第22讲 化学实验-2026年浙江省中考科学一轮复习讲练
2025-12-04
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精品
摘要:
该初中科学中考复习资料聚焦化学实验核心板块,覆盖实验方案设计与评价、物质成分探究、性质验证及反应速率影响因素等中考高频考点,通过“考点剖析-例题精解-题型分类训练”的教学流程,帮助学生系统梳理科学探究六步骤及控制变量等方法,突破实验设计与评价难点。
亮点在于以真实实验情境培养核心素养,如通过“钾肥成分探究”例题引导学生运用控制变量法设计方案,落实科学思维与探究实践。设置“基础例题-真题模拟-分层练习”三级训练体系,配合实验安全操作规范等态度责任教育,保障复习效果,助力教师精准把控中考复习节奏,提升学生实验综合应考能力。
内容正文:
第22讲 化学实验
浙江科学中考中化学实验是核心板块,且占比还在逐年提升,其考查内容覆盖基础操作、气体制取等多个核心模块,题型灵活多样。涵盖物质性质探究、成分测定、实验改进等。比如探究金属活动性顺序、酸碱中和反应的 pH 变化;测定样品中某成分的含量,像计算大理石中碳酸钙的纯度;还会要求设计实验方案并评价,如比较不同装置制取气体的优缺点,改进装置以控制反应速率
【考点1 实验方案的设计】
【考点剖析】
1、科学探究六步骤
(1)提出科学问题:发现和提出问题是科学探究的第一步。
(2)建立假设:建立猜想或假设是对探究结果出现的可能性的一种设想,即对背景材料的实验目的的肯定或否定的回答,要以陈述句的形式进行表述。
(3)设计验证方案:制订计划是科学探究的中心环节,本环节计划得科学、周密与否,直接影响着探究活动的成败。
(4)收集事实证据:对观察和测量的结果进行记录,或用调查、查阅资料等方式收集证据,或用图表的形式将收集到的证据表述出来。
(5)检验假设:对事实或证据进行归纳、比较、分类、概括、加工和整理,判断事实、证据是肯定了假设还是否定了假设,并得出正确结论。
(6)交流:采用口头或书面的形式将探究过程和结果与他人交流和讨论。
2、科学探究的基本方法
(1)控制变量法:探究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其他变量不变。
(2)类比法:从熟悉事物的属性中推论出不熟悉事物具有相同属性的方法。
(3)等效替代法:将一些难以观察测量的量用其他同类型量替换。
(4)转换法:将不易研究测量的量用有因果关系的量来体现。
例1、(2025•上城区校级模拟)化肥是农业生产中不可或缺的用品,已知某钾肥溶液中可能含有氯化钾、碳酸钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或几种,某兴趣小组向检验其成分,进行如图实验:
(1)产生无色气体的化学方程式为: 。
(2)通过分析上述实验中产生无色气体和白色沉淀A、B的现象,可以推测,该钾肥溶液中一定含有的成分是 。
(3)某同学认为通过产生白色沉淀C的现象,无法判断出该钾肥溶液中是否含有某一成分,要想明确检验这种成分是否存在,应该 。
【解答】解:(1)加入稀盐酸生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,所以气体是二氧化碳,原钾肥中含有碳酸钾,碳酸钾和稀盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳,化学方程式为:K2CO3+2HCl=2KCl+H2O+CO2↑;
(2)因为碳酸钾在第一步中已完全反应,则加入氯化钡有白色沉淀则是说明存在硫酸根,化肥中一定含有硫酸钾,所以此化肥一定含有K2CO3、K2SO4;
(3)A是碳酸钙能溶于水稀硝酸,B是硫酸钡不溶于水稀硝酸,氯化钡引入了氯离子,C是滤液中的氯离子和硝酸银中的银离子反应生成的氯化银,也不溶于水稀硝酸,所以要想明确检验这种成分是否存在,应该将氯化钡换成硝酸钡。
例2、(2025•丽水二模)为实现氢氧化钠溶液和酸反应现象的可视化,某科学兴趣小组设计了几种方法。
(1)【监测温度】在氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的过程中,温度传感器监测到溶液温度升高,说明该反应为 反应(填“吸热”或“放热”):
(2)【观察颜色】在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液,滴入2滴酚酞溶液,再逐滴加入盐酸,振荡,该过程中溶液的颜色和pH记录如图1所示。
在①中未观察到预期的红色,为探明原因,小组同学查阅到酚酞变色范围如下:0<pH<8.2时呈无色,8.2<pH<13时呈红色,pH>13时呈无色。
据此推断,①中a的取值范围是 (填字母);
A.0<a<8.2
B.8.2<a<13
C.a>13
(3)【检验产物】如图2是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验,其中硅胶具有吸水性,吸水后由蓝色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应,你预测的实验现象是 ;
(4)氢氧化钠固体具有腐蚀性、易潮解等性质,做实验时务必规范操作。写出一条在使用氢氧化钠固体时的注意事项 。
【解答】解:(1)在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中,温度传感器监测到溶液温度升高,说明该反应放热;故答案为:放热;
(2)在①甲未观察到预期的红色,说明溶液的pH不在8.2至 13这个范围;根据图示可知,反应程甲pH逐渐变小,①中a中pH大于12,根据题意可知,pH>13时呈无色,因此a的取值范围应大于13。
故选:C;
(3)根据题意可知,酸碱反应生成水,水可以使硅胶由蓝色变红色,预测的实验现象是甲和乙中没有变色,丙中硅胶由蓝色变为红色;故答案为:甲和乙中没有变色,丙中硅胶由蓝色变为红色;
(4)氢氧化钠固体具有腐蚀性、易潮解等性质,使用氢氧化钠固体时,例如不能用手直接接触氢氧化钠固体(或称量时要放在玻璃器皿中称量等);故答案为:不能用手直接接触氢氧化钠固体##称量时要放在玻璃器皿中称量(答案不唯一)。
【考点2 实验方案的评价】
【考点剖析】
对化学实验方案进行评价,主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的方面。
(1)可行性方面
1)分析实验方案是否科学可行;
2)实验操作是否安全合理;
3)实验步骤是否简单方便;
4)实验效果是否明显。
(2)绿色化学方面
1)实验过程中是否造成环境污染;
2)原料是否无毒、安全、易得;
3)原料利用率及反应速率是否较高;
4)反应速率是否较快。
(3)安全性方面
化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:
1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;
2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2,气体点燃前先验纯等);
3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”,白磷切割宜在水中进行等);
4)污染性的气体要进行尾气处理;有粉末状物质参加的反应,要注意防止导气管堵塞;
5)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施,以保证达到实验目的)。
(4)规范性方面[来源:Z,xx,k.Com]
1)冷凝回流(有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等);
2)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;
3)仪器拆卸与组装顺序相反,按照从右向左,从高到低的顺序;
4)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。
例3、(2025•龙湾区校级三模)图甲为溶液物质检验、分离提纯、溶质成分推断等方面问题解决的思维路径,请回答下列问题。
(1)图乙中滴加紫色石蕊试液,属于“思维路径”中的 (填序号)。观察到溶液变红,小阳猜测可能为盐酸,为进一步检验溶液中是否存在氯离子,则图乙中滴加的Y试剂是 。
(2)小阳设计了以下实验来检验碳酸钠溶液中是否混有硫酸钠。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤1:取少量待检溶液于试管中,加足量稀盐酸
碳酸钠溶液中混有硫酸钠
步骤2:继续向其中加入氯化钡溶液
产生白色沉淀
①表中的实验现象是: 。
②步骤1中加入足量盐酸的目的是: 。
【解答】解:(1)紫色石蕊试液是一种酸碱指示剂,可检验溶液的酸碱性,所以图乙中滴加紫色石蕊试液,属于“思维路径”中的酸碱性测试,故选②。观察到溶液变红,小阳猜测可能为盐酸,氯离子可与银离子结合生成氯化银白色沉淀,为进一步检验溶液中是否存在氯离子,则图乙中滴加的Y试剂是硝酸银溶液;故答案为:②;硝酸银溶液;
(2)①步骤1:取少量待检溶液于试管中,加足量稀盐酸,是除去碳酸钠,防止对硫酸钠检验的干扰,稀盐酸与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、水、二氧化碳,所以实验现象是有气泡产生;故答案为:有气泡产生;
②步骤1中加入足量盐酸的目的是:除尽碳酸钠,防止对硫酸钠检验的干扰;故答案为:除尽碳酸钠,防止对硫酸钠检验的干扰。
例4、(2025•瓯海区校级模拟)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸,无明显现象,为了现象可视化,组内两位同学分别从反应物的消失和生成物产生的角度获取反应发生的证据:
(1)【颜色观察】小科同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量(如图),出现 现象,可证明氢氧化钠和盐酸反应了。
(2)【检验产物】
方法1:小金同学将氢氧化钠溶液和盐酸混合,然后检验了混合后的Na+和Cl﹣,他据此判断出氢氧化钠和盐酸反应生成了NaCl。请你对小金的结论作出评价: 。
方法2:如图是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验,其中硅胶吸水后会由蓝溶色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应,你预测甲、乙、丙三个试管中的实验现象依次是 。
(3)老师提醒同学们,氢氧化钠固体有腐蚀性、易潮解等性质,做实验时务必规范操作。请写并出在使用氢氧化钠固体时的注意事项: (任写一项)。
【解答】解:(1)氢氧化钠溶液呈碱性,使酚酞变红,向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中,加入足量稀盐酸,溶液由红色变无色,证明氢氧化钠与稀盐酸发生反应,因为氢氧化钠与稀盐酸发生
反应生成氯化钠和水,反应后溶液呈中性或酸性,不能使酚酞变色。故答案为:红色消失;
(2)方法1:小金的结论不正确,因为氢氧化钠与稀盐酸不发生反应,溶液中也存在Na+和Cl﹣,故答案为:不正确,氢氧化钠与稀盐酸不发生反应,溶液中也存在Na+和Cl﹣;
方法2:醋酸与氢氧化钠能反应生成盐和水,而硅胶吸水后会由蓝溶色变为红色,因此甲、乙、丙三个试管中的实验现象是:试管甲和乙中硅胶没有颜色变化,试管丙中硅胶由蓝溶色变为红色;故答案为:试管甲和乙中硅胶没有颜色变化,试管丙中硅胶由蓝溶色变为红色;
(3)氢氧化钠固体具有腐蚀性、易潮解等性质,所以使用氢氧化钠固体时要戴好橡胶手套,护目镜等。故答案为:要戴好橡胶手套,护目镜等。
题型一.物质的组成成分以及含量的探究
1. (2025•普陀区二模)为测定某氢氧化钠固体是否变质,小科同学取适量样品配制成溶液,加入锥形瓶中,再逐滴加入稀盐酸至过量,并利用传感器测定CO2的含量,如图所示。下列结论中错误的是( )
A.氢氧化钠固体已变质
B.氢氧化钠固体已完全变质
C.100s时溶液的pH>7
D.200s时溶液中的溶质只有一种
【解答】解:A、一段时间后二氧化碳的体积从0开始逐渐增加,说明发生了碳酸钠和稀盐酸的反应,说明氢氧化钠固体已变质,故选项说法正确。
B、氢氧化钠能与空气的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,生成的杂质是碳酸钠,小科同学取适量样品配制成溶液,加入锥形瓶中,再逐滴加入稀盐酸至过量,一开始没有产生二氧化碳气体,说明原样品中含有氢氧化钠,氢氧化钠先与稀盐酸反应生成氯化钠和水;一段时间后二氧化碳的体积从0开始逐渐增加,是因为氢氧化钠反应完,碳酸钠再与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,氢氧化钠固体是部分变质,故选项说法错误。
C、100s时,碳酸钠有剩余,碳酸钠溶液显碱性,溶液的pH>7,故选项说法正确。
D、200s时,是碳酸钠和稀盐酸恰好完全反应,溶液中的溶质只有氯化钠一种,故选项说法正确。
故选:B。
2. (2025•浙江校级模拟)有一包不纯的K2CO3粉末样品,可能含有Na2CO3、Ba(OH)2、FeCl3、KCl、KNO3、Ca(NO3)2中的一种或几种杂质,为分析含有的杂质,现进行如下实验:①取样溶于足量水中,无固体残留,得无色溶液;②取上述溶液适量,先加入足量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生;③为确定Na2CO3是否存在,某同学准确称取6.9g粉末,溶于足量的水中,再加入足量BaCl2溶液,充分反应生成9.85g沉淀质量。经分析,得出了下面几个结论,①杂质中一定有Na2CO3和KCl ②杂质中可能存在KNO3 ③粉末样品中至少有2种物质。其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【解答】解:硫酸钡不溶于水和酸,氯化铁在溶液中显黄色,碳酸根离子和硝酸钙会生成碳酸钙沉淀,氯离子和银离子会生成氯化银沉淀。
①取样溶于足量水中,无固体残留,得无色溶液,所以样品中一定不含氯化铁、硝酸钙、氢氧化钡;
②取上述溶液适量,先加入足量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生所以样品中一定含有氯化钾;
③为确定Na2CO3是否存在,某同学准确称取6.9g粉末,溶于足量的水中,再加入足量BaCl2溶液,充分反应生成9.85g沉淀质量
假设6.9g纯碳酸钾产生碳酸钡的质量为x。
K2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2KCl
138 197
6.9g x
x=9.85g
假设6.9g纯碳酸钠产生碳酸钡的质量为y。
Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl
106 197
6.9g y
y≈12.8g
粉末中一定含有的杂质氯化钾会使生成的沉淀质量减少,含有碳酸钠时会使生成的沉淀质量增大,而沉淀质量等于纯碳酸钾产生碳酸钡的质量,所以粉末中还一定含有碳酸钠,所以
①杂质中一定有Na2CO3和KCl,故正确;
②杂质中可能存在KNO3,故正确;
③粉末样品中至少有3种物质,故错误。
故选:A。
3. (2025•浙江校级模拟)为了测定NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物中各成分的含量,某同学设计如下实验:取一定质量的混合物,通过测量反应前后②和③装置质量的变化,测定该混合物中各成分的质量分数。已知无水CaCl2固体可以用作干燥剂,Na2CO3•10H2O和NaHCO3受热易分解。下列说法中正确的是( )
A.②和③中应依次盛装碱石灰和无水CaCl2
B.若将①装置换成盛有NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaHCO3含量偏大
C.实验时应先点燃酒精灯,再关闭b、打开a,一段时间后测定②和③的质量变化
D.若测得②和③分别增重m2g和m3g,则混合物中Na2CO3•10H2O的质量为28.6g
【解答】解:A.由于要先测量生成水的质量,再测量生成二氧化碳的质量,所以②中应盛装无水氯化钙吸收水,③中应盛装碱石灰吸收二氧化碳,故A选项错误。
B.若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,③能准确测定二氧化碳质量,也就是准确测量NaHCO3质量,②测定的水的质量偏大,测量的Na2CO3•10H2O含量偏大,故B选项错误。
C.实验时应先关闭b、打开a,让空气通过①装置除去其中的二氧化碳和水蒸气,排尽装置内的空气,再点燃酒精灯加热混合物。如果先点燃酒精灯,混合物分解产生的水和二氧化碳会逸出,使②和③装置测量的质量变化不准确,故C选项错误。
D.设混合物中碳酸氢钠的质量为x,碳酸氢钠受热分解生成水的质量为y。
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
168 18 44
x y m3g
xg
yg
②装置增重m2g(即水的总质量),则十水碳酸钠分解生成水的质量为(m2−)g。设十水碳酸钠的质量为z.
Na2CO3•10H2ONa2CO3+10H2O
286 180
z (m2−)g
zg=28.6g
故D选项正确。
故答案为:D。
题型二.物质的性质和变化规律的探究
4. (2025•浙江模拟)证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应。实验原理的选择有两条思路:①验证反应物消失;②验证有新物质生成。小科设计如图装置进行探究(装置气密性良好)。实验过程:先打开分液漏斗活塞,加入过量的氢氧化钠,关闭活塞;一段时间后,发现针筒内的液体自动进入三颈烧瓶,并有白色沉淀产生。
(1)小科设计本实验,其实验原理所选用的思路是 (选填“①”或“②”)。
(2)该实验能证明NaOH溶液与CO2发生化学反应的证据是 。
(3)实验结束,三颈烧瓶内溶液中,一定存在的离子有 。
【解答】解:(1)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠来证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应,所以小金设计本实验所选用的实验原理是:通过验证有Na2CO3生成来证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应,实验原理所选用的思路是:②验证有新物质生成;
(2)NaOH溶液与CO2发生化学反应生成碳酸钠,碳酸钠与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,有白色沉淀产生说明NaOH溶液与CO2发生化学反应;
(3)加入过量的氢氧化钠溶液,则三颈烧瓶内溶液中,一定存在钠离子和氢氧根离子,氯离子未参加反应,三颈烧瓶内溶液中一定存在氯离子,所以三颈烧瓶内溶液中一定存在钠离子、氢氧根离子、氯离子。
5. (2025•宁波模拟)同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后无明显现象,但可以从pH、温度、反应物等角度验证中和反应是否发生。某学习小组试图从生成物的角度来探究酸碱中和反应。该小组取变色硅胶、无水醋酸和氢氧化钠固体进行如图所示的三个实验。
已知:①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。
②无水醋酸是一种有机酸,与盐酸一样具有酸的通性。
③试管内气体均经过干燥处理。
(1)装置中的无水醋酸,在物质分类中属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)装置中的试管内气体做干燥处理的目的 。
(3)实验前,装置内的U形管内液面相平,则实验过程中,应该可观察到丙的U形管内液面 (填“左低右高”“左高右低”或“液面相平”)。
(4)请结合甲、乙、丙三个装置说明,假如无水醋酸与氢氧化钠反应后有水生成,则装置甲、乙的相应实验现象是: 。
【解答】解:(1)无水醋酸,在物质分类中属于纯净物。故答案为:纯净物;
(2)因为变色硅胶吸水后由蓝色变为红色,所以试管内气体做干燥处理。故答案为:防止变色硅胶吸水后变色;
(3)观察到丙的U形管内液面左低右高,出现该现象的原因可能是无水醋酸与氢氧化钠反应放出的热量,还有可能的原因是氢氧化钠固体溶于水放热,使得瓶中的温度升高,装置内压强变大。故答案为:左低右高;
(4)假如无水醋酸与氢氧化钠反应后有水生成,则装置丙中变色硅胶吸水后由蓝色变为红色,甲中只有氢氧化钠固体,没有醋酸,变色硅胶不变色,乙中只有无色醋酸,没有氢氧化钠固体,变色硅胶不变色。故答案为:甲、乙中
的变色硅胶都不变色。
题型三.影响化学反应速率因素的探究
6. (2025•义乌市二模)化学图像可以直观形象地反映化学反应中相关量之间的关系。如图为一定质量的锌粒与足量稀硫酸反应的图像,若把锌粒改为等量的锌粉,则图中的A点的移动方向是( )
A.竖直上移 B.水平左移 C.水平右移 D.竖直下移
【解答】解:质量相等的锌粉和锌粒,锌粉与稀硫酸的接触面积比锌粒与稀硫酸的接触面积大,反应速率更快,需要时间更短,因此图中的A点的移动方向是水平左移。
故选:B。
7. (2025•黄岩区二模)现有一瓶过氧化氢(H2O2)溶液,观察发现瓶壁上有少量气泡,说明H2O2在常温下也能分解生成氧气。
(1)请写出反应的化学方程式 。
(2)取少量H2O2于试管中,将试管置于热水中(如图1所示),观察到产生的气泡明显增多。则H2O2溶液适宜在 的环境中保存。
(3)查阅资料获知:H2O2分解越快,溶液中溶氧量越高。取少量H2O2溶液,常温下改变pH,测定溶液中的溶氧量如图2所示。由此可得随着pH的增大,H2O2分解的速率 。
【解答】解:(1)通常情况下,过氧化氢分解生成水和氧气,反应的化学方程式是2H2O2=2H2O+O2↑。
(2)取少量H2O2于试管中,将试管置于热水中(如图1所示),观察到产生的气泡明显增多。则H2O2溶液适宜在低温或阴凉的环境中保存。
(3)查阅资料获知:H2O2分解越快,溶液中溶氧量越高。取少量H2O2溶液,常温下改变pH,测定溶液中的溶氧量如图2所示。溶液中溶氧量先增大后减小,由此可得随着pH的增大,H2O2分解的速率先变大后变小。
故答案为:(1)2H2O2=2H2O+O2↑。
(2)低温或阴凉。
(3)先变大后变小。
8. (2025•鹿城区校级三模)氢能是一种清洁能源,氢气的制备方法受到广泛的关注和研究。
暗发酵制氢是生物制氢的一种方法,温度在40﹣60℃为宜。水稻的秸秆中木质素紧密包围纤维素,纤维素先转化为葡萄糖,葡萄糖再转化为甲酸、乙醇等,最后转化为氢气。为了探究影响水稻秸秆暗发酵制氢的因素,进行以下实验,装置如图所示。
实验1:向三个锥形瓶中分别加入5g水稻秸秆、一定质量的酶,一定温度下,初始pH设置为4.5、5.5和6.5,加入产氢培养基溶液进行发酵。每隔一段时间抽取发酵液的代谢产物进行检测,得到累积产氢量[V(H2)]与时间的关系如图乙所示。
实验2:温度能影响酶和微生物的活性以及反应的快慢。为了确定水稻秸秆暗发酵制氢的最佳温度,小科取5g水稻秸秆、一定质量的酶、 ,设置温度为40℃,45℃,50℃重复上述实验。
(1)检验图甲装置气密性:关闭活塞,向后拉动注射器活塞, 则气密性良好。
(2)据图乙,实验1的结论是: 。
(3)实验2中 处应补充的步骤为: 。
(4)光催化分解H2O制H2是目前研究的热点之一,它利用半导体材料作催化剂,其原理如图所示。该方法与电解H2O制H2相比有优点也有不足,选择其中一个视角,写出一点: 。
【解答】解:(1)检验图甲装置气密性:关闭活塞,向后拉动注射器活塞,松手后活塞回到原处则气密性良好。
故答案为:松手后活塞回到原处。
(2)据图乙,实验1的结论是:其它条件相同时,pH=5.5时,产氢量最大。
故答案为:其它条件相同时,pH=5.5时,产氢量最大。
(3)实验2中“?”处应补充的步骤为:初始pH设置为相同。
故答案为:初始pH设置为相同。
(4)该方法与电解H2O制H2相比有优点也有不足,优点是节约电能。缺点是不容易分离氢气和氧气。
故答案为:优点是节约电能。缺点是不容易分离氢气和氧气。
9. (2025•定海区校级三模)学习小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。查阅资料得知:某制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式:2Na2CO3•3H2O2,白色固体)和二氧化锰。
已知过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2,能产生氧气并放出热量。
活动一:制氧速率探究:小组同学设计如下实验方案探究影响实验速率的因素,结果如下:
实验序号
过碳酸钠质量/g
二氧化锰质量/g
加水体积/mL
温度/℃
收集100毫升氧气的时间/s
①
10
0.3
100
26
36.59
②
20
0.3
100
26
11.67
③
10
0.3
100
41
22.00
(1)判断制氧速率的快慢我们需要比较 ;
(2)由实验①和实验②可以得出结论 ;
(3)夏季时,为了延长供氧时间,可采取的措施是 ;
活动二:供氧装置评价
评价维度
评价等级
合格
良好
优秀
装置
有发生、收集和净化装置
有发生、收集和净化装置,设计局部一体化设计
综合考虑各种因素(简便美观流速安全环保等),整体可调控及一体化设计
(4)针对上图装置,你的评价等级及理由是 。
【解答】解:(1)根据表格中的数据可知,在探究制氧速率的实验中,收集相同体积氧气所需时间的长短能直观反映制氧速率的快慢,判断制氧速率的快慢我们需要比较收集相同体积氧气所需的时间;
(2)实验①和实验②中,二氧化锰质量均为0.3g,加水体积均为100mL,温度均为26℃,只有过碳酸钠质量不同,实验①过碳酸钠质量为10g,收集100毫升氧气的时间是36.59s;实验②过碳酸钠质量为20g,收集100毫升氧气的时间是11.67s。过碳酸钠质量越大,收集相同体积氧气所用时间越短,即制氧速率越快;由实验①和实验②可以得出结论在其他条件相同的情况下,过碳酸钠质量越大,制氧速率越快;
(3)夏季延长供氧时间的措施:由实验①和实验③可知,温度越高,收集相同体积氧气所需时间越短,制氧速率越快。夏季气温高,制氧速率快,供氧时间短。为了延长供氧时间,需要减慢制氧速率,可采取降低温度的措施。所以夏季时,为了延长供氧时间,可采取的措施是降低反应温度。
(4)良好,因为该供氧装置有发生、收集和净化装置,局部体化设计局部一体化设计,但不可控。
故答案为:(1)收集相同体积氧气所需的时间。
(2)在其他条件相同的情况下,过碳酸钠质量越大,制氧速率越快。
(3)降低反应温度。
(4)评价等级良好,因为该供氧装置有发生、收集和净化装置,一体化设计,但不可控。
10. (2025•衢州一模)人体代谢产生的过氧化氢,对人体有毒害作用。FeCl3能催化过氧化氢分解,肝脏中的A酶也能催化过氧化氢分解。为了比较FeCl3与A酶的催化特点,小科准备了3.5%的FeCl3溶液、5%的过氧化氢溶液、20%的新鲜猪肝研磨液(含较少A酶),进行如下实验探究。
(1)请补充实验步骤:
①取两支试管,分别标记1号和2号,各加入2mL5%的过氧化氢溶液。
②向1号试管中加入6滴3.5%的FeCl3溶液,2号试管加入 。
③观察两支试管中产生气泡的快慢。
(2)实验结果发现,0﹣3分钟2号试管中气体生成速率显著快于1号试管,原因是A酶 。(已知每滴氯FeCl3溶液中Fe3+数量大约是肝脏研磨液中A酶分子数的25万倍)
(3)小科每隔3分钟,用测温枪测量并记录了两组实验中试管外壁的温度,绘制图像如图所示,由此可知过氧化氢分解属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)结合图中的数据,推测人体通过酶来催化过氧化氢分解的好处 。
【解答】解:(1)实验需遵循单一变量原则(只有催化剂种类不同,其他条件一致 )。1 号加 6 滴 FeCl3溶液,2 号应加入6 滴 20% 的新鲜猪肝研磨液(保证催化剂用量等条件相同 )。
(2)已知 Fe3⁺数量远多于 A 酶分子数,但 A 酶组气泡生成更快,说明酶具有高效性(酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高 )。
(3)由温度变化曲线可知,两组实验中试管外壁温度均升高,说明过氧化氢分解过程释放热量,属于放热反应。
(4)结合图像与酶的特性,人体用酶催化过氧化氢分解的好处:酶催化效率高(快速分解有害物 );且从温度曲线看,A 酶组温度相对平稳,推测酶催化可温和进行,避免过度放热损伤细胞(或高效、可控地清除过氧化氢,保障细胞安全 )。
11. (2025•钱塘区一模)小塘利用图甲装置来比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况,压强传感器能够测出密闭容器内的气压大小。现将铁、锌、铝与等质量、等质量分数的稀盐酸反应,相关数据记录如图乙。已知在等温、等体积条件下,装置内气压与气体的质量成正比。
(1)实验选择的金属,除了颗粒大小相似外,还要控制成一致的变量是 。
(2)分析图乙数据后,小塘得出“本次实验的三种金属,镁与稀盐酸反应最快”这一结论,他基于的依据是 。同时又根据 可判断出三次实验的盐酸都已经反应完全。
(3)在进行上述实验过程中,发现每组的实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大,请分析可能的原因有 。(写出1点)
【解答】解:(1)实验中还要控制成一致的变量是镁、铝、铁的形状相同(即表面积)、温度;
(2)分析乙图,根据气压越大,即生成气气体积的越多,得出三个实验在相同时间时,镁的气压越大,即生成气体的体积越多,反应速度越快,根据最终气压相等,即生成氢气体积相等得出三次实验的盐酸都已反应完全;
(3)在进行上述实验过程中,发现每组实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大,如图丙所示,可能的原因是反应放热,温度升高,气体热胀冷缩,水蒸发加快,气压变大;
故答案为:
(1)三种金属的表面积相同、温度;
(2)相同时间时,镁的气压最大,即生成气体的体积最多;实验最后得到瓶内气压相同,产生气体相同;
(3)反应放热,温度升高,气体热胀冷缩,水蒸发加快,气压变大。
12. (2025•萧山区校级一模)某兴趣小组在学习了双氧水分解制取氧气的实验后,知道催化剂(MnO2)能改变化学反应速率,到底还有哪些因素会影响化学反应速率呢?他们设计并进行了以下四次实验。
实验次数次数
H2O2溶液质量分数/%
H2O2溶液用量/mL
催化剂(MnO2)用量/g
反应温度/℃
收集气体体积/mL
所需时间/s
①
30
5
0
85
2
3.8
②
15
2
0.1
20
2
2.8
③
5
2
0.1
20
2
7.4
④
30
5
0
55
2
10.5
(1)请写出双氧水分解制氧气的化学方程式 。
(2)实验中同学们是通过比较 的方式比较化学反应的速率。
(3)由以上实验得出的结论是 (可多选)。
A.H2O2溶液质量分数越高,反应速率越快
B反应温度越高,反应速率越快
C.催化剂(MnO2)用量越多,反应速率越快
D.H2O2溶液用量越多,反应速率越快
(4)通过查阅资料,他们还发现许多金属盐(如FeCl3、CuSO4等)对双氧水的分解具有催化作用。那么,铁盐和铜盐的催化作用哪个强呢?他们设计了如图的实验,并以两支试管中产生气泡的快慢来判断结果,小宁同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理。仿照小宁思路,你认为还可以作何改进? 。
【解答】解:(1)双氧水分解制氧气的化学方程式是2H2O22H2O+O2↑。
故答案为:2H2O22H2O+O2↑。
(2)实验中同学们是通过比较的方式比较收集相等体积气体需要的时间化学反应的速率。
故答案为:收集相等体积气体需要的时间。
(3)A.对比②③可知,H2O2溶液质量分数越高,反应速率越快,该选项正确。
B.对比①④可知,反应温度越高,反应速率越快,该选项正确。
C.没有对比试验能够证明,催化剂(MnO2)用量越多,反应速率越快,该选项不正确。
D.没有对比试验能够证明,H2O2溶液用量越多,反应速率越快,该选项不正确。
故答案为:AB。
(4)小宁同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理,目的是为了使溶液中的阴离子相同。仿照小宁思路,还可以将氯化铁溶液改为硫酸铁溶液,目的是使溶液中的阴离子相同。
故答案为:将氯化铁溶液改为硫酸铁溶液。
13. (2025•西湖区一模)已知过氧化氢酶能够催化分解过氧化氢。为了探究过氧化氢酶的催化效果与H2O2溶液的pH的关系,科学小组设计了以下实验装置,如图甲、乙所示,操作步骤如下:
①取同样大小的滤纸3张,将其浸泡在肝脏研磨液中(富含过氧化氢酶),1分钟后取出滤纸,待多余研磨液流尽后,将其贴在如图甲所示的集气瓶内壁一侧。
②向集气瓶中加入适量的体积分数为2%、pH为5的H2O2溶液。
③将集气瓶放入恒温37℃的水槽中,转动到一定位置,使肝脏研磨液与H2O2溶液充分接触,如图乙所示。同时,用量筒收集气体,反应30秒后,读取数据,记录在表格中,重复三次实验。
④换用体积分数为2%、pH分别为7、9、11的等量H2O2溶液,重复上述步骤。
H2O2溶液的pH
气体的体积(mL)
5
7
9
11
V1
15
21
17
10
V2
14
20
15
12
V3
16
22
16
11
平均值
15
21
16
11
(1)请写出H2O2溶液在过氧化氢酶催化下产生气体的化学方程式 。
(2)该实验,通过比较 来判断过氧化氢酶催化作用的强弱。
(3)如果反应过快会对实验数据的分析造成干扰,以下措施能减缓反应速度的是 。(选填字母)
A.稀释肝脏研磨液
B.换更大的集气瓶
C.换更细的导管
D.降低水槽内的水温
(4)小科认为过氧化氢酶在pH=7的环境下活性最强,但小组同学认为该结论还不够有说服力,因此需要补充的实验是 。
【解答】解:(1)H2O2溶液在过氧化氢酶催化下分解产生氧气和水,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
(2)该实验中,过氧化氢酶催化H2O2分解产生氧气,通过比较相同时间内(30 秒)收集到气体的体积来判断过氧化氢酶催化作用的强弱,收集到气体体积越大,催化作用越强。
(3)A.稀释肝脏研磨液,过氧化氢酶的浓度降低,反应速率会减缓,故A正确;
B.换更大的集气瓶,对反应速率没有影响,故B错误;
C.换更细的导管,不会改变反应速率,故C错误;
D.过氧化氢酶的最适温度是37℃,降低水温能影响酶的活性,能减缓反应速率,故D正确。
故选:AD。
(4)小科认为过氧化氢酶在pH=7的环境下活性最强,但只测试了pH为 5、7、9、11 的情况,不能确定在pH=7附近其他值时酶的活性情况。因此需要补充的实验是:在pH=6、pH=8等,在pH=7附近的取值下,重复上述实验,观察收集气体的体积,判断过氧化氢酶的活性。
题型四.化学实验方案的设计与评价
14. (2025•定海区校级三模)下列实验设计能实现相应实验目的的是( )
A.验证集气瓶中集满氧气
B.比较二氧化锰和氧化铁的催化效果
C.给病人输氧时b端连接氧气瓶
D.检查装置的气密性
【解答】解:A、检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,故选项实验设计不能实现相应实验目的。
B、由于过氧化氢浓度不同,变量不唯一,不能比较二氧化锰和氧化铁的催化效果,故选项实验设计不能实现相应实验目的。
C、给病人输氧时a端连接氧气瓶,既能够湿润氧气,也能够观察氧气的输出速率,故选项实验设计不能实现相应实验目的。
D、先夹紧止水夹,向长颈漏斗中注水,直到长颈漏斗中的液面高于集气瓶中的液面,且两者液面差不再改变,证明该装置气密性良好,故选项实验设计能实现相应实验目的。
故选:D。
15. (2025•宁海县校级模拟)下列选用的除杂试剂和实验操作都正确的是(括号内为杂质)( )
物质
除杂试剂
操作方法
A.CO2(HCl)
氢氧化钠溶液
气体通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶
B.NaCl(Na2CO3)
氢氧化钙溶液
加入足量氢氧化钙溶液、过滤、蒸发、结晶
C.Cu(CuO)
氧气
通入足量氧气并加热、干燥
D.MnO2(NaCl)
水
加入足量水溶解、过滤、洗涤、烘干
【解答】解:A、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应,不但能把杂质除去,也会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项错误。
B、Na2CO3能与足量氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,能除去杂质但引入了新的杂质氢氧化钠,不符合除杂原则,故选项错误。
C、Cu与氧气反应在加热条件下生成氧化铜,反而会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项错误。
D、NaCl易溶于水,MnO2难溶于水,加入足量水溶解、过滤、洗涤、烘干,能分离出二氧化锰,符合除杂原则,故选项正确。
故选:D。
16. (2025•绍兴模拟)下表是NaCl、KNO3在20℃和80℃温度时的溶解度。
温度/℃
20
80
溶解度/g
NaCl
36.0
38.4
KNO3
31.6
169
实验室有一包不纯的KNO3样品180g(含有少量NaCl),为提纯KNO3,同学们采用如图所示方案,实验结束后,同学们在所得固体中未检测出NaCl残留,则理论上(只考虑温度对溶解度大小的影响)原样品中硝酸钾的质量分数至少为( )
A.78.7% B.17.6% C.80% D.93.9%
【解答】解:实验室有一包不纯的KNO3样品180g(含有少量NaCl),为提纯KNO3,向烧杯中加入100g水,固体有剩余,加热至80℃,固体全部消失,降温至20℃时,有晶体析出,实验结束后,同学们在所得固体中未检测出NaCl残留,20℃时氯化钠的溶解度为36.0g,则样品中氯化钠的质量一定小于或等于36.0g;加热至80℃,若烧杯中的溶液是硝酸钾恰好饱和的溶液,此时原样品中硝酸钾的质量最多,样品中硝酸钾的质量分数最大。若形成的是20℃时氯化钠的饱和溶液,此时样品中氯化钠的质量最多,样品中硝酸钾的质量分数最小,则原样品中硝酸钾的质量分数至少为100%=80%。
故选:C。
17. (2025•拱墅区校级二模)甲、乙、丙、丁四位同学学习了酸、碱、盐的化学性质分别设计了下列有关物质鉴别的方案,其中可行的是( )
甲:利用酚酞试液和组内试剂鉴别Na2CO3、NaCl和稀硫酸三种溶液。
乙:利用CO2气体和组内试剂鉴别NaOH、Ca(OH)2和稀盐酸三种溶液。
丙:利用稀硫酸鉴别KOH、Na2CO3和BaCl2三种溶液。
丁:不用其他任何试剂将HCl、CaCl2、Na2CO3、NaCl四种溶液鉴别出来。
A.甲和乙 B.丙和丁
C.甲、乙和丙 D.甲、乙、丙和丁
【解答】解:甲:无色酚酞遇碱性溶液变红色,遇中性和酸性溶液不变色,Na2CO3溶液呈碱性,能使无色酚酞变红,NaCl溶液呈中性、稀硫酸呈酸性,都不能使无色酚酞变色,先用无色酚酞鉴别出碳酸钠,再分别将另外两种溶液加入碳酸钠溶液中,有气泡产生的是稀硫酸,无明显现象的是氯化钠溶液,能利用酚酞试液和组内试剂鉴别Na2CO3、NaCl和稀硫酸三种溶液。
乙:二氧化碳和氢氧化钠反应无明显现象,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,有白色沉淀产生,二氧化碳和稀盐酸不反应,无明显现象,先用二氧化碳鉴别出氢氧化钙,再分别将另外两种溶液加入白色沉淀中,能使沉淀溶解的是稀盐酸,无明显现象的是氢氧化钠溶液,能利用CO2气体和组内试剂鉴别NaOH、Ca(OH)2和稀盐酸三种溶液。
丙:氢氧化钾和硫酸反应无明显现象,碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,有气泡产生,氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,有白色沉淀产生,能利用稀硫酸鉴别KOH、Na2CO3和BaCl2三种溶液。
丁:盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,则两两混合,只有一种气体生成的是盐酸,只有一种沉淀生成的是氯化钙,既有气体又有沉淀生成的是碳酸钠,无明显现象的是氯化钠,不用其他任何试剂能将HCl、CaCl2、Na2CO3、NaCl四种溶液鉴别出来。
综上所述,正确的是甲、乙、丙丁;
故选:D。
18. (2025•镇海区校级三模)小科发现菜刀长时间不用会生锈,金属在什么情况下容易被锈蚀?小科设计了如图所示实验,放置2~3天,发现只有丙瓶中的铁钉生锈了。下列分析错误的是( )
A.本实验的对照组是甲组
B.乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气
C.铁钉在潮湿的空气中容易生锈
D.为防止菜刀生锈,可将菜刀放在干燥通风处
【解答】解:A、第一支试管中的铁钉只能与干燥的空气接触,第二支试管中的铁钉只能与水接触,第三支试管的铁钉能与氧气、水充分接触,放置2~3天,发现只有丙瓶中的铁钉生锈了,对比甲、丙两支试管中的铁钉,说明铁生锈需要与水接触;对比乙、丙两支试管中的铁钉,说明铁生锈需要与水接触,本实验的对照组是丙,故选项说法错误。
B、乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气,故选项说法正确。
C、由A选项的分析,铁与氧气、水充分接触容易生锈,铁钉在潮湿的空气中容易生锈,故选项说法正确。
D、铁与氧气、水充分接触时容易生锈,为防止菜刀生锈,可将菜刀放在干燥通风处,故选项说法正确。
故选:A。
19. (2025•滨江区一模)根据下列实验方案进行实验,能达到相应实验目的的是( )
A.甲:收集氢气并验满
B.乙:产生氧气
C.丙:测定空气中氧气的体积分数
D.丁:探究可燃物燃烧的部分条件
【解答】解:A.氢气密度比空气小,应该使用向下排空气法收集,且验满时应该使用肥皂泡等方法,而不是带火星的木条,故A错误;
B.氯化钾和二氧化锰在加热条件下不会产生氧气,故B错误;
C.木炭燃烧生成二氧化碳,瓶内气压变化不大,不能测定氧气的体积分数,故C错误;
D.火柴头与氧气接触,温度达到着火点,燃烧,火柴梗与氧气接触,温度未达到着火点,不燃烧,可以探究可燃物燃烧的条件,故D正确;
故选:D。
20. (2025•浙江模拟)含镁3%~5%的镁铝合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。某研究性学习小组为了测定其中镁的质量分数,取质量为m的镁铝合金进行实验。
【查阅资料】已知铝能与NaOH溶液反应生成易溶于水的偏铝酸钠(NaAlO2)和H2,化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑;镁不能与NaOH溶液反应。氢氧化铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成易溶于水的偏铝酸钠(NaAlO2)和H2O,化学方程式为:Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O;氢氧化镁不能与氢氧化钠溶液反应。
【提出猜想】可以利用镁铝与酸、铝与碱、氢氧化铝与碱的反应来测定合金中镁的质量分数。
【设计方案】研究小组设计了不同的实验方案
方案1:镁铝合金与过量盐酸反应,测定生成气体在标准状况下的体积V。
方案2:镁铝合金与过量的NaOH溶液充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量剩余固体的质量m1。
方案3:镁铝合金与过量盐酸反应后再与过量NaOH溶液反应,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量m2。
方案4:将镁铝合金粉末放在足量氧气流中加热,充分反应后冷却,称量固体质量为m3。
【问题讨论】请你参与研究小组的研究过程,并回答下列问题。
(1)研究小组利用如图所示实验装置,按照方案1进行了实验。实验时读取量筒中水的体积时,俯视读数,则所测得的镁的质量分数会 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)根据方案2的数据,所测得的镁的质量分数为 。
(3)方案3中过滤操作得到的沉淀是 。
(4)方案4中将合金块研磨成粉末的目的是 。
【解答】解:(1)根据实验可知,量筒中水体积等于生成的氢气体积,读取量筒中水的体积时,俯视读数,读数偏大,测得的气体体积 V 偏大,测得的氢气质量偏大;
设:测得的氢气质量为M;镁铝合金中镁的质量为x,产生的氢气a,铝的质量为(m﹣x),铝产生的氢气质量为b,则有:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
24 2
x a
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
54 6
m﹣x b
x=4m﹣36M
当M偏大时,x 偏小,则计算的镁质量分数偏小;故答案为:偏小;
(2)方案 2 中镁铝合金与过量的NaOH溶液充分反应,铝与NaOH溶液反应,而镁不反应,过滤、洗涤、干燥后剩余固体为镁,其质量为m1;则所测得的镁的质量分数为;故答案为:);
(3)镁铝合金与过量盐酸反应,生成MgCl2和AlCl3,化学方程式分别为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑;再加入过量NaOH溶液,MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀和氯化钠;AlCl3与过量NaOH溶液反应先生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3又会与NaOH继续反应生成易溶于水的NaAlO2和H2O,所以过滤操作得到的沉淀是Mg(OH)2;故答案为:氢氧化镁或Mg(OH)2;
(4)方案 4 中将合金块研磨成粉末,能增大合金与氧气的接触面积,使合金在氧气流中加热时反应更充分,确保合金中的镁和铝都能完全与氧气反应,从而准确测量反应后固体的质量m3,以便更准确地计算合金中镁的质量分数;故答案为:增大反应接触面积,使反应更充分。
21. (2025•鹿城区校级三模)在学习了二氧化碳的制取之后,学校开展项目化活动“制作简易灭火器”,同时针对该项目设计了评价表。
“自制灭火器”评价表(节选)
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
能连续产生气体
能产生少量气体
不能产生气体
指标二
既能控制反应是否进行又能控制反应速度
能控制反应是否进行但不能控制反应速度
不能控制反应是否进行
小科利用饮料瓶、漏斗、铜丝、10g大理石碎片、10%稀硫酸等材料制作了图甲装置。
①查阅资料发现:硫酸钙微溶于水。根据评价表,该装置指标一被评为 。
②某次实验室铜丝丢失。于是小科找来了一根铁丝作为替代。他的做法是否可行,请说明理由 。
③小科换用稀盐酸进行实验最终制得二氧化碳3.3克,求大理石中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
④为了使装置甲指标二达到“优秀”,图乙中设计思路可以借鉴组有 。(可多选)
【解答】解:(1)查阅资料发现:硫酸钙微溶于水。根据评价表,该装置指标一被评为合格,因为硫酸钙微溶于水,能产生少量气体。
(2)某次实验室铜丝丢失。于是小科找来了一根铁丝作为替代。他的做法是不可行,因为铁丝能与稀硫酸反应生成氢气,使收集到的二氧化碳不纯。
(3)设大理石中碳酸钙的质量分数为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
10g×x 3.3g
x=75%
答:大理石中碳酸钙的质量分数为75%。
(4)为了使装置甲指标二达到“优秀”,需要同时具备控制反应是否进行和控制反应速度的功能。因此,可以借鉴装置①、②和③的设计思路,例如使用注射器或分液漏斗来控制液体的滴加速率,同时结合多孔塑料板和弹簧夹的设计,实现反应的随时停止和开始。因此,可以借鉴的设计思路为:①、②和③。
22. (2025•东阳市模拟)某金属加工厂需处理一批含铝、铁、铜的金属废料,并解决废液酸性超标的问题。科学兴趣小组参与工艺优化,开展以下探究:
探究一:金属废料的酸溶处理
编号
甲
乙
丙
操作
现象
无明显现象
铁丝表面有少量气泡产生且反应缓慢
(1)若依据实验可判断出金属活动性顺序为:铝>铁>铜,则可推测出铝、铁与酸反应时,反应更剧烈的是 。
(2)进行丙组的实验时,发现试管外壁发烫,且生成氢气的速率先变快后变慢,如图丁。请分析0~t1阶段反应速率加快的原因: 。
探究二:废液的中和处理
废液中含过量盐酸需中和处理,小组向废液中加入一定量NaOH溶液后无明显现象。为验证盐酸是否已除尽,进行如下实验:
方案
实验操作
实验现象
实验结论
A
取反应后的溶液少许,滴加无色酚酞试液
溶液不变红
盐酸有剩余
B
取反应后的溶液少许,滴加AgNO3溶液
产生白色沉淀
盐酸有剩余
C
取反应后的溶液少许,插入铁丝
产生气泡
盐酸有剩余
(3)C方案中发生的化学反应方程式为 。
(4)以上三个方案合理的是 (填写序母)。
【解答】解:在金属活动性顺序中,金属活动性越强,与酸反应越剧烈。已知金属活动性顺序为铝>铁>铜,所以铝、铁与酸反应时,反应更剧烈的是铝。现象为:铝丝表面有大量气泡产生且反应较快;故答案为:铝丝表面有大量气泡产生且反应较快;
(1)铝、铁与酸反应时,反应更剧烈的是铝。故答案为:铝;
(2)丙组实验是铝与酸反应,该反应是放热反应。在0~t1阶段,温度升高,因为温度升高会加快化学反应速率,所以此阶段反应速率加快。故答案为:该反应放热,温度升高加快反应速率;
(3)C方案中,若盐酸有剩余,插入铁丝后,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学反应方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。故答案为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(4)A方案中,滴加无色酚酞试液,溶液不变红,只能说明溶液不显碱性,但不能确定盐酸一定有剩余,因为恰好完全反应时溶液也不显碱性;B方案中,滴加溶液产生白色沉淀,不能说明盐酸有剩余,因为生成的氯化钠也会与硝酸银反应生成白色沉淀;C方案中,插入铁丝产生气泡,说明溶液中有盐酸,因为铁能与盐酸反应产生氢气,所以合理的是C。故答案为:C。
23. (2025•萧山区一模)某校科学研究小组同学在进行“自制简易自灭火器”活动时,提出疑问:碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应,哪一个反应速度更快,更适合灭火?
【作出假设】可能碳酸氢钠与盐酸反应速度更快,更适合灭火。
【设计与实验】小组同学利用相同的试管和相同的注射器设计如图甲所示的实验装置,两支试管用铁夹固定在一起,分别装有质量相同的固体碳酸钠和碳酸氢钠。实验时,用两只拇指同步向下按压注射器栓柄,使活塞同速向下移动,将注射器内的稀盐酸注入到试管内。
(1)实验中,除了需控制上述提到的变量相等外,还需要控制相等的变量有 (写出其中一个)。
(2)本实验比较两个反应速度大小的方法是: 。
(3)充分反应后,两个气球体积不再变化,小组同学观察到如图乙所示现象,于是得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。你是否认同这一结论并说明理由: 。
(4)实际操作时,用两只拇指按压注射器栓柄,很难做到同步,可采用更合理的方法是 (用文字描述或用画图形式并搭配简要文字说明)。
【解答】解:(1)在探究碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应速率的实验中,除了保证试管、注射器相同,碳酸钠和碳酸氢钠质量相同外,还需要控制盐酸的浓度、体积等变量相等。因为盐酸的浓度和体积会影响反应物之间的接触面积和反应物的量,从而影响反应速率。如果不控制这些变量,就无法确定是碳酸钠和碳酸氢钠本身的性质导致反应速率不同,还是盐酸的因素导致的。故答案为:盐酸的浓度或盐酸的体积(答案不唯一)。
(2)本实验比较两个反应速度大小的方法是:比较相同时间内两个气球膨胀的大小。因为反应速率越快,单位时间内产生的二氧化碳气体就越多,气球膨胀得就越大。通过观察相同时间内气球膨胀的程度,就可以直观地比较出两个反应的速率大小。故答案为:比较相同时间内两个气球膨胀的大小;
(3)不认同这一结论。虽然最终看到碳酸氢钠反应对应的气球体积更大,但这只能说明碳酸氢钠与盐酸反应产生的二氧化碳的总量更多,而不能说明反应产生二氧化碳较快。要比较反应产生二氧化碳的快慢,应该比较相同时间内产生二氧化碳的量,而不是最终产生二氧化碳的总量。故答案为:不认同,因为最终气球体积大只能说明产生二氧化碳总量多,不能说明产生二氧化碳较快,应比较相同时间内产生二氧化碳的量;
(4)实际操作时,用两只拇指按压注射器栓柄很难做到同步,可采用更合理的方法是:将注射器固定在一个装置上,通过一个可同步操作的机械结构(如一个带有横杆的支架,横杆两端分别连接两个注射器的栓柄,推动横杆时可同步推动两个注射器的栓柄)来推动注射器,这样就能保证同时将盐酸注入两支试管中。(也可以用文字描述为:设计一个联动装置,使两个注射器的栓柄能同时被推动,保证注入盐酸的同步性)。故答案为:将注射器固定在一个装置上,通过一个可同步操作的机械结构(如一个带有横杆的支架,横杆两端分别连接两个注射器的栓柄,推动横杆时可同步推动两个注射器的栓柄)来推动注射器(或设计一个联动装置,使两个注射器的栓柄能同时被推动,保证注入盐酸的同步性)。
1. (2025•庆元县一模)下列实验设计能达到实验目的的是( )
A.证明甲烷燃烧生成二氧化碳和水
B.探究可燃物燃烧的两个条件
C.探究二氧化碳能与水反应
D.验证质量守恒定律
【解答】解:A、二氧化碳能使石灰水变浑浊,在火焰上罩一内壁涂有石灰水的烧杯,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成,图中未体现对水的检验操作,不能达到实验目的,故错误;
B、实验过程中,白磷燃烧,红磷不能燃烧,说明活泼的着火点比白磷高,燃烧需温度达到着火点,不能说明燃烧需要氧气,不能达到实验目的,故错误;
C、图中二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸变色,水不能使干燥的石蕊试纸变色,而二氧化碳和水共同作用能使湿润的石蕊试纸变色,能得出二氧化碳能与水反应生成酸性物质的结论,能达到实验目的,故正确;
D、验证质量守恒定律有气体参加或生成的反应需在密闭容器中进行,图中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,会逸散到空气中,导致天平不平衡,不能验证质量守恒定律,不能达到实验目的,故错误。
故选:C。
2. (2025•浙江模拟)某白色粉末状固体甲,可能含有Na2SO4、Ba(OH)2、Na2CO3、NaCl;某溶液乙可能含有Ba(NO3)2、NaCl。为探究它们的成分,科学小组开展了如图所示的实验。请回答下列问题。
(1)步骤Ⅱ得到的沉淀的成分是 。
(2)固体甲中一定没有的物质有 。
(3)要检验甲中可能存在的物质是否存在,需补充的实验操作是 ,观察现象。
【解答】解:Ba(OH)2、Na2CO3反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,则这两种物质不能共存,固体甲滴入无色酚酞试液得到红色溶液,则溶液A呈碱性,说明氢氧化钡、碳酸钠这两种物质只能存在其中的一种;Na2SO4与Ba(NO3)2反应生成不溶于酸的BaSO4白色沉淀,Na2CO3与Ba(NO3)2反应生成能溶于酸的BaCO3白色沉淀,加入乙溶液时有白色沉淀生成,加入过量的稀硝酸,沉淀部分溶解,说明乙中含有Ba(NO3)2,甲中含有Na2SO4、Na2CO3;一定不存在Ba(OH)2;
(1)根据分析可知,步骤Ⅱ得到的沉淀成分是硫酸钡和碳酸钡,化学式分别为BaSO4、BaCO3;故答案为:硫酸钡、碳酸钡或BaSO4、BaCO3;
(2)根据分析可知,固体甲中一定没有的物质有氢氧化钡;故答案为:氢氧化钡或Ba(OH)2;
(3)根据分析可知,甲中含有Na2SO4、Na2CO3;一定不存在Ba(OH)2;则固体甲中可能存在NaCl,氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,氯离子的检验一般加入硝酸银溶液,Na2SO4、Na2CO3都能与硝酸银反应产生白色沉淀,检验NaCl是否存在,需先排除Na2SO4、Na2CO3干扰,Na2SO4与Ba(NO3)2反应生成BaSO4白色沉淀和硝酸钠,Na2CO3与Ba(NO3)2反应生成BaCO3白色沉淀和硝酸钠,因此加入过量的硝酸钡可除去Na2SO4、Na2CO3,生成的硝酸钠不能与硝酸银反应,不影响氯化钠检验,要检验甲中可能存在的物质(或氯化钠)是否存在,需补充的实验操作是取步骤Ⅰ的红色溶液于试管中,加入过量硝酸钡,取上层清液滴入硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀,若有白色沉淀生成,则说明固体甲中含有NaCl,若无白色沉淀生成,则说明固体甲中不含NaCl;故答案为:取步骤Ⅰ的红色溶液于试管中,加入过量硝酸钡,取上层清液滴入硝酸银溶液。
3. (2025•鹿城区校级二模)某兴趣小组设计图1实验测定鱼骨中的碳酸钙含量,并将测得的数据绘制成图2。
提示:①醋酸和碳酸钙反应的化学方程式为CaCO3+2HAc═CaAc2+H2O+CO2↑
②鱼骨中其他成分与食醋反应生成的气体可忽略不计。
(1)图1中仪器①的名称是 。
(2)若要将60克溶质质量分数为8%的醋酸溶液配制成溶质质量分数为2%的醋酸溶液,需要加水 克。
(3)根据图中的数据计算鱼骨中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
(4)生活中,有人会用喝醋的方法除去卡在咽上的鱼骨。请你结合图中数据判断这种做法是否科学并说明理由: 。
【解答】解:(1)图1中仪器①的名称是分液漏斗。
(2)若要将60克溶质质量分数为8%的醋酸溶液配制成溶质质量分数为2%的醋酸溶液,设需要加水的质量为m,根据溶液稀释前后溶质的质量不变,可得:60g×8%=(60g+m)×2%,解得:m=180g,即需要加水180g。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由图可知,生成二氧化碳气体的质量为:820g﹣819.89g=0.11g;
设鱼骨中碳酸钙的质量分数为x。
CaCO3+2HAc═CaAc2+H2O+CO2↑
100 44
20g×x 0.11g
x=1.25%
答:鱼骨中碳酸钙的质量分数为1.25%。
(4)生活中,有人会用喝醋的方法除去卡在咽上的鱼骨,这种做法不科学,理由是鱼骨中的碳酸钙完全反应所需时间太长。
4. (2025•钱塘区模拟)“用微观思想解决宏观物质问题”是重要的科学观念,能有效建立物质成分推断等方面问题解决的思维路径。例如:某固体样品中,可能含有NaOH、NaCl、Na2SO4、Na2CO3、CaCl2中的一种或几种,加水得无色溶液A。对该固体样品成分推断,学习小组同学建构了“物质推断”的思维模型(如图1),并对样品进行了如图2的探究。
请回答:
(1)微观分析:在溶液A中加入BaCl2溶液和稀硝酸,是检验图1思维模型中的 (填“阴离子”或“阳离子”)。
(2)根据溶液E中通入足量CO2得白色沉淀F,可以推出溶液E中一定存在的离子是 。
(3)根据图2的探究过程及现象,可推断该固体样品中一定存在的物质是 。
(4)某同学认为图2探究方案中,应将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,理由是 。
【解答】解:某固体样品中,可能含有NaOH、NaCl、Na2SO4、Na2CO3、CaCl2中的一种或几种,加水得无色溶液A,所以样品中氯化钙和碳酸钠不能同时存在,加入氯化钡得到的沉淀B部分溶于硝酸,所以样品中一定不含氯化钙,一定含有碳酸钠、硫酸钠,溶液E中通入二氧化碳生成白色沉淀F,所以样品中一定含有氢氧化钠,氯化钡引入的氯离子对样品氯化钠的检验会造成干扰,所以不能确定样品中是否含有氯化钠。
(1)微观分析:在溶液A中加入BaCl2溶液和稀硝酸,是检验图1思维模型中的阴离子;
(2)根据溶液E中通入足量CO2得白色沉淀F,可以推出溶液E中一定存在的离子是Ba2+、OH﹣;
(3)根据图2的探究过程及现象,可推断该固体样品中一定存在的物质是:NaOH、Na2SO4、Na2CO3;
(4)某同学认为图2探究方案中,应将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,理由是:可以排除氯离子的干扰,以确定样品中是否有NaCl。
5. (2025•西湖区模拟)有一包固体粉末可能含有KOH、KCl、CuCl2、Mg(OH)2、BaCO3中的一种或多种,为探究其成分,某同学取样进行了如图所示实验:
(1)生成无色气体的化学反应方程式为 。
(2)原固体粉末中一定含有的物质是 。
【解答】解:结合图框,固体粉末加入足量的水过滤,得到沉淀Ⅰ,往沉淀Ⅰ中加入盐酸有无色气体生成和蓝色溶液,BaCO3和稀盐酸反应会生成气体,说明固体粉末中含有碳酸钡,氢氧化铜沉淀于盐酸反应生成氯化铜和水,氯化铜溶液呈蓝色,说明固体粉末中含有KOH、CuCl2,无色溶液I加足量稀硝酸和硝酸银溶液产生白色沉淀Ⅱ,白色沉淀为氯化银,但由于前面中含有氯化铜,所以不能确定原固体中一定有氯化钾;氢氧化镁在整个实验过程中没有相关现象表明其存在。
(1)生成无色气体的反应是碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳,化学方程式为:BaCO3+2HCl═BaCl2+H2O+CO2↑;
(2)由上述分析可知,原固体粉末中一定含有KOH、CuCl2、BaCO3。
故答案为:(1)BaCO3+2HCl═BaCl2+H2O+CO2↑;
(2)KOH、CuCl2、BaCO3。
6. (2025•舟山三模)某同学设计了如图所示的实验装置探究“分子的性质”。已知氨气溶于水生成氨水,氨水能使无色酚酞变红色。请回答下列问题:
(1)【进行实验】几分钟后,图Ⅰ实验中可以看到的现象是 。
【实验改进】老师对图Ⅰ所示的装置进行了改进(如图Ⅱ所示),并进行了以下操作:①取一长条形滤纸,等距离滴加无色酚酞试液;②将滴加了无色酚酞试液的长条形滤纸放入一洁净的试管中,并在试管口塞一团棉花;③向脱脂棉上滴加几滴浓氨水。
(2)【分析讨论】按照改进后的实验,几分钟后观察到的现象是 。
【拓展延伸】同学们经过讨论后认为,图Ⅰ、图Ⅱ所示装置虽能证明分子的性质,但不能证明影响分子性质的因素,于是又设计了如图Ⅲ所示的装置:在U形管的两个管口分别放入卷成筒状的棉纱布,并用橡皮塞塞紧。用注射器吸取2mL酚酞试液从右侧管口的橡皮塞慢慢注入棉纱布上,使其润湿,从左侧管口插入吸取了2mL浓氨水的注射器。按此方法再组装好另一套相同的装置,将其中一套装置的下端放入热水中,并同时向两支U形管中注入浓氨水。
(3)按照图Ⅲ所示的实验装置进行操作,几分钟后可以看到的现象是 ,该现象说明了 。
【解答】解:(1)氨水具有挥发性,氨分子运动到甲烧杯中,使甲烧杯中溶液显碱性,酚酞试液变为红色,乙烧杯溶液不变红;故答案为:甲烧杯中溶液变为红色,乙烧杯中溶液不变红;
(2)左端酚酞试液最靠近浓氨水,最先变红,故会观察到酚酞试液由左向右依次变红;故答案为:滤纸条上的酚酞试液由左向右依次变红;
(3)右边装置中的温度高于左边装置,分子的运动速率随温度的升高而加快,故D出比B处先变红;该实验能说明分子的运动速率与温度有关,温度越高,分子的运动速率越快。故答案为:D处纱布比B处纱布先变红;分子的运动速率与温度有关,温度越高,分子的运动速率越快。
7. (2025•嘉兴二模)某课题组通过实验测试了市面流行的4种常用保湿剂的吸湿性能(吸收水分的能力),实验过程如下:在测试吸湿性时,研究人员将经过真空干燥至恒重的4种保湿剂样品各取1.0g分别置于相对湿度为80%的密闭容器中,在1天、2天~6天后再次测量各样品质量,最后通过公式“吸湿率(%)=(样品放置n天后的质量÷样品放置前的质量)×100%”计算吸湿率,测试结果如图所示。
(1)实验前,研究人员将保湿剂经过真空干燥,目的是 。
(2)上述实验过程中需要在密闭容器进行,原因是 。
(3)分析图可知,相对湿度为80%环境中,吸湿性能最好的是 。
(4)有人认为,购买保湿护肤品就应该购买吸湿性能最好的,你是否认同该观点 。
【解答】解:(1)实验前将保湿剂经过真空干燥,目的是去除保湿剂中原本含有的水分,这样后续测量样品在相对湿度为80%的密闭容器中吸收的水分才是准确的,能保证实验结果的准确性,使测量出的吸湿率更能真实反映保湿剂的吸湿性能。
(2)在密闭容器中进行实验,是为了保证实验环境的相对湿度稳定在80%。如果不使用密闭容器,外界环境的湿度会对实验环境产生影响,导致容器内的相对湿度发生变化,这样就无法准确测量保湿剂在相对湿度为80%环境下的吸湿性能,会使实验结果不准确。
(3)从图中可以看出,在相同的时间内,甘油的吸湿率曲线始终处于最高位置,也就是甘油的吸湿率最高。所以,相对湿度为80%环境中,吸湿性能最好的是甘油。
(4)不认同该观点。虽然吸湿性能是衡量保湿护肤品的一个重要指标,但不是唯一指标。一款好的保湿护肤品除了要有良好的吸湿性能外,还需要考虑其他因素,比如安全性,有些吸湿性能好的物质可能对皮肤有刺激性,不适合直接用于护肤品;肤感,不同的人对护肤品的肤感要求不同,有些吸湿性能好的产品可能使用起来会有黏腻感等;稳定性,在不同的环境条件下,产品的保湿效果是否稳定等。所以不能仅仅根据吸湿性能来选择保湿护肤品。
8. (2025•丽水二模)某化学兴趣小组对鸡蛋壳与盐酸发生的反应及生成气体的性质进行探究。
【查阅资料】鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,鸡蛋壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计。
【实验一】分别取等质量块状和粉末状的蛋壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图1的三颈烧瓶中反应,采集数据,形成如图2和图3的图像。
(1)采用图1所示的气体发生装置的优点有 。(写出一点即可);
(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞 说明气密性良好;
(3)根据图2,最终块状蛋壳产生CO2的质量 (填“>”、“<”或“=”)粉末状蛋壳产生CO2的质量;
(4)结合图3,分析影响实验测定准确性的原因:①水蒸气含量增加;② 。
【解答】解:(1)该装置可以通过控制注射器活塞的推进速度来控制稀盐酸的滴加速率,从而控制反应速率;同时,注射器还能准确知道加入稀盐酸的体积,便于定量分析,即优点为可以控制反应速率,便于定量分析;
(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞回到原来位置,说明装置内压强能恢复到原来状态,气密性良好;
(3)由图2可知,最终两者压强相同,在相同条件下,气体压强与气体的量有关,压强相同说明气体的量相同,即最终块状蛋壳产生CO2的质量=粉末状蛋壳产生CO2的质量;
(4)由图3可知,随着反应的进行,温度升高,说明贝壳与盐酸反应放出热量,温度的升高使气体膨胀,从而影响实验测定的准确性。
9. (2025•龙湾区校级三模)实验室用盐酸与石灰石制二氧化碳常混有氯化氢气体。小阳疑惑为何不选硫酸与石灰石反应,尝试后发现加入稀硫酸反应不久即停止,再添加也无气体生成。小阳想:改用粉状石灰石与稀硫酸反应能否顺利制得二氧化碳,于是选择质量相等、颗粒大小不同的石灰石,与等质量的稀盐酸、稀硫酸反应,每隔30秒测量生成气体体积并得到图丙数据。
(1)实验室制备二氧化碳气体应选用图甲中的发生装置 。
(2)结合表格,推测反应停止后往石灰石中继续添加稀硫酸没有气体生成的原因可能是: 。
(3)酸溶液的浓度会影响反应的速度。实验中除了要控制稀盐酸和稀硫酸溶液总质量相等,还要控制溶液中 微粒(填化学符号)总量相等。
(4)小阳认为制取少量二氧化碳,用“粉状石灰石和稀硫酸”比用“块状石灰石和稀盐酸”的方案更好,结合图乙,请说明理由: 。
【解答】解:(1)实验室制取二氧化碳使用的试剂为固态大理石和液态稀盐酸,常温下进行,发生装置选固液常温型装置①;故答案为:①;
(2)石灰石主要成分为碳酸钙和稀硫酸反应会产生硫酸钙,硫酸钙微溶于水,大多数未溶的硫酸钙附着在石灰石表面,阻止反应的进行;故答案为:石灰石主要成分为碳酸钙和稀硫酸反应会产生硫酸钙,硫酸钙微溶于水,大多数未溶的硫酸钙附着在石灰石表面,阻止反应的进行;
(3)氢离子越多酸的浓度越大,影响反应的速度,故需要控制H+的质量相等;故答案为:H+;
(4)根据图乙对比分析可知,制取少量二氧化碳,用“粉状石灰石和稀硫酸”比用“块状石灰石和稀盐酸”用时短。故答案为:制取少量二氧化碳,用“粉状石灰石和稀硫酸”比用“块状石灰石和稀盐酸”用时短。
10. (2025•台州一模)感光胶片是医院常用的影像材料,其结构如图甲所示。利用胰蛋白酶,可以使感光层中的蛋白质分解,从而使胶片变得透明。某同学利用此原理,配制不同pH的胰蛋白酶溶液,涂在感光胶片上,探究不同pH下胰蛋白酶的活性,记录数据如图乙所示。
(1)感光层中的蛋白质在胰蛋白酶的作用下,部分可分解为能被小肠直接吸收的小分子物质,该小分子物质是 。
(2)该同学是通过观察 来判断胰蛋白酶的活性。
(3)由图乙可知,以上几次实验中,pH= 时,胰蛋白酶的活性最强。
(4)人体中的胰蛋白酶主要在人体的小肠中发挥作用。该同学认为根据实验数据可得出人体小肠液是呈碱性的。该同学的观点是否正确?判断并说明理由: 。
【解答】解:(1)蛋白质在消化道内最终被分解为氨基酸才能被小肠直接吸收,所以感光层中的蛋白质在胰蛋白酶的作用下,部分可分解为能被小肠直接吸收的小分子物质是氨基酸。故答案为:氨基酸。
(2)因为利用胰蛋白酶能使感光层中的蛋白质分解从而使胶片变得透明,所以该同学是通过观察胶片变透明的时间来判断胰蛋白酶的活性,胶片变透明时间越短,说明胰蛋白酶活性越强。故答案为:胶片变透明的时间。
(3)从图乙可以看出,当pH=8时,胶片变透明的时间最短,说明此时胰蛋白酶的活性最强。故答案为:8。
(4)该同学的观点不正确。虽然在这几次实验中pH=8时胰蛋白酶活性最强,但不能仅根据这几次实验就得出人体小肠液一定是呈碱性的结论,因为他没有在pH为6~8之间继续实验,无法判断胰蛋白酶的最佳活性是在碱性环境还是酸性环境。故答案为:不正确,他没有在pH为6~8之间继续实验,无法判断胰蛋白酶的最佳活性是在碱性环境还是酸性环境。
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第22讲 化学实验
浙江科学中考中化学实验是核心板块,且占比还在逐年提升,其考查内容覆盖基础操作、气体制取等多个核心模块,题型灵活多样。涵盖物质性质探究、成分测定、实验改进等。比如探究金属活动性顺序、酸碱中和反应的 pH 变化;测定样品中某成分的含量,像计算大理石中碳酸钙的纯度;还会要求设计实验方案并评价,如比较不同装置制取气体的优缺点,改进装置以控制反应速率
【考点1 实验方案的设计】
【考点剖析】
1、科学探究六步骤
(1)提出科学问题: 是科学探究的第一步。
(2)建立假设:建立 是对探究结果出现的可能性的一种设想,即对背景材料的实验目的的肯定或否定的回答,要以陈述句的形式进行表述。
(3)设计验证方案:制订计划是科学探究的 ,本环节计划得科学、周密与否,直接影响着探究活动的成败。
(4)收集事实证据:对 的结果进行记录,或用调查、查阅资料等方式收集证据,或用图表的形式将收集到的证据表述出来。
(5)检验假设:对事实或证据进行归纳、比较、分类、概括、加工和整理,判断事实、证据是肯定了假设还是否定了假设,并得出正确结论。
(6)交流:采用口头或书面的形式将探究过程和结果与他人交流和讨论。
2、科学探究的基本方法
(1) 法:探究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其他变量不变。
(2) 法:从熟悉事物的属性中推论出不熟悉事物具有相同属性的方法。
(3) 法:将一些难以观察测量的量用其他同类型量替换。
(4) 法:将不易研究测量的量用有因果关系的量来体现。
例1、(2025•上城区校级模拟)化肥是农业生产中不可或缺的用品,已知某钾肥溶液中可能含有氯化钾、碳酸钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或几种,某兴趣小组向检验其成分,进行如图实验:
(1)产生无色气体的化学方程式为: 。
(2)通过分析上述实验中产生无色气体和白色沉淀A、B的现象,可以推测,该钾肥溶液中一定含有的成分是 。
(3)某同学认为通过产生白色沉淀C的现象,无法判断出该钾肥溶液中是否含有某一成分,要想明确检验这种成分是否存在,应该 。
例2、(2025•丽水二模)为实现氢氧化钠溶液和酸反应现象的可视化,某科学兴趣小组设计了几种方法。
(1)【监测温度】在氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的过程中,温度传感器监测到溶液温度升高,说明该反应为 反应(填“吸热”或“放热”):
(2)【观察颜色】在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液,滴入2滴酚酞溶液,再逐滴加入盐酸,振荡,该过程中溶液的颜色和pH记录如图1所示。
在①中未观察到预期的红色,为探明原因,小组同学查阅到酚酞变色范围如下:0<pH<8.2时呈无色,8.2<pH<13时呈红色,pH>13时呈无色。
据此推断,①中a的取值范围是 (填字母);
A.0<a<8.2
B.8.2<a<13
C.a>13
(3)【检验产物】如图2是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验,其中硅胶具有吸水性,吸水后由蓝色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应,你预测的实验现象是 ;
(4)氢氧化钠固体具有腐蚀性、易潮解等性质,做实验时务必规范操作。写出一条在使用氢氧化钠固体时的注意事项 。
【考点2 实验方案的评价】
【考点剖析】
对化学实验方案进行评价,主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的方面。
(1)可行性方面
1)分析实验方案是否科学可行;
2)实验操作是否安全合理;
3)实验步骤是否简单方便;
4)实验效果是否明显。
(2)绿色化学方面
1)实验过程中是否造成环境污染;
2)原料是否无毒、安全、易得;
3)原料利用率及反应速率是否较高;
4)反应速率是否较快。
(3)安全性方面
化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:
1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;
2)进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2,气体点燃前先验纯等);
3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”,白磷切割宜在水中进行等);
4)污染性的气体要进行尾气处理;有粉末状物质参加的反应,要注意防止导气管堵塞;
5)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施,以保证达到实验目的)。
(4)规范性方面[来源:Z,xx,k.Com]
1)冷凝回流(有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等);
2)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;
3)仪器拆卸与组装顺序相反,按照从右向左,从高到低的顺序;
4)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。
例3、(2025•龙湾区校级三模)图甲为溶液物质检验、分离提纯、溶质成分推断等方面问题解决的思维路径,请回答下列问题。
(1)图乙中滴加紫色石蕊试液,属于“思维路径”中的 (填序号)。观察到溶液变红,小阳猜测可能为盐酸,为进一步检验溶液中是否存在氯离子,则图乙中滴加的Y试剂是 。
(2)小阳设计了以下实验来检验碳酸钠溶液中是否混有硫酸钠。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤1:取少量待检溶液于试管中,加足量稀盐酸
碳酸钠溶液中混有硫酸钠
步骤2:继续向其中加入氯化钡溶液
产生白色沉淀
①表中的实验现象是: 。
②步骤1中加入足量盐酸的目的是: 。
例4、(2025•瓯海区校级模拟)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸,无明显现象,为了现象可视化,组内两位同学分别从反应物的消失和生成物产生的角度获取反应发生的证据:
(1)【颜色观察】小科同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量(如图),出现 现象,可证明氢氧化钠和盐酸反应了。
(2)【检验产物】
方法1:小金同学将氢氧化钠溶液和盐酸混合,然后检验了混合后的Na+和Cl﹣,他据此判断出氢氧化钠和盐酸反应生成了NaCl。请你对小金的结论作出评价: 。
方法2:如图是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验,其中硅胶吸水后会由蓝溶色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应,你预测甲、乙、丙三个试管中的实验现象依次是 。
(3)老师提醒同学们,氢氧化钠固体有腐蚀性、易潮解等性质,做实验时务必规范操作。请写并出在使用氢氧化钠固体时的注意事项: (任写一项)。
题型一.物质的组成成分以及含量的探究
1. (2025•普陀区二模)为测定某氢氧化钠固体是否变质,小科同学取适量样品配制成溶液,加入锥形瓶中,再逐滴加入稀盐酸至过量,并利用传感器测定CO2的含量,如图所示。下列结论中错误的是( )
A.氢氧化钠固体已变质
B.氢氧化钠固体已完全变质
C.100s时溶液的pH>7
D.200s时溶液中的溶质只有一种
2. (2025•浙江校级模拟)有一包不纯的K2CO3粉末样品,可能含有Na2CO3、Ba(OH)2、FeCl3、KCl、KNO3、Ca(NO3)2中的一种或几种杂质,为分析含有的杂质,现进行如下实验:①取样溶于足量水中,无固体残留,得无色溶液;②取上述溶液适量,先加入足量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生;③为确定Na2CO3是否存在,某同学准确称取6.9g粉末,溶于足量的水中,再加入足量BaCl2溶液,充分反应生成9.85g沉淀质量。经分析,得出了下面几个结论,①杂质中一定有Na2CO3和KCl ②杂质中可能存在KNO3 ③粉末样品中至少有2种物质。其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
3. (2025•浙江校级模拟)为了测定NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物中各成分的含量,某同学设计如下实验:取一定质量的混合物,通过测量反应前后②和③装置质量的变化,测定该混合物中各成分的质量分数。已知无水CaCl2固体可以用作干燥剂,Na2CO3•10H2O和NaHCO3受热易分解。下列说法中正确的是( )
A.②和③中应依次盛装碱石灰和无水CaCl2
B.若将①装置换成盛有NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaHCO3含量偏大
C.实验时应先点燃酒精灯,再关闭b、打开a,一段时间后测定②和③的质量变化
D.若测得②和③分别增重m2g和m3g,则混合物中Na2CO3•10H2O的质量为28.6g
题型二.物质的性质和变化规律的探究
4. (2025•浙江模拟)证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应。实验原理的选择有两条思路:①验证反应物消失;②验证有新物质生成。小科设计如图装置进行探究(装置气密性良好)。实验过程:先打开分液漏斗活塞,加入过量的氢氧化钠,关闭活塞;一段时间后,发现针筒内的液体自动进入三颈烧瓶,并有白色沉淀产生。
(1)小科设计本实验,其实验原理所选用的思路是 (选填“①”或“②”)。
(2)该实验能证明NaOH溶液与CO2发生化学反应的证据是 。
(3)实验结束,三颈烧瓶内溶液中,一定存在的离子有 。
5. (2025•宁波模拟)同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后无明显现象,但可以从pH、温度、反应物等角度验证中和反应是否发生。某学习小组试图从生成物的角度来探究酸碱中和反应。该小组取变色硅胶、无水醋酸和氢氧化钠固体进行如图所示的三个实验。
已知:①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。
②无水醋酸是一种有机酸,与盐酸一样具有酸的通性。
③试管内气体均经过干燥处理。
(1)装置中的无水醋酸,在物质分类中属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
(2)装置中的试管内气体做干燥处理的目的 。
(3)实验前,装置内的U形管内液面相平,则实验过程中,应该可观察到丙的U形管内液面 (填“左低右高”“左高右低”或“液面相平”)。
(4)请结合甲、乙、丙三个装置说明,假如无水醋酸与氢氧化钠反应后有水生成,则装置甲、乙的相应实验现象是: 。
题型三.影响化学反应速率因素的探究
6. (2025•义乌市二模)化学图像可以直观形象地反映化学反应中相关量之间的关系。如图为一定质量的锌粒与足量稀硫酸反应的图像,若把锌粒改为等量的锌粉,则图中的A点的移动方向是( )
A.竖直上移 B.水平左移 C.水平右移 D.竖直下移
7. (2025•黄岩区二模)现有一瓶过氧化氢(H2O2)溶液,观察发现瓶壁上有少量气泡,说明H2O2在常温下也能分解生成氧气。
(1)请写出反应的化学方程式 。
(2)取少量H2O2于试管中,将试管置于热水中(如图1所示),观察到产生的气泡明显增多。则H2O2溶液适宜在 的环境中保存。
(3)查阅资料获知:H2O2分解越快,溶液中溶氧量越高。取少量H2O2溶液,常温下改变pH,测定溶液中的溶氧量如图2所示。由此可得随着pH的增大,H2O2分解的速率 。
8. (2025•鹿城区校级三模)氢能是一种清洁能源,氢气的制备方法受到广泛的关注和研究。
暗发酵制氢是生物制氢的一种方法,温度在40﹣60℃为宜。水稻的秸秆中木质素紧密包围纤维素,纤维素先转化为葡萄糖,葡萄糖再转化为甲酸、乙醇等,最后转化为氢气。为了探究影响水稻秸秆暗发酵制氢的因素,进行以下实验,装置如图所示。
实验1:向三个锥形瓶中分别加入5g水稻秸秆、一定质量的酶,一定温度下,初始pH设置为4.5、5.5和6.5,加入产氢培养基溶液进行发酵。每隔一段时间抽取发酵液的代谢产物进行检测,得到累积产氢量[V(H2)]与时间的关系如图乙所示。
实验2:温度能影响酶和微生物的活性以及反应的快慢。为了确定水稻秸秆暗发酵制氢的最佳温度,小科取5g水稻秸秆、一定质量的酶、 ,设置温度为40℃,45℃,50℃重复上述实验。
(1)检验图甲装置气密性:关闭活塞,向后拉动注射器活塞, 则气密性良好。
(2)据图乙,实验1的结论是: 。
(3)实验2中 处应补充的步骤为: 。
(4)光催化分解H2O制H2是目前研究的热点之一,它利用半导体材料作催化剂,其原理如图所示。该方法与电解H2O制H2相比有优点也有不足,选择其中一个视角,写出一点: 。
9. (2025•定海区校级三模)学习小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。查阅资料得知:某制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式:2Na2CO3•3H2O2,白色固体)和二氧化锰。
已知过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2,能产生氧气并放出热量。
活动一:制氧速率探究:小组同学设计如下实验方案探究影响实验速率的因素,结果如下:
实验序号
过碳酸钠质量/g
二氧化锰质量/g
加水体积/mL
温度/℃
收集100毫升氧气的时间/s
①
10
0.3
100
26
36.59
②
20
0.3
100
26
11.67
③
10
0.3
100
41
22.00
(1)判断制氧速率的快慢我们需要比较 ;
(2)由实验①和实验②可以得出结论 ;
(3)夏季时,为了延长供氧时间,可采取的措施是 ;
活动二:供氧装置评价
评价维度
评价等级
合格
良好
优秀
装置
有发生、收集和净化装置
有发生、收集和净化装置,设计局部一体化设计
综合考虑各种因素(简便美观流速安全环保等),整体可调控及一体化设计
(4)针对上图装置,你的评价等级及理由是 。
10. (2025•衢州一模)人体代谢产生的过氧化氢,对人体有毒害作用。FeCl3能催化过氧化氢分解,肝脏中的A酶也能催化过氧化氢分解。为了比较FeCl3与A酶的催化特点,小科准备了3.5%的FeCl3溶液、5%的过氧化氢溶液、20%的新鲜猪肝研磨液(含较少A酶),进行如下实验探究。
(1)请补充实验步骤:
①取两支试管,分别标记1号和2号,各加入2mL5%的过氧化氢溶液。
②向1号试管中加入6滴3.5%的FeCl3溶液,2号试管加入 。
③观察两支试管中产生气泡的快慢。
(2)实验结果发现,0﹣3分钟2号试管中气体生成速率显著快于1号试管,原因是A酶 。(已知每滴氯FeCl3溶液中Fe3+数量大约是肝脏研磨液中A酶分子数的25万倍)
(3)小科每隔3分钟,用测温枪测量并记录了两组实验中试管外壁的温度,绘制图像如图所示,由此可知过氧化氢分解属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)结合图中的数据,推测人体通过酶来催化过氧化氢分解的好处 。
11. (2025•钱塘区一模)小塘利用图甲装置来比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况,压强传感器能够测出密闭容器内的气压大小。现将铁、锌、铝与等质量、等质量分数的稀盐酸反应,相关数据记录如图乙。已知在等温、等体积条件下,装置内气压与气体的质量成正比。
(1)实验选择的金属,除了颗粒大小相似外,还要控制成一致的变量是 。
(2)分析图乙数据后,小塘得出“本次实验的三种金属,镁与稀盐酸反应最快”这一结论,他基于的依据是 。同时又根据 可判断出三次实验的盐酸都已经反应完全。
(3)在进行上述实验过程中,发现每组的实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大,请分析可能的原因有 。(写出1点)
12. (2025•萧山区校级一模)某兴趣小组在学习了双氧水分解制取氧气的实验后,知道催化剂(MnO2)能改变化学反应速率,到底还有哪些因素会影响化学反应速率呢?他们设计并进行了以下四次实验。
实验次数次数
H2O2溶液质量分数/%
H2O2溶液用量/mL
催化剂(MnO2)用量/g
反应温度/℃
收集气体体积/mL
所需时间/s
①
30
5
0
85
2
3.8
②
15
2
0.1
20
2
2.8
③
5
2
0.1
20
2
7.4
④
30
5
0
55
2
10.5
(1)请写出双氧水分解制氧气的化学方程式 。
(2)实验中同学们是通过比较 的方式比较化学反应的速率。
(3)由以上实验得出的结论是 (可多选)。
A.H2O2溶液质量分数越高,反应速率越快
B反应温度越高,反应速率越快
C.催化剂(MnO2)用量越多,反应速率越快
D.H2O2溶液用量越多,反应速率越快
(4)通过查阅资料,他们还发现许多金属盐(如FeCl3、CuSO4等)对双氧水的分解具有催化作用。那么,铁盐和铜盐的催化作用哪个强呢?他们设计了如图的实验,并以两支试管中产生气泡的快慢来判断结果,小宁同学提出将CuSO4溶液改为CuCl2溶液更合理。仿照小宁思路,你认为还可以作何改进? 。
13. (2025•西湖区一模)已知过氧化氢酶能够催化分解过氧化氢。为了探究过氧化氢酶的催化效果与H2O2溶液的pH的关系,科学小组设计了以下实验装置,如图甲、乙所示,操作步骤如下:
①取同样大小的滤纸3张,将其浸泡在肝脏研磨液中(富含过氧化氢酶),1分钟后取出滤纸,待多余研磨液流尽后,将其贴在如图甲所示的集气瓶内壁一侧。
②向集气瓶中加入适量的体积分数为2%、pH为5的H2O2溶液。
③将集气瓶放入恒温37℃的水槽中,转动到一定位置,使肝脏研磨液与H2O2溶液充分接触,如图乙所示。同时,用量筒收集气体,反应30秒后,读取数据,记录在表格中,重复三次实验。
④换用体积分数为2%、pH分别为7、9、11的等量H2O2溶液,重复上述步骤。
H2O2溶液的pH
气体的体积(mL)
5
7
9
11
V1
15
21
17
10
V2
14
20
15
12
V3
16
22
16
11
平均值
15
21
16
11
(1)请写出H2O2溶液在过氧化氢酶催化下产生气体的化学方程式 。
(2)该实验,通过比较 来判断过氧化氢酶催化作用的强弱。
(3)如果反应过快会对实验数据的分析造成干扰,以下措施能减缓反应速度的是 。(选填字母)
A.稀释肝脏研磨液
B.换更大的集气瓶
C.换更细的导管
D.降低水槽内的水温
(4)小科认为过氧化氢酶在pH=7的环境下活性最强,但小组同学认为该结论还不够有说服力,因此需要补充的实验是 。
题型四.化学实验方案的设计与评价
14. (2025•定海区校级三模)下列实验设计能实现相应实验目的的是( )
A.验证集气瓶中集满氧气
B.比较二氧化锰和氧化铁的催化效果
C.给病人输氧时b端连接氧气瓶
D.检查装置的气密性
15. (2025•宁海县校级模拟)下列选用的除杂试剂和实验操作都正确的是(括号内为杂质)( )
物质
除杂试剂
操作方法
A.CO2(HCl)
氢氧化钠溶液
气体通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶
B.NaCl(Na2CO3)
氢氧化钙溶液
加入足量氢氧化钙溶液、过滤、蒸发、结晶
C.Cu(CuO)
氧气
通入足量氧气并加热、干燥
D.MnO2(NaCl)
水
加入足量水溶解、过滤、洗涤、烘干
16. (2025•绍兴模拟)下表是NaCl、KNO3在20℃和80℃温度时的溶解度。
温度/℃
20
80
溶解度/g
NaCl
36.0
38.4
KNO3
31.6
169
实验室有一包不纯的KNO3样品180g(含有少量NaCl),为提纯KNO3,同学们采用如图所示方案,实验结束后,同学们在所得固体中未检测出NaCl残留,则理论上(只考虑温度对溶解度大小的影响)原样品中硝酸钾的质量分数至少为( )
A.78.7% B.17.6% C.80% D.93.9%
17. (2025•拱墅区校级二模)甲、乙、丙、丁四位同学学习了酸、碱、盐的化学性质分别设计了下列有关物质鉴别的方案,其中可行的是( )
甲:利用酚酞试液和组内试剂鉴别Na2CO3、NaCl和稀硫酸三种溶液。
乙:利用CO2气体和组内试剂鉴别NaOH、Ca(OH)2和稀盐酸三种溶液。
丙:利用稀硫酸鉴别KOH、Na2CO3和BaCl2三种溶液。
丁:不用其他任何试剂将HCl、CaCl2、Na2CO3、NaCl四种溶液鉴别出来。
A.甲和乙 B.丙和丁
C.甲、乙和丙 D.甲、乙、丙和丁
18. (2025•镇海区校级三模)小科发现菜刀长时间不用会生锈,金属在什么情况下容易被锈蚀?小科设计了如图所示实验,放置2~3天,发现只有丙瓶中的铁钉生锈了。下列分析错误的是( )
A.本实验的对照组是甲组
B.乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气
C.铁钉在潮湿的空气中容易生锈
D.为防止菜刀生锈,可将菜刀放在干燥通风处
19. (2025•滨江区一模)根据下列实验方案进行实验,能达到相应实验目的的是( )
A.甲:收集氢气并验满
B.乙:产生氧气
C.丙:测定空气中氧气的体积分数
D.丁:探究可燃物燃烧的部分条件
20. (2025•浙江模拟)含镁3%~5%的镁铝合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。某研究性学习小组为了测定其中镁的质量分数,取质量为m的镁铝合金进行实验。
【查阅资料】已知铝能与NaOH溶液反应生成易溶于水的偏铝酸钠(NaAlO2)和H2,化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑;镁不能与NaOH溶液反应。氢氧化铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成易溶于水的偏铝酸钠(NaAlO2)和H2O,化学方程式为:Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O;氢氧化镁不能与氢氧化钠溶液反应。
【提出猜想】可以利用镁铝与酸、铝与碱、氢氧化铝与碱的反应来测定合金中镁的质量分数。
【设计方案】研究小组设计了不同的实验方案
方案1:镁铝合金与过量盐酸反应,测定生成气体在标准状况下的体积V。
方案2:镁铝合金与过量的NaOH溶液充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量剩余固体的质量m1。
方案3:镁铝合金与过量盐酸反应后再与过量NaOH溶液反应,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量m2。
方案4:将镁铝合金粉末放在足量氧气流中加热,充分反应后冷却,称量固体质量为m3。
【问题讨论】请你参与研究小组的研究过程,并回答下列问题。
(1)研究小组利用如图所示实验装置,按照方案1进行了实验。实验时读取量筒中水的体积时,俯视读数,则所测得的镁的质量分数会 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)根据方案2的数据,所测得的镁的质量分数为 。
(3)方案3中过滤操作得到的沉淀是 。
(4)方案4中将合金块研磨成粉末的目的是 。
21. (2025•鹿城区校级三模)在学习了二氧化碳的制取之后,学校开展项目化活动“制作简易灭火器”,同时针对该项目设计了评价表。
“自制灭火器”评价表(节选)
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
能连续产生气体
能产生少量气体
不能产生气体
指标二
既能控制反应是否进行又能控制反应速度
能控制反应是否进行但不能控制反应速度
不能控制反应是否进行
小科利用饮料瓶、漏斗、铜丝、10g大理石碎片、10%稀硫酸等材料制作了图甲装置。
①查阅资料发现:硫酸钙微溶于水。根据评价表,该装置指标一被评为 。
②某次实验室铜丝丢失。于是小科找来了一根铁丝作为替代。他的做法是否可行,请说明理由 。
③小科换用稀盐酸进行实验最终制得二氧化碳3.3克,求大理石中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
④为了使装置甲指标二达到“优秀”,图乙中设计思路可以借鉴组有 。(可多选)
22. (2025•东阳市模拟)某金属加工厂需处理一批含铝、铁、铜的金属废料,并解决废液酸性超标的问题。科学兴趣小组参与工艺优化,开展以下探究:
探究一:金属废料的酸溶处理
编号
甲
乙
丙
操作
现象
无明显现象
铁丝表面有少量气泡产生且反应缓慢
(1)若依据实验可判断出金属活动性顺序为:铝>铁>铜,则可推测出铝、铁与酸反应时,反应更剧烈的是 。
(2)进行丙组的实验时,发现试管外壁发烫,且生成氢气的速率先变快后变慢,如图丁。请分析0~t1阶段反应速率加快的原因: 。
探究二:废液的中和处理
废液中含过量盐酸需中和处理,小组向废液中加入一定量NaOH溶液后无明显现象。为验证盐酸是否已除尽,进行如下实验:
方案
实验操作
实验现象
实验结论
A
取反应后的溶液少许,滴加无色酚酞试液
溶液不变红
盐酸有剩余
B
取反应后的溶液少许,滴加AgNO3溶液
产生白色沉淀
盐酸有剩余
C
取反应后的溶液少许,插入铁丝
产生气泡
盐酸有剩余
(3)C方案中发生的化学反应方程式为 。
(4)以上三个方案合理的是 (填写序母)。
23. (2025•萧山区一模)某校科学研究小组同学在进行“自制简易自灭火器”活动时,提出疑问:碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应,哪一个反应速度更快,更适合灭火?
【作出假设】可能碳酸氢钠与盐酸反应速度更快,更适合灭火。
【设计与实验】小组同学利用相同的试管和相同的注射器设计如图甲所示的实验装置,两支试管用铁夹固定在一起,分别装有质量相同的固体碳酸钠和碳酸氢钠。实验时,用两只拇指同步向下按压注射器栓柄,使活塞同速向下移动,将注射器内的稀盐酸注入到试管内。
(1)实验中,除了需控制上述提到的变量相等外,还需要控制相等的变量有 (写出其中一个)。
(2)本实验比较两个反应速度大小的方法是: 。
(3)充分反应后,两个气球体积不再变化,小组同学观察到如图乙所示现象,于是得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。你是否认同这一结论并说明理由: 。
(4)实际操作时,用两只拇指按压注射器栓柄,很难做到同步,可采用更合理的方法是 (用文字描述或用画图形式并搭配简要文字说明)。
1. (2025•庆元县一模)下列实验设计能达到实验目的的是( )
A.证明甲烷燃烧生成二氧化碳和水
B.探究可燃物燃烧的两个条件
C.探究二氧化碳能与水反应
D.验证质量守恒定律
2. (2025•浙江模拟)某白色粉末状固体甲,可能含有Na2SO4、Ba(OH)2、Na2CO3、NaCl;某溶液乙可能含有Ba(NO3)2、NaCl。为探究它们的成分,科学小组开展了如图所示的实验。请回答下列问题。
(1)步骤Ⅱ得到的沉淀的成分是 。
(2)固体甲中一定没有的物质有 。
(3)要检验甲中可能存在的物质是否存在,需补充的实验操作是 ,观察现象。
3. (2025•鹿城区校级二模)某兴趣小组设计图1实验测定鱼骨中的碳酸钙含量,并将测得的数据绘制成图2。
提示:①醋酸和碳酸钙反应的化学方程式为CaCO3+2HAc═CaAc2+H2O+CO2↑
②鱼骨中其他成分与食醋反应生成的气体可忽略不计。
(1)图1中仪器①的名称是 。
(2)若要将60克溶质质量分数为8%的醋酸溶液配制成溶质质量分数为2%的醋酸溶液,需要加水 克。
(3)根据图中的数据计算鱼骨中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
(4)生活中,有人会用喝醋的方法除去卡在咽上的鱼骨。请你结合图中数据判断这种做法是否科学并说明理由: 。
4. (2025•钱塘区模拟)“用微观思想解决宏观物质问题”是重要的科学观念,能有效建立物质成分推断等方面问题解决的思维路径。例如:某固体样品中,可能含有NaOH、NaCl、Na2SO4、Na2CO3、CaCl2中的一种或几种,加水得无色溶液A。对该固体样品成分推断,学习小组同学建构了“物质推断”的思维模型(如图1),并对样品进行了如图2的探究。
请回答:
(1)微观分析:在溶液A中加入BaCl2溶液和稀硝酸,是检验图1思维模型中的 (填“阴离子”或“阳离子”)。
(2)根据溶液E中通入足量CO2得白色沉淀F,可以推出溶液E中一定存在的离子是 。
(3)根据图2的探究过程及现象,可推断该固体样品中一定存在的物质是 。
(4)某同学认为图2探究方案中,应将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,理由是 。
5. (2025•西湖区模拟)有一包固体粉末可能含有KOH、KCl、CuCl2、Mg(OH)2、BaCO3中的一种或多种,为探究其成分,某同学取样进行了如图所示实验:
(1)生成无色气体的化学反应方程式为 。
(2)原固体粉末中一定含有的物质是 。
6. (2025•舟山三模)某同学设计了如图所示的实验装置探究“分子的性质”。已知氨气溶于水生成氨水,氨水能使无色酚酞变红色。请回答下列问题:
(1)【进行实验】几分钟后,图Ⅰ实验中可以看到的现象是 。
【实验改进】老师对图Ⅰ所示的装置进行了改进(如图Ⅱ所示),并进行了以下操作:①取一长条形滤纸,等距离滴加无色酚酞试液;②将滴加了无色酚酞试液的长条形滤纸放入一洁净的试管中,并在试管口塞一团棉花;③向脱脂棉上滴加几滴浓氨水。
(2)【分析讨论】按照改进后的实验,几分钟后观察到的现象是 。
【拓展延伸】同学们经过讨论后认为,图Ⅰ、图Ⅱ所示装置虽能证明分子的性质,但不能证明影响分子性质的因素,于是又设计了如图Ⅲ所示的装置:在U形管的两个管口分别放入卷成筒状的棉纱布,并用橡皮塞塞紧。用注射器吸取2mL酚酞试液从右侧管口的橡皮塞慢慢注入棉纱布上,使其润湿,从左侧管口插入吸取了2mL浓氨水的注射器。按此方法再组装好另一套相同的装置,将其中一套装置的下端放入热水中,并同时向两支U形管中注入浓氨水。
(3)按照图Ⅲ所示的实验装置进行操作,几分钟后可以看到的现象是 ,该现象说明了 。
7. (2025•嘉兴二模)某课题组通过实验测试了市面流行的4种常用保湿剂的吸湿性能(吸收水分的能力),实验过程如下:在测试吸湿性时,研究人员将经过真空干燥至恒重的4种保湿剂样品各取1.0g分别置于相对湿度为80%的密闭容器中,在1天、2天~6天后再次测量各样品质量,最后通过公式“吸湿率(%)=(样品放置n天后的质量÷样品放置前的质量)×100%”计算吸湿率,测试结果如图所示。
(1)实验前,研究人员将保湿剂经过真空干燥,目的是 。
(2)上述实验过程中需要在密闭容器进行,原因是 。
(3)分析图可知,相对湿度为80%环境中,吸湿性能最好的是 。
(4)有人认为,购买保湿护肤品就应该购买吸湿性能最好的,你是否认同该观点 。
8. (2025•丽水二模)某化学兴趣小组对鸡蛋壳与盐酸发生的反应及生成气体的性质进行探究。
【查阅资料】鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,鸡蛋壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计。
【实验一】分别取等质量块状和粉末状的蛋壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图1的三颈烧瓶中反应,采集数据,形成如图2和图3的图像。
(1)采用图1所示的气体发生装置的优点有 。(写出一点即可);
(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞 说明气密性良好;
(3)根据图2,最终块状蛋壳产生CO2的质量 (填“>”、“<”或“=”)粉末状蛋壳产生CO2的质量;
(4)结合图3,分析影响实验测定准确性的原因:①水蒸气含量增加;② 。
9. (2025•龙湾区校级三模)实验室用盐酸与石灰石制二氧化碳常混有氯化氢气体。小阳疑惑为何不选硫酸与石灰石反应,尝试后发现加入稀硫酸反应不久即停止,再添加也无气体生成。小阳想:改用粉状石灰石与稀硫酸反应能否顺利制得二氧化碳,于是选择质量相等、颗粒大小不同的石灰石,与等质量的稀盐酸、稀硫酸反应,每隔30秒测量生成气体体积并得到图丙数据。
(1)实验室制备二氧化碳气体应选用图甲中的发生装置 。
(2)结合表格,推测反应停止后往石灰石中继续添加稀硫酸没有气体生成的原因可能是: 。
(3)酸溶液的浓度会影响反应的速度。实验中除了要控制稀盐酸和稀硫酸溶液总质量相等,还要控制溶液中 微粒(填化学符号)总量相等。
(4)小阳认为制取少量二氧化碳,用“粉状石灰石和稀硫酸”比用“块状石灰石和稀盐酸”的方案更好,结合图乙,请说明理由: 。
10. (2025•台州一模)感光胶片是医院常用的影像材料,其结构如图甲所示。利用胰蛋白酶,可以使感光层中的蛋白质分解,从而使胶片变得透明。某同学利用此原理,配制不同pH的胰蛋白酶溶液,涂在感光胶片上,探究不同pH下胰蛋白酶的活性,记录数据如图乙所示。
(1)感光层中的蛋白质在胰蛋白酶的作用下,部分可分解为能被小肠直接吸收的小分子物质,该小分子物质是 。
(2)该同学是通过观察 来判断胰蛋白酶的活性。
(3)由图乙可知,以上几次实验中,pH= 时,胰蛋白酶的活性最强。
(4)人体中的胰蛋白酶主要在人体的小肠中发挥作用。该同学认为根据实验数据可得出人体小肠液是呈碱性的。该同学的观点是否正确?判断并说明理由: 。
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