题型04 科学探究题-备战2026年中考化学真题题源解密(广东专用)
2026-03-17
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内容正文:
题型04 科学探究题
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易错速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘中考命题之源。
命题解读
考向
近三年考查统计
科学探究题是中考化学必考的热点题,主要考点:考查反应后固体成分的猜想、反应后气体成分的猜想、实验方案设计、交流讨论、拓展与思考等。
考向一 探究酸碱盐的性质
2025·广东卷第19题
2025·深圳卷第12题
2024·广东卷第19题
2024·深圳卷第14题
2023·广州卷第18题
考向二 探究植物的生长环境
2025·广东卷第18题
2023·广东卷第19题
2023·广州卷第19题
考向三 探究水质污染处理的方法
2024·广东卷第18题
2024·深圳卷第13题
2023·深圳卷第13题
考向一 探究酸碱盐的性质
【典题1】(2025·广东深圳卷)回答下列问题。
室温加水
加热
生成溶液
无明显现象
生成溶液
生成二氧化碳
生成溶液和氧气
迅速生成氧气,爆炸
(1)不慎将洗鼻盐撒到稀盐酸中,有气泡产生,小组成员决定探究洗鼻盐的成分,经实验证明,产生的气体无色无味,能使澄清石灰水变浑浊。澄清石灰水变浑浊的化学方程式是________。
(2)同学认为可以先对洗鼻水进行加热,然后再进行其余检验,另一位认为不对。请你写出认为不对的理由________。
洗鼻盐中另有一类含钠元素的盐类是什么?
(3)猜想一:_______;猜想二:;猜想三:。
将洗鼻盐加入蒸馏水中,实验现象为大试管中出现水雾,_______(填写现象),得出结论,猜想三是错误的。
(4)碳酸氢钠加热后能生成二氧化碳,把这个洗鼻水放到了大试管中,塞入带导管的橡胶塞,________(写实验操作步骤),证明猜想二是对的。
(5)碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳,请写出化学方程式:_______。
(6)用相同浓度的浓盐水配制等质量的0.9%的盐水A和2.6%的盐水B,请问配制成A溶液加的蒸馏水多,还是配制成B溶液加的蒸馏水多?________
(7)洗鼻盐在_______下保存。
◆一句话点评:掌握酸碱盐的性质,根据生活现象探究物质的成分。
【仿照题】(2025·广东东莞·二模)学习酸和碱中和反应时,同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合在一起无明显现象。某化学兴趣小组对其产生探究兴趣,于是他们分别从不同的角度探究酸碱中和反应。
【探究一】从pH变化的角度,证明酸和碱发生中和反应
小组同学对稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的过程进行了探究。利用如图1所示的装置进行实验探究,并用pH传感器测得烧杯中溶液的pH随滴加液体体积的变化曲线如图2所示。
(1)反应前烧杯中盛放的液体Y是___________,图中b点所示溶液中的溶质是___________。
【探究二】从能量变化的角度,证明酸与碱发生中和反应
(2)乙同学利用如图3所示装置进行实验,烧杯中放入新制的饱和石灰水,向试管中加入氢氧化钠溶液,将稀盐酸滴入试管中。一段时间后试管外壁附近溶液中出现浑浊,原因是___________。
【探究三】利用指示剂证明酸和碱发生中和反应
(3)丙同学利用图4装置进行实验,证明酸和碱发生反应的现象是___________。实验过程中试管中出现少量气泡,他认为氢氧化钠已经变质,请你分析变质的原因(用化学方程式表示)___________。
【探究四】从有新物质生成的角度证明酸与碱发生中和反应
为了验证中和反应有水生成,同学们在老师的指导下,查阅资料进行如图5所示的甲、乙、丙三个实验:
资料:①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色;②无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水
(4)证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是___________。
【总结与拓展】
(5)中和反应的实质是___________。
(6)下列四幅图表示向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸的不同时间点的微观粒子示意图,请按时间先后排序填写___________(填字母序号)。
A. B. C. D.
考向二 探究植物的生长环境
【典题1】(2025·广东卷)完成下列小题:
(1)常见酸、碱的化学性质
实验操作
实验现象
解释
a处为__________(填化学式)溶液时,溶液变红色。
酸、碱溶液能使指示剂变色。
b处溶液变__________色。
c处观察到__________。
化学方程式为__________,属于__________反应(填基本反应类型)。
(2)探究土壤酸碱性对植物生长的影响
【任务一】调研广东某校劳动基地土壤状况
调查发现有多处土壤结块、不透气。采样后测得土壤平均pH为5.4,说明土壤呈__________性。
【任务二】借助AI查找并整理资料
结合AI的回答,进一步查阅资料,整理如下:
粮食作物
适宜的pH范围
适宜的土壤
水稻
6.0~7.0
保水性好
玉米
6.0~7.5
疏松透气
收割水稻后“休耕”一段时间,可再种植玉米实施“轮作”。
【任务三】改良土壤并实施休耕轮作
加入__________(填化学式)调节土壤pH为__________,引水灌溉,种植水稻。收割水稻后,秸秆还田,休耕一段时间,种植玉米。
【反思交流】下列说法错误的是__________(填字母)。
a.秸秆还田可提升土壤肥力 b.休耕会严重浪费土地资源 c.可因地制宜实施农作物轮作
◆一句话点评:熟悉酸碱盐的性质,开展对土壤盐碱化相关的探究活动。
【仿照题】(2025·广东广州·二模)兴趣小组开展了与土壤盐碱化相关的探究活动。
任务一:探究土壤的酸碱性
(1)滤液a呈___________性(填“酸”、“中”或“碱”)
任务2:探究土壤成分
【猜想假设】滤液a中可能含有NaOH、Na2CO3、Na2SO4中一种或几种。为确定滤液a中的溶质,进行如下实验。(硫酸钠溶液显中性;硫酸钡为白色固体,难溶于水和稀盐酸)
【实验1】取少量滤液a,往其中滴加少量BaCl2,产生白色沉淀,证明滤液a中有Na2SO4。
(2)小红同学认为实验1不够严谨,理由是___________(用化学方程式表示)。
【实验2】
根据实验2,回答下列问题。
(3)上述实验中,“产生气泡”的化学方程式为___________。
(4)分析实验现象,分析滤液a中的溶质是___________(填化学式)。
(5)小明提出从土壤接触的物质环境和氢氧化钠的性质考虑,土壤中通常不含NaOH,因为NaOH与空气中的成分___________(填化学式)发生化学反应。
任务3:了解盐碱地改良的方案
(6)淡水洗盐是降低土壤盐碱度的有效措施之一。用蒸馏水冲洗上述土壤样品,请在图中画出其酸碱度变化的大致曲线。
任务4:模拟盐碱地成分,深入学习
(7)小组查阅资料,另外配制了一份模拟的盐碱地浸出液(Na2CO3、Na2SO4混合溶液),开展探究。
【实验步骤】
①先往混合溶液中滴加BaCl2溶液;②t1时,停止滴加BaCl2溶液,持续滴加盐酸,产生气泡;③t2后,继续滴加盐酸,不再产生气泡。
【实验数据】
①加入溶液的质量与产生沉淀的质量关系(如图)
②该实验共收集CO2气体的质量为0.88g。
【实验结论】
①a、b、c三点所含BaCl2的质量关系为___________(填字母)。
A.a>b>c B.a=b>c C.c>b>a
②m=___________g。
(相对分子质量:Na2CO3:106 Na2SO4:142 BaCO3:197 BaSO4:233)
考向三 探究水质污染处理的方法
【典题1】(2025·广东深圳卷)生活污水任意排放会导致环境污染,需经过处理,符合我国相应的国家标准后才可以排放或者循环使用,调查后发现某污水厂处理污水流程如下。
(1)格栅分离的原理类似于在实验室中___________操作。
(2)上述处理过程中,有化学反应的是___________池(任写一个)
(3)二级处理前一般不加消毒剂,原因是?
(4)三级处理之后的“中水”(里面含有少量氯气)养鱼,他们为了养观赏鱼,使用鱼乐宝净化水,鱼乐宝主要成分,用消除氯气,假设每片药丸含有,请问平均每片鱼乐宝能消除多少氯气?(相对分子质量为158)
(5)为什么鱼乐宝使用中有安全隐患?请根据反应原理说明理由___________。
◆一句话点评:根据酸碱盐的性质,对水质成分的分析探究,从而进行污染处理。
【仿照题】(2025·广东广州·二模)I、兴趣小组取珠江水样进行净化实验。
(1)将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成如图所示装置进行水的净化。其中,装置制作较合理的是______(选填“A”或“B”)。
(2)如图是净化珠江水的简易装置,下列说法错误的是______(选填字母)。
A.小水杯中的水是纯净水
B.获取小水杯中的水的快慢与温度无关
C.该过程中用到蒸馏的方法
(3)总结混合物分离的一般思路和方法是(将序号排序)______。
a.分析混合物成分 b.找到分离方法 c.寻找成分性质差异
Ⅱ、兴趣小组再取某工厂废水进行检验。
(4)水质监测工作中,通常会对水样的pH、高锰酸盐指数、总氮、总磷等指标进行检测。通过分析发现,废水中氮磷含量未达标准,可能是由于工业废水处理不到位、生活用水排放、农业上______的不合理使用造成的。对于水样中是否含有高锰酸盐,甲、乙两同学产生了分歧:甲同学认为高锰酸根离子在溶液中为紫红色,不需要仪器检测,通过目测即可判断,乙同学认为目测不能判断,理由是______。
【检验处理后的水质成分】
(5)项目小组在工业区电镀厂附近水域进行取样,检验经处理后排放的水中是否含有硫酸铜。
项目
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量处理后的水于试管中,滴加适量碱溶液
无蓝色沉淀产生
①______(选填“含有”或“不含有”
方案二
取少量处理后的水于试管中,
a.先滴加稀盐酸,
b.再滴加适量②______溶液
a.无明显现象
b.③______
含有
【知识拓展】
(6)污水的处理和利用可缓解水资源紧缺。污水经处理达标后的用途是______(填写一种即可)。
考向一 探究酸碱盐的性质
1.(2025·广东卷)NaCl在生产生活中应用广泛。兴趣小组开展NaCl制备方法的研究,并探究NaCl溶解度的影响因素。
(1)海水晒盐:据图分析,从海水中获得粗盐的方法是__________结晶。
(2)精制NaCl
【查阅资料】
ⅰ.一种精制NaCl的方法是将HCl气体通入饱和食盐水中,析出NaCl晶体。
ⅱ.25℃时,100g水中最多能溶解NaCl的质量随通入HCl的质量变化如表。
HCl的质量/g
0.0
5.4
16.8
25.9
NaCl的质量/g
36.0
32.4
25.1
19.4
【交流讨论】25℃时,NaCl的溶解度随HCl质量的增大而__________,原因是NaCl和HCl在水中解离出相同的__________(填离子符号)。
(3)探究NaOH对NaCl溶解度的影响
【提出猜想】NaOH在水中能解离出,会降低NaCl的溶解度。
【实施实验】
ⅰ.配制溶液:配制饱和NaCl溶液,如图中不需要用到的玻璃仪器是__________(填名称)。
ⅱ.实验探究:向等质量的饱和NaCl溶液中加入不同质量的NaOH固体,测得溶液中NaCl的质量分数(用a表示)如表。
实验序号
温度/℃
NaOH的质量/g
NaCl的质量分数
1
25
0.0
2
25
10.0
3
25
30.0
【分析讨论】
ⅰ.__________(结果精确到0.1%)。
ⅱ.实验证明猜想成立,得出该结论的依据是__________(用a的大小关系表示)。
【拓展延伸】科研人员将一定质量的NaOH加入海水中进行电解,发现析出了NaCl晶体,分析原因:
ⅰ.水因电解而减少。电解水的化学方程式为__________。
ⅱ.__________。
2.(2024·广东卷)盐湖蕴藏着丰富的资源。兴趣小组围绕盐湖展开相关的探究活动。
(1)探源盐文化
i.《说文解字》云:“盐,卤也”。甲骨文中的“卤”(如图1)蕴含的获取盐的方法是______。
ii.夏天晒“盐”得到的NaCl的用途有______(写一种),冬天捞“碱”得到的Na2CO3的俗称是______。
(2)探秘冬天捞“碱”
据图2分析,冬天适合捞“碱”的原因是______。将含Na2CO3和NaCl的模拟盐湖水降温结晶,检验得到的晶体中是否含有NaCl。
【查阅资料】AgCl为白色固体,不溶于水和稀硝酸;Ag2SO4为白色固体,微溶于水。
(3)【方案研讨】
方案
方案设计
评价交流
1
取样,溶解,滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
教师指出该方案不严谨,原因是Ag2CO3也为白色沉淀
2
取样,溶解,先滴加过量稀盐酸,再滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
滴加稀盐酸发生反应的化学方程式为______;有同学提出该方案也不严谨,原因是______
【方案优化】
(4)将方案2中的稀盐酸换成______。
a.CaCl2溶液 b.稀硝酸 c.稀硫酸
【实验及结果】实施优化后的方案,结果表明含有NaCl。
【废液处理】
(5)提出合理处理实验废液的措施:______(写一条)。
3.(2024·广东深圳卷)小丽同学想制作防龋齿牙膏,探究乳酸的化学性质。
(1)小丽发现龋齿会影响葡萄糖在嘴中转化为乳酸,如下图,在第________分钟时,葡萄糖全转化为乳酸,龋齿越严重pH越________。
(2)
甲:向溶液中加入乳酸,__________
乙:向NaOH溶液溶液中加入乳酸,无明显变化
丙:向Zn粉中加入乳酸,有气泡产生
(3)Zn与HCl反应也有气泡产生,请你写出化学反应方程式_____________;
(4)乳酸与金属氧化物也会反应,请写出金属氧化物_______(化学式)
(5)乳酸是否与NaOH溶液反应,请写出具体操作,并使实验现象明显。
具体操作:___________________;
现象:___________________;
结论:_____________________。
4.(2023·广东广州卷)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。
(1)向少量Fe(OH)3沉淀中加入稀盐酸,观察到______,可判断发生了反应。
(2)向Ca(OH)2溶液中通入CO2,观察到______,可判断发生了反应。
(3)向氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。两位同学欲获取反应发生的证据。
①甲同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量,溶液由红色变成无色,证明溶液中______,可判断Ca(OH)2与HCl发生了反应。
②乙同学将氢氧化钙溶液与稀盐酸混合,然后检验了混合液中含有Ca2+和Cl-,他据此认为Ca(OH)2与HCl发生了反应,且生成了CaCl2。你认为乙同学是否找到了反应发生的证据?请说出你的观点并阐述理由:______。
(4)如图a所示,向NaOH稀溶液中缓缓通入HCl气体,测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图b.(溶液体积、温度的变化可忽略)
①分析A→B段变化,其他条件相同,导电能力:OH-______Cl-。(填“>”“<”或“=”)
②分析B→C段变化,溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与______有关。
考向二 探究植物的生长环境
5.(2023·广东卷)耕地盐碱化影响粮食安全,盐碱地综合治理与利用可促进农业高质量发展,兴趣小组开展了与土壤盐碱化相关的探究活动。
(1)成因:由农业灌溉或化肥施用引起的土壤盐碱化如图所示,当进入土壤中盐的量超出植物的吸收能力时,随水分蒸发,__________导致土壤盐碱化。
(2)检测:配制土壤样品浸出液、用_______测定、若pH>7、则浸出液显__________性。
(3)探究:某地土壤碱化可能由 Na2CO3、Na2SO4中的一种两种引起。教师提供模拟盐碱化壤样品浸出液。
[查阅资料] BaCl2易溶于水; BaCO3为白色固体,难溶于水;BaSO4为白色固体,难溶于水和盐酸。
[提出问题]样品中的是什么?
[作出猜想]猜想 1:Na2CO3
猜想2:_________
猜想3: Na2CO3和Na2SO4
[实验探究]
(4)取少量出分别加管A、B中
实验序号
操作
现象
结论
1
向A中滴加少量BaCl2溶液
产生白色沉淀
含Na2SO4
2
向B中滴加过量稀盐酸
_______
含Na2CO3
[分析评价]
(5)有同学认为实验1不够严谨,理由是______________(用化学方程式解释)
[补充实验]
(6)
实验序号
操作
现象
结论
3
向实验2反应后的溶液中滴加少量BaCl2溶液
_______
猜想3成立
(7)交流:应对土壤盐碱化的合理措施有___________(多选,填字母)
a.合理施肥 b.引海水灌溉 c.用熟石灰改良 d.种植耐盐碱作物
6.(2023·广东广州卷)某学习小组用不同浓度的溶液浇灌植物,研究重金属对植物生长的影响。
(1)该小组首先研究了CuSO4的影响。每次施用的浇灌液均为100mL,配液方案如下:
(本研究所用溶液很稀,密度均近似看作1g/cm3)
编号
浇灌液中CuSO4的
浓度
总体积/mL
5%CuSO4溶液的
用量/mL
水的用量/mL
盆1
5%
100
100
0
盆2
3%
100
60
40
盆3
1%
100
a
b
盆4
w
100
c
d
①补充盆3的配液数据:a=______,b=______。
②为了获得严谨的结论,合理设计盆4的配液方案:w=______,d=______。
(2)该小组还研究了BaCl2的影响。研究结束后该小组将未用完的BaCl2溶液和CuSO4溶液直接混合,准备作无害化处理。
①混合后产生大量白色沉淀,反应的化学方程式为______。
②过滤,所得蓝色滤液中含有的溶质可能是:
假设一:只有CuCl2 假设二:CuCl2和BaCl2 假设三:______。
③设计实验确定蓝色滤液的成分,完成下表:
实验操作
现象与结论
取少量滤液于试管中,______。
______说明假设二不成立。
______。
______,说明假设三成立。
考向三 探究水质污染处理的方法
7.(2024·广东广州卷)学习小组进行水质调查时发现某池塘水较浑浊,为此开展水质研究。
【查阅资料】
①明矾溶于水生成的Al(OH)3胶体,能吸附水中悬浮物,发生沉降,从而达到净水目的。
②Al(OH)3胶体能溶于酸。
③净水效果可用浊度去除率A表示,A值越大表示净水效果越好。
I.探究影响明矾净水效果的因素
【提出猜想】猜想a:一定范围内,明矾的用量越大,净水效果越好。
猜想b:一定范围内,水样的酸性越强,净水效果越差。
【实验准备】配制絮凝剂溶液和稀硫酸
(1)用明矾配制100mL质量分数为1%的絮凝剂溶液(密度取1.0g/cm3),需用到的玻璃仪器除了量筒、烧杯、胶头滴管外,还需要________。
(2)用质量分数为98%的浓硫酸(密度取1.8g/cm3)加水稀释配制100mL质量分数为9.8%的稀硫酸(密度取1.0g/cm3),需要量取浓硫酸的体积为________mL(结果保留1位小数)。
【设计实验,验证猜想】取该水样,按下列实验方案加入试剂后,充分搅拌,静置tmin,测定水样的浊度并计算得到浊度去除率,记录数据。
实验序号
水样体积/mL
1%絮凝剂溶液体积/mL
9.8%硫酸体积/mL
蒸馏水体积/mL
tmin后浊度去除率
i
200
5.0
0
5.0
A1
ii
200
V1
0
7.5
A2
iii
200
0
0
V2
A3
iv
200
5.0
2.0
3.0
A4
v
200
5.0
5.0
0
A5
【数据分析,交流讨论】
(3)实验i、ⅱ、ⅲ用于探究猜想a是否成立,则V1=________,V2=________。
(4)实验测得A1>A2>A3,由此得出的结论是________。
(5)实验证明猜想b成立,得出该结论的依据是________(用A的大小关系表示)。
(6)水样的酸性越强,净水效果越差,原因是________。
Ⅱ.硬水的软化
(7)取少量水样,加入________,振荡后静置,产生较多浮渣,说明水样是硬水。用沉淀法除去水样中的Ca2+和Mg2+后,再加入盐酸调节溶液至中性,得到软水。
知识点一 科学探究题解题思路
1.科学探究题的结构思维模式
2.注意实验操作(加入某种试剂、对药品进行加热等)、实验现象(有无沉淀或气体生成、溶液颜色变化等)、实验结论(有无某种物质、猜想是否正确等)之间的对应关系:
3.实验方案的评价
原则
①目的明确;②实验方法简便,现象明显;③操作安全可靠;④推断完整严密;⑤绿色环保
评价
角度
实验原理:①所选药品是否可行;②反应是否易于控制;③所用药品是否安全(是否易燃、易爆、有毒等);④反应是否会污染环境;⑤药品的价格与产出比等(是否节约试剂、降低成本和提高产品质量等)
实验装置:①操作是否简便;②能否节约药品;③继续添加药品的难易程度(是否能连续反应);④是否安全(是否会发生爆炸)
实验操作:主要是对操作的先后顺序及实验步骤是否完善等的评价
实验结果:主要是对现象得出结论的评价,一般是看结论是否正确、全面,依据实验操作和现象能否得出结论等
知识点二 猜想与假设
1.反应后物质成分的猜想
2.有关物质变质的猜想
3.有关混合物成分的猜想
4.金属活动性顺序的猜想
5.有关破损标签类成分的猜想
6.影响因素的猜想
知识点三 实验方案的设计与评价
1.完善实验操作、实验现象与实验结论
实验操作(试剂选择)、实验现象及实验结论三者之间的对应关系为
描述溶液中的反应现象的模型:
2.应用控制变量法进行实验方案的设计
3.反思与评价
1.(2025·广东汕头·二模)化学实践小组对古代制盐的原理、盐湖多彩的成因及盐湖水的成分产生了浓厚的兴趣,他们在老师的指导下展开了项目式学习活动。
任务一:分析古代制盐的原理
【查阅资料】我国古代劳动人民在春秋战国时期就开始使用“垦畦浇晒法”制盐。
【分析交流】
(1)古代劳动人民利用盐湖水“晒”盐的原理是______。
任务二:了解盐湖多彩的成因
【查阅资料】气温上升和藻类是盐湖出现多彩的最主要原因。气温上升时,水分蒸发,湖水中各成分浓度不同导致湖水变色;同时盐湖中生长着一种嗜盐绿色微藻,正常情况下使湖水呈绿色。
【小组交流】
(2)同学们联想所学知识,想到了某些盐的溶液具有美丽的颜色,如______溶液呈蓝色。
任务三:探究盐湖水的成分
【查阅资料】①盐湖水中含有大量的NaCl、Na2SO4和MgSO4等物质;②Ag2SO4为微溶于水的白色固体。
现提供一瓶已静置澄清的盐湖水用于其成分的探究。
【进行实验】
(3)同学们设计了以下实验方案:
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量盐湖水于试管中,加入足量稀硝酸和过量Ba(NO3)2溶液,静置
____________
盐湖水中含有
②取步骤①的上层清液于试管中,滴加几滴______溶液
产生白色沉淀
盐湖水中含有Cl-
【反思评价】
(4)步骤①中加入Ba(NO3)2溶液“过量”的目的是______;若将步骤①中的Ba(NO3)2溶液换成BaCl2溶液,步骤②中______(填“能”或“不能”)得出相应结论,理由是______。
(5)步骤②中发生反应的化学方程式为______。
【成果分享】
(6)在人类获取盐和使用盐的历史上,始终伴随着知识的发展和技术的进步,同学们将所学所获做成板报进行宣传,请你与他们共同完成。
最美盐湖
自然美
科技美
劳动美
夏季的多彩盐湖是气温上升和藻类等共同作用的结果
古代劳动人民发明了“垦畦浇晒法”制盐
利用盐湖可以造福人类,如______(写一条)
2.(2025·广东江门·三模)化学小组以“神奇的洗衣剂”为研究对象开展项目式学习。
任务一:谈古——古代洗衣剂“草木灰”
【小组实验】已知草木灰的主要成分为碳酸钾。探究草木灰中碳酸钾的含量。
称取一定质量草木灰样品,用热水浸泡并过滤,用滤液进行如下实验。
【实验分析】
(1)将稀硫酸缓慢注入试管A中,观察到_____。发生反应的化学方程式是_____。
(2)有同学认为该装置存在缺陷,C中的氢氧化钠溶液与空气直接接触,会使测得草木灰中碳酸钾的含量_____(填“偏高”或“偏低”)。
任务二:论今——现代洗衣剂“爆炸盐”
超市出售的爆炸盐洗衣剂能轻松洗去顽固污渍,小组同学继续进行探究。
【资料卡片】
①爆炸盐是一种含有过碳酸钠()的洗涤用品,遇水后发生反应,生成过氧化氢和钠的化合物溶液。
②溶液呈中性,且与、均不反应。
【实验探究】
(3)取少量过碳酸钠于试管中,加水振荡。将少量二氧化锰加入该试管中,并将带火星的木条伸入试管内,观察到有气泡产生,且_____,证明过碳酸钠遇水后有过氧化氢生成。
【提出问题】钠的化合物溶液中溶质是什么?
【做出猜想】可能是、NaOH、NaCl、中的一种或多种。
【讨论交流】
(4)有同学指出,该溶质不可能含有NaCl,理由是_____。
【验证猜想】化学小组进行下列实验:
实验步骤实验现象
步骤①:取少量过碳酸钠于试管中,加入水后得到澄清溶液,再加入过量溶液
产生白色沉淀
步骤②:将步骤①得到的混合物过滤,向滤液中加入无色酚酞溶液
溶液为无色
【实验结论】
(5)钠的化合物溶液的溶质为_____。
【反思交流】
(6)步骤①中产生白色沉淀的化学方程式为_____。
(7)步骤①中加入过量溶液的目的是_____。
3.(2025·广东揭阳·一模)“四大发明”是中华民族对全人类做出的巨大贡献。
(1)“造纸术”是将树皮、竹子、麻等通过生石灰、草木灰(主要成分是)加水混合浸泡、打浆先使纤维素_____(填“有机物”、“无机物”)帚化成为纸浆;再用捞纸器(篾席)捞浆,使纸浆在捞纸器上交织成薄片,这个过程和实验室的_____操作相似;再干燥等步骤可制得纸张。
某化学兴趣小组模拟古代造纸技术,他们将一定量的生石灰用足量的水溶解后。过滤得到澄清溶液。澄清溶液中溶质是什么,请你参与他们的探究。
【猜想假设】
(2)猜想一:只含有;猜想二:含有、;猜想三:含有、_____。
【设计实验】
(3)填写下列表格。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取溶液少许于试管中,滴加几滴稀盐酸
无明显现象
猜想二不正确
②取溶液少许于试管中,滴加少许_______溶液
_______
猜想三正确
【交流反思】
(4)①步骤①的结论合不合理?_______,原因是:_______。
②步骤②中发生反应的化学方程式为_______。
③含有等碱性物质的废水直接排放会造成水体污染。同学们对废水做如下处理(上图)。C烧杯中出现_______现象时,说明水中已无等碱性物质。
4.(2025·广东清远·二模)生态富民是我国高质量发展重要路径。近年来,部分地区创新采用“渔光互补”模式,化学兴趣组在老师指导下,围绕其工作模式与鱼塘水成分开展项目式学习。
任务一:了解渔光互补模式
“渔光互补”模式是在水面上方架设光伏板发电,下方的水域用于水产养殖。
(1)光伏发电过程中光能转化为________。
任务二:检测分析鱼塘水质
(2)同学们将pH试纸放在干净的表面皿上,用玻璃棒蘸取鱼塘水滴在试纸上,半分钟内,与________对照,读出pH约为5,呈________性。
(3)同学们测定了不同时间段鱼塘水的pH,并据此绘制下图.清晨到中午,鱼塘水的pH逐渐增大,原因可能与藻类的_______作用有关。
任务三:探究鱼塘水的成分
【教师指导】①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;该鱼塘养殖鱼虾,需定期投入为鱼虾补充钙质。
【猜想假设】该鱼塘水呈酸性,且含有。
【进行实验】
(4)
实验步骤
实验现象
实验结论
Ⅰ取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴________
溶液变成红色
鱼塘水呈酸性
Ⅱ另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量________溶液,振荡、静置
一段时间后产生白色沉淀
且含有
(5)步骤②中产生白色沉淀所发生反应的化学方程式为________。
(6)有同学对实验结论提出了质疑,理由是________,同学们改进方案后重新进行实验,得出了正确的结论。
任务四:展示项目研究成果
(7)同学们通过实践活动,了解到“渔光互补”是一项具有发展潜力的高效生产模式,他们设计了板报进行宣传,请你与他们共同完成板报内容________。
渔光互补 生态富民!
★经济效益:增加了水产品、电力和旅游收入
★生态效益:________
5.(2025·广东中山·三模)土地盐碱化一度被称为土地的“绝症”,利用盐碱地开发利用潜力要粮是一大难题。某兴趣小组对土地盐碱化开展了相关探究活动。
【查阅资料】①盐碱地的土壤中可能含有的物质有Na2CO3、NaCl的一种或两种;
②AgCl为白色固体,不溶于水和稀硝酸。Ag2SO4为白色固体,微溶于水。
【探究一】测定土壤的酸碱度
实验步骤:
(1)测定滤液酸碱度可以用___________。经测定,滤液的pH值为8,呈___________(填“酸性”或“中性”或“碱性”)。
(2)经调查,当地农民主要种植了以下几种农作物。
作物
棉花
玉米
苹果树
葱
海水稻
适宜生长的pH范围
6.0~6.8
6.5~7.5
6.0~8.0
7.0~7.4
8.0~9.2
其中,最不适宜种植的一种作物是___________。
【探究二】探究土壤所含的成分
(3)小组设计并完成如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少许滤液a于试管中,滴加足量稀盐酸
有气泡产生
___________
②取步骤①反应后的少许上清液于试管中,向其加入AgNO3溶液
___________
含有NaCl
【反思评价】
(4)步骤①中发生反应的化学方程式为___________。
(5)小组同学对步骤②得出的结论产生了质疑,理由是___________。
(6)为了实验结果的准确性,有同学提议将步骤①中的稀盐酸最好换成___________。
a.稀硝酸 b.稀硫酸 c.氯化钡溶液
【讨论交流】
(7)改良土壤酸碱性在农业生产中的重要意义是___________(写1点)。
6.(2025·广东清远·一模)同学们利用假期来到惠州当地某养殖螃蟹的基地,一起从水质调控、防逃设施,养殖水成分等方面开始了项目化学习。
任务一:认识养蟹水质调控
[查阅资料]同学们上网查阅资料得知,养殖螃蟹的池塘需要用生石灰消毒,此过程中池塘的水温变化如图所示。之后调节池塘水的pH在7.5~8.6之间,并加入含大量营养成分的盐。
[交流讨论]
(1)同学们分析右图中0~20s阶段池塘水温度变化的原因是_____。
(2)同学们认为,可以用pH试纸简单测定池塘水的pH,如果用pH试纸测定池塘水的pH,进行的操作是_____,将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读数,若测出的pH为8,则该溶液显_____性。
任务二:参观养蟹防逃设施
[参观学习]
(3)据蟹农介绍,养蟹时为防止螃蟹逃跑,蟹池四周要用铝皮、加厚聚乙烯塑料膜等筑建牢固可靠,无攀爬支点的防逃墙。同学们判断,加厚聚乙烯塑料膜属于_____材料。
任务三:检测养殖水的成分
[分析交流]据科技人员介绍,养殖水中含有丰富的Na+,也含有少量的、,这些离子在螃蟹的生长过程中起到了至关重要的作用。为了检测养殖水中的和,同学们设计了如下实验进行操作。
[进行实验]
(4)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量养殖水样于试管中,加入过量Ca(OH)2溶液
_____
养殖水中含有和
②取①反应后的溶液于试管中,加入适量酚酞溶液
_____
[反思评价]
(5)步骤中发生反应的化学方程式为_____。
(6)有同学提出质疑步骤①中不能加入Ca(OH)2溶液,原因是_____,下列试剂中可以替换Ca(OH)2溶液的是_____(填字母)。
a.CaCl2 b.Ba(OH)2 c.Ba(NO3)2
[成果分享]
通过项目化学习,同学们将所见、所学、所研进行了总结,了解到水在促进地区转型、发展经济方面的重要作用。
7.(2025·广东佛山·二模)工业废水的不合理排放会导致水土污染,兴趣小组对某工厂的废水展开了研究。
【查阅资料】①废水中的氮、磷等元素含量过高会导致水体富营养化
②该工厂排放的废水中可能含有Na2CO3、Na2SO4、CaCl2等物质
③CaSO4也是一种难溶于水的白色沉淀。
任务一:认识废水的酸碱性
(1)测出废水的pH值为8.6,可知该废水中一定含有_______;
任务二:探究该废水的成分
【提出问题】该废水中含有哪些物质呢?
(2)小红认为,该废水中一定不含CaCl2,理由是_______(用化学方程式表示);并对废水的成分做出了以下猜想:
【进行猜想】猜想1:Na2CO3 猜想2:_______
【实验探究】
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一:取一定量的废水于试管中,加入少量稀盐酸
观察到_______
猜想2成立
步骤二:取步骤一反应后的上层清液于另一试管中,加入_______
观察到有白色沉淀产生
【反思与评价】有同学认为,步骤一的实验不严谨,请改正:______;
任务三:除去废水中的磷
废水中的磷元素可用吸附剂除去。
I:制备吸附剂
往桑枝木炭中加入Fe2(SO4)3溶液,浸泡后再加入NaOH溶液,调节溶液的pH值,经系列操作可得到吸附剂A和B.
(3)该过程中加入Fe2(SO4)3溶液和NaOH溶液生成红褐色沉淀,该反应属于_______(填基本反应类型);
Ⅱ:研究吸附剂的性能
为比较两种吸附剂的除磷性能,25℃时,取含磷浓度为7.5mg/L、等体积的两份废水,将废水的pH调为6,用两种吸附剂进行对照试验,结果如下表(吸附量:每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量)
实验编号
实验条件
实验结果
吸附剂
吸附剂质量/g
废水的pH
吸附时间/min
吸附量/(mg·g-1)
①
A
0.2
6
x
1.42
②
B
0.2
6
260
1.84
(4)上表中x=_______,可得出的结论是_______。
8.(2025·广东湛江·模拟预测)为了探究酸碱中和反应,某小组取用氢氧化钠溶液与稀盐酸进行实验,如图。是稀盐酸和氢氧化钠溶液反应发生过程中各项的变化,请分析:
(1)写出稀盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式________。该反应属于________(填基本反应类型)。
(2)根据图一的变化分析,可以看出中和反应会________。
(3)图三B点溶液中含有的溶质是________(填化学式)
如图二向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸,一会儿后发现忘记了滴加指示剂,于是停止了滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究:
【提出问题】溶液中的溶质含有什么物质?
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验与猜想】①再取少量反应后的溶液于试管中,加入无色酚酞溶液,无明显现象,对反应后溶液中溶质的成分作出猜想:
(4)猜想甲:NaCl;猜想乙:NaCl和NaOH;猜想丙:________。
(5)经过讨论后认为猜想________(选填“甲”“乙”或“丙”)一定不正确。
(6)为了验证其余猜想,丙同学进行如下探究。
实验操作
实验现象
实验结论
另取少量反应后的溶液于试管中,滴加________
溶液变红色
猜想丙正确
另取少量反应后的溶液于试管中,加入锌粒
________
猜想甲正确
【拓展应用】
(7)应用中和反应,可以解决生产的实际问题。如某工厂排放的废水呈酸性,可加入适量的________(填化学式)进行中和反应。
9.(2025·广东广州·三模)牙膏是最常用的日用化学品之一,牙膏中主体原料是摩擦剂,一般占配方的20%~50%,作用是通过摩擦去除食物残渣、牙渍牙菌斑。某兴趣小组开展有关牙膏摩擦剂的项目式研究。
(1)项目1:初探摩擦剂
相关食品级原材料信息如下,结合表格分析,你选择的摩擦剂及理由是_____。
材料
价格(元/吨)
溶解性
颗粒形貌
二氧化碳
300
可溶
/
二氧化硅
50000
难溶
外形圆润
碳酸钙
1420
难溶
棱角分明
碳酸钠
1450
可溶
棱角分明
(2)项目2:再探摩擦剂的成分
【提出问题】某品牌牙膏中摩擦剂的成分是什么?
【查阅资料】牙膏中除了外,其它成分几乎不溶于稀的酸溶液。
【作出猜想】猜想一:只含有;猜想二:只含有;猜想三:_____。
【设计实验】请将表格内容补充完整。
实验步骤
预期实验现象
预期实验结论
取少量摩擦剂于试管中,加入足量的_____。
摩擦剂_____
猜想三成立
上述探究中不涉及的安全图标是_____(填编号)。
(3)项目3:再探摩擦剂的制备
牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备,兴趣小组同学设计了如下图实验方案,其流程图为:
①请写出上述方案中反应②的化学方程式_____,该反应_____(填“放出”或“吸收”)热量。
②工业常用石灰乳与二氧化碳反应得到碳酸钙,一般不用石灰水与碳酸钠溶液,其原因是_____。
③请你仍用石灰石为原料设计另一种实验方案,将以下流程图补充完整(注意以钙元素为转化主线,其余杂质、所需试剂和条件忽略不写,且不得与上面已有的方案重复):
石灰石→_____→碳酸钙
10.(2025·广东广州·三模)某无土栽培营养液的配方包含A液和B液。对该营养液开展如下项目活动。
任务一:A液成分揭秘
已知:A液中含有中的一种或两种溶质。
是不溶于水的白色沉淀,易被氧化为红褐色沉淀。
【实验探究】
(1)
操作
现象
结论
步骤一:取适量A液于试管中,滴加过量NaOH溶液,静置
先有白色沉淀,_____
A液含有和
步骤二:往上述试管中的上层清液滴加_____溶液
产生白色沉淀
【分析评价】
(2)步骤一中NaOH溶液能否用溶液代替?请说明理由:_____。
任务二:B液对植物作用
(3)B液中含有,可以为植物提供_____(填元素符号)
(4)B液中含有,兴趣小组研究了不同浓度的溶液对玉米根尖细胞分裂指数()的影响。每次施用的浇灌液均为100mL,配液方案如表:(本研究所用溶液很稀,密度均近似看作)
编号
浇灌液中的浓度
总体积/mL
溶液的用量/mL
水的用量/mL
盆1
5%
100
100
0
盆2
3%
100
a
b
盆3
1%
100
20
80
盆4
w
100
c
d
①补充盆2的配液数据:_____,_____。
②为了获得严谨的结论,合理设计盆4的配液方案:_____,_____。
③结果如图。下列叙述正确的是_____
A.随着浓度增加,分裂指数先升高后降低
B.对植物生长只有促进作用
C.农业上用石灰乳与配成农药波尔多液
11.(2025·广东广州·二模)兴趣小组围绕氢气的制取开展了系列研究。
实验一:用锌制取氢气。
甲同学用如图所示的实验装置和药品完成制取氢气和测量生成气体体积的实验。
(1)仪器A的名称为:___________。
(2)装置①发生反应时,可观察到现象有:___________。
(3)装置接口的连接顺序是:___________,a→___→___→d(填字母)。
(4)该装置还能用于氧气的制取和体积的测量,请写出制取氧气的化学方程式___________。
实验二:探究硫酸铜对氢气生成速率的影响
乙同学在用锌与硫酸反应制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率,为此他利用实验一的装置开展探究。
【开展实验】在仪器A中分别放入足量的、等质量的、颗粒大小相同的锌粒,再向分液漏斗中加入由硫酸、蒸馏水、硫酸铜溶液组成的混合液,试剂用量及实验数据记录如下表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
混合液
30%的H2SO4溶液/mL
10
V1
V2
V3
V4
饱和CuSO4溶液/mL
3.6
3.8
V5
4.2
4.4
蒸馏水/mL
V6
V7
16.0
V8
15.6
量筒收集75mL水所用时间/s
24.15
23.72
22.45
26.33
27.39
【记录及分析】
(5)表中的V1=___________mL,V5=___________mL。
(6)表中实验___________(填①~⑤)的反应速率最快。
12.(2025·广东广州·二模)纯碱是一种重要的化工原料,可用于生产洗涤剂等。
Ⅰ.探究影响溶液pH变化的因素。
用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的溶液,并测定溶液pH,记录数据如下表:
实验
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
溶质质量分数
2%
2%
2%
6%
6%
6%
10%
10%
10%
溶液温度(℃)
20
40
60
20
50
60
20
40
70
溶液pH
10.90
11.18
11.26
11.08
X
11.30
11.22
11.46
11.50
(1)上表中X最有可能的数值为______(填标号)。
A.11.28 B.11.12 C.11.35 D.11.17
(2)实验①、④、⑦对比,可得出的结论是______。
(3)要探究温度与溶液pH变化的关系,可选择的3个实验是______(填标号)。
(4)溶液可清洗油污,碱性越强,去油污效果越好。上述实验中去油污效果最好的是______(填标号)。
(5)若用6%的碳酸钠溶液加水配制2%的碳酸钠溶液30g,需要加水______g。
Ⅱ.甲同学向一定量的溶液中逐滴滴加盐酸,刚开始没有气泡产生,加入盐酸的体积大于时,开始产生气泡,测得溶液中含碳元素的3种微粒数目随盐酸体积的变化情况如图(因逸出而忽略)。
(6)加入盐酸的体积小于时,没有气泡产生的原因是______(写化学方程式)。
(7)乙同学用上述试剂进行实验,改变滴加顺序,往盐酸中逐滴滴加溶液,立刻有气泡产生。分析甲、乙的实验,你认为影响实验现象或者生成物种类的因素是______(填标号)。
A.温度 B.反应物用量 C.催化剂
13.(2025·广东深圳·三模)化学兴趣小组同学用下图装置进行木炭与CuO的反应实验,并对生成气体的成分进行探究。
【猜想与假设】根据质量守恒定律,对生成气体的成分作如下猜想:
(1)猜想一:只有CO猜想二:只有CO2猜想三:__________;
【实验方案】用甲装置检验CO2,用乙装置检验CO:
(2)
实验现象
实验分析
B处__________
气体成分中有CO2,B处化学方程式为________________
D处黑色粉末变红
气体成分中有__________,D处化学方程式为_______________
【实验结论】猜想三正确。
【反思评价】
(3)从环保角度考虑,甲、乙装置中都有的缺点是__________。
【拓展延伸】
(4)为了探究CuO与木炭不同配比时反应产生CO的情况,小组又设计了如下图所示的数字化改进实验[ppm表示浓度单位;n(CuO)∶n(C)表示物质的量之比]。分析实验数据,能够得到的结论为__________。
(5)上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请你设计提纯该铜的实验方案。(可选用的试剂:稀H2SO4、AgNO3溶液、NaOH溶液、蒸馏水)
14.(2025·广东湛江·三模)纯碱,其化学名为碳酸钠,是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、造纸、纺织等行业及洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱开展项目式学习。
(1)我国制碱工业的先驱是___________(填字母)。
a. 道尔顿 b. 张青莲 c. 门捷列夫 d. 侯德榜
(2)制碱的主要流程(部分产物已省略)如图1所示。
ⅰ.操作Ⅰ所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
ⅱ.为了实现“联合制碱法”中碳酸氢钠的生成,需要向饱和食盐水溶液中通入两种特定气体,这些气体是联合制碱反应的重要原料,根据图1分析吸收的气体是___________(填序号)。
A. B. C. D.
ⅲ.反应①中有四种反应物,化学方程式为___________。
ⅳ.上述已知生产流程中,可循环使用的物质是___________。
(3)市售纯碱常含有少量氯化钠等杂质。如图2是碳酸钠和氯化钠两种物质的溶解度曲线。
ⅰ.10℃时,碳酸钠的溶解度为___________。
ⅱ.等质量碳酸钠、氯化钠饱和溶液分别从40℃降温到10℃,析出晶体较多的是___________。
ⅲ.碳酸钠饱和溶液中混有少量的氯化钠杂质,提纯碳酸钠可采用的方法是___________。
(4)纯碱在洗涤剂中也能发挥去污作用,主要原因是其水溶液呈碱性。从微观角度分析,碱性溶液能体现碱性,是因为溶液中都有自由移动的___________。
15.(2026·广东深圳·一模)某实践活动小组对空气质量检测开展了一系列项目式学习活动。
活动一:认识微型空气质量“检测站”
(1)图1是某微型空气质量检测系统的结构。阳光照射下,太阳能电池板中的能量转化情况是___________。
表1:“检测站”记录深圳市某日空气污染物的数据如下:()
二氧化硫
二氧化氮
一氧化碳
臭氧
38
77
8
65
0.7
108
(2)分析可知,当日深圳市空气污染物中,含量最少的是___________。
活动二:了解空气质量指数
(3)结合空气质量指数(AQI)数据(图2)和空气质量标准(表2),当天早上深圳的空气质量指数类别应为___________。
表2:空气质量分级标准
空气质量指数
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
>300
空气质量指数类别
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
活动三:实践小组对某水泥厂附近的空气质量进行探究,调研发现,水泥的生产中需要长期使用煤炭作为燃料(煤是混合物,主要含有碳元素,还含有氢、氧、氮、硫等元素)。
(4)同学们从反应前后元素变化的角度进行讨论,认为水泥厂排出的废气中可能含有,理由及理论依据为___________。
【查阅资料】
有刺激性气味,能使澄清石灰水变浑浊,也能使品红溶液(红色)褪色。
【进行实验】
(5)同学们同时收集了两瓶该工厂排放的废气,进行如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
方案一:向一瓶废气中滴入足量新配制的澄清石灰水,振荡
___________
废气中含有
方案二:___________
红色溶液的颜色逐渐变浅
【交流与讨论】
(6)同学们讨论后认为方案一不能得出废气中含有的结论,因为废气中可能会有,请写出与澄清石灰水反应的化学方程式为___________。通过后续实验,同学们发现该工厂排放的含量已经处于较低的水平,符合环保要求。
16.(2026·广东梅州·一模)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一:除锈剂的选择
【提出问题】盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同,铁锈发生反应的化学方程式为_______(写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有H2产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的_____,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有______(写一点)。
任务二:除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及以下操作:a.酸洗,b.烘干,c.水洗,d.碱洗,e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→____→____→____(填字母)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,可以用_____与酸性废液反应。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例:_____。
任务三:除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。如人工除锈:用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈,适合小型、少量钢铁零件除锈;机械除锈:利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈,适合大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有______。
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题型04 科学探究题
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易错速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘中考命题之源。
命题解读
考向
近三年考查统计
科学探究题是中考化学必考的热点题,主要考点:考查反应后固体成分的猜想、反应后气体成分的猜想、实验方案设计、交流讨论、拓展与思考等。
考向一 探究酸碱盐的性质
2025·广东卷第19题
2025·深圳卷第12题
2024·广东卷第19题
2024·深圳卷第14题
2023·广州卷第18题
考向二 探究植物的生长环境
2025·广东卷第18题
2023·广东卷第19题
2023·广州卷第19题
考向三 探究水质污染处理的方法
2024·广东卷第18题
2024·深圳卷第13题
2023·深圳卷第13题
考向一 探究酸碱盐的性质
【典题1】(2025·广东深圳卷)回答下列问题。
室温加水
加热
生成溶液
无明显现象
生成溶液
生成二氧化碳
生成溶液和氧气
迅速生成氧气,爆炸
(1)不慎将洗鼻盐撒到稀盐酸中,有气泡产生,小组成员决定探究洗鼻盐的成分,经实验证明,产生的气体无色无味,能使澄清石灰水变浑浊。澄清石灰水变浑浊的化学方程式是________。
(2)同学认为可以先对洗鼻水进行加热,然后再进行其余检验,另一位认为不对。请你写出认为不对的理由________。
洗鼻盐中另有一类含钠元素的盐类是什么?
(3)猜想一:_______;猜想二:;猜想三:。
将洗鼻盐加入蒸馏水中,实验现象为大试管中出现水雾,_______(填写现象),得出结论,猜想三是错误的。
(4)碳酸氢钠加热后能生成二氧化碳,把这个洗鼻水放到了大试管中,塞入带导管的橡胶塞,________(写实验操作步骤),证明猜想二是对的。
(5)碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳,请写出化学方程式:_______。
(6)用相同浓度的浓盐水配制等质量的0.9%的盐水A和2.6%的盐水B,请问配制成A溶液加的蒸馏水多,还是配制成B溶液加的蒸馏水多?________
(7)洗鼻盐在_______下保存。
【答案】(1)
(2)加热可能会发生爆炸
(3) 溶液中没有气泡产生
(4)将导气管通入澄清石灰水中,加热洗鼻水,若澄清石灰水变浑浊
(5)
(6)A溶液
(7)干燥阴凉
【详解】(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为,故填:;
(2)结合表中数据,若含有2Na2CO3⋅3H2O2,加热会迅速生成氧气,爆炸,故不能先对洗鼻水进行加热,故填:加热可能会发生爆炸;
(3)根据题中信息可知,洗鼻盐中含钠元素的盐类可能是、、,即猜想一为,故填:;
实验结论是猜想三错误,则将洗鼻盐加入蒸馏水中,不会有氧气生成,即无气泡产生,故填:溶液中没有气泡产生;
(4)碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳,证明猜想二是对的,则需在证明有二氧化碳的生成,实验操作为:把这个洗鼻水放到了大试管中,塞入带导管的橡胶塞,将导气管通入澄清石灰水中,加热洗鼻水,若澄清石灰水变浑浊,证明猜想二是对的,故填:将导气管通入澄清石灰水中,加热洗鼻水,若澄清石灰水变浑浊;
(5)碳酸氢钠在加热的条件下分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为,故填:;
(6)设最终配制的盐水质量为m,则盐水A的蒸馏水质量:,盐水B的蒸馏水质量:,因为0.991m>0.974m,所以配制成A溶液加的蒸馏水多,故填:A溶液;
(7)根据以上实验结论可知,洗鼻盐中含有碳酸氢钠,其受热易分解,故需在阴凉干燥处保存,避免高温或潮湿导致变质,故填:干燥阴凉。
◆一句话点评:掌握酸碱盐的性质,根据生活现象探究物质的成分。
【仿照题】(2025·广东东莞·二模)学习酸和碱中和反应时,同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合在一起无明显现象。某化学兴趣小组对其产生探究兴趣,于是他们分别从不同的角度探究酸碱中和反应。
【探究一】从pH变化的角度,证明酸和碱发生中和反应
小组同学对稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的过程进行了探究。利用如图1所示的装置进行实验探究,并用pH传感器测得烧杯中溶液的pH随滴加液体体积的变化曲线如图2所示。
(1)反应前烧杯中盛放的液体Y是___________,图中b点所示溶液中的溶质是___________。
【探究二】从能量变化的角度,证明酸与碱发生中和反应
(2)乙同学利用如图3所示装置进行实验,烧杯中放入新制的饱和石灰水,向试管中加入氢氧化钠溶液,将稀盐酸滴入试管中。一段时间后试管外壁附近溶液中出现浑浊,原因是___________。
【探究三】利用指示剂证明酸和碱发生中和反应
(3)丙同学利用图4装置进行实验,证明酸和碱发生反应的现象是___________。实验过程中试管中出现少量气泡,他认为氢氧化钠已经变质,请你分析变质的原因(用化学方程式表示)___________。
【探究四】从有新物质生成的角度证明酸与碱发生中和反应
为了验证中和反应有水生成,同学们在老师的指导下,查阅资料进行如图5所示的甲、乙、丙三个实验:
资料:①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色;②无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水
(4)证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是___________。
【总结与拓展】
(5)中和反应的实质是___________。
(6)下列四幅图表示向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸的不同时间点的微观粒子示意图,请按时间先后排序填写___________(填字母序号)。
A. B. C. D.
【答案】(1) 氢氧化钠溶液 氯化钠/NaCl
(2)稀盐酸与氢氧化钠反应放出热量,温度升高,氢氧化钙的溶解度变小,析出氢氧化钙,使溶液出现浑浊
(3) 溶液由红色变为无色
(4)甲、乙中变色硅胶不变色,丙中变色硅胶由蓝色变为红色
(5)氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
(6)ACBD
【详解】(1)由图2可知,溶液一开始的pH大于7,显碱性,说明该实验是将稀盐酸逐滴滴加到氢氧化钠溶液中,则反应前烧杯中盛放的液体Y是氢氧化钠溶液;
由图2可知,b点对应溶液的pH=7,显中性,说明此时稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应生成氯化钠和水,则b点所示溶液中的溶质是氯化钠;
(2)图3实验中,一段时间后试管外壁附近溶液中出现浑浊,原因是:稀盐酸与氢氧化钠反应放出热量,温度升高,氢氧化钙的溶解度变小,析出氢氧化钙,使溶液出现浑浊;
(3)氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞变红,加入稀盐酸,稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,氢氧化钠被消耗,氯化钠显中性,稀盐酸显酸性,均不能使酚酞变色,因此观察到溶液由红色变为无色,证明酸和碱发生了反应;
氢氧化钠变质实际上是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为;
(4)已知变色硅胶吸水后由蓝色变为红色,则图5实验中,证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是:甲、乙中变色硅胶不变色,丙中变色硅胶由蓝色变为红色;
(5)中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子;
(6)向氢氧化钠溶液中滴加过量稀盐酸,一开始溶液中溶质是氢氧化钠,溶液中含氢氧根离子、钠离子,随着稀盐酸的滴入,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,当氢氧化钠还未完全反应时,溶液中含氢氧根离子、钠离子、氯离子、水分子,当氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应时溶液中含氯离子、钠离子、水分子,之后继续滴入稀盐酸,稀盐酸过量,溶液中溶质为氯化氢和氯化钠,溶液中含氯离子、氢离子、钠离子、水分子,故顺序为ACBD。
考向二 探究植物的生长环境
【典题1】(2025·广东卷)完成下列小题:
(1)常见酸、碱的化学性质
实验操作
实验现象
解释
a处为__________(填化学式)溶液时,溶液变红色。
酸、碱溶液能使指示剂变色。
b处溶液变__________色。
c处观察到__________。
化学方程式为__________,属于__________反应(填基本反应类型)。
(2)探究土壤酸碱性对植物生长的影响
【任务一】调研广东某校劳动基地土壤状况
调查发现有多处土壤结块、不透气。采样后测得土壤平均pH为5.4,说明土壤呈__________性。
【任务二】借助AI查找并整理资料
结合AI的回答,进一步查阅资料,整理如下:
粮食作物
适宜的pH范围
适宜的土壤
水稻
6.0~7.0
保水性好
玉米
6.0~7.5
疏松透气
收割水稻后“休耕”一段时间,可再种植玉米实施“轮作”。
【任务三】改良土壤并实施休耕轮作
加入__________(填化学式)调节土壤pH为__________,引水灌溉,种植水稻。收割水稻后,秸秆还田,休耕一段时间,种植玉米。
【反思交流】下列说法错误的是__________(填字母)。
a.秸秆还田可提升土壤肥力 b.休耕会严重浪费土地资源 c.可因地制宜实施农作物轮作
【答案】(1) HCl(或或) 红 澄清石灰水变浑浊(或有白色沉淀生成) 复分解
(2) 酸 6.0~7.0 b
【详解】(1)酸溶液能使石蕊溶液变红,所以a处可以是盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、醋酸(CH3COOH)等酸溶液;
氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,所以b处溶液变红;
碳酸钠溶液与澄清石灰水(氢氧化钙溶液)反应会生成碳酸钙白色沉淀,所以c处观察到产生白色沉淀(或澄清石灰水变浑浊);
碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠,化学方程式为;
该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应。
(2)任务一:pH<7的溶液呈酸性,土壤平均pH为5.4,说明土壤呈酸性。
任务三:农业上常用氢氧化钙[Ca(OH)2]来改良酸性土壤;
种植水稻适宜的pH范围是6.0~7.0,所以要调节土壤pH为6.0~7.0;
反思交流:
a、秸秆还田能增加土壤有机质,提升土壤肥力,a正确;
b、休耕可以让土壤恢复肥力,不是浪费土地资源,b错误;
c、因地制宜实施农作物轮作有利于合理利用土地资源、保持土壤肥力等,c正确。
故选b。
◆一句话点评:熟悉酸碱盐的性质,开展对土壤盐碱化相关的探究活动。
【仿照题】(2025·广东广州·二模)兴趣小组开展了与土壤盐碱化相关的探究活动。
任务一:探究土壤的酸碱性
(1)滤液a呈___________性(填“酸”、“中”或“碱”)
任务2:探究土壤成分
【猜想假设】滤液a中可能含有NaOH、Na2CO3、Na2SO4中一种或几种。为确定滤液a中的溶质,进行如下实验。(硫酸钠溶液显中性;硫酸钡为白色固体,难溶于水和稀盐酸)
【实验1】取少量滤液a,往其中滴加少量BaCl2,产生白色沉淀,证明滤液a中有Na2SO4。
(2)小红同学认为实验1不够严谨,理由是___________(用化学方程式表示)。
【实验2】
根据实验2,回答下列问题。
(3)上述实验中,“产生气泡”的化学方程式为___________。
(4)分析实验现象,分析滤液a中的溶质是___________(填化学式)。
(5)小明提出从土壤接触的物质环境和氢氧化钠的性质考虑,土壤中通常不含NaOH,因为NaOH与空气中的成分___________(填化学式)发生化学反应。
任务3:了解盐碱地改良的方案
(6)淡水洗盐是降低土壤盐碱度的有效措施之一。用蒸馏水冲洗上述土壤样品,请在图中画出其酸碱度变化的大致曲线。
任务4:模拟盐碱地成分,深入学习
(7)小组查阅资料,另外配制了一份模拟的盐碱地浸出液(Na2CO3、Na2SO4混合溶液),开展探究。
【实验步骤】
①先往混合溶液中滴加BaCl2溶液;②t1时,停止滴加BaCl2溶液,持续滴加盐酸,产生气泡;③t2后,继续滴加盐酸,不再产生气泡。
【实验数据】
①加入溶液的质量与产生沉淀的质量关系(如图)
②该实验共收集CO2气体的质量为0.88g。
【实验结论】
①a、b、c三点所含BaCl2的质量关系为___________(填字母)。
A.a>b>c B.a=b>c C.c>b>a
②m=___________g。
(相对分子质量:Na2CO3:106 Na2SO4:142 BaCO3:197 BaSO4:233)
【答案】(1)碱
(2)Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
(3)BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O
(4)Na2CO3
(5)CO2
(6)
(7) C 2.33
【详解】(1)用酸度计测得滤液a的pH=8.5,因为pH大于7的溶液显碱性,所以滤液a呈碱性;
(2)碳酸钠和氯化钡反应会生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl,因为氯化钡与碳酸钠反应也能产生白色沉淀,所以仅根据滴加少量BaCl2产生白色沉淀,不能证明滤液a中有Na2SO4,实验1不够严谨
(3)去少量滤液a,加入过量氯化钡溶液,产生白色沉淀,且该白色沉淀能与盐酸反应生成气体,则该白色沉淀为碳酸钡,碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O;
(4)加入过量氯化钡产生白色沉淀,且白色沉淀加过量盐酸产生气泡并完全溶解,说明沉淀是碳酸钡,所以滤液a中一定有 Na2CO3,没有硫酸钠,又因为加入过量氯化钡后,上层清液加酚酞溶液无明显现象,说明溶液不显碱性,即滤液a中不含NaOH,所以滤液a中的溶质是Na2CO3;
(5)氢氧化钠能与空气中的CO2反应生成碳酸钠和水,所以从土壤接触的物质环境和氢氧化钠的性质考虑,土壤中通常不含NaOH,因为NaOH与空气中的成分CO2发生化学反应;
(6)用蒸馏水冲洗上述土壤样品时,碱性减弱,pH减小,最终pH无限接近于7,则画出其酸碱度变化的大致曲线为;
(7)①碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,a点时,氯化钡恰好完全反应,继续加入氯化钡溶液至b点,则b点氯化钡的质量大于a点,t1时,停止滴加BaCl2溶液,持续滴加盐酸产生气泡,原因是碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,由于c点时,一部分碳酸钡沉淀转化为氯化钡,氯化钡的质量增加,则a、b、c三点所含BaCl2的质量关系为c>b>a,故选C;
②设碳酸钡的质量为x,
x=3.94g
即碳酸钡沉淀的质量为3.94g,则硫酸钡的质量为6.27g-3.94g=2.33g,则m=2.33。
考向三 探究水质污染处理的方法
【典题1】(2025·广东深圳卷)生活污水任意排放会导致环境污染,需经过处理,符合我国相应的国家标准后才可以排放或者循环使用,调查后发现某污水厂处理污水流程如下。
(1)格栅分离的原理类似于在实验室中___________操作。
(2)上述处理过程中,有化学反应的是___________池(任写一个)
(3)二级处理前一般不加消毒剂,原因是?
(4)三级处理之后的“中水”(里面含有少量氯气)养鱼,他们为了养观赏鱼,使用鱼乐宝净化水,鱼乐宝主要成分,用消除氯气,假设每片药丸含有,请问平均每片鱼乐宝能消除多少氯气?(相对分子质量为158)
(5)为什么鱼乐宝使用中有安全隐患?请根据反应原理说明理由___________。
【答案】(1)过滤
(2)消毒/活性污泥
(3)消毒剂会影响微生物的分解作用
(4)解:平均每片鱼乐宝能消除氯气的质量为x。
解得:x=56.8mg
答:平均每片鱼乐宝能消除氯气的质量为56.8mg。
(5)鱼乐宝反应生成的HCl和会污染水质,影响水中生物生长
【详解】(1)格栅分离的原理类似于思考乐苏苏同学在实验室中过滤操作,可以将不溶物除去,故填:过滤;
(2)沉沙池、一次沉淀池、二次沉淀池中只是不溶物的沉降,无新物质的生成,属于物理变化;活性污泥池中涉及微生物的分解,该过程中有新物质的生成,属于化学变化;消毒池中使用含氯消毒剂,这些消毒剂与水中的微生物反应,生成新的物质,从而完成杀菌过程,属于化学变化,故填:消毒或者活性污泥;
(3)消毒剂会影响微生物的分解作用,所以在二级处理前一般不加消毒剂,故填:消毒剂会影响微生物的分解作用;
(4)详见答案;
(5)结合(4)可知,鱼乐宝反应生成的HCl和NaHSO4会污染水质,影响水中生物生长,存在一定的安全隐患,故填:鱼乐宝反应生成的HCl和NaHSO4会污染水质,影响水中生物生长。
◆一句话点评:根据酸碱盐的性质,对水质成分的分析探究,从而进行污染处理。
【仿照题】(2025·广东广州·二模)I、兴趣小组取珠江水样进行净化实验。
(1)将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成如图所示装置进行水的净化。其中,装置制作较合理的是______(选填“A”或“B”)。
(2)如图是净化珠江水的简易装置,下列说法错误的是______(选填字母)。
A.小水杯中的水是纯净水
B.获取小水杯中的水的快慢与温度无关
C.该过程中用到蒸馏的方法
(3)总结混合物分离的一般思路和方法是(将序号排序)______。
a.分析混合物成分 b.找到分离方法 c.寻找成分性质差异
Ⅱ、兴趣小组再取某工厂废水进行检验。
(4)水质监测工作中,通常会对水样的pH、高锰酸盐指数、总氮、总磷等指标进行检测。通过分析发现,废水中氮磷含量未达标准,可能是由于工业废水处理不到位、生活用水排放、农业上______的不合理使用造成的。对于水样中是否含有高锰酸盐,甲、乙两同学产生了分歧:甲同学认为高锰酸根离子在溶液中为紫红色,不需要仪器检测,通过目测即可判断,乙同学认为目测不能判断,理由是______。
【检验处理后的水质成分】
(5)项目小组在工业区电镀厂附近水域进行取样,检验经处理后排放的水中是否含有硫酸铜。
项目
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量处理后的水于试管中,滴加适量碱溶液
无蓝色沉淀产生
①______(选填“含有”或“不含有”
方案二
取少量处理后的水于试管中,
a.先滴加稀盐酸,
b.再滴加适量②______溶液
a.无明显现象
b.③______
含有
【知识拓展】
(6)污水的处理和利用可缓解水资源紧缺。污水经处理达标后的用途是______(填写一种即可)。
【答案】(1)A
(2)B
(3)acb
(4) 氮肥和磷肥 若溶液中高锰酸根离子浓度较低溶液也会呈无色
(5) 不含有 (合理即可) 产生白色沉淀
(6)农业灌溉(工业用水、消防用水)
【详解】(1)将饮用水瓶和纱布、活性炭等组合成如图所示装置进行水的净化,从上到下,应先放置小砾石,除去较大颗粒的难溶性杂质,然后放置石英砂,除去较小颗粒的难溶性杂质,然后放置活性炭,吸附水中的色素和异味,这样净化效果较好,故装置制作较合理的是A;
(2)A、该装置中,水受热蒸发变为水蒸气,水蒸气冷凝为水,然后得到的水滴到小水杯中,故小水杯中的水是纯净水,不符合题意;
B、温度越高,水分子的运动速率越快,水蒸发的越快,故获取小水杯中的水的快慢与温度有关,符合题意;
C、该装置中,水受热蒸发变为水蒸气,然后水蒸气冷凝为水,用到蒸馏的方法,不符合题意。
故选B;
(3)混合物分离,首先要分析混合物成分,然后寻找成分性质差异,然后根据性质差异找到分离方法。
故选acb;
(4)废水中氮磷含量未达标准,可能是由于工业废水处理不到位、生活用水排放、农业上氮肥、磷肥的不合理使用造成的;
若溶液中高锰酸根离子浓度较低溶液也会呈无色,故目测不能判断;
(5)方案一:取少量处理后的水于试管中,滴加适量碱溶液,硫酸铜能与碱反应生成氢氧化铜沉淀,无蓝色沉淀生成,说明不含有铜离子;
方案二:取少量处理后的水于试管中,a.先滴加稀盐酸;b.氯化钡能与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀,故再滴加适量氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明含硫酸根离子;
(6)污水的处理和利用可缓解水资源紧缺。污水经处理达标后,可用于农业灌溉、工业用水,消防用水等。
考向一 探究酸碱盐的性质
1.(2025·广东卷)NaCl在生产生活中应用广泛。兴趣小组开展NaCl制备方法的研究,并探究NaCl溶解度的影响因素。
(1)海水晒盐:据图分析,从海水中获得粗盐的方法是__________结晶。
(2)精制NaCl
【查阅资料】
ⅰ.一种精制NaCl的方法是将HCl气体通入饱和食盐水中,析出NaCl晶体。
ⅱ.25℃时,100g水中最多能溶解NaCl的质量随通入HCl的质量变化如表。
HCl的质量/g
0.0
5.4
16.8
25.9
NaCl的质量/g
36.0
32.4
25.1
19.4
【交流讨论】25℃时,NaCl的溶解度随HCl质量的增大而__________,原因是NaCl和HCl在水中解离出相同的__________(填离子符号)。
(3)探究NaOH对NaCl溶解度的影响
【提出猜想】NaOH在水中能解离出,会降低NaCl的溶解度。
【实施实验】
ⅰ.配制溶液:配制饱和NaCl溶液,如图中不需要用到的玻璃仪器是__________(填名称)。
ⅱ.实验探究:向等质量的饱和NaCl溶液中加入不同质量的NaOH固体,测得溶液中NaCl的质量分数(用a表示)如表。
实验序号
温度/℃
NaOH的质量/g
NaCl的质量分数
1
25
0.0
2
25
10.0
3
25
30.0
【分析讨论】
ⅰ.__________(结果精确到0.1%)。
ⅱ.实验证明猜想成立,得出该结论的依据是__________(用a的大小关系表示)。
【拓展延伸】科研人员将一定质量的NaOH加入海水中进行电解,发现析出了NaCl晶体,分析原因:
ⅰ.水因电解而减少。电解水的化学方程式为__________。
ⅱ.__________。
【答案】(1)蒸发
(2) 减小
(3) 漏斗 26.5% NaOH在水中解离出,降低了NaCl在水中的溶解度
【详解】(1)由图可知,氯化钠的溶解度受温度影响较小 ,从海水中获得粗盐,采用蒸发结晶的方法,通过蒸发溶剂使氯化钠结晶析出。
(2)由表格数据可知,25℃时,随着通入HCl质量的增大,100g水中最多能溶解的NaCl质量减小,即NaCl的溶解度随HCl质量的增大而减小;
NaCl在水中解离出Na+和Cl-,HCl在水中解离出H+和Cl-,二者解离出相同的Cl-,使溶液中Cl-浓度增大,抑制NaCl的溶解,导致NaCl溶解度减小。
(3)实施实验:ⅰ、配制饱和溶液,需要进行计算、称量、量取、溶解等操作,用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒等,不需要漏斗。
分析讨论:ⅰ、 25℃时,NaCl的溶解度为36.0g,饱和NaCl溶液中NaCl的质量分数。
ⅱ、猜想是NaOH在水中能解离出Na+,会降低NaCl的溶解度,加入NaOH固体质量越大,NaCl溶解度降低越明显,溶液中NaCl质量分数越小,所以当时,能证明猜想成立。
拓展延伸:ⅰ、水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为。
ⅱ、加入的NaOH在水中解离出Na+,溶液中Na+浓度增大,根据前面探究结论,Na+浓度增大降低了NaCl的溶解度,所以会析出NaCl晶体。
2.(2024·广东卷)盐湖蕴藏着丰富的资源。兴趣小组围绕盐湖展开相关的探究活动。
(1)探源盐文化
i.《说文解字》云:“盐,卤也”。甲骨文中的“卤”(如图1)蕴含的获取盐的方法是______。
ii.夏天晒“盐”得到的NaCl的用途有______(写一种),冬天捞“碱”得到的Na2CO3的俗称是______。
(2)探秘冬天捞“碱”
据图2分析,冬天适合捞“碱”的原因是______。将含Na2CO3和NaCl的模拟盐湖水降温结晶,检验得到的晶体中是否含有NaCl。
【查阅资料】AgCl为白色固体,不溶于水和稀硝酸;Ag2SO4为白色固体,微溶于水。
(3)【方案研讨】
方案
方案设计
评价交流
1
取样,溶解,滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
教师指出该方案不严谨,原因是Ag2CO3也为白色沉淀
2
取样,溶解,先滴加过量稀盐酸,再滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl
滴加稀盐酸发生反应的化学方程式为______;有同学提出该方案也不严谨,原因是______
【方案优化】
(4)将方案2中的稀盐酸换成______。
a.CaCl2溶液 b.稀硝酸 c.稀硫酸
【实验及结果】实施优化后的方案,结果表明含有NaCl。
【废液处理】
(5)提出合理处理实验废液的措施:______(写一条)。
【答案】(1) 蒸发结晶 作调味品、腌制食物、医疗配制生理盐水、农业选种 纯碱、苏打
(2)温度降低,碳酸钠的溶解度减小而析出晶体
(3) 加入过量稀盐酸,引入了氯离子,无法验证得到的晶体中是否含有NaCl
(4)b
(5)加入适量的氢氧化钠溶液来中和废液中的硝酸,再将处理后的废液倒入指定的废液缸中
【详解】(1)由图1可知,甲骨文中的“卤”蕴含的获取盐的方法是蒸发结晶;
夏天晒“盐”得到的NaCl的用途有作调味品、腌制食物、医疗配制生理盐水、农业选种等;冬天捞“碱”得到的Na2CO3的俗称是纯碱、苏打;
(2)由图2可知,冬天适合捞“碱”的原因是温度降低,碳酸钠的溶解度减小而析出晶体;
(3)取样溶解,先滴加过量稀盐酸,再滴加少量AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则含有NaCl,滴加稀盐酸是为了除去碳酸钠,发生的反应是碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为;有同学提出该方案也不严谨,原因是加入过量稀盐酸,引入了氯离子,无法验证得到的晶体中是否含有NaCl;
(4)a、CaCl2溶液中含有氯离子,会影响氯化钠的验证,不符合题意;
b、稀硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠、二氧化碳和水,能除去碳酸钠且不会引入氯离子,不会影响氯化钠的验证,符合题意;
c、稀硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,而硫酸根离子与银离子结合生成微溶于水的白色固体硫酸银,会影响氯化钠的验证,不符合题意。
故选:b;
(5)实验废液中含有过量的稀硝酸,则处理实验废液的措施可以是加入适量的氢氧化钠溶液来中和废液中的硝酸,再将处理后的废液倒入指定的废液缸中。
3.(2024·广东深圳卷)小丽同学想制作防龋齿牙膏,探究乳酸的化学性质。
(1)小丽发现龋齿会影响葡萄糖在嘴中转化为乳酸,如下图,在第________分钟时,葡萄糖全转化为乳酸,龋齿越严重pH越________。
(2)
甲:向溶液中加入乳酸,__________
乙:向NaOH溶液溶液中加入乳酸,无明显变化
丙:向Zn粉中加入乳酸,有气泡产生
(3)Zn与HCl反应也有气泡产生,请你写出化学反应方程式_____________;
(4)乳酸与金属氧化物也会反应,请写出金属氧化物_______(化学式)
(5)乳酸是否与NaOH溶液反应,请写出具体操作,并使实验现象明显。
具体操作:___________________;
现象:___________________;
结论:_____________________。
【答案】(1) 20 小
(2)产生气泡
(3)
(4)ZnO(合理即可)
(5) 向滴有无色酚酞的NaOH溶液滴加过量的乳酸 溶液由红色变无色 乳酸能与NaOH溶液反应
【详解】(1)乳酸呈酸性,葡萄糖在嘴中转化为乳酸,酸性增强,pH降低。根据图象,第20分钟时,pH最小,说明在第20分钟时,葡萄糖全转化为乳酸,同时,龋齿越严重pH越小。
(2)NaHCO3能与酸反应生成钠盐、二氧化碳、水,所以向NaHCO3溶液中加入乳酸,产生气泡。
(3)Zn与HCl反应生成ZnCl2、H2,化学方程式为:。
(4)能与乳酸反应的金属氧化物有:ZnO、CuO、Fe2O3、Fe3O4等。
(5)无色酚酞溶液遇碱变红,遇中性或酸性物质不变色。NaOH溶液呈碱性,能使无色酚酞溶液变红,乳酸与NaOH溶液反应生成盐和水,会导致溶液碱性减弱。验证乳酸是否能与NaOH溶液反应的一种方案是:向滴有无色酚酞的NaOH溶液滴加过量的乳酸,若溶液由红色变无色,说明乳酸能与NaOH溶液反应。
故填:向滴有无色酚酞的NaOH溶液滴加过量的乳酸;溶液由红色变无色;乳酸能与NaOH溶液反应。
4.(2023·广东广州卷)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。
(1)向少量Fe(OH)3沉淀中加入稀盐酸,观察到______,可判断发生了反应。
(2)向Ca(OH)2溶液中通入CO2,观察到______,可判断发生了反应。
(3)向氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。两位同学欲获取反应发生的证据。
①甲同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钙溶液中,逐滴滴加稀盐酸至足量,溶液由红色变成无色,证明溶液中______,可判断Ca(OH)2与HCl发生了反应。
②乙同学将氢氧化钙溶液与稀盐酸混合,然后检验了混合液中含有Ca2+和Cl-,他据此认为Ca(OH)2与HCl发生了反应,且生成了CaCl2。你认为乙同学是否找到了反应发生的证据?请说出你的观点并阐述理由:______。
(4)如图a所示,向NaOH稀溶液中缓缓通入HCl气体,测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图b.(溶液体积、温度的变化可忽略)
①分析A→B段变化,其他条件相同,导电能力:OH-______Cl-。(填“>”“<”或“=”)
②分析B→C段变化,溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与______有关。
【答案】(1)固体溶解或溶液由无色变为黄色
(2)溶液变浑浊
(3) 氢氧化钙消失了 没有找到反应发生的证据,因为氢氧化钙溶液中有钙离子、盐酸中有氯离子,混合后即使不反应也会存在钙离子和氯离子
(4) > 离子的浓度
【详解】(1)氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,固体溶解说明反应物氢氧化铁减少,溶液由无色变为黄色说明有新物质生成,都能说明发生了反应。
(2)氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,溶液变浑浊,说明有新物质生成,能说明发生了反应。
(3)①氢氧化钙溶液呈碱性能使酚酞变红,溶液由红色变成无色,证明溶液中的氢氧化钙消失了,则说明氢氧化钙和盐酸发生了反应。
②氢氧化钙在水中解离出钙离子和氢氧根离子,氯化氢在水中解离出氢离子和氯离子,即是氢氧化钙和盐酸不反应混合后也会有钙离子和氯离子。所以没有找到反应发生的证据,因为氢氧化钙溶液中有钙离子、盐酸中有氯离子,混合后即是不反应也会存在钙离子和氯离子。
(4)①氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,化学方程式为。溶液体积、温度的变化忽略,则相当于,相同数目的氢氧根离子替换为氯离子,导电能力下降了,则导电能力:OH->Cl-。
②BC段盐酸和氢氧化钠反应完后,继续通入氯化氢气体,氯化氢溶于水解离出氢离子和氯离子且不再发生反应,溶液中离子的数目增加了,但溶液体积不变,所以BC段导电能力增加,说明溶液的导电能力除了与离子种类有关,还与离子的浓度有关。
考向二 探究植物的生长环境
5.(2023·广东卷)耕地盐碱化影响粮食安全,盐碱地综合治理与利用可促进农业高质量发展,兴趣小组开展了与土壤盐碱化相关的探究活动。
(1)成因:由农业灌溉或化肥施用引起的土壤盐碱化如图所示,当进入土壤中盐的量超出植物的吸收能力时,随水分蒸发,__________导致土壤盐碱化。
(2)检测:配制土壤样品浸出液、用_______测定、若pH>7、则浸出液显__________性。
(3)探究:某地土壤碱化可能由 Na2CO3、Na2SO4中的一种两种引起。教师提供模拟盐碱化壤样品浸出液。
[查阅资料] BaCl2易溶于水; BaCO3为白色固体,难溶于水;BaSO4为白色固体,难溶于水和盐酸。
[提出问题]样品中的是什么?
[作出猜想]猜想 1:Na2CO3
猜想2:_________
猜想3: Na2CO3和Na2SO4
[实验探究]
(4)取少量出分别加管A、B中
实验序号
操作
现象
结论
1
向A中滴加少量BaCl2溶液
产生白色沉淀
含Na2SO4
2
向B中滴加过量稀盐酸
_______
含Na2CO3
[分析评价]
(5)有同学认为实验1不够严谨,理由是______________(用化学方程式解释)
[补充实验]
(6)
实验序号
操作
现象
结论
3
向实验2反应后的溶液中滴加少量BaCl2溶液
_______
猜想3成立
(7)交流:应对土壤盐碱化的合理措施有___________(多选,填字母)
a.合理施肥 b.引海水灌溉 c.用熟石灰改良 d.种植耐盐碱作物
【答案】 剩余的盐 pH试纸 碱
硫酸钠/Na2SO4 产生气泡 BaCl2 +Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl 产生白色沉淀 ad/da
【详解】(1)由农业灌或化肥施用引起的土壤盐碱化如图所示,当进入土壤中盐的量超出植物的吸收能力时,随着水分蒸发,剩余的盐导致土壤盐碱化。
(2)配制土壤样品浸出液,用pH试纸测定,若pH >7,则浸出液显碱性。
(3)[作出猜想]
猜想2可能只为硫酸钠,故填Na2SO4。
[实验探究]
(4)稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体,故实验现象是产生气泡。
[分析评价]
(5)有同学认为实验1结论不够严谨,理由是碳酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠,化学方程式是:BaCl2 +Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。
[补充实验]
(6)硫酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡和氯化钠,故实验现象为产生白色沉淀。
(7)应对土壤盐碱化的合理措施有合理施肥、种植耐盐碱作物。故选ad。
6.(2023·广东广州卷)某学习小组用不同浓度的溶液浇灌植物,研究重金属对植物生长的影响。
(1)该小组首先研究了CuSO4的影响。每次施用的浇灌液均为100mL,配液方案如下:
(本研究所用溶液很稀,密度均近似看作1g/cm3)
编号
浇灌液中CuSO4的
浓度
总体积/mL
5%CuSO4溶液的
用量/mL
水的用量/mL
盆1
5%
100
100
0
盆2
3%
100
60
40
盆3
1%
100
a
b
盆4
w
100
c
d
①补充盆3的配液数据:a=______,b=______。
②为了获得严谨的结论,合理设计盆4的配液方案:w=______,d=______。
(2)该小组还研究了BaCl2的影响。研究结束后该小组将未用完的BaCl2溶液和CuSO4溶液直接混合,准备作无害化处理。
①混合后产生大量白色沉淀,反应的化学方程式为______。
②过滤,所得蓝色滤液中含有的溶质可能是:
假设一:只有CuCl2 假设二:CuCl2和BaCl2 假设三:______。
③设计实验确定蓝色滤液的成分,完成下表:
实验操作
现象与结论
取少量滤液于试管中,______。
______说明假设二不成立。
______。
______,说明假设三成立。
【答案】(1) 20 80 0% 100
(2)
CuCl2、CuSO4 滴加硫酸铜溶液 无明显现象 取少量滤液于试管中,滴加氯化钡溶液 有白色沉淀产生
【详解】(1)①根据“用不同浓度的溶液浇灌植物”可知,各组实验溶液浓度不同。从表格数据可知,浇灌液中硫酸铜的浓度是使用5%硫酸铜溶液和水配置的不溶浓度的溶液。配置100mL的1%浓度的硫酸铜溶液需要5%的硫酸铜的质量为,20g÷1g/cm3=20mL,需要水的体积为(100mL×1g/cm3-20g)÷1g/cm3=80mL,所以a=20,b=80。
②为了获得严谨的结论,需要使用只浇灌水的空白组实验与使用硫酸铜溶液浇灌的实验组进行对比,判断硫酸铜溶液是否对植物生长有影响,则w=0%,d=100。
(2)①硫酸铜和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜,化学方程式为。
②有氯化铜生成则滤液中一定有氯化铜,可能有硫酸铜或氯化钡过量,根据假设一、二可知假设三为CuCl2、CuSO4。
③可以使用氯化钡、硫酸铜继续滴加入滤液,观察是否产生白色沉淀,判断有无另一种试剂剩余。
假设二不成立,则判断的是氯化钡不存在,则取少量滤液于试管中,滴加硫酸铜溶液,无明显现象,则说明无氯化钡存在,假设二不成立。
假设三成立,则判断的是硫酸铜存在,则取少量滤液于试管中,滴加氯化钡溶液,有白色沉淀产生,则说明有硫酸铜,假设三成立。
考向三 探究水质污染处理的方法
7.(2024·广东广州卷)学习小组进行水质调查时发现某池塘水较浑浊,为此开展水质研究。
【查阅资料】
①明矾溶于水生成的Al(OH)3胶体,能吸附水中悬浮物,发生沉降,从而达到净水目的。
②Al(OH)3胶体能溶于酸。
③净水效果可用浊度去除率A表示,A值越大表示净水效果越好。
I.探究影响明矾净水效果的因素
【提出猜想】猜想a:一定范围内,明矾的用量越大,净水效果越好。
猜想b:一定范围内,水样的酸性越强,净水效果越差。
【实验准备】配制絮凝剂溶液和稀硫酸
(1)用明矾配制100mL质量分数为1%的絮凝剂溶液(密度取1.0g/cm3),需用到的玻璃仪器除了量筒、烧杯、胶头滴管外,还需要________。
(2)用质量分数为98%的浓硫酸(密度取1.8g/cm3)加水稀释配制100mL质量分数为9.8%的稀硫酸(密度取1.0g/cm3),需要量取浓硫酸的体积为________mL(结果保留1位小数)。
【设计实验,验证猜想】取该水样,按下列实验方案加入试剂后,充分搅拌,静置tmin,测定水样的浊度并计算得到浊度去除率,记录数据。
实验序号
水样体积/mL
1%絮凝剂溶液体积/mL
9.8%硫酸体积/mL
蒸馏水体积/mL
tmin后浊度去除率
i
200
5.0
0
5.0
A1
ii
200
V1
0
7.5
A2
iii
200
0
0
V2
A3
iv
200
5.0
2.0
3.0
A4
v
200
5.0
5.0
0
A5
【数据分析,交流讨论】
(3)实验i、ⅱ、ⅲ用于探究猜想a是否成立,则V1=________,V2=________。
(4)实验测得A1>A2>A3,由此得出的结论是________。
(5)实验证明猜想b成立,得出该结论的依据是________(用A的大小关系表示)。
(6)水样的酸性越强,净水效果越差,原因是________。
Ⅱ.硬水的软化
(7)取少量水样,加入________,振荡后静置,产生较多浮渣,说明水样是硬水。用沉淀法除去水样中的Ca2+和Mg2+后,再加入盐酸调节溶液至中性,得到软水。
【答案】(1)玻璃棒
(2)5.6
(3) 2.5 10
(4)一定范围内,明矾的用量越大,净水效果越好。
(5)A4>A5
(6)明矾溶于水生成的Al(OH)3胶体溶于硫酸,吸附水中悬浮物的能力减小
(7)肥皂水
【详解】(1)用固体明矾配制絮凝剂溶液,需用到的玻璃仪器除了量筒、烧杯、胶头滴管外,溶解时还需要用玻璃棒搅拌。故填:玻璃棒。
(2)根据溶液稀释前后溶质质量不变,列式计算出需要浓硫酸的体积。设需要浓硫酸的体积为x,x×1.8g/cm3×98%=100mL×1.0g/cm3×9.8%,解得,x≈5.6mL。
(3)实验i、ⅱ、ⅲ用于探究猜想a是否成立,实验中应该控制变量。三个实验中水样体积都是200mL,都没有加入稀硫酸,由于题中1%的絮凝剂溶液密度取1.0g/cm3,水的密度也是1.0g/cm3,故每个实验中加入的1%絮凝剂溶液体积和蒸馏水体积之和也应该相等。实验i中1%絮凝剂溶液体积是5.0mL,蒸馏水体积也是5.0mL,因此实验ⅱ、ⅲ中1%絮凝剂溶液体积和蒸馏水体积之和也应是10.0mL。因为实验ⅱ中加入蒸馏水体积是7.5mL,所以应加入1%絮凝剂溶液V1=2.5mL;由于实验ⅲ中没有加入1%絮凝剂溶液,故应加入蒸馏水V2=10.0mL。
(4)实验i、ⅱ、ⅲ中水样体积相同,都没有加入稀硫酸,实验中加入的1%絮凝剂溶液体积和蒸馏水体积之和也相等,实验i、ⅱ、ⅲ中加入1%絮凝剂溶液的体积分别是5.0mL,2.5mL,0,可见三个实验中实验i中明矾的用量最大,实验ⅱ中明矾用量其次,实验ⅲ中没有明矾。根据实验测得结果:A1>A2>A3,可以得出的结论是:一定范围内,明矾的用量越大,净水效果越好。
(5)实验ⅳ、ⅴ中水样体积都是200mL,加入的1%絮凝剂溶液体积都是5.0mL,质量分数为9.8%的稀硫酸和水的密度都取1.0g/cm3,因此实验ⅳ、ⅴ中加入的9.8%硫酸体积和蒸馏水体积(或质量)之和相等,符合控制变量法。因为实验ⅳ加入的9.8%硫酸体积是2.0mL,实验ⅴ中加入的9.8%硫酸体积是5.0mL,所以实验ⅳ中水样的酸性比实验ⅴ中水样的酸性弱,Al(OH)3胶体能溶于酸,故实验ⅳ中能起净水作用的Al(OH)3胶体比实验ⅴ多,净水效果好。故填:A4>A5。
(6)根据资料,明矾溶于水生成的Al(OH)3胶体,能吸附水中悬浮物,发生沉降,从而达到净水目的,因此明矾溶于水生成的Al(OH)3胶体越多,净水效果就越好。因为Al(OH)3胶体能和硫酸等酸性物质反应,所以水样的酸性越强,明矾溶于水生成的Al(OH)3胶体就越少存在,净水效果就变差。故填:明矾溶于水生成的Al(OH)3胶体溶于硫酸,吸附水中悬浮物的能力减小。
(7)含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。因为将肥皂水滴加到含有较多Ca2+、Mg2+的硬水中,会形成较多浮渣,所以实验中常用肥皂水来鉴别水样是否是硬水。故填:肥皂水。
知识点一 科学探究题解题思路
1.科学探究题的结构思维模式
2.注意实验操作(加入某种试剂、对药品进行加热等)、实验现象(有无沉淀或气体生成、溶液颜色变化等)、实验结论(有无某种物质、猜想是否正确等)之间的对应关系:
3.实验方案的评价
原则
①目的明确;②实验方法简便,现象明显;③操作安全可靠;④推断完整严密;⑤绿色环保
评价
角度
实验原理:①所选药品是否可行;②反应是否易于控制;③所用药品是否安全(是否易燃、易爆、有毒等);④反应是否会污染环境;⑤药品的价格与产出比等(是否节约试剂、降低成本和提高产品质量等)
实验装置:①操作是否简便;②能否节约药品;③继续添加药品的难易程度(是否能连续反应);④是否安全(是否会发生爆炸)
实验操作:主要是对操作的先后顺序及实验步骤是否完善等的评价
实验结果:主要是对现象得出结论的评价,一般是看结论是否正确、全面,依据实验操作和现象能否得出结论等
知识点二 猜想与假设
1.反应后物质成分的猜想
2.有关物质变质的猜想
3.有关混合物成分的猜想
4.金属活动性顺序的猜想
5.有关破损标签类成分的猜想
6.影响因素的猜想
知识点三 实验方案的设计与评价
1.完善实验操作、实验现象与实验结论
实验操作(试剂选择)、实验现象及实验结论三者之间的对应关系为
描述溶液中的反应现象的模型:
2.应用控制变量法进行实验方案的设计
3.反思与评价
1.(2025·广东汕头·二模)化学实践小组对古代制盐的原理、盐湖多彩的成因及盐湖水的成分产生了浓厚的兴趣,他们在老师的指导下展开了项目式学习活动。
任务一:分析古代制盐的原理
【查阅资料】我国古代劳动人民在春秋战国时期就开始使用“垦畦浇晒法”制盐。
【分析交流】
(1)古代劳动人民利用盐湖水“晒”盐的原理是______。
任务二:了解盐湖多彩的成因
【查阅资料】气温上升和藻类是盐湖出现多彩的最主要原因。气温上升时,水分蒸发,湖水中各成分浓度不同导致湖水变色;同时盐湖中生长着一种嗜盐绿色微藻,正常情况下使湖水呈绿色。
【小组交流】
(2)同学们联想所学知识,想到了某些盐的溶液具有美丽的颜色,如______溶液呈蓝色。
任务三:探究盐湖水的成分
【查阅资料】①盐湖水中含有大量的NaCl、Na2SO4和MgSO4等物质;②Ag2SO4为微溶于水的白色固体。
现提供一瓶已静置澄清的盐湖水用于其成分的探究。
【进行实验】
(3)同学们设计了以下实验方案:
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量盐湖水于试管中,加入足量稀硝酸和过量Ba(NO3)2溶液,静置
____________
盐湖水中含有
②取步骤①的上层清液于试管中,滴加几滴______溶液
产生白色沉淀
盐湖水中含有Cl-
【反思评价】
(4)步骤①中加入Ba(NO3)2溶液“过量”的目的是______;若将步骤①中的Ba(NO3)2溶液换成BaCl2溶液,步骤②中______(填“能”或“不能”)得出相应结论,理由是______。
(5)步骤②中发生反应的化学方程式为______。
【成果分享】
(6)在人类获取盐和使用盐的历史上,始终伴随着知识的发展和技术的进步,同学们将所学所获做成板报进行宣传,请你与他们共同完成。
最美盐湖
自然美
科技美
劳动美
夏季的多彩盐湖是气温上升和藻类等共同作用的结果
古代劳动人民发明了“垦畦浇晒法”制盐
利用盐湖可以造福人类,如______(写一条)
【答案】(1)蒸发结晶
(2)CuSO4(合理即可)
(3) 产生白色沉淀 硝酸银
(4) 检验并除尽 不能 氯化钡BaCl2引入了氯离子,对氯离子的检验产生了干扰
(5)
(6)利用盐湖可以提取NaCl制成食盐供人食用,从而造福人类。(合理即可)
【详解】(1)古代劳动人民利用盐湖水“晒”盐,是因为食盐的溶解度受温度变化影响不大,所以可以通过蒸发溶剂(水),使溶液达到饱和,继续蒸发,食盐就会结晶析出,原理是蒸发结晶。
(2)含有铜离子的盐溶液一般呈蓝色,例如硫酸铜CuSO4溶液呈蓝色。(合理即可)
(3)盐湖水中含有,加入硝酸钡溶液,钡离子和硫酸根离子会结合生成不溶于稀硝酸的硫酸钡白色沉淀,所以实验现象是产生白色沉淀。
若盐湖水中含有,加入试剂能够产生白色沉淀,氯离子遇银离子会生成氯化银白色沉淀,所以滴入的是硝酸银溶液。
(4)步骤①中所加Ba(NO3)2溶液“过量”是为了检验并除尽,防止硫酸根对后续实验产生影响。
若将步骤①中的Ba(NO3)2溶液换成BaCl2溶液,加入的是过量稀硝酸和氯化钡BaCl2,则只能证明盐湖水中含有,而不能确定是否含有Cl-,因为氯化钡BaCl2引入了氯离子,对氯离子的检验产生了干扰,所以不能得出盐湖水中含有Cl-的结论。
(5)步骤②中发生反应的化学方程式为硝酸银遇氯化钠反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠,反应的化学方程式为。
(6)利用盐湖可以提取NaCl制成食盐供人食用,从而造福人类。(合理即可)
2.(2025·广东江门·三模)化学小组以“神奇的洗衣剂”为研究对象开展项目式学习。
任务一:谈古——古代洗衣剂“草木灰”
【小组实验】已知草木灰的主要成分为碳酸钾。探究草木灰中碳酸钾的含量。
称取一定质量草木灰样品,用热水浸泡并过滤,用滤液进行如下实验。
【实验分析】
(1)将稀硫酸缓慢注入试管A中,观察到_____。发生反应的化学方程式是_____。
(2)有同学认为该装置存在缺陷,C中的氢氧化钠溶液与空气直接接触,会使测得草木灰中碳酸钾的含量_____(填“偏高”或“偏低”)。
任务二:论今——现代洗衣剂“爆炸盐”
超市出售的爆炸盐洗衣剂能轻松洗去顽固污渍,小组同学继续进行探究。
【资料卡片】
①爆炸盐是一种含有过碳酸钠()的洗涤用品,遇水后发生反应,生成过氧化氢和钠的化合物溶液。
②溶液呈中性,且与、均不反应。
【实验探究】
(3)取少量过碳酸钠于试管中,加水振荡。将少量二氧化锰加入该试管中,并将带火星的木条伸入试管内,观察到有气泡产生,且_____,证明过碳酸钠遇水后有过氧化氢生成。
【提出问题】钠的化合物溶液中溶质是什么?
【做出猜想】可能是、NaOH、NaCl、中的一种或多种。
【讨论交流】
(4)有同学指出,该溶质不可能含有NaCl,理由是_____。
【验证猜想】化学小组进行下列实验:
实验步骤实验现象
步骤①:取少量过碳酸钠于试管中,加入水后得到澄清溶液,再加入过量溶液
产生白色沉淀
步骤②:将步骤①得到的混合物过滤,向滤液中加入无色酚酞溶液
溶液为无色
【实验结论】
(5)钠的化合物溶液的溶质为_____。
【反思交流】
(6)步骤①中产生白色沉淀的化学方程式为_____。
(7)步骤①中加入过量溶液的目的是_____。
【答案】(1) 有气泡产生
(2)偏高
(3)带火星的木条复燃
(4)反应物中不含氯元素
(5)碳酸钠/Na2CO3
(6)
(7)检验并除去Na2CO3,避免对NaOH、NaHCO3的检验造成干扰
【详解】(1)碳酸钾和稀硫酸反应生成硫酸钾、二氧化碳和水,则可观察到有气泡产生;
反应的化学方程式为。
(2)氢氧化钠溶液会吸收空气中的二氧化碳,导致测得生成二氧化碳的质量偏大,则会使测得草木灰中碳酸钾的含量偏高。
(3)结论为过碳酸钠遇水后有过氧化氢生成,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,氧气具有助燃性,则可观察到有气泡产生,且带火星的木条复燃。
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含Na、C、O、H,不含氯元素,不可能生成氯化钠,故该溶质不可能含有NaCl。
(5)碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,则说明溶液中有碳酸钠;氢氧化钠、碳酸氢钠溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变红色,溶液为无色,说明其中不含氢氧化钠和碳酸氢钠,则钠的化合物溶液的溶质为碳酸钠。
(6)碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为。
(7)碳酸钠溶液显碱性,也能使无色酚酞试液变红,加入氯化钡溶液,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,可检验碳酸钠,且过量的氯化钡溶液能将碳酸钠除尽,避免对氢氧化钠、碳酸氢钠的检验造成干扰。
3.(2025·广东揭阳·一模)“四大发明”是中华民族对全人类做出的巨大贡献。
(1)“造纸术”是将树皮、竹子、麻等通过生石灰、草木灰(主要成分是)加水混合浸泡、打浆先使纤维素_____(填“有机物”、“无机物”)帚化成为纸浆;再用捞纸器(篾席)捞浆,使纸浆在捞纸器上交织成薄片,这个过程和实验室的_____操作相似;再干燥等步骤可制得纸张。
某化学兴趣小组模拟古代造纸技术,他们将一定量的生石灰用足量的水溶解后。过滤得到澄清溶液。澄清溶液中溶质是什么,请你参与他们的探究。
【猜想假设】
(2)猜想一:只含有;猜想二:含有、;猜想三:含有、_____。
【设计实验】
(3)填写下列表格。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取溶液少许于试管中,滴加几滴稀盐酸
无明显现象
猜想二不正确
②取溶液少许于试管中,滴加少许_______溶液
_______
猜想三正确
【交流反思】
(4)①步骤①的结论合不合理?_______,原因是:_______。
②步骤②中发生反应的化学方程式为_______。
③含有等碱性物质的废水直接排放会造成水体污染。同学们对废水做如下处理(上图)。C烧杯中出现_______现象时,说明水中已无等碱性物质。
【答案】(1) 有机物 过滤
(2)Ca(OH)2
(3) K2CO3(或Na2CO3) 产生白色沉淀
(4) 不合理 加入的稀盐酸量太少,盐酸先和氢氧化钾反应(盐酸不足不能证明没有碳酸钾) K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH 溶液由红色变为无色
【详解】(1)纤维素为有机物,用捞纸器捞浆这个过程和过滤操作相似;
(2)溶质的成分可能包括生成的氢氧化钾和没有反应完的氢氧化钙,故猜想三为含有KOH、Ca(OH)2;
(3)氢氧化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,结论说明猜想三正确,则溶质中含有氢氧化钙,要验证氢氧化钙的存在,一般加入的试剂与氢氧化钙产生沉淀即可判断,故可以选择加入碳酸钾溶液等可溶性碳酸盐,现象为产生白色沉淀;
(4)①步骤①结论不合理,因为中和反应优先发生,加入的稀盐酸量太少,盐酸先与氢氧化钾发生反应,当量不足以与碳酸钾发生反应时,实验仍为无明显现象;
②步骤②为碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,化学方程式为:K2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2KOH;
③因为水中已无碱性物质,故烧杯中的酚酞溶液由红色变为无色。
4.(2025·广东清远·二模)生态富民是我国高质量发展重要路径。近年来,部分地区创新采用“渔光互补”模式,化学兴趣组在老师指导下,围绕其工作模式与鱼塘水成分开展项目式学习。
任务一:了解渔光互补模式
“渔光互补”模式是在水面上方架设光伏板发电,下方的水域用于水产养殖。
(1)光伏发电过程中光能转化为________。
任务二:检测分析鱼塘水质
(2)同学们将pH试纸放在干净的表面皿上,用玻璃棒蘸取鱼塘水滴在试纸上,半分钟内,与________对照,读出pH约为5,呈________性。
(3)同学们测定了不同时间段鱼塘水的pH,并据此绘制下图.清晨到中午,鱼塘水的pH逐渐增大,原因可能与藻类的_______作用有关。
任务三:探究鱼塘水的成分
【教师指导】①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;该鱼塘养殖鱼虾,需定期投入为鱼虾补充钙质。
【猜想假设】该鱼塘水呈酸性,且含有。
【进行实验】
(4)
实验步骤
实验现象
实验结论
Ⅰ取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴________
溶液变成红色
鱼塘水呈酸性
Ⅱ另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量________溶液,振荡、静置
一段时间后产生白色沉淀
且含有
(5)步骤②中产生白色沉淀所发生反应的化学方程式为________。
(6)有同学对实验结论提出了质疑,理由是________,同学们改进方案后重新进行实验,得出了正确的结论。
任务四:展示项目研究成果
(7)同学们通过实践活动,了解到“渔光互补”是一项具有发展潜力的高效生产模式,他们设计了板报进行宣传,请你与他们共同完成板报内容________。
渔光互补 生态富民!
★经济效益:增加了水产品、电力和旅游收入
★生态效益:________
【答案】(1)电能
(2) 标准比色卡 酸
(3)光合
(4) 紫色石蕊试液 (合理即可)
(5)(与⑥的物质对应2分)
(6)鱼塘水中含有的钙离子会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成碳酸钙白色沉淀
(7) 改善水质 减小污染(合理即可)
【详解】(1)光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
(2)①用pH试纸测池塘水pH的步骤用玻璃棒蘸取鱼塘水滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡对比,读出鱼塘水的pH ,故填:标准比色卡。
②pH大于7溶液为碱性,pH等于7溶液为中性,pH小于7溶液为酸性。鱼塘水pH约为5,显酸性。
(3)从清晨到中午,随着光照增强,水中藻类进行光合作用,消耗二氧化碳,使溶液酸性减弱,pH增大。
(4)①结论是鱼塘水呈酸性,酸性溶液能使紫色石蕊试液变红,取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴紫色石蕊溶液。
②鱼塘水含有CaCl2,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,所以另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量Na2CO3溶液,与酸性物质反应会生成二氧化碳,故现象是先有气泡冒出,一段时间后产生白色沉淀。
(5)步骤②中是碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:。
(6)有同学对实验结论提出了质疑,理由是鱼塘水中含有可溶性的钙镁化合物,钙离子会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成碳酸钙白色沉淀。
(7)①在“渔光互补”模式中,水面上方的光伏板可以减少水面接受的光照强度,从而抑制藻类的过度生长。藻类的过度繁殖可能会导致水体富营养化和水质恶化,适当抑制藻类生长有助于维持水体的生态平衡和水质稳定,起到了改善水质的作用。
②“渔光互补”改善了水质,从而减小了污染的生态效益。
5.(2025·广东中山·三模)土地盐碱化一度被称为土地的“绝症”,利用盐碱地开发利用潜力要粮是一大难题。某兴趣小组对土地盐碱化开展了相关探究活动。
【查阅资料】①盐碱地的土壤中可能含有的物质有Na2CO3、NaCl的一种或两种;
②AgCl为白色固体,不溶于水和稀硝酸。Ag2SO4为白色固体,微溶于水。
【探究一】测定土壤的酸碱度
实验步骤:
(1)测定滤液酸碱度可以用___________。经测定,滤液的pH值为8,呈___________(填“酸性”或“中性”或“碱性”)。
(2)经调查,当地农民主要种植了以下几种农作物。
作物
棉花
玉米
苹果树
葱
海水稻
适宜生长的pH范围
6.0~6.8
6.5~7.5
6.0~8.0
7.0~7.4
8.0~9.2
其中,最不适宜种植的一种作物是___________。
【探究二】探究土壤所含的成分
(3)小组设计并完成如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少许滤液a于试管中,滴加足量稀盐酸
有气泡产生
___________
②取步骤①反应后的少许上清液于试管中,向其加入AgNO3溶液
___________
含有NaCl
【反思评价】
(4)步骤①中发生反应的化学方程式为___________。
(5)小组同学对步骤②得出的结论产生了质疑,理由是___________。
(6)为了实验结果的准确性,有同学提议将步骤①中的稀盐酸最好换成___________。
a.稀硝酸 b.稀硫酸 c.氯化钡溶液
【讨论交流】
(7)改良土壤酸碱性在农业生产中的重要意义是___________(写1点)。
【答案】(1) pH试纸或pH计 碱性
(2)棉花
(3) 含有Na2CO3 有白色沉淀产生
(4)Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + H2O + CO2↑
(5)碳酸钠与稀盐酸反应生成的氯化钠,和硝酸银反应也能产生白色沉淀,因此无法验证原滤液a是否含有NaCl
(6)a
(7)提高农作物的产量
【详解】(1)测定溶液酸碱度可以用 pH 试纸(或 pH 计)。因为 pH>7 时溶液呈碱性,已知滤液的 pH 值为 8,8>7,所以呈碱性。 故本问答案为:①pH 试纸(或 pH 计);②碱性。
(2)棉花适宜生长的 pH 范围是 6.0 - 6.8,而当地土壤滤液 pH 为 8,碱性较强,所以棉花最不适宜种植。 故本问答案为:棉花。
(3)盐碱地的土壤中可能含有的物质有Na2CO3、NaCl的一种或两种,步骤一滴加稀硝酸有气泡产生,说明土壤含有Na2CO3,因为Na2CO3 + 2HNO3=2NaNO3 + H2O + CO2↑。
取步骤①反应后的少许上清液于试管中,向其加入AgNO3溶液,由于含有NaCl,所以看到的现象是有白色沉淀,因为氯化钠会和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠。AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3,故本问答案为:含有Na2CO3;白色沉淀。
(4)滴加稀盐酸发生反应的化学方程式为Na2CO3 + 2HCl=2NaCl + H2O + CO2↑
。故本问答案为:Na2CO3 + 2HNO3=2NaNO3 + H2O + CO2↑。
(5)该方案不严谨是因为加入的稀盐酸会引入氯离子Cl-,再滴加硝酸银溶液产生白色沉淀,无法确定原土壤中是否含有氯化钠NaCl。 故本问答案为:碳酸钠与稀盐酸反应生成的氯化钠,和硝酸银反应也能产生白色沉淀,因此无法验证原滤液是否含有NaCl。
(6)a、稀硝酸与碳酸钠反应会生成硝酸钠、水和二氧化碳,不会引入氯离子,对后续检验氯化钠没有干扰,所以a正确。
b、稀硫酸与碳酸钠反应会生成硫酸钠、水和二氧化碳,引入了硫酸根离子,会对后续实验产生干扰,所以b错误。
c、氯化钡与碳酸钠反应会生成碳酸钡沉淀和氯化钠,引入了氯离子,对后续检验氯化钠有干扰,所以c错误。 故本问答案为:a。
(7)不同的农作物适宜在不同酸碱性的土壤中生长,改良土壤酸碱性能够为农作物提供适宜的生长环境,促进农作物的生长发育,从而提高农作物的产量。 故本问答案为:提高农作物的产量。
6.(2025·广东清远·一模)同学们利用假期来到惠州当地某养殖螃蟹的基地,一起从水质调控、防逃设施,养殖水成分等方面开始了项目化学习。
任务一:认识养蟹水质调控
[查阅资料]同学们上网查阅资料得知,养殖螃蟹的池塘需要用生石灰消毒,此过程中池塘的水温变化如图所示。之后调节池塘水的pH在7.5~8.6之间,并加入含大量营养成分的盐。
[交流讨论]
(1)同学们分析右图中0~20s阶段池塘水温度变化的原因是_____。
(2)同学们认为,可以用pH试纸简单测定池塘水的pH,如果用pH试纸测定池塘水的pH,进行的操作是_____,将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读数,若测出的pH为8,则该溶液显_____性。
任务二:参观养蟹防逃设施
[参观学习]
(3)据蟹农介绍,养蟹时为防止螃蟹逃跑,蟹池四周要用铝皮、加厚聚乙烯塑料膜等筑建牢固可靠,无攀爬支点的防逃墙。同学们判断,加厚聚乙烯塑料膜属于_____材料。
任务三:检测养殖水的成分
[分析交流]据科技人员介绍,养殖水中含有丰富的Na+,也含有少量的、,这些离子在螃蟹的生长过程中起到了至关重要的作用。为了检测养殖水中的和,同学们设计了如下实验进行操作。
[进行实验]
(4)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量养殖水样于试管中,加入过量Ca(OH)2溶液
_____
养殖水中含有和
②取①反应后的溶液于试管中,加入适量酚酞溶液
_____
[反思评价]
(5)步骤中发生反应的化学方程式为_____。
(6)有同学提出质疑步骤①中不能加入Ca(OH)2溶液,原因是_____,下列试剂中可以替换Ca(OH)2溶液的是_____(填字母)。
a.CaCl2 b.Ba(OH)2 c.Ba(NO3)2
[成果分享]
通过项目化学习,同学们将所见、所学、所研进行了总结,了解到水在促进地区转型、发展经济方面的重要作用。
【答案】(1)生石灰与水反应放热
(2) 在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液点到pH试纸上 碱
(3)合成
(4) 产生白色沉淀 溶液变红
(5)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(6) 会引入,对原水样中的检验产生干扰 ac
【详解】(1)生石灰即氧化钙与水反应生成氢氧化钙,放出大量的热,所以图中0~20s阶段池塘水温升高。
(2)简单测定池塘水的pH,可进行的操作是在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液点到pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读数。pH为8大于7,说明溶液显碱性。
(3)聚乙烯塑料膜属于合成材料。
(4)由于养殖水中含有碳酸根离子,碳酸根离子与钙离子结合生成碳酸钙白色沉淀,所以取少量养殖水样于试管中,加入过量Ca(OH)2溶液的实验现象是产生白色沉淀。
由于养殖水中含有氢氧根离子,酚酞遇碱性溶液变红。
故填:产生白色沉淀;溶液变红。
(5)步骤①中碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为。故填:。
(6)加入Ca(OH)2溶液会引入,对的检验产生干扰,ac都不含,且Ca2+和Ba2+都能除去,符合题意。故填:会引入,对原水样中的检验产生干扰,ac。
7.(2025·广东佛山·二模)工业废水的不合理排放会导致水土污染,兴趣小组对某工厂的废水展开了研究。
【查阅资料】①废水中的氮、磷等元素含量过高会导致水体富营养化
②该工厂排放的废水中可能含有Na2CO3、Na2SO4、CaCl2等物质
③CaSO4也是一种难溶于水的白色沉淀。
任务一:认识废水的酸碱性
(1)测出废水的pH值为8.6,可知该废水中一定含有_______;
任务二:探究该废水的成分
【提出问题】该废水中含有哪些物质呢?
(2)小红认为,该废水中一定不含CaCl2,理由是_______(用化学方程式表示);并对废水的成分做出了以下猜想:
【进行猜想】猜想1:Na2CO3 猜想2:_______
【实验探究】
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一:取一定量的废水于试管中,加入少量稀盐酸
观察到_______
猜想2成立
步骤二:取步骤一反应后的上层清液于另一试管中,加入_______
观察到有白色沉淀产生
【反思与评价】有同学认为,步骤一的实验不严谨,请改正:______;
任务三:除去废水中的磷
废水中的磷元素可用吸附剂除去。
I:制备吸附剂
往桑枝木炭中加入Fe2(SO4)3溶液,浸泡后再加入NaOH溶液,调节溶液的pH值,经系列操作可得到吸附剂A和B.
(3)该过程中加入Fe2(SO4)3溶液和NaOH溶液生成红褐色沉淀,该反应属于_______(填基本反应类型);
Ⅱ:研究吸附剂的性能
为比较两种吸附剂的除磷性能,25℃时,取含磷浓度为7.5mg/L、等体积的两份废水,将废水的pH调为6,用两种吸附剂进行对照试验,结果如下表(吸附量:每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量)
实验编号
实验条件
实验结果
吸附剂
吸附剂质量/g
废水的pH
吸附时间/min
吸附量/(mg·g-1)
①
A
0.2
6
x
1.42
②
B
0.2
6
260
1.84
(4)上表中x=_______,可得出的结论是_______。
【答案】(1)Na2CO3
(2) Na2CO3 和Na2SO4 有气泡产生 氯化钡溶液 足量稀盐酸
(3)复分解反应
(4) 260 在相同条件下,吸附剂B的除磷性能比吸附剂A好
【详解】(1)因为Na2CO3溶液显碱性,已知废水的pH值为8.6显碱性,所以该废水中一定含有Na2CO3;
(2)因为Na2CO3和CaCl2会发生反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:,所以该废水中一定不含CaCl2;
[进行猜想[已知废水中一定有Na2CO3,且可能含有Na2SO4,所以猜想2为Na2CO3 和Na2SO4;
[实验探究]由实验结论猜想2成立可知,溶液中含有Na2CO3 和Na2SO4;步骤一:取一定量的废水于试管中,加入少量稀盐酸,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,可观察到有气泡产生;步骤二:取步骤一反应后的上层清液于另一试管中,加入氯化钡溶液,硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钠,实验中可观察到有白色沉淀生成;
[反思与评价] 步骤一的实验不严谨,因为加入的稀盐酸的量可能不足,没有将碳酸钠完全除去,所以应改正为加入足量稀盐酸;
(3)硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和硫酸钠,该反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应;
(4)①因为这是一组对照实验,除了吸附剂不同,其他条件应相同,实验②中吸附时间为260min,所以x=260;
②由表格数据可知,在吸附剂质量相同(都为0.2g)、废水pH相同(都为6)、吸附时间相同(都为260min)的条件下,吸附剂B的吸附量1.84mg/g大于吸附剂A的吸附量1.42mg/g,所以可得出的结论是:在相同条件下,吸附剂B的除磷性能比吸附剂A好。
8.(2025·广东湛江·模拟预测)为了探究酸碱中和反应,某小组取用氢氧化钠溶液与稀盐酸进行实验,如图。是稀盐酸和氢氧化钠溶液反应发生过程中各项的变化,请分析:
(1)写出稀盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式________。该反应属于________(填基本反应类型)。
(2)根据图一的变化分析,可以看出中和反应会________。
(3)图三B点溶液中含有的溶质是________(填化学式)
如图二向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸,一会儿后发现忘记了滴加指示剂,于是停止了滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究:
【提出问题】溶液中的溶质含有什么物质?
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验与猜想】①再取少量反应后的溶液于试管中,加入无色酚酞溶液,无明显现象,对反应后溶液中溶质的成分作出猜想:
(4)猜想甲:NaCl;猜想乙:NaCl和NaOH;猜想丙:________。
(5)经过讨论后认为猜想________(选填“甲”“乙”或“丙”)一定不正确。
(6)为了验证其余猜想,丙同学进行如下探究。
实验操作
实验现象
实验结论
另取少量反应后的溶液于试管中,滴加________
溶液变红色
猜想丙正确
另取少量反应后的溶液于试管中,加入锌粒
________
猜想甲正确
【拓展应用】
(7)应用中和反应,可以解决生产的实际问题。如某工厂排放的废水呈酸性,可加入适量的________(填化学式)进行中和反应。
【答案】(1) 复分解反应
(2)放出热量
(3)NaCl
(4)NaCl和HCl
(5)乙
(6) 紫色石蕊溶液 无明显现象
(7)Ca(OH)2(合理即可)
【详解】(1)氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,该反应的化学方程式为:;
该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;
(2)由图可知,随着反应的进行,温度升高,说明中和反应会放出热量;
(3)由图可知,B点时pH=7,此时氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应生成氯化钠和水,故此时溶液中的溶质是:NaCl;
(4)氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,如果恰好完全反应,则溶质为氯化钠,如果稀盐酸过量,则溶质为氯化钠、氯化氢,如果氢氧化钠过量,则溶质为:氯化钠、氢氧化钠,故猜想丙:NaCl、HCl;
(5)无色酚酞试液在碱性溶液中变红,在中性和酸性溶液中均不变色,故取少量反应后的溶液于试管中,加入无色酚酞溶液,无明显现象,说明溶液显中性或酸性,则溶液中一定不含氢氧化钠,故猜想乙一定不正确;
(6)结论为猜想丙正确,则溶液中溶质为氯化钠、氯化氢,溶液显酸性,能使紫色石蕊试液变红,故操作是:另取少量反应后的溶液于试管中,滴加紫色石蕊试液;
结论为猜想甲正确,则溶液中的溶质是氯化钠,另取少量反应后的溶液于试管中,加入锌粒,锌与氯化钠不反应,故现象是:无明显现象;
(7)氢氧化钙显碱性,能与酸性物质反应,故如某工厂排放的废水呈酸性,可加入适量的氢氧化钙进行中和反应,故填:Ca(OH)2。
9.(2025·广东广州·三模)牙膏是最常用的日用化学品之一,牙膏中主体原料是摩擦剂,一般占配方的20%~50%,作用是通过摩擦去除食物残渣、牙渍牙菌斑。某兴趣小组开展有关牙膏摩擦剂的项目式研究。
(1)项目1:初探摩擦剂
相关食品级原材料信息如下,结合表格分析,你选择的摩擦剂及理由是_____。
材料
价格(元/吨)
溶解性
颗粒形貌
二氧化碳
300
可溶
/
二氧化硅
50000
难溶
外形圆润
碳酸钙
1420
难溶
棱角分明
碳酸钠
1450
可溶
棱角分明
(2)项目2:再探摩擦剂的成分
【提出问题】某品牌牙膏中摩擦剂的成分是什么?
【查阅资料】牙膏中除了外,其它成分几乎不溶于稀的酸溶液。
【作出猜想】猜想一:只含有;猜想二:只含有;猜想三:_____。
【设计实验】请将表格内容补充完整。
实验步骤
预期实验现象
预期实验结论
取少量摩擦剂于试管中,加入足量的_____。
摩擦剂_____
猜想三成立
上述探究中不涉及的安全图标是_____(填编号)。
(3)项目3:再探摩擦剂的制备
牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备,兴趣小组同学设计了如下图实验方案,其流程图为:
①请写出上述方案中反应②的化学方程式_____,该反应_____(填“放出”或“吸收”)热量。
②工业常用石灰乳与二氧化碳反应得到碳酸钙,一般不用石灰水与碳酸钠溶液,其原因是_____。
③请你仍用石灰石为原料设计另一种实验方案,将以下流程图补充完整(注意以钙元素为转化主线,其余杂质、所需试剂和条件忽略不写,且不得与上面已有的方案重复):
石灰石→_____→碳酸钙
【答案】(1)选择,理由是其难溶且外形圆润,在清洁牙齿时对牙齿磨损小(或选择,理由是其难溶,且其价格便宜)
(2) 和 稀盐酸 部分溶解,有气泡产生 A
(3) 放出 石灰乳中的含量更高,能够得到更多(或①的价格比便宜;②煅烧石灰石的能够循环利用于石灰乳反应,节约成本) 氯化钙(合理即可)
【详解】(1)若选碳酸钙,其难溶,颗粒棱角分明,摩擦效果好,价格便宜(若选二氧化硅,难溶,外形圆润,对牙齿磨损小)。
(2)作出猜想:根据猜想一和猜想二,猜想三可以是:含有SiO2和CaCO3。
设计实验:利用碳酸钙与稀盐酸反应产生气泡,二氧化硅不反应的性质,可取少量摩擦剂于试管中,加入足量的稀盐酸,现象是摩擦剂部分溶解,有气泡产生 (因为猜想三成立,即含SiO2和CaCO3,CaCO3与稀盐酸反应溶解且产生气泡,即,SiO2不溶)。
A 是锐器图标,B 是洗手图标,C 是护目镜图标,D是排气扇图标,实验涉及酸,可能用到腐蚀品、需洗手防护、可能需护目镜,盐酸有挥发性,需打开排气扇保持良好的通风条件,不涉及锐器,故选A。
(3)①生石灰与水反应生成熟石灰,化学方程式为,该反应放热。
②工业上用石灰乳与二氧化碳反应,是因为石灰乳中的含量更高,能够得到更多(或的价格比便宜,煅烧石灰石的能够循环利用于石灰乳反应,节约成本)。
③石灰石可先与盐酸反应生成氯化钙,氯化钙再与碳酸钠反应生成碳酸钙(合理即可)。
10.(2025·广东广州·三模)某无土栽培营养液的配方包含A液和B液。对该营养液开展如下项目活动。
任务一:A液成分揭秘
已知:A液中含有中的一种或两种溶质。
是不溶于水的白色沉淀,易被氧化为红褐色沉淀。
【实验探究】
(1)
操作
现象
结论
步骤一:取适量A液于试管中,滴加过量NaOH溶液,静置
先有白色沉淀,_____
A液含有和
步骤二:往上述试管中的上层清液滴加_____溶液
产生白色沉淀
【分析评价】
(2)步骤一中NaOH溶液能否用溶液代替?请说明理由:_____。
任务二:B液对植物作用
(3)B液中含有,可以为植物提供_____(填元素符号)
(4)B液中含有,兴趣小组研究了不同浓度的溶液对玉米根尖细胞分裂指数()的影响。每次施用的浇灌液均为100mL,配液方案如表:(本研究所用溶液很稀,密度均近似看作)
编号
浇灌液中的浓度
总体积/mL
溶液的用量/mL
水的用量/mL
盆1
5%
100
100
0
盆2
3%
100
a
b
盆3
1%
100
20
80
盆4
w
100
c
d
①补充盆2的配液数据:_____,_____。
②为了获得严谨的结论,合理设计盆4的配液方案:_____,_____。
③结果如图。下列叙述正确的是_____
A.随着浓度增加,分裂指数先升高后降低
B.对植物生长只有促进作用
C.农业上用石灰乳与配成农药波尔多液
【答案】(1) 逐渐变为红褐色 (合理即可)
(2)不能,过因为氢氧化钡过量,则溶液中含有钡离子,而钙离子和钡离子都能和碳酸根离子结合为难溶性的碳酸盐沉淀,则会干扰钙离子的检验,无法证明A液中硝酸钙的存在
(3)K、N
(4) 60 40 0% 100 AC
【详解】(1)步骤一:氢氧化钠和硫酸亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,氢氧化亚铁固体与氧气发生反应被氧化成红褐色沉淀氢氧化铁,故先生成白色沉淀,后变为红褐色;
步骤二:因为现象是产生白色沉淀,且溶液中有硝酸钙溶液,故可向上层清液滴入碳酸钠溶液,碳酸钠和硝酸钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和硝酸钠;
(2)不能,过因为氢氧化钡过量,则溶液中含有钡离子,而钙离子和钡离子都能和碳酸根离子结合为难溶性的碳酸盐沉淀,则会干扰钙离子的检验,无法证明A液中硝酸钙的存在;
(3)硝酸钾中含有K、N、O元素,故其可以为植物提供K、N;
(4)①根据“用不同浓度的溶液浇灌植物”可知,各组实验溶液浓度不同:由表格数据,浇灌液中硫酸铜的浓度是使用5%硫酸铜溶液和水配制的不同浓度的溶液。根据溶质质量分数的计算公式, a=60mL,需要水的体积b=100mL-60mL=40mL;
②为了获得严谨的结论,需要使用只浇灌水的空白组实验与使用硫酸铜溶液浇灌的实验组进行对比,判断硫酸铜溶液是否对植物生长有影响,则w=0%,d=100;
③A、由图像可知,随着硫酸铜溶液浓度增加,分裂指数先升高后降低,说法正确;
B、由图像可知,随着硫酸铜溶液浓度增加,玉米根尖细胞分裂指数先升高后降低,故浓度过大,会抑制植物生长,说法错误;
C、农业上用石灰乳与CuSO4配成农药波尔多液,说法正确。
故选AC。
11.(2025·广东广州·二模)兴趣小组围绕氢气的制取开展了系列研究。
实验一:用锌制取氢气。
甲同学用如图所示的实验装置和药品完成制取氢气和测量生成气体体积的实验。
(1)仪器A的名称为:___________。
(2)装置①发生反应时,可观察到现象有:___________。
(3)装置接口的连接顺序是:___________,a→___→___→d(填字母)。
(4)该装置还能用于氧气的制取和体积的测量,请写出制取氧气的化学方程式___________。
实验二:探究硫酸铜对氢气生成速率的影响
乙同学在用锌与硫酸反应制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率,为此他利用实验一的装置开展探究。
【开展实验】在仪器A中分别放入足量的、等质量的、颗粒大小相同的锌粒,再向分液漏斗中加入由硫酸、蒸馏水、硫酸铜溶液组成的混合液,试剂用量及实验数据记录如下表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
混合液
30%的H2SO4溶液/mL
10
V1
V2
V3
V4
饱和CuSO4溶液/mL
3.6
3.8
V5
4.2
4.4
蒸馏水/mL
V6
V7
16.0
V8
15.6
量筒收集75mL水所用时间/s
24.15
23.72
22.45
26.33
27.39
【记录及分析】
(5)表中的V1=___________mL,V5=___________mL。
(6)表中实验___________(填①~⑤)的反应速率最快。
【答案】(1)锥形瓶
(2)锌粒表面有气泡产生,固体逐渐溶解
(3)c→b
(4)
(5) 10 4
(6)③
【详解】(1)仪器A的名称为锥形瓶;
(2)锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,现象为锌粒表面有气泡产生,固体逐渐溶解;
(3)用如图所示的实验装置和药品完成制取氢气和测量生成气体体积的实验,装置①为发生装置,装置②为收集装置,装置③为测量装置,由于氢气密度比水小,所以氢气应从c端通入,水从b端排出进入量筒,进入量筒中水的体积即为生成氢气的体积,故装置接口的连接顺序是;
(4)装置①为固液常温型发生装置,则用该装置制取氧气的原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为;
(5)实验二探究硫酸铜对氢气生成速率的影响,则变量为饱和硫酸铜溶液的体积,其他条件相同,则30%的溶液的体积相同,①中30%的溶液为,故;饱和溶液和蒸馏水的总体积也要相同,⑤中饱和溶液和蒸馏水的总体积为,故;
(6)由表格数据可知,实验③中量筒收集75mL水所用时间最短,则实验③的反应速率最快。
12.(2025·广东广州·二模)纯碱是一种重要的化工原料,可用于生产洗涤剂等。
Ⅰ.探究影响溶液pH变化的因素。
用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的溶液,并测定溶液pH,记录数据如下表:
实验
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
溶质质量分数
2%
2%
2%
6%
6%
6%
10%
10%
10%
溶液温度(℃)
20
40
60
20
50
60
20
40
70
溶液pH
10.90
11.18
11.26
11.08
X
11.30
11.22
11.46
11.50
(1)上表中X最有可能的数值为______(填标号)。
A.11.28 B.11.12 C.11.35 D.11.17
(2)实验①、④、⑦对比,可得出的结论是______。
(3)要探究温度与溶液pH变化的关系,可选择的3个实验是______(填标号)。
(4)溶液可清洗油污,碱性越强,去油污效果越好。上述实验中去油污效果最好的是______(填标号)。
(5)若用6%的碳酸钠溶液加水配制2%的碳酸钠溶液30g,需要加水______g。
Ⅱ.甲同学向一定量的溶液中逐滴滴加盐酸,刚开始没有气泡产生,加入盐酸的体积大于时,开始产生气泡,测得溶液中含碳元素的3种微粒数目随盐酸体积的变化情况如图(因逸出而忽略)。
(6)加入盐酸的体积小于时,没有气泡产生的原因是______(写化学方程式)。
(7)乙同学用上述试剂进行实验,改变滴加顺序,往盐酸中逐滴滴加溶液,立刻有气泡产生。分析甲、乙的实验,你认为影响实验现象或者生成物种类的因素是______(填标号)。
A.温度 B.反应物用量 C.催化剂
【答案】(1)A
(2)温度相同时溶液溶质质量分数越大,pH越高
(3)①、②、③(或④⑤⑥或⑦⑧⑨)
(4)⑨
(5)20
(6)
(7)B
【详解】(1)由表中信息可知,碳酸钠溶质质量分数相等时,溶液温度越高,溶液pH越高;温度相同时,碳酸钠溶液溶质质量分数越大,溶液pH越高,比较⑤⑥可知,X小于11.30,比较 ②④⑤可知,X大于11.18,所给数值中X最有可能的是11.28,故选A。
(2)实验①、④、⑦碳酸钠溶液溶质质量分数不同,温度相同,由三个实验中所给数据对比,可得出的结论是温度相同时,碳酸钠溶液溶质质量分数越大,pH越高。
(3)要探究温度与碳酸钠溶液pH变化的关系,需选择溶质质量分数相同、温度不同的对比实验,可选择的3个实验是①②③或④⑤⑥或⑦⑧⑨。
(4)溶液可清洗油污,碱性越强,去油污效果越好,上述实验⑨溶液pH最大,碱性最强,去油污效果最好。
(5)若用6%的碳酸钠溶液加水配制2%的碳酸钠溶液30g,由稀释前后溶质质量不变可知,所需6%的碳酸钠溶液质量为,则需要加水质量为30g-10g=20g。
(6)由图可知,加入盐酸的体积小于时,碳酸根离子逐渐减少,碳酸氢根离子逐渐增加,则此过程中没有产生气泡的原因是碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,化学方程式为。
(7)往盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液立即产生气泡,而往碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸不会立刻产生气泡,两实验温度相同,都未使用催化剂,则影响实验现象或者生成物种类的因素是反应物用量,故选B。
13.(2025·广东深圳·三模)化学兴趣小组同学用下图装置进行木炭与CuO的反应实验,并对生成气体的成分进行探究。
【猜想与假设】根据质量守恒定律,对生成气体的成分作如下猜想:
(1)猜想一:只有CO猜想二:只有CO2猜想三:__________;
【实验方案】用甲装置检验CO2,用乙装置检验CO:
(2)
实验现象
实验分析
B处__________
气体成分中有CO2,B处化学方程式为________________
D处黑色粉末变红
气体成分中有__________,D处化学方程式为_______________
【实验结论】猜想三正确。
【反思评价】
(3)从环保角度考虑,甲、乙装置中都有的缺点是__________。
【拓展延伸】
(4)为了探究CuO与木炭不同配比时反应产生CO的情况,小组又设计了如下图所示的数字化改进实验[ppm表示浓度单位;n(CuO)∶n(C)表示物质的量之比]。分析实验数据,能够得到的结论为__________。
(5)上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请你设计提纯该铜的实验方案。(可选用的试剂:稀H2SO4、AgNO3溶液、NaOH溶液、蒸馏水)
【答案】(1)既有CO,又有CO2
(2) 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O CO/一氧化碳
(3)没有尾气处理装置
(4)其他条件相同时,CuO与C的质量比越大,产生的CO越少
(5)取实验后的固体,加入适量稀硫酸,反应后过滤,用蒸馏水洗涤后干燥
【详解】(1)反应物组成元素为碳元素、铜元素、氧元素,根据质量守恒定律,生成物组成元素也应为碳元素、铜元素、氧元素,则生成气体可能是CO、CO2的一种或两种,结合另两个猜想可知,猜想三:既有CO,又有CO2。
(2)气体成分中有CO2,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则B处现象为澄清石灰水变浑浊,B处发生的是二氧化碳与氢氧化钙生成碳酸钙和水的反应,方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
CO具有还原性,能与氧化铜反应生成铜,D处黑色粉末变红,说明气体成分中有CO,D处发生的是一氧化碳与氧化铜加热生成二氧化碳和铜的反应,化学方程式为。
(3)该实验尾气中有一氧化碳,会污染空气,从环保角度考虑,甲、乙装置中都有的缺点没有尾气处理装置。
(4)由所给图像可知,其他条件相同时,CuO与C的物质的量之比越大,产生的CO越少。
(5)铜不与硫酸反应,氧化铜可与硫酸反应生成硫酸铜和水,可利用加硫酸的方法除去获得的铜中的氧化铜,实验方案为取实验后的固体,加入适量稀硫酸,反应后过滤,用蒸馏水洗涤后干燥。
14.(2025·广东湛江·三模)纯碱,其化学名为碳酸钠,是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、造纸、纺织等行业及洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱开展项目式学习。
(1)我国制碱工业的先驱是___________(填字母)。
a. 道尔顿 b. 张青莲 c. 门捷列夫 d. 侯德榜
(2)制碱的主要流程(部分产物已省略)如图1所示。
ⅰ.操作Ⅰ所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
ⅱ.为了实现“联合制碱法”中碳酸氢钠的生成,需要向饱和食盐水溶液中通入两种特定气体,这些气体是联合制碱反应的重要原料,根据图1分析吸收的气体是___________(填序号)。
A. B. C. D.
ⅲ.反应①中有四种反应物,化学方程式为___________。
ⅳ.上述已知生产流程中,可循环使用的物质是___________。
(3)市售纯碱常含有少量氯化钠等杂质。如图2是碳酸钠和氯化钠两种物质的溶解度曲线。
ⅰ.10℃时,碳酸钠的溶解度为___________。
ⅱ.等质量碳酸钠、氯化钠饱和溶液分别从40℃降温到10℃,析出晶体较多的是___________。
ⅲ.碳酸钠饱和溶液中混有少量的氯化钠杂质,提纯碳酸钠可采用的方法是___________。
(4)纯碱在洗涤剂中也能发挥去污作用,主要原因是其水溶液呈碱性。从微观角度分析,碱性溶液能体现碱性,是因为溶液中都有自由移动的___________。
【答案】(1)d
(2) 漏斗 AC 二氧化碳/CO2
(3) 10g 碳酸钠/Na2CO3 降温结晶
(4)氢氧根离子/OH-
【详解】(1)a、道尔顿提出了原子论,不符合题意;
b、张青莲对相对原子质量的测定作出了卓越的贡献,不符合题意;
c、门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表,不符合题意;
d、侯德榜发明了侯氏制碱法,是我国制碱工业的先驱,符合题意。
故选d;
(2)ⅰ.操作Ⅰ实现了固液分离,是过滤,过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,故填:漏斗;
ⅱ.向饱和的食盐水中通入气体1和气体2后,反应生成碳酸氢钠和氯化铵,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,生成物中含Na、H、C、O、N、Cl,反应物中含Na、Cl、H、O,故通入的气体中应该含有氮元素和碳元素,则通入的气体应是氨气和二氧化碳。
故选:AC;
ⅲ.反应①中有四种反应物,则反应物应为NaCl、H2O、NH3和CO2,生成物为NH4Cl和NaHCO3;故化学方程式为:;
ⅳ.上述已知生产流程中,二氧化碳是反应物,也是生成物,可循环使用;故填:二氧化碳;
(3)ⅰ.根据图2碳酸钠的溶解度曲线可知,时,碳酸钠的溶解度为10g;故填:10g。
ⅱ.由图2碳酸钠的溶解度曲线可知,碳酸钠的溶解度随温度的降低而减小,且受温度影响变化较大;氯化钠的溶解度受温度影响变化较小。等质量碳酸钠、氯化钠饱和溶液分别从降温到,碳酸钠析出晶体较多;故填:碳酸钠;
ⅲ.碳酸钠和氯化钠的溶解度都随温度的升高而增大,但碳酸钠的溶解度受温度影响较大,饱和溶液降温时可以析出较多晶体;氯化钠的溶解度受温度的影响较小,即使是饱和溶液,降温时析出晶体也很少。故若碳酸钠饱和溶液中仅混有少量的氯化钠杂质,提纯碳酸钠可采用的方法是:降温结晶;
(4)从微观角度分析,碱性溶液具有相似的化学性质(碱性),是因为溶液中都有自由移动的氢氧根离子;故填:氢氧根离子。
15.(2026·广东深圳·一模)某实践活动小组对空气质量检测开展了一系列项目式学习活动。
活动一:认识微型空气质量“检测站”
(1)图1是某微型空气质量检测系统的结构。阳光照射下,太阳能电池板中的能量转化情况是___________。
表1:“检测站”记录深圳市某日空气污染物的数据如下:()
二氧化硫
二氧化氮
一氧化碳
臭氧
38
77
8
65
0.7
108
(2)分析可知,当日深圳市空气污染物中,含量最少的是___________。
活动二:了解空气质量指数
(3)结合空气质量指数(AQI)数据(图2)和空气质量标准(表2),当天早上深圳的空气质量指数类别应为___________。
表2:空气质量分级标准
空气质量指数
0~50
51~100
101~150
151~200
201~300
>300
空气质量指数类别
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
活动三:实践小组对某水泥厂附近的空气质量进行探究,调研发现,水泥的生产中需要长期使用煤炭作为燃料(煤是混合物,主要含有碳元素,还含有氢、氧、氮、硫等元素)。
(4)同学们从反应前后元素变化的角度进行讨论,认为水泥厂排出的废气中可能含有,理由及理论依据为___________。
【查阅资料】
有刺激性气味,能使澄清石灰水变浑浊,也能使品红溶液(红色)褪色。
【进行实验】
(5)同学们同时收集了两瓶该工厂排放的废气,进行如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
方案一:向一瓶废气中滴入足量新配制的澄清石灰水,振荡
___________
废气中含有
方案二:___________
红色溶液的颜色逐渐变浅
【交流与讨论】
(6)同学们讨论后认为方案一不能得出废气中含有的结论,因为废气中可能会有,请写出与澄清石灰水反应的化学方程式为___________。通过后续实验,同学们发现该工厂排放的含量已经处于较低的水平,符合环保要求。
【答案】(1)太阳能(或光能)转化为电能
(2)二氧化硫/
(3)优
(4)煤炭中含有硫元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,硫与氧气反应可生成二氧化硫
(5) 澄清石灰水变浑浊 向另一瓶废气中滴入足量(或适量)品红溶液,振荡
(6)
【详解】(1)太阳能电池板的能量转化情况是太阳能转化为电能。故应填写:太阳能转化为电能;
(2)由题表可知,一氧化碳含量,其他污染物单位均为,分别为:、、二氧化硫(8)、二氧化氮(65)、臭氧(108),对比所有数值,含量最少的是二氧化硫。故应填写:二氧化硫##;
(3)从图2可以看到,当天早上8:00深圳的AQI为36。结合表2的空气质量分级标准:0~50属于优,所以当天早上8:00深圳的空气质量指数类别为优。故应填写:优;
(4)水泥厂使用的煤炭中含有硫元素,根据质量守恒定律(化学反应前后元素种类不变),硫元素在燃烧过程中会与氧气反应,生成含硫的氧化物,所以水泥厂排出的废气中可能含有。故应填写:煤炭中含有硫元素和氧元素,根据质量守恒定律,煤炭中的硫和空气中的氧气反应,生成废气中的;
(5)因为废气中含有,由题意可知,能使澄清石灰水变浑浊,所以实验现象①是澄清石灰水变浑浊;根据题目中“能使品红溶液(红色)褪色”的信息,方案二的实验操作是向另一瓶废气中滴入足量(或适量)品红溶液,振荡。故应填写:澄清石灰水变浑浊;向另一瓶废气中滴入足量(或适量)品红溶液,振荡;
(6)与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水,其反应的化学方程式为。故应填写:。
16.(2026·广东梅州·一模)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一:除锈剂的选择
【提出问题】盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同,铁锈发生反应的化学方程式为_______(写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有H2产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的_____,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有______(写一点)。
任务二:除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及以下操作:a.酸洗,b.烘干,c.水洗,d.碱洗,e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→____→____→____(填字母)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,可以用_____与酸性废液反应。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例:_____。
任务三:除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。如人工除锈:用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈,适合小型、少量钢铁零件除锈;机械除锈:利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈,适合大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有______。
【答案】(1)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(2) 损耗 采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件
(3) c b e
(4) 熟石灰(氢氧化钙) 食品的保鲜剂
(5)操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等
【详解】(1)铁锈的主要成分是氧化铁,用酸除铁锈,可以为稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;或用稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;
(2)酸除铁锈时产生H2,这是酸和钢铁反应生成的H2,这说明除锈的同时会造成钢铁的损耗;为了避免“氢脆”现象,影响钢铁强度,可采取的措施有避免钢铁长时间浸泡在酸溶液中,不断打捞确定铁锈是否除尽;采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件;除尽铁锈后立即用蒸馏水冲洗;适当延迟烘干时间,让钢铁基体中的气体尽可能的逸出;
(3)实际除锈防锈中,应先“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈,再水洗、烘干,最后刷漆或涂油防锈,故操作顺序应为d→a→c→b→e;
(4)①废液呈酸性,根据酸碱中和的化学性质可知:可用廉价的熟石灰(氢氧化钙)与酸反应,处理酸性废液;
②铁会与氧气、水反应而生锈,所以如果将“铁生锈”原理应用得当,同样可以造福人类,如:食品的保鲜剂;
(5)结合实际,设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有:操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等。
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