专题特训五 科学探究-【拔尖特训】2025-2026学年九年级下册化学(人教版·新教材)

专题特训五 类型一物质成分的探究 1.★为除去某海盐（主要成分为NaC)样品中含 有的少量杂质MgC12,小强向样品溶液中加 入适量NaOH溶液后，过滤。他认为滤液中 的溶质只含有NaCl,蒸发后即可达到实验目 的，而小英对其滤液成分提出了疑问。为此 同学们进行了下列实验探究，请你参与探究 并回答相关问题。 小强认为滴加NaOH溶液可以除去MgCl 的原因是 (用 化学方程式表示)。 [提出问题]滤液中溶质的成分是什么？ [查阅资料]MgC2溶液显弱酸性；Mg(OH), 是难溶于水的白色固体。 [作出猜想]猜想一：溶质只有NaCL;猜想二： 溶质有NaCl和MgCl2;猜想三：溶质有NaCl 和 [实验探究]甲、乙、丙三个小组的同学分别 取上述适量滤液于试管中，进行如表所示的 探究实验。 组 别 甲 丙 -NaOH -酚酞 MgCL, 实验 溶液 溶液 溶液 操作 昌站被 圈滤液 实验 溶液变为 产生白色 无现象 现象 色 沉淀 实验 猜想三正确 结论 [反思交流]若甲、乙两组同学的实验均无明 显现象，则猜想一正确。若甲组同学的实验 现象为 ,则猜想二正确。 第十单元常见的酸、碱、盐 科学探究 ●“答案与解析”见P35 因此，大家认为滴加适量试剂很难把握，小英 的质疑是合理的，三种猜想结果都有可能。 类型二物质性质的探究 2.某化学兴趣小组的同学探究碱的化学性质 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，测得试管 ①中最终溶液的pH为2。 2mL 稀盐酸 2mL水2mL水2mL水稀盐酸 滴有 酚酞的 NaOH 溶液 ② Ca(OH),粉末 ③ 分 乙 (第2题) Ⅱ.分别称取0.5g氢氧化钙粉末置于两支 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.向盛有氢氧化钠溶液CusO,溶液 稀盐酸 的试管④中加入少量硫酸 铜溶液，振荡，静置后测得 NaOH 上层清液的pH为12，继续 溶液 向其中滴加几滴稀盐酸（如 ④ ⑤ 图丙所示)，试管⑤中无明 (第2题丙) 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 。试管①中最终溶液中含有的溶质 (酚酞除外)有 (2)实验Ⅱ中用水作对照实验，其目的是 (3)试管④中发生反应的化学方程式为 63 拔尖特训·化学（人教版）九年级下 [分析讨论]甲同学通过“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。乙同学认为甲同学的结论不正确，于 是继续开展如下探究。 [实验探究二]取试管①反应后的溶液逐滴 加入试管⑤中，直至过量，边加边振荡。依次 观察到的现象有 结论]盐酸能与Cu(OH)2发生反应。 [交流反思]最终试管⑤的溶液中大量存在 的离子有 (填离子符号)。 类型三物质变质的探究 3.★(2024·牡丹江)某化学兴趣小组 的同学对一瓶久置的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： 任务一：定性实验探究该NaOH固体是否 变质。 [实验活动1]化学兴趣小组的同学设计方案 进行如下实验。 实验方案 实验现象 实验结论 取少量该 猜想②成立，依 NaOH固体样 据是 品完全溶于水， 加入过量稀 (用化 盐酸 学方程式表示) [反思评价]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固体的变质 程度。 [实验活动]化学兴趣小组的同学利用控制 变量的方法进行实验，实验数据如表所示。 64 温度传感器 pH传感器 实验装置 10mL水 49mL水 实验次序 1 9 向左右 a g Na CO 1.0g该 容器内 1.0 g NaOH固体，a的 NaOH固 加入的 固体 数值为 物质 体样品 温度 31.52 升高值/℃ 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 全反应，再次称量仪器和反应后溶液的质量， 记录数据 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%。化学兴趣小组的同学结合实验数据， 计算出该NaOH固体的变质率约为 (结果精确到1%)。 [反思评价]化学兴趣小组的同学充分认识 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)。 类型四项目式探究 4.(2024·湖南)2024年5月1日，我国利用船 舶加装的碳捕捉系统回收的首罐液态二氧化 碳的卸船，标志着远洋航行船舶从燃油消耗 到二氧化碳回收利用形成闭环。同学们对 “二氧化碳回收利用形成闭环”非常感兴趣 开展有关二氧化碳的项目式学习。 任务一：调查空气中二氧化碳含量增加的 原因 同学们调查到空气中二氧化碳含量增加的原 因有很多，你认为有 (写一种即可)。 任务二：讨论空气中二氧化碳含量减少的 方法。 同学们讨论了空气中二氧化碳含量减少的方 法，知道低碳生活可以减少二氧化碳排放，你 的一种低碳生活的方式是 有同学想到二氧化碳能使澄清石灰水 (填实验现象)，可以利用碱溶液或水吸收二 氧化碳。 任务三：探究实验室中不同试剂吸收二氧化 碳的效果。 实验室提供4种试剂：水、饱和石灰水、质量 分数为0.165%的NaOH溶液、质量分数为 40%的NaOH溶液。 [提出问题]上述4种试剂吸收二氧化碳的 效果如何？ [查阅资料]①室温下，饱和石灰水中氢氧化 钙的质量分数约为0.165%；②利用压强传 感器及信息处理终端可将实验数据进行记 录、呈现和分析。 [进行实验] 步骤1：各装置气密性良好（夹持装置已省 略)，同学们用4只250mL的烧瓶收集满纯 净的二氧化碳气体 步骤2：同学们用4只注射器分别取60mL 上述提供的4种试剂，将烧瓶分别连接压强 传感器和注射器（如图甲所示）。 步骤3：待烧瓶内压强平稳后，迅速将4支注 射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中， 第十单元常见的酸、碱、盐 关闭弹簧夹，观察压强变化。一段时间后，振 荡烧瓶，继续观察压强变化。小组合作完成 实验，并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线 图（如图乙所示） 注射器 60mL试剂 信息处理终端 弹簧夹 250mL的烧瓶 压强传感器 CO. 压强/kPa 水 饱和石灰水： 100 90.13 0.165%的Na0H溶液： 50 90.08 40%的NaOH溶液： /4.87 0t1 t2t3200 400 600 800时间/s (第4题) [分析讨论]根据40%的NaOH溶液对应的 曲线，分析t1~t3s时间段曲线变化的原因 是 得出结论]结合图乙数据，从压强和吸收效 果两个角度对比分析，得到的结论是 任务四：形成二氧化碳闭环的意识。 在教师的指导下，同学们知道上述实验中 40%的NaOH溶液吸收二氧化碳后，氢氧化 钠有剩余。为了达到零碳排放和对环境无污 染的目的，形成二氧化碳闭环的意识，现处理 上述实验中40%的NaOH溶液吸收二氧化 碳后的液体，你设计的实验方案是 师生 对其他烧瓶中的物质也进行了科学处理 拓展思维]我国已经实现了利用二氧化碳 合成淀粉、甲醇和负碳纤维等，“二氧化碳回 收利用”是未来碳科学和技术发展的探索 方向。 65第4课时化肥 1.D2.C 3.D解析：硝酸钾中含有氮元素、钾元素，属于复合肥料， A正确；由说明书可知，该营养液中含有三大营养元素： 氮、磷、钾，B正确：“避光保存”说明该营养液中有的成分受 光照或受热会分解，C正确：“远离儿童"”说明该营养液中含 有对人体有害的成分，D错误。 4.(1)抗倒伏（或抗病虫害）(2)①46.7%铵态氮肥 ②NH HCO,一NH个+HO+CO,个碳酸氢铵溶 于水流失（合理答案均可） 5.(1)蒸发结晶(2)CO2(或二氧化碳)Ca0(或氧化 )(3)CO,+2NH+CaSO+H,O=CaCO (NH)2SO4(4)稀盐酸（合理答案均可）无明显现象 (或没有气泡产生)（⑤）物质循环使用，得到的产品和副 产品都是有用的物质，无废物产生解析：(1)贮液池中是 硫酸铵溶液，通过蒸发结晶可以得到硫酸铵晶体，故操作b 的名称为蒸发结晶。(2)X是碳酸钙高温煅烧的产物，且 在前面反应物中出现过，所以X是CO2,同时生成的氧化 钙则是副产品Y。(3)为促进CO2的溶解吸收，应先向沉 淀池中通人NH,再通人CO2,沉淀池中进人的物质就是 反应物，为二氧化碳、氨气、硫酸钙以及水，生成物为碳酸 钙和硫酸铵，所以沉淀池中发生的主要反应的化学方程式 为CO2+2NH+CaS)4+HO=CaCO3￥+ (NH)2SO4。(4)判断(NH4)2SO4化肥中有无 NH,HCO3,需要检验碳酸氢根离子是否存在，可加入稀盐 酸等观察是否生成气体，由于结论是不存在碳酸氢铵，所 以对应的现象是没有气泡产生或无明显现象。(5)从绿色 化学和资源综合利用的角度考虑，题给流程的主要优点是 物质能循环使用，得到的产品和副产品都是有用的物质， 无废物产生。 专题特训五科学探究 1.2NaOH+MgCl2Mg(OH)2+2NaCl[作出猜 想]NaOH[实验探究]红[反思交流]产生白色沉淀 解析：NaOH与MgCl反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠， 反应的化学方程式为2NaOH+MgCl2-Mg(OH)2Y+ 2NaCl。[作出猜想]若NaOH与MgCl恰好完全反应，则 滤液中的溶质只有NaC1:若氯化镁过量，则滤液中的溶质 有NaCI和MgCl2;若氢氧化钠过量，则滤液中的溶质有 NaCI和NaOH。[实验探究]猜想三正确，说明滤液中的 溶质有氯化钠和氢氧化钠。氢氧化钠溶液显碱性，能使无 色酚酞溶液变红，故在滤液中滴加酚酞溶液，可观察到溶 液变为红色。[反思交流]若猜想二正确，则说明滤液中的 溶质有NaCI和MgCl,甲组同学在滤液中加人氢氧化钠 3 溶液，NaOH与MgCl反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠， 故甲组同学的实验现象为产生白色沉淀。 一方法归纳 探究题的解题方法 科学探究的基本要素是提出问题、作出猜想、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。解答探究型试题的一般步骤：第一，能根据 题干背景材料，联想到对应的化学知识提出问题。第 二，作出猜想时最重要的是要有科学依据，要从化学的 视角在相关理论的指导下作出科学的猜想。第三，设计 探究（实验）方案时，要围绕寻找特征反应为论证的依 据，同时注意排除其他因素的干扰。第四，对探究问题 作出解释与结论时，要通过实验、观察手段获取事实和 证据，应用化学原理进行分析推理，不能胡编乱造。 2.[实验探究一](1)溶液由红色变为无色氯化钠、氯化 氢（或NaCl、HCl)(2)证明盐酸和氢氧化钙发生了化学 反应(3)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2￥+NaSO4 [实验探究二]溶液由无色变成红色，而后红色消失，蓝色 沉淀逐渐溶解，溶液变为蓝色[交流反思]Na+、Cu+、 H、SO、C1解析：[实验探究一](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 变成无色。因为测得试管①中最终溶液的H为2，说明盐 酸过量，所以试管①中最终溶液中含有的溶质（酚酞除外） 有反应生成的氯化钠和过量的氯化氢。[实验探究二]试 管④中反应后的上层清液的pH为l2,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 和氯化钠，向试管⑤中逐滴加人试管①反应后的溶液， NaOH使酚酞变红，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，蓝色沉淀逐渐溶 解，溶液变为蓝色。 3.[作出猜想]2NaOH+CO2-NaCO3+HO[实验 活动1]有气泡产生NaCO+2HC1一2NaC1+HO十 C)2↑[实验活动2]1.0[实验结论]部分变质11.92< m<13.69[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+CO2一NaCO3十HO。[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NaCO3+2HC1-2NaC+HO+CO2个。 [实验活动2]该实验的目的是探究氢氧化钠固体的变质程 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]根据表中信息可知，1.0g固体全部为氢 氧化钠时，溶于10mL水时温度升高31.52℃，1.0g固体 全部为碳酸钠时，溶于10ml水时温度升高10.03℃，而 1.0g该氢氧化钠固体样品溶于10mL水时温度升高 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。[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,CO+2HCI=2NaCl+H,O+CO, 106 44 x 0.30g 106 440.30g 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 y 1060.72g y≈0.54g 1.0g该NaOH固体样品中含有碳酸钠的质量为0.72g, 变质为碳酸钠的氢氧化钠的质量为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NaOH固体的 变质率为哈×10%6%。 方法归纳 氢氧化钠是否变质以及变质程度的判断方法 氢氧化钠 检验氢氧化钠变质 变质的情况 情况的实验方法 取少量样品于试管中，向其中 ①没有变质：只 滴入足量的稀盐酸，若无气泡 有NaOH 产生，证明没有变质（合理答案 均可) 另取少量样品于试管中，向其 ②全部变质：只 中滴入足量的氯化钙或氯化钡 有NaCO3 等溶液，产生白色沉淀，过滤， 取滤液少许，向其中滴入无色 ③部分变质：NaOH 酚歌溶液，若溶液变红，则证明 和NaCO3的混 部分变质：若溶液不变红，则证 合物 明全部变质（合理答案均可） 4.任务一：化石燃料的燃烧（合理答案均可）任务二：乘 坐公共交通工具出行（合理答案均可）变浑浊任务三： [分析讨论]二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，使 烧瓶内压强减小，t2s时振荡烧瓶，40%的氢氧化钠溶液与 3 二氧化碳充分接触，反应速率更大，压强变化更快（合理答 案均可)「得出结论]碱溶液吸收二氧化碳的效果比水 好，且碱溶液浓度越大，吸收效果越好（合理答案均可）任 务四：向反应后的液体中逐滴加入氯化钙溶液，至不再产 生白色沉淀后过滤，再向滤液中逐滴加入稀盐酸，直到溶 液呈中性（合理答案均可）解析：任务一：空气中二氧化碳 含量增加的原因有很多，如化石燃料的燃烧、含碳物质的 燃烧以及人和动植物的呼吸等。任务二：低碳生活方式很 多，如乘坐公共交通工具出行、随手关灯等。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，因此 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。任务三：[分析讨论]根 据40%的NaOH溶液对应的曲线可知，t~t2s时间段，二 氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化碳气体体 积减小，使烧瓶内压强减小：t2~13s时间段，压强变化更 大，是因为振荡烧瓶，40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分 接触，反应速率更快。[得出结论]分析图乙数据可得出的 结论是相同条件下，40%的氢氧化钠溶液压强变化最大，吸 收二氧化碳效果最好。任务四：二氧化碳与氢氧化钠反应 生成碳酸钠和水，且氢氧化钠有剩余，说明待处理的液体 中含有碳酸钠、氢氧化钠，氯化钙和碳酸钠反应有碳酸钙 白色沉淀生成，为了达到零碳排放和对环境无污染的目 的，设计的实验方案是向待处理的液体中逐滴加人氯化钙 溶液，至不再产生白色沉淀，过滤，再向溶液中逐滴加人稀 盐酸或稀硫酸等，直到溶液呈中性等。 专题特训六物质的检验与鉴别 除杂与分离 1.D解析：氯化钠溶于水，溶液温度几乎不变：氢氧化钠 溶于水放热，溶液温度升高；硝酸铵溶于水吸热，溶液温度 降低，A可以鉴别。稀硫酸与KCO3溶液反应生成二氧化 碳气体，与NaSO溶液不反应，与BaCl2溶液反应生成硫 酸钡白色沉淀，B可以鉴别。稀盐酸与铁粉反应生成氢气， 与木炭粉不反应，与氧化铜粉末反应生成氯化铜和水，会 观察到黑色粉末溶解，溶液变蓝，C可以鉴别。NaOH、 NaCl、Na2SO,使酚酞溶液分别显示红色、无色、无色，D不 能鉴别。 2.A解析：A组中，根据溶液的颜色，首先鉴别出蓝色的 CuS04溶液，然后分别向其他三种溶液中滴加CuSO4溶 液，有蓝色沉淀生成的是NaOH溶液，有白色沉淀生成的 是BCl溶液，无明显现象的是KCI溶液，故不用其他试剂 就可以鉴别，A符合题意；B组中，将组内四种溶液两两混 合时，其中与其他三种溶液混合时两次生成白色沉淀的是 CaCl2溶液，两次生成气体的是HCI溶液，一次生成白色沉 淀、一次生成气体的是KCO3溶液和NaCO3溶液，不用 其他试剂无法鉴别KCO3溶液和NaCO3溶液，B不符合 6