重难点10 化学观念与思想方法(重难专练)(上海专用) 2026年中考化学二轮复习讲练测
2026-03-24
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3份
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64页
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1063人阅读
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.21 MB |
| 发布时间 | 2026-03-24 |
| 更新时间 | 2026-03-24 |
| 作者 | 大眼睛看世界 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56986995.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
重难10 化学观念与思想方法
参考答案
重●难●提●分●必●刷
考向01 变量控制与对比思维
1.(1)氮气(或N2) 空气由氮气和氧气组成
(2) 烧杯中的水倒吸进集气瓶中,液面上升约占瓶内原有水面上方空间的
(3)间接测定消耗气体体积
(4)开窗通风
(5)小
(6)物理变化
2.(1)减小
(2)碳、氢/C、H B、E C、D、F
(3) 发出耀眼的白光,生成白色固体,放出大量的热 不能 镁条燃烧时,参加反应的氧气的质量没有被称量,同时反应过程中产生大量白烟(氧化镁固体小颗粒)逸散到空气中,导致无法准确测量全部生成物的质量
(4)反应后生成的各物质质量总和
3.(1)能供给呼吸
(2)二氧化碳(或) 碳酸(或)
(3)氧气(或空气) 水(或水蒸气)
(4)水倒吸入集气瓶中,且进入水的体积大于集气瓶容积的
(5)加快
(6)
(7)生成的氢氧化钙能吸收二氧化碳,且微溶于水,碱性较弱
(8)水草(或金鱼藻等水生植物)
4.(1)蛋白质
(2)Ca/钙
(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,附着在鸡蛋壳表面,堵塞气孔,阻止细菌进入
(4)二氧化碳/CO2
(5)反应生成的硫酸钙覆盖在鸡蛋壳表面,阻止稀硫酸与鸡蛋壳进一步接触
(6)1.068
(7)紫色石蕊试液(或锌粒)
(8)解:测定出反应生成了3.3g二氧化碳气体
设鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量为x
x=7.5g
则鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为:
答:鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为75%。
考向02 变量控制与对比思维
5.(1)ADBF 变小
(2)红棕色固体逐渐变黑 点燃尾气,防止其污染空气 75.0% 偏大
6.(1)浅绿
(2)Al>Fe>Cu
(3) 铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 置换反应 甲
(4)AB
(5)3.5g 其他条件相同时,食盐水浓度越大,铁的锈蚀速率越快
7.(1)氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
(2)AB
(3) 放热反应
(4)d
(5)注入氢氧化钠溶液,气体所占体积减小,压强增大,同时该反应放热,温度升高,气体受热膨胀,压强也随之增大(合理即可)
(6)有气泡产生 氯化钙溶液(合理即可)
8.(1)A
(2)颜色
(3)SO2/二氧化硫 湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色 澄清石灰水
(4)完全除去SO2
(5)氧气不足,燃烧不充分,导致CO增多
(6)B
(7)制作垃圾分类宣传海报/推行垃圾分类教育等(合理即可)
考向03 变量控制与对比思维
9.(1)可燃物
(2)温度没有达到红磷的着火点
(3)增大氧气的浓度,使燃烧更充分
(4)调大
(5)单位体积热值高(合理即可)
(6)氢气(合理即可)
10.(1)化学性质稳定
(2)使食物与氧气隔离
(3)稀盐酸(或稀硫酸) 有气泡产生,溶液变为浅绿色
(4)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(5)铁与氧气接触,但没有与水接触,因此铁没有生锈
(6)活性炭
(7)低温抑制了微生物的生长和繁殖,同时减缓了化学反应的速率(或其他合理答案)
11.(1)木条不复燃 大量气泡 能
(2)化学性质 /
(3)其它条件相同,温度越高,反应速率越快
(4)催化剂的种类/催化剂的质量 过氧化氢的浓度
12.(1)温度
(2)过氧化氢溶液的浓度 3、4
(3)能 可燃物燃烧需要氧气达到一定浓度,红磷熄灭后,并没有将瓶内氧气完全消耗
(4)无明显的气泡逸出,带火星木条不复燃 0.5
(5)探究氧化铁的化学性质和质量在过氧化氢分解前后是否改变
(6)或
(7)BC
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重难10 化学观念与思想方法
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
重难考向 考法解读 考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 技巧点拨
考向01 守恒思想与定量分析
考向02 证据推理与性质探究
考向03 变量控制与对比思维
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
重●难●考●向●解●读
重难考向
考法解读/预测
考法预测
考向01 守恒思想与定量分析
本专题主要考查化学学习中重要的科学探究方法与思维观念。定量实验侧重从量的角度研究物质及其变化,涉及空气中氧气含量的测定、质量守恒定律的验证、食品干燥剂成分探究及物质组成含量的测定,要求学生掌握实验原理、数据处理和误差分析;定性实验侧重对物质性质、变化规律及成分的推断与验证,涵盖物质除杂与净化、金属活动性探究、酸碱性质、药品变质检验、无明显现象反应探究、未知产物探究等内容,考查学生设计实验、选择试剂、现象分析与结论判断的能力;对比实验是科学探究的核心方法,通过控制单一变量探究金属锈蚀条件、燃烧条件、化学反应速率影响因素等,考查学生识别变量、设计对照、分析因果关系的能力。
预计2026年中考有关“化学观念与思想方法”的题目将以实验探究题和综合应用题为主,将定量、定性、对比三种思想方法融合于真实实验情境中。定量实验可能以“测定空气中氧气含量”为背景考查原理理解和误差分析,以“质量守恒定律”为载体考查实验设计和数据处理,以“食品干燥剂成分探究”为情境考查定量计算和方案评价;定性实验可能结合“药品变质探究”“缺失标签成分探究”考查试剂选择和干扰排除,结合“无明显现象反应探究”考查多角度验证方案设计;对比实验可能以“燃烧条件探究”“金属锈蚀条件”为经典载体考查变量控制和对照实验设计,以“影响反应速率因素”为情境考查实验方案优化。综合类题目可能将定量、定性、对比思想融合,先定性检验成分、再定量计算含量、最后运用对比思想设计优化方案,全面考查学生的科学思维与探究能力。
考向02 证据推理与性质探究
考向03 变量控制与对比思维
重●难●要●点●剖●析
考向01 守恒思想与定量分析
要点梳理
一、测定空气里氧气含量的探究
项目
内容
实验原理
红磷燃烧消耗 ,生成 ,使密闭容器内压强 ,水被压入集气瓶,进入水的体积即为 的体积
化学方程式
实验现象
红磷燃烧产生 ,冷却后打开 ,水进入集气瓶,进入水的体积约占集气瓶内空气体积的
关键操作
红磷必须 ;装置气密性 ; 再打开止水夹
误差分析
结果偏小: 、 、 ;
结果偏大:燃烧匙伸入过慢、止水夹未夹紧
二、质量守恒定律的实验探究
实验类型
实验装置
注意事项
现象与结论
白磷燃烧
密闭锥形瓶
白磷自燃需热水加热,燃烧时气球膨胀冷却后恢复
反应前后天平平衡,证明质量守恒
铁与硫酸铜反应
敞口烧杯
无气体参与,可在敞口容器中进行
铁钉表面有 析出,溶液颜色变浅,天平平衡
碳酸钠与盐酸反应
密闭容器
有气体生成,必须在 容器中进行
若敞口容器,生成 逸出,天平不平衡
三、食品干燥剂、保鲜剂和充气包装的成分探究
常见干燥剂
主要成分
干燥原理
变质产物
成分探究方法
生石灰干燥剂
加水 (CaO),加盐酸有 (CaCO3)
硅胶干燥剂
SiO₂·xH₂O
物理吸附
无变质
吸水后变色(含CoCl2)
铁粉保鲜剂
Fe
2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2
Fe2O3·xH2O
加稀盐酸有 (Fe反应),溶液浅绿色
充气包装
N₂或CO₂
隔绝氧气
—
用燃着木条检验,木条熄灭证明充CO2或N2
四、实验探究物质的组成成分以及含量
测定方法
原理
计算依据
典型应用
气体法
反应生成气体,称量反应前后
差量法
测定碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数
沉淀法
生成沉淀,过滤、干燥、称量 质量
沉淀质量
测定溶液中硫酸根含量
灼烧法
样品灼烧前后质量差
差量法
测定结晶水含量
【易错提醒】
❗ 红磷测定氧气含量:不能用木炭、硫代替红磷(生成气体,压强变化不明显);不能用铁丝代替(铁丝在空气中不燃烧)。
❗ 质量守恒实验:碳酸钠与盐酸反应必须在密闭容器中进行,否则生成CO2逸出导致天平不平衡,但不能据此认为质量不守恒。
❗ 干燥剂探究:生石灰干燥剂久置后加水可能不发热(已完全变质),需结合加酸检验进一步判断。
技巧点拨
1.误差分析通用思路:先判断测量值(气体体积、沉淀质量、反应前后质量差)是偏大还是偏小,再分析导致该变化的操作原因。
2.定量计算步骤:写出化学方程式→找出已知量和未知量的关系→列比例式计算→回答问题。
3.质量守恒定律实验设计:有气体参与或生成的反应必须在密闭容器中进行;无气体参与或生成的反应可在敞口容器中进行。
4.干燥剂成分探究:利用CaO遇水放热、CaCO3遇酸产生气泡等特征性质进行检验。
考向02 证据推理与性质探究
要点梳理
一、物质除杂或净化的探究
除杂原则
不增(不引入 )
不减(不消耗 )
易分(杂质转化为 、 等易于分离)
常见除杂方法
①气体除杂:通过洗气瓶(如CO₂中混有HCl,用饱和NaHCO3溶液);
②固体除杂:溶解过滤(如CaO中混有CaCO3,不能用 );
③液体除杂:加试剂生成沉淀过滤(如NaCl中混有Na₂SO₄,加 )
二、金属活动性的探究
探究方法
实验设计
结论
金属与酸反应
将金属放入稀盐酸(或稀硫酸)中,比较
产生气泡越快,金属活动性越
金属与盐溶液反应
将金属放入另一种金属的盐溶液中,观察是否
能置换出金属,说明活动性更
三种金属活动性顺序探究
①两端金属、中间 ;
②中间金属、两端
设计两种方案均可
三、蜡烛燃烧的实验探究
探究内容
实验操作
现象与结论
火焰分层
观察火焰
分三层, 温度最高
生成水
罩在火焰上方
烧杯内壁有水雾,证明生成
生成二氧化碳
的烧杯罩在火焰上方
石灰水 ,证明生成二氧化碳
白烟可燃
吹灭蜡烛,立即用燃着的木条点燃白烟
白烟燃烧,白烟是
四、探究酸碱的主要性质
性质
实验设计
现象
酸的通性
①与 ;
②与 ;
③与 ;
④与 ;
⑤与
①石蕊变红;
②产生氢气;
③金属氧化物溶解;
④中和放热;
⑤产生气体或沉淀
碱的通性
①与 ;
②与 ;
③与 ;
④与
①石蕊变蓝、酚酞变红;
②中和放热;
③CO2使石灰水变浑浊;
④产生沉淀
五、药品是否变质的探究(详见重难08)
探究内容
核心思路
是否变质
检验 是否存在(如检验碳酸根)
变质程度
先除 ,再检验 是否存在
六、无明显现象的反应是否发生的探究(详见重难09)
证明方法
示例
指示剂法
向NaOH溶液中滴加酚酞,再滴加盐酸,红色
生成物检验法
CO2与NaOH反应后,检验
压强变化法
CO2与NaOH反应,软塑料瓶变
热量变化法
中和反应温度
七、未知化学反应产物的探究
探究思路
内容
根据元素组成推测
反应前后 种类不变
根据质量守恒推测
计算反应前后 差,推断可能产物
实验验证
设计实验检验推测产物是否真正存在
【易错提醒】
❗ 除杂时不能消耗被保留物质:如除去CO2中的HCl,不能用NaOH溶液(CO2也被吸收),应用饱和NaHCO3溶液。
❗ 金属活动性探究:不能将金属投入酸中比较产生气泡的快慢来证明活动性强弱,必须控制酸浓度、温度等条件相同。
❗ 蜡烛燃烧产物检验:干冷烧杯证明有水生成,澄清石灰水证明有CO2生成,但不能证明蜡烛中一定含有碳、氢元素(可能来自氧气)。
❗ 药品变质探究:检验变质程度时,除杂试剂必须中性且不引入新干扰,如不能用Ca(OH)2除Na2CO3(引入OH⁻)。
技巧点拨
1.除杂试剂选择口诀:“气体除杂用洗气,固体除杂用溶解,液体除杂加试剂,沉淀过滤分得清”。
2.金属活动性探究方案设计:验证三种金属活动性顺序,可选用“两端金属、中间盐溶液”或“中间金属、两端盐溶液”两种方案。
3.变质探究通用思路:是否变质——检验变质产物;变质程度——先除变质产物,再检验原物质。
4.无明显现象反应证明方法:从指示剂、生成物、压强、热量四个角度设计验证方案。
考向03 变量控制与对比思维
要点梳理
一、探究金属锈蚀的条件
实验编号
条件
现象
结论
①
铁钉+干燥空气(有干燥剂)
生锈需要
②
铁钉+煮沸后冷却的水(油封)
生锈需要
③
铁钉+自来水(同时接触空气和水)
生锈需要 和 同时存在
控制变量
对比①③可知水的作用,对比②③可知氧气的作用
二、燃烧的条件与灭火原理探究
实验编号
条件
现象
结论
①
铜片上白磷(空气,温度达到着火点)
燃烧需要 、 、
②
铜片上红磷(空气,温度未达着火点)
燃烧需要
③
水中白磷(氧气不足,温度达着火点)
燃烧需要
④
向水中白磷通入氧气
三者缺一不可
三、影响化学反应速率的因素探究
影响因素
对比实验设计
现象对比
结论
反应物浓度
不同浓度过氧化氢溶液加等量MnO2
的产生气泡快
浓度越大,反应速率越
反应物接触面积
等质量 状大理石和 状大理石分别与等量稀盐酸反应
状产生气泡快
接触面积越大,反应速率越
温度
等量过氧化氢溶液(常温与加热)加等量MnO₂
加热时产生气泡快
温度越高,反应速率越
催化剂
过氧化氢溶液加与不加MnO₂对比
加MnO₂产生气泡
催化剂加快反应速率
四、实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素
探究内容
变量控制
设计思路
铁生锈条件
水、氧气
三组对比:有 无 、有 无 、有 有
燃烧条件
氧气、着火点
三组对比:有氧不达着火点、无氧达着火点、有氧达着火点
溶质溶解快慢
温度、搅拌、颗粒大小
单一变量,其他条件相同
五、催化剂效率探究
探究内容
实验设计
评价指标
不同催化剂效率比较
等量过氧化氢溶液,加入等质量 催化剂
比较产生气泡快慢或收集等体积气体所需时间
催化剂用量影响
等量过氧化氢溶液,加入不同 同种催化剂
比较反应速率,探究最佳用量
催化剂质量是否改变
反应前后称量催化剂质量
质量 ,证明是催化剂
【易错提醒】
❗ 对比实验组数不足:探究燃烧条件至少需3组实验(氧气、着火点、同时具备),只做2组无法完整证明。
❗ 结论表述不严谨:如“铁生锈需要水和氧气”必须同时存在,缺一不可。
❗ 催化剂实验设计遗漏:证明某物质是催化剂,不能只证明能加快反应速率,还需证明反应前后质量和化学性质不变。
❗ 变量混淆:探究温度对反应速率的影响时,应保持浓度、接触面积等其他条件相同,否则无法确定温度的作用。
技巧点拨
1.对比实验设计核心:控制单一变量。明确自变量(要探究的因素)和因变量(观察的现象),其他条件完全相同。
2.变量识别方法:对比两组实验,找出唯一不同的条件,该条件即为自变量。
3.结论表述规范:“当其他条件相同时,自变量如何变化,因变量如何变化”。
4.多因素探究:若探究多个因素,需设计多组实验,每个因素单独对比。
5.催化剂探究:需证明三点——改变反应速率、反应前后质量不变、化学性质不变。
重●难●提●分●必●刷
考向01 变量控制与对比思维
1.(25-26八年级上·山东德州·期末)空气是一种宝贵的自然资源,空气中氧气含量的测定实验经历了漫长的历史过程。请回答下列问题。
【史料研究】
(1)法国科学家拉瓦锡将少量的汞(Hg)放在密闭容器(如图1)中连续加热12天,结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色的粉末【氧化汞(HgO)】,同时容器里空气的体积减少了,剩余气体主要是________。拉瓦锡又将红色粉末收集,加强热分解,得到汞(Hg)和氧气(O2),且氧气体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的气体中,结果所得气体的性质与空气的完全一样,通过实验和分析,可以得出的结论是________________。通过实验,还可以粗略测定空气中氧气含量。
【设计实验】
(2)仿照拉瓦锡的实验原理,可用图2装置测定空气中氧气的含量:利用红磷燃烧消耗氧气,发生反应的符号表达式为________________,待红磷熄灭并冷却到室温后,打开弹簧夹,观察到____________,瓶内液面上升的体积就是空气中所含氧气的体积。
【模型建构】测量混合气体中某成分的含量,可采用如下模型:
(3)从模型建构的角度分析,图2实验烧杯中水所起的作用归属于上述思维模型中的_________。
【生活应用】
(4)当含氧量在15%~19.5%时人会出现注意力不集中、疲乏等轻微不适。目前,人们对空气组成的测定越来越精确。用(便携式数字化测氧仪)测定某房间空气中氧气含量为18.5%,请写出一条应对措施___________。
【科学研制】
(5)科学家研制的“人造空气”可供航天员呼吸。“人造空气”中氮气的体积分数约为70%,比地球空气中氮气的体积分数_____(填“大”或“小”)。
【工业生产】如下图为工业制取氧气的部分流程示意图,请根据图示回答相关问题:
(6)液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气,原理是利用氮气和氧气的沸点不同而将氮气和氧气分离,该过程属于_______(填“物理变化”或“化学变化”)。
2.(25-26九年级上·广东广州·期末)某小组尝试用燃烧实验验证质量守恒定律。
(1)用图1装置进行实验,观察到电子天平读数___________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)对实验进行改进(图2),并使用O2和CO2传感器测定气体成分变化。
①蜡烛熄灭后,能观察到杯子上方出现炭黑,内壁有水雾产生,说明蜡烛中一定含有___________元素。
②根据实验数据、现象分析,反应体系内的___________(填选项,下同)质量减少,___________质量增加,电子天平读数保持不变,可验证质量守恒定律成立。
A.N2 B.O2 C.CO2 D.H2O E.蜡烛 F.炭黑
(3)另两位同学用镁条燃烧实验验证质量守恒定律,操作如下。
i:取一根用砂纸打磨后的镁条和陶土网,用电子天平称量总质量为m1.
ii:在陶土网上方点燃镁条,待镁条燃烧结束后,将燃烧后所得固体与陶土网一起称量,记录质量为m2。
iii:比较反应前后的数据,发现m1=m2。
①镁条燃烧的化学方程式为___________。
②镁条燃烧时的现象为___________,同时产生大量白烟。
③通过数据“m1=m2”,___________(填写“能”或“不能”)说明质量守恒定律是成立的,理由是___________。
(4)实验结论:只有完整的测量参加化学反应的各物质质量总和与___________,再通过比较两个数值的大小,才能验证质量守恒定律。
3.(25-26九年级上·福建漳州·期末)某兴趣组开展了“护航锦鲤”跨学科实践活动。
任务1:认识锦鲤运输袋
资料卡片:根据规定,锦鲤运输袋中的空气占比为:氧气>23%,二氧化碳约为2.5%~5%,水蒸气约为50%~80%,相对湿度介于60%~90%之间。
(1)锦鲤运输袋中氧气占比需>23%,这是因为锦鲤呼吸会消耗氧气。体现了氧气___________的化学性质。
(2)锦鲤运输袋中二氧化碳占比约为2.5%~5%,这是因为锦鲤呼吸会产生___________,与水反应会生成___________,从而导致水质酸化不利于锦鲤生存。
任务2:测定锦鲤运输袋中氧气含量
收集锦鲤运输袋中的气体于集气瓶中,进行如图所示的实验,回答下列问题:
(3)铁生锈需要___________和___________同时存在。
(4)反应结束后打开止水夹,观察到___________。
(5)预测:实验中加入食盐水的目的是为了___________反应速率。
任务3:控制锦鲤运输袋中氧气和二氧化碳的含量
资料:过氧化钙(CaO2)是长途运输首选增氧剂,与水反应生成氧气和氢氧化钙。
(6)过氧化钙与水反应的化学方程式:___________。
(7)在锦鲤运输袋中加入适量的CaO2,可以减少二氧化碳含量,又不危害鲤鱼的生存。其原因是___________。
(8)生物法:在锦鲤运输袋中加入___________(填一种水生植物),既可以产生氧气,又可以吸收二氧化碳。
4.(2026·江苏徐州·一模)某校化学兴趣小组利用鸡蛋进行了如下自主学习。
【鸡蛋的作用】
(1)鸡蛋作为食品,可提供的最主要营养物质是___________。
(2)据《全国中草药汇编》中记载:鸡蛋壳能够治疗“小儿软骨病”。儿童易患软骨病是因为缺钙。可推知鸡蛋壳中含有______元素。
【鸡蛋和碱】
(3)鸡蛋会通过鸡蛋壳表面的气孔排出呼吸产生的CO2。细菌通过气孔进入鸡蛋内部,会导致其变质。人们曾采用将鸡蛋浸在石灰水中的方法来保持鸡蛋新鲜。请从物质转化及性质的角度解释此方法保存鸡蛋的原理:___________。
【鸡蛋和酸】
(4)如图。甲组同学将稀盐酸倒入盛有一枚新鲜鸡蛋的烧杯中。观察到鸡蛋表面产生大量气泡。该气体能使澄清石灰水变浑浊。说明生成的气体是______。推断鸡蛋壳中含碳酸钙。
(5)乙组同学改用足量稀硫酸进行实验。观察到鸡蛋表面产生少量气泡后反应停止。查阅资料得知硫酸钙微溶于水,且在稀硫酸中几乎不溶。据此解释反应停止的原因是____________。
(6)丙组同学欲通过鸡蛋在溶液中的沉浮确定鸡蛋的密度,查阅硫酸溶液的质量分数和相对密度的对应关系如下表。
质量分数/%
6
8
10
12
14
相对密度/g·cm-3
1.0404
1.0541
1.068
1.0821
1.0966
将乙组同学使用后的鸡蛋取出置于盛有200g质量分数为15%的硫酸溶液的烧杯中。观察到鸡蛋未完全浸没,且无气泡产生。向其中加入蒸馏水,鸡蛋逐渐下沉。当加入100g蒸馏水时,发现该鸡蛋可以在溶液中任意位置悬浮。你判断此时该鸡蛋的平均密度为____g·cm-3。
(7)同学们完成“鸡蛋和酸”的自主学习后,利用一种常用化学试剂确定了实验后的废液呈酸性。该药品可以是_________。
【鸡蛋壳中的盐】
(8)丁组同学欲测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量。称取10.0g鸡蛋壳样品,保留碳酸钙并除去其它能和盐酸反应的物质后,向其中加入足量的稀盐酸,测定出反应生成了3.3g气体。计算该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
【总结与交流】
应用化学核心知识,自主调用多个学科相关知识去解决问题。
考向02 变量控制与对比思维
5.(25-26九年级上·山东济南·期末)如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器,欲利用其进行下列化学实验。
(1)以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体,按照要求设计实验装置、连接仪器,并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为___________(从左到右填写仪器序号字母)(提示:挥发出少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)。
②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为___________。
③可用石灰水检验气体二氧化碳,相关化学方程式为___________,此反应后溶液的pH会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”之一)。
(2)小华同学欲用CO气体(含少量CO2和水蒸气)进行实验,探究某氧化铁样品(少量杂质为铁粉)Fe2O3的质量分数,所选仪器按“CO(含少量CO2和水蒸气)→B→E→C→G”的顺序连接,并检验装置气密性。先通入CO气体(含少量水蒸气),然后加热,观察现象,有关实验数据如下表所示。(设反应生成的气体全部被C吸收)
测量项目
E中玻璃管内固体质量
C的质量
反应前质量
16g
200g
反应后质量
12.4g
211g
①上述实验装置中,E处的现象___________,G的作用是___________。
②该氧化铁样品中含氧化铁的质量分数为___________(精确到0.1%)。
③若用消耗的一氧化碳计算氧化铁的质量分数结果将___________(填“偏大”、“偏小”、“基本一致”之一)。
6.(2026·甘肃平凉·一模)金属资源在生产、生活中应用十分广泛。化学社团的同学们在老师的指导下对金属活动性及铁的锈蚀条件及影响因素进行了探究。
活动一:探究金属的活动性
【实验探究】同学们将打磨过的粗细和长短均相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插入等体积、等浓度的稀硫酸中,观察现象。
(1)下面是实验记录表,请完成表中空白。
实验操作
实验现象
缓慢产生少量气泡,溶液变为___________色
快速产生大量气泡
无现象
【实验结论】
(2)分析上述现象,得出三种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。
【反思改进】有同学提出利用金属和盐溶液反应也可以验证这三种金属的活动性顺序。于是大家做了如图实验。
(3)乙中发生反应的化学方程式是___________,实验现象是___________,反应类型是___________(填基本反应类型)。有同学思考后认为___________(填“甲”“乙”或“丙”)实验是多余的,不需要进行该实验也能验证出三种金属的活动性顺序。
活动二:探究铁锈蚀的条件及影响因素
任务一 为探究铁生锈的条件,社团同学设计了如图实验:
(4)通过对比实验___________(填序号)可知,铁生锈需要与氧气接触。综合分析,得出了铁钉生锈的条件。
任务二 探究食盐水对钢铁腐蚀快慢的影响
【实验】用如图2装置进行实验,锥形瓶中放生铁粉末,滴管中预先加入3 mL不同浓度的食盐水,并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度,数据如表所示:
实验组
实验①
实验②
实验③
实验④
生铁粉末质量
3.5 g
3.5 g
X
3.5 g
食盐水浓度
4%
8%
16%
24%
3 min时瓶内氧气浓度
18.96%
18.56%
18.28%
17.99%
【实验分析】
(5)实验③中X=___________。该实验探究的是食盐水浓度对钢铁腐蚀快慢的影响,其实验结论是___________。
7.(25-26九年级上·山东聊城·期末)化学小组从定量的角度对NaOH溶液与不同物质的反应进行了探究。
I.酸碱度视角
25℃时,利用图1装置测定NaOH溶液与稀盐酸反应过程中pH的变化,测定结果如图2所示。
(1)该反应的微观实质是_______。
(2)关于此反应,下列说法正确的是_______。(可多选)
A.图1烧杯中预先盛装的溶液是氢氧化钠溶液
B.图2中a点所示溶液中的溶质是NaCl和NaOH
C.图2中b点时的溶液能使石蕊试液变红
D.图2中c点含有的和的数目相等
II.能量视角
(3)利用传感器测定NaOH溶液与反应过程中温度的变化,测定结果如图3所示,水为对照组。由图3可知,NaOH与的反应属于___________(选填“放热反应”或“吸热反应”)。该反应的化学方程式为_____________。
III.压强视角
【提出问题】如何通过气体压强变化认识NaOH溶液与的反应?
【查阅资料】
①可以通过反应物的减少或生成物的增加判断反应的发生情况。
②影响密闭体系内气体压强的因素有气体分子数、气体所占体积和温度。
【实施实验】利用气密性良好的图4装置进行实验。打开传感器,待压强平稳后将水匀速注入充满的集气瓶中,压强稳定后再匀速注入等体积的氢氧化钠溶液。测得气体压强变化如图5所示。
【分析解释数据】
(4)对比a点、b点及_______点压强的大小,可证明NaOH与发生了反应。
(5)结合变化过程,解释b点到c点压强先上升的原因:_______。
【实践应用】
(6)通过以上验证,说明氢氧化钠能与二氧化碳反应。为检测一瓶久置的氢氧化钠固体有没有变质,同学们进行了如下两组实验,请将表格中的内容补充完整。
组别
步骤
现象
结论
A组
取少量固体配制成溶液,向溶液中加入过量稀盐酸
①_______
氢氧化钠固体已经变质
B组
取少量固体配制成溶液,向溶液中加入适量②_______(与A中试剂不同类别)
有白色沉淀产生
氢氧化钠固体已经变质
两组实验都是从验证生成物产生的角度来判断反应的发生。
8.(25-26九年级下·辽宁锦州·开学考试)着我国“资源节约型”与“环境友好型”城市的建设,城市垃圾的处理成为了一项重要工程。同学们在老师的组织下,带着极大的兴趣对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等展开了项目化学习。
任务一:了解垃圾分类的意义
(1)垃圾的综合化分类可实现金属、塑料和纸屑等资源的再利用。学会识图分拣垃圾:塑料瓶应投入的垃圾箱是______(填字母序号)。
A. B. C. D.
任务二:学习垃圾分类处理的方法
【参观学习】小组同学在技术人员的指导下,了解到垃圾回收处理的过程如图:
【小组交流】
(2)垃圾筛分时,可根据______区别铜和铝。
任务三:探究垃圾焚烧产生的气体成分
【提出问题】垃圾焚烧产生的气体中是否含有SO2、CO、CO2?
【查阅资料】①SO2能使红色的品红溶液褪色;
②紫红色酸性高锰酸钾溶液可与SO2反应而褪色;
③SO2也能使澄清石灰水变浑浊;
④CO能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝。
【进行实验】
(3)设计实验方案,探究垃圾焚烧产生的气体成分。
实验步骤
实验现象
实验结论
①将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中
红色褪去
含有______。
②将湿润的黄色氯化钯试纸放入装有除尘后的气体的集气瓶中
______
含有CO。
③将除尘后的气体先通过图1装置后,再通入盛有______的试管中
溶液变浑浊
含有CO2。
【反思评价】
(4)步骤③中,足量高锰酸钾溶液的作用是______。
(5)小组同学用图2装置测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如下图所示,时间段内CO体积分数出现异常的原因是__________。
【实验反思】
(6)垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体,还会增加二氧化碳的排放,加剧海洋酸化;同时垃圾焚烧需要辅助燃料,成本较高。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,其主要流程如图所示。
下列有关说法错误的是______。
A.流程中“净化装置”的作用是除去烟尘和有害气体
B.“其它气体”的主要成分为O2
C.进入海洋,使海洋酸化,发生的反应为
D.使用P2G技术的优点是二氧化碳转化为甲烷,被重复利用,节约资源
任务四:设计垃圾分类回收的宣传活动
成果分享:同学们通过各种方式,学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中,同学们还提出了许多合理化的建议。
(7)为了强化垃圾分类处理意识,让更多的人了解并执行分类措施,你还能提出的一条有价值的建议是____________。
考向03 变量控制与对比思维
9.(湖北孝感市高新区三校2025-2026学年九年级下学期开学化学收心练习)实验中学化学兴趣小组开展了“家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动,同学们从燃烧的发生与调控、家用燃料的变迁以及对未来燃料的展望等方面展开了项目化学习之旅。请你一起参与他们的探究。
任务一:探究燃烧发生的条件
【进行实验】甲组同学做了如图两组实验:
(1)实验一的现象说明燃烧的发生需要有___________。
(2)实验二中,红磷没有燃烧的原因是___________。
【实验结论】通过上述实验,同学们得出了燃烧发生所需的条件,
任务二:探究燃烧的调控方式和原理
【提出问题】生活中调控燃烧的方式与原理有哪些?
【调查研究】
(3)乙组同学收集到以下几种调控燃烧的事例,请你和他们一起探究,并完成下表:
调控方式
用鼓风机给煤炉火送风
转动打火机出气调节阀
汽车气缸工作时汽油以雾状喷出
调控原理
___________
调节燃料的量
增大反应物的接触面积,使燃烧更充分
【迁移应用】
(4)调查中还发现小明家的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。根据探究所得,他们给出调节建议:使用时,将燃气灶的进风口___________(选填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
任务三:探究家用燃料的变迁
【调查研究】同学们通过走访与调查,了解到当地燃料的变迁主要经历了木材→煤→煤气→天然气等几个阶段,
【资料汇总】
燃料
调控
主要成分
热值
木材
需频繁添加木材
碳、氢、氧等元素
2500~3000大卡/kg
煤
需提前点燃,过程复杂
碳、氢、硫、氮等元素
5500大卡/kg
煤气
随用随开
一氧化碳和氢气
3800~5700大卡
天然气
随用随开
甲烷
8000~9000大卡
【交流讨论】
(5)根据上表可以推出家用煤气或天然气代替其他燃料的原因是___________(写一点)。
任务四:展望未来燃料
(6)通过上述探究,同学们知道了开发利用更清洁的可再生燃料是今后发展的方向,请你举一种:___________。
10.(2026·山西运城·一模)食品保鲜不仅关乎餐桌上的新鲜美味,更是食品安全与健康的重要保障。从冷藏保鲜到延长保质期技术,食品保鲜技术无形中守护着消费者的饮食安全。同学们针对食品保鲜的保鲜方法、保鲜原理等产生兴趣,开启了项目化学习之旅。
任务一:了解保鲜方法及原理
【市场调研】沁州黄小米采用充氮保鲜技术,平遥牛肉采用真空包装,太谷饼包装袋内放入了脱氧剂。
【小组交流】
(1)沁州黄小米采用充氮保鲜技术,是利用了氮气的性质:_____。
(2)三种保鲜方法的共同原理都是_____。
任务二:探究脱氧剂发热原因
有同学发现,在触摸脱氧剂包装袋时有发热现象。
【提出问题】脱氧剂为什么能发热?
【查阅资料】铁系脱氧剂主要成分是铁粉、活性炭、水、食用盐等。
【作出猜想】脱氧剂放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
【进行实验】
(3)填表:
实验步骤
实验操作
实验现象
解释或结论
步骤1
取A、B两袋脱氧剂,A袋打开;B袋不打开。将两袋样品放置在同样的环境中
A袋温度很快上升;B袋温度无明显变化
脱氧剂发热是由于袋内物质与氧气接触
步骤2
几小时后,各取少量A、B袋内的物质分别放入甲、乙两支试管中,然后再分别加入足量______,充分反应后静置片刻
甲试管中溶液变为黄色;乙试管中部分物质溶解,______
几小时后,A袋内物质中含有氧化铁,B袋内物质中一定含有铁粉
【得出结论】脱氧剂放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
【反思交流】
(4)甲试管中发生反应的化学方程式为______。
【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。实验一:5g铁粉、1g氯化钠。实验二:5g铁粉、1g氯化钠、1.5mL水。实验三:5g脱氧剂袋内物质。测得锥形瓶内温度随时间变化的图像如图2所示。
【反思评价】
(5)实验一中温度几乎不变的原因是______。
(6)实验三比实验二温度升高得快,可能与脱氧剂成分中的______有关。
任务三:正确选择保鲜方法
(7)了解食物保鲜科学知识后,我们不仅能更好地保存食物,还能在日常生活中做出更健康、更安全的饮食选择。在家庭中,我们可以将蔬菜密封冷藏,将肉类冷藏或冷冻,也可以通过发酵、腌制等手段延长保存期并改善口感。通过冷藏或冷冻的方法可以延长食物的保存期,是因为______。
11.(25-26九年级上·吉林延边·期中)小焦同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)冲洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上,发现有大量气泡产生。
【查阅资料】①水泥块中含有的氯化铁,二氧化锰,碘化钾都可以作过氧化氢分解的催化剂。
②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线(如图1)。
实验一:探究氯化铁能否做过氧化氢分解的催化剂。
(1)在进行实验前,经检查装置的气密性良好。
实验步骤
实验现象
实验结论
①向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条
有少量气泡产生_______
常温时过氧化氢溶液分解速率较慢。
②向装有过氧化氢溶液的试管中,加入0.5 g氯化铁,然后伸入带火星的木条
试管内有____产生,木条复燃
氯化铁_______(填“能”、“不能”)加快过氧化氢的分解速率
(2)小芳认为:仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,她觉得还需要证明它在化学反应前后质量和________不变。经实验证明,氯化铁(FeCl3)能做过氧化氢分解的催化剂,写出此反应的符号或者文字表达式________。
实验二:探究过氧化氢分解速率的影响因素。
将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的二氧化锰、氯化铁、碘化钾分别放在如图2的密闭容器中,并用气压传感器采集数据,用集气瓶收集30 ml气体:
实验序号
催化剂种类
催化剂质量/g
温度/℃
过氧化氢浓度
收集30ml氧气所用的时间/m
1
二氧化锰
0.1
10
2%
3.7
2
0.1
20
2%
1.6
3
0.3
20
5%
4.2
4
氯化铁
0.3
20
5%
0.3
5
碘化钾
0.3
20
5%
2
(3)由实验1和2对比得出结论是________。
(4)分析上表,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有________,________。(填两种即可)。
12.(25-26九年级上·广东广州·月考)【探究一】化学反应需要一定的条件,调控化学反应具有重要意义。
(1)将食品置于冰箱中保存可减缓变质 ,原理是___________能影响化学反应。
(2)某小组按下列实验方案探究过氧化氢分解的影响因素,实验用到的过氧化氢溶液浓度为30%,催化剂的用量均相同,0~100秒广口瓶中压强的变化用ΔP表示。
编号
过氧化氢溶液的体积/mL
水的体积/mL
催化剂的种类
Δp/kPa
1
15
15
氯化铁
49
2
10
20
氯化铁
26
3
5
25
氯化铁
20
4
5
25
氯化铜
10
5
5
25
硫酸铜
7
①实验1、2、3用于探究___________对过氧化氢分解快慢的影响。
②依据实验___________(填编号)的数据,得出催化能力:氯化铁>氯化铜。
(3)研究和调控燃烧能提升化学反应的应用价值。
①将蜡烛置于空气中,测定从点燃到熄灭过程中,气体浓度(体积分数)的变化,结果如下图。
为了探究蜡烛熄灭的原因,用空气占95%、二氧化碳占5%的混合气体重做实验,观察到蜡烛___________填(“能”或“不能”)点燃,说明氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因。
②用红磷燃烧探究空气中氧气的含量的实验,排除装置与操作误差后,发现实验结果总是低于氧气的真实含量,原因可能是___________。
【探究二】探究氧化铁(Fe2O3)能否用作过氧化氢分解的催化剂
实验步骤及现象如下:
实验步骤
预期实验现象
I.往A、B两支试管中分别加入5mL5%的H2O2溶液,向A试管中加入0.5g氧化铁粉末,将带火星的木条分别伸入两支试管中。
A试管中产生大量气泡,带火星的木条复燃;B试管中①___________。
Ⅱ.待A试管中不再产生气泡时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管中。
试管中产生大量气泡,带火星的木条复燃。
Ⅲ.待实验Ⅱ中不再产生气泡时,将试管中的固体剩余物过滤,洗涤、干燥、称量。
所得固体质量为②___________g。
实验结论:氧化铁(Fe2O3)能用作过氧化氢分解的催化剂。
(4)请将上面表格中①②两空格的实验现象补充完整。①___________;②___________。
(5)实验Ⅱ和Ⅲ的目的是___________。
(6)写出氧化铁催化作用下,过氧化氢分解的文字(或符号)表达式:___________。
(7)实验小组根据实验数据绘制了两种催化剂的实验时间与氧气体积关系图(下图)。
依图分析,下列说法正确的是___________。
A.催化效果基本相同
B.对于同一化学反应,可以有不同的催化剂
C.催化剂能改变化学反应速率,但不能改变生成物的量
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重难10 化学观念与思想方法
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
重难考向 考法解读 考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 技巧点拨
考向01 守恒思想与定量分析
考向02 证据推理与性质探究
考向03 变量控制与对比思维
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
重●难●考●向●解●读
重难考向
考法解读/预测
考法预测
考向01 守恒思想与定量分析
本专题主要考查化学学习中重要的科学探究方法与思维观念。定量实验侧重从量的角度研究物质及其变化,涉及空气中氧气含量的测定、质量守恒定律的验证、食品干燥剂成分探究及物质组成含量的测定,要求学生掌握实验原理、数据处理和误差分析;定性实验侧重对物质性质、变化规律及成分的推断与验证,涵盖物质除杂与净化、金属活动性探究、酸碱性质、药品变质检验、无明显现象反应探究、未知产物探究等内容,考查学生设计实验、选择试剂、现象分析与结论判断的能力;对比实验是科学探究的核心方法,通过控制单一变量探究金属锈蚀条件、燃烧条件、化学反应速率影响因素等,考查学生识别变量、设计对照、分析因果关系的能力。
预计2026年中考有关“化学观念与思想方法”的题目将以实验探究题和综合应用题为主,将定量、定性、对比三种思想方法融合于真实实验情境中。定量实验可能以“测定空气中氧气含量”为背景考查原理理解和误差分析,以“质量守恒定律”为载体考查实验设计和数据处理,以“食品干燥剂成分探究”为情境考查定量计算和方案评价;定性实验可能结合“药品变质探究”“缺失标签成分探究”考查试剂选择和干扰排除,结合“无明显现象反应探究”考查多角度验证方案设计;对比实验可能以“燃烧条件探究”“金属锈蚀条件”为经典载体考查变量控制和对照实验设计,以“影响反应速率因素”为情境考查实验方案优化。综合类题目可能将定量、定性、对比思想融合,先定性检验成分、再定量计算含量、最后运用对比思想设计优化方案,全面考查学生的科学思维与探究能力。
考向02 证据推理与性质探究
考向03 变量控制与对比思维
重●难●要●点●剖●析
考向01 守恒思想与定量分析
要点梳理
一、测定空气里氧气含量的探究
项目
内容
实验原理
红磷燃烧消耗氧气,生成五氧化二磷固体,使密闭容器内压强减小,水被压入集气瓶,进入水的体积即为消耗氧气的体积
化学方程式
4P+5O22P2O5
实验现象
红磷燃烧产生大量白烟,冷却后打开止水夹,水进入集气瓶,进入水的体积约占集气瓶内空气体积的1/5
关键操作
红磷必须足量;装置气密性良好;冷却至室温后再打开止水夹
误差分析
结果偏小:红磷不足、装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹;
结果偏大:燃烧匙伸入过慢、止水夹未夹紧
二、质量守恒定律的实验探究
实验类型
实验装置
注意事项
现象与结论
白磷燃烧
密闭锥形瓶
白磷自燃需热水加热,燃烧时气球膨胀冷却后恢复
反应前后天平平衡,证明质量守恒
铁与硫酸铜反应
敞口烧杯
无气体参与,可在敞口容器中进行
铁钉表面有红色固体析出,溶液颜色变浅,天平平衡
碳酸钠与盐酸反应
密闭容器
有气体生成,必须在密闭容器中进行
若敞口容器,生成CO₂逸出,天平不平衡
三、食品干燥剂、保鲜剂和充气包装的成分探究
常见干燥剂
主要成分
干燥原理
变质产物
成分探究方法
生石灰干燥剂
CaO
CaO+H2O==Ca(OH)2
CaCO3
加水放热(CaO),加盐酸有气泡(CaCO3)
硅胶干燥剂
SiO₂·xH₂O
物理吸附
无变质
吸水后变色(含CoCl2)
铁粉保鲜剂
Fe
2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2
Fe2O3·xH2O
加稀盐酸有气泡(Fe反应),溶液浅绿色
充气包装
N₂或CO₂
隔绝氧气
—
用燃着木条检验,木条熄灭证明充CO2或N2
四、实验探究物质的组成成分以及含量
测定方法
原理
计算依据
典型应用
气体法
反应生成气体,称量反应前后质量差
差量法
测定碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数
沉淀法
生成沉淀,过滤、干燥、称量沉淀质量
沉淀质量
测定溶液中硫酸根含量
灼烧法
样品灼烧前后质量差
差量法
测定结晶水含量
【易错提醒】
❗ 红磷测定氧气含量:不能用木炭、硫代替红磷(生成气体,压强变化不明显);不能用铁丝代替(铁丝在空气中不燃烧)。
❗ 质量守恒实验:碳酸钠与盐酸反应必须在密闭容器中进行,否则生成CO2逸出导致天平不平衡,但不能据此认为质量不守恒。
❗ 干燥剂探究:生石灰干燥剂久置后加水可能不发热(已完全变质),需结合加酸检验进一步判断。
技巧点拨
1.误差分析通用思路:先判断测量值(气体体积、沉淀质量、反应前后质量差)是偏大还是偏小,再分析导致该变化的操作原因。
2.定量计算步骤:写出化学方程式→找出已知量和未知量的关系→列比例式计算→回答问题。
3.质量守恒定律实验设计:有气体参与或生成的反应必须在密闭容器中进行;无气体参与或生成的反应可在敞口容器中进行。
4.干燥剂成分探究:利用CaO遇水放热、CaCO3遇酸产生气泡等特征性质进行检验。
考向02 证据推理与性质探究
要点梳理
一、物质除杂或净化的探究
除杂原则
不增(不引入新杂质)
不减(不消耗被保留物质)
易分(杂质转化为沉淀、气体等易于分离)
常见除杂方法
①气体除杂:通过洗气瓶(如CO₂中混有HCl,用饱和NaHCO3溶液);
②固体除杂:溶解过滤(如CaO中混有CaCO3,不能用水溶);
③液体除杂:加试剂生成沉淀过滤(如NaCl中混有Na₂SO₄,加BaCl2)
二、金属活动性的探究
探究方法
实验设计
结论
金属与酸反应
将金属放入稀盐酸(或稀硫酸)中,比较产生气泡的快慢
产生气泡越快,金属活动性越强
金属与盐溶液反应
将金属放入另一种金属的盐溶液中,观察是否置换出金属
能置换出金属,说明活动性更强
三种金属活动性顺序探究
①两端金属、中间盐溶液;
②中间金属、两端盐溶液
设计两种方案均可
三、蜡烛燃烧的实验探究
探究内容
实验操作
现象与结论
火焰分层
观察火焰
分三层,外焰温度最高
生成水
干冷烧杯罩在火焰上方
烧杯内壁有水雾,证明生成水
生成二氧化碳
内壁涂澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方
石灰水变浑浊,证明生成二氧化碳
白烟可燃
吹灭蜡烛,立即用燃着的木条点燃白烟
白烟燃烧,白烟是石蜡蒸气冷凝的固体小颗粒
四、探究酸碱的主要性质
性质
实验设计
现象
酸的通性
①与指示剂;
②与活泼金属;
③与金属氧化物;
④与碱;
⑤与某些盐
①石蕊变红;
②产生氢气;
③金属氧化物溶解;
④中和放热;
⑤产生气体或沉淀
碱的通性
①与指示剂;
②与酸;
③与非金属氧化物;
④与某些盐
①石蕊变蓝、酚酞变红;
②中和放热;
③CO2使石灰水变浑浊;
④产生沉淀
五、药品是否变质的探究(详见重难08)
探究内容
核心思路
是否变质
检验变质产物是否存在(如检验碳酸根)
变质程度
先除变质产物,再检验原物质是否存在
六、无明显现象的反应是否发生的探究(详见重难09)
证明方法
示例
指示剂法
向NaOH溶液中滴加酚酞,再滴加盐酸,红色褪去
生成物检验法
CO2与NaOH反应后,检验Na2CO3
压强变化法
CO2与NaOH反应,软塑料瓶变瘪
热量变化法
中和反应温度升高
七、未知化学反应产物的探究
探究思路
内容
根据元素组成推测
反应前后元素种类不变
根据质量守恒推测
计算反应前后质量差,推断可能产物
实验验证
设计实验检验推测产物是否真正存在
【易错提醒】
❗ 除杂时不能消耗被保留物质:如除去CO2中的HCl,不能用NaOH溶液(CO2也被吸收),应用饱和NaHCO3溶液。
❗ 金属活动性探究:不能将金属投入酸中比较产生气泡的快慢来证明活动性强弱,必须控制酸浓度、温度等条件相同。
❗ 蜡烛燃烧产物检验:干冷烧杯证明有水生成,澄清石灰水证明有CO2生成,但不能证明蜡烛中一定含有碳、氢元素(可能来自氧气)。
❗ 药品变质探究:检验变质程度时,除杂试剂必须中性且不引入新干扰,如不能用Ca(OH)2除Na2CO3(引入OH⁻)。
技巧点拨
1.除杂试剂选择口诀:“气体除杂用洗气,固体除杂用溶解,液体除杂加试剂,沉淀过滤分得清”。
2.金属活动性探究方案设计:验证三种金属活动性顺序,可选用“两端金属、中间盐溶液”或“中间金属、两端盐溶液”两种方案。
3.变质探究通用思路:是否变质——检验变质产物;变质程度——先除变质产物,再检验原物质。
4.无明显现象反应证明方法:从指示剂、生成物、压强、热量四个角度设计验证方案。
考向03 变量控制与对比思维
要点梳理
一、探究金属锈蚀的条件
实验编号
条件
现象
结论
①
铁钉+干燥空气(有干燥剂)
不生锈
生锈需要水
②
铁钉+煮沸后冷却的水(油封)
不生锈
生锈需要氧气
③
铁钉+自来水(同时接触空气和水)
生锈
生锈需要氧气和水同时存在
控制变量
对比①③可知水的作用,对比②③可知氧气的作用
二、燃烧的条件与灭火原理探究
实验编号
条件
现象
结论
①
铜片上白磷(空气,温度达到着火点)
燃烧
燃烧需要可燃物、氧气、温度达着火点
②
铜片上红磷(空气,温度未达着火点)
不燃烧
燃烧需要温度需达到着火点
③
水中白磷(氧气不足,温度达着火点)
不燃烧
燃烧需要氧气
④
向水中白磷通入氧气
燃烧
三者缺一不可
三、影响化学反应速率的因素探究
影响因素
对比实验设计
现象对比
结论
反应物浓度
不同浓度过氧化氢溶液加等量MnO2
浓度大的产生气泡快
浓度越大,反应速率越快
反应物接触面积
等质量块状大理石和粉末状大理石分别与等量稀盐酸反应
粉末状产生气泡快
接触面积越大,反应速率越快
温度
等量过氧化氢溶液(常温与加热)加等量MnO₂
加热时产生气泡快
温度越高,反应速率越快
催化剂
过氧化氢溶液加与不加MnO₂对比
加MnO₂产生气泡快
催化剂加快反应速率
四、实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素
探究内容
变量控制
设计思路
铁生锈条件
水、氧气
三组对比:有氧无水、有水无氧、有氧有水
燃烧条件
氧气、着火点
三组对比:有氧不达着火点、无氧达着火点、有氧达着火点
溶质溶解快慢
温度、搅拌、颗粒大小
单一变量,其他条件相同
五、催化剂效率探究
探究内容
实验设计
评价指标
不同催化剂效率比较
等量过氧化氢溶液,加入等质量不同催化剂
比较产生气泡快慢或收集等体积气体所需时间
催化剂用量影响
等量过氧化氢溶液,加入不同质量同种催化剂
比较反应速率,探究最佳用量
催化剂质量是否改变
反应前后称量催化剂质量
质量不变,证明是催化剂
【易错提醒】
❗ 对比实验组数不足:探究燃烧条件至少需3组实验(氧气、着火点、同时具备),只做2组无法完整证明。
❗ 结论表述不严谨:如“铁生锈需要水和氧气”必须同时存在,缺一不可。
❗ 催化剂实验设计遗漏:证明某物质是催化剂,不能只证明能加快反应速率,还需证明反应前后质量和化学性质不变。
❗ 变量混淆:探究温度对反应速率的影响时,应保持浓度、接触面积等其他条件相同,否则无法确定温度的作用。
技巧点拨
1.对比实验设计核心:控制单一变量。明确自变量(要探究的因素)和因变量(观察的现象),其他条件完全相同。
2.变量识别方法:对比两组实验,找出唯一不同的条件,该条件即为自变量。
3.结论表述规范:“当其他条件相同时,自变量如何变化,因变量如何变化”。
4.多因素探究:若探究多个因素,需设计多组实验,每个因素单独对比。
5.催化剂探究:需证明三点——改变反应速率、反应前后质量不变、化学性质不变。
重●难●提●分●必●刷
考向01 变量控制与对比思维
1.(25-26八年级上·山东德州·期末)空气是一种宝贵的自然资源,空气中氧气含量的测定实验经历了漫长的历史过程。请回答下列问题。
【史料研究】
(1)法国科学家拉瓦锡将少量的汞(Hg)放在密闭容器(如图1)中连续加热12天,结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色的粉末【氧化汞(HgO)】,同时容器里空气的体积减少了,剩余气体主要是________。拉瓦锡又将红色粉末收集,加强热分解,得到汞(Hg)和氧气(O2),且氧气体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的气体中,结果所得气体的性质与空气的完全一样,通过实验和分析,可以得出的结论是________________。通过实验,还可以粗略测定空气中氧气含量。
【设计实验】
(2)仿照拉瓦锡的实验原理,可用图2装置测定空气中氧气的含量:利用红磷燃烧消耗氧气,发生反应的符号表达式为________________,待红磷熄灭并冷却到室温后,打开弹簧夹,观察到____________,瓶内液面上升的体积就是空气中所含氧气的体积。
【模型建构】测量混合气体中某成分的含量,可采用如下模型:
(3)从模型建构的角度分析,图2实验烧杯中水所起的作用归属于上述思维模型中的_________。
【生活应用】
(4)当含氧量在15%~19.5%时人会出现注意力不集中、疲乏等轻微不适。目前,人们对空气组成的测定越来越精确。用(便携式数字化测氧仪)测定某房间空气中氧气含量为18.5%,请写出一条应对措施___________。
【科学研制】
(5)科学家研制的“人造空气”可供航天员呼吸。“人造空气”中氮气的体积分数约为70%,比地球空气中氮气的体积分数_____(填“大”或“小”)。
【工业生产】如下图为工业制取氧气的部分流程示意图,请根据图示回答相关问题:
(6)液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气,原理是利用氮气和氧气的沸点不同而将氮气和氧气分离,该过程属于_______(填“物理变化”或“化学变化”)。
【答案】(1) 氮气(或N2) 空气由氮气和氧气组成
(2) 烧杯中的水倒吸进集气瓶中,液面上升约占瓶内原有水面上方空间的
(3)间接测定消耗气体体积
(4)开窗通风
(5)小
(6)物理变化
【解析】(1)拉瓦锡实验中,密闭容器里的氧气和汞反应,剩余的气体主要是氮气(或N2),这是因为氮气化学性质稳定,不易与汞发生反应。 实验中,汞和氧气反应生成氧化汞,氧化汞分解又得到汞和氧气,且氧气体积等于容器中减少的气体体积,将氧气加入剩余气体后性质与空气完全一致,由此得出结论:空气是由氧气和氮气组成的,其中氧气约占空气总体积的。
(2)红磷燃烧消耗氧气生成五氧化二磷,发生反应的符号表达式为,待红磷熄灭并冷却到室温后,打开弹簧夹,观察到烧杯中的水倒吸进集气瓶中,液面上升约占瓶内原有水面上方空间的,瓶内液面上升的体积就是空气中所含氧气的体积。
(3)从模型建构的角度分析,图2实验烧杯中水所起的作用归属于上述思维模型中的间接测定消耗气体体积。
(4)用(便携式数字化测氧仪)测定某房间空气中氧气含量为18.5%,氧气浓度变低,可以开窗通风(合理即可)
(5)“人造空气”中氮气的体积分数约为70%,比地球空气中氮气的体积分数(78%)小。
(6)液态空气在空气分馏塔中蒸发可分离出氧气和氮气,原理是利用氮气和氧气的沸点不同而将氮气和氧气分离,该过程没有新物质生成,属于物理变化。
2.(25-26九年级上·广东广州·期末)某小组尝试用燃烧实验验证质量守恒定律。
(1)用图1装置进行实验,观察到电子天平读数___________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)对实验进行改进(图2),并使用O2和CO2传感器测定气体成分变化。
①蜡烛熄灭后,能观察到杯子上方出现炭黑,内壁有水雾产生,说明蜡烛中一定含有___________元素。
②根据实验数据、现象分析,反应体系内的___________(填选项,下同)质量减少,___________质量增加,电子天平读数保持不变,可验证质量守恒定律成立。
A.N2 B.O2 C.CO2 D.H2O E.蜡烛 F.炭黑
(3)另两位同学用镁条燃烧实验验证质量守恒定律,操作如下。
i:取一根用砂纸打磨后的镁条和陶土网,用电子天平称量总质量为m1.
ii:在陶土网上方点燃镁条,待镁条燃烧结束后,将燃烧后所得固体与陶土网一起称量,记录质量为m2。
iii:比较反应前后的数据,发现m1=m2。
①镁条燃烧的化学方程式为___________。
②镁条燃烧时的现象为___________,同时产生大量白烟。
③通过数据“m1=m2”,___________(填写“能”或“不能”)说明质量守恒定律是成立的,理由是___________。
(4)实验结论:只有完整的测量参加化学反应的各物质质量总和与___________,再通过比较两个数值的大小,才能验证质量守恒定律。
【答案】(1)减小
(2) 碳、氢/C、H B、E C、D、F
(3) 发出耀眼的白光,生成白色固体,放出大量的热 不能 镁条燃烧时,参加反应的氧气的质量没有被称量,同时反应过程中产生大量白烟(氧化镁固体小颗粒)逸散到空气中,导致无法准确测量全部生成物的质量
(4)反应后生成的各物质质量总和
【解析】(1)蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,散失到空气中,根据质量守恒定律,反应前蜡烛和氧气的总质量等于反应后生成的二氧化碳、水以及剩余蜡烛的质量之和,但由于生成的二氧化碳和水逸出,所以用图 1 装置进行实验,观察到电子天平读数减小 ;
(2)①蜡烛熄灭后,杯子上方出现炭黑(含碳元素),内壁有水雾产生(说明有水生成,水由氢、氧元素组成),根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,说明蜡烛中一定含有碳(C)、氢(H)元素;
②蜡烛燃烧消耗氧气,生成二氧化碳和水,同时生成炭黑,所以反应体系内的O2、蜡烛质量减少,CO2、H2O、炭黑质量增加,电子天平读数保持不变,可验证质量守恒定律成立。答案依次为:B、E;C、D、F;
(3)①镁条燃烧生成氧化镁,化学方程式为;
②镁条燃烧时的现象为发出耀眼的白光,生成白色固体,放出大量的热,同时产生大量白烟。
③通过数据 “m1=m2”,不能说明质量守恒定律是成立的。理由是镁条燃烧时,参加反应的氧气的质量没有被称量,同时反应过程中产生大量白烟(氧化镁固体小颗粒)逸散到空气中,导致无法准确测量全部生成物的质量,所以不能仅根据m1=m2来验证质量守恒定律;
(4)只有完整的测量参加化学反应的各物质质量总和与反应后生成的各物质质量总和,再通过比较两个数值的大小,才能验证质量守恒定律。
3.(25-26九年级上·福建漳州·期末)某兴趣组开展了“护航锦鲤”跨学科实践活动。
任务1:认识锦鲤运输袋
资料卡片:根据规定,锦鲤运输袋中的空气占比为:氧气>23%,二氧化碳约为2.5%~5%,水蒸气约为50%~80%,相对湿度介于60%~90%之间。
(1)锦鲤运输袋中氧气占比需>23%,这是因为锦鲤呼吸会消耗氧气。体现了氧气___________的化学性质。
(2)锦鲤运输袋中二氧化碳占比约为2.5%~5%,这是因为锦鲤呼吸会产生___________,与水反应会生成___________,从而导致水质酸化不利于锦鲤生存。
任务2:测定锦鲤运输袋中氧气含量
收集锦鲤运输袋中的气体于集气瓶中,进行如图所示的实验,回答下列问题:
(3)铁生锈需要___________和___________同时存在。
(4)反应结束后打开止水夹,观察到___________。
(5)预测:实验中加入食盐水的目的是为了___________反应速率。
任务3:控制锦鲤运输袋中氧气和二氧化碳的含量
资料:过氧化钙(CaO2)是长途运输首选增氧剂,与水反应生成氧气和氢氧化钙。
(6)过氧化钙与水反应的化学方程式:___________。
(7)在锦鲤运输袋中加入适量的CaO2,可以减少二氧化碳含量,又不危害鲤鱼的生存。其原因是___________。
(8)生物法:在锦鲤运输袋中加入___________(填一种水生植物),既可以产生氧气,又可以吸收二氧化碳。
【答案】(1)能供给呼吸
(2) 二氧化碳(或) 碳酸(或)
(3) 氧气(或空气) 水(或水蒸气)
(4)水倒吸入集气瓶中,且进入水的体积大于集气瓶容积的
(5)加快
(6)
(7)生成的氢氧化钙能吸收二氧化碳,且微溶于水,碱性较弱
(8)水草(或金鱼藻等水生植物)
【解析】(1)氧气可以供给呼吸,生物呼吸消耗氧气,因此体现氧气供给呼吸的化学性质。
(2)生物呼吸作用的产物是二氧化碳,二氧化碳可与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,会导致水质酸化。
(3)铁生锈的条件是铁同时接触氧气和水,二者缺一不可。
(4)该实验利用铁生锈消耗瓶内氧气,瓶内压强减小,打开止水夹后水倒吸;题目中已知袋内氧气占比大于23%,高于空气中氧气的21%,因此进入瓶内水的体积大于集气瓶容积的。
(5)食盐(氯化钠)溶液可以加快铁的锈蚀速率,缩短实验时间。
(6)根据题干信息,反应物为过氧化钙和水,生成物为氢氧化钙和氧气,据此可以写出化学方程式:。
(7)过氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙是碱,可以和二氧化碳反应,从而吸收袋内多余的二氧化碳,同时反应本身生成氧气,补充锦鲤呼吸消耗的氧气,产物对锦鲤无害。
(8)水生植物可通过光合作用吸收二氧化碳、释放氧气,常见符合要求的水生植物有金鱼藻、水草等。
4.(2026·江苏徐州·一模)某校化学兴趣小组利用鸡蛋进行了如下自主学习。
【鸡蛋的作用】
(1)鸡蛋作为食品,可提供的最主要营养物质是___________。
(2)据《全国中草药汇编》中记载:鸡蛋壳能够治疗“小儿软骨病”。儿童易患软骨病是因为缺钙。可推知鸡蛋壳中含有______元素。
【鸡蛋和碱】
(3)鸡蛋会通过鸡蛋壳表面的气孔排出呼吸产生的CO2。细菌通过气孔进入鸡蛋内部,会导致其变质。人们曾采用将鸡蛋浸在石灰水中的方法来保持鸡蛋新鲜。请从物质转化及性质的角度解释此方法保存鸡蛋的原理:___________。
【鸡蛋和酸】
(4)如图。甲组同学将稀盐酸倒入盛有一枚新鲜鸡蛋的烧杯中。观察到鸡蛋表面产生大量气泡。该气体能使澄清石灰水变浑浊。说明生成的气体是______。推断鸡蛋壳中含碳酸钙。
(5)乙组同学改用足量稀硫酸进行实验。观察到鸡蛋表面产生少量气泡后反应停止。查阅资料得知硫酸钙微溶于水,且在稀硫酸中几乎不溶。据此解释反应停止的原因是____________。
(6)丙组同学欲通过鸡蛋在溶液中的沉浮确定鸡蛋的密度,查阅硫酸溶液的质量分数和相对密度的对应关系如下表。
质量分数/%
6
8
10
12
14
相对密度/g·cm-3
1.0404
1.0541
1.068
1.0821
1.0966
将乙组同学使用后的鸡蛋取出置于盛有200g质量分数为15%的硫酸溶液的烧杯中。观察到鸡蛋未完全浸没,且无气泡产生。向其中加入蒸馏水,鸡蛋逐渐下沉。当加入100g蒸馏水时,发现该鸡蛋可以在溶液中任意位置悬浮。你判断此时该鸡蛋的平均密度为____g·cm-3。
(7)同学们完成“鸡蛋和酸”的自主学习后,利用一种常用化学试剂确定了实验后的废液呈酸性。该药品可以是_________。
【鸡蛋壳中的盐】
(8)丁组同学欲测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量。称取10.0g鸡蛋壳样品,保留碳酸钙并除去其它能和盐酸反应的物质后,向其中加入足量的稀盐酸,测定出反应生成了3.3g气体。计算该鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
【总结与交流】
应用化学核心知识,自主调用多个学科相关知识去解决问题。
【答案】(1)蛋白质
(2)Ca/钙
(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,附着在鸡蛋壳表面,堵塞气孔,阻止细菌进入
(4)二氧化碳/CO2
(5)反应生成的硫酸钙覆盖在鸡蛋壳表面,阻止稀硫酸与鸡蛋壳进一步接触
(6)1.068
(7)紫色石蕊试液(或锌粒)
(8)解:测定出反应生成了3.3g二氧化碳气体
设鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量为x
x=7.5g
则鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为:
答:鸡蛋壳样品中碳酸钙的质量分数为75%。
【解析】(1)鸡蛋作为常见食品,可提供的营养物质之一是蛋白质;
(2)儿童易患软骨病是因为缺钙,鸡蛋能治疗“小儿软骨病”,由此可知鸡蛋壳中含有钙元素;
(3)二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,生成的碳酸钙沉淀会附着在鸡蛋壳表面,堵塞气孔,阻止细菌进入鸡蛋内部,从而起到保鲜的作用;
(4)甲组同学将稀盐酸倒入盛有一枚新鲜鸡蛋的烧杯中,观察到鸡蛋表面产生大量气泡,该气体能使澄清石灰水变浑浊,说明生成的气体是二氧化碳,推断鸡蛋壳中含碳酸钙;
(5)鸡蛋壳(主要成分碳酸钙)与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳。由于硫酸钙微溶于水,且在稀硫酸中几乎不溶,所以反应生成的硫酸钙会覆盖在鸡蛋壳表面,阻止稀硫酸与鸡蛋壳进一步接触,从而使反应停止;
(6)鸡蛋在加入100g蒸馏水后的硫酸溶液中可以悬浮,根据物体的浮沉条件,悬浮时物体的密度等于液体的密度,此时溶液的质量为200g+100g=300g,原来硫酸溶液中溶质硫酸的质量为200g×15%=30g,加入蒸馏水后溶液中硫酸的质量分数为: ,查阅硫酸溶液的质量分数和相对密度的对应关系表可知,此时溶液的密度为1.068g·cm-3,所以鸡蛋的密度为1.068g·cm-3;
(7)可以用紫色石蕊试液检验溶液是否呈酸性,若溶液呈酸性,紫色石蕊试液会变红;也可以用锌粒,若有气泡产生则溶液呈酸性;
(8)见答案。
考向02 变量控制与对比思维
5.(25-26九年级上·山东济南·期末)如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器,欲利用其进行下列化学实验。
(1)以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体,按照要求设计实验装置、连接仪器,并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为___________(从左到右填写仪器序号字母)(提示:挥发出少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)。
②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为___________。
③可用石灰水检验气体二氧化碳,相关化学方程式为___________,此反应后溶液的pH会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”之一)。
(2)小华同学欲用CO气体(含少量CO2和水蒸气)进行实验,探究某氧化铁样品(少量杂质为铁粉)Fe2O3的质量分数,所选仪器按“CO(含少量CO2和水蒸气)→B→E→C→G”的顺序连接,并检验装置气密性。先通入CO气体(含少量水蒸气),然后加热,观察现象,有关实验数据如下表所示。(设反应生成的气体全部被C吸收)
测量项目
E中玻璃管内固体质量
C的质量
反应前质量
16g
200g
反应后质量
12.4g
211g
①上述实验装置中,E处的现象___________,G的作用是___________。
②该氧化铁样品中含氧化铁的质量分数为___________(精确到0.1%)。
③若用消耗的一氧化碳计算氧化铁的质量分数结果将___________(填“偏大”、“偏小”、“基本一致”之一)。
【答案】(1) ADBF 变小
(2) 红棕色固体逐渐变黑 点燃尾气,防止其污染空气 75.0% 偏大
【解析】(1)①以石灰石和稀盐酸为原料制备二氧化碳,属于固液不加热反应,选择的发生装置为A,盐酸具有挥发性,会使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体,挥发出少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收,浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳不反应,可用浓硫酸干燥二氧化碳,且应先除杂后干燥,二氧化碳能溶于水,密度比空气大,只能采用向上排空气法收集,选择的收集装置为F,故所选仪器的连接顺序为ADBF;故填:ADBF。
②石灰石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为;故填:。
③二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,能使澄清石灰水变浑浊,故可用澄清石灰水检验二氧化碳,该反应的化学方程式为;氢氧化钙溶液呈碱性,随着反应的进行,溶液碱性逐渐减弱,因此反应后溶液的pH会变小;故填:;变小。
(2)①一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,可观察到E中红棕色固体逐渐变黑;一氧化碳有毒,未反应的一氧化碳散逸到空气中,会污染空气,故G的作用是:点燃尾气,防止其污染空气;故填:红棕色固体逐渐变黑;点燃尾气,防止其污染空气。
②C装置的作用是吸收反应生成的二氧化碳,由于一氧化碳中本身含有少量二氧化碳,该二氧化碳也能被C装置吸收,若通过C装置反应前后的质量差得出的二氧化碳的质量将会偏大,故应根据E中反应前后的质量差测定氧化铁的纯度,设该氧化铁样品中含氧化铁的质量为x。
氧化铁样品中含氧化铁的质量分数为;故填:75.0%。
③C装置的作用是吸收反应生成的二氧化碳,由于一氧化碳中本身含有少量二氧化碳,该二氧化碳也能被C装置吸收,若通过C装置反应前后的质量差得出的二氧化碳的质量将会偏大;故填:偏大。
6.(2026·甘肃平凉·一模)金属资源在生产、生活中应用十分广泛。化学社团的同学们在老师的指导下对金属活动性及铁的锈蚀条件及影响因素进行了探究。
活动一:探究金属的活动性
【实验探究】同学们将打磨过的粗细和长短均相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插入等体积、等浓度的稀硫酸中,观察现象。
(1)下面是实验记录表,请完成表中空白。
实验操作
实验现象
缓慢产生少量气泡,溶液变为___________色
快速产生大量气泡
无现象
【实验结论】
(2)分析上述现象,得出三种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。
【反思改进】有同学提出利用金属和盐溶液反应也可以验证这三种金属的活动性顺序。于是大家做了如图实验。
(3)乙中发生反应的化学方程式是___________,实验现象是___________,反应类型是___________(填基本反应类型)。有同学思考后认为___________(填“甲”“乙”或“丙”)实验是多余的,不需要进行该实验也能验证出三种金属的活动性顺序。
活动二:探究铁锈蚀的条件及影响因素
任务一 为探究铁生锈的条件,社团同学设计了如图实验:
(4)通过对比实验___________(填序号)可知,铁生锈需要与氧气接触。综合分析,得出了铁钉生锈的条件。
任务二 探究食盐水对钢铁腐蚀快慢的影响
【实验】用如图2装置进行实验,锥形瓶中放生铁粉末,滴管中预先加入3 mL不同浓度的食盐水,并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度,数据如表所示:
实验组
实验①
实验②
实验③
实验④
生铁粉末质量
3.5 g
3.5 g
X
3.5 g
食盐水浓度
4%
8%
16%
24%
3 min时瓶内氧气浓度
18.96%
18.56%
18.28%
17.99%
【实验分析】
(5)实验③中X=___________。该实验探究的是食盐水浓度对钢铁腐蚀快慢的影响,其实验结论是___________。
【答案】(1)浅绿
(2)Al>Fe>Cu
(3) 铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 置换反应 甲
(4)AB
(5) 3.5g 其他条件相同时,食盐水浓度越大,铁的锈蚀速率越快
【解析】(1)铁与稀硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁,硫酸亚铁溶液呈浅绿色,所以铁丝插入稀硫酸中,缓慢产生少量气泡,溶液变为浅绿色;
(2)铝丝与稀硫酸反应快速产生大量气泡,铁丝与稀硫酸反应缓慢产生少量气泡,铜丝无现象,说明铝与稀硫酸反应最剧烈,铁次之,铜不与稀硫酸反应,所以三种金属的活动性由强到弱的顺序是Al>Fe>Cu;
(3)乙实验中铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为,实验现象为铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,该反应符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于基本反应类型中的置换反应;
甲实验中铝能置换出铜,说明铝比铜活泼;乙实验中铁能置换出铜,说明铁比铜活泼;丙实验中铝能置换出铁,说明铝比铁活泼,则利用乙、丙实验即可证明活动性顺序Al>Fe>Cu,因此甲实验是多余的;
(4)A实验中铁钉同时与氧气、水接触,生锈;B实验中铁钉只与水接触,不生锈,则对比实验AB说明铁生锈需要与氧气接触;
(5)分析表格可知,四组实验中所用食盐水的浓度不同,相同时间内消耗的氧气的量不同,故该实验探究的是食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响,根据控制变量唯一的原则,除食盐水浓度不同外,其他条件应相同,则实验③中X=3.5g;
根据表格可知,食盐水浓度越大,相同时间内消耗的氧气越多,表明钢铁锈蚀速率越快,由此可得出结论:其他条件相同时,食盐水浓度越大,铁的锈蚀速率越快。
7.(25-26九年级上·山东聊城·期末)化学小组从定量的角度对NaOH溶液与不同物质的反应进行了探究。
I.酸碱度视角
25℃时,利用图1装置测定NaOH溶液与稀盐酸反应过程中pH的变化,测定结果如图2所示。
(1)该反应的微观实质是_______。
(2)关于此反应,下列说法正确的是_______。(可多选)
A.图1烧杯中预先盛装的溶液是氢氧化钠溶液
B.图2中a点所示溶液中的溶质是NaCl和NaOH
C.图2中b点时的溶液能使石蕊试液变红
D.图2中c点含有的和的数目相等
II.能量视角
(3)利用传感器测定NaOH溶液与反应过程中温度的变化,测定结果如图3所示,水为对照组。由图3可知,NaOH与的反应属于___________(选填“放热反应”或“吸热反应”)。该反应的化学方程式为_____________。
III.压强视角
【提出问题】如何通过气体压强变化认识NaOH溶液与的反应?
【查阅资料】
①可以通过反应物的减少或生成物的增加判断反应的发生情况。
②影响密闭体系内气体压强的因素有气体分子数、气体所占体积和温度。
【实施实验】利用气密性良好的图4装置进行实验。打开传感器,待压强平稳后将水匀速注入充满的集气瓶中,压强稳定后再匀速注入等体积的氢氧化钠溶液。测得气体压强变化如图5所示。
【分析解释数据】
(4)对比a点、b点及_______点压强的大小,可证明NaOH与发生了反应。
(5)结合变化过程,解释b点到c点压强先上升的原因:_______。
【实践应用】
(6)通过以上验证,说明氢氧化钠能与二氧化碳反应。为检测一瓶久置的氢氧化钠固体有没有变质,同学们进行了如下两组实验,请将表格中的内容补充完整。
组别
步骤
现象
结论
A组
取少量固体配制成溶液,向溶液中加入过量稀盐酸
①_______
氢氧化钠固体已经变质
B组
取少量固体配制成溶液,向溶液中加入适量②_______(与A中试剂不同类别)
有白色沉淀产生
氢氧化钠固体已经变质
两组实验都是从验证生成物产生的角度来判断反应的发生。
【答案】(1)氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
(2)AB
(3) 放热反应
(4)d
(5)注入氢氧化钠溶液,气体所占体积减小,压强增大,同时该反应放热,温度升高,气体受热膨胀,压强也随之增大(合理即可)
(6) 有气泡产生 氯化钙溶液(合理即可)
【解析】(1)氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,该反应的微观实质是:氢离子和氢氧根离子结合生成水分子;
(2)A、由图2可知,一开始pH大于7,随着反应的进行,pH逐渐减小至小于7,故该实验是将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,则图1烧杯中预先盛装的溶液是氢氧化钠溶液,符合题意;
B、a点时pH大于7,此时氢氧化钠还未完全反应,氢氧化钠与稀盐酸反应生成了氯化钠和水,故此时溶液中的溶质是:NaCl和NaOH,符合题意;
C、b点时pH=7,此时溶液显中性,不能使紫色石蕊试液变色,不符合题意;
D、c点时pH小于7,此时稀盐酸过量,溶液中的溶质为氯化钠和氯化氢,溶液中含有的数目大于,不符合题意。
故选AB;
(3)由图可知,氢氧化钠与二氧化碳反应的过程中温度升高,说明该反应属于放热反应;
二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:;
(4)对比 a 点、b 点及 d点压强的大小。a 点是开始的压强,b 点是水注入后稳定的压强,d点是 NaOH 溶液注入后的压强,d 点压强比 b 点小很多,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;
(5)b点到c点压强先上升的原因:注入氢氧化钠溶液,气体所占体积减小,压强增大,同时该反应放热,温度升高,气体受热膨胀,压强也随之增大;
(6)A组:氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故取少量固体配制成溶液,向溶液中加入过量稀盐酸,有气泡产生,说明含碳酸钠,说明氢氧化钠已经变质;
B组:氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,故取少量固体配制成溶液,向溶液中加入适量氯化钙溶液,有白色沉淀产生,说明含碳酸钠,说明氢氧化钠已经变质。
8.(25-26九年级下·辽宁锦州·开学考试)着我国“资源节约型”与“环境友好型”城市的建设,城市垃圾的处理成为了一项重要工程。同学们在老师的组织下,带着极大的兴趣对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等展开了项目化学习。
任务一:了解垃圾分类的意义
(1)垃圾的综合化分类可实现金属、塑料和纸屑等资源的再利用。学会识图分拣垃圾:塑料瓶应投入的垃圾箱是______(填字母序号)。
A. B. C. D.
任务二:学习垃圾分类处理的方法
【参观学习】小组同学在技术人员的指导下,了解到垃圾回收处理的过程如图:
【小组交流】
(2)垃圾筛分时,可根据______区别铜和铝。
任务三:探究垃圾焚烧产生的气体成分
【提出问题】垃圾焚烧产生的气体中是否含有SO2、CO、CO2?
【查阅资料】①SO2能使红色的品红溶液褪色;
②紫红色酸性高锰酸钾溶液可与SO2反应而褪色;
③SO2也能使澄清石灰水变浑浊;
④CO能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝。
【进行实验】
(3)设计实验方案,探究垃圾焚烧产生的气体成分。
实验步骤
实验现象
实验结论
①将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中
红色褪去
含有______。
②将湿润的黄色氯化钯试纸放入装有除尘后的气体的集气瓶中
______
含有CO。
③将除尘后的气体先通过图1装置后,再通入盛有______的试管中
溶液变浑浊
含有CO2。
【反思评价】
(4)步骤③中,足量高锰酸钾溶液的作用是______。
(5)小组同学用图2装置测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如下图所示,时间段内CO体积分数出现异常的原因是__________。
【实验反思】
(6)垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体,还会增加二氧化碳的排放,加剧海洋酸化;同时垃圾焚烧需要辅助燃料,成本较高。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,其主要流程如图所示。
下列有关说法错误的是______。
A.流程中“净化装置”的作用是除去烟尘和有害气体
B.“其它气体”的主要成分为O2
C.进入海洋,使海洋酸化,发生的反应为
D.使用P2G技术的优点是二氧化碳转化为甲烷,被重复利用,节约资源
任务四:设计垃圾分类回收的宣传活动
成果分享:同学们通过各种方式,学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中,同学们还提出了许多合理化的建议。
(7)为了强化垃圾分类处理意识,让更多的人了解并执行分类措施,你还能提出的一条有价值的建议是____________。
【答案】(1)A
(2)颜色
(3) SO2/二氧化硫 湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色 澄清石灰水
(4)完全除去SO2
(5)氧气不足,燃烧不充分,导致CO增多
(6)B
(7)制作垃圾分类宣传海报/推行垃圾分类教育等(合理即可)
【解析】(1)塑料瓶可回收再利用,属于可回收垃圾,应投入可回收物垃圾箱中;故选A。
(2)铜(紫红色)和铝(银白色)的颜色不同,因此垃圾筛分时,可根据颜色区分铜和铝;故填:颜色。
(3)①根据题目中的信息,SO2能使红色的品红溶液褪色,常用于检验SO2,将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中,红色褪去,说明含有SO2;故填:SO2或二氧化硫。
②根据结论含有一氧化碳,CO能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝,将湿润的黄色氯化钯试纸放入装有除尘后的气体的集气瓶中,可观察到湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色;故填:湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
③根据结论含有二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,将除尘后的气体先通过图1装置后,除去SO2,再通入盛有澄清石灰水的试管中,会观察到澄清石灰水变浑浊;故填:澄清石灰水。
(4)根据题目中的信息,紫红色酸性高锰酸钾溶液可与SO2反应而褪色,常用于除去SO2;因此步骤③中,足量高锰酸钾溶液的作用是完全除去SO2,防止对二氧化碳检验形成干扰;故填:完全除去SO2。
(5)由图2可知,时间段内,一氧化碳体积分数出现异常,可能是因为氧气不足,燃烧不充分,导致CO增多;故填:氧气不足,燃烧不充分,导致CO增多。
(6)A、流程中“净化装置”的作用是除去烟尘和有害气体,故选项说法正确。
B、焚烧过程中氧气被消耗,“其它气体”的主要成分为氮气,故选项说法不正确。
C、CO2进入海洋,使海洋酸化,是因为二氧化碳与水反应生成碳酸,其反应的化学方程式为,故选项说法正确。
D、使用P2G技术的优点是二氧化碳转化为甲烷,被重复利用,节约资源,故选项说法正确。
故选B。
(7)强化垃圾分类处理意识,让更多的人了解并执行分类措施,具有的建议有制作垃圾分类宣传海报或推行垃圾分类教育等;故填:制作垃圾分类宣传海报或推行垃圾分类教育等(合理即可)。
考向03 变量控制与对比思维
9.(湖北孝感市高新区三校2025-2026学年九年级下学期开学化学收心练习)实验中学化学兴趣小组开展了“家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动,同学们从燃烧的发生与调控、家用燃料的变迁以及对未来燃料的展望等方面展开了项目化学习之旅。请你一起参与他们的探究。
任务一:探究燃烧发生的条件
【进行实验】甲组同学做了如图两组实验:
(1)实验一的现象说明燃烧的发生需要有___________。
(2)实验二中,红磷没有燃烧的原因是___________。
【实验结论】通过上述实验,同学们得出了燃烧发生所需的条件,
任务二:探究燃烧的调控方式和原理
【提出问题】生活中调控燃烧的方式与原理有哪些?
【调查研究】
(3)乙组同学收集到以下几种调控燃烧的事例,请你和他们一起探究,并完成下表:
调控方式
用鼓风机给煤炉火送风
转动打火机出气调节阀
汽车气缸工作时汽油以雾状喷出
调控原理
___________
调节燃料的量
增大反应物的接触面积,使燃烧更充分
【迁移应用】
(4)调查中还发现小明家的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。根据探究所得,他们给出调节建议:使用时,将燃气灶的进风口___________(选填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
任务三:探究家用燃料的变迁
【调查研究】同学们通过走访与调查,了解到当地燃料的变迁主要经历了木材→煤→煤气→天然气等几个阶段,
【资料汇总】
燃料
调控
主要成分
热值
木材
需频繁添加木材
碳、氢、氧等元素
2500~3000大卡/kg
煤
需提前点燃,过程复杂
碳、氢、硫、氮等元素
5500大卡/kg
煤气
随用随开
一氧化碳和氢气
3800~5700大卡
天然气
随用随开
甲烷
8000~9000大卡
【交流讨论】
(5)根据上表可以推出家用煤气或天然气代替其他燃料的原因是___________(写一点)。
任务四:展望未来燃料
(6)通过上述探究,同学们知道了开发利用更清洁的可再生燃料是今后发展的方向,请你举一种:___________。
【答案】(1)可燃物
(2)温度没有达到红磷的着火点
(3)增大氧气的浓度,使燃烧更充分
(4)调大
(5)单位体积热值高(合理即可)
(6)氢气(合理即可)
【解析】(1)实验一中,蘸酒精的棉花能燃烧,蘸水的棉花不能燃烧。酒精是可燃物,水不是可燃物,说明燃烧的发生需要有可燃物。
(2)实验二中,热水温度为80℃,白磷的着火点约40℃,红磷的着火点约240℃。红磷虽然与氧气接触,但温度没有达到红磷的着火点,所以红磷没有燃烧。
(3)调控原理是增大氧气(或空气)的浓度,使燃烧更充分。
(4)燃气灶火焰发黄、锅底发黑,是因为燃气燃烧不充分,氧气不足。需要调大进风口,增加氧气供给,使燃气充分燃烧。
(5)煤气和天然气作为气体燃料,其单位体积热值较高,或者与同质量的木材和煤进行比较时,其热值优势。或将解析修改为“煤气、天然气的热值(单位体积释放的热量)远高于木材和煤,燃烧效率更高,更节能。同时,煤气和天然气使用方便,污染较少。
(6)符合 “清洁、可再生” 要求的燃料有很多,例如:氢气(燃烧产物只有水,无污染)、太阳能等。
10.(2026·山西运城·一模)食品保鲜不仅关乎餐桌上的新鲜美味,更是食品安全与健康的重要保障。从冷藏保鲜到延长保质期技术,食品保鲜技术无形中守护着消费者的饮食安全。同学们针对食品保鲜的保鲜方法、保鲜原理等产生兴趣,开启了项目化学习之旅。
任务一:了解保鲜方法及原理
【市场调研】沁州黄小米采用充氮保鲜技术,平遥牛肉采用真空包装,太谷饼包装袋内放入了脱氧剂。
【小组交流】
(1)沁州黄小米采用充氮保鲜技术,是利用了氮气的性质:_____。
(2)三种保鲜方法的共同原理都是_____。
任务二:探究脱氧剂发热原因
有同学发现,在触摸脱氧剂包装袋时有发热现象。
【提出问题】脱氧剂为什么能发热?
【查阅资料】铁系脱氧剂主要成分是铁粉、活性炭、水、食用盐等。
【作出猜想】脱氧剂放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
【进行实验】
(3)填表:
实验步骤
实验操作
实验现象
解释或结论
步骤1
取A、B两袋脱氧剂,A袋打开;B袋不打开。将两袋样品放置在同样的环境中
A袋温度很快上升;B袋温度无明显变化
脱氧剂发热是由于袋内物质与氧气接触
步骤2
几小时后,各取少量A、B袋内的物质分别放入甲、乙两支试管中,然后再分别加入足量______,充分反应后静置片刻
甲试管中溶液变为黄色;乙试管中部分物质溶解,______
几小时后,A袋内物质中含有氧化铁,B袋内物质中一定含有铁粉
【得出结论】脱氧剂放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
【反思交流】
(4)甲试管中发生反应的化学方程式为______。
【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。实验一:5g铁粉、1g氯化钠。实验二:5g铁粉、1g氯化钠、1.5mL水。实验三:5g脱氧剂袋内物质。测得锥形瓶内温度随时间变化的图像如图2所示。
【反思评价】
(5)实验一中温度几乎不变的原因是______。
(6)实验三比实验二温度升高得快,可能与脱氧剂成分中的______有关。
任务三:正确选择保鲜方法
(7)了解食物保鲜科学知识后,我们不仅能更好地保存食物,还能在日常生活中做出更健康、更安全的饮食选择。在家庭中,我们可以将蔬菜密封冷藏,将肉类冷藏或冷冻,也可以通过发酵、腌制等手段延长保存期并改善口感。通过冷藏或冷冻的方法可以延长食物的保存期,是因为______。
【答案】(1)化学性质稳定
(2)使食物与氧气隔离
(3) 稀盐酸(或稀硫酸) 有气泡产生,溶液变为浅绿色
(4)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
(5)铁与氧气接触,但没有与水接触,因此铁没有生锈
(6)活性炭
(7)低温抑制了微生物的生长和繁殖,同时减缓了化学反应的速率(或其他合理答案)
【解析】(1)氮气化学性质常温下稳定,不易和食品发生反应,且无毒,因此可用于食品保鲜。
(2)充氮、真空包装、脱氧剂的核心目的都是隔绝或除去氧气,避免食品因和氧气发生氧化反应而变质。
(3)检验氧化铁和铁粉需要利用酸:氧化铁和酸反应生成黄色的三价铁盐,铁粉和酸反应生成氢气气泡和浅绿色的亚铁盐,因此加入稀盐酸或稀硫酸即可,B袋未接触氧气,铁粉未变质,反应后会观察到气泡和浅绿色溶液。
(4) 甲试管中是氧化铁和稀盐酸或稀硫酸的复分解反应,反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
(5) 铁生锈的条件是同时接触水和氧气,实验一缺少水,铁粉几乎不生锈,因此几乎不放热,温度无明显变化。
(6) 铁系脱氧剂比实验二多出的成分是活性炭,活性炭的吸附性可以加快铁粉吸附氧气和水,加快锈蚀放热速率,因此温度升高更快。
(7) 低温可以抑制微生物生长繁殖,同时减慢氧化反应的速率,因此低温冷藏冷冻可以延长食品保质期。
11.(25-26九年级上·吉林延边·期中)小焦同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)冲洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上,发现有大量气泡产生。
【查阅资料】①水泥块中含有的氯化铁,二氧化锰,碘化钾都可以作过氧化氢分解的催化剂。
②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线(如图1)。
实验一:探究氯化铁能否做过氧化氢分解的催化剂。
(1)在进行实验前,经检查装置的气密性良好。
实验步骤
实验现象
实验结论
①向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条
有少量气泡产生_______
常温时过氧化氢溶液分解速率较慢。
②向装有过氧化氢溶液的试管中,加入0.5 g氯化铁,然后伸入带火星的木条
试管内有____产生,木条复燃
氯化铁_______(填“能”、“不能”)加快过氧化氢的分解速率
(2)小芳认为:仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,她觉得还需要证明它在化学反应前后质量和________不变。经实验证明,氯化铁(FeCl3)能做过氧化氢分解的催化剂,写出此反应的符号或者文字表达式________。
实验二:探究过氧化氢分解速率的影响因素。
将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的二氧化锰、氯化铁、碘化钾分别放在如图2的密闭容器中,并用气压传感器采集数据,用集气瓶收集30 ml气体:
实验序号
催化剂种类
催化剂质量/g
温度/℃
过氧化氢浓度
收集30ml氧气所用的时间/m
1
二氧化锰
0.1
10
2%
3.7
2
0.1
20
2%
1.6
3
0.3
20
5%
4.2
4
氯化铁
0.3
20
5%
0.3
5
碘化钾
0.3
20
5%
2
(3)由实验1和2对比得出结论是________。
(4)分析上表,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有________,________。(填两种即可)。
【答案】(1) 木条不复燃 大量气泡 能
(2) 化学性质 /
(3)其它条件相同,温度越高,反应速率越快
(4) 催化剂的种类/催化剂的质量 过氧化氢的浓度
【解析】(1)向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条有少量的气泡产生,木条无明显变化,说明常温时,过氧化氢溶液分解速率较慢;过氧化氢在催化剂催化作用下分解生成水和氧气,氧气能使带火星的木条复燃。
向装有过氧化氢溶液的试管中,加入0.5g氯化铁,然后伸入带火星的木条试管内有气泡产生,木条复燃氯化铁能加快过氧化氢的分解速率。
(2)小芳认为:仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,她觉得还需要证明它在化学反应前后质量和化学性质不变。经实验证明,氯化铁能做过氧化氢分解的催化剂,此反应的符号或文字表达式是:或。
(3) 实验1和2中,温度不同,其它因素相同,且温度越高,曲线斜率越大,说明相同条件下,温度越高,过氧化氢的分解速率越快。
(4)分析上表,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有催化剂种类、催化剂的质量、过氧化氢浓度等。
12.(25-26九年级上·广东广州·月考)【探究一】化学反应需要一定的条件,调控化学反应具有重要意义。
(1)将食品置于冰箱中保存可减缓变质 ,原理是___________能影响化学反应。
(2)某小组按下列实验方案探究过氧化氢分解的影响因素,实验用到的过氧化氢溶液浓度为30%,催化剂的用量均相同,0~100秒广口瓶中压强的变化用ΔP表示。
编号
过氧化氢溶液的体积/mL
水的体积/mL
催化剂的种类
Δp/kPa
1
15
15
氯化铁
49
2
10
20
氯化铁
26
3
5
25
氯化铁
20
4
5
25
氯化铜
10
5
5
25
硫酸铜
7
①实验1、2、3用于探究___________对过氧化氢分解快慢的影响。
②依据实验___________(填编号)的数据,得出催化能力:氯化铁>氯化铜。
(3)研究和调控燃烧能提升化学反应的应用价值。
①将蜡烛置于空气中,测定从点燃到熄灭过程中,气体浓度(体积分数)的变化,结果如下图。
为了探究蜡烛熄灭的原因,用空气占95%、二氧化碳占5%的混合气体重做实验,观察到蜡烛___________填(“能”或“不能”)点燃,说明氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因。
②用红磷燃烧探究空气中氧气的含量的实验,排除装置与操作误差后,发现实验结果总是低于氧气的真实含量,原因可能是___________。
【探究二】探究氧化铁(Fe2O3)能否用作过氧化氢分解的催化剂
实验步骤及现象如下:
实验步骤
预期实验现象
I.往A、B两支试管中分别加入5mL5%的H2O2溶液,向A试管中加入0.5g氧化铁粉末,将带火星的木条分别伸入两支试管中。
A试管中产生大量气泡,带火星的木条复燃;B试管中①___________。
Ⅱ.待A试管中不再产生气泡时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管中。
试管中产生大量气泡,带火星的木条复燃。
Ⅲ.待实验Ⅱ中不再产生气泡时,将试管中的固体剩余物过滤,洗涤、干燥、称量。
所得固体质量为②___________g。
实验结论:氧化铁(Fe2O3)能用作过氧化氢分解的催化剂。
(4)请将上面表格中①②两空格的实验现象补充完整。①___________;②___________。
(5)实验Ⅱ和Ⅲ的目的是___________。
(6)写出氧化铁催化作用下,过氧化氢分解的文字(或符号)表达式:___________。
(7)实验小组根据实验数据绘制了两种催化剂的实验时间与氧气体积关系图(下图)。
依图分析,下列说法正确的是___________。
A.催化效果基本相同
B.对于同一化学反应,可以有不同的催化剂
C.催化剂能改变化学反应速率,但不能改变生成物的量
【答案】(1)温度
(2) 过氧化氢溶液的浓度 3、4
(3) 能 可燃物燃烧需要氧气达到一定浓度,红磷熄灭后,并没有将瓶内氧气完全消耗
(4) 无明显的气泡逸出,带火星木条不复燃 0.5
(5)探究氧化铁的化学性质和质量在过氧化氢分解前后是否改变
(6)或
(7)BC
【解析】(1)将食品置于冰箱中保存可减缓变质 ,是因为冰箱中的温度比其外界环境温度低,故原理是温度能影响化学反应。
(2)① 实验1、2、3中,过氧化氢溶液的体积和水的体积不同,即过氧化氢溶液的浓度不同,催化剂种类均为氯化铁,因此用于探究过氧化氢溶液的浓度(或反应物浓度)对过氧化氢分解快慢的影响。
② 要对比氯化铁和氯化铜的催化能力,需控制其他变量(过氧化氢溶液体积、水的体积)相同,只改变催化剂种类,因此依据实验3、4的数据,可得出催化能力:氯化铁>氯化铜。
(3)①用空气占95%、CO2占5%的混合气体重做实验,因空气占95%,空气中氧气体积占21%, 所以混合气体中氧气占:95%×21%=19.95%;由图像可知,蜡烛熄灭时容器内混合气体中氧气的体积分数为16%,二氧化碳的体积分数约为1%,CO2含量高于空气中二氧化碳的体积分数(0.03%),二氧化碳的含量升高,根据实验结论氧气浓度降低是蜡烛熄灭的原因,用空气占95%、CO2占5%的混合气体重做实验,此时二氧化碳的浓度明显高于1%,如果蜡烛仍能燃烧,对比蜡烛在氧气含量为16%,二氧化碳含量占1%时熄灭,能说明蜡烛熄灭是因为氧气浓度降低,而非二氧化碳积累浓度变大所导致,故选填:能。
② 实验结果总是低于氧气真实含量,原因可能有:红磷熄灭,并不代表集气瓶内的氧气被完全耗尽了。而是当氧气含量降低到一定浓度后,达不到红磷燃烧所需要的最低浓度(即燃烧所需的临界含量),红磷就会自动熄灭。 因为此时仍有部分氧气残留在瓶内没有被消耗,这就造成了最终进入瓶内的水体积,始终小于氧气在空气中应有的真实体积分数,故答案为:可燃物燃烧需要氧气达到一定浓度,红磷熄灭后,并没有将瓶内氧气完全消耗(表述合理即可)。
(4)①B试管中没有加氧化铁粉末,过氧化氢分解速率极慢,产生的氧气量非常少,无法使带火星的木条复燃,所以B试管中的现象为:无明显的气泡逸出,带火星的木条不复燃;
②催化剂在反应前后质量不变,因此洗涤、干燥后称量,固体质量仍为0.5g。
(5)向反应后的体系中重新加入过氧化氢溶液,观察到仍能产生大量气泡,带火星的木条复燃,说明多次实验的过程中氧化铁起着相同的作用,用途反映性质,从而得出氧化铁的化学性质在反应前后没有改变;将反应后的固体过滤、洗涤、干燥后称量,质量仍为0.5g,证明氧化铁的质量在反应前后没有改变,故答案为:探究氧化铁的化学性质和质量在过氧化氢分解前后是否改变。
(6)过氧化氢在氧化铁作催化剂的作用下生成水和氧气,文字和符号表达式分别为:、。
(7)A.由图像可以看出,产生相同体积氧气用二氧化锰作催化剂比用氧化铁作催化剂所需时间少,即其他条件都相同时,二氧化锰对过氧化氢的催化效果比氧化铁的更明显,故A选项错误;
B.过氧化氢制备氧气,可用二氧化锰或氧化铁等作催化剂,故B选项正确;
C.催化剂只改变物质的反应速率,与生成物的多少无关,故C选项正确;
故选BC。
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