内容正文:
题型11科学探究题
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 探究物质变质成分
考向02 探究反应后的物质成分
考向03 探究无明显现象反应的发生
考向04 探究物质的性质或鉴别
考向05 探究影响反应的因素
考向06 探究反应原理
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
题型概述
实验探究题在辽宁中考中常设置实际情境,综合实验设计题形式出现,多结合实验装置图、气体压强曲线或对比图表等数学模型,涉及实验现象分析、步骤优化及结论推导及设计实验方案,分析产物影响因素、实验误差等,突出对信息提取和逻辑推理能力的考查。
项目化探究常以生活、生产或科研中的实际问题为背景,多结合流程图曲线或图表等分析模型,融合化学基础知识(如物质性质、反应原理)、实验操作(如pH测定、气体检验)和科学思维(如控制变量、对比分析)等。考查类型常见综合应用型、跨学科实践型、实验探究型、性质验证型、定量分析型等。
考向分类
考向01 探究物质变质成分
考向02 探究反应后的物质成分
考向03 探究无明显现象反应的发生
考向04 探究物质的性质或鉴别
考向05 探究影响反应的因素
考向06 探究反应原理
技巧点拨
第一步:提出猜想——“三原则”
1.合理性:猜想要符合化学原理(不能无中生有,不能共存的离子不能同时出现)。
2.完整性:考虑“恰好完全反应”“某反应物过量”等多种情况。
3.顺序性:先写生成物,再写可能过量的反应物。
第二步:设计实验——“四要素”
1.取样:取少量样品于试管中(注明“少量”)。
2.加试剂:选择能产生明显现象(气泡、沉淀、颜色变化)的试剂。
3.控变量:对照实验除探究变量外,其他条件完全相同。
4.排干扰:若检验OH⁻时有CO₃²⁻存在,需先加过量CaCl₂除去CO₃²⁻。
第三步:描述现象——“三必须”
1.必须准确:“产生白色沉淀”“溶液由无色变为蓝色”“有气泡产生”。
2.必须完整:颜色、状态、气味等变化都要描述。
3.必须对应:现象与实验步骤一一对应。
第四步:得出结论——“两对应”
1.现象→结论:根据现象判断物质存在与否,结论要与猜想对应。
2.注意“一定”“可能”:能确定的写“一定”,不能确定的写“可能”。
第五步:反思评价——“三角度”
1.方案评价:是否合理?有无干扰?是否环保?是否节约?
2.异常分析:实际现象与预期不符的原因(如装置漏气、药品变质、操作错误)。
3.改进建议:更换试剂、增加对照、处理尾气等。
考●向●破●译
考向01 探究物质变质成分
典例引领
【典例01】(辽宁阜新·中考真题)某校化学兴趣小组同学想检验实验室内一瓶久置的NaOH固体是否变质。
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性
【提出问题】NaOH固体是否变质?
【猜想假设】
猜想一:没有变质,成分全部为NaOH。
猜想二: 发生变质,成分为______(写化学式)。猜想的依据是______。
【实验活动1】甲组同学设计并进行了如下实验。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量NaOH样品于试管中加水配成溶液,再向其中加入过量稀盐酸,观察。
______
猜想二正确
该实验中一定发生的反应,其化学方程式为______。
【实验活动2】乙组同学为了证明该NaOH样品变质程度,设计了如下实验方案并进行实验。
取少量固体样品于烧杯中加水充分溶解后,向其中滴加过量氯化钡溶液至沉淀完全,过滤,取少许滤液于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,观察到无色酚酞溶液______,证明NaOH样品发生了部分变质。
【实验活动3】丙组同学设计了新的实验方案并利用乙组剩余的滤液进行以下实验。
实验操作
实验现象
(1)取少许滤液,滴加MgCl2溶液
产生白色沉淀
(2)取少许滤液,滴加CuSO4溶液
既有白色沉淀又有蓝色沉淀产生
(3)取少许滤液,通入CO2气体
产生白色沉淀
通过【实验活动3】证明该NaOH样品发生部分变质。
【总结提升】乙、丙两组同学通过实验证明NaOH样品发生部分变质的共同思路是______。
方法透视
解题思路
第一步:分析变质原因及变质产物
1.NaOH变质:与空气中CO₂反应生成Na₂CO₃。
2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O
2.Ca(OH)₂变质:与空气中CO₂反应生成CaCO₃。
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O
3.CaO变质:先吸水变成Ca(OH)₂,再与CO₂反应变成CaCO₃。
CaO + H₂O = Ca(OH)₂,Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O
第二步:根据变质程度提出猜想(三种情况)
以NaOH为例,变质程度有三种:
猜想一:没有变质(溶质为NaOH)
猜想二:部分变质(溶质为NaOH和Na₂CO₃)
猜想三:完全变质(溶质为Na₂CO₃)
注意:Ca(OH)₂变质后生成CaCO₃,但Ca(OH)₂微溶,CaCO₃不溶,猜想时需考虑固体和溶液成分。
第三步:设计实验验证——关键技巧
核心难点:检验OH⁻时,CO₃²⁻会干扰(因为Na₂CO₃溶液也呈碱性)。
解决思路:先除去CO₃²⁻(用过量CaCl₂或BaCl₂溶液),再用酚酞检验OH⁻。
步骤:
1.取少量样品溶于水(若有不溶物,可能含CaCO₃等)。
2.先检验CO₃²⁻(加稀盐酸,产生气泡证明含Na₂CO₃)。
3.再检验OH⁻:另取样品,加过量CaCl₂溶液(除去CO₃²⁻),取上层清液滴加酚酞。
变红 → 含OH⁻ → 部分变质
不变红 → 不含OH⁻ → 完全变质
答题模板
氢氧化钠变质探究
(1)检验是否变质(检验CO₃²⁻)
实验操作:取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸(或稀硫酸)。
现象:产生气泡。
结论:样品已变质(含有Na₂CO₃)。
(2)检验是部分变质还是完全变质
实验操作:
① 取少量样品溶于水,加入过量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液),充分振荡。
② 静置(或过滤),取上层清液,滴加几滴无色酚酞试液。
现象及结论:
若产生白色沉淀,且清液变红 → 样品为部分变质(含有NaOH和Na₂CO₃)。
若产生白色沉淀,且清液不变红 → 样品为完全变质(只含Na₂CO₃)。
(3)注意事项(填空常见)
1.不能用Ca(OH)₂代替CaCl₂,因为Ca(OH)₂会引入OH⁻,干扰检验。
2.加入的CaCl₂必须过量,以确保CO₃²⁻被完全除去。
3.若样品是固体,需先加水溶解。
氢氧化钙变质探究
(1)检验是否变质(检验CaCO₃)
实验操作:取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸。
现象:产生气泡。
结论:样品已变质(含有CaCO₃)。
(2)检验是否部分变质(即是否还有Ca(OH)₂)
思路:Ca(OH)₂微溶,其水溶液呈碱性,可用酚酞检验。但CaCO₃不溶,不干扰。
实验操作:取少量样品于试管中,加水振荡,静置后取上层清液,滴加酚酞。
现象及结论:
清液变红 → 含有Ca(OH)₂ → 部分变质。
清液不变红 → 不含Ca(OH)₂ → 完全变质。
注意:若样品完全变质成CaCO₃,加水后上层清液不显碱性。
氧化钙变质探究
1. 检验CaO:取少量样品于试管中,加水,用手触摸试管壁
试管壁发热 → 含CaO(CaO + H₂O放热)
2. 检验Ca(OH)₂;取少量样品,加水溶解,过滤,取滤液通入CO₂(或加Na₂CO₃溶液)
产生白色沉淀 → 含Ca(OH)₂
3. 检验CaCO₃:另取少量样品,加稀盐酸
产生气泡 → 含CaCO₃
变式演练
【变式01】(2025·辽宁大连·模拟预测)登山运动员登山时常用氢化钙作为供氢剂,用来提供能源。某兴趣小组的同学对放置了一段时间的氢化钙取样进行探究。
【查阅资料】氢化钙(CaH2)是一种固态储氢物质,它遇水剧烈反应释放出氢气,反应的化学方程式为CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑。氢氧化钙微溶于水。
【提出问题】该氢化钙样品与水反应是否还能生成氢气?
【实验1】小组同学用适量氢化钙样品和水进行实验。
(1)如图1所示是小组同学设计的两个实验装置,为便于控制反应速率, 最好选用装置___________(填“A”或“B”)。
(2)连接好装置后,加入药品前,应进行的操作是___________。
(3)向如图2装置中加入药品并开始实验。锥形瓶中快速产生气泡;将导管插入肥皂水中,吹出肥皂泡,用燃着的木条靠近上升到空中的肥皂泡,肥皂泡被点燃。上述实验说明氢气的性质有___________、___________。
【得出结论】该氢化钙样品与水反应还能生成氢气。
【提出新问题】
实验1中不再产生气泡后,锥形瓶中有较多白色浑浊物。白色浑浊物是什么?
【分析讨论】
(4)白色浑浊物中一定含有___________;可能含有___________。
【实验2】按如图2所示,将白色浑浊物装入锥形瓶中,用注射器注入适量稀盐酸,并利用二氧化碳传感器测得锥形瓶中二氧化碳的体积分数随时间的变化如图3所示。
(5)实验2中锥形瓶内发生反应的化学方程式为___________ (写一个即可)。
(6)图中说明有二氧化碳生成的依据是___________。
【得出结论】
(7)白色浑浊物中含有___________,同时说明氢化钙样品有少量变质。
【反思拓展】
(8)保存氢化钙的一条建议是___________。
【变式02】(辽宁抚顺·模拟预测)今天是化学实验室开放日,小吴带着一包脱氧剂和一包食品干燥剂走进实验室,和小组同学一起开始了令人兴奋的探究之旅(忽略实验过程中空气的影响)。
【查阅资料】脱氧剂的成分是铁粉、碳粉、碳酸钠、氯化钠。
食品干燥剂的成分是生石灰。
探究活动一:脱氧剂脱氧原理
【进行实验】
①取适量脱氧剂于大试管中,加足量的水振荡,充分溶解后过滤,得到滤液A和滤渣甲;
②向滤渣甲中加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,得到黄色溶液,溶液底部有黑色不溶物。
【得出结论】
(1)①脱氧剂脱氧的原理是铁粉与空气中成分发生了化学反应,生成铁锈。
②写出加入足量盐酸得到黄色溶液对应的化学方程式________。黑色不溶物中含有________。
探究活动二:探究食品干燥剂是否变质
【进行实验】
①取一包干燥剂放入小烧杯中,加入适量的水,充分搅拌后,用手触摸烧杯外壁,发烫,过滤,得到滤液B和滤渣乙;
②向滤渣乙中加入足量的稀盐酸,可观察到固体全部溶解,有气泡产生,据此判断滤渣乙中有CaCO3。
【得出结论】
(2)该干燥剂________(选填“完全”或“部分”或“没有”)变质。
探究活动三:探究溶液混合后溶质的成分
小组同学将上述实验中的滤液A和滤液B倒入废液缸中,观察到有白色沉淀生成,过滤后得到滤液C,他们对C中溶质的成分进行了探究。
【提出猜想】
(3)猜想一:NaCl、NaOH
猜想二:________
猜想三:NaCl、NaOH、Ca(OH)2
【进行实验】
(4)小吴按照自己设计的方案进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量滤液C于试管中,加入足量的氯化钡溶液
无明显现象
猜想______不正确
②继续向步骤①所得溶液中通入二氧化碳
有白色沉淀生成
猜想三正确
【反思评价】
(5)小组同学经过讨论,一致认为根据步骤②的现象不足以证明猜想三是正确的,理由是________。
(6)小昊经过认真思考后,对步骤②进行了修改,并做了下面的实验,另取少量滤液C于试管中,加入________溶液,产生白色沉淀,得出猜想三正确的结论。
考向02 探究反应后的物质成分
典例引领
【典例01】(2024·辽宁铁岭·二模)实验探究是学习化学的重要途径,请同学们积极参与,认真思考。
【实验探究一】
将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,两位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化,甲同学实验过程中测得pH变化如图一所示,则该同学是将_______(填字母序号)。
a.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中 b.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中
(2)借助酸碱指示剂,乙同学通过图二所示实验,他观察到__________现象,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应。
【提出问题】
针对乙同学进行的反应后溶液中溶质的成分(忽略酚酞),大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】
(3)猜想一:只有; 猜想二: 有和; 猜想三: 有和。同学们讨论后一直认为猜想三是错误的,理由是_____。
【设计实验】
(4)为了验证猜想,学习小组选用粉末、溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中, 加 粉末。
________(写出一条即可)
溶液中有,猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中, 滴加 BaCl2溶液。
产生白色沉淀
溶液中有 H2SO4,猜想二正确。
【实验结论】
通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(5)同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是______(文字说明和用化学方程式表示都可以)。
(6)方案一中的 Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替,也能得到同样的实验结论,请你选出可用药品的字母序号____。
A.Mg B. C.NaCl D.
【实验探究二】
探究碳酸钠的用途---用于生产洗涤剂。
【查阅资料】
可用于生产洗涤剂。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 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 溶液,并测定溶液pH,记录数据如表:
实验编号
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
11.27
11.30
11.22
11.46
11.50
【思考与结论】
(7)碳酸钠的俗称是_____。溶液中的阳离子符号是_____。
(8)实验①、②、③对比,可得出的结论是 ______。
(9)要证明溶液的溶质质量分数变化与去油污效果的关系,可选择的3个实验的编号是______。
(10)在使用洗涤剂时应注意_______(写出一条即可)。
方法透视
解题思路
第一步:写出可能发生的化学反应方程式
1.根据加入的物质和反应条件,写出所有可能发生的反应。
2.注意反应顺序:中和反应优先(H⁺ + OH⁻ → H₂O),然后才是沉淀反应、气体反应。
第二步:确定反应后“一定存在”的物质
1.生成的可溶性物质:一定存在。
2.不参与反应的离子对应的可溶性物质:一定存在(如Na⁺、Cl⁻、NO₃⁻等)。
3.不溶物:进入滤渣,不在滤液中。
第三步:根据反应物的量,推断“可能过量”的物质
猜想通常有三种情况:
1.恰好完全反应:只有生成物。
2.反应物A过量:生成物 + 过量的A。
3.反应物B过量:生成物 + 过量的B。
注意:不能共存的物质不能同时出现在猜想中(如H⁺与OH⁻、H⁺与CO₃²⁻、Ca²⁺与
CO₃²⁻等)。
第四步:设计实验验证“可能过量”的物质
答题模板
猜想与假设
猜想一:恰好完全反应,溶质为______(只有生成物)。
猜想二:(反应物)过量,溶质为(生成物 + 过量的反应物)。
猜想三:(另一种反应物)过量,溶质为(生成物 + 过量的反应物)。
注意:不合理猜想要说明原因(如“猜想四:两者同时过量”不可能,因为两者会反应)。
设计实验验证
① 取少量反应后的溶液于试管中,加入______(试剂)。
② 观察到______(现象)。
③ 结论:(猜想×成立/溶液中含有)。
易错提醒
1.猜想必须合理:不能出现能反应的物质共存(如H⁺和OH⁻、H⁺和CO₃²⁻、Ca²⁺和CO₃²⁻等)。
2.注意反应顺序:多种物质混合时,中和反应优先,然后才是沉淀或气体反应。
3.描述现象要完整:“有白色沉淀生成”“溶液变红”“有气泡产生”等。
4.检验试剂的选择:不能引入待检离子或干扰离子。例如检验CO₃²⁻不能用Ca(OH)₂(会引入OH⁻),应用CaCl₂或BaCl₂。
5.结论用语:根据现象,确定“一定含有”“一定不含”“可能含有”。
变式演练
【变式01】(25-26九年级上·辽宁盘锦·月考)木炭用于金属冶炼在我国已经有几千年历史。实验小组探究木炭和氧化铜的反应模拟炼铜。
【提出问题】木炭燃烧时可能生成CO2也可能生成CO,那么木炭与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能?
【作出猜想】
(1)猜想①:CO 猜想②:CO2 猜想③:___________。
【设计方案】实验装置如图(浓硫酸具有吸水作用)。打开开关K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,打开K,熄灭酒精喷灯和酒精灯,再通一段时间氮气。
(2)B、D处的现象是___________(填序号),则猜想③成立。
A.B中变浑浊,D处能点燃 B.B中变浑浊,D处不能点燃
C.B中无明显实验现象,D处能点燃 D.B中无明显实验现象,D处不能点燃
为探究CO的来源,小组同学在两个大试管中分别装入氧化铜和木炭质量比为13.3:1和13.3:2的混合粉末0.3g。向两个大试管中先通入足量氮气,然后同时加热两个大试管。利用传感器测定产生CO、CO2的浓度。实验结果如图所示。
(3)由图可知,反应先生成___________气体(填化学式);若增加固体混合物中木炭的质量分数,CO的浓度___________(选填“不变”“变大”或“变小”)。
(4)请结合图像分析图中a→b段的变化原因___________(用化学方程式表示)
【实验再探】小南同学提出既然生成的气体不全是CO2,那么生成的固体全是铜吗?
【查阅资料】
①木炭与氧化铜反应也可能生成氧化亚铜(Cu2O);
②氧化亚铜是红色固体,能与稀硫酸反应:
③铜也是红色固体,不能与稀硫酸反应
④稀硫酸为无色液体,硫酸铜溶液为蓝色液体
据此资料,兴趣小组的同学进行了以下实验:
(5)图1硬质玻璃管A冷却后,观察到黑色固体全部变为红色。
步骤一:取7.2 g该红色固体于试管中,滴加足量___________,充分反应,观察到___________(现象),证明有Cu2O。
步骤二:再将试管中的物质过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,称得滤渣质量为a g。
【数据分析,得出结论】
(6)7.2 g红色固体是Cu和Cu2O的混合物,a的范围是___________。
为确定C和CuO反应的最佳温度,小组同学利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分,实验结果如图所示,根据图3所示回答下列问题:
(7)800℃时,固体产物中含有___________。
(8)用C还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在___________℃以上。
【变式02】(25-26九年级上·辽宁铁岭·月考)化学是一门以实验为基础的自然科学。请回答下列问题:
I.实验帮助我们研究微粒的性质
某实验小组对图1探究分子性质的实验,进行了图2的改进。通常状况下,氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小。
请回答下列问题:
(1)图1实验中,几分钟后,b烧杯中的溶液_______。
(2)图2实验中可以观察到c处棉花团先变红,解释产生这一现象的原因:_______。
(3)与图1实验相比,图2实验的优点是_______。
(4)如图3所示,用玻璃棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸,让两根玻璃棒靠近(不能接触),二者在空气中相遇形成氯化铵,营造出烟雾效果,形成“人造烟雾”,根据此现象可知浓盐酸和浓氨水具有的相同物理性质是_______。
II.实验帮助我们研究质量守恒定律
某同学设计如下图所示实验装置验证质量守恒定律。
(5)上述装置能用于验证质量守恒定律的是_______(填“甲”“乙”或“丙”)。
(6)请你选择一个实验方案,说明其不能验证质量守恒定律的理由:_______。
III.质量守恒定律的应用
某化学兴趣小组同学做镁条在空气中燃烧的实验时,发现镁条燃烧除生成白色固体(MgO)外,还有少量淡黄色固体生成。为探究淡黄色固体的成分,该兴趣小组在老师的指导下进行如下探究。
实验步骤
实验现象
实验结论
将淡黄色固体投入盛有足量水的烧杯中
产生白色沉淀,并有刺激性的氨味气体产生
上述反应产生的白色沉淀为,生成的气体为
【查阅资料】
反应过程中没有任何元素化合价改变。
(7)该淡黄色固体中一定含有镁元素和_______元素,从元素守恒角度写出判断依据:因为化学反应前后_______不变,反应后生成物中有Mg、N、H、O四种元素。
(8)若该淡黄色物质仅由两种元素组成,其化学式为:_______。
(9)空气中氮气和氧气的体积比约为_______,但镁条在空气中燃烧只生成少量淡黄色固体,由此得出的一个结论是:_______。
考向03 探究无明显现象反应的发生
典例引领
【典例01】(2026·辽宁锦州·模拟预测)在化学学习过程中,我们探索了诸多物质的变化,感受着变化之趣及变化之美。·下面我们将对物质的化学变化进行项目式学习。
【项目主题】通过现象识别物质的化学变化
任务一 感知化学变化
【观察思考】
(1)生活中处处存在化学变化。例如水果变质时,常伴随的现象有_______(写一点)。
(2)在以下四个实验过程中,能观察到有放热现象的是_______(填字母,多选题)。
【形成结论】感知变化中的显性现象,可以帮助我们判断物质是否发生化学变化。
任务二探索化学变化
【提出问题】将氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后无明显现象,如何证明发生化学变化?
【进行实验】如图1,在烧杯中加入稀氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,然后用滴管慢慢滴入稀盐酸,并不断搅拌溶液。
(3)当观察到溶液由红色变为无色时,可证明发生化学变化。写出该反应的化学方程式_______,其基本反应类型是_______。
【改进实验】如图2,小组同学对图1实验进行改进。观察到滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液由红色变为无色,也可证明发生化学变化。
(4)分析图2实验设计,依据浓盐酸的两条性质是_______、_______。
【数字化实验】用pH传感器测定向稀氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸过程中pH的变化。测定结果如图3。
(5)分析A、B两点的pH,说明溶液从碱性变成中性,该反应的微观实质为_______。
(6)下列试剂中,能验证出反应后处于C点的溶液所含溶质情况的是_______(填序号,可多选)。
A.无色酚酞 B.硝酸银溶液 C.锌粒 D.CuO
(7)B、C两点所对应的溶液中,氯化钠的质量大小关系是_______。
【形成结论】有些化学变化发生时,并没有明显的现象,需要结合物质性质设计实验,“转化”为明显现象,从而使反应可视化。
任务三 梳理项目成果
【汇报展示】小组同学构建思维模型如下,通过现象识别物质的化学变化思维模型
(8)思维模型“”处,应填写的内容是_______。
通过对现象的观察、分析,可以帮助我们更好地识别物质的化学变化。
方法透视
解题思路
核心思想:将“无明显现象”转化为“有明显现象”
通过检验反应物的减少或生成物的出现,或利用反应过程中的能量/压强变化,将不可见的反应变得可见。
第一步:明确反应物和生成物
写出化学方程式,确定反应前后物质的变化。
第二步:选择证明方法(三种思路)
1.检验生成物:检验新物质的特征性质(如CO₃²⁻、H₂O等);
2.检验反应物减少/消失:用指示剂、pH计等证明原物质被消耗;
3.利用能量/压强变化:温度升高、压强减小(气球膨胀/变瘪)。
第三步:设计对照实验(必要时)
对于压强变化等方法,需设置对照实验(如用水代替碱溶液),排除其他因素的干扰。
第四步:描述现象,得出结论
根据观察到的现象(温度升高、压强减小、指示剂变色、生成沉淀/气体等),证明反应发生。
答题模板
证明中和反应发生(酸+碱→盐+水)
方法一:借助指示剂(先加酚酞,再加酸)
实验步骤:在盛有NaOH溶液的试管中滴入几滴无色酚酞试液,溶液变红;然后逐滴加入稀盐酸,并不断振荡。
现象:红色逐渐褪去,最终变为无色。
结论:证明NaOH与HCl发生了反应。
方法二:借助温度变化(中和放热)
实验步骤:测量NaOH溶液的温度,加入稀盐酸,充分反应后再测温度。
现象:温度升高。
结论:证明反应放热,中和反应发生。
注意:需做对照实验(将稀盐酸换成等量水,温度无明显变化)。
方法三:借助pH变化
实验步骤:用pH计测定反应过程中溶液的pH。
现象:pH由大于7逐渐减小,最终等于7(或小于7)。
结论:证明H⁺与OH⁻发生了反应。
方法四:检验反应物消失(检验OH⁻或H⁺)
检验OH⁻消失:取反应后溶液,滴加酚酞不变红(需排除恰好完全反应的情况)。
检验H⁺消失:取反应后溶液,滴加Na₂CO₃溶液,无气泡产生(证明无H⁺)。
证明CO₂与NaOH溶液发生了反应
方法一:检验生成物Na₂CO₃(加酸产生CO₂)
实验步骤:取少量反应后的溶液于试管中,加入足量稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水。
现象:产生气泡,澄清石灰水变浑浊。
结论:证明生成了CO₃²⁻,即CO₂与NaOH发生了反应。
方法二:利用压强减小(对比实验)
实验步骤:取两个相同的软塑料瓶,分别充满CO₂,向其中一瓶加入适量NaOH溶液,另一瓶加入等量的水(或空气),立即盖紧瓶盖,振荡。
现象:加入NaOH溶液的塑料瓶变瘪程度更明显。
结论:证明CO₂与NaOH发生了反应,导致瓶内压强减小更多。
方法三:利用压强减小(气球/液面上升)
实验步骤:在锥形瓶中充满CO₂,连接一个带有气球(或长导管插入水中)的装置,向锥形瓶中注入NaOH溶液,振荡。
现象:气球膨胀(或水槽中的水倒吸入锥形瓶)。
结论:证明CO₂与NaOH反应,瓶内压强减小。
方法四:利用U形管液面差
实验步骤:在U形管中加入红墨水,两侧分别连接盛有CO₂的集气瓶和空集气瓶,向CO₂集气瓶中注入NaOH溶液,观察液面变化。
现象:U形管左侧液面上升,右侧下降。
结论:证明CO₂被吸收,反应发生。
证明CO₂与水反应
实验步骤:取两朵干燥的紫色石蕊纸花,一朵喷水,一朵不喷水,分别放入CO₂中。
现象:喷水后放入CO₂的纸花变红,不喷水的纸花不变色。
结论:证明CO₂与水反应生成了酸性物质(H₂CO₃)。
变式演练
【变式01】(25-26九年级下·辽宁营口·月考)化学离不开科学的实验探究。
【探究一】学习小组对“敞口放置的稀盐酸久置后浓度的变化情况”展开探究。实验采用浓度1%的稀盐酸作为研究对象,敞口放置15天。
【查阅资料】
a.盐酸是由氯化氢气体溶于水形成的,具有挥发性;氯化氢含量越高,其浓度越大;
b.盐酸能使紫色石蕊变红色,氯化氢不能使紫色石蕊变红色。
(1)甲同学认为该盐酸久置后浓度会变小,理由是_____;乙同学认为浓度未必会变小,因为水也会蒸发。
任务一:宏观探究
设计如图实验:
(2)图2中的敞口久置的稀盐酸体积应为___mL。
(3)多个小组进行实验,将稀盐酸快速注入试管中,待反应完全后,冷却至室温,获得CO2的体积数据如表:
小组1
小组2
小组3
小组4
图1
7.2mL
14.2mL
13.8mL
14.0mL
图2
17.8mL
18.1mL
18.0mL
17.9mL
以上4组实验中,数据明显不合理的一组是_____,你认为出现数据异常的原因可能是____。
得出结论:由数据可知,敞口放置的稀盐酸久置后浓度变大。
【反思交流】
(4)某同学用大理石和某浓度的盐酸制取二氧化碳气体,并将收集到的气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变红。加热变红的溶液,溶液不变色,请结合上述实验探究分析为什么溶液没有变回紫色?____。
【探究二】在学习中和反应后,同学们很有兴趣地做了如图所示实验,请你和他们一起探究。
【资料卡片】Na2SO4溶液显中性。
【实验探究】
实验1:第一组同学做了如图3所示实验:在U形管左右两边同时加入滴有酚酞试液的蒸馏水,向左、右两管中同时逐滴滴加一定量的氢氧化钠稀溶液和稀硫酸。
①开始时左管溶液呈红色,充分反应后U形管中溶液全部呈无色。
②实验结束后,小组同学对图3中U形管内的无色溶液成分展开了讨论。
【提出问题】U形管内除水外的成分有酚酞,还有什么?
【猜想假设】
(5)猜想一:Na2SO4和H2SO4;猜想二:_____。
【实验设计】
(6)若要证明猜想一成立,下列试剂中能达到实验目的的是__________(填序号)
A.铜粉 B.氧化铜粉末 C.石蕊溶液
实验2:第二组同学在盛有稀硫酸的烧杯中逐滴加入氢氧化钠溶液,并不断搅拌。用数字化传感器测得稀硫酸与氢氧化钠溶液混合前后的温度变化情况(如图4)。
【探究三】某同学做稀硫酸滴入氢氧化钠溶液实验时,发现溶液中有气泡产生,经小组认真分析讨论一致认为氢氧化钠变质了。因而氢氧化钠药品必须密封保存。
【实际应用】
实验一:乙组同学将通入NaOH溶液中也无明显现象。为证明二者能发生反应,进行了如下实验。
【进行实验】注射器A、B中分别盛放等体积的蒸馏水和NaOH溶液,分别抽取等量的二氧化碳(抽取的气体体积远大于液体体积),充分振荡。
【反思评价】
(7)注射器____(填“A”或“B”)中活塞停留的刻度示数更小,说明二者发生了反应。
实验二:氢氧化钠变质程度与碳酸钠去油污效果的探究实验。
任务一:探究NaOH固体变质程度
(8)兴趣小组利用控制变量的方法进行实验,实验数据如下表所示。
实验装置
实验序号
分别向锥形瓶和烧杯内加入下列物质
温度升高值/℃
溶液pH
1
2.0 g NaOH固体
31.58
13.62
2
a g Na2CO3固体,a的数值为___
10.09
11.29
3
2.0 g该NaOH固体样品
15.76
m
【实验结论】
(9)根据温度升高指数据,能确定该固体变质程度是____,请推测m的取值范围是____。
任务二:探究纯碱的用途
【查阅资料】Na2CO3溶液可清洗油污,且溶液碱性越强,效果越好,可用于生产洗涤剂。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污的效果进行探究。
用不同温度的水,配制不同溶质质量分数的溶液,并测定溶液的pH,记录数据如表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
溶质质量分数
2%
2%
6%
6%
6%
10%
10%
溶液温度/℃
20
40
20
40
60
20
70
溶液的pH
10.90
11.18
11.08
x
11.30
11.22
11.50
【解释与结论】
(10)实验①③⑥对比,可得出的结论是______。
(11)在实验④中,测得溶液的pH值为x,分析数据推测x的范围应为______。
(12)分析本小组所测数据,其中除油污效果最好的碳酸钠溶液具备的条件是______。
【拓展与应用】
(13)下列物质能去除油污的是__________(填字母)。
A.NaCl B.NaOH C.K2CO3 D.CaCO3 E.洗洁精
【变式02】(2026·辽宁鞍山·二模)在化学学习过程中,我们探索了诸多物质的变化,感受着变化之趣及变化之美。化学小组以NaOH为例,从定性和定量两个维度研究物质的性质及其变化。
【维度一:定性认识NaOH及其溶液】
(1)NaOH属于“酸”、“碱”、“盐”中的_______。
(2)将NaOH固体暴露在空气中,可观察到其表面潮湿并逐渐溶解。该现象叫做_______。
(3)向稀NaOH溶液中滴加酚酞溶液,振荡。可观察到溶液由无色变为_______色。
【维度二:定量研究NaOH溶液与不同物质的反应】
Ⅰ.酸碱度视角
25℃时,利用装置(图1)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(控制反应过程中温度不变)。
(4)烧杯中预先盛装的溶液是_______。
(5)分析A、C两点的pH,说明溶液从碱性变成_______性,证明发生化学变化。
(6)当滴入液体的体积为15mL时,烧杯内溶液中的溶质有_______。
(7)B、C两点所对应的溶液中,氯化钠的质量大小关系是_______。
Ⅱ.能量视角
(8)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”)。
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】利用气密性良好的装置(图4)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NaOH溶液,测得气体压强变化如图5所示
【分析解释数据】
(9)对比a点、b点及_______点压强的大小,可证明NaOH与发生了化学反应。
(10)在b→c的变化过程中,b点、c点压强相同的理由是:注入NaOH溶液,气体所占体积减小,压强增大,且与NaOH溶液反应放热,温度升高,压强也增大,但是_______。
考向04 探究物质的性质或鉴别
典例引领
【典例01】(24-25九年级下·辽宁抚顺·期中)碳酸钠是一种重要的工业原料,广泛用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对碳酸钠的制备、性质及用途等开展了项目式学习。
任务一:了解碳酸钠的制备——“侯氏制碱法”,主要过程如图。
(1)的俗称是_______。
(2)沉淀池中发生反应的化学方程式为。请根据下表分析,沉淀池中首先析出晶体的原因是_______。
物质
NaCl
溶解度/(20℃)
36.0
9.6
37.2
(3)焙烧炉中发生的反应为_______(填“化合”或“分解”)反应。从过程图上看可以循环使用的物质是_______。
任务二:鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液
【活动与探究】
为了鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液,实验小组设计并进行了如下两个实验。
实验一
实验二
实验操作
(4)上述两个实验可行的是实验_______。另一个不可行的原因是_______。
(5)实验结束后,小组同学将上述实验后的所有物质倒入同一个废液缸中,最终得到无色溶液,则溶液最终呈_______性。
任务三:探究碳酸钠的用途——腌制皮蛋
【发现问题】小组同学将买来的皮蛋品尝,发现有涩味。
【查阅资料】
1.皮蛋的传统制作工艺:用50kg水,将14kg生石灰、3.3kg纯碱、2kg食盐调成糊状,涂于新鲜的鸭蛋上,裹上稻壳,密封保存一段时间后,即可得到皮蛋。
2.反应原理:。
(6)由查阅的资料可知,皮蛋中的涩味主要来源于碱性物质,食用时最好加入_______(填“食盐”或“食醋”)。
(7)若生成的氢氧化钙和碳酸钠恰好完全反应,理论上生石灰和纯碱的配料比为_______(化成最简比);实际生产中,生石灰与纯碱的实际配料比往往都大于其理论配料比,廉价的生石灰过量,可以促进较贵的_______充分反应。
【实验探究】
在松花蛋的形成过程中,碱液浓度及腌制时间等对其品质起着至关重要的作用。在老师的建议下,研究小组用等体积、等浓度的氢氧化钠溶液浸泡鸭蛋,得到了松花蛋腌制天数与其蛋白、蛋黄的pH的变化关系,如下图所示。
【解释与结论】
(8)分析两条曲线,可得出的结论是_______。
【交流与讨论】松花蛋虽然营养丰富,但是碱性过大,故不宜过多食用。
方法透视
解题思路
第一步:分析待鉴别物质的性质差异
1.物理性质差异:颜色、气味、溶解性、溶解时的温度变化(吸热/放热)等。
2.化学性质差异:与同一种试剂反应产生的现象不同(沉淀、气体、颜色变化)。
第二步:选择鉴别方法
1.物理方法:物质有特殊颜色、气味、溶解性差异;
2.指示剂法:鉴别酸、碱、中性溶液;
3.试剂法(一种试剂鉴别):利用与一种试剂反应产生的不同现象(沉淀、气体、颜色);
4.相互反应法(无外加试剂):通过两两混合,根据现象组合鉴别。
第三步:设计实验步骤并描述现象
1.步骤:取样(“各取少量于试管中”)→ 加试剂 → 观察现象。
2.现象:准确描述(“产生白色沉淀”“有气泡产生”“溶液变红”等)。
3.结论:根据现象对应出各物质。
第四步:注意“不用其他试剂”时的突破口
1.先找出有特殊颜色(如CuSO₄蓝色)或有特殊气味(如NH₃)的物质。
2.用相互反应产生气体、沉淀次数最多的物质作为突破口。
答题模板
用指示剂鉴别酸、碱、盐溶液
实验步骤:各取少量三种溶液于三支试管中,分别滴入几滴紫色石蕊试液。
现象与结论:
溶液变红的是酸(如稀盐酸)。
溶液变蓝的是碱(如NaOH溶液)。
溶液仍为紫色的是中性盐溶液(如NaCl溶液)。
用一种试剂鉴别多种物质(以Na₂CO₃溶液为鉴别剂)
实验步骤:各取少量待测溶液于三支试管中,分别滴加Na₂CO₃溶液。
现象与结论:
产生气泡的是酸(如稀盐酸)。
产生白色沉淀的是钙盐或钡盐(如CaCl₂、BaCl₂)。
无明显现象的是中性盐(如NaCl)或碱(但碱与Na₂CO₃不反应,需结合其他性质,此处仅举例)。
不用其他试剂鉴别(两两混合法)
实验步骤:将四种溶液编号,分别取少量进行两两混合实验,记录现象。
突破口:找出与其他物质混合时产生气体次数最多或沉淀次数最多的物质。
变式演练
【变式01】(九年级下·辽宁铁岭·期末)化学实验过程中经常会产生一定量的废液,经过无害化处理,可有效防止水体污染。实验课上,兴趣小组的同学们完成了氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。
活动一:氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液的鉴别。通过小组合作,同学们完成了如图所示的三组实验。
(1)实验2和实验3中相似的实验现象是:_________;任意写出其中一个反应的方程式:_________。
活动二:废液成分的探究和处理。如下图。
(2)小组同学将6支试管中的剩余物倒入一个大烧杯中,充分搅拌、静置,观察到上层清液为无色,下层有白色沉淀。由此确定该溶液中一定不含有的物质是_________。
(3)为确定该废液能否直接排放,请你与他们一起完善如下方案。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液
溶液变红
溶液中的成分是碳酸钠
②向步骤①试管中继续加入足量稀盐酸
产生气泡
写出上述实验中产生气泡的方程式_________。
同学们对上述方案中的结论提出质疑,他们的理由是_________。
经过综合分析,同学们将烧杯内的物质经过滤、将滤渣回收,再向滤液中加入适量的_________进行处理后排放。
【变式02】(24-25九年级上·辽宁锦州·月考)小红发现,金店里有两种不同的“白金”,单价相差悬殊,小红很好奇,打算对这两种不同的“白金”进行研究。
【查阅资料】市场上所谓的“白金”通常有两种;一种是铜、锌、金、镍(元素符号Ni)的合金,称为白色金;另一种是铂金,铂是一种银白色的贵重金属,化学性质稳定不与氧气反应,用于耐腐蚀的化学仪器及首饰等,俗称“白金”,元素符号 Pt。
【探究活动】小红结合学习的金属活动性顺序,和兴趣小组的同学一起展开探究活动。
任务一: 鉴别两种白金。
(1)小红设计实验一:将这两种白金样品分别放在陶土网上用酒精灯加热,观察到金属表面_________。则这种白金样品为“白色金”。
(2)小红设计实验二:将这两种白金样品放入_________中,观察到金属表面冒气泡,则这种白金样品为“白色金”。
(3)小红设计实验三:将这两种白金样品放入硝酸银溶液中,观察到金属表面有银白色物质附着,则这种白金样品为“白色金”。写出其中一个反应的化学方程式_________,该反应的基本反应类型是_________。
【作出假设】
(4)假设①Zn>Ni>Cu;假设②Zn>Cu>Ni;假设③_________。
任务二:探究 Zn、Ni、Cu的金属活动性顺序。
【查阅资料】镍能与稀盐酸或稀硫酸酸反应,NiCl2,NiSO4,Ni(NO3)2都可溶于水
【设计实验】同温下,取大小、形状相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足稀盐酸中,观察记录现象。
金属
Ni
Zn
Cu
与盐酸反应现象
气体产生缓慢金属逐渐溶解
气体产生激烈金属迅速溶解
无明显现象
【得出结论】
(5)原假设中正确的是假设_________(填序号)。
【结论应用】
(6)根据上述实验结论,兴趣小组的同学还设计了用下列各组内的药品来验证Zn、Ni、Cu 的金属活动性顺序,其中不能达到实验目的是_________(填字母)。
A.Zn、Cu、Ni(NO3)2溶液
B.Ni、ZnSO4 溶液、CuSO4 溶液
C.Zn、Ni(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液
D.Zn、Ni、NiCl2溶液、Cu(NO3)2溶液
【拓展应用】
(7)某化学兴趣小组同学利用下图所示实验验证铁、铜、铝三种金属的活动性。
实验结束充分反应后,将所有物质倒入同一废液缸。下列说法正确的是_________(填字母)。
A.若废液缸底部红色物质增加,则实验一反应后CuSO4,溶液一定有剩余
B.废液缸中溶液质量与混合前实验一、实验二烧杯中溶液质量之和一定相等
C.将废液缸中的物质过滤,并向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生
考向05 探究影响反应的因素
典例引领
【典例01】(2026·辽宁盘锦·一模)化学在疾病治疗领域广泛应用。化学学习小组按照“胃病诊断→药物使用”的研究路径探究胃酸(主要成分是盐酸)过多症。
【胃病诊断】
感染幽门螺杆菌(Hp)是导致胃酸过多的常见原因之一,Hp会在胃内产生尿素酶。如图,“呼气试验”让患者口服含有被标记碳原子的尿素[CO(NH2)2]试剂,当胃内存在幽门螺杆菌(Hp),尿素会被尿素酶分解,产生含有标记碳原子的二氧化碳。通过收集患者呼出的气体,检测其中标记二氧化碳的含量,就可判断患者是否感染了幽门螺杆菌(Hp)。
(1)①碳原子的原子结构示意图(如图),x=______。
②13C原子和14C原子在医学上作为示踪原子检验病菌,这些原子都是碳原子的本质原因是______相同。
A.质子数 B.中子数 C.电子层数 D.电子数
(2)尿素分子中碳原子与氢原子的个数比为______。已知尿素酶在分解尿素的反应前后本身的质量和化学性质均不发生变化,则尿素酶在反应中起到了_____作用。
(3)由图可知,感染者服用尿素试剂后,胃液中产生的离子是______(填写离子符号)。
(4)在“14C—呼气试验”中,检验员将受检者呼出的气体通过氢氧化钙吸收液的收集装置。若该受检者感染了幽门螺杆菌(Hp),则反应后含有标记碳原子的物质是______。
【药物使用】
某实验小组探究几种常见胃药的抗酸效果。
[查阅资料]溶液的pH越大,酸性越弱。人体胃液的主要成分为盐酸,正常pH范围为0.9~1.5。小组成员分别取25mLpH=1.20的稀盐酸,加入胃药,充分搅拌,测定一定反应时间后溶液的pH。实验数据如表:
实验编号
有效成分质量/g
胃药种类
反应时间/s
溶液的pH
①
0.5
碳酸氢钠片
60
6.02
②
0.5
碳酸氢钠片
120
6.37
③
0.5
碳酸氢钠片
180
6.54
④
0.5
铝碳酸镁片
60
3.93
⑤
0.5
铝碳酸镁片
120
4.25
⑥
0.5
铝碳酸镁片
180
4.70
⑦
0.5
氢氧化铝片
60
1.26
⑧
0.5
氢氧化铝片
120
1.34
⑨
0.5
氢氧化铝片
180
1.42
实验一:验证胃药是否能抗酸
(5)实验过程中,应使用_______测定溶液的pH。
A.pH试纸 B.pH传感器 C.紫色石蕊 D.无色酚酞
(6)由实验数据可知三种胃药都能抗酸,依据是______。
实验二:探究影响胃药抗酸效果的因素
(7)根据上述实验数据,可探究胃药种类对抗酸效果的影响的实验组合是______(任写一个组合),由此得出胃药种类对抗酸效果的影响的结论是_____。
方法透视
解题思路
第一步:明确探究的影响因素
常见的反应影响因素有:
浓度:反应物浓度越大,反应速率越快。
温度:温度越高,反应速率越快。
接触面积:固体反应物颗粒越小(或粉末状),接触面积越大,反应速率越快。
催化剂:加入催化剂(正催化剂)加快反应速率。
反应物本身性质:金属活动性越强,与酸反应速率越快。
第二步:设计对照实验——控制变量法
核心原则:只改变一个因素(自变量),其他因素完全相同。
设计模板:取______(相同规格/等质量/等体积)的______,分别置于两支试管中,向其中一支加入______(改变的因素),另一支不加入(或保持原状),其他条件(如温度、浓度等)完全相同。观察并比较______(反应速率的现象,如气泡产生速率、固体消失时间、温度变化等)。
第三步:描述现象,得出结论
现象描述:“加入______的试管中产生气泡速率更快(或固体消失更快)”。
结论句式:“在______相同的情况下,______(自变量)越大(或越高/越细/有催化剂),反应速率越快。”
答题模板
探究浓度对反应速率的影响
实验设计:取等质量(或等体积)的同种金属(如镁条),分别放入等体积、不同浓度的稀盐酸(如5%和10%)中,观察产生气泡的速率。
现象:浓度大的盐酸中产生气泡更快。
结论:在其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快。
探究温度对反应速率的影响
实验设计:取等质量(或等体积)的同种反应物(如过氧化氢溶液),分别置于不同温度(如常温、加热)的水浴中,观察产生气泡的速率(或带火星木条复燃情况)。
现象:温度高的溶液中产生气泡更快。
结论:在其他条件相同时,温度越高,反应速率越快。
探究接触面积对反应速率的影响
实验设计:取等质量的同种固体(如块状大理石和粉末状大理石),分别加入等体积、等浓度的稀盐酸中,观察产生气泡的速率。
现象:粉末状固体产生气泡更快。
结论:在其他条件相同时,固体反应物的接触面积越大,反应速率越快。
探究催化剂对反应速率的影响
实验设计:取等体积、等浓度的过氧化氢溶液于两支试管中,向其中一支加入少量MnO₂粉末,另一支不加,观察产生气泡的速率。
现象:加入MnO₂的试管中产生气泡更快。
结论:MnO₂能加快过氧化氢的分解速率,是该反应的催化剂。
探究金属活动性对反应速率的影响
实验设计:取等质量、等形状的不同金属(如镁、铁),分别加入等体积、等浓度的稀盐酸中,观察产生气泡的速率。
现象:镁产生气泡更快。
结论:金属活动性越强,与酸反应速率越快。
变式演练
【变式01】(25-26九年级上·辽宁营口·期中)某研究小组的同学对过氧化氢制取氧气、测定空气中氧气含量实验进行了如下探究。
Ⅰ.实验室制取氧气的原理
(1)从元素角度看,利用下列物质分解不能用于制取氧气的是______(填序号)。
A. B. C. D.NaCl
Ⅱ.影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂的种类。
同学们用图1装置进行6组实验,实验记录如表:
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
过氧化氢溶液的浓度(%)
10
30
15
30
30
30
过氧化氢溶液的体积(mL)
6
6
6
6
6
水槽中水的温度
70
90
70
70
20
20
锥形瓶中的物质
无
无
无
无
0.5 g NaCl
30 min内产生氧气(mL)
0.0
41.0
4.5
12.1
2.0
650.0
(2)实验②中应加入过氧化氢溶液的体积是______mL。
(3)探究催化剂种类对过氧化氢分解速率影响的是实验序号______。
(4)实验通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率,还可以通过测定______来比较过氧化氢的分解速率。
(5)实验①、③、④的目的是______。
(6)通过实验②、④可得出的结论是______。
(7)同学们认为实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是______。
Ⅲ.利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图1所示
(8)利用气压传感器测定图1装置内的压强变化,所得数据如图2所示。
①段压强增大的原因是______。
②段压强减小的原因是______。
③测得空气中氧气的体积分数约为______×100%(列出式子即可)。
【变式02】(2025·辽宁·模拟预测)日常生活中常见的保鲜剂如下,学习小组以食品保鲜剂为主题展开实践性活动。
I.探究脱氧保鲜剂
(1)铁粉脱氧保鲜剂:常用于干果、肉制品等食品保鲜。主要原理与铁生锈相同,即铁粉与________反应。
(2)铁粉脱氧保鲜剂主要成分有铁粉、炭粉、氯化钠等。为了验证该脱氧保鲜剂中含有铁粉,可以向其中加入________。
为探究影响脱氧反应速率的因素,学习小组利用图1装置进行如下探究。实验结果如图2、3所示。
编号
铁粉/g
水/滴
炭粉/g
氯化钠/g
1
5.0
10
0
1.0
2
5.0
10
0.75
1.0
3
5.0
10
x
0
4
5.0
10
1.5
1.0
5
5.0
10
0.75
2.0
(3)结合图2,分析5min后的实验数据,可得到的结论是________________。
(4)结合图3,x=____;对比三组实验的目的是________________。
(5)回收金属可以节约资源和能源。实验后瓶中残留物除了可用于回收金属铁外,还可以回收氯化钠,你的方法是________________。
II.探究石灰干燥剂是否变质
(6)小组学生设计如下实验方案探究石灰干燥剂是否变质,请你帮同学们完成实验报告
实验
实验操作
实验现象
结论
①
取少量样品于烧杯中,加一定量的水,充分搅拌
______,有固体剩余
含CaO
②
将①中液体过滤,取滤液滴加酚酞溶液
溶液变红色
含Ca(OH)2
③
取②中滤渣,加入足量稀盐酸
固体溶解,有气泡
含______
(7)石灰干燥剂变质的原因是__________。
(8)化学老师看了他们的实验报告,觉得实验②并不能证明固体中含Ca(OH)2,理由是__________。
考向06 探究反应原理
典例引领
【典例01】(2025·辽宁朝阳·二模)兴趣小组的同学开展关于NaHCO3和Na2CO3的项目式探究活动。
活动一:探究Na2CO3是否适合作为抗酸药
【查阅资料】
(1)①NaHCO3是治疗胃酸过多症的一种抗酸药,其俗称为_______。②人体胃液(含有盐酸)通常约100mL,pH约1.5,体温约:37℃。③抗酸药的标准之一:药物发生疗效时,胃液的pH保持在3~5间最适宜,pH过高会导致胃痛等不适症状。
【提出猜想】
(2)猜想一:Na2CO3适合作为抗酸药,其理由是_______。猜想二:Na2CO3,不适合作为抗酸药,原因可能是其碱性较强。
【实验探究1】探究Na2CO3与NaHCO3碱性的强弱
(3)依次测量等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH,结果分别为11和9。Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液_______(填“强”或“弱”)。
【实验探究2】探究Na2CO3作为抗酸药的适应性
先向500mL烧杯中加入100mLpH=1.5的盐酸,用自动注射器向烧杯中以1mL/min的速度滴入pH=1.5的盐酸模拟人体分泌胃液,再加入1.0gNa2CO3固体,并持续搅拌。用pH传感器记录溶液pH随时间的变化曲线。将上述实验中Na2CO3换成NaHCO3,重复实验过程。所得两条曲线如图所示。
【分析数据】
(4)由图可知,与NaHCO3相比:①Na2CO3_______;②Na2CO3_______。
【得出结论】
Na2CO3不适合作为抗酸药,猜想二正确。
【反思评价】
(5)有小组成员提出,从控制变量和对比实验的角度看,“实验探究2”设计不够严谨,你认为不严谨之处是_______。
【拓展延伸】
(6)也是一种常用的抗酸药,其反应原理是_______(写化学方程式)。相比,从与胃酸反应的产物分析,NaHCO3抗酸药存在的不足是_______。
活动二:探究NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸反应的快慢
(7)利用下图装置探究NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸反应的快慢。气球中的盐酸应同时_______(填“快速”或“慢速”)全部倒入。可根据_______(选填“反应至5秒”、“反应结束”、“两者都行”)时气球大小不同现象得出反应速率大小:碳酸钠_______碳酸氢钠(选填“>”、“<”、“=”)。写出碳酸氢钠和盐酸反应的化学方程式_______。
方法透视
解题思路
第一步:明确反应体系,写出化学方程式
根据反应物和反应条件,写出可能发生的所有化学反应方程式。
注意:同一体系中可能存在多个反应,需分析反应顺序。
第二步:分析反应本质(微观角度)
1.复分解反应:离子交换,生成沉淀、气体或水 → 离子浓度降低。
2.置换反应:金属活动性强的原子失去电子变成离子,活动性弱的离子得到电子变成原子。
3.中和反应:H⁺ + OH⁻ → H₂O,溶液pH变化。
4.氧化还原反应(初中初步):得氧失氧、电子转移。
第三步:确定反应先后顺序(核心难点)
常见优先顺序:
1.中和反应优先:酸与碱反应先于酸与盐(或碱与盐)反应。
2.金属与混合盐溶液反应:金属先与活动性最弱的金属的盐反应(远距离先置换)。
3.酸与碳酸盐反应:若酸逐滴加入碳酸盐溶液中,先发生:CO₃²⁻ + H⁺ → HCO₃⁻,再发生:HCO₃⁻ + H⁺ → H₂O + CO₂↑。
4.氧化还原反应(如FeCl₃与Fe反应):Fe + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺,优先发生。
第四步:结合实验现象,推理反应原理
1.根据“开始无气泡,后来有气泡” → 判断有中和反应优先发生。
2.根据“先无沉淀,后有沉淀” → 判断有优先反应消耗了某离子。
3.根据“溶液颜色变化” → 判断离子种类变化(如Fe²⁺浅绿、Fe³⁺黄、Cu²⁺蓝)。
答题模板
解释反应先后顺序(以中和优先为例)
问题:向NaOH和Na₂CO₃的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,为什么一开始没有气泡产生?
模板答案:因为稀盐酸先与NaOH发生中和反应(HCl + NaOH = NaCl + H₂O),待NaOH完全反应后,盐酸才与Na₂CO₃反应生成CO₂气体(Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑),所以一开始无气泡。
解释金属与混合盐溶液的反应顺序
问题:向AgNO₃和Cu(NO₃)₂的混合溶液中加入锌粉,为什么锌先与AgNO₃反应?
模板答案:因为金属活动性:Zn > Cu > Ag,Zn与Ag⁺的差距更大,反应更容易发生。根据“远距离先置换”原则,Zn优先置换出活动性最弱的Ag。
解释反应条件对产物的影响
问题:碳在氧气中充分燃烧与不充分燃烧的产物不同,为什么?
模板答案:当氧气充足时,碳完全燃烧生成CO₂;当氧气不足时,碳不完全燃烧生成CO。反应条件(氧气量)不同,产物不同。
解释无明显现象反应的原理(微观角度)
问题:NaOH溶液与稀盐酸反应无明显现象,从微观角度解释反应本质。
模板答案:NaOH溶液中存在Na⁺和OH⁻,稀盐酸中存在H⁺和Cl⁻,两者混合后,H⁺与OH⁻结合生成H₂O分子,导致溶液中H⁺和OH⁻浓度减小,而Na⁺和Cl⁻没有参与反应。该反应的实质是H⁺ + OH⁻ = H₂O。
探究碳酸钠与酸分步反应的原理
问题:设计实验证明Na₂CO₃与稀盐酸反应是分步进行的。
模板答案:取少量Na₂CO₃溶液于试管中,逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,开始时无气泡,滴加一段时间后才有气泡产生。说明首先生成NaHCO₃(Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl),然后NaHCO₃与HCl反应生成CO₂(NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑)。
变式演练
【变式01】(2024·广东珠海·一模)化学反应常伴随着一些现象发生,但CO2和NaOH溶液的反应没有明显的现象。为了探究CO2和NaOH是否发生反应,某班同学分组做了如下探究实验:
第一组:验证有新物质生成
第1步:明确反应原理。
(1)如图,通入CO2后大试管中发生反应的化学方程式为________________。
第2步:确定需要检验的物质。
(2)若要证明NaOH和CO2发生反应,需要检验生成物____是否存在。
第3步:设计方案检验生成物。
(3)向反应后的大试管中加入足量______(填物质名称),观察到有气泡产生,证明CO2与NaOH发生了化学反应。
第二组:验证反应物的减少或消失
(4)如图实验,将滴管中的氢氧化钠溶液挤压入充满CO2的试剂瓶中,可观察到____,证明氢氧化钠和CO2发生了反应。有同学提出了质疑,他认为该实验还不足以证明CO2与NaOH确实发生了反应,理由是____,需补充对照实验将氢氧化钠溶液换成____。
【拓展】某同学用传感器研究等体积的水和NaOH浓溶液分别吸收CO2的效果,实验装置及测定结果如图所示。
(5)装药品前,如何检查该装置的气密性:____。
(6)表示CO2溶于水且与水反应的综合结果的曲线是____(填序号)。
(7)若选用等体积饱和石灰水再次进行实验,其曲线在____(填“①上方”、“①和②之间”或“②下方”)。
【变式02】(2024·辽宁大连·模拟预测)学习小组开展了“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。
【活动一】探究反应原理
某款家用制氧机利用过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
资料:①过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2,能产生氧气并放出热量。②高浓度过氧化氢腐蚀性强。
(1)小组同学用图1所示实验装置探究是否有氧气生成。观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出,木条不复燃;乙试管中小气泡快速冒出,木条复燃。
①实验结论:过碳酸钠分解为过氧化氢,有氧气生成且___________。
②写出乙试管中过氧化氢生成氧气的化学方程式:___________。
【活动二】认识制氧机
(2)图2为制氧机的内部结构图,其中加湿仓的作用是___________。下列相关说法正确的是___________(填字母)。
A.使用前,加湿仓应注满水
B.加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【活动三】选择制氧剂分
实验一:过氧化氢
小组同学设计了图3实验装置,用表1中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2gMnO2,注入溶液,记录并处理20min内数据如图4。
表1
编号
浓度/%
体积/mL
①
5
9.11
②
15
2.89
③
25
1.66
④
30
1.37
(3)检查图3装置气密性的操作是___________。
(4)根据资料分析,④比③产氧量少,可能的原因是___________。
(5)从安全角度考虑,应选择浓度为___________的过氧化氢溶液作为制氧剂。
实验二:过碳酸钠
往锥形瓶中加入ag过碳酸钠、0.2gMnO2和9.11mL水,待反应完全后收集到约159.1mL水(产生氧气的量与表1中药品得到氧气的最大量相等)。其他药品质量不变,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图5。
(6)a=___________g。(氧气密度为1.43g/L,忽略其他因素的影响,计算结果精确到0.1)
(7)由图5可得出的结论是___________。
(8)根据过碳酸钠和过氧化氢的性质,结合图4、图5中的数据,选用过碳酸钠作制氧剂的理由是___________。
题●型●训●练
1.(25-26九年级下·辽宁鞍山·开学考试)某校化学兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应进行实验探究。
(1)甲同学向装有氢氧化钠溶液的烧杯中加入一定质量的稀盐酸,振荡后未观察到明显现象,继续滴入几滴无色酚酞试剂并振荡,若观察到________现象,说明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了反应。
(2)同学们将(1)操作后烧杯内的溶液命名为M溶液,并对其成分进行探究。
【提出问题】M溶液中的溶质有哪些?(酚酞试剂的成分除外)
【猜想与假设】
猜想1:NaCl
猜想2:NaCl、HCl
猜想3:NaCl、NaOH
通过分析,猜想3明显不合理,请说明理由:________。
【实验一】
乙同学设计并进行了下列实验。
操作①:向装有生锈铁钉的试管内倒入适量的M溶液。
观察到:铁锈逐渐消失,溶液变为黄色。
结论:猜想________正确。
操作②:向装有锌粒的试管内倒入适量的M溶液。
观察到:________。
写出操作①的化学反应方程式________。
【实验二】
丙同学采用数字传感器、氢氧化钠溶液对M溶液进行探究。
(3)他按照图1所示进行操作,并分别测定实验过程中烧杯内溶液的pH值及温度的变化情况(如图2、图3所示),据图分析可知:
①图1中胶头滴管内的试剂为________(填选项序号)。
A.氢氧化钠溶液 B.M溶液
②氢氧化钠与稀盐酸的反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
【反思与评价】对于无明显现象的中和反应,可以通过证明反应物的消失、测定溶液pH值的变化等判断反应是否发生。
【拓展与应用】丁同学把自制的一种黄色花汁分别滴加到下列不同试剂中,并记录观察到的现象如表所示。
试剂
稀盐酸
食醋
蔗糖水
蒸馏水
肥皂水
烧碱溶液
颜色
红
红
黄
黄
绿
绿
(4)请分析表格,并回答下列问题:
①该花汁________(填“可以”或“不可以”)用作酸碱指示剂。
②烧碱溶液可使上述花汁变绿色,其中使花汁变色的离子是________。(填离子符号)
③蚊子叮咬人时注入蚁酸,使皮肤红肿、痛痒。要缓解这种症状,简易可行的办法是在叮咬处涂抹上述试剂中的________。
④胃酸的主要成分是盐酸,胃舒平[主要成分:和小苏打[主要成分:常用于治疗胃酸过多症,请写出胃舒平治疗胃酸过多症时的化学方程式________。
2.(2024·辽宁辽阳·模拟预测)化学实验过程中经常会产生一定量的废液,经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上,兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。
已知:室温下,部分物质的溶解性表(“溶”表示物质可溶于水,“不”表示不溶于水,“微”表示微溶于水)如下:
项目
溶
溶
溶
微
溶
不
溶
溶
不
不
溶
微
[活动一]通过小组合作,同学们完成了如图1所示的两组小实验。
(1)实验中产生沉淀的化学方程式是_______。
(2)上述四个试管中有三个试管没有明显现象,只有_______(填物质名称)不会发生化学反应,理由是_______。
[活动二]小雪将实验后四支试管中的剩余物质倒入一个洁净的大烧杯中(如图2),充分搅拌、静置,观察到杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。
(3)由此可以确定:上层溶液中一定不含有的离子是_______。
小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如下探究。
[提出问题]上层溶液中还可能含有什么离子?
[猜想与假设]上层溶液中还可能含有、、中的一种或几种。
[进行实验]
(4)请完善下面表格。
项目
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
①取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液
②继续滴加稀盐酸
①溶液变红
②产生气泡
①有
②有、无
方案二
①取少量溶液于试管中,滴加_______
②静置,继续滴加_______(指示剂除外)
①_______;
②_______
①有、无
②有
[反思与评价]
(5)小明同学对方案一提出疑问,他的理由是_______。
(6)将烧杯内物质过滤,滤渣回收,需向滤液中加入适量_______进行处理后再排放。
3.(25-26九年级上·辽宁·月考)为探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素,某研究小组做了以下实验。
活动一:哪些因素可以影响过氧化氢溶液的分解速率?
实验编号
溶液
催化剂(0.1 g)
温度/℃
收集100 mL氧气需要的时间/s
体积/mL
溶质质量分数/%
①
10
30
-
20
660
②
a
30
粉末
20
3
③
10
5
粉末
b
205
④
10
5
粉末
40
68
⑤
10
5
Fe2O3粉末
20
352
表1
(1)对比实验①和②可得出的结论是__________。
(2)实验②中a的数值为__________;实验③中b的数值为__________。
(3)通过实验__________可以推断出温度对过氧化氢溶液分解速率有影响。
(4)设计实验③和⑤的目的是__________。
活动二:硫酸铜能否当过氧化氢分解的催化剂?
【设计方案】小组同学设计方案如图。
(5)实验现象:步骤①产生少量气泡,带火星的木条不复燃;步骤②__________;步骤③带火星的木条复燃。
(6)实验结论:硫酸铜可以做过氧化氢分解的催化剂,反应的符号表达式:__________。
【交流评价】
(7)老师认为该方案不严谨。若要确定该实验结论正确,同学们经过讨论后,认为还需证明硫酸铜的__________和化学性质在反应前后保持不变。
(8)兴趣小组的同学设计了如图补充实验:通过蒸发、干燥、称量后,得到硫酸铜的质量m=_________g,将该固体加入5%的过氧化氢溶液,当观察到__________,溶液变蓝色,证明该实验结论正确。
4.(25-26九年级下·辽宁沈阳·月考)皮蛋(又叫松花蛋)是我国传统风味食品。同学们对皮蛋的制作及松花形成进行探究。
任务一:制作松花蛋
小远将皮蛋粉(主要成分为:生石灰、纯碱和食盐)加水调制成糊状,裹在新鲜鸭蛋上,放入罐子中,用塑料膜密封保存。
(1)新鲜鸭蛋中富含的主要营养物质有___________。
(2)小远戴上手套后,将皮蛋粉加水调制成糊状时,感觉到烫手,主要原因是生石灰与水反应___________热量(填“放出”或“吸收”)。
(3)皮蛋的形成与糊状物质中的成分有关。小远经过思考,认为糊状物质中一定含有NaOH、___________(填化学式)。
任务二:探究松花出现的影响因素
(4)小远制作的皮蛋中未出现明显的“松花”。他查阅资料,发现不同离子对“松花”出现的影响如下表:
组别及离子有无“松花”出现时间
第1组
第2组
第3组和
第4组和
第5天
无
无
无
无
第15天
无
无
无
无
第19天
无
无
有
有
他推测加入有利于“松花”的出现,请你从上表中找出支持他观点的证据___________。
(5)小远开展了以下探究实验,过程和结果如下:
甲组实验
乙组实验
注:两组实验使用的NaOH溶液的体积、浓度相同,溶液的体积、浓度相同。
该探究实验的目的是___________。
(6)小远还想探究溶液的浓度对“松花”效果的影响,请你结合以上探究实验帮他设计一个实验方案___________(必选实验用品:蛋清、NaOH溶液、溶液)。
任务三:探究松花结晶成分
(7)同学们收集松花状结晶并对其展开研究,经仪器分析发现其为富含的难溶物。
①提出假设:松花状结晶的主要成分为:a.;b.___________;c.两者都有。
其他物质难溶于水且不参与反应。
②定性研究:
实验操作
实验现象
结论
取0.60 g结晶,向其中滴加过量的稀盐酸。
固体溶解,___________
假设b成立。
③定量测定:
将②实验后的混合液过滤,用蒸馏水洗涤滤渣2~3遍,将洗涤液与滤液合并,再向其中滴加NaOH溶液至产生大量白色沉淀,静置,向上层清液中继续滴加NaOH溶液,若___________,则所加NaOH溶液已足量。过滤,洗涤,低温烘干,得到固体0.58 g,则理论上,原晶体中镁元素的质量分数为___________。若没有将洗涤液合并入滤液,则测定结果___________(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
5.(25-26九年级下·辽宁丹东·开学考试)燃料是人类获得能量的重要来源。某兴趣小组对“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了学习活动。
任务一 调查家用燃料的变迁
常见的家用燃料有柴草、煤、液化石油气、天然气(主要成分是甲烷,化学式为)、酒精等。近50年家用燃料的使用,主要经历了如图所示发展过程。
(1)蜂窝煤的主要成分是碳,煤球制成蜂窝煤的原因:_________。
任务二 探究甲烷的燃烧产物
【提出问题】甲烷充分燃烧会产生哪些物质?
【查阅资料】一氧化碳能使新鲜鸡血变为桃红色;是一种主要的大气污染物。
【猜想假设】猜想1:和
猜想2:、和
(2)你的猜想:_________和,依据是_________。
(3)小组同学通过下面的实验验证了猜想。
操作
现象
结论
步骤1:验纯后,点燃甲烷,在火焰上方罩一个干燥烧杯。
烧杯内壁出现水雾
①甲烷燃烧产物有_______。
步骤2:将甲烷燃烧产生的气体导出。通入澄清石灰水中。
②_________。
猜想1或2成立
步骤3:将甲烷燃烧产生的气体导出,③_________中。
无明显现象
猜想1成立
【反思评价】
(4)家用天然气燃烧不充分时,火焰偏黄,锅底容易变黑,锅底的黑色物质可能是________。
任务三 认识燃料变迁的意义
开发和利用清洁、高效的新能源,使人们的生活更美好。充分燃烧1煤或1天然气释放的热量和产生的质量如下图所示。
(5)天然气代替煤作家用燃料,除了具有便于管道运输的优点外,根据上图分析,还具有的一个优点是____。
6.(25-26九年级下·辽宁营口·月考)某校化学兴趣小组在老师的指导下进行“黑面包”趣味实验。取20 g蔗糖()放入烧杯中,加少量水润湿,注入10 mL浓硫酸,搅拌,蔗糖先变黑后膨胀形成“黑面包”(如图1),同时还闻到了刺激性气味。
Ⅰ.变黑的原因:生成了黑色的炭
(1)由于浓硫酸具有________性,能将蔗糖中氢、氧元素按水的组成比脱去,生成黑色的炭。
(2)从物质分类角度,蔗糖属于________(填“有机物”或“无机物”)。
Ⅱ.膨胀的原因:生成了气体
【提出问题】气体的成分是什么?
【猜想与假设】猜想一:;猜想二:;猜想三:和。
(3)大家讨论后一致认为猜想一是错误的,原因是________。
(4)为了验证猜想二和猜想三,只需检验________(填化学式)是否存在即可。
【查阅资料】①能使澄清石灰水变浑浊。
②具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液反应;而不能。
③具有漂白性,能使品红溶液褪色,而不能。
【实验探究】对气体成分进行检验,部分实验装置如图2。
(5)A中酸性高锰酸钾溶液的作用是________。
(6)B中品红溶液不褪色,说明________。
(7)C中澄清石灰水变浑浊,则C装置的作用是________。
【实验结论】
(8)综上所述,猜想________成立。
Ⅲ.改变糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数和温度是否会影响实验效果呢?
【进行实验】分别取5 g糖粉进行实验,根据前2分钟的现象对实验效果进行评分。记录如表1:
表1实验记录
实验
糖
浓硫酸体积/mL
水的滴数
温度/℃
效果得分
1
蔗糖
4
5
22
65
2
蔗糖
5
10
30
81
3
蔗糖
6
15
50
93
4
冰糖
4
10
50
91
5
冰糖
5
15
22
88
6
冰糖
a
5
30
75
7
葡萄糖
4
15
30
0
8
葡萄糖
5
15
50
0
9
葡萄糖
6
10
22
0
【处理数据】分析表1,计算效果得分均值,求结果如表2:
表2效果得分均值
因素
糖
浓硫酸体积/mL
水的滴数
温度/℃
蔗糖
冰糖
葡萄糖
4
5
6
5
10
15
22
30
50
均值
79.7
84.7
0
52.0
56.3
56.0
46.7
57.3
60.3
51.0
52.0
61.3
依据均值推断最佳实验方案,均值越高,效果越好。
【解释与结论】
(9)实验6中,a为________mL。
(10)根据表2推断,“黑面包”实验最好选择5 g冰糖、5 mL浓硫酸、________滴水和50℃。
【反思与评价】
(11)综合分析,使实验3的效果得分高于实验4的因素有________、________。
7.(2026·辽宁铁岭·二模)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。已知:“彩虹管”呈现出的颜色越多、保持时间越长,效果越好。
【进行实验】
实验1:用蒸馏水浸泡黑枸杞得到浸取液,分别滴入pH不同的无色溶液中,记录现象。
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
实验2:向试管中加入6mL一定质量分数的盐酸、滴入5滴黑枸杞浸取液、振荡,再逐滴滴入约3mL一定质量分数的NaOH溶液,记录溶液颜色。
实验
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分钟无明显变化
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】
(1)向氯化钠溶液中滴加黑枸杞浸取液,溶液颜色变为_____。
(2)盐酸与NaOH反应的化学方程式为_____。
(3)实验2中,①②③的目的是探究_____对“彩虹管”效果的影响。
(4)实验2中,“彩虹管”效果最佳的是_____(填实验序号),理由是_____。
(5)结合实验进行讨论初步得出“彩虹管”会出现自上而下多种颜色的原因是_____。
【进一步探究】查阅资料发现,在NaOH溶液中加入一定量Na2CO3可使“彩虹管”效果更好。小组同学设计实验3进行验证,并与实验2中③对照。
实验3:向100mL质量分数为15%的NaOH溶液中加入1gNa2CO3固体,搅拌后得到溶液a,进行如下实验并记录。
操作
现象
______,再逐滴滴入约3mL溶液a
立即出现气泡:滴加完成后溶液颜色自上而下依次为红色、粉色、紫色、蓝色、绿色、黄色,静置约1小时仍无明显变化
【解释与结论】
(6)补全实验3的操作:______。
(7)实验3中观察到气泡,推测有气体生成,该气体是_____。
(8)由实验2、3可知:制作“彩虹管”过程中,影响其效果的因素一定有_____。为保证“彩虹管”的效果明显,实验时在操作方面应注意______。
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、CO、?
【查阅资料】①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反应而褪色;
③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。
【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
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____________。
9.(25-26九年级下·辽宁鞍山·开学考试)某兴趣小组借助数字技术探究“稀盐酸与氢氧化钠溶液反应”,图1所示是室温下稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的pH变化曲线。
(1)根据图2曲线判断,图1中的溶液B是_______,该实验中需要用玻璃棒不断搅拌,其作用是_______。
(2)c点所示溶液中数与数关系是_______(填“>”“<”或“=”)。
(3)该变化的微观本质是_______。
(4)测定氢氧化钠溶液的酸碱性。
用pH试纸测量,读出该溶液的pH_______(填“大于”或“小于”)7。
(5)氢氧化钠在空气中不仅吸收水分而潮解,还会与_______发生反应而变质。
(6)探究烧杯内溶液中溶质的成分:
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么?
【作出猜想】猜想①:可能是NaCl和NaOH;
猜想②:可能只有NaCl;
猜想③:可能是_______(填化学式)。
【查阅资料】氯化钠溶液呈中性
【进行实验】
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡
溶液呈______色
猜想①不正确
方案二
取少量烧杯内溶液于另一支试管中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量
有_______产生
猜想②不正确,猜想③正确
【反思与拓展】
(7)在分析化学反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑_______。
(8)根据所学化学知识,验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl,除以上方案外,下列哪些物质单独使用也能完成该实验?_______(填字母)。
A.pH试纸 B.铜 C.紫色石蕊溶液 D.氧化铜粉末 E.氢氧化钠溶液
10.(25-26九年级下·辽宁大连·月考)博物院油画馆的讲解员告知同学们,油画若保存不当,其中的红铅颜料在空气中会缓慢变成白色。为探究红铅(Pb3O4)的变色原因,研究性学习小组开展实践活动。
【查阅资料】
①Pb3O4是难溶于水的红色固体,暴露在空气中可转化为PbCO3、中的一种或两种;
②PbCO3、均为难溶于水的白色固体,均能与稀硝酸(HNO3)发生复分解反应。
③溶液为无色透明。
④碱石灰可吸收H2O和CO2
【活动1】探究红铅变色与光照强度的关系(光照时间、温度、湿度等其他条件一致)
在3支洁净试管中分别加入Pb3O4粉末(如下表所示)。
试管编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
光照强度
弱
较强
强
实验现象
无明显变化
红色粉末少量变白
红色粉末变白
(1)实验过程中,试管应保持敞口状态的理由是_____。
(2)该实验可以得出的结论是______。
(3)根据Pb3O4暴露在空气中的产物元素组成推断,红铅Pb3O4在空气中可能与______发生反应。(写出一种即可)
【活动2】探究白色固体的组成
甲、乙两个小组分别用不同的方法探究白色固体的组成。将上述试管Ⅲ中的白色固体平均分为质量相同的两份(假设成分和质量完全均匀),进行如下甲、乙实验:
【实验过程】
(4)甲组中白色固体M生成气体A的化学方程式为________。
(5)依据甲组实验的现象,无法确定白色固体M中是否还含有,其理由是______。
(6)乙组同学向锥形瓶中缓慢加入足量稀硝酸,通过A中______(写现象),可判断PbCO3已反应完全。C中碱石灰的作用是吸收_______(写化学式)。单向阀只允许气体沿图中箭头方向流动,可防止_______,减小误差。
【实验分析】
(7)甲组将溶液B中的铅元素完全转化为PbCO3沉淀,并依据PbCO3沉淀的质量(x)和白色固体M的质量(y)的关系,可以确定白色固体M是否含有。若含有,则x__y(填“>”“<”或“=”)。
(8)乙组同学将白色固体中的PbCO3完全转化为CO2,并依据CO2的质量和白色固体M的质量可以确定白色固体M中是否含有,请解释原因:____。
【保护措施】
(9)基于上述探究,为了更好地保护油画,请你为参观人员提出一条合理的建议:_______。
11.(25-26九年级下·辽宁鞍山·月考)为研究在医学上中和反应热消融的放热原理,兴趣小组同学进行了如下实验探究。
【探究一】20℃时,向盛有100 g 40%氢氧化钠溶液的烧杯中加入100 g 36.5%盐酸溶液,用手触摸烧杯外壁,温度明显升高。
(1)①氢氧化钠和盐酸的化学反应属于_______(填基本反应类型)反应。
②反应后溶液pH_______7(填“>”、“<”或“=”)。
③小明认为该实验温度升高不一定是因为中和反应放热,还可能是_______。
【探究二】对上述实验进行改进,并用温度传感器测定实验过程中温度的变化,实验结果如图示。
实验①:20℃时,向100 g 40%氢氧化钠溶液中缓慢滴加试剂M;
实验②:20℃时,向100 g 36.5%盐酸溶液中缓慢滴加试剂M;
实验③:20℃时,向100 g 40%氢氧化钠溶液中缓慢滴加100 g 36.5%盐酸溶液
(2)试剂M是_______(填试剂质量及名称)。a点滴入紫色石蕊试液,溶液呈_______色。
(3)能证明氢氧化钠与盐酸反应放热的依据是_______。
(4)下图为向氢氧化钠溶液中不断滴加盐酸溶液的反应的微观示意图。
①按时间先后排列的顺序为_______(填字母)。
②由图推测中和反应中的能量变化主要是由于_______(填离子符号)发生反应导致。
(5)实验③充分反应后,生成的氯化钠质量为_______g。若实验③反应后蒸发41.5 g水,恢复至20℃,烧杯底部出现白色固体,经检测为氯化钠,则烧杯底部出现白色固体的质量为_______g。
(提示:20℃时100 g水最多能溶解36 g NaCl)
12.(25-26九年级下·辽宁鞍山·开学考试)数字化实验具有实时、准确、直观、操作简便等特点。兴趣小组利用图1装置探究稀盐酸与氢氧化钠溶液能否反应。锥形瓶中盛有一定量滴有酚酞的氢氧化钠溶液,连接传感器,然后向锥形瓶中滴入稀盐酸。
(1)观察到锥形瓶中的现象是___________,证明二者发生反应。
(2)选择传感器,观察到变化如图2所示。
①锥形瓶中反应的化学方程式是___________。
②C点时,除指示剂外,锥形瓶中溶液的溶质是___________(填化学式)。
(3)选择温度传感器,观察到温度变化如图3所示。
①由图像可知,氢氧化钠溶液与盐酸反应___________(填“吸收”或“放出”)热量。
②D点时,溶液的pH___________7(填“>”、“<”或“=”)。
(4)如图甲乙所示
①实验甲中,当稀硫酸加入氢氧化钠溶液中时,试管内溶液的酸碱度会___________(填“变大”“变小”或“不变”);二者反应的微观实质是___________;
②实验乙中,能观察到澄清石灰水变浑浊的现象,原因是___________;该实验不能用氢氧化钠固体替换氢氧化钠溶液,理由是___________。
通过上述实验可知,某些酸碱中和反应现象不明显,我们可以利用指示剂观察宏观现象,也可以借助数字化实验实时地呈现反应情况,证明二者发生反应。
(5)在图2中,下列试剂能验证反应到达c点的是___________(填字母)。
A.锌粒 B.纯碱溶液 C.无色酚酞溶液 D.氧化铜
13.(25-26九年级上·辽宁锦州·期中)某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式探究。
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用,下列说法正确的是________(填字母序号)。
A.一个化学反应可能有多种催化剂
B.不加入催化剂化学反应就不能发生
C.用作催化剂的物质还可能是其他反应的反应物或生成物
D.使用催化剂能使生成物的质量增加
【任务二】探究催化剂
将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。对于此现象,该小组同学进行了如下探究:
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?
【做出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
(2)
实验步骤
实验现象
结论及解释
①
A中无明显现象B中产生大量气泡,气体能使带火星的木条复燃
B中产生的气体是________;________(填“能”或“不能”)说明淀粉是过氧化氢分解的催化剂。
②向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
B中产生气泡,带火星的木条又复燃,滤渣质量为________。
淀粉的________和________在反应前后均没有发生变化,淀粉能作过氧化氢分解的催化剂
【实验拓展】
小组同学设计了如图1所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成25 mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见表:
实验编号
3%过氧化氢溶液的体积
其他物质质量
待测数据
Ⅰ
20 mL
淀粉0.5 g
a
Ⅱ
20 mL
二氧化锰0.5 g
b
(3)上述实验中“待测数据”是指________;最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则a________b(填“<”、“>”或“=”。)
(4)小明用坩埚钳夹取少量光亮的铜丝,放在酒精灯火焰上灼烧至表面全部变黑后,迅速插入一只装有20 mL 3%过氧化氢溶液的试管中,观察到试管内迅速产生大量气泡,且变黑的铜丝的质量和化学性质不发生改变,于是得出结论:氧化铜可以加快过氧化氢分解。有同学认为这个结论不可靠,原因是过氧化氢分解速率加快还可能与________有关。
(5)小华试着把30%的过氧化氢溶液与淀粉混合,观察到试管中产生大量气泡和白雾,试管壁明显发烫,但带火星的木条始终未复燃,原因可能是________。
14.(25-26九年级上·辽宁阜新·月考)实现2030年碳达峰、2060年碳中和,是我国政府对国际社会的重要承诺。某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣,开启“低碳行动”项目化学习探究之旅。
【项目一:二氧化碳的来源】
(1)空气中二氧化碳的主要来源为___________。
【项目二:二氧化碳的吸收】
(2)岩石可吸收CO2,反应:,基本反应类型是___________。
(3)可以用某些溶液捕集二氧化碳,为比较捕集效果,用软塑料瓶设计了图1所示3组实验。
①图中X的数值为___________。
②实验得出氢氧化钠溶液捕集二氧化碳效果最好,得出该结论依据的实验现象是什么?___________。
实验室模拟吸收二氧化碳的原理
小组同学利用如图2装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。
步骤1:某同学检验了图2装置的气密性,得到如右侧图像,说明装置气密性良好。
步骤2:两瓶250 mL的烧瓶内收集满CO2气体,注射器内各装有85 mL的水和澄清石灰水,连接好装置和压强传感器。打开活塞1和活塞2,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞1,一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图3所示。
(4)步骤1中该同学进行气密性检查的操作是:打开活塞1和活塞2,___________(填“推”或“拉”)注射器活塞一段距离后停止。
(5)图3中,表示注入的是澄清石灰水的是曲线___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(6)图3中,AB段压强上升的原因是___________。
【项目三:二氧化碳的转化】
(7)上述循环体系中可循环利用的物质是___________。
(8)反应一段时间后,温度没有发生明显改变,催化剂的催化效果降低的原因是___________。
【项目四:低碳措施】
(9)助力“碳中和”,减少CO2排放,生活中我们可以怎么做:___________(任写一条)。
15.(25-26九年级上·辽宁葫芦岛·月考)某兴趣小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。
【任务一】了解催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用,下列说法正确的是______(填字母序号)。
A.没有催化剂反应不能发生 B.催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C.催化剂能改变化学反应速率 D.能加快化学反应速率的物质就是催化剂
【任务二】探究不同催化剂的催化效果
某兴趣小组的同学为了比较和对过氧化氢分解的催化效果,用图1装置进行实验:启动传感器,注入溶液。氧气体积分数随时间变化情况如图2和图3所示。
(2)若比较两者的催化效果,实验过程中不需要控制的条件是______(填字母序号)。
A.反应起始时间 B.催化剂的质量 C.溶液的浓度 D.溶液的起始温度
(3)初始时氧气的体积分数不为0,原因是______。
(4)根据图2和图3的对比分析使分解较快的催化剂是______(填或)判断依据是______。
(5)用5% 溶液制取氧气,若采用如图所示装置进行实验,上述两种催化剂中较为合适的是______。
(6)通过图2和图3对比分析,从催化剂的角度还能得出的结论是______。
【任务三】探究不同质量催化剂的催化效果
小组设计图4装置,用压强传感器研究浓度为6%的过氧化氢溶液与平菇接触时,发生反应过程中的压强变化如图5。
(7)根据图5分析曲线a在0~10s压强增大的原因是______。
(8)图5中能初步说明平菇是过氧化氢溶液反应催化剂的依据是______。
(9)分析图5中曲线a、b,说明影响化学反应速率的因素除过氧化氢溶液浓度、反应温度外,还与______有关。
【反思评价】
(10)通过对催化剂的探究,你认为还可进一步探究的问题是______。
16.(25-26九年级上·辽宁锦州·期中)某化学兴趣小组同学以氧气为主题开展项目式学习。
【活动一】实验室制取氧气
(1)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,该反应的化学方程式是___________,应选择的发生装置为___________。
(2)若要收集较纯净的氧气,应从C、D、E装置中选用___________装置。
(3)若用F装置收集氧气,氧气应该从___________(选填“a”“b”)导管口处通入。
【活动二】模拟家庭制氧
利用过氧化氢分解产生氧气的原理,小玲自制了一个家庭简易制氧机如图
(4)操作时可以上下抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是___________(答一点)。
(5)若想利用H装置监测产生氧气的速度,小组同学将H装置改进的措施是___________(填字母)。
A.将c导管和d导管同时加长并伸入水面以下
B.将c导管加长并伸入水面以下
C.将d导管加长并伸入水面以下
【活动三】探究催化剂
小组同学发现氯化铁(FeCl3)对H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解速率的不同影响,用如图中J装置分别进行实验;启动传感器,注入H2O2溶液,夹上弹簧夹。氧气体积分数随时间变化情况如图K:
(6)能使H2O2分解较快的催化剂是___________。
(7)若想得到1.6 g氧气,则需要参加反应的过氧化氢的质量为___________g。
【活动四】测定氧气含量
化学兴趣小组对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究,并基于证据进行推理分析。
(8)若测出空气中氧气体积分数小于五分之一,可能的原因是___________(写一条即可)。
(9)图1是某同学做的红磷燃烧实验,实验过程中集气瓶内气压变化如图2所示,分析BC段压强增大的原因___________。
(10)D点对应的操作是___________。
【活动五】了解工业制氧
(11)工业制氧气是在低温条件下加压,使空气转化为液态,然后蒸发,由于液氧和液氮的沸点不同,氮气首先蒸发出来,剩下的主要是液氧。氮气由液态变为气态时,其变化的微观本质是___________发生改变。
17.(2025·辽宁抚顺·一模)同学们对“金属蚀刻画”产生了浓厚的兴趣,于是开启了项目式学习之旅。
任务一:了解“金属蚀刻画”的制作原理
【查阅资料】
Ⅰ.“金属蚀刻画”所用的材料可以是金、银、铜、不锈钢、铝等金属;
Ⅱ.蚀刻过程中,使用酸溶液或某些金属化合物溶液作蚀刻液在金属表面留下痕迹;
Ⅲ.石蜡不溶于水,一般在熔化;
Ⅳ.硫酸铜溶液显酸性。
任务二:模拟制作“金属蚀刻画”
【进行实验】根据制作“金属蚀刻画”的原理,兴趣小组同学设计了如下实验进行制作。
(1)若选择稀硫酸作蚀刻液,则金属板可选择铁、铝,而不选择铜和银的原因是________。
(2)若选择铝板利用如下流程制作“蚀刻画”,首先要对铝板进行打磨,其目的是________。“去除蜡衣”的合理方法是________(填字母序号)。
a.用刀刮去蜡衣 b.用酒精灯火焰直接加热 c.置于的热水中
(3)“腐蚀”铝板的过程如图所示,“腐蚀”过程中观察到玫瑰花________,并有气泡产生。试分析,该气体可能是________。
任务三:探究“金属蚀刻画”生锈的原因
同学们发现和铝制蚀刻画相比,铁制、铜制蚀刻画较易生锈。于是小组同学用四片铜片分别进行如下实验来探究铜生锈的条件。
【实验用品】铜片、煮沸过的蒸馏水、植物油、棉花和氯化钙(吸水)、碱石灰(吸收水和二氧化碳)、试管、橡胶塞、带导管的单孔橡胶塞等。
【实验方案】
实验装置
实验一
实验二
实验三
实验四
实验现象
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片生锈
实验结论
铜生锈的条件是________。
【实验分析】
(4)实验二中,足量澄清石灰水的作用是________。
(5)得出“铜生锈一定与有关”结论,依据的两个对比实验是________。
(6)为了得到准确的实验结论,实验一中应补充的实验用品有________。
(7)铜生锈的条件是________。
任务四:利用废旧金属制作班徽
下图为同学们制作班徽的过程。
(8)步骤②中,用稀盐酸与铁锈(主要成分是)反应会生成氯化铁和水,以达到除锈的目的。该反应的化学方程式为________。
(9)塑封的目的是________(写出一条即可)。
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题型11科学探究题
考●向●破●译
考向01 探究物质变质成分
典例引领
【典例01】Na2CO3 或Na2CO3 和NaOH 氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠(或氢氧化钠与二氧化碳发生了反应或) 有气泡产生
变红 检验样品中含有NaOH
变式演练
【变式01】(1)A
(2)检查装置气密性
(3)密度小于空气 可燃
(4)氢氧化钙 碳酸钙
(5)/
(6)反应一段时间后锥形瓶中二氧化碳体积分数升高明显
(7)氢氧化钙和碳酸钙
(8)密封(合理即可)
【变式02】(1) 碳粉/C
(2)部分
(3)NaCl、NaOH、Na2CO3
(4)二
(5)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与步骤(1)中剩余的氯化钡反应,也会产生白色沉淀
(6)碳酸钠(合理即可)
考向02 探究反应后的物质成分
典例引领
【典例01】(1)b
(2)红色变无色
(3)氢氧化钾溶液使酚酞溶液变红与实验现象不符
(4)红棕色粉末溶解(或溶液由无色变黄色)
(5)(或溶液中一定有硫酸钾存在,而硫酸钾与氯化钡反应也能产生硫酸钡白色沉淀)
(6)ABD
(7) 纯碱、苏打
(8)碳酸钠溶液的溶质质量分数相同时,温度越高去油污效果越好
(9)①④⑦
(10)不能和酸性物质混用
变式演练
【变式01】(1)CO和CO2
(2)A
(3) CO2 变大
(4)
(5) 稀硫酸/稀H2SO4 红色固体部分溶解,溶液变蓝
(6)3.2<a<7.2
(7)Cu和Cu2O
(8)900
【变式02】(1)变红
(2)分子是不断运动的,且氨气的密度小于空气
(3)节约试剂,更环保等(合理即可)
(4)具有挥发性
(5)乙
(6)甲中水与酒精混合不发生化学变化/丙中装置没有密封,产生的二氧化碳逸出,没有称量全部生成物质量(合理即可)
(7) 氮 元素种类
(8)Mg3N2
(9) 4:1 氧气的化学性质比氮气活泼(合理即可)
考向03 探究无明显现象反应的发生
典例引领
【典例01】(1)颜色改变(或产生异味、发霉,合理即可)
(2)CD
(3) 复分解反应
(4) 挥发性 酸性(或能与氢氧化钠反应)(合理即可)
(5) 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
(6)CD
(7)相等
(8)新物质
变式演练
【变式01】(1)盐酸具有挥发性,敞口放置时溶质氯化氢会挥发出去,溶质质量减小,所以浓度变小
(2)2
(3) 小组1 装置气密性不好,部分二氧化碳逸出,造成收集的二氧化碳体积偏小
(4)盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体随着二氧化碳一起进入紫色石蕊溶液中,氯化氢溶于水形成盐酸,二氧化碳与水反应生成碳酸,使紫色石蕊溶液变红,加热时,碳酸分解,但盐酸仍然存在,所以溶液不会变为紫色
(5)
(6)BC
(7)B
(8)2.0
(9) 部分变质
(10)相同条件下,碳酸钠的溶质质量分数越大,溶液的pH越大,碱性越强,去油污效果越好
(11)
(12)溶质质量分数为10%、温度为70°C
(13)BCE
【变式02】(1)碱
(2)潮解
(3)红
(4)NaOH溶液
(5)酸
(6)NaCl和HCl
(7)相等
(8)放热反应
(9)d
(10)与NaOH溶液反应,分子数减少压强减小,各种因素的影响相互抵消
考向04 探究物质的性质或鉴别
典例引领
【典例01】(1)纯碱或苏打
(2)20℃时的溶解度最小
(3) 分解 二氧化碳(或)
(4) 二 氢氧化钠和碳酸钠的溶液都呈碱性,都能使无色酚酞变红
(5)中性或酸
(6)食醋
(7) 碳酸钠
(8)在其他条件相同时,在腌制时间范围内,蛋黄和蛋白的pH随腌制天数增加而增加,后随pH的增加变化不大(合理即可)
变式演练
【变式01】(1) 产生白色沉淀 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl/Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(2)HCl
(3) Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 碳酸钠、氢氧化钠溶液都呈碱性,都能使无色酚酞溶液变红,该方案无法判断是否含有氢氧化钠 稀盐酸
【变式02】(1)变黑
(2)稀硫酸/稀盐酸
(3) / 置换反应
(4)Ni>Zn>Cu
(5)①
(6)C
(7)A
考向05 探究影响反应的因素
典例引领
【典例01】(1) 4 A
(2) 1:4 催化
(3)
(4)碳酸钙/
(5)B
(6)反应后溶液的pH均大于初始pH
(7) ①④⑦/②⑤⑧/③⑥⑨ 其它条件相同时,三种胃药抗酸效果由强到弱的顺序是碳酸氢钠片>铝碳酸镁片>氢氧化铝片(合理即可)
变式演练
【变式01】(1)D
(2)6
(3)⑤⑥
(4)产生相同体积的氧气所需时间
(5)探究过氧化氢溶液的浓度对过氧化氢分解速率的影响
(6)相同条件下,温度越高,过氧化氢分解速率越快
(7)相同时间内实验②产生氧气少;需要加热;水蒸气含量高
(8) 红磷燃烧放热,装置内气体温度升高,压强增大 反应停止后装置冷却,且 O₂ 被消耗,气体分子总数减少,导致压强下降
【变式02】(1)氧气和水蒸气
(2)稀盐酸(合理即可)
(3)其他条件一定时,向铁粉中加入炭粉可以加快铁粉的脱氧效率
(4) 0.75 探究氯化钠的质量对铁粉脱氧效率的影响
(5)将固体充分溶解后过滤,再将滤液蒸干
(6) 烧杯外壁发热
(7)生石灰和空气中的水蒸气反应后,生成物再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙
(8)①中的生石灰和水反应也会生成
考向06 探究反应原理
典例引领
【典例01】(1)小苏打
(2)碳酸钠能与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳
(3)强
(4) 反应时造成胃液pH远大于5 反应时造成胃液pH>5的持续时间过长
(5)没有模拟人体的温度
(6) 碳酸氢钠与胃酸反应产生气体,可能造成胃胀
(7) 快速 反应至5秒 <
变式演练
【变式01】(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(2)碳酸钠/ Na2CO3
(3)稀盐酸(或稀硫酸等,答案合理即可)
(4) 气球膨胀 CO2可溶于水也可与水反应 纯水
(5)装药品前,轻拉注射器活塞至一段距离后松开,若活塞恢复原位说明气密性良好,否则装置漏气
(6)①
(7)①和②之间
【变式02】(1) 二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率
(2) 洗气,滤去氧气中的杂质,降低氧气的温度,提高氧气的湿度,还可以通过产生气泡的快慢观察氧气生成的速率 B
(3)在右侧量筒前的胶皮管上夹上弹簧夹,拉动注射器的活塞一段距离,若松开手之后,活塞能回到原位,说明装置气密性良好
(4)是反应放出大量热,使反应物减少
(5)5%
(6)1.4
(7)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大
(8)过碳酸钠是固体便于携带,且能持续平稳地提供氧气
题●型●训●练
1.(1)酚酞溶液不变红
(2) 酚酞溶液不变红,说明溶液不显碱性,故溶液中不存在NaOH 2 有气泡产生
(3) A 放热
(4) 可以 肥皂水
2.(1)
(2) 碳酸钠和氢氧化钠 生成物中没有气体、沉淀或水
(3)/氢离子
(4) 过量的氯化钙或氯化钡溶液 氯化镁溶液 有白色沉淀产生 有白色沉淀产生
(5)若溶液中含有碳酸根离子,也会使无色酚酞溶液变红,不能确定是否含有氢氧根离子
(6)稀盐酸(或稀硫酸)
3.(1)在相同条件下,使用催化剂(粉末)可以显著加快过氧化氢溶液分解的速率。
(2) 10 20
(3)③④
(4)探究催化剂种类对分解速率的影响。
(5)产生大量气泡
(6)
(7)质量
(8) 1.2 产生大量气泡
4.(1)蛋白质
(2)放出
(3)、、
(4)第1、2组不含,第19天无“松花”;第3、4组含,第19天有“松花”,说明加入有利于“松花”的出现。
(5)探究溶液和溶液的滴加顺序对“松花”出现的影响
(6)分别在10 g蛋清中加入等体积等浓度的溶液,间隔相同时间后,各加入等体积不同浓度的溶液,相同时间后,记录“松花”效果
(7) 没有气泡产生 不再有白色沉淀产生 40% 偏小
5.(1)增大与氧气接触面积,使燃烧更快速、更充分
(2) /一氧化碳 质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变
(3) 水/ 澄清的石灰水变浑浊 通入新鲜鸡血中
(4)炭黑
(5)热值高(或产生的SO2少,减少酸雨的形成)
6.(1)脱水
(2)有机物
(3)是无味气体,与实验中闻到刺激性气味的现象不符
(4)
(5)除去,防止干扰的检验
(6)已经被完全除去
(7)检验气体中是否存在
(8)三
(9)6
(10)15
(11) 浓硫酸体积
水的滴数
7.(1)紫色
(2)
(3)氢氧化钠溶液的溶质质量分数
(4) ③ ③中呈现出的颜色越多、保持时间越长
(5)溶液未充分混合,形成了pH梯度,使酸碱指示剂在不同区域显示不同颜色
(6)向试管中加入6mL溶质质量分数为5%的盐酸,滴入5滴黑枸杞浸取液,振荡
(7)二氧化碳
(8) 溶液pH的变化情况等 缓慢加入、避免振荡
8.(1)A
(2)颜色
(3) /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
(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)
9.(1) 稀盐酸 使反应物充分接触混合,保证反应完全进行
(2)<
(3)酸溶液中的氢离子和碱溶液中的氢氧根离子结合成水分子
(4)大于
(5)二氧化碳/CO2
(6) NaCl、HCl 无 气泡
(7)反应物是否剩余
(8)ACD
10.(1)与红铅颜料暴露在空气中的环境一致
(2)其他条件相同,光照越强,变色越快
(3)(或)
(4)
(5)与稀硝酸发生中和反应,无明显现象,无论是否含有,加入稀硝酸的实验的现象都相同
(6) 无气泡产生 外界空气中的二氧化碳和水蒸气进入C
(7)>
(8)根据方程式利用质量求出混合物中质量,与原白色固体质量对比即可
(9)参观拍照不开闪光灯
11.(1) 复分解 = 浓溶液稀释放热
(2) 100 g蒸馏水 蓝
(3)实验③的温度升高幅度远大于实验①、②的温度变化或实验③的温度曲线明显高于①、②
(4) ACB 、
(5) 58.5 22.5
12.(1)溶液由红色变为无色
(2) NaCl、HCl
(3) 放出 >
(4) 变小 氢离子和氢氧根离子结合成水分子 稀硫酸和氢氧化钠溶液反应放热,温度升高,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,有氢氧化钙析出 不能,氢氧化钠固体溶于水也会放热,会干扰实验
(5)ABD
13.(1)AC
(2) 氧气(或) 不能 质量 化学性质
(3) 生成气体需要的时间 >
(4)温度
(5)溶液的浓度过大,反应较快,产生的热量较多,导致试管内水蒸气的浓度较大
14.(1)化石燃料的燃烧,以及动植物的呼吸作用
(2)化合反应
(3) 100mL 丙瓶的塑料瓶变瘪程度比甲、乙更大
(4)拉
(5)Ⅱ
(6)实验中迅速将注射器里的液体全部压入烧瓶中,造成烧瓶内的气体被压缩,压强迅速增大
(7)二氧化碳
(8)反应过程中生成的物质附着在催化剂表面,堵塞了其活性区域,使催化剂无法有效接触反应物
(9)节约用电
15.(1)C
(2)A
(3)装置内有空气
(4) 产生相同体积的氧气,比所需时间更短
(5)/二氧化锰
(6)催化剂的种类能改变反应速度,但不改变生成物的质量
(7)产生氧气并且放热
(8)随着平菇片数的增加,反应速率加快但是最终生成氧气体积相等
(9)催化剂质量
(10)催化剂的形状对催化效果的影响(合理即可)
16.(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ B
(2)E
(3)a
(4)可以控制反应的发生与停止
(5)B
(6)二氧化锰(MnO2)
(7)3.4
(8)红磷的量不足(或装置漏气、未冷却至室温就打开弹簧夹等合理答案)
(9)红磷燃烧放热,使装置内气压变大
(10)打开弹簧夹
(11)分子间间隔
17.(1)铜、银在金属活动性顺序表中位于氢后,不与酸反应
(2) 去除铝表面的氧化膜 c
(3) 变成红色 (或氢气)
(4)除去空气中的(或二氧化碳)
(5)实验三和实验四
(6)棉花和氯化钙、橡胶塞
(7)铜与、、(或与氧气、水、二氧化碳)共同作用
(8)
(9)防止班徽锈蚀(或答隔绝氧气和水)
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题型11科学探究题
内●容●导●航
第一部分 题型解码 高屋建瓴,掌握全局
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 探究物质变质成分
考向02 探究反应后的物质成分
考向03 探究无明显现象反应的发生
考向04 探究物质的性质或鉴别
考向05 探究影响反应的因素
考向06 探究反应原理
第三部分 题型训练 整合应用,模拟实战
题●型●解●码
题型概述
实验探究题在辽宁中考中常设置实际情境,综合实验设计题形式出现,多结合实验装置图、气体压强曲线或对比图表等数学模型,涉及实验现象分析、步骤优化及结论推导及设计实验方案,分析产物影响因素、实验误差等,突出对信息提取和逻辑推理能力的考查。
项目化探究常以生活、生产或科研中的实际问题为背景,多结合流程图曲线或图表等分析模型,融合化学基础知识(如物质性质、反应原理)、实验操作(如pH测定、气体检验)和科学思维(如控制变量、对比分析)等。考查类型常见综合应用型、跨学科实践型、实验探究型、性质验证型、定量分析型等。
考向分类
考向01 探究物质变质成分
考向02 探究反应后的物质成分
考向03 探究无明显现象反应的发生
考向04 探究物质的性质或鉴别
考向05 探究影响反应的因素
考向06 探究反应原理
技巧点拨
第一步:提出猜想——“三原则”
1.合理性:猜想要符合化学原理(不能无中生有,不能共存的离子不能同时出现)。
2.完整性:考虑“恰好完全反应”“某反应物过量”等多种情况。
3.顺序性:先写生成物,再写可能过量的反应物。
第二步:设计实验——“四要素”
1.取样:取少量样品于试管中(注明“少量”)。
2.加试剂:选择能产生明显现象(气泡、沉淀、颜色变化)的试剂。
3.控变量:对照实验除探究变量外,其他条件完全相同。
4.排干扰:若检验OH⁻时有CO₃²⁻存在,需先加过量CaCl₂除去CO₃²⁻。
第三步:描述现象——“三必须”
1.必须准确:“产生白色沉淀”“溶液由无色变为蓝色”“有气泡产生”。
2.必须完整:颜色、状态、气味等变化都要描述。
3.必须对应:现象与实验步骤一一对应。
第四步:得出结论——“两对应”
1.现象→结论:根据现象判断物质存在与否,结论要与猜想对应。
2.注意“一定”“可能”:能确定的写“一定”,不能确定的写“可能”。
第五步:反思评价——“三角度”
1.方案评价:是否合理?有无干扰?是否环保?是否节约?
2.异常分析:实际现象与预期不符的原因(如装置漏气、药品变质、操作错误)。
3.改进建议:更换试剂、增加对照、处理尾气等。
考●向●破●译
考向01 探究物质变质成分
典例引领
【典例01】(辽宁阜新·中考真题)某校化学兴趣小组同学想检验实验室内一瓶久置的NaOH固体是否变质。
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性
【提出问题】NaOH固体是否变质?
【猜想假设】
猜想一:没有变质,成分全部为NaOH。
猜想二: 发生变质,成分为______(写化学式)。猜想的依据是______。
【实验活动1】甲组同学设计并进行了如下实验。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量NaOH样品于试管中加水配成溶液,再向其中加入过量稀盐酸,观察。
______
猜想二正确
该实验中一定发生的反应,其化学方程式为______。
【实验活动2】乙组同学为了证明该NaOH样品变质程度,设计了如下实验方案并进行实验。
取少量固体样品于烧杯中加水充分溶解后,向其中滴加过量氯化钡溶液至沉淀完全,过滤,取少许滤液于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,观察到无色酚酞溶液______,证明NaOH样品发生了部分变质。
【实验活动3】丙组同学设计了新的实验方案并利用乙组剩余的滤液进行以下实验。
实验操作
实验现象
(1)取少许滤液,滴加MgCl2溶液
产生白色沉淀
(2)取少许滤液,滴加CuSO4溶液
既有白色沉淀又有蓝色沉淀产生
(3)取少许滤液,通入CO2气体
产生白色沉淀
通过【实验活动3】证明该NaOH样品发生部分变质。
【总结提升】乙、丙两组同学通过实验证明NaOH样品发生部分变质的共同思路是______。
【答案】 Na2CO3 或Na2CO3 和NaOH 氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠(或氢氧化钠与二氧化碳发生了反应或) 有气泡产生
变红 检验样品中含有NaOH
【详解】猜想假设:
氢氧化钠易与空气中的二氧化碳发生反应变质,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,若氢氧化钠全部变质,成分为碳酸钠;若氢氧化钠部分变质,成分为氢氧化钠和碳酸钠,故猜想二: 发生变质,成分为Na2CO3 或Na2CO3 和NaOH;作出此猜想,是因为氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠;
实验活动1:
结论是猜想二正确,即氢氧化钠已变质,则存在碳酸钠;故取少量NaOH样品于试管中加水配成溶液,再向其中加入过量稀盐酸,盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水、二氧化碳气体,能观察到有气泡产生;化学方程式为:;
实验活动2:
结论是NaOH样品发生了部分变质,即样品中含有氢氧化钠和碳酸钠,故取少量固体样品于烧杯中加水充分溶解后,向其中滴加过量氯化钡溶液,氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,过滤,取少许滤液于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,滤液中含有氢氧化钠,呈碱性,则观察到无色酚酞溶液变红;
总结提升:
乙、丙两组同学都是通过先除去样品中的碳酸钠,再验证样品中含有氢氧化钠,从而证明NaOH样品发生部分变质。
方法透视
解题思路
第一步:分析变质原因及变质产物
1.NaOH变质:与空气中CO₂反应生成Na₂CO₃。
2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O
2.Ca(OH)₂变质:与空气中CO₂反应生成CaCO₃。
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O
3.CaO变质:先吸水变成Ca(OH)₂,再与CO₂反应变成CaCO₃。
CaO + H₂O = Ca(OH)₂,Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O
第二步:根据变质程度提出猜想(三种情况)
以NaOH为例,变质程度有三种:
猜想一:没有变质(溶质为NaOH)
猜想二:部分变质(溶质为NaOH和Na₂CO₃)
猜想三:完全变质(溶质为Na₂CO₃)
注意:Ca(OH)₂变质后生成CaCO₃,但Ca(OH)₂微溶,CaCO₃不溶,猜想时需考虑固体和溶液成分。
第三步:设计实验验证——关键技巧
核心难点:检验OH⁻时,CO₃²⁻会干扰(因为Na₂CO₃溶液也呈碱性)。
解决思路:先除去CO₃²⁻(用过量CaCl₂或BaCl₂溶液),再用酚酞检验OH⁻。
步骤:
1.取少量样品溶于水(若有不溶物,可能含CaCO₃等)。
2.先检验CO₃²⁻(加稀盐酸,产生气泡证明含Na₂CO₃)。
3.再检验OH⁻:另取样品,加过量CaCl₂溶液(除去CO₃²⁻),取上层清液滴加酚酞。
变红 → 含OH⁻ → 部分变质
不变红 → 不含OH⁻ → 完全变质
答题模板
氢氧化钠变质探究
(1)检验是否变质(检验CO₃²⁻)
实验操作:取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸(或稀硫酸)。
现象:产生气泡。
结论:样品已变质(含有Na₂CO₃)。
(2)检验是部分变质还是完全变质
实验操作:
① 取少量样品溶于水,加入过量的CaCl₂溶液(或BaCl₂溶液),充分振荡。
② 静置(或过滤),取上层清液,滴加几滴无色酚酞试液。
现象及结论:
若产生白色沉淀,且清液变红 → 样品为部分变质(含有NaOH和Na₂CO₃)。
若产生白色沉淀,且清液不变红 → 样品为完全变质(只含Na₂CO₃)。
(3)注意事项(填空常见)
1.不能用Ca(OH)₂代替CaCl₂,因为Ca(OH)₂会引入OH⁻,干扰检验。
2.加入的CaCl₂必须过量,以确保CO₃²⁻被完全除去。
3.若样品是固体,需先加水溶解。
氢氧化钙变质探究
(1)检验是否变质(检验CaCO₃)
实验操作:取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸。
现象:产生气泡。
结论:样品已变质(含有CaCO₃)。
(2)检验是否部分变质(即是否还有Ca(OH)₂)
思路:Ca(OH)₂微溶,其水溶液呈碱性,可用酚酞检验。但CaCO₃不溶,不干扰。
实验操作:取少量样品于试管中,加水振荡,静置后取上层清液,滴加酚酞。
现象及结论:
清液变红 → 含有Ca(OH)₂ → 部分变质。
清液不变红 → 不含Ca(OH)₂ → 完全变质。
注意:若样品完全变质成CaCO₃,加水后上层清液不显碱性。
氧化钙变质探究
1. 检验CaO:取少量样品于试管中,加水,用手触摸试管壁
试管壁发热 → 含CaO(CaO + H₂O放热)
2. 检验Ca(OH)₂;取少量样品,加水溶解,过滤,取滤液通入CO₂(或加Na₂CO₃溶液)
产生白色沉淀 → 含Ca(OH)₂
3. 检验CaCO₃:另取少量样品,加稀盐酸
产生气泡 → 含CaCO₃
变式演练
【变式01】(2025·辽宁大连·模拟预测)登山运动员登山时常用氢化钙作为供氢剂,用来提供能源。某兴趣小组的同学对放置了一段时间的氢化钙取样进行探究。
【查阅资料】氢化钙(CaH2)是一种固态储氢物质,它遇水剧烈反应释放出氢气,反应的化学方程式为CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑。氢氧化钙微溶于水。
【提出问题】该氢化钙样品与水反应是否还能生成氢气?
【实验1】小组同学用适量氢化钙样品和水进行实验。
(1)如图1所示是小组同学设计的两个实验装置,为便于控制反应速率, 最好选用装置___________(填“A”或“B”)。
(2)连接好装置后,加入药品前,应进行的操作是___________。
(3)向如图2装置中加入药品并开始实验。锥形瓶中快速产生气泡;将导管插入肥皂水中,吹出肥皂泡,用燃着的木条靠近上升到空中的肥皂泡,肥皂泡被点燃。上述实验说明氢气的性质有___________、___________。
【得出结论】该氢化钙样品与水反应还能生成氢气。
【提出新问题】
实验1中不再产生气泡后,锥形瓶中有较多白色浑浊物。白色浑浊物是什么?
【分析讨论】
(4)白色浑浊物中一定含有___________;可能含有___________。
【实验2】按如图2所示,将白色浑浊物装入锥形瓶中,用注射器注入适量稀盐酸,并利用二氧化碳传感器测得锥形瓶中二氧化碳的体积分数随时间的变化如图3所示。
(5)实验2中锥形瓶内发生反应的化学方程式为___________ (写一个即可)。
(6)图中说明有二氧化碳生成的依据是___________。
【得出结论】
(7)白色浑浊物中含有___________,同时说明氢化钙样品有少量变质。
【反思拓展】
(8)保存氢化钙的一条建议是___________。
【答案】(1)A
(2)检查装置气密性
(3) 密度小于空气 可燃
(4) 氢氧化钙 碳酸钙
(5)/
(6)反应一段时间后锥形瓶中二氧化碳体积分数升高明显
(7)氢氧化钙和碳酸钙
(8)密封(合理即可)
【详解】(1)装置 A 使用分液漏斗,通过控制分液漏斗活塞,可控制液体滴加速度,进而控制反应速率;装置 B 使用长颈漏斗,不能控制液体滴加速率,所以为便于控制反应速率,最好选用装置 A。
(2)有气体参与或生成的实验,连接好装置后,加入药品前,都需要检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验结果。
(3)肥皂泡上升,说明氢气密度比空气小;肥皂泡被点燃,说明氢气具有可燃性。
(4)氢化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,所以白色浑浊物中一定含氢氧化钙;氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙、水,可能含有碳酸钙。
(5)从图 3 可知,加入稀盐酸一段时间后有二氧化碳生成,说明稀盐酸先与氢氧化钙反应,不产生二氧化碳,后与碳酸钙反应,产生二氧化碳,则白色浑浊物中含有氢氧化钙和碳酸钙。氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水,化学方程式为;碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为。
(6)从图 3 可知,反应一段时间后锥形瓶中二氧化碳体积分数升高明显,说明有二氧化碳生成。
(7)因为加入稀盐酸一段时间后有二氧化碳生成,说明稀盐酸先与氢氧化钙反应,不产生二氧化碳,后与碳酸钙反应,产生二氧化碳,则白色浑浊物中含有氢氧化钙和碳酸钙,同时说明氢化钙样品有少量变质。
(8)氢化钙易与水反应,所以保存氢化钙时要密封保存,防止其与空气中的水蒸气接触而变质。
【变式02】(辽宁抚顺·模拟预测)今天是化学实验室开放日,小吴带着一包脱氧剂和一包食品干燥剂走进实验室,和小组同学一起开始了令人兴奋的探究之旅(忽略实验过程中空气的影响)。
【查阅资料】脱氧剂的成分是铁粉、碳粉、碳酸钠、氯化钠。
食品干燥剂的成分是生石灰。
探究活动一:脱氧剂脱氧原理
【进行实验】
①取适量脱氧剂于大试管中,加足量的水振荡,充分溶解后过滤,得到滤液A和滤渣甲;
②向滤渣甲中加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,得到黄色溶液,溶液底部有黑色不溶物。
【得出结论】
(1)①脱氧剂脱氧的原理是铁粉与空气中成分发生了化学反应,生成铁锈。
②写出加入足量盐酸得到黄色溶液对应的化学方程式________。黑色不溶物中含有________。
探究活动二:探究食品干燥剂是否变质
【进行实验】
①取一包干燥剂放入小烧杯中,加入适量的水,充分搅拌后,用手触摸烧杯外壁,发烫,过滤,得到滤液B和滤渣乙;
②向滤渣乙中加入足量的稀盐酸,可观察到固体全部溶解,有气泡产生,据此判断滤渣乙中有CaCO3。
【得出结论】
(2)该干燥剂________(选填“完全”或“部分”或“没有”)变质。
探究活动三:探究溶液混合后溶质的成分
小组同学将上述实验中的滤液A和滤液B倒入废液缸中,观察到有白色沉淀生成,过滤后得到滤液C,他们对C中溶质的成分进行了探究。
【提出猜想】
(3)猜想一:NaCl、NaOH
猜想二:________
猜想三:NaCl、NaOH、Ca(OH)2
【进行实验】
(4)小吴按照自己设计的方案进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量滤液C于试管中,加入足量的氯化钡溶液
无明显现象
猜想______不正确
②继续向步骤①所得溶液中通入二氧化碳
有白色沉淀生成
猜想三正确
【反思评价】
(5)小组同学经过讨论,一致认为根据步骤②的现象不足以证明猜想三是正确的,理由是________。
(6)小昊经过认真思考后,对步骤②进行了修改,并做了下面的实验,另取少量滤液C于试管中,加入________溶液,产生白色沉淀,得出猜想三正确的结论。
【答案】(1) 碳粉/C
(2)部分
(3)NaCl、NaOH、Na2CO3
(4)二
(5)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与步骤(1)中剩余的氯化钡反应,也会产生白色沉淀
(6)碳酸钠(合理即可)
【详解】(1)②铁粉与空气中成分发生了化学反应,生成铁锈,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,该反应的化学方程式为:;
脱氧剂的成分是铁粉、碳粉、碳酸钠、氯化钠,加足量水溶解,碳酸钠和氯化钠均溶于水,故滤渣甲中含碳粉和铁粉,碳粉和稀盐酸不反应,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,故黑色不溶物是碳粉;
(2)生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水,①取一包干燥剂放入小烧杯中,加入适量的水,充分搅拌后,用手触摸烧杯外壁,发烫,说明含氧化钙,氧化钙和水反应,放出大量的热,过滤,得到滤液B和滤渣乙;②向滤渣乙中加入足量的稀盐酸,可观察到固体全部溶解,有气泡产生,碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,产生气泡,说明含碳酸钙,则该干燥剂部分变质;
(3)由以上分析可知,脱氧剂的成分是铁粉、碳粉、碳酸钠、氯化钠,加足量水溶解,碳酸钠和氯化钠均溶于水,故滤液A中含碳酸钠和氯化钠;将干燥剂加入适量水溶解,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,故滤液B中含氢氧化钙,混合后,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,如果恰好完全反应,则C中溶质为氢氧化钠、氯化钠;如果碳酸钠过量,则C中溶质为碳酸钠、氢氧化钠、氯化钠,如果氢氧化钙过量,则C中溶质为氢氧化钙、氢氧化钠、氯化钠,故猜想二:NaCl、NaOH、Na2CO3;
(4)①取少量滤液C于试管中,加入足量的氯化钡溶液,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,无明显现象,说明不含碳酸钠,则猜想二不正确;
(5)步骤①中加入了氯化钡溶液,如果C中的溶质是氯化钠和氢氧化钠,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,也能产生白色沉淀,故根据步骤②的现象不足以证明猜想三是正确的;
(6)氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,故另取少量滤液C于试管中,加入碳酸钠溶液,产生白色沉淀,说明猜想三正确。
考向02 探究反应后的物质成分
典例引领
【典例01】(2024·辽宁铁岭·二模)实验探究是学习化学的重要途径,请同学们积极参与,认真思考。
【实验探究一】
将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,两位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化,甲同学实验过程中测得pH变化如图一所示,则该同学是将_______(填字母序号)。
a.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中 b.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中
(2)借助酸碱指示剂,乙同学通过图二所示实验,他观察到__________现象,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应。
【提出问题】
针对乙同学进行的反应后溶液中溶质的成分(忽略酚酞),大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】
(3)猜想一:只有; 猜想二: 有和; 猜想三: 有和。同学们讨论后一直认为猜想三是错误的,理由是_____。
【设计实验】
(4)为了验证猜想,学习小组选用粉末、溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中, 加 粉末。
________(写出一条即可)
溶液中有,猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中, 滴加 BaCl2溶液。
产生白色沉淀
溶液中有 H2SO4,猜想二正确。
【实验结论】
通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(5)同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是______(文字说明和用化学方程式表示都可以)。
(6)方案一中的 Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替,也能得到同样的实验结论,请你选出可用药品的字母序号____。
A.Mg B. C.NaCl D.
【实验探究二】
探究碳酸钠的用途---用于生产洗涤剂。
【查阅资料】
可用于生产洗涤剂。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 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 溶液,并测定溶液pH,记录数据如表:
实验编号
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
11.27
11.30
11.22
11.46
11.50
【思考与结论】
(7)碳酸钠的俗称是_____。溶液中的阳离子符号是_____。
(8)实验①、②、③对比,可得出的结论是 ______。
(9)要证明溶液的溶质质量分数变化与去油污效果的关系,可选择的3个实验的编号是______。
(10)在使用洗涤剂时应注意_______(写出一条即可)。
【答案】(1)b
(2)红色变无色
(3)氢氧化钾溶液使酚酞溶液变红与实验现象不符
(4)红棕色粉末溶解(或溶液由无色变黄色)
(5)(或溶液中一定有硫酸钾存在,而硫酸钾与氯化钡反应也能产生硫酸钡白色沉淀)
(6)ABD
(7) 纯碱、苏打
(8)碳酸钠溶液的溶质质量分数相同时,温度越高去油污效果越好
(9)①④⑦
(10)不能和酸性物质混用
【详解】(1)由图一可知,溶液起始,呈酸性,此时溶液应是稀硫酸,随着另一溶液的加入,溶液逐渐增大到7,最后大于7,所以应是将氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中。故填:b。
(2)乙同学通过图二所示实验,氢氧化钾溶液显碱性使酚酞溶液变红,氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,观察到溶液由红色变无色,说明氢氧化钾消失。故填:红色变无色。
(3)根据题意,该实验过程借助酚酞溶液,观察到溶液由红色变为无色,说明此时溶液一定不呈碱性,但是氢氧化钾会使得溶液呈碱性,会使得酚酞显红色,不符合实验事实,所以猜想三错误。故填:氢氧化钾溶液使酚酞溶液变红与实验现象不符。
(4)根据实验结论猜想二正确,反应后溶液中有硫酸,取少量反应后的溶液于试管中,加入氧化铁粉末,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,可观察到红色粉末溶解,溶液由无色变为黄色。故填:红棕色粉末溶解(或溶液由无色变黄色)。
(5)方案二是不合理的,因为氢氧化钾和硫酸反应一定会产生硫酸钾,而硫酸钾与氯化钡反应会产生白色沉淀,无法证明硫酸一定存在;硫酸钾与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钾,该反应的化学方程式为:。故填:(或溶液中一定有硫酸钾存在,而硫酸钾与氯化钡反应也能产生硫酸钡白色沉淀)。
(6)A.镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,能证明有硫酸存在,故A正确;
B.碳酸钾与硫酸反应生成硫酸钾、水和二氧化碳,有气泡产生,也能证明有硫酸存在,故B正确;
C.氯化钠与硫酸不反应,不能证明有硫酸存在,故C错误;
D.氢氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,而硫酸铁溶液呈黄色,若固体溶解,溶液变黄色,能证明有硫酸存在,故D正确。
故选:ABD。
(7)碳酸钠的俗称是纯碱、苏打;碳酸钠由钠离子和碳酸根离子构成,碳酸钠溶液中的阳离子符号是。故填:纯碱、苏打;。
(8)由表中数据可知,实验①、②、③中,溶质质量分数相同,溶液温度不同,且温室越高,越大,而碱性溶液,且越大,碱性越强,则去污效果越好,则可得结论:碳酸钠溶液的溶质质量分数相同时,温度越高去油污效果越好。故填:碳酸钠溶液的溶质质量分数相同时,温度越高去油污效果越好。
(9)要证明碳酸钠溶液的溶质质量分数变化与去油污效果关系,则要控制碳酸钠溶液室温溶质质量分数为唯一变量,则可选①④⑦。故填:①④⑦。
(10)碳酸钠洗涤剂呈碱性,使用该洗涤剂时应注意不能和酸性物质混用。故填:不能和酸性物质混用。
方法透视
解题思路
第一步:写出可能发生的化学反应方程式
1.根据加入的物质和反应条件,写出所有可能发生的反应。
2.注意反应顺序:中和反应优先(H⁺ + OH⁻ → H₂O),然后才是沉淀反应、气体反应。
第二步:确定反应后“一定存在”的物质
1.生成的可溶性物质:一定存在。
2.不参与反应的离子对应的可溶性物质:一定存在(如Na⁺、Cl⁻、NO₃⁻等)。
3.不溶物:进入滤渣,不在滤液中。
第三步:根据反应物的量,推断“可能过量”的物质
猜想通常有三种情况:
1.恰好完全反应:只有生成物。
2.反应物A过量:生成物 + 过量的A。
3.反应物B过量:生成物 + 过量的B。
注意:不能共存的物质不能同时出现在猜想中(如H⁺与OH⁻、H⁺与CO₃²⁻、Ca²⁺与
CO₃²⁻等)。
第四步:设计实验验证“可能过量”的物质
答题模板
猜想与假设
猜想一:恰好完全反应,溶质为______(只有生成物)。
猜想二:(反应物)过量,溶质为(生成物 + 过量的反应物)。
猜想三:(另一种反应物)过量,溶质为(生成物 + 过量的反应物)。
注意:不合理猜想要说明原因(如“猜想四:两者同时过量”不可能,因为两者会反应)。
设计实验验证
① 取少量反应后的溶液于试管中,加入______(试剂)。
② 观察到______(现象)。
③ 结论:(猜想×成立/溶液中含有)。
易错提醒
1.猜想必须合理:不能出现能反应的物质共存(如H⁺和OH⁻、H⁺和CO₃²⁻、Ca²⁺和CO₃²⁻等)。
2.注意反应顺序:多种物质混合时,中和反应优先,然后才是沉淀或气体反应。
3.描述现象要完整:“有白色沉淀生成”“溶液变红”“有气泡产生”等。
4.检验试剂的选择:不能引入待检离子或干扰离子。例如检验CO₃²⁻不能用Ca(OH)₂(会引入OH⁻),应用CaCl₂或BaCl₂。
5.结论用语:根据现象,确定“一定含有”“一定不含”“可能含有”。
变式演练
【变式01】(25-26九年级上·辽宁盘锦·月考)木炭用于金属冶炼在我国已经有几千年历史。实验小组探究木炭和氧化铜的反应模拟炼铜。
【提出问题】木炭燃烧时可能生成CO2也可能生成CO,那么木炭与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能?
【作出猜想】
(1)猜想①:CO 猜想②:CO2 猜想③:___________。
【设计方案】实验装置如图(浓硫酸具有吸水作用)。打开开关K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,打开K,熄灭酒精喷灯和酒精灯,再通一段时间氮气。
(2)B、D处的现象是___________(填序号),则猜想③成立。
A.B中变浑浊,D处能点燃 B.B中变浑浊,D处不能点燃
C.B中无明显实验现象,D处能点燃 D.B中无明显实验现象,D处不能点燃
为探究CO的来源,小组同学在两个大试管中分别装入氧化铜和木炭质量比为13.3:1和13.3:2的混合粉末0.3g。向两个大试管中先通入足量氮气,然后同时加热两个大试管。利用传感器测定产生CO、CO2的浓度。实验结果如图所示。
(3)由图可知,反应先生成___________气体(填化学式);若增加固体混合物中木炭的质量分数,CO的浓度___________(选填“不变”“变大”或“变小”)。
(4)请结合图像分析图中a→b段的变化原因___________(用化学方程式表示)
【实验再探】小南同学提出既然生成的气体不全是CO2,那么生成的固体全是铜吗?
【查阅资料】
①木炭与氧化铜反应也可能生成氧化亚铜(Cu2O);
②氧化亚铜是红色固体,能与稀硫酸反应:
③铜也是红色固体,不能与稀硫酸反应
④稀硫酸为无色液体,硫酸铜溶液为蓝色液体
据此资料,兴趣小组的同学进行了以下实验:
(5)图1硬质玻璃管A冷却后,观察到黑色固体全部变为红色。
步骤一:取7.2 g该红色固体于试管中,滴加足量___________,充分反应,观察到___________(现象),证明有Cu2O。
步骤二:再将试管中的物质过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,称得滤渣质量为a g。
【数据分析,得出结论】
(6)7.2 g红色固体是Cu和Cu2O的混合物,a的范围是___________。
为确定C和CuO反应的最佳温度,小组同学利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分,实验结果如图所示,根据图3所示回答下列问题:
(7)800℃时,固体产物中含有___________。
(8)用C还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在___________℃以上。
【答案】(1)CO和CO2
(2)A
(3) CO2 变大
(4)
(5) 稀硫酸/稀H2SO4 红色固体部分溶解,溶液变蓝
(6)3.2<a<7.2
(7)Cu和Cu2O
(8)900
【详解】(1)根据题目信息可知,反应生成的气体可能为一氧化碳或者二氧化碳,或者为两者的混合物,故猜想③为:CO和CO2。
(2)若B处澄清石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,D处的气体能点燃,说明生成一氧化碳,则猜想③成立。故选A。
(3)由两图可知,反应均先生成CO2气体,左图氧化铜和木炭质量比为13.3:1,右图氧化铜和木炭质量比为13.3:2,由图像分析,右图产生的一氧化碳更多,故增加固体混合物中木炭的质量分数,CO的浓度变大。
(4)图中a→b段的变化原因是由于碳和二氧化碳在高温条件下会反应生成一氧化碳,则CO2的量出现了下降趋势。化学方程式为:。
(5)根据实验结论:含有Cu2O,再根据查阅资料②,则取7.2g红色固体于试管中,应滴加足量稀硫酸,充分反应,观察到的现象为红色固体部分溶解,溶液变蓝。
(6)采用极值法分析,假设红色固体全部是铜,则所得滤渣为铜,即a=7.2,假设红色固体全部是氧化亚铜,假设7.2g氧化亚铜完全反应生成铜的质量为x,
x=3.2g
故当3.2<a<7.2时,红色固体是铜和氧化亚铜的混合物。
(7)根据图3,图中800℃对应的衍射峰有代表Cu、Cu2O、CuO的峰,因此固体产物含有Cu和Cu2O。
(8)用C还原CuO制取纯净的Cu,从图中可以看出,反应温度至少要控制在900℃以上,此时反应后的固体只有Cu。
【变式02】(25-26九年级上·辽宁铁岭·月考)化学是一门以实验为基础的自然科学。请回答下列问题:
I.实验帮助我们研究微粒的性质
某实验小组对图1探究分子性质的实验,进行了图2的改进。通常状况下,氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小。
请回答下列问题:
(1)图1实验中,几分钟后,b烧杯中的溶液_______。
(2)图2实验中可以观察到c处棉花团先变红,解释产生这一现象的原因:_______。
(3)与图1实验相比,图2实验的优点是_______。
(4)如图3所示,用玻璃棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸,让两根玻璃棒靠近(不能接触),二者在空气中相遇形成氯化铵,营造出烟雾效果,形成“人造烟雾”,根据此现象可知浓盐酸和浓氨水具有的相同物理性质是_______。
II.实验帮助我们研究质量守恒定律
某同学设计如下图所示实验装置验证质量守恒定律。
(5)上述装置能用于验证质量守恒定律的是_______(填“甲”“乙”或“丙”)。
(6)请你选择一个实验方案,说明其不能验证质量守恒定律的理由:_______。
III.质量守恒定律的应用
某化学兴趣小组同学做镁条在空气中燃烧的实验时,发现镁条燃烧除生成白色固体(MgO)外,还有少量淡黄色固体生成。为探究淡黄色固体的成分,该兴趣小组在老师的指导下进行如下探究。
实验步骤
实验现象
实验结论
将淡黄色固体投入盛有足量水的烧杯中
产生白色沉淀,并有刺激性的氨味气体产生
上述反应产生的白色沉淀为,生成的气体为
【查阅资料】
反应过程中没有任何元素化合价改变。
(7)该淡黄色固体中一定含有镁元素和_______元素,从元素守恒角度写出判断依据:因为化学反应前后_______不变,反应后生成物中有Mg、N、H、O四种元素。
(8)若该淡黄色物质仅由两种元素组成,其化学式为:_______。
(9)空气中氮气和氧气的体积比约为_______,但镁条在空气中燃烧只生成少量淡黄色固体,由此得出的一个结论是:_______。
【答案】(1)变红
(2)分子是不断运动的,且氨气的密度小于空气
(3)节约试剂,更环保等(合理即可)
(4)具有挥发性
(5)乙
(6)甲中水与酒精混合不发生化学变化/丙中装置没有密封,产生的二氧化碳逸出,没有称量全部生成物质量(合理即可)
(7) 氮 元素种类
(8)Mg3N2
(9) 4:1 氧气的化学性质比氮气活泼(合理即可)
【详解】(1)浓氨水具有挥发性,挥发出的氨气分子运动到b中,使无色酚酞溶液变红;
(2)图2实验中可以观察到c处棉花团先变红,因为分子是不断运动的,且氨气的密度小于空气,氨气分子会向上运动,先与C处棉花团接触,使棉花团变红;
(3)与图1实验相比,图2实验所用试剂较少,节约试剂;图2实验是在密闭装置中进行的,能够防止氨气污染空气,更环保;
(4)根据此现象可知浓盐酸和浓氨水具有的相同物理性质是挥发性,因为它们的挥发性使得分子能够在空气中运动并相遇反应;
(5)甲中水与酒精混合不发生化学变化;乙中铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,天平保持平衡;丙中稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,实验装置没有密封,天平失去平衡;能用于验证质量守恒定律的是乙;
(6)质量守恒定律适用于化学变化,甲中水与酒精混合不发生化学变化;丙中装置没有密封,产生的二氧化碳逸出,没有称量全部生成物质量,两实验均不能验证质量守恒定律;
(7)淡黄色固体与水反应后产生的白色沉淀为Mg(OH)2,生成的气体为NH3,生成物中有Mg、N、H、O四种元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,所以淡黄色固体中一定含有镁元素和氮元素;
(8)淡黄色固体与水反应后产生的白色沉淀为Mg(OH)2,生成的气体为NH3,反应过程中没有任何元素化合价改变,则镁元素、氮元素反应前后化合价分别为+2、-3价,该淡黄色固体中一定含有Mg、N,若仅由两种元素组成,则化学式为Mg3N2;
(9)空气成分按体积分数计算:氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体约占0.94%、二氧化碳约占0.03%、其它气体和杂质约占0.03%,所以空气中氮气(N2)和氧气(O2)的体积比为78%∶21%≈4∶1;
镁条在空气中燃烧只生成少量淡黄色固体,说明氮气含量多但很稳定,难发生反应。
考向03 探究无明显现象反应的发生
典例引领
【典例01】(2026·辽宁锦州·模拟预测)在化学学习过程中,我们探索了诸多物质的变化,感受着变化之趣及变化之美。·下面我们将对物质的化学变化进行项目式学习。
【项目主题】通过现象识别物质的化学变化
任务一 感知化学变化
【观察思考】
(1)生活中处处存在化学变化。例如水果变质时,常伴随的现象有_______(写一点)。
(2)在以下四个实验过程中,能观察到有放热现象的是_______(填字母,多选题)。
【形成结论】感知变化中的显性现象,可以帮助我们判断物质是否发生化学变化。
任务二探索化学变化
【提出问题】将氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后无明显现象,如何证明发生化学变化?
【进行实验】如图1,在烧杯中加入稀氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,然后用滴管慢慢滴入稀盐酸,并不断搅拌溶液。
(3)当观察到溶液由红色变为无色时,可证明发生化学变化。写出该反应的化学方程式_______,其基本反应类型是_______。
【改进实验】如图2,小组同学对图1实验进行改进。观察到滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液由红色变为无色,也可证明发生化学变化。
(4)分析图2实验设计,依据浓盐酸的两条性质是_______、_______。
【数字化实验】用pH传感器测定向稀氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸过程中pH的变化。测定结果如图3。
(5)分析A、B两点的pH,说明溶液从碱性变成中性,该反应的微观实质为_______。
(6)下列试剂中,能验证出反应后处于C点的溶液所含溶质情况的是_______(填序号,可多选)。
A.无色酚酞 B.硝酸银溶液 C.锌粒 D.CuO
(7)B、C两点所对应的溶液中,氯化钠的质量大小关系是_______。
【形成结论】有些化学变化发生时,并没有明显的现象,需要结合物质性质设计实验,“转化”为明显现象,从而使反应可视化。
任务三 梳理项目成果
【汇报展示】小组同学构建思维模型如下,通过现象识别物质的化学变化思维模型
(8)思维模型“”处,应填写的内容是_______。
通过对现象的观察、分析,可以帮助我们更好地识别物质的化学变化。
【答案】(1)颜色改变(或产生异味、发霉,合理即可)
(2)CD
(3) 复分解反应
(4) 挥发性 酸性(或能与氢氧化钠反应)(合理即可)
(5) 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
(6)CD
(7)相等
(8)新物质
【详解】(1)水果变质属于化学变化,常见现象有变色、产生异味、发霉等,任写一点合理即可。
(2)C中白磷燃烧,燃烧反应放热;D中镁和稀盐酸反应属于放热反应,因此选CD,A、B反应无明显放热现象。
(3)氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,化学方程式为;该反应是两种化合物交换成分生成新化合物,属于四大基本反应中的复分解反应。
(4)浓盐酸未直接和氢氧化钠接触,就能使氢氧化钠溶液褪色,说明浓盐酸有挥发性,挥发出的氯化氢分子扩散到氢氧化钠溶液中,氯化氢具有酸性,能和氢氧化钠发生中和反应。
(5)中和反应的微观实质是:酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合生成水分子。
(6)C点,盐酸过量,溶质为和剩余的,需要验证的存在:
A、酚酞在酸性、中性溶液中都为无色,无法验证,该项错误;
B、氯化钠本身也含氯离子,和硝酸银反应也能生成沉淀,无法验证,该项错误;
C、锌粒和盐酸反应会产生气泡,该项正确;
D、氧化铜和盐酸反应会使黑色固体溶解、溶液变蓝,该项正确;
故选CD。
(7)B点氢氧化钠已经完全反应,生成氯化钠的量达到最大,C点只是额外加入了稀盐酸,不再生成氯化钠,因此氯化钠质量相等
(8)有新物质生成说明发生了化学变化
方法透视
解题思路
核心思想:将“无明显现象”转化为“有明显现象”
通过检验反应物的减少或生成物的出现,或利用反应过程中的能量/压强变化,将不可见的反应变得可见。
第一步:明确反应物和生成物
写出化学方程式,确定反应前后物质的变化。
第二步:选择证明方法(三种思路)
1.检验生成物:检验新物质的特征性质(如CO₃²⁻、H₂O等);
2.检验反应物减少/消失:用指示剂、pH计等证明原物质被消耗;
3.利用能量/压强变化:温度升高、压强减小(气球膨胀/变瘪)。
第三步:设计对照实验(必要时)
对于压强变化等方法,需设置对照实验(如用水代替碱溶液),排除其他因素的干扰。
第四步:描述现象,得出结论
根据观察到的现象(温度升高、压强减小、指示剂变色、生成沉淀/气体等),证明反应发生。
答题模板
证明中和反应发生(酸+碱→盐+水)
方法一:借助指示剂(先加酚酞,再加酸)
实验步骤:在盛有NaOH溶液的试管中滴入几滴无色酚酞试液,溶液变红;然后逐滴加入稀盐酸,并不断振荡。
现象:红色逐渐褪去,最终变为无色。
结论:证明NaOH与HCl发生了反应。
方法二:借助温度变化(中和放热)
实验步骤:测量NaOH溶液的温度,加入稀盐酸,充分反应后再测温度。
现象:温度升高。
结论:证明反应放热,中和反应发生。
注意:需做对照实验(将稀盐酸换成等量水,温度无明显变化)。
方法三:借助pH变化
实验步骤:用pH计测定反应过程中溶液的pH。
现象:pH由大于7逐渐减小,最终等于7(或小于7)。
结论:证明H⁺与OH⁻发生了反应。
方法四:检验反应物消失(检验OH⁻或H⁺)
检验OH⁻消失:取反应后溶液,滴加酚酞不变红(需排除恰好完全反应的情况)。
检验H⁺消失:取反应后溶液,滴加Na₂CO₃溶液,无气泡产生(证明无H⁺)。
证明CO₂与NaOH溶液发生了反应
方法一:检验生成物Na₂CO₃(加酸产生CO₂)
实验步骤:取少量反应后的溶液于试管中,加入足量稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水。
现象:产生气泡,澄清石灰水变浑浊。
结论:证明生成了CO₃²⁻,即CO₂与NaOH发生了反应。
方法二:利用压强减小(对比实验)
实验步骤:取两个相同的软塑料瓶,分别充满CO₂,向其中一瓶加入适量NaOH溶液,另一瓶加入等量的水(或空气),立即盖紧瓶盖,振荡。
现象:加入NaOH溶液的塑料瓶变瘪程度更明显。
结论:证明CO₂与NaOH发生了反应,导致瓶内压强减小更多。
方法三:利用压强减小(气球/液面上升)
实验步骤:在锥形瓶中充满CO₂,连接一个带有气球(或长导管插入水中)的装置,向锥形瓶中注入NaOH溶液,振荡。
现象:气球膨胀(或水槽中的水倒吸入锥形瓶)。
结论:证明CO₂与NaOH反应,瓶内压强减小。
方法四:利用U形管液面差
实验步骤:在U形管中加入红墨水,两侧分别连接盛有CO₂的集气瓶和空集气瓶,向CO₂集气瓶中注入NaOH溶液,观察液面变化。
现象:U形管左侧液面上升,右侧下降。
结论:证明CO₂被吸收,反应发生。
证明CO₂与水反应
实验步骤:取两朵干燥的紫色石蕊纸花,一朵喷水,一朵不喷水,分别放入CO₂中。
现象:喷水后放入CO₂的纸花变红,不喷水的纸花不变色。
结论:证明CO₂与水反应生成了酸性物质(H₂CO₃)。
变式演练
【变式01】(25-26九年级下·辽宁营口·月考)化学离不开科学的实验探究。
【探究一】学习小组对“敞口放置的稀盐酸久置后浓度的变化情况”展开探究。实验采用浓度1%的稀盐酸作为研究对象,敞口放置15天。
【查阅资料】
a.盐酸是由氯化氢气体溶于水形成的,具有挥发性;氯化氢含量越高,其浓度越大;
b.盐酸能使紫色石蕊变红色,氯化氢不能使紫色石蕊变红色。
(1)甲同学认为该盐酸久置后浓度会变小,理由是_____;乙同学认为浓度未必会变小,因为水也会蒸发。
任务一:宏观探究
设计如图实验:
(2)图2中的敞口久置的稀盐酸体积应为___mL。
(3)多个小组进行实验,将稀盐酸快速注入试管中,待反应完全后,冷却至室温,获得CO2的体积数据如表:
小组1
小组2
小组3
小组4
图1
7.2mL
14.2mL
13.8mL
14.0mL
图2
17.8mL
18.1mL
18.0mL
17.9mL
以上4组实验中,数据明显不合理的一组是_____,你认为出现数据异常的原因可能是____。
得出结论:由数据可知,敞口放置的稀盐酸久置后浓度变大。
【反思交流】
(4)某同学用大理石和某浓度的盐酸制取二氧化碳气体,并将收集到的气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变红。加热变红的溶液,溶液不变色,请结合上述实验探究分析为什么溶液没有变回紫色?____。
【探究二】在学习中和反应后,同学们很有兴趣地做了如图所示实验,请你和他们一起探究。
【资料卡片】Na2SO4溶液显中性。
【实验探究】
实验1:第一组同学做了如图3所示实验:在U形管左右两边同时加入滴有酚酞试液的蒸馏水,向左、右两管中同时逐滴滴加一定量的氢氧化钠稀溶液和稀硫酸。
①开始时左管溶液呈红色,充分反应后U形管中溶液全部呈无色。
②实验结束后,小组同学对图3中U形管内的无色溶液成分展开了讨论。
【提出问题】U形管内除水外的成分有酚酞,还有什么?
【猜想假设】
(5)猜想一:Na2SO4和H2SO4;猜想二:_____。
【实验设计】
(6)若要证明猜想一成立,下列试剂中能达到实验目的的是__________(填序号)
A.铜粉 B.氧化铜粉末 C.石蕊溶液
实验2:第二组同学在盛有稀硫酸的烧杯中逐滴加入氢氧化钠溶液,并不断搅拌。用数字化传感器测得稀硫酸与氢氧化钠溶液混合前后的温度变化情况(如图4)。
【探究三】某同学做稀硫酸滴入氢氧化钠溶液实验时,发现溶液中有气泡产生,经小组认真分析讨论一致认为氢氧化钠变质了。因而氢氧化钠药品必须密封保存。
【实际应用】
实验一:乙组同学将通入NaOH溶液中也无明显现象。为证明二者能发生反应,进行了如下实验。
【进行实验】注射器A、B中分别盛放等体积的蒸馏水和NaOH溶液,分别抽取等量的二氧化碳(抽取的气体体积远大于液体体积),充分振荡。
【反思评价】
(7)注射器____(填“A”或“B”)中活塞停留的刻度示数更小,说明二者发生了反应。
实验二:氢氧化钠变质程度与碳酸钠去油污效果的探究实验。
任务一:探究NaOH固体变质程度
(8)兴趣小组利用控制变量的方法进行实验,实验数据如下表所示。
实验装置
实验序号
分别向锥形瓶和烧杯内加入下列物质
温度升高值/℃
溶液pH
1
2.0 g NaOH固体
31.58
13.62
2
a g Na2CO3固体,a的数值为___
10.09
11.29
3
2.0 g该NaOH固体样品
15.76
m
【实验结论】
(9)根据温度升高指数据,能确定该固体变质程度是____,请推测m的取值范围是____。
任务二:探究纯碱的用途
【查阅资料】Na2CO3溶液可清洗油污,且溶液碱性越强,效果越好,可用于生产洗涤剂。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污的效果进行探究。
用不同温度的水,配制不同溶质质量分数的溶液,并测定溶液的pH,记录数据如表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
溶质质量分数
2%
2%
6%
6%
6%
10%
10%
溶液温度/℃
20
40
20
40
60
20
70
溶液的pH
10.90
11.18
11.08
x
11.30
11.22
11.50
【解释与结论】
(10)实验①③⑥对比,可得出的结论是______。
(11)在实验④中,测得溶液的pH值为x,分析数据推测x的范围应为______。
(12)分析本小组所测数据,其中除油污效果最好的碳酸钠溶液具备的条件是______。
【拓展与应用】
(13)下列物质能去除油污的是__________(填字母)。
A.NaCl B.NaOH C.K2CO3 D.CaCO3 E.洗洁精
【答案】(1)盐酸具有挥发性,敞口放置时溶质氯化氢会挥发出去,溶质质量减小,所以浓度变小
(2)2
(3) 小组1 装置气密性不好,部分二氧化碳逸出,造成收集的二氧化碳体积偏小
(4)盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体随着二氧化碳一起进入紫色石蕊溶液中,氯化氢溶于水形成盐酸,二氧化碳与水反应生成碳酸,使紫色石蕊溶液变红,加热时,碳酸分解,但盐酸仍然存在,所以溶液不会变为紫色
(5)
(6)BC
(7)B
(8)2.0
(9) 部分变质
(10)相同条件下,碳酸钠的溶质质量分数越大,溶液的pH越大,碱性越强,去油污效果越好
(11)
(12)溶质质量分数为10%、温度为70°C
(13)BCE
【详解】(1)盐酸久置后浓度会变小,理由是:盐酸具有挥发性,敞口放置时溶质氯化氢会挥发出去,溶质质量减小,所以浓度变小;
(2)该实验为对照实验,要控制变量唯一,故图2稀盐酸体积应和图1一致,为2mL;
(3)小组2、3、4中,进行图1实验时生成二氧化碳的体积均在14mL左右,只有小组1数据偏差过大,明显不合理;数据异常的原因可能是:装置气密性不好,部分二氧化碳逸出,造成收集的二氧化碳体积偏小;
(4)盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体随着二氧化碳一起进入紫色石蕊溶液中,氯化氢溶于水形成盐酸,二氧化碳与水反应生成碳酸,使紫色石蕊溶液变红,加热时,碳酸分解,但盐酸仍然存在,所以溶液不会变为紫色;
(5)氢氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和水,充分反应后U形管中溶液全部呈无色,说明没有碱性的氢氧化钠剩余,若氢氧化钠和稀硫酸恰好完全反应,则U形管内的无色溶液成分为硫酸钠,若稀硫酸有剩余,则U形管内的无色溶液成分为硫酸钠和硫酸,故猜想二为;
(6)要证明猜想一成立,即U形管内的无色溶液成分为、,则证明含有即可:
A、铜与硫酸不反应,无明显现象,不能证明含有,不能达到实验目的,不符合题意;
B、氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,黑色固体溶解,溶液变蓝,能证明含有,能达到实验目的,符合题意;
C、显酸性,能使石蕊变红,能证明含有,能达到实验目的,符合题意。
故选:BC;
(7)二氧化碳能溶于水且与水反应,二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则等体积的蒸馏水和NaOH溶液吸收二氧化碳更多的是NaOH溶液,气体减少,压强减小,因此注射器B中压强减小幅度更大,则注射器B中活塞停留的刻度示数更小,说明二者发生了反应;
(8)该实验探究NaOH固体变质程度,实验1加入2.0gNaOH固体,实验2加入ag固体,实验3加入2.0g该NaOH固体样品,根据控制变量唯一的原则,则a的数值为2.0;
(9)由表格数据可知,实验1加入2.0gNaOH固体温度升高到31.58℃,实验2加入2.0g固体温度升高到10.09℃,实验3加入2.0g该NaOH固体样品温度升高到15.76℃,10.09℃<15.76℃<31.58℃,说明该NaOH固体样品中含有NaOH、,由此能确定该固体变质程度是部分变质;
由表格数据可知,实验1加入2.0gNaOH固体,所得溶液pH为13.62;实验2加入2.0g固体,所得溶液pH为11.29;由上述分析可知,该NaOH固体样品中含有NaOH、,则实验3加入2.0g该NaOH固体样品,所得溶液pH应在11.29~13.62之间,故m的取值范围是;
(10)由表中数据可知,实验①③⑥中,碳酸钠的溶质质量分数不同,其他因素相同,由此可得出结论:相同条件下,碳酸钠的溶质质量分数越大,溶液的pH越大,碱性越强,去油污效果越好;
(11)由表中数据可知,实验①②中,温度不同,其他因素相同,由此可得出结论:相同条件下,温度越高,溶液的pH越大;实验③④⑤中温度不同,其他因素相同,实验③④⑤中温度依次升高,则实验④的溶液pH应在11.08~11.30之间,故推测x的范围应为;
(12)溶液可清洗油污,且溶液碱性越强,效果越好,由表中数据可知,实验⑦的溶液pH最大,碱性最强,则去油污效果最好,故除油污效果最好的碳酸钠溶液具备的条件是溶质质量分数为10%、温度为70°C;
(13)A、氯化钠显中性,与油污不反应,不能用于去除油污,不符合题意;
B、氢氧化钠显碱性,能与油污反应,可用于去除油污,符合题意;
C、碳酸钾溶液显碱性,能与油污反应,可用于去除油污,符合题意;
D、碳酸钙难溶于水,与油污不反应,不能用于去除油污,不符合题意;
E、洗洁精具有乳化作用,能将油污分散成细小的油滴随水冲走,可用于去除油污,符合题意。
故选:BCE。
【变式02】(2026·辽宁鞍山·二模)在化学学习过程中,我们探索了诸多物质的变化,感受着变化之趣及变化之美。化学小组以NaOH为例,从定性和定量两个维度研究物质的性质及其变化。
【维度一:定性认识NaOH及其溶液】
(1)NaOH属于“酸”、“碱”、“盐”中的_______。
(2)将NaOH固体暴露在空气中,可观察到其表面潮湿并逐渐溶解。该现象叫做_______。
(3)向稀NaOH溶液中滴加酚酞溶液,振荡。可观察到溶液由无色变为_______色。
【维度二:定量研究NaOH溶液与不同物质的反应】
Ⅰ.酸碱度视角
25℃时,利用装置(图1)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(控制反应过程中温度不变)。
(4)烧杯中预先盛装的溶液是_______。
(5)分析A、C两点的pH,说明溶液从碱性变成_______性,证明发生化学变化。
(6)当滴入液体的体积为15mL时,烧杯内溶液中的溶质有_______。
(7)B、C两点所对应的溶液中,氯化钠的质量大小关系是_______。
Ⅱ.能量视角
(8)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”)。
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】利用气密性良好的装置(图4)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NaOH溶液,测得气体压强变化如图5所示
【分析解释数据】
(9)对比a点、b点及_______点压强的大小,可证明NaOH与发生了化学反应。
(10)在b→c的变化过程中,b点、c点压强相同的理由是:注入NaOH溶液,气体所占体积减小,压强增大,且与NaOH溶液反应放热,温度升高,压强也增大,但是_______。
【答案】(1)碱
(2)潮解
(3)红
(4)NaOH溶液
(5)酸
(6)NaCl和HCl
(7)相等
(8)放热反应
(9)d
(10)与NaOH溶液反应,分子数减少压强减小,各种因素的影响相互抵消
【详解】(1)NaOH在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子,属于碱。故应填写:碱;
(2)NaOH暴露在空气中表面潮湿并逐渐溶解,该现象叫做潮解。故应填写:潮解;
(3)酚酞溶液遇碱性溶液变红,NaOH溶液显碱性,所以向稀NaOH溶液中滴加酚酞溶液,溶液由无色变为红色。故应填写:红;
(4)由图2可知,反应开始时,随着反应进行pH减小,所以烧杯中预先盛装的溶液是NaOH溶液。故应填写:NaOH溶液;
(5)由题图2可知,pH值从A点大于7,降到C点小于7,即从碱性变为酸性。故应填写:酸;
(6)NaOH溶液与稀盐酸发生的化学方程式是。当时,NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应,此时滴入液体的体积为10mL,当滴入液体体积为15mL时,烧杯中溶液呈酸性,溶质有氯化钠和氯化氢。故应填写:和;
(7)如图2所示,B点时与完全反应,生成。继续滴加液体后,生成的溶质质量不变。故应填写:相等;
(8)由图3可知,NaOH溶液与反应过程中温度升高,说明该反应属于放热反应。故应填写:放热反应;
(9)对比a点、b点及d点压强的大小,d点压强比a、b点压强小,可证明NaOH与发生了反应。故应填写:d;
(10)在b→c的变化过程中:注入NaOH溶液,气体所占体积减小,压强增大;与NaOH溶液反应放热,温度升高,压强增大;与NaOH溶液反应,分子数减少,压强减小。各种因素的影响相互抵消,导致b点与c点的压强相同。故应填写:与NaOH溶液反应,分子数减少压强减小,各种因素的影响相互抵消。
考向04 探究物质的性质或鉴别
典例引领
【典例01】(24-25九年级下·辽宁抚顺·期中)碳酸钠是一种重要的工业原料,广泛用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对碳酸钠的制备、性质及用途等开展了项目式学习。
任务一:了解碳酸钠的制备——“侯氏制碱法”,主要过程如图。
(1)的俗称是_______。
(2)沉淀池中发生反应的化学方程式为。请根据下表分析,沉淀池中首先析出晶体的原因是_______。
物质
NaCl
溶解度/(20℃)
36.0
9.6
37.2
(3)焙烧炉中发生的反应为_______(填“化合”或“分解”)反应。从过程图上看可以循环使用的物质是_______。
任务二:鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液
【活动与探究】
为了鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液,实验小组设计并进行了如下两个实验。
实验一
实验二
实验操作
(4)上述两个实验可行的是实验_______。另一个不可行的原因是_______。
(5)实验结束后,小组同学将上述实验后的所有物质倒入同一个废液缸中,最终得到无色溶液,则溶液最终呈_______性。
任务三:探究碳酸钠的用途——腌制皮蛋
【发现问题】小组同学将买来的皮蛋品尝,发现有涩味。
【查阅资料】
1.皮蛋的传统制作工艺:用50kg水,将14kg生石灰、3.3kg纯碱、2kg食盐调成糊状,涂于新鲜的鸭蛋上,裹上稻壳,密封保存一段时间后,即可得到皮蛋。
2.反应原理:。
(6)由查阅的资料可知,皮蛋中的涩味主要来源于碱性物质,食用时最好加入_______(填“食盐”或“食醋”)。
(7)若生成的氢氧化钙和碳酸钠恰好完全反应,理论上生石灰和纯碱的配料比为_______(化成最简比);实际生产中,生石灰与纯碱的实际配料比往往都大于其理论配料比,廉价的生石灰过量,可以促进较贵的_______充分反应。
【实验探究】
在松花蛋的形成过程中,碱液浓度及腌制时间等对其品质起着至关重要的作用。在老师的建议下,研究小组用等体积、等浓度的氢氧化钠溶液浸泡鸭蛋,得到了松花蛋腌制天数与其蛋白、蛋黄的pH的变化关系,如下图所示。
【解释与结论】
(8)分析两条曲线,可得出的结论是_______。
【交流与讨论】松花蛋虽然营养丰富,但是碱性过大,故不宜过多食用。
【答案】(1)纯碱或苏打
(2)20℃时的溶解度最小
(3) 分解 二氧化碳(或)
(4) 二 氢氧化钠和碳酸钠的溶液都呈碱性,都能使无色酚酞变红
(5)中性或酸
(6)食醋
(7) 碳酸钠
(8)在其他条件相同时,在腌制时间范围内,蛋黄和蛋白的pH随腌制天数增加而增加,后随pH的增加变化不大(合理即可)
【详解】(1)的俗称是纯碱或苏打。
(2)由溶解度表可知,20℃时的溶解度最小,所以沉淀池中最容易达到饱和,故首先析出。
(3)焙烧炉中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,故发生的反应为分解反应;从过程图上看二氧化碳既是反应物,又是生成物,故可以循环使用的物质是二氧化碳;
(4)实验一中氢氧化钠和碳酸钠的溶液都呈碱性,都能使无色酚酞变红,无法鉴别;实验二中碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体,有气泡产生,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,无明显现象,可以鉴别;故上述两个实验可行的是实验二;另一个不可行的原因是氢氧化钠和碳酸钠的溶液都呈碱性,都能使无色酚酞变红。
(5)酚酞溶液遇碱性溶液变红色,遇酸性或中性溶液不变色,最终得到无色溶液,则溶液最终呈中性或酸性。
(6)皮蛋中有涩味,是因为其中含有碱性物质,食醋是一种酸溶液,能够与碱发生中和反应,食用时最好加入食醋可去除涩味。
(7)由和有,故理论上生石灰和纯碱的配料比为56:106=28:53;实际生产中,生石灰与纯碱的实际配料比往往都大于其理论配料比,廉价的生石灰过量,可以促进较贵的碳酸钠的充分反应。
(8)由曲线的变化趋势可知,在其他条件相同时,在腌制时间范围内,蛋黄和蛋白的pH随腌制天数增加而增加,后随pH的增加变化不大(合理即可)。
方法透视
解题思路
第一步:分析待鉴别物质的性质差异
1.物理性质差异:颜色、气味、溶解性、溶解时的温度变化(吸热/放热)等。
2.化学性质差异:与同一种试剂反应产生的现象不同(沉淀、气体、颜色变化)。
第二步:选择鉴别方法
1.物理方法:物质有特殊颜色、气味、溶解性差异;
2.指示剂法:鉴别酸、碱、中性溶液;
3.试剂法(一种试剂鉴别):利用与一种试剂反应产生的不同现象(沉淀、气体、颜色);
4.相互反应法(无外加试剂):通过两两混合,根据现象组合鉴别。
第三步:设计实验步骤并描述现象
1.步骤:取样(“各取少量于试管中”)→ 加试剂 → 观察现象。
2.现象:准确描述(“产生白色沉淀”“有气泡产生”“溶液变红”等)。
3.结论:根据现象对应出各物质。
第四步:注意“不用其他试剂”时的突破口
1.先找出有特殊颜色(如CuSO₄蓝色)或有特殊气味(如NH₃)的物质。
2.用相互反应产生气体、沉淀次数最多的物质作为突破口。
答题模板
用指示剂鉴别酸、碱、盐溶液
实验步骤:各取少量三种溶液于三支试管中,分别滴入几滴紫色石蕊试液。
现象与结论:
溶液变红的是酸(如稀盐酸)。
溶液变蓝的是碱(如NaOH溶液)。
溶液仍为紫色的是中性盐溶液(如NaCl溶液)。
用一种试剂鉴别多种物质(以Na₂CO₃溶液为鉴别剂)
实验步骤:各取少量待测溶液于三支试管中,分别滴加Na₂CO₃溶液。
现象与结论:
产生气泡的是酸(如稀盐酸)。
产生白色沉淀的是钙盐或钡盐(如CaCl₂、BaCl₂)。
无明显现象的是中性盐(如NaCl)或碱(但碱与Na₂CO₃不反应,需结合其他性质,此处仅举例)。
不用其他试剂鉴别(两两混合法)
实验步骤:将四种溶液编号,分别取少量进行两两混合实验,记录现象。
突破口:找出与其他物质混合时产生气体次数最多或沉淀次数最多的物质。
变式演练
【变式01】(九年级下·辽宁铁岭·期末)化学实验过程中经常会产生一定量的废液,经过无害化处理,可有效防止水体污染。实验课上,兴趣小组的同学们完成了氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。
活动一:氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液的鉴别。通过小组合作,同学们完成了如图所示的三组实验。
(1)实验2和实验3中相似的实验现象是:_________;任意写出其中一个反应的方程式:_________。
活动二:废液成分的探究和处理。如下图。
(2)小组同学将6支试管中的剩余物倒入一个大烧杯中,充分搅拌、静置,观察到上层清液为无色,下层有白色沉淀。由此确定该溶液中一定不含有的物质是_________。
(3)为确定该废液能否直接排放,请你与他们一起完善如下方案。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液
溶液变红
溶液中的成分是碳酸钠
②向步骤①试管中继续加入足量稀盐酸
产生气泡
写出上述实验中产生气泡的方程式_________。
同学们对上述方案中的结论提出质疑,他们的理由是_________。
经过综合分析,同学们将烧杯内的物质经过滤、将滤渣回收,再向滤液中加入适量的_________进行处理后排放。
【答案】(1) 产生白色沉淀 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl/Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(2)HCl
(3) Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 碳酸钠、氢氧化钠溶液都呈碱性,都能使无色酚酞溶液变红,该方案无法判断是否含有氢氧化钠 稀盐酸
【详解】(1)实验2中氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,实验3中氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,都能观察到产生白色沉淀,反应的化学方程式分别为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl、Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,故填:产生白色沉淀;CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl或Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
(2)小组同学将6支试管中的剩余物倒入一个大烧杯中,充分搅拌、静置,观察到上层清液为无色,下层有白色沉淀,说明产生碳酸钙白色沉淀,由于碳酸钙与盐酸不能共存,因此该溶液中一定不含有的物质是HCl,故填:HCl;
(3)实验结论是溶液中的成分是碳酸钠,碳酸碳与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
同学们对上述方案中的结论提出质疑,他们的理由是碳酸钠溶液呈碱性,也能使无色酚酞溶液变红,该方案无法判断是否含有氢氧化钠;
经过综合分析,最终确定烧杯内上层溶液中一定存在碳酸钠、氯化钠,可能存在氢氧化钠,可向滤液中加入适量稀盐酸除去碳酸钠、氢氧化钠,进行处理后再排放;
故填:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;碳酸钠溶液呈碱性,也能使无色酚酞溶液变红,该方案无法判断是否含有氢氧化钠;稀盐酸。
【变式02】(24-25九年级上·辽宁锦州·月考)小红发现,金店里有两种不同的“白金”,单价相差悬殊,小红很好奇,打算对这两种不同的“白金”进行研究。
【查阅资料】市场上所谓的“白金”通常有两种;一种是铜、锌、金、镍(元素符号Ni)的合金,称为白色金;另一种是铂金,铂是一种银白色的贵重金属,化学性质稳定不与氧气反应,用于耐腐蚀的化学仪器及首饰等,俗称“白金”,元素符号 Pt。
【探究活动】小红结合学习的金属活动性顺序,和兴趣小组的同学一起展开探究活动。
任务一: 鉴别两种白金。
(1)小红设计实验一:将这两种白金样品分别放在陶土网上用酒精灯加热,观察到金属表面_________。则这种白金样品为“白色金”。
(2)小红设计实验二:将这两种白金样品放入_________中,观察到金属表面冒气泡,则这种白金样品为“白色金”。
(3)小红设计实验三:将这两种白金样品放入硝酸银溶液中,观察到金属表面有银白色物质附着,则这种白金样品为“白色金”。写出其中一个反应的化学方程式_________,该反应的基本反应类型是_________。
【作出假设】
(4)假设①Zn>Ni>Cu;假设②Zn>Cu>Ni;假设③_________。
任务二:探究 Zn、Ni、Cu的金属活动性顺序。
【查阅资料】镍能与稀盐酸或稀硫酸酸反应,NiCl2,NiSO4,Ni(NO3)2都可溶于水
【设计实验】同温下,取大小、形状相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足稀盐酸中,观察记录现象。
金属
Ni
Zn
Cu
与盐酸反应现象
气体产生缓慢金属逐渐溶解
气体产生激烈金属迅速溶解
无明显现象
【得出结论】
(5)原假设中正确的是假设_________(填序号)。
【结论应用】
(6)根据上述实验结论,兴趣小组的同学还设计了用下列各组内的药品来验证Zn、Ni、Cu 的金属活动性顺序,其中不能达到实验目的是_________(填字母)。
A.Zn、Cu、Ni(NO3)2溶液
B.Ni、ZnSO4 溶液、CuSO4 溶液
C.Zn、Ni(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液
D.Zn、Ni、NiCl2溶液、Cu(NO3)2溶液
【拓展应用】
(7)某化学兴趣小组同学利用下图所示实验验证铁、铜、铝三种金属的活动性。
实验结束充分反应后,将所有物质倒入同一废液缸。下列说法正确的是_________(填字母)。
A.若废液缸底部红色物质增加,则实验一反应后CuSO4,溶液一定有剩余
B.废液缸中溶液质量与混合前实验一、实验二烧杯中溶液质量之和一定相等
C.将废液缸中的物质过滤,并向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生
【答案】(1)变黑
(2)稀硫酸/稀盐酸
(3) / 置换反应
(4)Ni>Zn>Cu
(5)①
(6)C
(7)A
【详解】(1)白色金是铜、锌、金、镍的合金,其中铜和氧气在加热的条件下反应生成黑色的氧化铜;所以将这两种白金样品分别放在石棉网上用酒精灯加热,铜和氧气在加热条件下生成黑色的氧化铜,观察到金属表面变黑,则这种白金为“白色金”;
(2)白色金中的锌与稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气,而铂不与酸反应;所以将这两种白金样品放入稀盐酸中,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,所以观察到金属表面产生气泡,则这种白金为“白色金”;
(3) 锌、铜的金属活动性大于银,铂的金属活动性小于银,将这两种白金样品放入硝酸银溶液中,锌、铜与硝酸银反应置换出银,而铂不与硝酸银反应,所以观察到金属表面有银白色物质附着,则这种白金样品为“白金色”,其反应的为或,反应均符合“一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”,属于置换反应;
(4)由金属活动性顺序表可知锌的活动性大于铜,所以镍的活动性可能在锌、铜之间、可能在铜后、也可能在锌前,所以假设③为Ni>Zn>Cu;
(5)判断金属活动性顺序可根据金属和稀酸反应的剧烈程度或产生气泡的快慢来判断;由记录现象可知 :Zn 与盐酸反应气体产生最快,最活泼; Ni 与盐酸反应气体产生缓慢,次之; Cu 不反应,最不活泼,所以原假设中正确的是①;
(6)A、锌与硝酸镍溶液反应,铜不与硝酸镍溶液反应,可以验证,此选项正确;
B、镍与硫酸铜溶液反应,不与硫酸锌溶液反应,可以验证,此选项正确;
C、锌与硝酸镍、硝酸铜溶液都会反应,说明锌的活动性强于镍、铜,但不能验证铜与镍的活动性强弱,此选项错误;
D、锌与氯化镍溶液反应,说明 Zn > Ni ;镍会与硝酸铜溶液反应,说明 Ni > Cu ,综合说明 Zn > Ni > Cu ,此选项正确;
故选C;
(7)A、由于红色物质增加,说明有铜被置换出,而实验二中铁未反应,那么则应为实验二中铁和实验一中硫酸铜剩余反应,此选项正确;
B、硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜,,则每160份质量的硫酸铜生成152份质量的硫酸亚铁,溶质质量减少,而实验二中物质不反应,故反应后溶液质量减少,此选项错误;
C、加入稀盐酸后,若铁有剩余,则有气泡,若铁反应完,则没有气泡,此选项错误;
故选A。
考向05 探究影响反应的因素
典例引领
【典例01】(2026·辽宁盘锦·一模)化学在疾病治疗领域广泛应用。化学学习小组按照“胃病诊断→药物使用”的研究路径探究胃酸(主要成分是盐酸)过多症。
【胃病诊断】
感染幽门螺杆菌(Hp)是导致胃酸过多的常见原因之一,Hp会在胃内产生尿素酶。如图,“呼气试验”让患者口服含有被标记碳原子的尿素[CO(NH2)2]试剂,当胃内存在幽门螺杆菌(Hp),尿素会被尿素酶分解,产生含有标记碳原子的二氧化碳。通过收集患者呼出的气体,检测其中标记二氧化碳的含量,就可判断患者是否感染了幽门螺杆菌(Hp)。
(1)①碳原子的原子结构示意图(如图),x=______。
②13C原子和14C原子在医学上作为示踪原子检验病菌,这些原子都是碳原子的本质原因是______相同。
A.质子数 B.中子数 C.电子层数 D.电子数
(2)尿素分子中碳原子与氢原子的个数比为______。已知尿素酶在分解尿素的反应前后本身的质量和化学性质均不发生变化,则尿素酶在反应中起到了_____作用。
(3)由图可知,感染者服用尿素试剂后,胃液中产生的离子是______(填写离子符号)。
(4)在“14C—呼气试验”中,检验员将受检者呼出的气体通过氢氧化钙吸收液的收集装置。若该受检者感染了幽门螺杆菌(Hp),则反应后含有标记碳原子的物质是______。
【药物使用】
某实验小组探究几种常见胃药的抗酸效果。
[查阅资料]溶液的pH越大,酸性越弱。人体胃液的主要成分为盐酸,正常pH范围为0.9~1.5。小组成员分别取25mLpH=1.20的稀盐酸,加入胃药,充分搅拌,测定一定反应时间后溶液的pH。实验数据如表:
实验编号
有效成分质量/g
胃药种类
反应时间/s
溶液的pH
①
0.5
碳酸氢钠片
60
6.02
②
0.5
碳酸氢钠片
120
6.37
③
0.5
碳酸氢钠片
180
6.54
④
0.5
铝碳酸镁片
60
3.93
⑤
0.5
铝碳酸镁片
120
4.25
⑥
0.5
铝碳酸镁片
180
4.70
⑦
0.5
氢氧化铝片
60
1.26
⑧
0.5
氢氧化铝片
120
1.34
⑨
0.5
氢氧化铝片
180
1.42
实验一:验证胃药是否能抗酸
(5)实验过程中,应使用_______测定溶液的pH。
A.pH试纸 B.pH传感器 C.紫色石蕊 D.无色酚酞
(6)由实验数据可知三种胃药都能抗酸,依据是______。
实验二:探究影响胃药抗酸效果的因素
(7)根据上述实验数据,可探究胃药种类对抗酸效果的影响的实验组合是______(任写一个组合),由此得出胃药种类对抗酸效果的影响的结论是_____。
【答案】(1) 4 A
(2) 1:4 催化
(3)
(4)碳酸钙/
(5)B
(6)反应后溶液的pH均大于初始pH
(7) ①④⑦/②⑤⑧/③⑥⑨ 其它条件相同时,三种胃药抗酸效果由强到弱的顺序是碳酸氢钠片>铝碳酸镁片>氢氧化铝片(合理即可)
【详解】(1)①原子中质子数=核外电子数,则有6=2+ x,得x =4;故填:4。
②13C原子和14C原子都是碳原子的本质原因是质子数相同,都是6,质子数决定了元素种类;故选A。
(2)由尿素的化学式可知,1个尿素分子中含有1个碳原子和4个氢原子,则尿素分子中碳原子与氢原子的个数比为1:4;已知尿素酶在分解尿素的反应前后本身的质量和化学性质均不发生变化,则尿素酶在反应中起到了催化作用;故填:1:4;催化。
(3)由图可知,感染者服用尿素试剂后,胃液中产生的离子是;故填:。
(4)在“14C—呼气试验”中,会产生含有标记碳原子的二氧化碳,呼出的气体通过氢氧化钙吸收液的收集装置,与氢氧化钙发生反应生成碳酸钙,则反应后含有标记碳原子的物质是碳酸钙;故填:碳酸钙##。
(5)表格中所示的pH有精确的数字,只有pH传感器能显示数字,而pH试纸只能测出整数值,紫色石蕊、无色酚酞只能显示酸碱性,但无法知道具体数值,故选B。
(6)由实验数据可知,三种胃药都能抗酸,依据是反应后溶液的pH均大于初始pH(1.20);故填:反应后溶液的pH均大于初始pH。
(7)探究胃药种类对胃药抗酸效果的影响的实验组合是①④⑦或②⑤⑧或③⑥⑨,是因为三组都是除去胃药种类不同外,其它条件均相同;由表格中的数据可知,其它条件相同时,不同种类的胃药抗酸效果不同,碳酸氢钠片抗酸效果最好(pH最高),其次是铝碳酸镁片,氢氧化铝片抗酸效果最弱(pH提升最小);故填:其它条件相同时,三种胃药抗酸效果由强到弱的顺序是碳酸氢钠片>铝碳酸镁片>氢氧化铝片(合理即可)。
方法透视
解题思路
第一步:明确探究的影响因素
常见的反应影响因素有:
浓度:反应物浓度越大,反应速率越快。
温度:温度越高,反应速率越快。
接触面积:固体反应物颗粒越小(或粉末状),接触面积越大,反应速率越快。
催化剂:加入催化剂(正催化剂)加快反应速率。
反应物本身性质:金属活动性越强,与酸反应速率越快。
第二步:设计对照实验——控制变量法
核心原则:只改变一个因素(自变量),其他因素完全相同。
设计模板:取______(相同规格/等质量/等体积)的______,分别置于两支试管中,向其中一支加入______(改变的因素),另一支不加入(或保持原状),其他条件(如温度、浓度等)完全相同。观察并比较______(反应速率的现象,如气泡产生速率、固体消失时间、温度变化等)。
第三步:描述现象,得出结论
现象描述:“加入______的试管中产生气泡速率更快(或固体消失更快)”。
结论句式:“在______相同的情况下,______(自变量)越大(或越高/越细/有催化剂),反应速率越快。”
答题模板
探究浓度对反应速率的影响
实验设计:取等质量(或等体积)的同种金属(如镁条),分别放入等体积、不同浓度的稀盐酸(如5%和10%)中,观察产生气泡的速率。
现象:浓度大的盐酸中产生气泡更快。
结论:在其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越快。
探究温度对反应速率的影响
实验设计:取等质量(或等体积)的同种反应物(如过氧化氢溶液),分别置于不同温度(如常温、加热)的水浴中,观察产生气泡的速率(或带火星木条复燃情况)。
现象:温度高的溶液中产生气泡更快。
结论:在其他条件相同时,温度越高,反应速率越快。
探究接触面积对反应速率的影响
实验设计:取等质量的同种固体(如块状大理石和粉末状大理石),分别加入等体积、等浓度的稀盐酸中,观察产生气泡的速率。
现象:粉末状固体产生气泡更快。
结论:在其他条件相同时,固体反应物的接触面积越大,反应速率越快。
探究催化剂对反应速率的影响
实验设计:取等体积、等浓度的过氧化氢溶液于两支试管中,向其中一支加入少量MnO₂粉末,另一支不加,观察产生气泡的速率。
现象:加入MnO₂的试管中产生气泡更快。
结论:MnO₂能加快过氧化氢的分解速率,是该反应的催化剂。
探究金属活动性对反应速率的影响
实验设计:取等质量、等形状的不同金属(如镁、铁),分别加入等体积、等浓度的稀盐酸中,观察产生气泡的速率。
现象:镁产生气泡更快。
结论:金属活动性越强,与酸反应速率越快。
变式演练
【变式01】(25-26九年级上·辽宁营口·期中)某研究小组的同学对过氧化氢制取氧气、测定空气中氧气含量实验进行了如下探究。
Ⅰ.实验室制取氧气的原理
(1)从元素角度看,利用下列物质分解不能用于制取氧气的是______(填序号)。
A. B. C. D.NaCl
Ⅱ.影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂的种类。
同学们用图1装置进行6组实验,实验记录如表:
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
过氧化氢溶液的浓度(%)
10
30
15
30
30
30
过氧化氢溶液的体积(mL)
6
6
6
6
6
水槽中水的温度
70
90
70
70
20
20
锥形瓶中的物质
无
无
无
无
0.5 g NaCl
30 min内产生氧气(mL)
0.0
41.0
4.5
12.1
2.0
650.0
(2)实验②中应加入过氧化氢溶液的体积是______mL。
(3)探究催化剂种类对过氧化氢分解速率影响的是实验序号______。
(4)实验通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率,还可以通过测定______来比较过氧化氢的分解速率。
(5)实验①、③、④的目的是______。
(6)通过实验②、④可得出的结论是______。
(7)同学们认为实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是______。
Ⅲ.利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图1所示
(8)利用气压传感器测定图1装置内的压强变化,所得数据如图2所示。
①段压强增大的原因是______。
②段压强减小的原因是______。
③测得空气中氧气的体积分数约为______×100%(列出式子即可)。
【答案】(1)D
(2)6
(3)⑤⑥
(4)产生相同体积的氧气所需时间
(5)探究过氧化氢溶液的浓度对过氧化氢分解速率的影响
(6)相同条件下,温度越高,过氧化氢分解速率越快
(7)相同时间内实验②产生氧气少;需要加热;水蒸气含量高
(8) 红磷燃烧放热,装置内气体温度升高,压强增大 反应停止后装置冷却,且 O₂ 被消耗,气体分子总数减少,导致压强下降
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,氧气由氧元素组成,过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾中均含氧元素,均可用于制取氧气,氯化钠中不含氧元素,不能用于制取氧气,故选D;
(2) 该实验的目的是探究温度、过氧化氢溶液的浓度、催化剂的种类对过氧化氢分解速率的影响,根据控制变量法,过氧化氢溶液的体积应相同,则实验②中应加入过氧化氢溶液的体积x是6mL,故填:6;
(3) 探究催化剂种类对过氧化氢分解速率的影响,根据控制变量法,催化剂的种类不同,其他因素应相同,则应选择的实验组是:⑤⑥,故填:⑤⑥;
(4) 实验①~⑥通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率,还可以通过测定产生相同体积的氧气所需时间来比较过氧化氢的分解速率,故填:产生相同体积的氧气所需时间;
(5)实验①、③、④中过氧化氢溶液的浓度不同,其他因素相同,故填:探究过氧化氢溶液的浓度对过氧化氢分解速率的影响;
(6) 实验②、④中温度不同,其他因素相同,且温度越高,30min内产生氧气的体积越大,故填:相同条件下,温度越高,过氧化氢的分解速率越快;
(7) 实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是⑥中过氧化氢分解速率快,适合实验室制取氧气;或者②中温度高,氧气中水蒸气含量高,误差大;或者⑥在室温下进行,操作简单,节约能源;故填:相同时间内实验②产生氧气少;需要加热;水蒸气含量高;
(8)BC 段对应红磷燃烧放出大量热量,容器内气体温度升高,在气体量暂时未因消耗氧气而明显减少之前(因为燃烧放热快,气体膨胀快),装置内压强增大,故填:红磷燃烧放热,装置内气体温度升高,压强增大;
CD 段对应燃烧停止后,装置逐渐冷却,同时红磷燃烧消耗了氧气,气体总分子数减少,冷却过程中温度下降与气体量减少两者共同使压强下降。故填:反应停止后装置冷却,且 O₂ 被消耗,气体分子总数减少,导致压强下降;
红磷燃烧,最终恢复室温后压强差完全由氧气消耗引起,所以室温时氧气所占体积分数为:
体积分数=。
【变式02】(2025·辽宁·模拟预测)日常生活中常见的保鲜剂如下,学习小组以食品保鲜剂为主题展开实践性活动。
I.探究脱氧保鲜剂
(1)铁粉脱氧保鲜剂:常用于干果、肉制品等食品保鲜。主要原理与铁生锈相同,即铁粉与________反应。
(2)铁粉脱氧保鲜剂主要成分有铁粉、炭粉、氯化钠等。为了验证该脱氧保鲜剂中含有铁粉,可以向其中加入________。
为探究影响脱氧反应速率的因素,学习小组利用图1装置进行如下探究。实验结果如图2、3所示。
编号
铁粉/g
水/滴
炭粉/g
氯化钠/g
1
5.0
10
0
1.0
2
5.0
10
0.75
1.0
3
5.0
10
x
0
4
5.0
10
1.5
1.0
5
5.0
10
0.75
2.0
(3)结合图2,分析5min后的实验数据,可得到的结论是________________。
(4)结合图3,x=____;对比三组实验的目的是________________。
(5)回收金属可以节约资源和能源。实验后瓶中残留物除了可用于回收金属铁外,还可以回收氯化钠,你的方法是________________。
II.探究石灰干燥剂是否变质
(6)小组学生设计如下实验方案探究石灰干燥剂是否变质,请你帮同学们完成实验报告
实验
实验操作
实验现象
结论
①
取少量样品于烧杯中,加一定量的水,充分搅拌
______,有固体剩余
含CaO
②
将①中液体过滤,取滤液滴加酚酞溶液
溶液变红色
含Ca(OH)2
③
取②中滤渣,加入足量稀盐酸
固体溶解,有气泡
含______
(7)石灰干燥剂变质的原因是__________。
(8)化学老师看了他们的实验报告,觉得实验②并不能证明固体中含Ca(OH)2,理由是__________。
【答案】(1)氧气和水蒸气
(2)稀盐酸(合理即可)
(3)其他条件一定时,向铁粉中加入炭粉可以加快铁粉的脱氧效率
(4) 0.75 探究氯化钠的质量对铁粉脱氧效率的影响
(5)将固体充分溶解后过滤,再将滤液蒸干
(6) 烧杯外壁发热
(7)生石灰和空气中的水蒸气反应后,生成物再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙
(8)①中的生石灰和水反应也会生成
【分析】本题主要考查铁锈蚀的原理及其在生活中的应用,氧化钙的相关化学性质等,需要根据其相关知识进行分析解答。
【详解】(1)铁生锈的本质是铁与空气中氧气、水等物质作用,发生复杂的氧化反应,所以铁粉脱氧保鲜剂也是利用此原理进行食物的保鲜。故答案为:氧气和水。
(2)保鲜剂中有铁粉、炭粉和氯化钠,检验其中有铁粉,需要考虑铁的化学性质。炭粉和氯化钠不能与稀盐酸反应,铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应过程中可以看到明显的气泡,因此可以用稀盐酸来检验铁粉。故答案为:稀盐酸。
(3)结合表格和图2,通过比较实验1、2、4在相同时间内氧含量下降的快慢,可得出炭粉的加入能加速脱氧过程,且用量越多,速率越快。所以答案为:其他条件一定时,向铁粉中加入炭粉可以加快铁粉的脱氧效率。
(4)结合图3,对比实验2、3、5,根据控制变量的原则,三组实验只有氯化钠的用量不同,其他变量应保持一致,所以三组实验炭粉质量应当相同,都为0.75g;通过对比氧含量随时间的变化可研究食盐对反应速率的影响。故答案为:0.75;探究氯化钠的质量对铁粉脱氧效率的影响。
(5)铁、炭粉等不溶于水,氯化钠可溶于水,所以可以通过溶解-过滤-蒸发结晶进行分离回收。故答案为:将固体充分溶解后过滤,再将滤液蒸干。
(6)生石灰与水反应生成氢氧化钙,该过程会放出大量的热;氢氧化钙溶液呈碱性,所以加入酚酞试液会变红;实验③加入稀盐酸后固体溶解,有气泡,说明干燥剂中含有能与酸反应生成气体的钙盐,由此推理出此物质是碳酸钙,而碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。故答案为:烧杯外壁发烫;碳酸钙/。
(7)暴露在空气中,会先跟水生成,再进一步与与空气中的生成,干燥剂会因此变质失效。故答案为:生石灰和空气中的水蒸气反应后,生成物再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。
(8)在实验①中与水反应生成了,所以仅靠实验②中的现象无法证明干燥剂中有氢氧化钙。故答案为:①中的生石灰和水反应也会生成。
【点睛】解题的关键在于理解各种保鲜剂的保险原理,掌握相关化学反应的实质,以及学会分析实验数据得出结论。
考向06 探究反应原理
典例引领
【典例01】(2025·辽宁朝阳·二模)兴趣小组的同学开展关于NaHCO3和Na2CO3的项目式探究活动。
活动一:探究Na2CO3是否适合作为抗酸药
【查阅资料】
(1)①NaHCO3是治疗胃酸过多症的一种抗酸药,其俗称为_______。②人体胃液(含有盐酸)通常约100mL,pH约1.5,体温约:37℃。③抗酸药的标准之一:药物发生疗效时,胃液的pH保持在3~5间最适宜,pH过高会导致胃痛等不适症状。
【提出猜想】
(2)猜想一:Na2CO3适合作为抗酸药,其理由是_______。猜想二:Na2CO3,不适合作为抗酸药,原因可能是其碱性较强。
【实验探究1】探究Na2CO3与NaHCO3碱性的强弱
(3)依次测量等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH,结果分别为11和9。Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液_______(填“强”或“弱”)。
【实验探究2】探究Na2CO3作为抗酸药的适应性
先向500mL烧杯中加入100mLpH=1.5的盐酸,用自动注射器向烧杯中以1mL/min的速度滴入pH=1.5的盐酸模拟人体分泌胃液,再加入1.0gNa2CO3固体,并持续搅拌。用pH传感器记录溶液pH随时间的变化曲线。将上述实验中Na2CO3换成NaHCO3,重复实验过程。所得两条曲线如图所示。
【分析数据】
(4)由图可知,与NaHCO3相比:①Na2CO3_______;②Na2CO3_______。
【得出结论】
Na2CO3不适合作为抗酸药,猜想二正确。
【反思评价】
(5)有小组成员提出,从控制变量和对比实验的角度看,“实验探究2”设计不够严谨,你认为不严谨之处是_______。
【拓展延伸】
(6)也是一种常用的抗酸药,其反应原理是_______(写化学方程式)。相比,从与胃酸反应的产物分析,NaHCO3抗酸药存在的不足是_______。
活动二:探究NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸反应的快慢
(7)利用下图装置探究NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸反应的快慢。气球中的盐酸应同时_______(填“快速”或“慢速”)全部倒入。可根据_______(选填“反应至5秒”、“反应结束”、“两者都行”)时气球大小不同现象得出反应速率大小:碳酸钠_______碳酸氢钠(选填“>”、“<”、“=”)。写出碳酸氢钠和盐酸反应的化学方程式_______。
【答案】(1)小苏打
(2)碳酸钠能与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳
(3)强
(4) 反应时造成胃液pH远大于5 反应时造成胃液pH>5的持续时间过长
(5)没有模拟人体的温度
(6) 碳酸氢钠与胃酸反应产生气体,可能造成胃胀
(7) 快速 反应至5秒 <
【详解】(1)碳酸氢钠俗称小苏打;
(2)适合作为抗酸药,其理由是碳酸钠能与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;
(3)依次测量等浓度的溶液和溶液的pH,结果分别为11和9,说明溶液的碱性比溶液强;
(4)已知药物发生疗效时,胃液的pH保持在3~5间最适宜,pH过高会导致胃痛等不适症状,则由图可知,与相比,反应时造成胃液pH远大于5,且反应时造成胃液pH>5的持续时间过长;
(5)“实验探究2”探究作为抗酸药的适应性,该实验模拟人体分泌胃液进行实验,而人体体温约为37℃,因此从控制变量和对比实验的角度看,该实验的不严谨之处是没有模拟人体的温度;
(6)氢氧化铝与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水,化学方程式为;
碳酸氢钠会与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,则相比,从与胃酸反应的产物分析,抗酸药存在的不足是碳酸氢钠与胃酸反应产生气体,可能造成胃胀;
(7)该实验是比较和与稀盐酸反应的快慢,故气球中的盐酸应同时快速全部倒入,通过观察相同时间内气体变化情况得出结论,故可根据反应至5秒时气球大小不同现象得出反应速率大小;
由图可知,反应至5秒时碳酸氢钠与稀盐酸反应的气球变大更多,说明相同时间内产生的气体更多,反应速率更快,故反应速率大小:碳酸钠<碳酸氢钠;
碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为。
方法透视
解题思路
第一步:明确反应体系,写出化学方程式
根据反应物和反应条件,写出可能发生的所有化学反应方程式。
注意:同一体系中可能存在多个反应,需分析反应顺序。
第二步:分析反应本质(微观角度)
1.复分解反应:离子交换,生成沉淀、气体或水 → 离子浓度降低。
2.置换反应:金属活动性强的原子失去电子变成离子,活动性弱的离子得到电子变成原子。
3.中和反应:H⁺ + OH⁻ → H₂O,溶液pH变化。
4.氧化还原反应(初中初步):得氧失氧、电子转移。
第三步:确定反应先后顺序(核心难点)
常见优先顺序:
1.中和反应优先:酸与碱反应先于酸与盐(或碱与盐)反应。
2.金属与混合盐溶液反应:金属先与活动性最弱的金属的盐反应(远距离先置换)。
3.酸与碳酸盐反应:若酸逐滴加入碳酸盐溶液中,先发生:CO₃²⁻ + H⁺ → HCO₃⁻,再发生:HCO₃⁻ + H⁺ → H₂O + CO₂↑。
4.氧化还原反应(如FeCl₃与Fe反应):Fe + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺,优先发生。
第四步:结合实验现象,推理反应原理
1.根据“开始无气泡,后来有气泡” → 判断有中和反应优先发生。
2.根据“先无沉淀,后有沉淀” → 判断有优先反应消耗了某离子。
3.根据“溶液颜色变化” → 判断离子种类变化(如Fe²⁺浅绿、Fe³⁺黄、Cu²⁺蓝)。
答题模板
解释反应先后顺序(以中和优先为例)
问题:向NaOH和Na₂CO₃的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,为什么一开始没有气泡产生?
模板答案:因为稀盐酸先与NaOH发生中和反应(HCl + NaOH = NaCl + H₂O),待NaOH完全反应后,盐酸才与Na₂CO₃反应生成CO₂气体(Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑),所以一开始无气泡。
解释金属与混合盐溶液的反应顺序
问题:向AgNO₃和Cu(NO₃)₂的混合溶液中加入锌粉,为什么锌先与AgNO₃反应?
模板答案:因为金属活动性:Zn > Cu > Ag,Zn与Ag⁺的差距更大,反应更容易发生。根据“远距离先置换”原则,Zn优先置换出活动性最弱的Ag。
解释反应条件对产物的影响
问题:碳在氧气中充分燃烧与不充分燃烧的产物不同,为什么?
模板答案:当氧气充足时,碳完全燃烧生成CO₂;当氧气不足时,碳不完全燃烧生成CO。反应条件(氧气量)不同,产物不同。
解释无明显现象反应的原理(微观角度)
问题:NaOH溶液与稀盐酸反应无明显现象,从微观角度解释反应本质。
模板答案:NaOH溶液中存在Na⁺和OH⁻,稀盐酸中存在H⁺和Cl⁻,两者混合后,H⁺与OH⁻结合生成H₂O分子,导致溶液中H⁺和OH⁻浓度减小,而Na⁺和Cl⁻没有参与反应。该反应的实质是H⁺ + OH⁻ = H₂O。
探究碳酸钠与酸分步反应的原理
问题:设计实验证明Na₂CO₃与稀盐酸反应是分步进行的。
模板答案:取少量Na₂CO₃溶液于试管中,逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,开始时无气泡,滴加一段时间后才有气泡产生。说明首先生成NaHCO₃(Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl),然后NaHCO₃与HCl反应生成CO₂(NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑)。
变式演练
【变式01】(2024·广东珠海·一模)化学反应常伴随着一些现象发生,但CO2和NaOH溶液的反应没有明显的现象。为了探究CO2和NaOH是否发生反应,某班同学分组做了如下探究实验:
第一组:验证有新物质生成
第1步:明确反应原理。
(1)如图,通入CO2后大试管中发生反应的化学方程式为________________。
第2步:确定需要检验的物质。
(2)若要证明NaOH和CO2发生反应,需要检验生成物____是否存在。
第3步:设计方案检验生成物。
(3)向反应后的大试管中加入足量______(填物质名称),观察到有气泡产生,证明CO2与NaOH发生了化学反应。
第二组:验证反应物的减少或消失
(4)如图实验,将滴管中的氢氧化钠溶液挤压入充满CO2的试剂瓶中,可观察到____,证明氢氧化钠和CO2发生了反应。有同学提出了质疑,他认为该实验还不足以证明CO2与NaOH确实发生了反应,理由是____,需补充对照实验将氢氧化钠溶液换成____。
【拓展】某同学用传感器研究等体积的水和NaOH浓溶液分别吸收CO2的效果,实验装置及测定结果如图所示。
(5)装药品前,如何检查该装置的气密性:____。
(6)表示CO2溶于水且与水反应的综合结果的曲线是____(填序号)。
(7)若选用等体积饱和石灰水再次进行实验,其曲线在____(填“①上方”、“①和②之间”或“②下方”)。
【答案】(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(2)碳酸钠/ Na2CO3
(3)稀盐酸(或稀硫酸等,答案合理即可)
(4) 气球膨胀 CO2可溶于水也可与水反应 纯水
(5)装药品前,轻拉注射器活塞至一段距离后松开,若活塞恢复原位说明气密性良好,否则装置漏气
(6)①
(7)①和②之间
【详解】(1)适量CO2通入NaOH溶液中,NaOH溶液足量,二者反应生成Na2CO3和H2O,反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
(2)适量CO2通入NaOH溶液中反应生成Na2CO3和H2O,要证明NaOH和CO2发生反应,需要检验生成物Na2CO3是否存在。
(3)生成物Na2CO3可与酸溶液反应并放出气体,向反应后的大试管中加入足量稀盐酸或稀硫酸,观察到有气泡产生,可证明CO2与NaOH发生了化学反应。
(4)CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O,将滴管中的氢氧化钠溶液挤压入充满CO2的试剂瓶中,气体减少,压强减小,可观察到气球膨胀。CO2可溶于水也可与水反应,不能证明CO2与NaOH反应还是与水反应或溶于水,可将NaOH溶液换为纯水进行对照实验。
(5)装药品前,轻拉注射器活塞至一段距离后松开,若活塞恢复原位说明气密性良好,否则装置漏气。
(6)二氧化碳在水中的溶解度较小,在水中溶解和与水反应的二氧化碳较少,二氧化碳浓度减少的幅度较小,为曲线①。
(7)氢氧化钙的溶解度比氢氧化钠的小,但饱和石灰水消耗二氧化碳的能力比水强,所以选用等体积饱和石灰水再次进行实验,其曲线在①和②之间。
【变式02】(2024·辽宁大连·模拟预测)学习小组开展了“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的实践活动。
【活动一】探究反应原理
某款家用制氧机利用过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2)和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
资料:①过碳酸钠易溶于水,遇水分解为Na2CO3和H2O2,能产生氧气并放出热量。②高浓度过氧化氢腐蚀性强。
(1)小组同学用图1所示实验装置探究是否有氧气生成。观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出,木条不复燃;乙试管中小气泡快速冒出,木条复燃。
①实验结论:过碳酸钠分解为过氧化氢,有氧气生成且___________。
②写出乙试管中过氧化氢生成氧气的化学方程式:___________。
【活动二】认识制氧机
(2)图2为制氧机的内部结构图,其中加湿仓的作用是___________。下列相关说法正确的是___________(填字母)。
A.使用前,加湿仓应注满水
B.加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【活动三】选择制氧剂分
实验一:过氧化氢
小组同学设计了图3实验装置,用表1中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2gMnO2,注入溶液,记录并处理20min内数据如图4。
表1
编号
浓度/%
体积/mL
①
5
9.11
②
15
2.89
③
25
1.66
④
30
1.37
(3)检查图3装置气密性的操作是___________。
(4)根据资料分析,④比③产氧量少,可能的原因是___________。
(5)从安全角度考虑,应选择浓度为___________的过氧化氢溶液作为制氧剂。
实验二:过碳酸钠
往锥形瓶中加入ag过碳酸钠、0.2gMnO2和9.11mL水,待反应完全后收集到约159.1mL水(产生氧气的量与表1中药品得到氧气的最大量相等)。其他药品质量不变,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图5。
(6)a=___________g。(氧气密度为1.43g/L,忽略其他因素的影响,计算结果精确到0.1)
(7)由图5可得出的结论是___________。
(8)根据过碳酸钠和过氧化氢的性质,结合图4、图5中的数据,选用过碳酸钠作制氧剂的理由是___________。
【答案】(1) 二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率
(2) 洗气,滤去氧气中的杂质,降低氧气的温度,提高氧气的湿度,还可以通过产生气泡的快慢观察氧气生成的速率 B
(3)在右侧量筒前的胶皮管上夹上弹簧夹,拉动注射器的活塞一段距离,若松开手之后,活塞能回到原位,说明装置气密性良好
(4)是反应放出大量热,使反应物减少
(5)5%
(6)1.4
(7)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大
(8)过碳酸钠是固体便于携带,且能持续平稳地提供氧气
【详解】(1)①实验过程中观察到甲试管中有小气泡缓慢冒出,木条不复燃,乙试管中小气泡快速冒出,木条复燃,说明过碳酸钠分解为过氧化氢,有氧气生成且二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率;
②乙试管中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,化学方程式为::
(2)反应仓是氧气产生的场所,氧气不易溶于水,加湿过滤仓的作用是洗气作用,滤去氧气中的杂质,降低氧气的温度,提高氧气的湿度,通过气泡观察氧气生成的速率;
A、使用前,加湿仓注满水,由于氧气不易溶于水,氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入,造成危险,故A说法错误;
B、加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质,氧气在加湿仓被水湿化后排出,供人体呼吸,故B说法正确;
故选:B;
(3)检查装置的气密性,需要先将装置密闭,再通过改变装置内的压强,通过压强的变化来判断装置是否漏气,则检查图3装置气密性的操作是:在右侧量筒前的胶皮管上夹上弹簧夹,拉动注射器的活塞一段距离,若松开手之后,活塞能回到原位,说明装置气密性良好;
(4)④比③产氧量少,即30%H2O2比25%H2O2产氧量少,可能的原因是反应放出大量热,使反应物减少,因为过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下制取氧气时会放出热量,且过氧化氢溶液的浓度越大,反应越剧烈,放出的热量就越多,而在加热条件下,会使过氧化氢溶液减少,所以30%H2O2比 25%H2O2产氧量少,可能的原因是反应放出大量热,使反应物减少;
(5)由图4可知,由于高浓度过氧化氢易挥发且腐蚀性强,为了实验的安全,可以选用浓度为5%的过氧化氢溶液作为制氧剂,浓度适中,制氧的速率也适中;
(6)由题干信息可知,生产生氧气的质量为(159.1mL-9.11mL)×10-3×1.43g/L≈0.214g,
,解得a≈1.4;
(7)分析图5可知,过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大;
(8)由于过氧化氢溶液为液体,过碳酸钠是固体便于携带,且能持续平稳地提供氧气,所以选择过碳酸钠作制氧剂。
题●型●训●练
1.(25-26九年级下·辽宁鞍山·开学考试)某校化学兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应进行实验探究。
(1)甲同学向装有氢氧化钠溶液的烧杯中加入一定质量的稀盐酸,振荡后未观察到明显现象,继续滴入几滴无色酚酞试剂并振荡,若观察到________现象,说明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了反应。
(2)同学们将(1)操作后烧杯内的溶液命名为M溶液,并对其成分进行探究。
【提出问题】M溶液中的溶质有哪些?(酚酞试剂的成分除外)
【猜想与假设】
猜想1:NaCl
猜想2:NaCl、HCl
猜想3:NaCl、NaOH
通过分析,猜想3明显不合理,请说明理由:________。
【实验一】
乙同学设计并进行了下列实验。
操作①:向装有生锈铁钉的试管内倒入适量的M溶液。
观察到:铁锈逐渐消失,溶液变为黄色。
结论:猜想________正确。
操作②:向装有锌粒的试管内倒入适量的M溶液。
观察到:________。
写出操作①的化学反应方程式________。
【实验二】
丙同学采用数字传感器、氢氧化钠溶液对M溶液进行探究。
(3)他按照图1所示进行操作,并分别测定实验过程中烧杯内溶液的pH值及温度的变化情况(如图2、图3所示),据图分析可知:
①图1中胶头滴管内的试剂为________(填选项序号)。
A.氢氧化钠溶液 B.M溶液
②氢氧化钠与稀盐酸的反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
【反思与评价】对于无明显现象的中和反应,可以通过证明反应物的消失、测定溶液pH值的变化等判断反应是否发生。
【拓展与应用】丁同学把自制的一种黄色花汁分别滴加到下列不同试剂中,并记录观察到的现象如表所示。
试剂
稀盐酸
食醋
蔗糖水
蒸馏水
肥皂水
烧碱溶液
颜色
红
红
黄
黄
绿
绿
(4)请分析表格,并回答下列问题:
①该花汁________(填“可以”或“不可以”)用作酸碱指示剂。
②烧碱溶液可使上述花汁变绿色,其中使花汁变色的离子是________。(填离子符号)
③蚊子叮咬人时注入蚁酸,使皮肤红肿、痛痒。要缓解这种症状,简易可行的办法是在叮咬处涂抹上述试剂中的________。
④胃酸的主要成分是盐酸,胃舒平[主要成分:和小苏打[主要成分:常用于治疗胃酸过多症,请写出胃舒平治疗胃酸过多症时的化学方程式________。
【答案】(1)酚酞溶液不变红
(2) 酚酞溶液不变红,说明溶液不显碱性,故溶液中不存在NaOH 2 有气泡产生
(3) A 放热
(4) 可以 肥皂水
【详解】(1)因为酚酞遇碱性溶液变红,遇中性或酸性溶液不变色,所以若氢氧化钠和稀盐酸发生反应,溶液碱性消失,滴加酚酞后会观察到酚酞溶液不变红。
(2)甲同学向烧杯中滴加无色的酚酞试剂后未出现变红现象,说明溶液不呈碱性,即溶液中没有氢氧化钠,所以猜想3不合理。
因为铁锈的主要成分为氧化铁,氧化铁能和稀盐酸(稀硫酸等)反应生成氯化铁(硫酸铁等)和水,氯化铁(硫酸铁)溶液为黄色,结合猜想内容可以得出,溶液中有盐酸存在,即反应后M溶液中的溶质有HCl,即猜想2正确。
操作①证明了M溶液中的溶质有HCl,锌和盐酸反应会产生气泡,故观察到的现象为:有气泡产生。
氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:。
(3)①因为图2中初始溶液pH小于7,说明烧杯中的原溶液为酸性,即烧杯中的溶液为M溶液,随着试剂加入pH升高至pH>7,说明胶头滴管中的溶液为碱性溶液,所以胶头滴管内的试剂是氢氧化钠溶液,故选A;
②因为图3中随着反应进行温度升高,所以该反应是放热反应。
(4) ①因为该花汁在酸性、中性、碱性溶液中显示不同颜色,所以可以用作酸碱指示剂;
②因为烧碱溶液中使溶液显碱性的离子是氢氧根离子,所以使花汁变色的是;
③因为蚁酸是酸性物质,需要用弱碱性物质去除酸性物质。烧碱溶液显碱性,但有强腐蚀性,不可用。可涂抹肥皂水;
④胃舒平中的氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,反应的化学方程式分别为:。
2.(2024·辽宁辽阳·模拟预测)化学实验过程中经常会产生一定量的废液,经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上,兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。
已知:室温下,部分物质的溶解性表(“溶”表示物质可溶于水,“不”表示不溶于水,“微”表示微溶于水)如下:
项目
溶
溶
溶
微
溶
不
溶
溶
不
不
溶
微
[活动一]通过小组合作,同学们完成了如图1所示的两组小实验。
(1)实验中产生沉淀的化学方程式是_______。
(2)上述四个试管中有三个试管没有明显现象,只有_______(填物质名称)不会发生化学反应,理由是_______。
[活动二]小雪将实验后四支试管中的剩余物质倒入一个洁净的大烧杯中(如图2),充分搅拌、静置,观察到杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。
(3)由此可以确定:上层溶液中一定不含有的离子是_______。
小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如下探究。
[提出问题]上层溶液中还可能含有什么离子?
[猜想与假设]上层溶液中还可能含有、、中的一种或几种。
[进行实验]
(4)请完善下面表格。
项目
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
①取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液
②继续滴加稀盐酸
①溶液变红
②产生气泡
①有
②有、无
方案二
①取少量溶液于试管中,滴加_______
②静置,继续滴加_______(指示剂除外)
①_______;
②_______
①有、无
②有
[反思与评价]
(5)小明同学对方案一提出疑问,他的理由是_______。
(6)将烧杯内物质过滤,滤渣回收,需向滤液中加入适量_______进行处理后再排放。
【答案】(1)
(2) 碳酸钠和氢氧化钠 生成物中没有气体、沉淀或水
(3)/氢离子
(4) 过量的氯化钙或氯化钡溶液 氯化镁溶液 有白色沉淀产生 有白色沉淀产生
(5)若溶液中含有碳酸根离子,也会使无色酚酞溶液变红,不能确定是否含有氢氧根离子
(6)稀盐酸(或稀硫酸)
【详解】(1)实验中氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3⏐↓+2NaOH。
(2)实验中氢氧化钙和稀盐酸生成氯化钙和水、氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,氢氧化钠和碳酸钠不反应,因为生成物中没有气体、沉淀或水,这三组实验均没有明显现象。
(3)将实验后四支试管中的剩余物质倒入一个洁净的大烧杯中,产生的白色沉淀是碳酸钙,则上层溶液中一定不含有氢离子,因为碳酸钙会和酸反应,不能共存。
(4)由实验结论有碳酸根离子 、OH-,无 Ca2+推知,实验可为:①取少量溶液于试管中,滴加过量的氯化钙或氯化钡溶液,有白色沉淀产生,说明有碳酸根离子,无钙离子,因为碳酸钙是沉淀;②静置,继续滴加氯化镁溶液,有白色沉淀产生,说明含氢氧根离子。
(5)小明同学对方案一提出疑问,因为若溶液中含有碳酸根离子,溶液也呈碱性,也会使无色酚酞溶液变红,故不能确定是否含有氢氧根离子。
(6)由以上分析知,滤渣呈碱性,故需向滤液中加入适量稀盐酸或稀硫酸进行中和反应后再排放。
3.(25-26九年级上·辽宁·月考)为探究影响过氧化氢溶液分解速率的因素,某研究小组做了以下实验。
活动一:哪些因素可以影响过氧化氢溶液的分解速率?
实验编号
溶液
催化剂(0.1 g)
温度/℃
收集100 mL氧气需要的时间/s
体积/mL
溶质质量分数/%
①
10
30
-
20
660
②
a
30
粉末
20
3
③
10
5
粉末
b
205
④
10
5
粉末
40
68
⑤
10
5
Fe2O3粉末
20
352
表1
(1)对比实验①和②可得出的结论是__________。
(2)实验②中a的数值为__________;实验③中b的数值为__________。
(3)通过实验__________可以推断出温度对过氧化氢溶液分解速率有影响。
(4)设计实验③和⑤的目的是__________。
活动二:硫酸铜能否当过氧化氢分解的催化剂?
【设计方案】小组同学设计方案如图。
(5)实验现象:步骤①产生少量气泡,带火星的木条不复燃;步骤②__________;步骤③带火星的木条复燃。
(6)实验结论:硫酸铜可以做过氧化氢分解的催化剂,反应的符号表达式:__________。
【交流评价】
(7)老师认为该方案不严谨。若要确定该实验结论正确,同学们经过讨论后,认为还需证明硫酸铜的__________和化学性质在反应前后保持不变。
(8)兴趣小组的同学设计了如图补充实验:通过蒸发、干燥、称量后,得到硫酸铜的质量m=_________g,将该固体加入5%的过氧化氢溶液,当观察到__________,溶液变蓝色,证明该实验结论正确。
【答案】(1)在相同条件下,使用催化剂(粉末)可以显著加快过氧化氢溶液分解的速率。
(2) 10 20
(3)③④
(4)探究催化剂种类对分解速率的影响。
(5)产生大量气泡
(6)
(7)质量
(8) 1.2 产生大量气泡
【详解】(1)实验①和②的变量是催化剂的有无,其他条件(过氧化氢溶液体积、浓度、温度)相同。实验①没有催化剂,反应时间为660秒;实验②使用了粉末,反应时间为3秒。显然,加入后反应速率显著加快。因此,结论是:在其他条件相同的情况下,可以显著加快过氧化氢溶液的分解速率。
(2)实验②和实验①形成对照,变量是催化剂的有无,因此过氧化氢溶液的体积应保持致,即;实验③和实验④形成对照,变量是温度,其他条件应保持一致,因此实验③的温度应与实验①和②相同,即。
(3)实验③和实验④的变量是温度,其他条件(过氧化氢溶液体积、浓度、催化剂种类和用量)相同。实验③在20℃时反应时间为205秒,实验④在40时反应时间为68秒。温度升高,反应速率加快,说明温度对过氧化氢分解速率有显著影响。
(4)实验③和⑤的变量是催化剂种类,其他条件(过氧化氢溶液体积、浓度、温度)相同。实验③是,反应时间为205秒;实验⑤使用粉末,反应时间为352秒。通过对比,可以探究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响,即比较和的催化效果。
(5)步骤①中只有5%的过氧化氢溶液,分解速率较慢,产生的氧气不足以使带火星的木条复燃;步骤②中加入硫酸铜后,过氧化氢分解速率加快,产生大量氧气,带火星的木条复燃;步骤③中带火星的木条复燃,说明硫酸铜具有催化作用。
(6)氧化氢在硫酸铜的催化作用下分解生成水和氧气,符号表达式为:。
(7)实验中需要补充实验,通过蒸发、干燥、称量后,得到硫酸铜的质量仍为1.2g,说明其质量和化学性质未变。
(8)实验补充步骤中,硫酸铜的质量仍为1.2g,说明其质量未变;将硫酸铜加入过氧化氢溶液中,观察到有气泡产生且溶液变蓝色,说明其化学性质未变,从而证明硫酸铜是催化剂。
4.(25-26九年级下·辽宁沈阳·月考)皮蛋(又叫松花蛋)是我国传统风味食品。同学们对皮蛋的制作及松花形成进行探究。
任务一:制作松花蛋
小远将皮蛋粉(主要成分为:生石灰、纯碱和食盐)加水调制成糊状,裹在新鲜鸭蛋上,放入罐子中,用塑料膜密封保存。
(1)新鲜鸭蛋中富含的主要营养物质有___________。
(2)小远戴上手套后,将皮蛋粉加水调制成糊状时,感觉到烫手,主要原因是生石灰与水反应___________热量(填“放出”或“吸收”)。
(3)皮蛋的形成与糊状物质中的成分有关。小远经过思考,认为糊状物质中一定含有NaOH、___________(填化学式)。
任务二:探究松花出现的影响因素
(4)小远制作的皮蛋中未出现明显的“松花”。他查阅资料,发现不同离子对“松花”出现的影响如下表:
组别及离子有无“松花”出现时间
第1组
第2组
第3组和
第4组和
第5天
无
无
无
无
第15天
无
无
无
无
第19天
无
无
有
有
他推测加入有利于“松花”的出现,请你从上表中找出支持他观点的证据___________。
(5)小远开展了以下探究实验,过程和结果如下:
甲组实验
乙组实验
注:两组实验使用的NaOH溶液的体积、浓度相同,溶液的体积、浓度相同。
该探究实验的目的是___________。
(6)小远还想探究溶液的浓度对“松花”效果的影响,请你结合以上探究实验帮他设计一个实验方案___________(必选实验用品:蛋清、NaOH溶液、溶液)。
任务三:探究松花结晶成分
(7)同学们收集松花状结晶并对其展开研究,经仪器分析发现其为富含的难溶物。
①提出假设:松花状结晶的主要成分为:a.;b.___________;c.两者都有。
其他物质难溶于水且不参与反应。
②定性研究:
实验操作
实验现象
结论
取0.60 g结晶,向其中滴加过量的稀盐酸。
固体溶解,___________
假设b成立。
③定量测定:
将②实验后的混合液过滤,用蒸馏水洗涤滤渣2~3遍,将洗涤液与滤液合并,再向其中滴加NaOH溶液至产生大量白色沉淀,静置,向上层清液中继续滴加NaOH溶液,若___________,则所加NaOH溶液已足量。过滤,洗涤,低温烘干,得到固体0.58 g,则理论上,原晶体中镁元素的质量分数为___________。若没有将洗涤液合并入滤液,则测定结果___________(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)蛋白质
(2)放出
(3)、、
(4)第1、2组不含,第19天无“松花”;第3、4组含,第19天有“松花”,说明加入有利于“松花”的出现。
(5)探究溶液和溶液的滴加顺序对“松花”出现的影响
(6)分别在10 g蛋清中加入等体积等浓度的溶液,间隔相同时间后,各加入等体积不同浓度的溶液,相同时间后,记录“松花”效果
(7) 没有气泡产生 不再有白色沉淀产生 40% 偏小
【详解】(1)蛋类食物富含的主要营养物质是蛋白质。
(2)生石灰(氧化钙)与水反应会放出大量的热,因此调糊时会感觉烫手。
(3)皮蛋粉原有成分中的食盐()不参与反应,一定存在;生石灰与水反应生成的氢氧化钙,会和纯碱反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,因此也一定存在,二者均可。
(4)对比表格数据可知:只有或只有时,19天不会出现松花;加入后,19天会出现松花,可证明有利于松花形成。
(5)两组实验所有试剂的用量、浓度都相同,只有和的滴加顺序不同,结果不同,因此实验目的是探究滴加顺序对松花出现的影响。
(6)探究浓度的影响,需要遵循控制变量法:只改变的浓度,其余条件(蛋清质量、的浓度和体积、滴加间隔、放置时间等)都保持一致,观察松花出现情况即可。
(7)① 体系中存在,可生成难溶物,因此假设b为。
② 若只有,加稀盐酸仅发生中和反应,固体溶解,不会产生二氧化碳气体,因此现象为无气泡产生。
③ 若足量,所有已经完全沉淀,向上层清液滴加不会再产生白色沉淀; 计算:0.58g 中镁元素质量为 ,原晶体质量为0.60g,因此镁元素质量分数为 ; 若不合并洗涤液,滤渣表面沾有的会随洗涤液被丢弃,导致最终得到的氢氧化镁质量偏小,计算出的镁元素质量分数偏小。
5.(25-26九年级下·辽宁丹东·开学考试)燃料是人类获得能量的重要来源。某兴趣小组对“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了学习活动。
任务一 调查家用燃料的变迁
常见的家用燃料有柴草、煤、液化石油气、天然气(主要成分是甲烷,化学式为)、酒精等。近50年家用燃料的使用,主要经历了如图所示发展过程。
(1)蜂窝煤的主要成分是碳,煤球制成蜂窝煤的原因:_________。
任务二 探究甲烷的燃烧产物
【提出问题】甲烷充分燃烧会产生哪些物质?
【查阅资料】一氧化碳能使新鲜鸡血变为桃红色;是一种主要的大气污染物。
【猜想假设】猜想1:和
猜想2:、和
(2)你的猜想:_________和,依据是_________。
(3)小组同学通过下面的实验验证了猜想。
操作
现象
结论
步骤1:验纯后,点燃甲烷,在火焰上方罩一个干燥烧杯。
烧杯内壁出现水雾
①甲烷燃烧产物有_______。
步骤2:将甲烷燃烧产生的气体导出。通入澄清石灰水中。
②_________。
猜想1或2成立
步骤3:将甲烷燃烧产生的气体导出,③_________中。
无明显现象
猜想1成立
【反思评价】
(4)家用天然气燃烧不充分时,火焰偏黄,锅底容易变黑,锅底的黑色物质可能是________。
任务三 认识燃料变迁的意义
开发和利用清洁、高效的新能源,使人们的生活更美好。充分燃烧1煤或1天然气释放的热量和产生的质量如下图所示。
(5)天然气代替煤作家用燃料,除了具有便于管道运输的优点外,根据上图分析,还具有的一个优点是____。
【答案】(1)增大与氧气接触面积,使燃烧更快速、更充分
(2) /一氧化碳 质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变
(3) 水/ 澄清的石灰水变浑浊 通入新鲜鸡血中
(4)炭黑
(5)热值高(或产生的SO2少,减少酸雨的形成)
【详解】(1)使燃料充分燃烧,通 常要考虑:燃烧时要有足够的空气(氧气),燃料 与空气要有足够大的接触面,煤球制成蜂窝煤的原因为:增大与氧气接触面积,使燃烧更快速、更充分。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,甲烷中含有碳元素和氢元素,所以甲烷燃烧肯定有水生成;含碳物质燃烧充分会生成二氧化碳,燃烧不充分会产生一氧化碳,结合猜想1和猜想2,可得出第三个猜想为:CO和H2O,故答案分别为:CO;根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。
(3)根据烧杯内壁有水雾出现,可得出甲烷燃烧有水生成;
根据猜想1或2成立,可得出甲烷燃烧产物中一定含有二氧化碳,二氧化碳和澄清石灰水反应,生成碳酸钙沉淀,澄清的石灰水会变浑浊,因此观察到的现象是:澄清的石灰水变浑浊;
通过步骤3实验,得出猜想1成立,说明甲烷燃烧产物中不含一氧化碳,根据查阅资料中提供的信息,一氧化碳能使新鲜鸡血变为桃红色,可将甲烷充分燃烧产生的气体导出,通入到新鲜鸡血中,观察到无明显现象,从而得出不含一氧化碳的结论,故答案为:通入新鲜的鸡血中。
(4)含有碳元素的物质,不完全燃烧,产生的黑色物质是炭黑,故答案为炭黑。
(5)由图示可知,等质量的天然气和煤相比,完全燃烧后,天然气放出的热量更多,产生的二氧化硫更少,而二氧化硫是形成酸雨的主要气体,故答案为:热值高(或产生的SO2少,减少酸雨的形成,表述合理即可)。
6.(25-26九年级下·辽宁营口·月考)某校化学兴趣小组在老师的指导下进行“黑面包”趣味实验。取20 g蔗糖()放入烧杯中,加少量水润湿,注入10 mL浓硫酸,搅拌,蔗糖先变黑后膨胀形成“黑面包”(如图1),同时还闻到了刺激性气味。
Ⅰ.变黑的原因:生成了黑色的炭
(1)由于浓硫酸具有________性,能将蔗糖中氢、氧元素按水的组成比脱去,生成黑色的炭。
(2)从物质分类角度,蔗糖属于________(填“有机物”或“无机物”)。
Ⅱ.膨胀的原因:生成了气体
【提出问题】气体的成分是什么?
【猜想与假设】猜想一:;猜想二:;猜想三:和。
(3)大家讨论后一致认为猜想一是错误的,原因是________。
(4)为了验证猜想二和猜想三,只需检验________(填化学式)是否存在即可。
【查阅资料】①能使澄清石灰水变浑浊。
②具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液反应;而不能。
③具有漂白性,能使品红溶液褪色,而不能。
【实验探究】对气体成分进行检验,部分实验装置如图2。
(5)A中酸性高锰酸钾溶液的作用是________。
(6)B中品红溶液不褪色,说明________。
(7)C中澄清石灰水变浑浊,则C装置的作用是________。
【实验结论】
(8)综上所述,猜想________成立。
Ⅲ.改变糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数和温度是否会影响实验效果呢?
【进行实验】分别取5 g糖粉进行实验,根据前2分钟的现象对实验效果进行评分。记录如表1:
表1实验记录
实验
糖
浓硫酸体积/mL
水的滴数
温度/℃
效果得分
1
蔗糖
4
5
22
65
2
蔗糖
5
10
30
81
3
蔗糖
6
15
50
93
4
冰糖
4
10
50
91
5
冰糖
5
15
22
88
6
冰糖
a
5
30
75
7
葡萄糖
4
15
30
0
8
葡萄糖
5
15
50
0
9
葡萄糖
6
10
22
0
【处理数据】分析表1,计算效果得分均值,求结果如表2:
表2效果得分均值
因素
糖
浓硫酸体积/mL
水的滴数
温度/℃
蔗糖
冰糖
葡萄糖
4
5
6
5
10
15
22
30
50
均值
79.7
84.7
0
52.0
56.3
56.0
46.7
57.3
60.3
51.0
52.0
61.3
依据均值推断最佳实验方案,均值越高,效果越好。
【解释与结论】
(9)实验6中,a为________mL。
(10)根据表2推断,“黑面包”实验最好选择5 g冰糖、5 mL浓硫酸、________滴水和50℃。
【反思与评价】
(11)综合分析,使实验3的效果得分高于实验4的因素有________、________。
【答案】(1)脱水
(2)有机物
(3)是无味气体,与实验中闻到刺激性气味的现象不符
(4)
(5)除去,防止干扰的检验
(6)已经被完全除去
(7)检验气体中是否存在
(8)三
(9)6
(10)15
(11) 浓硫酸体积
水的滴数
【详解】(1)浓硫酸的脱水性指将有机物中氢、氧元素按水的组成比脱去,剩余黑色的炭,故填:脱水。
(2)含有碳元素的化合物是有机物(除CO、CO2、碳酸、碳酸盐),蔗糖是含碳化合物,属于有机物。
(3)题干明确说明实验闻到了刺激性气味,而二氧化碳是无色无味的气体,故猜想一错误。
(4)猜想二是只有,猜想三是和,两种猜想都一定存在因此只需检验即可。
(5) 由资料可知也能使澄清石灰水变浑浊,会干扰的检验,因此用酸性高锰酸钾溶液除去,排除干扰。
(6) 能使品红溶液褪色,B中品红不褪色,说明气体中已经没有,即被A完全除去。
(7)排除干扰后,C中澄清石灰水可以检验剩余气体中是否存在,变浑浊则说明存在。
(8)实验证明原气体既有又有,因此猜想三成立。
(9)本实验中对应蔗糖、葡萄糖实验时,浓硫酸体积分为,对冰糖组的体积是,为保证每组变量次数一致,a为6。
(10) 由表2可知,水的滴数越多,效果得分均值越高,15滴时均值最高,因此选15滴水。
(11)对比实验3和实验4,二者温度均为50℃,不同的是糖的种类(冰糖均值高于蔗糖,不是得分更高的原因)、浓硫酸体积(实验3为6mL,均值高于实验4的4mL)、水的滴数(实验3为15滴,均值高于实验4的10滴),因此使实验3得分更高的因素是浓硫酸体积和水的滴数。
7.(2026·辽宁铁岭·二模)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。已知:“彩虹管”呈现出的颜色越多、保持时间越长,效果越好。
【进行实验】
实验1:用蒸馏水浸泡黑枸杞得到浸取液,分别滴入pH不同的无色溶液中,记录现象。
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
实验2:向试管中加入6mL一定质量分数的盐酸、滴入5滴黑枸杞浸取液、振荡,再逐滴滴入约3mL一定质量分数的NaOH溶液,记录溶液颜色。
实验
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分钟无明显变化
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】
(1)向氯化钠溶液中滴加黑枸杞浸取液,溶液颜色变为_____。
(2)盐酸与NaOH反应的化学方程式为_____。
(3)实验2中,①②③的目的是探究_____对“彩虹管”效果的影响。
(4)实验2中,“彩虹管”效果最佳的是_____(填实验序号),理由是_____。
(5)结合实验进行讨论初步得出“彩虹管”会出现自上而下多种颜色的原因是_____。
【进一步探究】查阅资料发现,在NaOH溶液中加入一定量Na2CO3可使“彩虹管”效果更好。小组同学设计实验3进行验证,并与实验2中③对照。
实验3:向100mL质量分数为15%的NaOH溶液中加入1gNa2CO3固体,搅拌后得到溶液a,进行如下实验并记录。
操作
现象
______,再逐滴滴入约3mL溶液a
立即出现气泡:滴加完成后溶液颜色自上而下依次为红色、粉色、紫色、蓝色、绿色、黄色,静置约1小时仍无明显变化
【解释与结论】
(6)补全实验3的操作:______。
(7)实验3中观察到气泡,推测有气体生成,该气体是_____。
(8)由实验2、3可知:制作“彩虹管”过程中,影响其效果的因素一定有_____。为保证“彩虹管”的效果明显,实验时在操作方面应注意______。
【答案】(1)紫色
(2)
(3)氢氧化钠溶液的溶质质量分数
(4) ③ ③中呈现出的颜色越多、保持时间越长
(5)溶液未充分混合,形成了pH梯度,使酸碱指示剂在不同区域显示不同颜色
(6)向试管中加入6mL溶质质量分数为5%的盐酸,滴入5滴黑枸杞浸取液,振荡
(7)二氧化碳
(8) 溶液pH的变化情况等 缓慢加入、避免振荡
【详解】(1)氯化钠溶液显中性,滴加黑枸杞浸取液后,溶液颜色变为紫色;
(2)略;
(3) 对比实验2中的①②③可知,是将3mL5%、10%、15%的氢氧化钠溶液分别滴入6mL5%的盐酸和5滴黑枸杞浸取液混合溶液中,通过现象可得,实验①②③的目的是:探究盐酸的溶质质量分数为5%时,氢氧化钠溶液的溶质质量分数对“彩虹管”效果的影响;
(4) 对比实验2中的①②③的现象可知,③中呈现出的颜色越多、保持时间越长,所以效果最好;
(5)“彩虹管”会出现自上而下多种颜色的原因:由于溶液未充分混合,形成了pH梯度,使酸碱指示剂在不同区域显示不同颜色;
(6)根据对比实验的要求可得,实验3的操作为:向试管中加入6mL溶质质量分数为5%的盐酸,滴入5滴黑枸杞浸取液,振荡,再逐滴滴入约3mL溶液a;
(7) 盐酸会和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳气体和水,所以该气体是二氧化碳;
(8)由实验2、3的现象可知:制作“彩虹管”过程中,影响其效果的因素一定有:溶液pH的变化情况等。从实验现象:“自上而下依次变色”,说明需要缓慢加入、避免振荡,以维持分层。
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、CO、?
【查阅资料】①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反应而褪色;
③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。
【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
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) /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
(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)
【详解】(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,能使红色的品红溶液褪色,常用于检验,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;故填: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,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反应而褪色,常用于除去;因此步骤③中,足量高锰酸钾溶液的作用是完全除去,防止对二氧化碳检验形成干扰;故填:完全除去。
(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、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)。
9.(25-26九年级下·辽宁鞍山·开学考试)某兴趣小组借助数字技术探究“稀盐酸与氢氧化钠溶液反应”,图1所示是室温下稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的pH变化曲线。
(1)根据图2曲线判断,图1中的溶液B是_______,该实验中需要用玻璃棒不断搅拌,其作用是_______。
(2)c点所示溶液中数与数关系是_______(填“>”“<”或“=”)。
(3)该变化的微观本质是_______。
(4)测定氢氧化钠溶液的酸碱性。
用pH试纸测量,读出该溶液的pH_______(填“大于”或“小于”)7。
(5)氢氧化钠在空气中不仅吸收水分而潮解,还会与_______发生反应而变质。
(6)探究烧杯内溶液中溶质的成分:
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么?
【作出猜想】猜想①:可能是NaCl和NaOH;
猜想②:可能只有NaCl;
猜想③:可能是_______(填化学式)。
【查阅资料】氯化钠溶液呈中性
【进行实验】
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡
溶液呈______色
猜想①不正确
方案二
取少量烧杯内溶液于另一支试管中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量
有_______产生
猜想②不正确,猜想③正确
【反思与拓展】
(7)在分析化学反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑_______。
(8)根据所学化学知识,验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl,除以上方案外,下列哪些物质单独使用也能完成该实验?_______(填字母)。
A.pH试纸 B.铜 C.紫色石蕊溶液 D.氧化铜粉末 E.氢氧化钠溶液
【答案】(1) 稀盐酸 使反应物充分接触混合,保证反应完全进行
(2)<
(3)酸溶液中的氢离子和碱溶液中的氢氧根离子结合成水分子
(4)大于
(5)二氧化碳/CO2
(6) NaCl、HCl 无 气泡
(7)反应物是否剩余
(8)ACD
【详解】(1)由图2可知,初始溶液pH大于7,溶液呈碱性,滴加B后pH逐渐降低至小于7(呈酸性),说明该实验是向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸,因此B是稀盐酸;搅拌的作用是使反应物充分接触混合,保证反应完全进行。
(2)c点pH<7,稀盐酸过量,溶液溶质为生成的和过量,电离出的和数目相等,过量还会电离出,因此。
(3)酸碱中和反应的微观本质就是酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合生成水分子。
(4)氢氧化钠是碱性溶液,碱性溶液的pH大于7,因此用pH试纸测量氢氧化钠溶液,读出该溶液的pH大于7。
(5)氢氧化钠是碱,碱能和某些非金属氧化物反应,因此氢氧化钠在空气中会与二氧化碳反应生成碳酸钠,发生变质。
(6)稀盐酸和氢氧化钠反应,根据反应物过量情况可分三种情况:碱过量时溶质为和,恰好完全反应时溶质只有,酸过量时溶质为和;方案一的结论是猜想①不正确,即该烧杯内溶液中的溶质不可能是,说明溶液不显碱性,酚酞遇碱性溶液变红,因此实验现象为溶液呈无色;方案二的结论是猜想③正确,即该烧杯内溶液中的溶质可能是,在溶液中和碳酸钠反应会生成二氧化碳气体,因此实验现象为有气泡产生。
(7)分析反应后溶质成分,除生成物外,还需要考虑反应物是否过量,是否有剩余。
(8)A、若烧杯内溶液中的溶质含,溶液呈酸性,pH<7,用pH试纸可以检验,故A选项符合题意;
B、铜和稀盐酸中的不反应,无明显现象,无法检验烧杯内溶液中的溶质是否含,故B选项不符合题意;
C、若烧杯内溶液中的溶质含,溶液呈酸性,酸性溶液能使紫色石蕊变红,用紫色石蕊溶液可以检验,故C选项符合题意;
D、氧化铜能和溶液中反应生成氯化铜和水,黑色固体会溶解,溶液变蓝,有明显现象,用氧化铜可以检验,故D选项符合题意;
E、无指示剂时,加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠和溶液中的反应没有明显现象,无法检验烧杯内溶液中的溶质是否含,故E选项不符合题意。
选ACD。
10.(25-26九年级下·辽宁大连·月考)博物院油画馆的讲解员告知同学们,油画若保存不当,其中的红铅颜料在空气中会缓慢变成白色。为探究红铅(Pb3O4)的变色原因,研究性学习小组开展实践活动。
【查阅资料】
①Pb3O4是难溶于水的红色固体,暴露在空气中可转化为PbCO3、中的一种或两种;
②PbCO3、均为难溶于水的白色固体,均能与稀硝酸(HNO3)发生复分解反应。
③溶液为无色透明。
④碱石灰可吸收H2O和CO2
【活动1】探究红铅变色与光照强度的关系(光照时间、温度、湿度等其他条件一致)
在3支洁净试管中分别加入Pb3O4粉末(如下表所示)。
试管编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
光照强度
弱
较强
强
实验现象
无明显变化
红色粉末少量变白
红色粉末变白
(1)实验过程中,试管应保持敞口状态的理由是_____。
(2)该实验可以得出的结论是______。
(3)根据Pb3O4暴露在空气中的产物元素组成推断,红铅Pb3O4在空气中可能与______发生反应。(写出一种即可)
【活动2】探究白色固体的组成
甲、乙两个小组分别用不同的方法探究白色固体的组成。将上述试管Ⅲ中的白色固体平均分为质量相同的两份(假设成分和质量完全均匀),进行如下甲、乙实验:
【实验过程】
(4)甲组中白色固体M生成气体A的化学方程式为________。
(5)依据甲组实验的现象,无法确定白色固体M中是否还含有,其理由是______。
(6)乙组同学向锥形瓶中缓慢加入足量稀硝酸,通过A中______(写现象),可判断PbCO3已反应完全。C中碱石灰的作用是吸收_______(写化学式)。单向阀只允许气体沿图中箭头方向流动,可防止_______,减小误差。
【实验分析】
(7)甲组将溶液B中的铅元素完全转化为PbCO3沉淀,并依据PbCO3沉淀的质量(x)和白色固体M的质量(y)的关系,可以确定白色固体M是否含有。若含有,则x__y(填“>”“<”或“=”)。
(8)乙组同学将白色固体中的PbCO3完全转化为CO2,并依据CO2的质量和白色固体M的质量可以确定白色固体M中是否含有,请解释原因:____。
【保护措施】
(9)基于上述探究,为了更好地保护油画,请你为参观人员提出一条合理的建议:_______。
【答案】(1)与红铅颜料暴露在空气中的环境一致
(2)其他条件相同,光照越强,变色越快
(3)(或)
(4)
(5)与稀硝酸发生中和反应,无明显现象,无论是否含有,加入稀硝酸的实验的现象都相同
(6) 无气泡产生 外界空气中的二氧化碳和水蒸气进入C
(7)>
(8)根据方程式利用质量求出混合物中质量,与原白色固体质量对比即可
(9)参观拍照不开闪光灯
【详解】(1)用控制变量法进行实验时,需要保持实验环境一致,该实验为探究光照强度对红铅变质的影响,则实验中3支试管均需要保持敞口状态与红铅颜料暴露在空气中的环境一致;
(2)根据表格的实验现象对比分析可知其他条件相同,光照越强,Pb3O4变色越快;
(3)化学反应前后元素的种类不发生改变,Pb3O4在空气中变质后可变为PbCO3、Pb(OH)2中的一种或两种,产物中增加了C或者H,则说明空气中的CO2或者H2O参与了反应;
(4)根据题干信息可知M与稀硝酸反应生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊,则说明气体A为CO2,故反应物中一定含有C,M中一定含有PbCO3,PbCO3能与HNO3反应生成Pb(NO3)2、H2O与CO2,化学反应方程式为:;
(5)Pb(OH)2与稀硝酸反应生成Pb(NO3)2与H2O,Pb(NO3)2溶液为无色透明,则该反应无明显现象,所以甲组实验无法判断M中是否含有Pb(OH)2;
(6)PbCO3能与HNO3反应生成Pb(NO3)2、H2O与CO2,CO2为气体,A中充分反应后观察到无气泡产生,则说明PbCO3已经反应完全;
浓硫酸可以吸收水,则反应后的气体经过B装置干燥后只剩余CO2,故C装置中的碱石灰只吸收CO2;
碱石灰可以吸收水和二氧化碳,空气中含有水蒸气和二氧化碳,则C装置的单向阀可以防止空气进入对实验产生干扰;
(7)若M为PbCO3与Pb(OH)2的混合物,反应后Pb将全部转化为PbCO3,PbCO3与Pb(OH)2混合物的平均相对分子质量在两物质的相对分子质量之间即267-241之间,一定小于PbCO3的相对分子质量(267),故全部转为PbCO3后总质量会偏大,即x>y;
(8)根据方程式的质量比,利用CO2质量求出PbCO3质量,对比M的质量即可确定是否含有Pb(OH)2;
(9)红铅在强光中容易变质,则参观拍照时不开闪光灯可以有效的起到保护作用。
11.(25-26九年级下·辽宁鞍山·月考)为研究在医学上中和反应热消融的放热原理,兴趣小组同学进行了如下实验探究。
【探究一】20℃时,向盛有100 g 40%氢氧化钠溶液的烧杯中加入100 g 36.5%盐酸溶液,用手触摸烧杯外壁,温度明显升高。
(1)①氢氧化钠和盐酸的化学反应属于_______(填基本反应类型)反应。
②反应后溶液pH_______7(填“>”、“<”或“=”)。
③小明认为该实验温度升高不一定是因为中和反应放热,还可能是_______。
【探究二】对上述实验进行改进,并用温度传感器测定实验过程中温度的变化,实验结果如图示。
实验①:20℃时,向100 g 40%氢氧化钠溶液中缓慢滴加试剂M;
实验②:20℃时,向100 g 36.5%盐酸溶液中缓慢滴加试剂M;
实验③:20℃时,向100 g 40%氢氧化钠溶液中缓慢滴加100 g 36.5%盐酸溶液
(2)试剂M是_______(填试剂质量及名称)。a点滴入紫色石蕊试液,溶液呈_______色。
(3)能证明氢氧化钠与盐酸反应放热的依据是_______。
(4)下图为向氢氧化钠溶液中不断滴加盐酸溶液的反应的微观示意图。
①按时间先后排列的顺序为_______(填字母)。
②由图推测中和反应中的能量变化主要是由于_______(填离子符号)发生反应导致。
(5)实验③充分反应后,生成的氯化钠质量为_______g。若实验③反应后蒸发41.5 g水,恢复至20℃,烧杯底部出现白色固体,经检测为氯化钠,则烧杯底部出现白色固体的质量为_______g。
(提示:20℃时100 g水最多能溶解36 g NaCl)
【答案】(1) 复分解 = 浓溶液稀释放热
(2) 100 g蒸馏水 蓝
(3)实验③的温度升高幅度远大于实验①、②的温度变化或实验③的温度曲线明显高于①、②
(4) ACB 、
(5) 58.5 22.5
【详解】(1) ①氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,该反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应。
②计算溶质:m(NaOH)=100g×40%=40g,m(HCl)=100g×36.5%=36.5g,根据化学方程式可知,NaOH和HCl恰好完全反应,生成氯化钠形成的溶液呈中性,因此反应后溶液pH=7。
③浓氢氧化钠溶液稀释也会放热,因此温度升高不一定是中和放热。
(2)实验①②是对照实验,目的是验证浓溶液稀释放热,因此试剂M为100g蒸馏水;a点时盐酸未将氢氧化钠完全反应,溶液呈碱性,紫色石蕊遇碱性溶液变蓝。
(3)对照实验中,实验③(中和反应)的温度升高幅度远大于实验①、②的温度变化(仅稀释),说明中和反应本身放热。
(4)①向氢氧化钠溶液中滴加盐酸:初始溶液中只有氢氧化钠解离出的Na+和OH−(对应A),滴加盐酸后,部分OH−和H+反应,溶液中剩余OH−,同时引入Cl−,生成水(对应C),完全反应后溶液中没有OH−,溶液中只有Na+、Cl−、H2O(对应B),因此反应先后排列的顺序为ACB。
②中和反应的本质是H+和OH−结合生成水,能量变化来源于该反应。
(5)设实验③充分反应后,生成的氯化钠质量为x,根据化学方程式,或,解得x=58.5g。 反应后水的总质量为总溶液质量减去氯化钠质量,即(100g+100g)-58.5g=141.5g;蒸发41.5g水后剩余水的质量为141.5g−41.5g=100g,20℃时100g水中最多溶解36gNaCl,因此析出固体质量为58.5g−36g=22.5g。
12.(25-26九年级下·辽宁鞍山·开学考试)数字化实验具有实时、准确、直观、操作简便等特点。兴趣小组利用图1装置探究稀盐酸与氢氧化钠溶液能否反应。锥形瓶中盛有一定量滴有酚酞的氢氧化钠溶液,连接传感器,然后向锥形瓶中滴入稀盐酸。
(1)观察到锥形瓶中的现象是___________,证明二者发生反应。
(2)选择传感器,观察到变化如图2所示。
①锥形瓶中反应的化学方程式是___________。
②C点时,除指示剂外,锥形瓶中溶液的溶质是___________(填化学式)。
(3)选择温度传感器,观察到温度变化如图3所示。
①由图像可知,氢氧化钠溶液与盐酸反应___________(填“吸收”或“放出”)热量。
②D点时,溶液的pH___________7(填“>”、“<”或“=”)。
(4)如图甲乙所示
①实验甲中,当稀硫酸加入氢氧化钠溶液中时,试管内溶液的酸碱度会___________(填“变大”“变小”或“不变”);二者反应的微观实质是___________;
②实验乙中,能观察到澄清石灰水变浑浊的现象,原因是___________;该实验不能用氢氧化钠固体替换氢氧化钠溶液,理由是___________。
通过上述实验可知,某些酸碱中和反应现象不明显,我们可以利用指示剂观察宏观现象,也可以借助数字化实验实时地呈现反应情况,证明二者发生反应。
(5)在图2中,下列试剂能验证反应到达c点的是___________(填字母)。
A.锌粒 B.纯碱溶液 C.无色酚酞溶液 D.氧化铜
【答案】(1)溶液由红色变为无色
(2) NaCl、HCl
(3) 放出 >
(4) 变小 氢离子和氢氧根离子结合成水分子 稀硫酸和氢氧化钠溶液反应放热,温度升高,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,有氢氧化钙析出 不能,氢氧化钠固体溶于水也会放热,会干扰实验
(5)ABD
【详解】(1)氢氧化钠溶液显碱性,能使无色的酚酞溶液变红。因此,滴有酚酞的氢氧化钠溶液为红色,滴入稀盐酸后,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,氯化钠溶液呈中性,盐酸呈酸性,二者都不使酚酞溶液变色,当红色消失后,说明溶液不再显碱性,从而证明了氢氧化钠不存在了,即可说明氢氧化钠与盐酸发生了反应,故答案为:溶液由红色变为无色。
(2)①锥形瓶中的氢氧化钠 与滴入的稀盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为:;
②C点时,溶液呈酸性,说明反应已经结束且盐酸过量,因此,此时溶液中的溶质有氯化钠和氯化氢,化学式分别为:NaCl、HCl。
(3)①根据图像可知,反应过程中的温度是上升的,所以氢氧化钠溶液与盐酸反应是放热反应;
②因为该实验过程是将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,D点时温度没有达到最高,说明反应还没有结束,此时氢氧化钠还没有完全反应,所以D点溶液呈碱性,其pH>7。
(4)①实验甲中,当稀硫酸加入氢氧化钠溶液中时,氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,溶液的碱性逐渐减弱,至恰好完全反应,溶液显中性, 继续滴加稀硫酸,溶液显酸性,酸性逐渐增强,试管内溶液的酸碱度会变小;二者反应的微观实质是 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。
②实验乙中,能观察到澄清石灰水变浑浊的现象, 原因是稀硫酸和氢氧化钠溶液反应放热,温度升高,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,有氢氧化钙析出,澄清石灰水变浑浊;该实验不能用氢氧化钠固体替换氢氧化钠溶液,是因为氢氧化钠固体溶于水放热,会干扰实验。
(5)C点溶液呈酸性(含 HCl 和 NaCl),因为氯化钠是该反应的生成物且溶于水,溶液中肯定有氯化钠存在,所以只需要证明有盐酸剩余即可,这里要注意,所选试剂要么只与盐酸反应有明显现象,要么与氯化钠和盐酸都能反应,但反应要有明显的不同现象。
A.锌与盐酸反应产生气泡(生成氢气),锌不与氯化钠反应,能验证盐酸有剩余;
B.碳酸钠与盐酸反应产生气泡(生成二氧化碳),碳酸钠不与氯化钠反应,能验证盐酸有剩余;
C.氯化钠溶液呈中性,盐酸呈酸性,酚酞在酸性和中性溶液中均为无色,不能验证盐酸有剩余。
D.氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水,氧化铜为黑色固体,氯化铜溶液为蓝色,会观察到黑色固体溶解,溶液变蓝,氧化铜不与氯化钠反应,能验证盐酸有剩余;
故选ABD。
13.(25-26九年级上·辽宁锦州·期中)某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式探究。
【任务一】认识催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用,下列说法正确的是________(填字母序号)。
A.一个化学反应可能有多种催化剂
B.不加入催化剂化学反应就不能发生
C.用作催化剂的物质还可能是其他反应的反应物或生成物
D.使用催化剂能使生成物的质量增加
【任务二】探究催化剂
将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。对于此现象,该小组同学进行了如下探究:
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?
【做出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
(2)
实验步骤
实验现象
结论及解释
①
A中无明显现象B中产生大量气泡,气体能使带火星的木条复燃
B中产生的气体是________;________(填“能”或“不能”)说明淀粉是过氧化氢分解的催化剂。
②向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
B中产生气泡,带火星的木条又复燃,滤渣质量为________。
淀粉的________和________在反应前后均没有发生变化,淀粉能作过氧化氢分解的催化剂
【实验拓展】
小组同学设计了如图1所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成25 mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见表:
实验编号
3%过氧化氢溶液的体积
其他物质质量
待测数据
Ⅰ
20 mL
淀粉0.5 g
a
Ⅱ
20 mL
二氧化锰0.5 g
b
(3)上述实验中“待测数据”是指________;最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则a________b(填“<”、“>”或“=”。)
(4)小明用坩埚钳夹取少量光亮的铜丝,放在酒精灯火焰上灼烧至表面全部变黑后,迅速插入一只装有20 mL 3%过氧化氢溶液的试管中,观察到试管内迅速产生大量气泡,且变黑的铜丝的质量和化学性质不发生改变,于是得出结论:氧化铜可以加快过氧化氢分解。有同学认为这个结论不可靠,原因是过氧化氢分解速率加快还可能与________有关。
(5)小华试着把30%的过氧化氢溶液与淀粉混合,观察到试管中产生大量气泡和白雾,试管壁明显发烫,但带火星的木条始终未复燃,原因可能是________。
【答案】(1)AC
(2) 氧气(或) 不能 质量 化学性质
(3) 生成气体需要的时间 >
(4)温度
(5)溶液的浓度过大,反应较快,产生的热量较多,导致试管内水蒸气的浓度较大
【详解】(1)A、催化剂能改变反应速率,且反应前后质量和化学性质不变;一个反应可使用多种催化剂(如分解可用、氧化铁等),正确。
B、不加入催化剂,反应仍能发生(只是速率慢),错误。
C、催化剂在其他反应中可作为反应物或者生成物(如是分解的生成物),正确。
D、催化剂不改变生成物质量,错误。
故选:AC。
(2)催化剂需同时满足:能改变反应速率、反应前后质量不变、反应前后化学性质不变。
①中,B产生的气体能使带火星的木条复燃,说明是;但此时仅验证了 “改变反应速率”,未验证 “质量和化学性质不变”,因此不能说明淀粉是催化剂。
②中,重新加后木条复燃,说明淀粉化学性质不变;滤渣质量等于,说明质量不变,因此结论是:淀粉的质量和化学性质在反应前后均未变化
故填:氧气(或);不能;;质量;化学性质。
(3)待测数据是 “生成气体所需的时间”,时间越短,催化效果越好;
二氧化锰效果更好,因此淀粉所需时间更长,即。
故填:生成气体需要的时间;>。
(4)铜丝灼烧后温度较高,插入溶液时,分解加快可能与温度有关,并非只有氧化铜的催化作用。
故填:温度。
(5)溶液的浓度过大,反应较快,产生的热量较多,导致试管内水蒸气的浓度较大,带火星木条无法复燃。
故填:过氧化氢溶液的浓度过大,反应较快,产生的热量较多,导致试管内水蒸气的浓度较大。
14.(25-26九年级上·辽宁阜新·月考)实现2030年碳达峰、2060年碳中和,是我国政府对国际社会的重要承诺。某小组对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣,开启“低碳行动”项目化学习探究之旅。
【项目一:二氧化碳的来源】
(1)空气中二氧化碳的主要来源为___________。
【项目二:二氧化碳的吸收】
(2)岩石可吸收CO2,反应:,基本反应类型是___________。
(3)可以用某些溶液捕集二氧化碳,为比较捕集效果,用软塑料瓶设计了图1所示3组实验。
①图中X的数值为___________。
②实验得出氢氧化钠溶液捕集二氧化碳效果最好,得出该结论依据的实验现象是什么?___________。
实验室模拟吸收二氧化碳的原理
小组同学利用如图2装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。
步骤1:某同学检验了图2装置的气密性,得到如右侧图像,说明装置气密性良好。
步骤2:两瓶250 mL的烧瓶内收集满CO2气体,注射器内各装有85 mL的水和澄清石灰水,连接好装置和压强传感器。打开活塞1和活塞2,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞1,一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图3所示。
(4)步骤1中该同学进行气密性检查的操作是:打开活塞1和活塞2,___________(填“推”或“拉”)注射器活塞一段距离后停止。
(5)图3中,表示注入的是澄清石灰水的是曲线___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(6)图3中,AB段压强上升的原因是___________。
【项目三:二氧化碳的转化】
(7)上述循环体系中可循环利用的物质是___________。
(8)反应一段时间后,温度没有发生明显改变,催化剂的催化效果降低的原因是___________。
【项目四:低碳措施】
(9)助力“碳中和”,减少CO2排放,生活中我们可以怎么做:___________(任写一条)。
【答案】(1)化石燃料的燃烧,以及动植物的呼吸作用
(2)化合反应
(3) 100mL 丙瓶的塑料瓶变瘪程度比甲、乙更大
(4)拉
(5)Ⅱ
(6)实验中迅速将注射器里的液体全部压入烧瓶中,造成烧瓶内的气体被压缩,压强迅速增大
(7)二氧化碳
(8)反应过程中生成的物质附着在催化剂表面,堵塞了其活性区域,使催化剂无法有效接触反应物
(9)节约用电
【详解】(1)空气中的主要来源是化石燃料(煤、石油、天然气)的燃烧,以及动植物的呼吸作用(细胞呼吸产生);
(2)该反应由碳酸钙、二氧化碳、水三种物质反应生成一种物质碳酸氢钙,符合 “多变一” 的化合反应特征,故填:化合反应;
(3)①甲实验为对比实验,需控制变量(加入液体体积相同),乙、丙中加入液体体积均为100mL,因此X=100mL ;
②二氧化碳能溶于水且与水反应、能与饱和石灰水反应,但与氢氧化钠溶液反应更充分,且该实验得出氢氧化钠溶液捕集二氧化碳效果最好,因此实验现象是丙瓶(盛氢氧化钠溶液)的塑料瓶变瘪程度比甲、乙更大,说明其捕集效果最好;
(4)检查气密性时,“拉” 注射器活塞,装置内压强减小,若气密性良好,活塞会保持不动(或恢复原位),与图2中压强先变小,最终稳定的图像一致;
(5)二氧化碳能溶于水,装置内气体减少,压强减小,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,也能导致装置内气体减少,压强减小,相同体积的水和澄清石灰水,澄清石灰水吸收的二氧化碳比水吸收的多,压强减小的多,因此曲线Ⅱ是表示注入澄清石灰水的瓶内压强变化曲线;
(6)实验中迅速将注射器里的液体全部压入烧瓶中,造成烧瓶内的气体被压缩,压强迅速增大,即AB段压强上升;
(7)在循环体系中,二氧化碳既是初始反应物,又是机动车尾气的产物,可被重新利用,因此是可循环物质;
(8)催化剂的催化效果降低,通常是因为反应过程中生成的物质附着在催化剂表面,堵塞了其活性区域,使催化剂无法有效接触反应物;
(9)少乘私家车(或节约用电、减少使用一次性物品等)任写一条即可。
15.(25-26九年级上·辽宁葫芦岛·月考)某兴趣小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。
【任务一】了解催化剂
(1)催化剂在化工生产中起着重要作用,下列说法正确的是______(填字母序号)。
A.没有催化剂反应不能发生 B.催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C.催化剂能改变化学反应速率 D.能加快化学反应速率的物质就是催化剂
【任务二】探究不同催化剂的催化效果
某兴趣小组的同学为了比较和对过氧化氢分解的催化效果,用图1装置进行实验:启动传感器,注入溶液。氧气体积分数随时间变化情况如图2和图3所示。
(2)若比较两者的催化效果,实验过程中不需要控制的条件是______(填字母序号)。
A.反应起始时间 B.催化剂的质量 C.溶液的浓度 D.溶液的起始温度
(3)初始时氧气的体积分数不为0,原因是______。
(4)根据图2和图3的对比分析使分解较快的催化剂是______(填或)判断依据是______。
(5)用5% 溶液制取氧气,若采用如图所示装置进行实验,上述两种催化剂中较为合适的是______。
(6)通过图2和图3对比分析,从催化剂的角度还能得出的结论是______。
【任务三】探究不同质量催化剂的催化效果
小组设计图4装置,用压强传感器研究浓度为6%的过氧化氢溶液与平菇接触时,发生反应过程中的压强变化如图5。
(7)根据图5分析曲线a在0~10s压强增大的原因是______。
(8)图5中能初步说明平菇是过氧化氢溶液反应催化剂的依据是______。
(9)分析图5中曲线a、b,说明影响化学反应速率的因素除过氧化氢溶液浓度、反应温度外,还与______有关。
【反思评价】
(10)通过对催化剂的探究,你认为还可进一步探究的问题是______。
【答案】(1)C
(2)A
(3)装置内有空气
(4) 产生相同体积的氧气,比所需时间更短
(5)/二氧化锰
(6)催化剂的种类能改变反应速度,但不改变生成物的质量
(7)产生氧气并且放热
(8)随着平菇片数的增加,反应速率加快但是最终生成氧气体积相等
(9)催化剂质量
(10)催化剂的形状对催化效果的影响(合理即可)
【详解】(1)A、没有催化剂反应也能发生,只是反应比较慢,该选项说法不正确;
B、反应前后催化剂的质量和化学性质不变,但物理性质可能改变,该选项说法不正确;
C、催化剂能改变反应速率,可能加快,也可能减慢,该选项说法正确;
D、催化剂是指能改变反应速率,但反应前后质量和化学性质不变,故能加快化学反应速率的物质不一定是催化剂,该选项说法不正确。
故选C。
(2)对比实验中,要控制变量,要控制过氧化氢溶液的体积及浓度、催化剂的质量、溶液的起始温度等,不需要控制反应起始时间,故选A。
(3)装置内原来有空气,而空气中含有氧气,故初始时氧气的体积分数不为0。
(4)对比图2、图3可知,产生相同体积的氧气,比所需时间更短,则二氧化锰催化效果更好。
(5)该装置能控制反应速率,加入二氧化锰反应速率更快,则可选二氧化锰。
(6)由图2和图3可知,两个实验最终生成氧气的体积分数相同,说明催化剂能改变反应速率,但不能改变生成物质量。
(7)由图5可知,反应过程中压强先增大后减小,则说明反应放热,且反应过程中生成氧气,故曲线a在0~10s压强增大的原因是产生氧气并且放热。
(8)由图5可知,随着平菇片数的增加,反应速率加快但是最终生成氧气体积相等,则可初步说明平菇是过氧化氢溶液反应催化剂。
(9)图5中所有平菇数量不同,则说明催化剂质量也能影响化学反应速率。
(10)若想对催化剂探究,还可探究催化剂的形状对催化效果的影响。
16.(25-26九年级上·辽宁锦州·期中)某化学兴趣小组同学以氧气为主题开展项目式学习。
【活动一】实验室制取氧气
(1)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,该反应的化学方程式是___________,应选择的发生装置为___________。
(2)若要收集较纯净的氧气,应从C、D、E装置中选用___________装置。
(3)若用F装置收集氧气,氧气应该从___________(选填“a”“b”)导管口处通入。
【活动二】模拟家庭制氧
利用过氧化氢分解产生氧气的原理,小玲自制了一个家庭简易制氧机如图
(4)操作时可以上下抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是___________(答一点)。
(5)若想利用H装置监测产生氧气的速度,小组同学将H装置改进的措施是___________(填字母)。
A.将c导管和d导管同时加长并伸入水面以下
B.将c导管加长并伸入水面以下
C.将d导管加长并伸入水面以下
【活动三】探究催化剂
小组同学发现氯化铁(FeCl3)对H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解速率的不同影响,用如图中J装置分别进行实验;启动传感器,注入H2O2溶液,夹上弹簧夹。氧气体积分数随时间变化情况如图K:
(6)能使H2O2分解较快的催化剂是___________。
(7)若想得到1.6 g氧气,则需要参加反应的过氧化氢的质量为___________g。
【活动四】测定氧气含量
化学兴趣小组对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究,并基于证据进行推理分析。
(8)若测出空气中氧气体积分数小于五分之一,可能的原因是___________(写一条即可)。
(9)图1是某同学做的红磷燃烧实验,实验过程中集气瓶内气压变化如图2所示,分析BC段压强增大的原因___________。
(10)D点对应的操作是___________。
【活动五】了解工业制氧
(11)工业制氧气是在低温条件下加压,使空气转化为液态,然后蒸发,由于液氧和液氮的沸点不同,氮气首先蒸发出来,剩下的主要是液氧。氮气由液态变为气态时,其变化的微观本质是___________发生改变。
【答案】(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ B
(2)E
(3)a
(4)可以控制反应的发生与停止
(5)B
(6)二氧化锰(MnO2)
(7)3.4
(8)红磷的量不足(或装置漏气、未冷却至室温就打开弹簧夹等合理答案)
(9)红磷燃烧放热,使装置内气压变大
(10)打开弹簧夹
(11)分子间间隔
【详解】(1)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为。 该反应是固体加热型反应,应选择的发生装置为B。
(2)要收集较纯净的氧气,应选用排水法收集,即选用E装置。
(3)若用F装置收集氧气,氧气密度比空气大,氧气应从a导管口通入。
(4)操作时可以上下推拉线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是可以控制反应的发生和停止(或节约药品等,合理即可)。
(5)若想利用该装置控制产生氧气的速度,需要控制过氧化氢溶液的滴加速率,需要将c导管延长并伸入水面以下,这样可以通过观察气泡产生的速率来控制反应速率,故选B。
(6)由图K可知,氧气体积分数达到32%,二氧化锰(MnO2)作催化剂时,时间更短,所以二氧化锰是分解更快的催化剂。
(7)设需要参加反应的过氧化氢的质量为x。
解得x = 3.4g
(8)若测出空气中氧气体积分数小于五分之一,可能的原因是红磷的量不足(或装置漏气、未冷却至室温就打开弹簧夹等合理答案)。
(9)红磷燃烧放出热量,使集气瓶内气体受热膨胀,压强增大,所以BC段压强增大。
(10)DE段对应的操作是打开弹簧夹,水进入集气瓶。
(11) 氮气由液态变为气态时,只是状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,微观本质是分子间的间隔发生改变。
17.(2025·辽宁抚顺·一模)同学们对“金属蚀刻画”产生了浓厚的兴趣,于是开启了项目式学习之旅。
任务一:了解“金属蚀刻画”的制作原理
【查阅资料】
Ⅰ.“金属蚀刻画”所用的材料可以是金、银、铜、不锈钢、铝等金属;
Ⅱ.蚀刻过程中,使用酸溶液或某些金属化合物溶液作蚀刻液在金属表面留下痕迹;
Ⅲ.石蜡不溶于水,一般在熔化;
Ⅳ.硫酸铜溶液显酸性。
任务二:模拟制作“金属蚀刻画”
【进行实验】根据制作“金属蚀刻画”的原理,兴趣小组同学设计了如下实验进行制作。
(1)若选择稀硫酸作蚀刻液,则金属板可选择铁、铝,而不选择铜和银的原因是________。
(2)若选择铝板利用如下流程制作“蚀刻画”,首先要对铝板进行打磨,其目的是________。“去除蜡衣”的合理方法是________(填字母序号)。
a.用刀刮去蜡衣 b.用酒精灯火焰直接加热 c.置于的热水中
(3)“腐蚀”铝板的过程如图所示,“腐蚀”过程中观察到玫瑰花________,并有气泡产生。试分析,该气体可能是________。
任务三:探究“金属蚀刻画”生锈的原因
同学们发现和铝制蚀刻画相比,铁制、铜制蚀刻画较易生锈。于是小组同学用四片铜片分别进行如下实验来探究铜生锈的条件。
【实验用品】铜片、煮沸过的蒸馏水、植物油、棉花和氯化钙(吸水)、碱石灰(吸收水和二氧化碳)、试管、橡胶塞、带导管的单孔橡胶塞等。
【实验方案】
实验装置
实验一
实验二
实验三
实验四
实验现象
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片生锈
实验结论
铜生锈的条件是________。
【实验分析】
(4)实验二中,足量澄清石灰水的作用是________。
(5)得出“铜生锈一定与有关”结论,依据的两个对比实验是________。
(6)为了得到准确的实验结论,实验一中应补充的实验用品有________。
(7)铜生锈的条件是________。
任务四:利用废旧金属制作班徽
下图为同学们制作班徽的过程。
(8)步骤②中,用稀盐酸与铁锈(主要成分是)反应会生成氯化铁和水,以达到除锈的目的。该反应的化学方程式为________。
(9)塑封的目的是________(写出一条即可)。
【答案】(1)铜、银在金属活动性顺序表中位于氢后,不与酸反应
(2) 去除铝表面的氧化膜 c
(3) 变成红色 (或氢气)
(4)除去空气中的(或二氧化碳)
(5)实验三和实验四
(6)棉花和氯化钙、橡胶塞
(7)铜与、、(或与氧气、水、二氧化碳)共同作用
(8)
(9)防止班徽锈蚀(或答隔绝氧气和水)
【详解】(1)在金属蚀刻过程中,使用强酸溶液或某些盐溶液作腐蚀剂从而在金属表面留下痕迹,若选择稀硫酸作蚀刻液,则金属板可选择铁、铝,而不选择铜和银的原因是铜、银在金属活动性顺序表中位于氢后,不与酸反应;
(2)若选择铝板利用如下流程制作“蚀刻画”,首先要对铝板进行打磨,其目的是去除铝表面的氧化膜;
a、用刀刮去蜡,易划伤金属表面,破坏实验材料,故选项不符合题意;
b、用酒精灯火焰加热,会导致温度过高,可能使金属受热变形,还可能让蜡燃烧产生杂质,故选项不符合题意;
c、蜡的熔点较低(约50~70℃),置于80℃的热水中能使蜡熔化并脱离金属表面,且不会损伤金属,故选项符合题意;
故选:c;
(3)根据金属活动性铝>铜,则铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,铜为红色固体,故所得铝板蚀刻画中“玫瑰花”的颜色为红色;硫酸铜溶液显酸性,说明溶液中含有稀硫酸,铝和过量的稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,所以该气体可能是氢气;
(4)实验二中,足量澄清石灰水的作用是除去空气中的二氧化碳;
(5)实验三中铜片与二氧化碳和水接触,没有氧气不生锈,实验四中铜片与二氧化碳和水,氧气接触生锈,因此对比实验三和实验四,得出"铜生锈一定与O2有关"结论;
(6)实验一中应补充的实验用品有棉花和氯化钙、橡胶塞,已确保铜片不与水接触;
(7)实验一中,铜片只与二氧化碳和氧气接触,不生锈;实验二中二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,铜只与水和氧气接触,观察到铜不生锈;实验三中铜片与水,二氧化碳接触,观察到铜不生锈,实验四中铜与水,二氧化碳,氧气接触,观察到铜片生锈,由此得出铜生锈是铜与氧气,水,二氧化碳作用的结果;
(8)步骤②中发生的反应是氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:;
(9)塑封可隔绝氧气和水,防止班徽锈蚀。
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