第二部分 题型五 科学探究-【练客中考】2026年安徽新中考化学精练册word
2026-02-26
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内容正文:
题型五 科学探究(必考,6~7分)
能力点1 猜想与假设[2021.16(5)①]
1.反应后物质成分的猜想
小明在做氢氧化钠与稀盐酸反应的实验时忘记滴加酚酞溶液,他对反应后溶液中的成分产生了兴趣。
【提出问题】反应后溶液中溶质的成分有哪些?
【猜想假设】猜想一:NaCl
猜想二:NaCl和HCl
猜想三: NaCl和NaOH
猜想四:NaCl、NaOH和HCl
【交流与讨论】大家讨论后一致认为猜想四 不合理,理由是NaOH和HCl会发生反应 。
【例1∙解题思路】
第1步:写出反应的化学方程式:A+B C+D(D为水或气体或沉淀)。
第2步:对反应后溶液中溶质的成分进行猜想假设。
猜想一:C(恰好完全反应);
猜想二:C和A(A过量);
猜想三:C和B(B过量)。
第3步:判断猜想不合理的依据:
①猜想的物质之间能发生反应。
②猜想的物质含
有反应物中未涉及的元素。
2.有关影响因素的猜想[2021.16(5)①]
研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【提出猜想】猜想1:与催化剂种类有关。
猜想2:与温度有关。
猜想3:与过氧化氢的浓度有关(合理即可) 。
【例2∙方法指导】
影响化学反应速率的因素:
①内因:反应物的种类、浓度、反应物间的接触面积等;
②外因:温度、催化剂(种类、质量、颗粒大小)、压强(对于有气体参加的反应)。
3.有关异常现象原因的猜想
某化学兴趣小组同学用足量稀盐酸除去铁钉表面的铁锈(主要成分是Fe2O3)时,发现反应开始时铁锈消失,有气泡产生,溶液颜色为黄色,放置一天后黄色溶液变为浅绿色。同学们对此异常现象作出猜想。【1】
【查阅资料】①FeCl3溶液呈黄色;②Fe2+在空气中易氧化成Fe3+。
【作出猜想】猜想1:溶液变浅绿色与稀盐酸 有关【2】
猜想2:溶液变浅绿色与铁有关
猜想3:溶液变浅绿色与铁和稀盐酸都有关
【例3∙思路点拨】
【1】题干分析:用足量稀盐酸除去铁钉表面的铁锈发生的反应:Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O;有气泡产生,溶液颜色为黄色,说明有氢气产生,溶液中有Fe3+;溶液为浅绿色,说明溶液中有Fe2+。
【2】猜想2、3→溶液变浅绿色与铁和稀盐酸中的一种或两种有关,据此作出猜想。
能力点2 实验方案的设计与评价(5年3考)
1.实验方案的设计
某校化学社团的同学们进行活性炭粉还原氧化铜的实验,充分反应后,发现试管中仍有黑色固体剩余,于是对试管中剩余固体的成分展开探究。
【作出猜想】猜想1:铜和氧化铜
猜想2:铜和活性炭
【设计实验】
实验操作
实验现象
实验结论
取适量剩余固体于试管中,滴加足量稀硫酸(合理即可)
固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色(与上一空对应)
猜想1成立
【例4∙答题模板】
实验方案设计答题模板:
(1)性质检验类的实验方案设计:取……于试管(烧杯)中,滴加(或加入)足量(或适量)……溶液;若(观察到)……(实验现象),说明(或证明)……;若(未观察到)……(实验现象),则说明(或证明)……。
(2)控制变量类的实验方案设计:相同温度下,向盛有质量、形状相同的两份金属的试管(烧杯)中分别加入等体积、等质量分数的……溶液和……溶液,观察到……,说明(或证明)……(注意控制变量)。
(3)分离提纯类的实验方案设计:取……于烧杯中,加入……溶液,充分反应后过滤,再将滤液蒸发结晶。
2.实验方案的评价
小林将滴有石蕊的稀盐酸加热,溶液颜色无明显变化。为除去氯化钠溶液中的碳酸钠,设计了如下方案:
你认为上述方案不合理 (填“合理”或“不合理”),请分析:根据上述实验,加热煮沸无法除去溶液A中混有的过量HCl。改进方案:向含碳酸钠的氯化钠溶液中边逐滴滴加盐酸,边测定溶液的pH,至溶液呈中性即可(合理即可) (如合理,说明原因;如不合理,说明原因并设计改进方案)。
【例5∙方法指导】
实验方案评价应考虑的方面:
①是否科学合理;
②能否达到实验目的;
③是否环保、易得、安全、高效;
④是否为单一变量。
能力点3 图像、表格数据分析(必考)
(链接:详见P84)
能力点4 定量计算(5年2考)
1.利用化学方程式计算(链接:详见P105)
2.利用极值法计算
铜有氧化铜和氧化亚铜(Cu2O)两种氧化物,在一定温度下氧化铜会转化为氧化亚铜,若6.4 g铜粉在空气中加热得到a g固体,且铜粉无剩余,则a的取值范围为7.2≤a≤8 。
【例6∙解题思路】
第1步:假设极限情况。如假设反应全部生成CuO,或假设反应全部生成Cu2O。
第2步:分析各假设涉及的化学反应,设未知量。
第3步:写出化学方程式,并列出相关比例式。
第4步:计算未知量数值。
第5步:结合题中所给信息分析极值(最大值和最小值)能否取到,确定最终取值范围。
3.利用差量法计算
(2024合肥瑶海区一模改编)兴趣小组同学利用如图所示装置进行实验,测定某品牌自热火锅发热剂(主要成分是氧化钙、铝粒、碳酸钠)中碳酸钠的质量,称取5.0 g发热剂进行反应,反应结束后干燥管1增重0.44 g。试计算5.0 g发热剂中碳酸钠的质量:1.06 g 。
【例7∙解题思路】
第1步:分析差量形成的原因,一般为反应前后的固体或气体质量差,即干燥管1中反应前后质量差为0.44 g(生成CO2的质量为0.44 g)。
第2步:设未知量,写出涉及反应的化学方程式,将差量写在化学方程式右侧。
第3步:根据化学方程式及差量关系列出比例式。
第4步:求解未知量。
类型1 影响因素的探究(5年3考)
1.(2024合肥新站区期末)有学者提出“铁丝燃烧绕成螺旋状,是为了防止燃烧点因迅速上升到集气瓶内氧气低浓度区而熄灭”。据此,化学学习小组的同学决定对铁丝在氧气中燃烧进行更深入的探究。
活动一:探究铁丝燃烧产生“火星四射”现象的原因
【实验1】取粗细相同、含碳量不同的细铁丝,分别在氧气中燃烧,记录实验现象如下表所示。
铁丝含碳量
0%
0.2%
0.38%
实验
现象
无火星,燃烧处熔成小球
有短暂火星四射现象
火星四射,现象明显
(1)铁丝燃烧的化学方程式为3Fe+2O2 Fe3O4 。分析上述实验现象,铁丝燃烧产生“火星四射”现象可能和铁丝含碳量 有关。
活动二:探究铁丝燃烧时长的影响因素
【实验2】从同一根长铁丝上分别截取三段长度相同的铁丝,将其中一段拉直、另两段绕成直径大小不同的螺旋状,下端系上燃着的小木条进行燃烧实验,如图1所示。每种形状的铁丝平行测量3次,所测得的实验数据如图2所示。
图1 图2
(2)实验中,点燃小木条后,将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中的最佳时机是待小木条快燃尽时,不宜过早,其目的是防止小木条燃烧消耗更多氧气 。
(3)分析图2数据可知,实验中不管铁丝形状如何,其燃烧时长均在曲线附近,说明燃烧时长与铁丝是否绕成螺旋状无关 (填“有关”或“无关”);铁丝在氧气中剧烈燃烧的时长与集气瓶内氧气的起始浓度的关系是相同条件下,氧气起始浓度越高,铁丝在氧气中剧烈燃烧时长越短 。
活动三:探究铁丝燃烧产物是Fe3O4而不是Fe2O3的原因
【查阅资料】Fe3O4和Fe2O3的分解温度、Fe的熔点见下表。
Fe3O4
Fe2O3
Fe
分解温度/℃
1 538
1 400
—
熔点/℃
—
—
1 535
【理论探讨】
(4)结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在1535 ℃~1538 ℃ 之间,在此温度范围内Fe2O3 已分解,所以铁在氧气里燃烧的产物是Fe3O4。
【反思与拓展】
(5)理论上,铁丝燃烧后固体质量会增加。分析多组实验发现,铁丝在未发生熔断情况下,铁丝燃烧前后固体质量差别不大,其原因可能是铁丝燃烧时火星四射,熔融状态的铁及其氧化物向四周飞溅,导致固体质量减少 。
2.小明同学在探究金属与酸反应时,将铝片、锌片打磨后,分别投入盛有等体积、等浓度盐酸的锥形瓶中,观察到铝与盐酸反应比锌与稀盐酸反应更快。
【提出问题】金属与盐酸反应快慢,除与金属的种类有关外,还受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】
a.可能与盐酸的浓度有关;
b.可能与金属和酸的接触面积有关;
c.可能与金属种类(或反应时的温度等) 有关。
【设计并实验】小明利用如图甲所示装置,用不同浓度的盐酸与质量、形状相同的铝片进行如下实验。
图甲
编号
盐酸的浓度
(均取20 mL)
温度/℃
记录数据
①
5%
30
②
10%
20
③
5%
20
④
10%
30
【交流讨论】
(1)请写出铝与盐酸反应的化学方程式:2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑。
(2)实验前小明先将分液漏斗的活塞关闭,再将注射器活塞往右拉,松手后,观察到注射器活塞回到原处。小明进行该操作后得到的结论是装置气密性良好 。
【分析数据、得出结论】
(3)实验中记录的数据可能是AD (填字母序号)。
A.产生相同体积氢气的时间
B.产生氢气的总质量
C.产生氢气的总体积
D.单位时间内产生氢气的体积
(4)实验表明,四次实验时,反应的速率由快到慢依次为④、②、①、③。根据数据分析,若盐酸质量分数为10%,温度为25 ℃,则其速率大小应该介于②④ 两次实验所记录的数据之间。
【拓展延伸】
(5)小明用足量的铝与盐酸反应时,试管外壁发烫,并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示,根据曲线请分析t2后反应速率的变化原因是随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小 。
图乙
(6)研究小组同学对铝和盐酸的反应进行再探究。将橡胶塞连接气体压力传感器,在锥形瓶中放入铝片和盐酸,塞紧瓶塞并打开仪器,一段时间后,得到如图丙所示的气体压强与时间的关系曲线图。反应进行到C点完成,请补充完曲线,表示出反应结束后瓶内压强变化。
图丙
(7)某同学将2.7 g的铝粉加入硫酸亚铁溶液中,待反应结束后,过滤,得到滤液和滤渣,滤渣的质量为4.6 g,则向滤渣中加入足量的稀盐酸,产生的气体质量是0.3 g。
类型2 物质性质的探究(5年2考)
3.【日常生活∙吊挂式CO2气肥袋】(2025广西)同学们到某蔬菜大棚基地研学,对吊挂式CO2气肥袋(如图1所示)产生了浓厚的兴趣,并对气肥袋开展了一系列探究。
查阅资料:吊挂式CO2气肥袋中含有两包试剂,分别是盐和酸,将二者放入带气孔的吊袋中混合即可使用。
图1
Ⅰ.试剂的选择
(1)实验室提供了盐酸、硫酸、碳酸钙、碳酸氢铵等四种试剂。
已知:2NH4HCO3+H2SO4(NH4)2SO4+2CO2↑+2H2O
NH4HCO3+HCl NH4Cl+CO2↑+H2O
同学们根据所提供的试剂,设计了如下的组合方案。
方案序号
A
B
C
D
组合
盐酸+
碳酸钙
硫酸+
碳酸钙
盐酸+碳
酸氢铵
图2
D方案的试剂组合是硫酸+碳酸氢铵 。同学们排除了B方案,因为该方案不利于CO2的制取。
【盐的选择】
(2)同学们选择A、C方案用如图2所示装置进行实验探究。
实验编号
实验操作
实验现象
a
将 、50 mL溶质质量分数为5%的盐酸放入装置内
产生气泡,气球变大
b
将2.0 g碳酸氢铵粉末、50 mL溶质质量分数为5%的盐酸放入装置内
迅速产生大量气泡,气球变得更大
①补全实验a的内容:2.0 g碳酸钙粉末 。
②实验说明,使用碳酸氢铵效果更佳,理由是
相同条件下,碳酸氢铵与盐酸反应产生二氧化碳的速率更快,生成二氧化碳更多 。
(3)有同学认为,对盐的选择还需考虑价格因素。同学们调查了这两种盐的价格。
盐
碳酸钙
碳酸氢铵
价格(元/kg)
1.0
1.3
每生成88 kg CO2,需要碳酸氢铵的费用为205.4 元,其费用比碳酸钙的稍贵。
综合(2)(3)考虑,选择碳酸氢铵更合适。
【酸的选择】
(4)盐酸具有挥发性,挥发出的HCl气体会危害植物的生长和人体的健康。因此,选择硫酸 更合适。
Ⅱ.气肥袋的使用
(5)在使用过程中,同学们发现图1所示的气肥袋有缺陷,于是设计了图3所示的气肥袋。改进后的气肥袋主要优点有可以控制气体的产生速率(合理即可) (写出一点即可)。
图3
(6)使用后,气肥袋中的废液应回收利用,列举出其中一种用途用作氮肥 。
Ⅲ.反思评价
依据以上探究,制取物质需考虑反应进行的可能性、成本高低以及产物利用等因素。
4.(2025龙东)同学们在学校大扫除活动中,发现使用洗涤剂洗的抹布更干净,对这一现象产生了浓厚的兴趣,决定围绕洗涤剂的性质及变迁开展项目式学习活动。
(1)任务一:谈古——古代洗涤剂“灰”
查阅资料1:“灰”是植物秸秆燃烧后得到的草木灰,其主要成分是碳酸钾,古代利用灰汁洗浴、印染。
【提出问题】灰汁是否显碱性?
【实验探究1】第一小组实验:
实验操作
实验现象
实验结论
取一定量草木灰,加适量水浸泡并过滤。取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞 溶液
溶液变为红色
草木灰汁显碱性
(2)任务二:论今——现代洗涤剂
同学们调查发现所使用的洗涤剂主要成分是过碳酸钠,遇水后发生分解生成H2O2和Na2CO3。
查阅资料2:溶液的碱性越强,去油污效果越好。
【提出问题】Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都显碱性,为什么通常选择Na2CO3用作洗涤剂的生产?
【实验探究2】
第二小组测定等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH分别是11和9,经多次验证后发现,碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液的碱性强 (填“强”或“弱”)。
【实验结论】碳酸钠用作洗涤剂的效果比碳酸氢钠好。
【实验探究3】
第三小组实验:如图
实验
现象
立即产生气泡
【提出问题】实验后溶液中的溶质是什么?
【猜想与假设】
猜想Ⅰ.NaCl 猜想Ⅱ.NaCl、Na2CO3
猜想Ⅲ.NaCl、HCl
【探究过程】
实验操作
实验现象
实验结论
取适量实验后溶液于试管中,滴加稀盐酸(或稀硫酸或含Ca2+、Ba2+的溶液或石蕊溶液或酚酞溶液,合理即可)
有气泡生成(或产生白色沉淀或溶液变蓝或溶液变红,与上一空对应)
猜想Ⅱ成立
小利意外向2 mL碳酸钠溶液中慢慢滴加稀盐酸,开始无明显现象,过一会儿有气泡产生,困惑中查阅到资料:HCl+Na2CO3NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑,请同学们分析开始无明显现象是因为生成了NaHCO3(或NaHCO3和NaCl) (填化学式)。
【反思交流】小利和第三小组所用试剂种类和浓度均相同,但实验现象不同,主要原因与滴加试剂的顺序(或反应物的用量) 有关。通过以上探究,同学们对分析溶液中溶质的成分有了新的认知。
5.(2025连云港)“鱼浮灵”是水产养殖中常见增氧剂,主要成分是过碳酸钠(2Na2CO3∙3H2O2),遇水分解为Na2CO3和H2O2,能快速增加水体中溶解氧。学习小组对增氧原理进行探究。
已知:溶解氧是指水溶液中溶解O2的浓度,单位mg∙L-1,可用溶解氧传感器测定。
【猜想】(1)“鱼浮灵”溶于水后,能快速增加水体中溶解氧的物质是什么?
猜想一:Na2CO3溶液。
猜想二:H2O2溶液 。
猜想三:Na2CO3溶液和H2O2溶液协同作用。
【实验】
实验Ⅰ:配制一定质量分数的过碳酸钠溶液,测量其pH,向过碳酸钠溶液中加入少量MnO2,有无色气体生成,该气体能使带火星木条复燃。反应后将混合物过滤,向滤液中加足量盐酸有无色气体产生。
(2)下列仪器在配制溶液过程中无需使用的是b (填字母序号)。
(3)室温下,测得过碳酸钠溶液的pH=10.5,说明其溶液呈碱 性。
(4)由实验Ⅰ可知,过碳酸钠溶液中能使水体增氧(产生O2)的物质为H2O2 。
实验Ⅱ:室温下,在相同时间内用溶解氧传感器测量80 mL的下列试剂,测得如表数据。
实验序号
ⅰ
ⅱ
ⅲ
ⅳ
测量试剂
水
4%Na2CO3
溶液
4%H2O2
溶液
4 %H2O2溶
液+2 g Na2CO3
溶解氧/
mg∙L-1
4.6
4.4
6.5
9.1
【结论】
(5)由实验Ⅰ、Ⅱ得出的结论是:猜想三 (填“一”或“二”或“三”)正确。
【反思】
已知:①在一定pH范围内,pH越大水体中的H2O2越易分解,溶解氧越大。
②Na2CO3溶液呈碱性,主要原因是溶液中部分C与水反应生成HC和OH-。质量分数相同的NaOH溶液和Na2CO3溶液,NaOH溶液pH大。
(6)为验证溶液pH对H2O2分解的影响,还需补充完整以下实验方案:室温下,各取80 mL 4%的H2O2溶液于两只烧杯中,向烧杯中分别加入2 g NaCl和2 g NaOH固体溶解,冷却至室温 ,在相同时间内用溶解氧传感器测定烧杯中溶液的溶解氧。(实验中必须使用的试剂:NaCl、NaOH)
(7)从微观粒子变化角度分析过碳酸钠溶于水后能快速增加水体中溶解氧的原因:部分与水反应生成OH-,OH-促进H2O2分解为O2 。
类型3 物质成分的探究
6.胃酸可激活胃蛋白酶原,帮助消化食物,但胃酸过多常常会出现烧心、反酸、胃灼烧等症状。兴趣小组探究某品牌胃药的成分并对比不同胃药的疗效。
【活动一】初步了解胃药的主要成分
小华同学根据盐酸的性质,认为胃药的成分是铁、生石灰、烧碱、氢氧化铝、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙中的一种。
(1)小夏同学认为胃药不仅要与盐酸反应,还不能灼伤和腐蚀消化道,胃药的成分不可能是烧碱、生石灰 。
小夏同学取3片药物,研碎后取少量固体于试管中,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生;取反应后的上层无色清液于另一支试管中,加入过量碳酸钠溶液,无沉淀产生。
(2)根据实验现象,你认为胃药的成分是碳酸钠或碳酸氢钠 。
【活动二】确定胃药的成分
为确定胃药的成分,室温时,分别向盛有碳酸氢钠、碳酸钠和白色粉末样品的锥形瓶中注入等体积、足量的10%盐酸(装置如图1),记录如表:
实验编号
锥形瓶内物质
最终装置内
压强/kPa
名称
质量/g
①
碳酸氢钠
0.10
P1
②
碳酸钠
0.10
P2
③
胃药粉末
0.10
P1
图1
(3)实验①的化学方程式为NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑ 。
(4)P1> P2(填“>”“<”或“=”)。
(5)如何从表中获取证据并得出结论实验①和③对比说明,等质量的胃药粉末和碳酸氢钠粉末与足量盐酸反应,最终装置内压强相等,说明生成二氧化碳气体的量相等,因此胃药的成分是碳酸氢钠 。
【活动三】探究不同胃药的抗酸效果
如图2,利用数字化实验分别测定等质量碳酸氢钠片、铝碳酸镁(难溶于水)片与“胃酸”反应时,产生CO2的速率快慢和pH的变化,得到CO2体积分数与时间关系曲线(如图3)、pH与时间关系曲线(如图4)。(ppm是浓度的一种计量单位)
图2 图3 图4
(6)铝碳酸镁片中含有铝离子、镁离子、氢氧根离子和碳酸根离子。结合成分分析,该药物起抗酸作用的离子是OH-、 (填离子符号)。
(7)铝碳酸镁片咀嚼后吞服,可迅速在胃部形成较长时间的有效保护膜,原因是①铝碳酸镁难溶于水,咀嚼后吞服可分散在胃部表面形成保护膜 。②铝碳酸镁片与胃酸反应能迅速中和胃酸,且反应后溶液的pH逐渐升高并趋于稳定 。
7.班级兴趣小组通过超市、电商等渠道对主流市售果蔬洗盐成分展开调研,发现某品牌的果蔬洗盐中含有氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠等成分,对此他们进行了如下探究活动。
探究1:初探果蔬洗盐的特性
【实验1】用洁净、干燥的玻璃棒蘸取果蔬洗盐溶液滴加在湿润的pH试纸上,变色后与标准比色卡对照,读数。
(1)测得果蔬洗盐溶液显碱性,说明该溶液中除了含有Na+、Cl-、C、HC外,一定还含有OH- (写微观粒子的符号)。用上述方法测出的pH应小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
探究2:探究果蔬洗盐的成分
【查阅资料】碳酸氢钠受热易分解,生成碳酸钠、水和一种气体;碳酸钠具有热稳定性。碳酸钠溶液(pH约为11.6)的碱性强于碳酸氢钠溶液(pH约为8.3)。
【实验2】取一定量果蔬洗盐放在如图所示的试管中,加热至固体质量不再改变,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。
(2)写出试管中石灰水变浑浊的化学方程式:
CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O 。
(3)大家认为试管中剩余的白色固体为果蔬洗盐中的碳酸钠,你是否赞同?答:不赞同 (选填“赞同”或“不赞同”),理由是试管中剩余固体还有样品中含有的氯化钠和反应生成的碳酸钠 。
(4)生活中,除去果蔬农残对碱性强弱有要求,即碱性不宜过强。果蔬洗盐中“将碳酸钠与碳酸氢钠混合使用”的可能原因是碳酸钠碱性较强,碳酸氢钠碱性相对较弱,两者混合使用可以更精确地调节果蔬洗盐溶液的pH,使其达到适合清洗果蔬的范围 。
探究3:再探果蔬洗盐的成分
【实验3】精确称取质量为a的样品。将样品置于蒸发皿中充分加热至质量不再减少为止,冷却后称得剩余固体的质量为b。(提示:减少的质量为反应生成二氧化碳和水的质量)
(5)根据实验数据计算得出该样品中碳酸氢钠的质量分数为×100% (用字母表示,直接写出结果)。
(6)取实验3中剩余固体溶解后倒入大试管中,加入足量的硝酸钡溶液,过滤、洗涤、干燥、称量 (写出实验设计过程)(选择的试剂有:硝酸钡溶液、氢氧化钠溶液),根据实验数据计算出了样品中碳酸钠的含量。
8.长途运输鱼苗时,人们常在水中加入少量过氧化钙(CaO2)固体,为鱼提供氧气。过氧化钙与水反应除生成氧气外,还生成什么物质?课外兴趣小组决定对这一问题进行探究。
【活动一】过氧化钙与水反应除生成氧气外,还生成什么物质?
【猜想】还会生成氢氧化钙
【进行实验】
(1)取适量过氧化钙放入试管中加适量水,向试管中滴加酚酞溶液,液体变成红 色,证明猜想成立。写出该反应的化学方程式
2CaO2+2H2O 2Ca(OH)2+O2↑ 。
【意外发现】
(2)较长时间后,同学们发现滴入酚酞后变色了的液体又变回无色,你认为褪色的可能原因是Ca(OH)2与空气中的二氧化碳气体反应生成了碳酸钙 。
【活动二】测定久置过氧化钙纯度
【查阅资料】①碱石灰是一种常见的干燥剂,为烧碱和生石灰的混合物。
②CaO2能与酸反应生成对应的盐、H2O和O2。
【实验过程】称量144 g过氧化钙样品放在铜网中,按图示装置组装后(药水瓶底部留有小孔),称量仪器及试剂总质量,将铜网插入足量水中,反应完全后称量仪器及反应后物质总质量。测得实验数据如下表。
样品质量
装置及试
剂总质量
装置及反应
后物质总质量
实验数据
144.0 g
394.0 g
378.0 g
【问题讨论】
(3)药水瓶中碱石灰的作用是吸收O2中的水蒸气 。
(4)样品中过氧化钙的含量是50% 。
【拓展探究】
(5)兴趣小组向盛有某过氧化钙样品的锥形瓶中加入稀盐酸,同步测得反应过程溶液中溶解氧含量、pH变化和溶液上方二氧化碳含量变化曲线如图所示。
图1 图2
①请分析实验约750 s后,溶液中溶解氧含量才开始明显上升的原因是一开始发生的是碳酸钙和盐酸的反应,约750 s时,碳酸钙完全反应,750 s后,过氧化钙和盐酸反应生成氧气(合理即可) 。
②反应过程中,溶液pH略有上升,可能的原因是过氧化钙与水反应生成了氢氧化钙,氢氧化钙溶液显碱性 。
③根据图2可推测锥形瓶中的过氧化钙样品已变质,产生了CaCO3 (写化学式)。
类型4 异常现象的探究
9.(2024合肥长丰县一模)细心的小张同学在探究“盐的化学性质”时,发现硫酸铜溶液呈蓝色,而氯化铜溶液却是绿色。
【提出问题】氯化铜溶液为什么呈绿色?
【猜想与假设】
猜想一:可能与氯离子有关。
猜想二:可能与氯化铜溶液的浓度有关。
【实验探究一】
方案
实验操作
实验现象
结论
①
向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体
溶液由蓝色变成绿色
猜想一
成立
②
向绿色的氯化铜溶液中加入硝酸银溶液
产生白色沉淀,绿色溶液变成蓝色
【反思与评价】
(1)同学们讨论后认为方案①比方案②更合理,理由是方案②中加入的是硝酸银溶液,硝酸银溶液中含有水,会稀释溶液的浓度,干扰实验结果 。
(2)写出氯化铜与硝酸银反应的化学方程式:CuCl2+2AgNO3 Cu(NO3)2+2AgCl↓ 。
【实验探究二】
小张同学取1.0 g氯化铜固体放入烧杯中,分别向烧杯中加入不同体积的蒸馏水,充分搅拌使其完全溶解,观察溶液的颜色。结果如表:(水的密度为1.0 g/mL)
水的体
积/mL
2
3
4
5
6
7
8
9
10
溶液
颜色
墨绿
色
墨绿
色
蓝绿
色
绿色
深蓝
色
蓝色
蓝色
浅蓝
色
浅蓝
色
(3)根据表中数据,可得出结论:氯化铜溶液的浓度越小,则颜色越偏蓝并且越浅 。
附加问:
(4)根据上述数据判断,氯化铜溶液中溶质质量分数不低于16.7% (精确到0.1%)时,液呈绿色。
(5)小张同学在室温下配制了50 g 10%的氯化铜溶液,此溶液的颜色为浅蓝色 ,将该溶液恒温下蒸发掉30 g水,溶液的颜色会变为墨绿色 。
类型5 其他类探究
10.(2025贵州一模)皮蛋是中国传统风味美食。制作皮蛋的主要原料有生石灰、纯碱、草木灰、食盐和茶叶等。制作过程为调制料液、浸蛋、腌制等。小组同学对皮蛋制作进行探究性学习。
查阅资料:Ⅰ.蛋壳主要成分为碳酸钙,表面有微米级孔隙;
Ⅱ.强碱使蛋白质发生变性,形成凝固的蛋白和蛋黄。强碱条件下,蛋白质转化为氨基酸,氨基酸与NaCl反应生成鲜味物质(如谷氨酸钠),赋予皮蛋独特风味;茶叶中的单宁、色素等成分也参与风味和色泽的形成。
探究一:渗透通过蛋壳的主要物质
【实验一】(1)取一定量CaO、Na2CO3、NaCl加适量水充分搅拌,过滤得到滤液。写出其中一个反应的化学方程式CaO+H2OCa(OH)2[或Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH或CaO+H2O+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH] 。
【实验二】(2)取一枚鸡蛋,去掉蛋清和蛋黄,清洗后加入蒸馏水置于实验一的滤液中如图1,一周后进行如下实验。
图1
实验操作
实验现象
结论
步骤1:取少量蛋壳内的溶液于试管中,滴入酚酞溶液
溶液变成红色
溶液呈碱性
步骤2:另取蛋壳内的溶液于两支试管中,分别滴加过量稀HCl、Na2CO3溶液
无明显现象
溶液中不含
Na2CO3和
Ca(OH)2
综合实验一、二分析,渗透通过蛋壳的碱性物质是NaOH 。
探究二:腌制过程中料液、蛋白和蛋黄发生的变化
取腌制皮蛋的主要原料加适量水制成料液(成分与实验一中的滤液相似),将鸡蛋放入料液中,密封保存。测定料液碱浓度、蛋白和蛋黄pH的变化如图2、3。
图2 皮蛋腌制过程中料液碱浓度变化
图3 皮蛋腌制过程中蛋白和蛋黄pH的变化
(3)前2天蛋黄pH变化不明显,2~6天pH明显增大的主要原因是前2天碱性物质通过蛋白逐渐渗透进入蛋黄的量极少,pH变化不明显,2~6天之后大量的碱性物质进入蛋黄,使其pH增大 ;8~14天蛋白pH变化的原因可能有在8~14天料液碱度无明显变化;蛋白中的碱性物质继续渗透到蛋黄中;蛋黄中的酸性物质渗透到蛋白中和碱性物质发生反应 。
【拓展反思】(4)腌制过程需要密封保存,防止料液中的碱性物质与空气中的CO2 反应,维持碱性环境的稳定性使碱性物质能均匀渗透。
(5)由于碱性物质的渗透使得皮蛋具有一定的涩味,但蛋白和蛋黄的口感不同,涩味较大的是蛋白 ,食用时需加入适量食醋使皮蛋更加美味。
11.(2025新疆)活动小组对自热贴发热原理进行探究,某品牌一次性自热贴说明书如图所示。
【查阅资料】食盐对铁粉生锈有催化作用;蛭石是一种优良的保温材料;吸水性树脂具有强吸水和保水能力,且可反复释水、吸水。
【提出问题】自热贴为什么能发热?
【做出猜想】自热贴放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
【实验初探】(1)
实验
步骤
实验操作
实验现象
解释或结论
步
骤
1
取A、B两袋自热贴,A袋打开外袋取出内袋,揭下衬纸;B袋不打开外袋。将两袋样品放置在同样的环境中
A袋温度很快上升,冷却后其内容物略带红褐色;B袋温度无明显变化,其内容物依旧为灰黑色
自热贴发热是由于袋内物质与氧气(或空气) 接触
步
骤
2
24小时后,各取少量A、B袋内物质放入甲、乙两支试管中,分别加入足量稀盐酸,充分反应后静置片刻
甲试管中溶液变黄色;乙试管中有气泡产生,部分物质溶解,溶液变为浅绿色
24小时后,A袋内物质中一定有氧化铁 。乙试管中发生反应的化学方程式为
Fe+2HCl FeCl2+H2↑
【得出结论】自热贴放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
【实验再探】小组同学利用图1装置,向锥形瓶中分别放入三组物质进行实验。实验一:5 g铁粉、1 g氯化钠;实验二:5 g铁粉、1 g氯化钠、1.5 mL水;实验三:5 g自热贴袋内物质。测得锥形瓶内温度随时间变化的图像如图2所示。
图1 图2
【交流讨论】
(2)实验一中温度几乎不变的原因是铁与氧气接触,但是缺水,铁没有生锈 。
(3)能证明实验二中物质发生反应的依据是温度随时间不断升高 。
(4)活性炭具有疏松多孔 结构,在自热贴中可以用来吸附氧气和水加快反应速率。
(5)从能量转化的角度,自热贴发热的实质是将化学 能转化为热能。
(6)将温度传感器改为湿度传感器,重复实验三,得到的数据如图3所示,造成湿度逐渐增大的原因可能与自热贴中有关的成分是吸水性树脂 。
图3
【反思评价】
(7)自热贴储存时应注意的事项是密封(合理即可) (答一点即可)。
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