内容正文:
化学
广西
课堂精讲册
1
第二部分 紧贴考情练专题
专题七 实验探究
类型2 教材实验拓展探究(2024.29)
7. [电解水](2024广西29题8分)氢气是一种对环境友好的清洁能源。以水为
原料制备氢气在新能源领域备受关注。某兴趣小组为此开展了电解水的实
验探究。
任务一 探究电解水产生的气体
(1)兴趣小组向如图1装置中加入蒸馏水,接通电源后,没有观察到明显现
象。查阅课本后,兴趣小组向水中添加少量氢氧化钠溶液,a、b管很快出
现了气泡。b管内的气体是 。
氧气(或O2)
任务二 探究物质对电解水产生氢气的速率的影响
资料:加入碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠都可以提高水的电解效率。
(2)甲同学分别取等质量的碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠溶液,溶质的质量分
数均为12%,在相同条件下进行实验,产生氢气的速率如图2所示。由此
可知,在相同条件下加入 ,产生氢气的
速率最大。
氢氧化钠溶液(或NaOH溶液)
(3)乙同学取不同质量分数的氢氧化钠溶液,在相同条件下进行实验,其结
果如图3所示。产生氢气速率的变化趋势为 。
先增大后减小(合理即可)
(4)丙同学从实验室取用了一瓶久置的氢氧化钠固体,在相同条件下进行实
验,发现产生氢气的速率比乙同学的小。丙同学猜想速率变小的原因可能
是 (用化学方程式解释)。
2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O
(5)为了验证猜想,丙同学设计了如图4的实验装置。当他滴加稀硫酸时,
观察到饱和澄清石灰水变浑浊,他认为猜想正确。同学们讨论后发现,该
设计方案不够严谨,其原因是
。请你在该装置的基
础上提出改进方法以达到验证目的,该方法是
。
氢氧化钠固体溶于水或氢氧化钠固体与稀
硫酸反应放热,均会使装置内温度升高,Ca(OH)2的溶解度降低,有溶质
氢氧化钙析出,澄清石灰水也会变浑浊(合理即可)
将实验装置放入冰水中进
行实验(合理即可)
(6)基于安全考虑,老师建议电解水时最好选用碳酸钠溶液,因为NaOH具
有 。
腐蚀性
8. [测定空气中氧气含量]学习了“空气中氧气含量的测定”,学习小组决
定对室内空气中可吸入颗粒物、水蒸气和二氧化碳等进行定量测定。
【查阅资料】①极细滤网只允许气体分子通过;
②无水氯化钙固体只吸收水蒸气;
③碱石灰是生石灰与氢氧化钠的固体混合物,可同时吸收水蒸气和二
氧化碳。
【方案设计】小组同学绘制了如图1所示的设计图(各装置所用试剂均为足
量),通过称量检测前后试剂或装置的质量,算出质量差值,即为被检测
物质的质量。
图1
(1)碱石灰中的生石灰可与水蒸气发生反应,反应的化学方程式是
。
CaO+
H2OCa(OH)2
(2)无水氯化钙和碱石灰的位置 (填“能”或“不能”)对调,理由
是
。
不能
位置调换后,碱石灰同时吸收水蒸气和二氧化碳,无法得出二氧化碳
和水的质量
【进行实验】如图2所示,小组同学根据设计图完成装置的组装,并进行
实验测定。
鼓入a L空气后,记录质量变化的数据如下表:
极细滤
网质量 装置Ⅰ内固体质量 装置Ⅱ内固体质量
鼓入空气前 0.06 g 22.50 g 11.52 g
鼓入空气后 0.06 g 27.64 g 13.01 g
(3)空气中含有水蒸气的质量是 g。
5.14
【数据处理】
(4)常用空气中CO2的体积分数表示CO2的含量。若CO2的密度为b g·L-1,
则计算CO2的含量的表达式为 (用含a、b的式子表示)。
×100%
【实验评价与改进】小组同学发现上述实验装置Ⅱ的测量结果比理论
值偏大。
(5)可能的原因是
(写一点),改进的措施有
(写一点)。
装置Ⅱ中的碱石灰吸收了空气中的二氧化碳和水蒸气
在装置末端连接装有碱石灰的干燥管(合理即可)
类型3 利用控制变量法的探究(2023.29,北部湾2022.29)
9. 某校化学兴趣小组为元旦晚会准备了“大象牙膏”趣味实验。在实
验时发现泡沫未出现“牙膏”状喷射效果,于是他们对该实验再次进
行了探究。
任务一 “大象牙膏”的实验原理
【实验原理】如图所示,过氧化氢溶液与发泡剂(洗洁精)在催化剂作用下
迅速分解放出大量氧气,使发泡剂膨胀喷涌而出。
过氧化氢在二氧化锰催化条件下分解的化学方程式为
。
2H2O2 2H2O
+O2↑
任务二 探究“大象牙膏”喷射形成的条件
【查阅资料】①常用的催化剂有二氧化锰(MnO2)、氯化铁(FeCl3)和碘化钾
(KI)等;
②二氧化锰难溶于水,氯化铁、碘化钾易溶于水;
③过氧化氢分解过程会放出热量。
【实验探究】在烧瓶中加入50 mL不同浓度的过氧化氢溶液,并加入一定
量发泡剂,在等质量的催化剂中加入15 mL水,充分搅拌后倒入烧瓶中。
实验 过氧化氢
溶液的浓度 发泡剂
的体积 催化剂 “牙膏”的喷射效果
1 30% 20 mL MnO2 喷射无力,夹杂黑色的粉末
2 x% 20 mL FeCl3 喷射激烈,泡沫来不及形成
3 30% 20 mL KI 泡沫快速涌出
4 50% 20 mL KI 喷射力不足
5 50% 12 mL KI 喷射高,“牙膏”连续
(1)表中x为 。
(2)实验1、2、3是探究 对“牙膏”喷射效果的影响。使用
MnO2作为催化剂,“牙膏”喷射无力的原因可能是
。
(3)对比实验4和实验 (填序号),可知发泡剂的量会影响“牙膏”喷射
效果。
【实验结论】实验 (填序号)中“大象牙膏”喷射能达到最佳效果。
30
催化剂种类
二氧化锰难溶于
水,与过氧化氢接触面积较小,反应速率较慢
5
5
【实验反思】过氧化氢溶液浓度越大,腐蚀性越强。实验应注
意 (填字母序号)。
A. 进行实验时,应佩戴护目镜防止液体溅入眼睛
B. 当“牙膏”喷出时,不要立刻触摸以免烫伤
C. 清理“牙膏”时,须戴手套避免接触皮肤
ABC
10. (2025贺州二模)学习了酸碱盐之后,化学兴趣小组的同学开展了利用
黑枸杞制作酸碱指示剂的项目式学习。
【查阅资料】
Ⅰ.黑枸杞汁液的变色范围如表:
pH ≤3 4~5 6~8 9~11 12 ≥13
溶液颜色 红色 粉色 紫色 蓝色 绿色 黄色
Ⅱ.饱和Na2CO3溶液的pH=11。
【活动一】制取试剂
利用黑枸杞自制酸碱指示剂的步骤依次为研碎→酒精浸泡→过滤→装瓶。
(1)提取黑枸杞的汁液,需用酒精而不用水浸泡的原因是
。
(2)向pH=12的无色溶液中滴加黑枸杞汁液,溶液颜色变为 。
黑枸杞色素易溶
于酒精(合理即可)
绿色
【活动二】应用试剂
同学们把盛有自上而下依次呈现多种颜色溶液的试管称为“彩虹管”。小
组同学看到某个“彩虹管”的制作过程(如图)后,对影响“彩虹管”效果
的因素进行探究。
查阅资料:“彩虹管”呈现出的颜色越多、保持时间越长,效果越好。
向试管中加入6 mL一定质量分数的盐酸,滴入5滴黑枸杞汁液,振荡,再
逐滴滴入约3 mL一定质量分数的NaOH溶液之后,记录溶液颜色。
实验
序号 盐酸中溶质的
质量分数/% NaOH溶液中溶质
的质量分数/% 溶液颜色
① 5 5 红色
② 5 10 自上而下依次为红色、蓝色、
黄色,静置约6分钟只剩红色、黄色
③ 5 15 自上而下依次为红色、蓝色、黄色,静置约20分钟仍无明显变化
实验
序号 盐酸中溶质的
质量分数/% NaOH溶液中溶质
的质量分数/% 溶液颜色
④ 10 5 自上而下为无色、红色
⑤ 10 10 红色
⑥ 10 15 自上而下依次为红色、蓝色、黄色,静置约6分钟只剩红色、黄色
【解释与结论】(3)向滴有黑枸杞汁液的盐酸中滴入NaOH溶液后,发生反
应的化学方程式为 。
(4)实验①②③的目的是
。
(5)上述实验中,“彩虹管”效果最佳的是 (填实验序号)。
HCl+NaOH NaCl+H2O
验证相同溶质质量分数的稀盐酸与不同溶质质
量分数的氢氧化钠溶液反应后对“彩虹管”效果的影响
③
【活动三】拓展延伸
老师向滴有黑枸杞汁液的盐酸和CaCl2的混合溶液(pH=2)中逐滴加入饱和
Na2CO3溶液,反应所得沉淀或气体的质量变化如图所示。
(6)加入饱和Na2CO3溶液的质量为a g时,所得溶液中除黑枸杞汁液外,还
含有的溶质是 (填化学式)。
(7)加入饱和Na2CO3溶液的质量由0至b g的过程中,溶液颜色的变化情况
是 。
NaCl、CaCl2
由红色变成粉色,再由粉色变成紫色,最后由紫色变成蓝色
类型4 物质的制备与性质(北部湾2022.29)
11. 我国早在明嘉靖年间就开始用黄铜铸钱,同学们对黄铜的性质、冶
炼、组成等方面产生了兴趣,并展开了项目化学习。
任务一 探究黄铜的性质
【查阅资料】《天工开物》记载“凡红铜(纯铜)升黄(黄铜,铜锌合金)而
后熔化造器”。
【实验探究】
(1)小组同学收集了某种黄铜样品,与纯铜片相互刻画,发现纯铜片表面有
划痕。根据实验可知,黄铜的硬度比纯铜的硬度 (填“大”或“小”)。
(2)黄铜的色泽和黄金相似。鉴别黄铜和黄金的物理方法是
。
大
比较硬度(合
理即可)
任务二 了解黄铜的冶炼方法
【查阅资料】《天工开物》也是最早论述黄铜的著作:“每红铜六斤,入
倭铅四斤,先后入罐熔化,冷定取出,即成黄铜。”
【小组讨论】
(3)“倭铅”是 (填化学式)。
Zn
任务三 探究锌、铜、银的活动性
【访问老师】金的溶液很少见,因此用银代替金进行实验。
【实验探究】
小组同学设计了如图所示的①、②两个实验(金属丝均光亮)。
(4)
方案 实验步骤 实验现象 实验结论
① 将光亮的银丝、铜丝、锌丝插入稀硫酸中
锌排在氢前,铜和银排在氢后
银丝、铜丝表面无明
显现象,锌丝表面有气
泡产生
方案 实验步骤 实验现象 实验结论
② 将光亮的银丝、锌丝
插入X溶液中
金属活动性:Zn>
Cu>Ag
锌丝表面有红色物质
析出,银丝表面无明显
现象
【交流讨论】(5)方案①中不能得出Zn>Cu>Ag的结论,还需补充一个实
验,该实验用到的试剂是
(写名称)。
(6)写出①中发生反应的化学方程式: 。
银丝和硫酸铜溶液(或铜丝和硝酸银溶液,合
理即可)
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
任务四 保护金属资源
【拓展延伸】(7)我国是最大的铜消费国,而铜的储量仅占世界总储量的
5.53%,请你对金属资源的利用和保护提一条合理化建议:
。
回收和利用废旧金属(合理即可)
12. (2022北部湾)纯碱是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、造纸、纺
织和洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱的制备、性质及用途等开展项
目式学习。
任务一 了解纯碱的制备——“侯氏制碱法”
“侯氏制碱法”主要化学原理是利用饱和氯化钠溶液吸收两种气体,生成
碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl),再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。
(1)纯碱属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)饱和氯化钠溶液吸收的两种气体是 (填字母序号)。
A. Cl2 B. NH3 C. SO2 D. CO2
盐
BD
任务二 探究纯碱的性质——Na2CO3溶液呈碱性
【查阅资料】①溶液呈碱性,是因为溶液中存在较多的OH-。
②Na2CO3在水中全部解离出Na+和C 。
③CaCl2溶液呈中性,Ca2+、Cl-对溶液的酸碱性没有影响。
【提出猜想】猜想一:H2O单独起作用,产生较多的OH-,使溶液呈
碱性。
猜想二:Na+与H2O作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性。
猜想三: 。
C 和H2O作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性
【实验探究】
实验操作 实验现象 实验结论
(1)向试管中加入一定量的蒸馏水,滴
入2滴酚酞溶液 溶液无明显变化 猜想一不
成立
(2)向试管中加入一定量的NaCl溶
液,滴入2滴酚酞溶液 溶液无明显变化 猜想二不
成立
(3)①向试管中加入一定量的Na2CO3
溶液,滴入2滴酚酞溶液
②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶
液至过量 ①溶液由无色变为红色
②
猜想三成
立
产生白色沉淀,溶
液由红色变为无色
【解释与结论】同学们和老师交流,得知C 和H2O作用,产生较多的
OH-和另一种阴离子。
【拓展与延伸】结合任务二的所有信息和结论,运用初中化学所学知识,
经过分析推理可得出:Na2CO3溶液中含有的阴离子是
。
、OH-和
任务三 探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂
【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂。Na2CO3溶液呈碱性,可清洗油
污,溶液碱性越强,去油污效果越好。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行
探究。
用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶
液,并测定溶液pH,记录数据如下表:
实验编号 溶质质量分数 溶液温度(℃) 溶液pH
① 2% 20 10.90
② 2% 40 11.18
③ 2% 60 11.26
④ 6% 20 11.08
⑤ 6% 50 11.27
⑥ 6% 60 11.30
⑦ 10% 20 11.22
⑧ 10% 40 11.46
⑨ 10% 70 11.50
【解释与结论】(1)实验①、②、③对比,可得出的结论是
。
(2)要证明Na2CO3溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系,可选择的3个实
验的编号是 。
【拓展与应用】下列物质可用于去油污的是 (填字母序号)。
A. NaCl B. NaOH
C. K2CO3 D. CaCO3
溶质质量分数
相同时,溶液温度越高,碳酸钠溶液碱性越强
①④⑦
BC
类型5 反应后物质成分的探究
13. (2025绥化)某校化学教师为培养学生的自主探究能力,布置了实践性
作业:探究某种物质受热分解。同学们利用AI搜索相关内容,得知草酸亚
铁晶体(FeC2O4·2H2O)受热易分解,决定以“FeC2O4·2H2O受热分解”为主
题展开探究。
查阅资料:Ⅰ.FeC2O4·2H2O受热分解生成四种氧化物,且反应前后铁元素
化合价不变。
Ⅱ.无水硫酸铜是一种白色粉末状固体,遇水会变成蓝色。
【提出问题】FeC2O4·2H2O受热分解的产物有哪些?
【猜想与假设】(1)FeC2O4·2H2O受热分解的产物有H2O、CO2、CO
和 (写化学式)。
【进行实验】该组同学设计了如图所示装置进行实验。
FeO
(2)B装置的作用是 。
验证(或证明或检验)分解产物中有水蒸气
(3)有同学提出根据D装置中澄清石灰水变浑浊,证明FeC2O4·2H2O受热分
解有CO2生成。有同学认为该结论不准确,理由是
。
CO还原CuO也有CO2
生成,会使澄清石灰水变浑浊,无法证明FeC2O4·2H2O受热分解有CO2生
成
(4)从环保角度分析,该实验装置存在的不足之处是
。
(5)实验结束后,小组同学对试管内黑色固体的成分进行验证,向其中加入
过量稀盐酸后,发现 现象,说明A装置剩余黑色
固体中有单质铁存在,与查阅资料获得信息不符。
缺少尾气处理装置
(或没有尾气处理装置)
固体表面有气泡产生
(6)同学们对此异常现象进行分析,有单质铁生成的原因可能是
。
CO和部
分FeO在高温条件下反应生成了Fe(或CO在高温条件下将部分FeO还原成
Fe,合理即可)
【拓展应用】同学们查阅资料时发现铁的燃烧产物不止一种,继续对铁的
燃烧产物进行探究。根据资料内容回答下列问题。
资料内容:
Ⅰ.在燃着的酒精灯火焰上方抖落少量铁粉,观察到火星四射的现象。
Ⅱ.查阅资料发现颗粒直径为20~30 μm的铁粉在空气中会发生自燃。
Ⅲ.铁与氧气反应条件不同,产物也不同,可能生成的氧化物有氧化亚
铁、三氧化二铁、四氧化三铁。
(7)影响铁燃烧的因素有
(写出一点即可)。
氧气浓度(或与氧气的接触面积或铁粉颗粒大小
等)
(8)若2.8 g铁与氧气反应可得n g产物,且铁无剩余,则n的取值范围
是 。
3.6≤n≤4.0
类型6 物质组成元素及含量的探究(北部湾6年2考)
14. (2020北部湾)某化学兴趣小组在实验室发现一瓶混入Na2CO3的NaOH固
体,于是他们对该固体中Na2CO3的含量进行探究。
【查阅资料】Ⅰ.碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物。
Ⅱ.无水硫酸铜是一种白色固体,遇水会变成蓝色。
【提出问题】该固体中Na2CO3的质量分数是多少?
【反应原理】碳酸钠与稀硫酸反应会生成CO2,反应的化学方程式
为 。
Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑
【制定计划】同学们设计了两种实验方案(装置气密性良好,浓硫酸、碱
石灰均足量)。
方案甲:用图1所示装置测定反应生成CO2的质量。称取一定质量的样品于
锥形瓶中,通入一段时间空气后,向样品中滴加稀硫酸,待样品反应完
全,继续通入一段时间空气后,测出生成CO2的质量,计算。
方案乙:用图2所示装置测定反应生成CO2的体积。称取一定质量的样品,
将样品和足量稀硫酸分别置于Y形管a、b处(此时量气管液面在零刻度
处),倾斜Y形管,使反应发生,待样品反应完全,测出生成CO2的体积,
计算。
【分析与讨论】(1)方案甲中,浓硫酸的作用是 ;
为测出生成CO2的质量,需要在样品反应前后分别称量装置 (填装置
序号)的质量。方案乙中,植物油的作用是
;反应结束后,应
,然后根据液面读出生成CO2的体积。
除去CO2中的水蒸气
C
防止CO2溶于水、与水反应,
造成实验误差
恢复至室温,调节水准管高度,使其
与量气管内液面相平
(2)小红同学认为方案甲的装置设计还存在一个明显缺陷,可增加图3中的
一个装置进行改进,改进后整套装置的连接顺序为 (按气流方
向填装置序号)。
GABCD
(3)小青同学认为,还可以用“沉淀法”进行测定:称取一定质量的样品放
入试管中,
,计算。
【进行实验】同学们在完善实验方案后,测出了该NaOH固体中Na2CO3的
质量分数。
【反思与评价】设计实验方案应使实验简便、误差小。
加水溶解,滴加过量的氯化钡溶液,过滤,将滤渣洗涤,干
燥,称量所得固体质量(合理即可)
15. (2025钦州一模)易拉罐常用于盛放碳酸饮料和啤酒等商品。兴趣小组
在进行综合实践调查时发现,盛装不同商品的易拉罐,其容积相同但质量
不同。由此兴趣小组开展了易拉罐成分的项目式探究。
【查阅资料】a.常见的易拉罐有两种。一种的主要材料为铝,常用于盛装
可口可乐;另一种的主要材料为马口铁,常用于盛装八宝粥。这两种易拉
罐罐体容积相同时,前一种的质量较轻。
b.常温下,铝在氢氧化钠溶液中能发生反应:
2Al+2NaOH+6H2O 2NaAl(OH)4+3H2↑。
c.碱石灰的主要成分为NaOH和CaO。
任务一 认识易拉罐
(1)铝、铁等金属能被轧制成很薄的易拉罐,说明金属有良好的 性。
延展
任务二 探究易拉罐金属成分
(2)将两种易拉罐样品分别洗净,打磨表面,切成碎片,进行实验探究,记
录如下:
实验操作 实验现象 实验结论
①取其中一种易
拉罐碎片于试管
中,滴入稀硫酸 产生气泡,溶液呈浅绿色 证明该种易拉罐含有的金属为 ,
反应的化学方程式为
铁(或Fe)
Fe+H2SO4
FeSO4+H2↑
实验操作 实验现象 实验结论
②取另一种易拉罐碎
片,分别放入两试管
中,分别滴入稀硫酸和
氢氧化钠溶液 观察到两试管均
有 证明该种易拉罐含有的金属
为
气泡产生
铝(或Al)
任务三 测定易拉罐中铝的质量分数
(3)兴趣小组设计了如图2所示的装置(气密性良好)测定易拉罐中铝的质量
分数。
实验步骤如下:
步骤一:先通一会儿N2,称量甲、乙装置总质量为312.5 g。
步骤二:将足量NaOH溶液加入锥形瓶中,至不再产生气泡。
步骤三:再通一会儿N2,称量甲、乙装置总质量为312.2 g。
①计算样品中金属铝的质量分数为 (结果保留到0.1%)。
②若没有乙、丙装置,则实验测出样品中铝的质量分数会偏大,原因
是
。
96.4%
若没有干燥装置(乙、丙),则生成的氢气中混有水蒸气,导致测得的
质量减少值大于实际生成的氢气质量,从而使测得的样品中铝的质量分数
偏大
52
$