专题特训七 科学探究&跨学科实践活动7 探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响-【拔尖特训】2025-2026学年九年级下册化学(沪教版·新教材)

拔尖特训·化学（沪教版）九年级下 专题特训七 类型一物质成分的探究 1.★(2024·白银)某校化学课上，老师让同学 们设计实验鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰 水三种无色溶液并进行性质实验。同学们设 计实验如下： (1)第1兴趣小组：用紫色石蕊溶液鉴别三 种溶液，他们如此设计的理由是 (2)第2兴趣小组：如图所示，分别用三支试 管取少量上述三种溶液，各加入一定量的碳 酸钠溶液，观察现象 Na.CO. Na.CO. Na.CO 溶液 溶液 溶液 第1题) ①a中有气泡产生，证明a中的溶液是 ②b中 (填实验现象)，证明b中的溶液是澄清石 灰水。 ③c中无明显现象。 (3)第3兴趣小组：为进一步探究稀盐酸和 澄清石灰水反应后所得溶液中溶质的成分， 进行如下探究活动。 【假设猜想】该组同学的猜想如下： 猜想一：只有 猜想二：有CaC和HCl。 猜想三：有CaC和Ca(OH)2。 猜想四：有CaCl2、HCI和Ca(OH)2。 其他各兴趣小组的同学对以上猜想提出疑 问，认为猜想四不合理，理由是 62 科学探究 “答案与解析”见P35 【实验探究】为验证其余猜想，第3兴趣小组 的同学们进行了如下实验： 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量反应后的溶 无明显 猜想 液于试管中，加入 现象 不成立 CuCl2溶液，观察现象 ②用镊子将锌粒放入 有 试管中，向其中滴加反 猜想二成立 产生 应后的溶液，观察现象 ③取少量反应后的溶 有白色 液于试管中，加入硝酸 猜想一成立 沉淀产生 银溶液，观察现象 【交流评价】老师对同学们能用多种方法进 行探究，并且能够得出结论给予表扬，同时指 出上述实验探究中有错误。同学们经过反思 后发现了错误，错误的原因是 【反思拓展】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 类型二物质性质的探究 2.某化学兴趣小组的同学在探究碱的化学性质 时，设计并完成了如下实验： 【实验探究一】 I.向滴有酚酞的NaOH溶液中慢慢滴入稀 盐酸（如图甲所示），边滴加边振荡，测得最终 试管①中溶液的pH为2。 稀盐酸 2mL水2mL水2mL水稀盐酸 滴有 酚酞的 NaOH 溶液① Ca(OH) ② ③ 粉末 甲 (第2题) Ⅱ.分别称取0.5gCa(OH)2粉末置于两支 试管中，各滴加2mL水，振荡；再向试管②中 加入2mL水，试管③中加入2mL稀盐酸 (如图乙所示)，振荡并观察现象。 Ⅲ.向盛有NaOH溶液的试CusO,溶液稀盐酸 管④中加入少量CuSO4溶 液，振荡。静置后测得上层清 NaOH 溶液 液的pH为12。继续向其中 ④ ⑥ 滴加几滴稀盐酸（如图丙所 (第2题丙) 示)，试管⑤中无明显现象 (1)实验I中，能证明盐酸和氢氧化钠发生 了化学反应的实验现象是 最终试管①的溶液中含有的溶质（酚酞除外） 有 (2)实验Ⅱ中用水做对照实验，其目的是 (3)试管④中发生反应的化学方程式为 【分析与讨论】A同学通过“试管⑤中无明显 现象”得出“盐酸不能与Cu(OH)2发生反应” 的结论。B同学认为A同学的结论错误，于 是继续开展如下探究。 【实验探究二】取试管①中反应后的溶液逐 滴加入试管⑤中，直至过量，边滴加边振荡。 (4)实验探究二中依次观察到的现象有 【结论】盐酸能与Cu(OH)2发生反应 【交流与反思】(5)最终试管⑤的溶液中大量 存在的离子有 类型三物质变质的探究 3.*(2024·牡丹江)兴趣小组对一瓶 久置的NaOH固体的变质情况进行 了实验探究。 【提出问题】NaOH变质了吗？ 【作出猜想】①没有变质；②已经变质 请用化学方程式表示NaOH能变质的原因： 第8章酸、碱、盐及其应用 任务一：定性实验探究该NaOH固体是否变质。 【实验活动1】兴趣小组设计方案进行如下实验。 表1 实验方案 实验现象 实验结论 猜想②成立， 取少量该 依据是 NaOH固体样 品完全溶于 水，加入过量 稀盐酸 (用化学方程 式表示) 【反思评价1】有的同学提出此实验无法确定 该NaOH固体变质程度。 任务二：定量实验探究该NaOH固体变质 程度。 【实验活动2】兴趣小组利用控制变量的方法 进行实验，实验数据如表2所示。 表2 温度传感器 pH传感器 实验装置 10mL水 49mL水 实验次序 1 2 3 向左右容 a g Naz COg 1.0g 该 1.0g NaOH 器内加入 固体，a的 NaOH固 的物质 固体 数值为 体样品 温度升 高值/℃ 31.52 10.03 15.71 溶液的 pH 13.69 11.92 名 【实验结论】小组同学分析温度升高值数据，确 定该NaOH固体变质程度是 请推测m的取值范围是 任务三：计算该NaOH固体的变质率。 【实验活动3】称量1.0g该NaOH固体样品 于小烧杯中备用；量取10.0mL12%的稀盐 酸；用电子天平称量反应前仪器和试剂的质 量，记录数据；将稀盐酸加入小烧杯内，待完 63 拔尖特训·化学（沪教版）九年级下 全反应，再次称量仪器和反应后溶液的质量， 记录数据，如表3所示。 表3 反应前的质量/g反应后的质量/g 质量差/g 105.32 105.02 0.30 已知：变质率= 已经变质的NaOH的质量 变质前NaOH的总质量 100%。兴趣小组结合实验数据，计算出该 NaOH固体的变质率约为 (结 果精确到1%)。 【反思评价2】兴趣小组充分认识到定量研究 在化学实验中的重要作用。 【拓展延伸】生活中的管道疏通剂和炉具清 洁剂成分中都含有NaOH,包装标签上应注 明的注意事项是 (写一条即可)。 类型四项目式探究 4.(2025·南宁青秀模拟)同学们在业余时间读 《周礼·考工记》时，对书中记载的“谏帛”的 原理产生了兴趣，开启了项目式学习之路。 任务一：查找“涑帛”的原理。 【查阅资料1】原理：利用“灰”（草木灰，主要 成分是KCO3)和“蜃”（贝壳灰，主要成分为 CaO)混合加水所得溶液来洗涤丝帛，使其与 丝帛表面的丝胶蛋白发生反应，而后用水冲 洗，可把丝帛洗得干净亮丽。 任务二：模拟该反应过程，探究反应后溶液的 成分。 【实验过程】如图(a)所示。 加水，过滤 草木灰 贝壳灰 步骤I 步骤Ⅱ 强 乙 丙 [第4题(a)] (1)①步骤I加水的目的是 ②步骤Ⅱ发生反应的化学方程式是 ③丙烧杯的溶液中，溶质的所有可能组合是 64 (填化学式)。 (2)检验KCO3是否过量 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量溶液于 溶液中没有 试管中，滴入 K2COs 几滴稀盐酸 【反思评价】 (3)同学们对实验结果进行了小组讨论，对 实验结论产生了质疑，理由是 (4)要证明溶液中含有碳酸钾，可将稀盐酸 替换成 (填字母)。 A.MgCL2溶液 B.CaCl2溶液 C.酚酞溶液 任务三：探究使用KOH而不用KCO3洗涤 丝胶蛋白的原因。 【查阅资料2】 ①KCO3的水溶液也呈碱性。 ②浓度为10%的KCO3溶液pH=11.6,浓 度为1%的KOH溶液pH=13.2。 【反思评价】 (5)不同pH水溶液对茧层丝胶蛋白溶解性 的影响如图(b)所示，结合图示分析，选用 1%的KOH溶液洗涤丝帛比选用10%的 K,CO,溶液效果更好的原因是 30%个脱胶率 25% 20% 15% 10%02468101214pH [第4题(b)] 跨学科实践活动7探究溶液 1.学习了酸碱盐之后，化学兴趣小组 的同学开展了利用紫甘蓝制作酸碱 指示剂的项目式学习。 【查阅资料】 I.紫甘蓝汁液的颜色与对应的pH范围如 表所示。 pH <6.57.07.17.58.5 8.5~12>12.5 紫甘蓝 汁液 粉红色 紫色 蓝色 绿色 黄色 Ⅱ.饱和NaCO,溶液的pH=l1.6。 【活动一】制取试剂。利用紫甘蓝自制酸碱指 示剂的步骤依次为研碎→酒精浸泡→过滤→ 装瓶。 (1)提取紫甘蓝的汁液，需用酒精溶液浸泡 而不用水的原因是 【活动二】应用试剂。同学们用自制的紫甘蓝 汁液验证中和反应：取适量氢氧化钠溶液于试 管中，滴入几滴紫甘蓝汁液，观察到溶液由无 色变为黄色：再逐滴加入稀盐酸，溶液从上至 下依次呈现不同的颜色，宛若彩虹，非常美丽。 【提出问题】为什么反应过程中溶液中的紫 甘蓝汁液会呈现多彩的颜色呢？ 【进行猜想】可能是反应过程中，溶液中各部 位的酸碱度(pH)不同。 【实验探究】(2)为验证猜想，同学们设计如 下实验方案：另取适量氢氧化钠溶液于试管 中，滴入几滴紫甘蓝汁液 【得出结论】猜想正确 【交流反思】(3)氢氧化钠溶液与稀盐酸反应 的化学方程式为 第8章酸、碱、盐及其应用 酸碱性对紫甘蓝颜色的影响 ●“答案与解析”见P36 (4)除题给方案外，还可以通过测量 验证氢氧化钠溶液与稀盐酸发生中和反应。 【活动三】自制紫甘蓝试纸。 【制作试纸】将滤纸剪裁成同样大小的长条 状，置于表面皿上，取过滤好的紫甘蓝汁液滴 于滤纸上，再放入烘箱中烘干，即可得到干燥 的pH试纸： (5)将滤纸放在烘箱中的目的是 【制作标准比色卡】 (6)选用pH分别为1~14的标准稀盐酸和 标准氢氧化钠溶液，用 分别蘸 取溶液，滴在14张pH试纸上，观察试纸颜 色变化并记录，利用电脑软件模拟颜色并制 作标准比色卡。 (7)简述用自制紫甘蓝试纸测定溶液酸碱度 的方法： 【活动四】拓展延伸。 老师向滴有紫甘蓝汁液的稀盐酸和CaCl2的 混合溶液中，逐滴加入饱和Na2CO3溶液，反 应所得沉淀或气体的质量变化如图所示。 ↑沉淀或气体的质量/g bNa,CO,溶液的质量/g (第1题) (8)加入饱和Na2CO3溶液的质量为ag 时，所得溶液中除指示剂外还含有的溶质是 (填化学式)。 (9)加入饱和Na2CO3溶液的质量由0至bg 的过程中，溶液颜色的变化情况是 65专题特训七科学探究 1.(1)稀盐酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，食盐水显 中性，不能使紫色石蕊溶液变色，澄清石灰水显碱性，能使 紫色石蕊溶液变蓝（合理答案均可）(2)①稀盐酸 ②有白色沉淀产生(3)【假设猜想】CaCl2HCl和 Ca(OH)2能发生中和反应，不能共存【实验探究】①三 ②气泡【交流评价】氯化钙、盐酸均能与硝酸银反应生 成白色沉淀氯化银，则加人硝酸银溶液，有白色沉淀产生， 不能说明猜想一成立（合理答案均可）【反思拓展】反应 物是否有剩余解析：(2)①稀盐酸能与碳酸钠反应生成 氯化钠、水和二氧化碳气体，a中有气泡产生，故a中溶液 是稀盐酸。②碳酸钠能与澄清石灰水反应生成碳酸钙白 色沉淀。(3)【假设猜想】盐酸和氢氧化钙反应生成氯化 钙和水，若恰好完全反应，则只有CC:若盐酸过量，则有 CaCl,和HC:若氢氧化钙过量，则有CaCl和Ca(OH)2。 HC1和Ca(OH)2能反应，不能共存，故猜想四不合理。 【实验探究】①加入CuCl溶液，无明显现象，说明溶液中 不含氢氧化钙，则猜想三不成立。②猜想二成立，即溶液 中存在HC1,锌能与盐酸反应生成氯化锌和氢气，则可观察 到有气泡产生。【交流评价】取少量反应后的溶液于试管 中，加人硝酸银溶液，由于氯化钙、盐酸都能与硝酸银反应 生成白色沉淀，所以猜想一不一定成立。【反思拓展】在化 学反应中，某种反应物可能有剩余，故在分析化学反应后 所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑反应物是 否有剩余。 一方法归纳 探究题的解题方法 科学探究的基本要素：提出问题、猜想与假设、制订 计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表 达与交流。解答探究题的一般步骤：第一，能根据题干 背景材料，联想到对应的化学知识并提出问题。第二， 作出猜想与假设时要有科学依据，要从化学的视角在相 关理论的指导下作出科学的猜想与假设。第三，设计探 究（实验）方案时要将寻找特征反应当作论证的依据，同 时注意排除其他因素的干扰。第四，对探究问题作出解 释与得出结论时，要通过实验、观察手段获取事实和证 据，运用化学原理进行分析和推理，不能胡编乱造。 2.(1)溶液由红色变为无色NaCI和HCl(2)证明盐 酸和氢氧化钙发生了化学反应(3)2NaOH+CuSO 3 一Cu(OH),￥+NaSO4(4)溶液由无色变成红色，随 后红色消失，蓝色沉淀逐渐溶解，溶液变为蓝色 (5)Na、Cu2+、H、SO、CI解析：(1)滴有酚酞的氢 氧化钠溶液显红色，向试管①中滴加稀盐酸，盐酸与氢氧 化钠发生中和反应，生成氯化钠和水，会观察到溶液由红 色变为无色：因为测得最终试管①中溶液的pH为2，说明 稀盐酸过量，所以最终试管①的溶液中含有的溶质（酚酞 除外)有反应生成的氯化钠和过量的氯化氢。(2)实验Ⅱ 中用水做对照实验，其目的是证明氢氧化钙是与盐酸反应 了，而不是溶于水了。(3)试管④中氢氧化钠与硫酸铜反 应生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式 为2NaOH+CuSO,-Cu(OH)2↓+Na2SO4。(4)试管 ④中反应后的上层清液的pH为12，说明NaOH过量，即 试管⑤中存在氢氧化钠，试管①中有过量的盐酸、酚酞溶 液和氯化钠，向试管⑤中逐滴加人试管①中反应后的溶 液，NaOH使酚酞溶液变红，随着盐酸与氢氧化钠反应的 进行，溶液变成中性，红色褪去，继续滴加试管①中反应后 的溶液，盐酸与氢氧化铜沉淀反应生成氯化铜和水，蓝色 沉淀逐渐消失，溶液变为蓝色。 3.【作出猜想】2NaOH+CO2-NaCO,+HO任务一： 【实验活动1】有气泡产生NaCO,+2HCI一2NaC1+ HO十CO2↑任务二：【实验活动2】1.0【实验结论】部 分变质11.92m13.69任务三：【实验活动3】66% 【拓展延伸】密封保存（合理答案均可）解析：【作出猜想】 氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，从 而变质，该反应的化学方程式为2NaOH十CO2 NaCO3十H2O。任务一：【实验活动1】碳酸钠能与稀盐酸 反应生成氯化钠、二氧化碳和水，产生气泡，证明含碳酸钠， 说明氢氧化钠已经变质，该反应的化学方程式为 Na CO3+2HC1=2NaCl+H2O+CO2个。任务二：【实 验活动2】该实验的目的是探究氢氧化钠固体变质程度，根 据控制变量法，加入物质的种类不同，其他因素相同，故加 入碳酸钠固体的质量也应是1.0g,即a的数值为1,0。 【实验结论】根据表2中信息可知，1.0g固体全部为氢氧 化钠时，溶于10mL水温度升高31.52℃，1.0g固体全部 为碳酸钠时，溶于10mL水温度升高10.03℃，而1.0g该 氢氧化钠固体样品溶于10mL水温度升高15.71℃，因此 该NaOH固体为部分变质；m的取值范围是11.92<m< 13.69。任务三：【实验活动3】根据质量守恒定律可知，从 溶液中逸出的二氧化碳气体的质量为0.30g。设1.0g该 NaOH固体样品中碳酸钠的质量为x。 Na COa+2HCI=2NaCl+H2O+CO2 106 44 x 0.30g 106x 440.30g x≈0.72g 设已经变质的氢氧化钠的质量为y。 2NaOH+CO,=Na,CO+H,O 80 106 y 0.72g 80 V 1060.72g y≈0.54g 1.0g该NaOH固体样品中含有碳酸钠的质量约为 0.72g,变质为碳酸钠的氢氧化钠的质量约为0.54g,还没 有变质的氢氧化钠的质量为1.0g一0.72g=0.28g,则变 质前氢氧化钠的总质量为0.28g十0.54g=0.82g,该 NOH固体的变质率为片2×10%≈6的%， 方法归纳 氢氧化钠是否变质以及变质程度的判断方法 检验氢氧化钠变质情况的 氢氧化钠变质的情况 实验方法 ①取少量样品于试管中，向其 中滴入足量的盐酸，若无气泡 产生，证明没有变质（方法合理 ①没有变质：只 均可) 有NaOH ②③另取少量样品于试管中， ②全部变质：只 向其中滴入足量的氯化钙或氯 有NaCO3 化钡等溶液，产生白色沉淀，过 ③部分变质： 滤，取滤液少许，向其中滴入无 NaOH和NaCO, 色酚歌溶液，若溶液变红色，则 的混合物 证明部分变质：若溶液不变色， 则证明全部变质（方法合理 均可) 4.(1)①使氧化钙转化为氢氧化钙②KCO+ Ca(OH)2-CaCO,￥+2KOH③KOH、K2CO3:或 Ca(OH)2、KOH:或KOH(2)没有气泡冒出(3)加人 的稀盐酸较少，可能只与KOH反应，未与KCO3反应 (4)B(5)pH=13.2时的脱胶率大于pH=11.6时的脱 胶率（合理答案均可）解析：(1)②贝壳灰加水发生反应 转化为氢氧化钙，草木灰的主要成分是碳酸钾，氢氧化钙 与碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾。③碳酸钾过 3 量时，溶质为KOH、KCO3;氢氧化钙过量时，溶质为 Ca(OH)2、KOH;恰好完全反应时，溶质只有KOH。 (2)实验结论是溶液中没有KCO3,所以取少量溶液于试 管中，滴人几滴稀盐酸，没有气泡冒出。 跨学科实践活动7探究溶液酸碱性对 紫甘蓝颜色的影响 1.(1)紫甘蓝色素易溶于酒精（或制得的紫甘蓝汁液不易 变质等合理答案均可)(2)逐滴加人稀盐酸，边滴加边振 荡，观察溶液颜色的变化，同时测量呈现不同颜色时溶液 的酸碱度(3)NaOH+HCI-NaCI+HO(4)温度 变化（⑤）加快滤纸的干燥速度(6)玻璃棒(7)用玻 璃棒蘸取试样滴在紫甘蓝试纸上，待试纸颜色稳定后，立 即把试纸呈现的颜色与制作的标准比色卡对照 (8)NaCl,CaCl,(9)由粉红色变为紫色，再由紫色变为 蓝色，最后由蓝色变为绿色解析：(1)紫甘蓝色素易溶于 酒精而不易溶于水，所以提取紫甘蓝的汁液，需用酒精浸 泡而不用水。(2)猜想为可能是反应过程中，溶液中各部 位的酸碱度不同，故另取适量氢氧化钠溶液于试管中，滴 入几滴紫甘蓝汁液，逐滴加入稀盐酸，边滴加边振荡（使溶 液充分反应)，观察溶液颜色的变化，同时测量溶液呈现不 同颜色时的酸碱度，即可得出溶液颜色不同是否与各部位 的酸碱度不同有关。(3)氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化 钠和水，该反应的化学方程式为HC+NaOH一NaCI十 HO。(4)氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，该反 应放出热量，故可通过测量温度变化验证氢氧化钠溶液与 稀盐酸发生中和反应。(8)向稀盐酸和氯化钙的混合溶液 中，逐滴加入饱和碳酸钠溶液，碳酸钠先与稀盐酸反应生 成氯化钠、二氧化碳和水，待稀盐酸完全反应后，碳酸钠再 与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。加入饱和碳酸 钠溶液的质量为αg时，稀盐酸恰好完全反应，此时所得溶 液中的溶质是NaCI,CaC2。(9)稀盐酸和氯化钙的混合溶 液显酸性，故一开始溶液显粉红色；滴人碳酸钠溶液，碳酸 钠先和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，稀盐酸被 消耗，pH逐渐增大，当碳酸钠和稀盐酸恰好完全反应时， H一7，此时溶液显紫色，继续滴加碳酸钠溶液，碳酸钠和 氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，溶液始终显紫色： 当氯化钙完全反应后，继续滴加碳酸钠溶液，溶液显碱性， pH逐渐增大至无限接近于11.6，故溶液颜色由紫色变为 蓝色，最后再由蓝色变为绿色。 6