内容正文:
压轴08 科学实验探究题的六大核心考向
命题预测
科学实验探究题是中考化学的压轴核心题型,全面考查学生的科学探究能力、实验设计能力与综合分析能力,是历年中考区分度最高的题型之一。命题常以教材实验为基础进行拓展延伸,或结合生活生产、科学前沿的真实情境创设探究主题,涵盖物质成分探究、性质探究、反应条件探究、异常现象探究等多种类型。题目完整呈现科学探究的全流程:提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价,重点考查学生对控制变量法、对比实验法等科学方法的应用,以及实验现象的描述、数据的分析、结论的推导与方案的评价改进。题型以实验探究大题为主,设问层层递进,既考查基础实验技能,也考查高阶思维能力,是中考化学拉开分数差距的关键。
高频考法
1. 物质成分与组成的探究(如混合物成分、变质程度探究)
2. 物质性质与反应规律的探究
3. 反应条件与影响因素的探究(如催化剂、温度、浓度的影响)
4. 实验异常现象与误差原因的探究
5. 基于控制变量法的对比实验设计与分析
6. 实验方案的评价、改进与优化
知识·技法·思维
考向01 物质成分与组成的探究(如混合物成分、变质程度探究)
1.合理猜想:根据物质的化学性质,结合题目背景,提出可能的成分或变质情况。
例如:氢氧化钠溶液变质,是与空气中的CO2反应生成Na2CO3,因此可能的猜想为:
(1) 未变质(只有NaOH);
(2) 部分变(NaOH和Na2CO3);
(3) 完全变质(只有Na2CO3)
2.设计检验方案:利用物质的特征反应,同时注意排除干扰。
(1)检验Na2CO3:可加足量稀盐酸(产生气泡)、加Ca(OH)2/CaCl2溶液(产生白色沉淀)。
(2)检验NaOH:需先除去Na2CO3(加过量CaCl2溶液,过滤),再向滤液中滴加酚酞溶液,若变红则含NaOH.
3.现象与结论对应:根据实验现象,判断猜想是否成立,得出最终结论。
3.避坑指南:
检验碱性物质时,要排除其他碱性物质的干扰,不能直接用酚酞溶液检验部分变质的氢氧化钠溶液。除杂试剂不能入新的干扰离子,例如除去Na2CO3时,不能用Ba(OH)2溶液,因为会引入OH一,干扰后续NaOH的检验。
考向02 物质性质与反应规律的探究
1.明确探究目标:例如探究“金属活动性顺序”酸的通性”碱的化学性质”等。
2.选择合适的试剂与装置:
根据物质的性质,设计特征反应。
(1)金属活动性探究:利用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的方法,通过置换反应判断金属活动性强弱。例如,验证Fe>Cu>Ag,可选用Fe、Ag和CuSO4溶液,或Cu、FeSO4溶液和AgNO3溶液。
(2)酸的通性探究:利用酸与指示剂、活泼金属、金属氧化物、碱、盐的反应,验证酸的通性。
(3)分析现象,归纳规律:根据实验现象,总结物质的性质或反应规律。
3.常见易错点:
(1)金属与盐溶液反应时,需注意金属的活动性(前置后)和盐的可溶性(盐可溶),同时排除钾、钙、钠等活泼金属。
(2)酸的通性是H+的性质,因此不同的酸具有相似的化学性质,但酸根离子不同也会导致性质差异,例如盐酸能与AgNO3反应生成沉淀,而硫酸能与BaCl2反应生成沉淀。
考向03 反应条件与影响因素的探究(如催化剂、温度、浓度的影响)
1.明确变量:
(1)自变量:需要探究的条件,如催化剂、温度、反应物浓度、接触面积等。
(2)因变量:需要测量的反应结果,如反应速率、生成气体的体积、反应现象的变化等。
(3)无关变量:需要保持不变的条件,如反应物的用量、装置规格、反应时间等。
2.设计对比实验:只改变自变量,其他条件完全相同,设置多组实验进行对比。
例如:探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响,需设置两组实验:一组加入二氧化锰,一组不加,其余条件(过氧化氢浓度、体积、温度)完全相同,通过观察产生气泡的快慢或收集相同体积气体所需的时间,判断反应速率。
3.分析数据,得出结论:根据实验现象或数据,判断自变量对因变量的影响趋势,例如 “温度越高,反应速率越快”“反应物浓度越大,反应速率越快”。
4.避坑指南
必须遵循 “单一变量” 原则,不能同时改变多个条件,否则无法得出可靠结论。
结论要严谨,需说明 “在其他条件不变的情况下,自变量如何影响因变量”,避免绝对化表述。
考向04 实验异常现象与误差原因的探究
从 “装置、药品、操作、环境” 四个维度逐一排查原因:
1.装置问题:装置气密性不佳(如空气中氧气含量测定实验中,装置漏气会导致结果偏小)、装置设计不合理(如缺少尾气处理装置)。
2.药品问题:药品不纯(如测定氧气含量时,红磷中含有碳,会生成气体导致结果偏差)、药品用量不足(如红磷不足,无法将氧气完全消耗)、药品变质(如氢氧化钠溶液变质,无法达到预期的实验效果)。
3.操作问题:操作顺序错误(如先加热固体,再检查装置气密性)、操作时机不当(如测定氧气含量时,未冷却至室温就读数,导致结果偏小)、操作失误(如过滤时未用玻璃棒引流,导致滤液浑浊)。
4.环境问题:温度、压强的影响(如气体收集时,温度过高导致气体体积膨胀)、空气中成分的干扰(如碱石灰吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,导致实验数据偏大)。
常见例子分析
(1)过滤后滤液仍浑浊的原因:滤纸破损、液面高于滤纸边缘、仪器不干净。
(2)加热高锰酸钾制氧气时,试管炸裂的原因:试管口未略向下倾斜、加热前未预热、试管外壁有水、加热时试管接触灯芯。
考向05 基于控制变量法的对比实验设计与分析
1.明确实验目的:确定需要探究的影响因素,例如 “探究铁生锈的条件”“探究燃烧的条件”。
2.确定变量与对照组:
(1)对照组:满足所有条件的标准实验,用于和实验组对比。
(2)实验组:只改变一个条件,其余条件与对照组相同,通过对比现象,判断该条件的作用。
例如:探究燃烧的条件,设置三组实验:
①铜片上的白磷(燃烧,满足可燃物、氧气、温度达到着火点);
②铜片上的红磷(不燃烧,温度未达到着火点);
③热水中的白磷(不燃烧,缺少氧气)。通过对比①和②,得出燃烧需要温度达到着火点;对比①和③,得出燃烧需要氧气。
3.实验现象与结论对应:通过对比实验组和对照组的现象,分析变量对实验结果的影响,得出结论。
易错点提醒
(1)对比实验必须设置对照组,否则无法得出结论。
(2)变量控制要到位,例如探究温度对反应速率的影响时,除温度外,其他所有条件(如反应物浓度、体积、催化剂用量)必须完全相同。
考向06 实验方案的评价、改进与优化
从科学性、安全性、环保性、经济性等多个维度分析方案的优缺点,并提出改进措施。
评价维度
核心要点
改进方向
科学性
实验原理是否正确,能否达到实验目的,变量控制是否合理
调整实验原理,补充或修改实验步骤,确保变量控制严谨
安全性
是否存在安全隐患,如爆炸、腐蚀、有毒气体泄漏、高温烫伤等
增加安全装置(如防爆装置、防倒吸装置),调整实验条件(如控制反应温度)
环保性
是否会产生污染性物质,是否有尾气处理装置,是否节约药品
增加尾气处理装置(如点燃、收集、吸收),使用微型实验装置减少药品用量
经济性
药品是否廉价易得,操作是否简便,实验成本是否过高
选择廉价易得的药品,简化实验装置,减少实验步骤
常见优化例子
1.实验室制取氧气时,用过氧化氢和二氧化锰代替高锰酸钾加热,优点是无需加热、操作简便、产物无污染。
2.一氧化碳还原氧化铁的实验,需增加尾气处理装置(点燃或收集),防止有毒的一氧化碳排放到空气中污染环境。
典例·靶向·突破
考向01 物质成分与组成的探究(如混合物成分、变质程度探究)
例1【新考法——食用碱探究】(2026·广东深圳·模拟预测)复合食用碱是常见的食品添加剂,在食品加工和生产中经常使用,为丰富食物的多样性做出了突出贡献,这也是化学学科在食品加工中起到的积极作用。学校化学兴趣小组围绕某复合食用碱展开相关的探究活动。
(1)Ⅰ.测定复合食用碱溶液的pH值,测定时,用玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,然后再与___________对照,读出pH值。
Ⅱ.探究:该复合食用碱可能含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或两种。
【查阅资料】NaOH属于强碱,有强烈的腐蚀性,不能食用,NaHCO3受热易分解,生成碳酸钠、水和二氧化碳;Na2CO3俗称纯碱,水溶液呈碱性受热不分解。NaHCO3和Na2CO3溶液都能和稀盐酸反应生成CO2气体,NaHCO3生成气体的速率较快。
【作出猜想】根据资料可肯定该复合食用碱中不含NaOH。
(2)猜想1:NaHCO3;猜想2:___________;猜想3:Na2CO3和NaHCO3。
【实验探究】
(3)填表:
实验序号
操作
现象
分析
1
取样品于试管中,充分加热
a试管口有水珠
b试管中石灰水变浑浊
样品含有____
2
取1加热后物质于试管中,滴加足量______溶液
产生大量气泡,产生气泡的速率均匀
样品含有Na2CO3
结论
结合实验1、2得出猜想3成立。
【反思评价】
(4)有同学认为实验结论不够严谨,理由是___________。
【补充实验】
(5)填表:
实验序号
操作
现象
分析
3
取少量样品配成溶液加入试管中,滴加适量CaCl2溶液
______
样品含有Na2CO3,发生反应的化学方程式为________
结论
结合实验1、3得出猜想3成立。
Ⅲ.阐述:
(6)请你谈谈对食品添加剂的使用的建议___________(写一条即可)。
【答案】(1)标准比色卡
(2)Na2CO3/碳酸钠
(3)NaHCO3/碳酸氢钠 稀盐酸
(4)实验1加热后生成物中含有Na2CO3
(5)有白色沉淀生成 Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓
(6)合理使用,适量添加
【解析】(1)测定复合食用碱溶液的pH值,测定时,用玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,然后再与标准比色卡对照,读出pH值。
(2)已知猜想 1:NaHCO3;猜想 3:Na2CO3和NaHCO3;结合题目给出的“可能含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或两种”,且已排除NaOH,因此猜想2 为:Na2CO3。
(3)实验1现象:加热后试管口有水珠,澄清石灰水变浑浊。NaHCO3受热会分解,反应方程式为,生成的 H2O 在试管口冷凝成水珠,生成的CO2与澄清石灰水反应化学方程式为,二氧化碳能使石灰水变浑浊。结论:样品中含有 NaHCO3。
实验2现象为产生大量气泡,速率均匀。要检验Na2CO3,需要加入能与碳酸盐反应生成 CO2的酸,题目占已经给出相关资料,碳酸钠和碳酸氢钠都能与稀盐酸反应,且NaHCO3生成气体的速率较快,Na2CO3生成气体的速率均匀,因此选择稀盐酸。
(4)实验2中 “加热后加酸,产生气泡速率均匀”,无法证明原样品中本身含有 Na2CO3,.NaHCO3受热分解会生成Na2CO3,即使原样品只有NaHCO3,加热后也会生成 Na2CO3,此时加稀盐酸,反应速率同样均匀,不能证明原样品中一定含有碳酸钠。
(5)取少量样品配成溶液加入试管中,滴加适量CaCl2溶液,碳酸氢钠不与氯化钙反应,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓,可观察到有白色沉淀生成,即说明样品中含有Na2CO3。
(6)对食品添加剂的使用,建议是食品添加剂的使用应严格遵循国家相关标准和规定,确保其合理使用和适量添加,避免对人体健康造成不良影响。
考向解码
本题是典型的物质成分探究类实验题,以食品添加剂“复合食用碱”为背景,考查化学实验的完整逻辑链,核心考点如下:
1.基础实验操作:pH试纸的使用方法,考查化学实验基本操作的规范性。
2.科学探究的猜想设计:根据题目信息排除NaOH后,结合已知的两种物质,合理提出三种猜想(单一成分、两种混合成分),考查逻辑推理能力。
3.物质的化学性质应用:利用NaHCO3受热易分解、Na2CO3与CaCl2反应生成沉淀等特征反应,设计实验验证猜想,考查对碳酸盐、碳酸氢盐性质的理解。
4.实验严谨性评价:分析实验2的缺陷,指出无法区分加热后残留的NaHCO3和原有的Na2CO3,考查实验方案的评价与反思能力。
5.化学与生活的联系:结合食品添加剂的话题,引导学生形成科学使用化学物质的观念,体现化学学科的社会价值。
【变式探究】【新考法——管道疏通剂探究】(2025·广东深圳·二模)龙龙发现家里有一瓶久置且瓶身鼓胀的管道疏通剂,标签如图。他对该管道疏通剂是否完全变质产生了浓厚兴趣,并进行探究。
管道疏通剂
主要成分:过碳酸钠、苛性钠
【查阅资料】
i.过碳酸钠():白色固体,具有和的双重性质;遇水剧烈反应,产生大量气体,放热。
ii.溶液的。
【探究一】管道疏通剂中是否完全变质?
(1)管道疏通剂遇水剧烈反应,从安全可控角度考虑,可选择下图___________(填字母)作为最佳反应装置进行实验。
(2)用集气瓶收集一瓶生成气体。请设计实验检验该气体是否为(包括实验步骤、现象、结论):___________。由此实验可知,管道疏通剂中并未完全变质。
【探究二】管道疏通剂中是否完全变质?
(3)写出NaOH在空气中变质的化学方程式___________。
(4)进行下列实验。
【实验】取(1)中反应后的溶液于试管中进行实验。
操作
现象
结论
无色溶液变红色。
NaOH未完全变质。
岗岗认为结论不严谨,原因是___________。
另取样于试管1中进行实验
试管1中产生白色沉淀。试管2中无色溶液变红。
NaOH___________(填“已完全”或“未完全”)变质。
(5)会使管道疏通剂失效的物质有___________(写一种)。
【答案】(1)A
(2)将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃则气体是,若木条无明显变化,则不是
(3)
(4)溶液和溶液均呈碱性,均能使酚酞变红 未完全
(5)二氧化锰/稀盐酸/白醋/柠檬酸/洁厕灵(合理即可)
【解析】(1)管道疏通剂遇水剧烈反应产生大量气体,A 装置中使用分液漏斗,可以控制液体的滴加速度,进而控制反应速率,使反应更安全可控;B 装置不利于控制反应速率;C 装置中长颈漏斗不能控制液体滴加,反应难以控制,所以选 A。
(2)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃则气体是O2,若木条无明显变化,则不是O2。
(3)氢氧化钠在空气中会与二氧化碳反应,生成碳酸钠和水,化学方程式为。
(4)因为NaOH变质会生成Na2CO3,Na2CO3溶液显碱性,仅通过酚酞变红不能确定NaOH未完全变质;
加入过量CaCl2溶液产生白色沉淀,说明溶液中有Na2CO3,静置后取上层清液滴加酚酞溶液变红,说明溶液中还有NaOH,所以NaOH未完全变质。
(5)管道疏通剂中的成分(如NaOH、Na2CO3·H2O2等)能与酸、二氧化锰等物质作用,例如盐酸会与NaOH发生中和反应,与Na2CO3反应生成二氧化碳等,从而使管道疏通剂失效。
考向02 物质性质与反应规律的探究
例2【新考法——酸的性质】(2026·广东深圳·一模)常温下,Fe、CuO均能与稀硫酸反应。兴趣小组的同学提出问题:二者混合后与稀硫酸反应的先后顺序受哪些因素影响?同学们设计实验方案进行如下探究,实验操作如图所示。
提示:铁与氧化铜在水中不反应。
实验探究一:Fe和CuO用量的差异对反应先后顺序的影响
【实验方案】向两份不同比例的混合粉末中,分别加入足量的等体积、溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,不断搅拌,观察实验现象。
【实验记录】
实验序号
铁粉质量/g
氧化铜粉末质量/g
实验现象
①
0.56
1.6
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈蓝色
②
1.68
1.6
立即出现红色固体,红色固体不再增加后,产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅绿色。
【分析与结论】
(1)实验①和②中,生成红色固体的化学方程式为___________。
(2)由实验可知,Fe和CuO两种物质中,先与稀硫酸发生反应的是___________。
(3)实验结论:在一定条件下,铁粉和氧化铜粉末用量的差异___________(填“会”或“不会”)影响二者与稀硫酸反应的顺序。
实验探究二:硫酸浓度对反应先后顺序的影响
【实验方案】向两份等比例混合粉末中(铁粉与氧化铜粉末质量比为1.12:1.6),分别加入足量的等体积、溶质质量分数不同的稀硫酸,不断搅拌,观察实验现象。
【实验记录】
实验序号
稀硫酸浓度/%
实验现象
③
18.6
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈浅绿色。
④
23.7
立即出现红色固体的同时产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅蓝色。
【分析与结论】
(4)实验④中产生大量气泡的化学方程式为___________,该反应属于___________反应(填基本反应类型)。
(5)对比实验③和④,增大硫酸浓度会促进___________与硫酸的反应。
(6)增大硫酸浓度会影响红色固体的质量。两个实验中,生成红色固体质量的大小关系是:实验③___________实验④(填“大于”或“小于”)。
实验结论:硫酸浓度对铁、氧化铜与稀硫酸反应的顺序有一定影响。
【答案】(1)
(2)氧化铜/CuO
(3)不会
(4) 置换
(5)铁
(6)大于
【解析】(1)实验中生成红色固体,是因为氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,然后铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为。
(2)由实验现象可知,先出现红色固体,如果铁过量,在红色固体不再增加后,产生大量气泡,说明氧化铜先与硫酸反应生成硫酸铜和水,然后铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,最后铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。
(3)由表中数据可知,实验①②中铁粉的质量不同,其他因素相同,但是两个实验中均先出现红色固体,说明在一定条件下,铁粉和氧化铜用量的差异不会影响二者与稀硫酸反应的顺序,均是氧化铜先与硫酸反应生成硫酸铜和水,然后铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,最后铁有剩余,铁再与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故填:不会。
(4)实验④中产生大量气泡,是因为铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为;
该反应由一种单质与一种化合物反应生成一种新的单质与一种新的化合物,属于基本反应类型中的置换反应。
(5)对比实验③和实验④,两个实验中稀硫酸的浓度不同,其他因素相同,当稀硫酸浓度较低时,向混合粉末中加入稀硫酸,立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈浅绿色,说明此时氧化铜先与稀硫酸生成硫酸铜和水,然后铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,当稀硫酸浓度较高时,立即出现红色固体的同时产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅蓝色。说明铁与硫酸铜反应的同时,铁也与硫酸发生了反应,可知增大硫酸浓度会促进铁与硫酸的反应。
(6)实验③中充分反应后上层清液呈浅绿色,说明上层清液中不含硫酸铜,则氧化铜中的铜元素完全转化到了铜单质中,实验④中充分反应后上层清液呈浅蓝色,说明上层清液中含硫酸铜,则氧化铜中的铜元素一部分转化到了铜单质中,一部分转化到了硫酸铜中,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则两个实验中,红色固体质量的大小关系是:实验③大于实验④。
考向解码
解题关键:
1.先判断 “优先反应”:复分解反应通常优先于置换反应发生(金属氧化物 / 碱 / 盐先与酸反应,生成的盐再与活泼金属 / 碱反应)。
2.结合反应物的 “量” 分析:当一种反应物不足 / 过量时,会改变后续反应的发生情况,进而影响现象和产物。
3.控制变量思想:探究酸浓度、反应物用量的影响时,需保证其他条件(温度、体积、反应物比例)相同。
【变式探究】(2025·广东深圳·三模)某实验小组同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶久置的、标签破损的无色溶液,他们猜想瓶内原有的液体可能是Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、CuSO4溶液中的一种。为了判断瓶内的溶质成分,并确定试剂瓶标签名称,实验小组的同学进行了如下探究活动:
【查阅资料】
1.碳酸钠溶液显碱性。
2.氯化钡溶液显中性。
【实验探究Ⅰ】
(1)大家认为该瓶溶液不可能是______溶液,原因是______。
(2)甲同学设计了如下方案探究瓶内溶质的成分:
实验操作
实验现象
实验结论
实验1
取少量瓶内液体于试管中,滴加酚酞溶液
溶液变红色
溶质不是______
实验2
取少量瓶内液体于试管中,滴加足量______
有气泡产生
溶质是Na2CO3
【讨论质疑】乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,小组同学讨论后一致认为还需要进行下一步探究。
【实验探究Ⅱ】
(3)另取少量瓶内液体于试管中,先加入过量的BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,反应的化学方程式为______;静置后再取上层清液,滴入酚酞溶液,溶液呈红色。
【得出结论】
(4)该溶液的溶质有______,该试剂瓶标签上的物质为______。
【反思拓展】
(5)小组同学反思:之所以该试剂瓶中溶质发生变化,是因为______(用化学方程式表示)。
【答案】(1)硫酸铜/CuSO4 硫酸铜溶液是蓝色的
(2)BaCl2 稀盐酸
(3)BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3↓ + 2NaCl
(4)NaOH、Na2CO3 NaOH/氢氧化钠
(5)2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
【解析】(1)硫酸铜溶液是蓝色,该溶液是无色溶液,不可能是硫酸铜溶液;
(2)取少量瓶内液体于试管中,滴加酚酞试液,溶液变红色,说明溶液显碱性,不可能是是氯化钡溶液。结论为该溶液溶质是碳酸钠,碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠、二氧化碳和水,现象为有气体生成;
(3)氯化钡和碳酸钠生成碳酸钡沉淀和氯化钠,化学方程式:BaCl2 + Na2CO3 = BaCO3↓ + 2NaCl;
(4)加入过量氯化钡后,静置后,取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色,说明还含有氢氧化钠,溶质为氢氧化钠和碳酸钠,说明氢氧化钠发生了部分变质,标签上物质为氢氧化钠;
(5)溶液中出现碳酸钠,因为氢氧化钠和空气中的二氧化碳发生变反应变质,生成碳酸钠和水,化学方程式为:2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。
考向03 反应条件与影响因素的探究(如催化剂、温度、浓度的影响)
例3【新情景——供氧器】(25-26九年级上·广东深圳·期末)兴趣小组以“制作简易供氧器”为主题开展了实践活动。
活动一:探秘制氧原理
【查阅资料】某家用供氧器的外观及工作原理如图1所示。用该供氧器制氧时,先在反应仓中加入适量水,再依次加入过碳酸钠()固体和,遇水会分解生成和。
【初步分析】过碳酸钠制氧原理:
(1)反应①:,
反应②:反应仓中生成的化学方程式是_________,的作用是_________。
(2)“加湿过滤仓”中的水,除了有过滤杂质、提纯氧气的作用外,还可以起到_________的作用。
【提出问题】和对制氧的速率有何影响?
【设计实验】20℃时,取一定质量的和分别加入不同体积的水,测得相关数据如下表。
序号
质量/g
质量/g
加水体积/
收集的体积/
所用时间/s
实验①
240
2.5
350
500
15.0
实验②
x
2.5
500
500
33.3
实验③
240
0
800
500
待测
【解释与结论】
(3)从控制变量的角度分析,实验②中x应为_________。
(4)对比实验①②可知,适当增加水量,制氧速率变_________(填“快”或“慢”)。
(5)若实验③中测得的所用时间大于33.3s,_________(填“能”或“不能”)说明可加快的分解。
活动二:制作简易供氧器
(6)同学们利用家庭中常见材料,设计并制作了简易家用供氧器,如图2。
其中甲瓶的作用相当于图1中的_________(填“反应仓”或“加湿过滤仓”)。该装置中使用注射器的优点是_________。
(7)在设计制作简易供氧器的方案时,应考虑的因素有_________(写一条)。
【答案】(1) 加快反应速率
(2)湿润氧气、观察氧气产生速率
(3)240
(4)慢
(5)不能
(6)反应仓 可以控制氧气的产生速率
(7)制氧速率是否可控/装置是否安全/材料是否易得(合理即可)
【解析】(1)反应②是过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,化学方程式为;
二氧化锰在此反应中作为催化剂,作用是加快反应速率。
(2)氧气不易溶于水,经过水会形成气泡,“加湿过滤仓”中的水,除了有过滤杂质、提纯氧气的作用外,还可以湿润干燥的氧气,同时通过观察气泡还能判断氧气的产生速率。
(3)实验①和②的变量是加水体积,因此过碳酸钠的质量应保持一致,故x=240。
(4)对比实验①(加水350mL,用时15.0s)和②(加水500mL,用时33.3s),增加水量后收集相同体积氧气的时间变长,说明制氧速率变慢。
(5)实验③与②的变量不唯一(水量和二氧化锰质量均不同),因此无法直接说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解。
(6)甲瓶中发生过氧化氢分解反应,作用相当于图1中的反应仓;
注射器可以控制过氧化氢溶液的滴加速度,从而控制氧气的产生速率。
(7)设计简易供氧器时,需要考虑制氧速率是否可控、装置是否安全、材料是否易得等因素。
考向解码
气体制备类综合实验探究题,包括以真实生活情境(如制氧器、制氢装置)为背景的实验题,这类题目通常融合反应原理、催化剂、控制变量法、装置分析等多个考点。
解题关键:
1.情境拆解:将 “简易供氧器” 的装置与课本中的 “固液不加热型气体发生装置”“洗气装置” 对应起来,快速定位装置功能。
2.控制变量法:分析实验数据时,先明确探究的变量,再检查其他条件是否一致,避免因变量不唯一导致结论错误。
3.反应速率分析:反应速率的快慢可通过 “收集相同体积气体的时间” 或 “相同时间内收集气体的体积” 来判断,时间越长,速率越慢。
4.催化剂的判断:验证催化剂的作用时,必须同时满足 “能改变反应速率” 和 “反应前后质量、化学性质不变”,且实验中需保证其他条件完全相同。
【变式探究】(25-26九年级上·广东深圳·期中)某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。
活动一:认识催化剂
(1)我国石油化工专家闵恩泽院士,研发了多种用于石油化工生产的催化剂,为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。下列有关催化剂说法正确的是
A.催化剂能增加生成物的质量
B.在化学反应中催化剂只能加快反应速率
C.在化学反应前后催化剂的质量和性质不发生改变
D.用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物
(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气时常用二氧化锰作催化剂,该反应的文字表达式是______。
活动二:探究催化剂
【查阅资料】植物汁液可作过氧化氢制取氧气的催化剂。
兴趣小组为比较菠菜汁液,花生汁液对过氧化氢溶液的催化效果,用图1装置进行实验,在相同条件下,把过氧化氢溶液与不同汁液混合,比较产生10m L氧气所需的时间,实验结果如表。
实验编号
3%过氧化氢溶液体积(mL)
汁液体积(mL)
10 mL产氧量所需的时间(s)
Ⅰ
X
水1.0
——
Ⅱ
2.0
菠菜汁液1.0
55
Ⅲ
2.0
花生汁液1.0
25
(3)实验Ⅰ的作用是______,实验中X的值为______。
(4)分析表格中的实验数据,得到的结论是______。
活动三:自制简易鱼泵
兴趣小组自制两款简易鱼泵为鱼缸供氧,装置如图2、图3。
(5)选用图3鱼泵,用过氧化氢溶液与植物汁液为鱼缸供氧,植物汁液应放置于______(选填“塑料瓶1”或“塑料瓶2”)。
(6)基于家用鱼缸供氧需求,对比二氧化锰,采用植物汁液作过氧化氢分解催化剂的优点是______。
(7)市场上销售的家用化学试剂制氧机的主要原料除了过氧化氢溶液还有过碳酸钠固体,在相同条件下,将240 g过碳酸钠分别与不同量的水混合产生氧气流量,测定结果如图4,结合图4,若用240 g过碳酸钠作供氧剂,将240 g过碳酸钠与______(选填“350 mL”或“500 mL”或“800 mL”)水混合,能为鱼缸持续供氧。
【答案】(1)D
(2)
(3)作对照 2.0
(4)在相同条件下,花生汁液对过氧化氢溶液的催化效果比菠菜汁液好
(5)塑料瓶2
(6)廉价易得、环保
(7)800mL
【解析】(1)A、催化剂只改变化学反应的速率,不能增加生成物的质量,错误。
B、催化剂既能加快也能减慢反应速率,错误。
C、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,物理性质可能改变,错误。
D、用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物,如二氧化锰在过氧化氢分解的反应中是催化剂,在高锰酸钾分解的反应中是生成物,正确。
故选D。
(2)过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气,文字表达式为:。
(3)实验I的作用是对照实验,通过与加汁液的实验对比,体现汁液的催化作用;
实验需控制变量,所以X的值为2.0。
(4)产生10mL氧气,花生汁液所需时间更短,说明在相同条件下,花生汁液对过氧化氢溶液的催化效果比菠菜汁液好。
(5)植物汁液作为催化剂,应与过氧化氢溶液分隔,通过输液管调节滴加过氧化氢溶液的速度和用量来调节产氧速率和产氧量,故植物汁液放置于塑料瓶2。
(6)对比二氧化锰,植物汁液作为催化剂,优点是廉价易得、环保。
(7)由图4可知,800mL水混合时产氧速率较为平稳且持续时间最长,能为鱼缸持续供氧。
考向04 实验异常现象与误差原因的探究
例4【新考法——性质制备】(2026·广东深圳·二模)氢化钙()常用作登山运动员的能源提供剂,可用金属Ca与加热制备。某化学兴趣小组对其性质与制备进行如下探究。回答相关问题:
【性质探究】
(1)
实验步骤
实验现象
实验结论
取适量固体于图1试管中,加入适量水(含酚酞)塞紧胶塞。
产生气泡;溶液由无色变___________色
中加水有生成
如图1所示,验纯后在尖嘴处点燃气体,火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯
烧杯内壁有小液滴凝结
中加水产生的气体为___________
(2)由以上性质探究得出:中加水发生反应的化学方程式为___________。
(3)若将一定量的加入到溶液中,立即产生大量气泡,且溶液变浑浊,充分反应后过滤。得到滤渣和滤液,滤渣的主要成分是___________(填写化学式);
滤液中的溶质除了外,小组同学猜想还可能有:①;②(已知:溶液显碱性)。
请设计实验方案证明猜想②成立___________。(请写出实验操作、现象和结论)
【制备探究】某兴趣小组设计图2装置制备。
(4)仔细观察图2,点燃B装置酒精灯前应进行的操作是___________,为防止空气中的水蒸气进入B装置,C装置可以加入的物质X是___________(填名称)。
【答案】(1)红 氢气/
(2)
(3) 取少量滤液于试管中,加入过量氯化钙(或氯化钡)溶液,若观察到有白色沉淀生成,则证明猜想②成立(或取少量滤液于试管中,加入足量稀盐酸,若有气泡产生,证明猜想②成立,合理即可)
(4)打开活塞,沿长颈漏斗加入稀硫酸,通入一段时间氢气,在C装置出口收集氢气并验纯,确认安全后才能点燃酒精灯 浓硫酸
【解析】(1)实验结论说明反应生成了,氢氧化钙溶液呈碱性,酚酞遇碱性溶液变红,因此溶液变红色;气体点燃后生成水,根据元素守恒可知该可燃气体为氢气,符合实验现象。
(2)根据实验结论,和水反应生成和,配平后得到上述化学方程式。
(3)先和水反应生成,与发生复分解反应,生成难溶的沉淀,因此滤渣为;猜想②是溶质含,利用碳酸根能和钙/钡离子生成白色沉淀,或和酸反应生成二氧化碳气体的性质,即可设计实验检验。
(4)氢气是可燃性气体,混有空气加热会发生爆炸,因此加热前必须先通氢气排尽装置内空气,验纯确认安全后才能点燃酒精灯;C装置需要吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入B与、反应,装置C为洗气瓶,适合盛装液态干燥剂浓硫酸,符合要求。
考向解码
解题关键:
1.性质探究:现象→结论的逻辑链:先根据实验现象(如酚酞变红、水珠生成)反推产物,再写出反应方程式,是这类题的核心思路。
2.制备探究:安全与除杂优先:可燃性气体加热前必须验纯 / 排尽装置空气;制备易与水反应的物质时,必须全程干燥,防止水蒸气进入。
3.离子检验:排除干扰,选择特效试剂:检验Na2CO3时,需注意溶液中已有的OH—也呈碱性,因此不能用酚酞,需用酸或钙盐 / 钡盐来检验。
【变式探究】(25-26九年级上·广东深圳·期末)化学兴趣小组用塑料矿泉水瓶收集了一瓶氢气,放置一段时间后,发现矿泉水瓶变瘪了。小组猜测此现象可能是因为氢气泄露导致,为此展开如下探究。
【问题】塑料瓶中的氢气为什么会减少?
【资料】封口良好的气球仍会漏气,主要原因是气球材料的微观空隙允许气体分子渗透扩散。
【猜想】氢气分子可以透过塑料瓶
【实验】
(1)实验室制取氢气
小组利用实验室如下装置进行氢气的制取,其中f的仪器名称为_______;若要制取一瓶纯净的氢气,选用金属锌和______(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)进行反应,采用的发生和收集装置依次为_____(从A~E装置中选择并填写字母)。
(2)定性研究:如图甲所示,收集一瓶氢气,加入适量水,拧紧瓶盖后倒置。一段时间后,观察到水未减少且______的现象,证明氢气分子可以透过塑料瓶。
定量研究:小组同学了解到气体一般无法透过玻璃,因此用玻璃钟罩将一瓶氢气罩住,钟罩内放置氢气浓度传感器(如图乙),测得氢气浓度随时间变化的曲线(如图丙)。
【分析】
(3)第3天之后,氢气浓度逐渐降低,发现传感器的数据线与钟罩间有缝隙,推测此时氢气分子透过塑料瓶壁速率___(填“>”、“<”或“=”)玻璃钟罩内氢气分子向外扩散速率。
【结论】氢气分子可以透过塑料瓶,压强减小,导致装氢气的塑料瓶变瘪。
【拓展】
(4)查阅资料得知,二氧化碳的分子动力学直径与氢气分子基本相当,故猜想二氧化碳分子也可以透过塑料瓶。根据实验室检验二氧化碳的原理,利用实验室中的常见用品,请完成下列实验方案设计。
实验用品:二氧化碳气体、澄清石灰水、塑料瓶、烧杯、玻璃钟罩等
实验原理:_______(用化学方程式表示)。
操作
现象
结论
_______,将其浸入到装有澄清石灰水的烧杯中,盖上玻璃钟罩。
塑料瓶身附近______
二氧化碳分子可以透过塑料瓶
【答案】(1)长颈漏斗 稀硫酸 BE
(2)塑料瓶变瘪(或瓶子变瘪)
(3)
(4) 收集一瓶二氧化碳气体,拧紧瓶盖(或取装满二氧化碳的塑料瓶,拧紧瓶盖) 澄清石灰水变浑浊
【解析】(1)仪器f的名称是长颈漏斗,用于添加液体药品;
制取纯净氢气,应选用锌和稀硫酸(稀盐酸会挥发出氯化氢气体,使氢气不纯);
发生装置选B(固液不加热型),收集纯净氢气用排水法E(排水法收集的气体比排空气法更纯净)。
故填:长颈漏斗;稀硫酸;BE。
(2)收集氢气并加水倒置后,水未减少(排除水泄漏的可能),但塑料瓶变瘪(或瓶子变瘪),说明氢气分子透过塑料瓶逸出,瓶内压强减小,外界大气压使瓶子变瘪,从而证明氢气分子可透过塑料瓶。
故填:塑料瓶变瘪(或瓶子变瘪)。
(3)第3天后,钟罩内氢气浓度逐渐降低,且传感器数据线与钟罩间有缝隙,这说明氢气分子透过塑料瓶壁的速率玻璃钟罩内氢气分子向外扩散的速率(若透出速率大于向外扩散速率,浓度应先升高后稳定,而实际浓度降低,证明向外扩散更快).
故填:。
(4)二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;
操作为收集一瓶二氧化碳气体,拧紧瓶盖(或取装满二氧化碳的塑料瓶,拧紧瓶盖),将其浸入装有澄清石灰水的烧杯中,盖上玻璃钟罩;
现象为塑料瓶身附近的澄清石灰水变浑浊(二氧化碳分子透过塑料瓶,与石灰水反应生成沉淀)。
故填:;收集一瓶二氧化碳气体,拧紧瓶盖(或取装满二氧化碳的塑料瓶,拧紧瓶盖);澄清石灰水变浑浊。
考向05 基于控制变量法的对比实验设计与分析
例5【新情景——结合文物系列】(25-26九年级上·广东深圳·期末)秋假期间,龙岗区某学校化学兴趣小组来到湖北省博物馆开展研学活动。2400多年前青铜乐器战国曾侯乙编钟令同学们震撼不已。
(1)文物AI助手介绍,经测定曾侯乙编钟为铜锡铅合金。编钟使用合金而非使用纯铜的原因是______(写一点)。
(2)文物AI助手介绍,青铜编钟铸造完毕时是金灿灿的“黄金色”,眼前的编钟由于锈蚀失去了本色。兴趣小组决定探究铜生锈的条件。
【查阅资料】铜锈的主要成分为碱式碳酸铜【】。
探究报告
提出问题
铜生锈需要哪些条件?
作出猜想
铜生锈可能与空气中、、中的一种或多种有关。
实验用品
表面打磨光亮的铜片、、、蒸馏水、棉花、氯化钙(干燥剂)、带橡胶塞的试管。
探究过程
实验方法
现象
分析或结论
实验1
观察一周,铜片表面出现青绿色固体。
实验前将铜片打磨光亮的原因是______。
实验2
观察一周,铜片表面无明显变化。
对比实验1和实验2可知______是铜生锈的条件之一。
实验3
观察一周,铜片表面无明显变化。
对比实验1和实验3可知______是铜生锈的条件之一。
实验4
④参考实验2和实验3,设计实验探究是否是铜生锈的条件之一。请在图框中画出实验探究简图(用文字对具体物质做必要说明)______。
⑤观察一周,______。
对比实验1和实验4可知是铜生锈的条件之一。
探究结论
⑥铜生锈需与、、同时接触。铜生锈的化学方程式为______。
反思应用
⑦相比于暴露在潮湿空气中的青铜器,出土时淹没在地下水中的曾侯乙编钟保存得异常完好。请结合探究结论解释原因______。
【答案】(1)合金硬度更大,抗腐蚀性更强等
(2)去除表面原有的锈蚀或氧化层,便于观察新生锈蚀现象 水/H2O 氧气/O2 将部分铜片浸在水中,试管中充满氧气 铜片表面无明显变化 曾侯乙编钟出土时长期淹没在地下水中,难以同时与足量的O2和CO2接触
【解析】(1)与纯金属相比,合金具有硬度更大,抗腐蚀性更强等优点,则编钟使用合金而非使用纯铜。
(2)将铜片打磨光亮,能去除表面原有的锈蚀或氧化层,便于观察新生锈蚀现象。
实验1中铜和水、氧气、二氧化碳同时接触,但实验2中铜片只和氧气、二氧化碳接触,且实验1中铜片生锈,而实验2中没有生锈,对比可知铜生锈需要水。
实验3中铜和水、二氧化碳接触,没有生锈,对比实验1、3可知,铜生锈需要氧气。
若想证明铜生锈需要二氧化碳,则实验4中将部分铜片浸在水中,试管中充满氧气,观察一周,铜片表面无明显变化,对比实验1、4,则可知铜生锈需要二氧化碳。
铜和氧气、水、二氧化碳同时接触时会生成碱式碳酸铜,反应的化学方程式为:。
曾侯乙编钟出土时长期淹没在地下水中,难以同时与足量的O₂和CO₂接触,所以不易生锈而得以较完好地保存。
考向解码
解题关键:
1.合金性质:牢记合金相比纯金属的共性优点(硬度大、抗腐蚀性强等),答题时结合实际用途作答。
2.控制变量法:分析实验时,先找出对比实验的 “不同变量”,再根据现象推导结论,确保变量唯一。
3.铜生锈的特殊条件:铜生锈比铁生锈多了CO2这一条件,答题时需结合碱式碳酸铜的化学式,用质量守恒定律分析反应物。
4.实验设计逻辑:设计对比实验时,必须保证除了要探究的变量外,其他条件与对照组完全一致,才能得出可靠结论。
【变式探究】(25-26九年级上·广东深圳·期中)逻辑推理是化学学习常用的思维方法。某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时,发现将生锈的铁钉[铁和铁锈(主要成分是氧化铁:Fe2O3)的混合物]放入过氧化氢溶液中,也可以加快过氧化氢的分解速率。于是,他们对此展开探究:
【提出问题】生锈铁钉中的什么物质是该反应的催化剂?
【猜想与假设】
(1)猜想一:铁钉表面的铁锈(Fe2O3)是过氧化氢分解的催化剂。
猜想二:铁钉里的___________(填化学式)是过氧化氢分解的催化剂。
【进行实验】
(2)
实验操作
实验现象
实验结论与分析
实验i:取的过氧化氢溶液于试管中,加入一定质量的氧化铁粉末,并将一根带火星的小木条置于试管口,观察现象
___________
猜想一成立。
发生反应的符号表达式为___________
实验ii:___________(请填写实验ii的具体操作)
无明显现象
【交流讨论】
(3)同学们讨论后一致认为此实验结论不够严谨,若要确定实验结论正确,还需证明氧化铁的质量和___________在化学反应前后都没有发生改变。
【继续探究】
(4)小组同学补做以下实验,进而确认了该实验结论。
①实验前称量氧化铁粉末的质量为;②完成实验I:③待反应结束,将实验I试管里的物质进行过滤,洗涤,干燥,称量氧化铁粉末的质量为,且___________(填“>”,“=”或“<”);④把它再加到5%的过氧化氢溶液中,多次重复实验I,仍可观察到相同的实验现象。
【拓展延伸】
(5)影响过氧化氢分解速率的因素除催化剂外,还可能有___________(写一种)。
【答案】(1)
(2)产生大量气泡,带火星的木条复燃 取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中, 加入相同质量的铁粉,并将一根带火星的小木条置于试管口,观察现象
(3)化学性质
(4)=
(5)温度或过氧化氢溶液的浓度(合理即可)
【解析】(1)生锈的铁钉中含铁和氧化铁,故可能是铁钉表面的氧化铁是过氧化氢分解的催化剂,也可能是铁钉里的铁是过氧化氢分解的催化剂,故猜想二:铁钉里的铁是过氧化氢分解的催化剂;
(2)结论是猜想一成立,说明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂,故取10mL5%的过氧化氢溶液于试管中,加入一定质量的氧化铁粉末,并将一根带火星的小木条置于试管口,可观察到的现象是:产生大量的气泡,带火星的木条复燃;
过氧化氢在氧化铁的催化下分解生成水和氧气,该反应的符号表达式为:;
取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中, 加入相同质量的铁粉,并将一根带火星的小木条置于试管口,观察现象,即无明显现象,说明猜想一成立;
(3)催化剂能改变化学反应速率,化学反应前后,其质量和化学性质不变,上述实验只能说明氧化铁能加快过氧化氢的分解速率,不能说明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂,故理由是:还需证明化学反应前后,氧化铁的质量和化学性质是没有发生改变;
(4)实验前称量氧化铁粉末的质量为,完成实验Ⅰ,待反应结束,将实验Ⅰ试管里的物质进行过滤,洗涤,干燥,称量氧化铁粉末的质量为,且,说明化学反应前后,氧化铁的质量不变;
(5)影响过氧化氢分解速率的因素除催化剂外,还可能有温度、过氧化氢溶液的浓度等。
考向06 实验方案的评价、改进与优化
例6(2025·广东深圳·三模)化学兴趣小组同学用下图装置进行木炭与CuO的反应实验,并对生成气体的成分进行探究。
【猜想与假设】根据质量守恒定律,对生成气体的成分作如下猜想:
(1)猜想一:只有CO猜想二:只有CO2猜想三:__________;
【实验方案】用甲装置检验CO2,用乙装置检验CO:
(2)
实验现象
实验分析
B处__________
气体成分中有CO2,B处化学方程式为________________
D处黑色粉末变红
气体成分中有__________,D处化学方程式为_______________
【实验结论】猜想三正确。
【反思评价】
(3)从环保角度考虑,甲、乙装置中都有的缺点是__________。
【拓展延伸】
(4)为了探究CuO与木炭不同配比时反应产生CO的情况,小组又设计了如下图所示的数字化改进实验[ppm表示浓度单位;n(CuO)∶n(C)表示物质的量之比]。分析实验数据,能够得到的结论为__________。
(5)上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请你设计提纯该铜的实验方案。(可选用的试剂:稀H2SO4、AgNO3溶液、NaOH溶液、蒸馏水)
【答案】(1)既有CO,又有CO2
(2)澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O CO/一氧化碳
(3)没有尾气处理装置
(4)其他条件相同时,CuO与C的质量比越大,产生的CO越少
(5)取实验后的固体,加入适量稀硫酸,反应后过滤,用蒸馏水洗涤后干燥
【解析】(1)反应物组成元素为碳元素、铜元素、氧元素,根据质量守恒定律,生成物组成元素也应为碳元素、铜元素、氧元素,则生成气体可能是CO、CO2的一种或两种,结合另两个猜想可知,猜想三:既有CO,又有CO2。
(2)气体成分中有CO2,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则B处现象为澄清石灰水变浑浊,B处发生的是二氧化碳与氢氧化钙生成碳酸钙和水的反应,方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
CO具有还原性,能与氧化铜反应生成铜,D处黑色粉末变红,说明气体成分中有CO,D处发生的是一氧化碳与氧化铜加热生成二氧化碳和铜的反应,化学方程式为。
(3)该实验尾气中有一氧化碳,会污染空气,从环保角度考虑,甲、乙装置中都有的缺点没有尾气处理装置。
(4)由所给图像可知,其他条件相同时,CuO与C的物质的量之比越大,产生的CO越少。
(5)铜不与硫酸反应,氧化铜可与硫酸反应生成硫酸铜和水,可利用加硫酸的方法除去获得的铜中的氧化铜,实验方案为取实验后的固体,加入适量稀硫酸,反应后过滤,用蒸馏水洗涤后干燥。
考向解码
解题关键:
1.猜想逻辑:根据质量守恒定律和反应的多样性,产物可能是单一气体或混合气体,需考虑碳过量/不足、温度等因素的影响。
2.检验顺序:检验混合气体时,需先检验CO2(用澄清石灰水),再检验CO(用灼热氧化铜),避免CO
反应生成的CO2对原气体的检验造成干扰。
3.环保意识:一氧化碳有毒,涉及CO的实验必须有尾气处理装置(如点燃、收集),这是中考化学的常考点。
4.除杂原则:提纯物质时,需选择只与杂质反应、不与原物质反应的试剂,且反应后不引入新杂质,本题中稀硫酸是最佳选择。
【变式探究】(2025·广东深圳·模拟预测)分类回收塑料制品是环境保护的重要研究课题。某化学兴趣小组对塑料垃圾的处理、焚烧产物及宣传活动展开了项目式学习活动。
任务一:调查塑料垃圾的处理方法
【咨询交流】塑料的分类
(1)同学们了解到塑料属于___________(填“有机合成材料”或“复合材料”),处理废塑料垃圾有填埋、焚烧、造粒及热裂解四种方法。
任务二:探究塑料垃圾焚烧产生的气体成分
兴趣小组在实验室采用相对封闭的装置焚烧某种含C、H、O元素的垃圾,对产生的废气按如图所示的装置进行检验。
【提出问题】塑料垃圾焚烧后会产生哪些物质?
(2)猜想①:CO2、H2O;猜想②:___________;猜想③:CO2、CO、H2O。
【查阅资料】无水CuSO4为白色固体,遇水会变蓝色。
【进行实验】将焚烧产生的废气依次通过装置,点燃D处的酒精灯,反应一段时间后观察(A、B步骤的反应均完全)。
(3)A中的实验现象为___________;D中的实验现象为黑色固体变红;B和E中现象为___________。
【实验结论】废气中存在CO2、CO、H2O。
【反思评价】
(4)装置D中发生反应的化学方程式为___________。从环保角度考虑,该实验装置的不足之处是___________。
任务三:设计减少塑料垃圾污染的宣传活动
【成果展示】
(5)同学们通过项目式学习活动对塑料垃圾的产生、危害、处理和防治等有了一定的了解,他们将学习成果制成海报,张贴在学校、社区进行宣传,从回收利用角度或环保角度,减少塑料垃圾危害我们应做到___________。
【答案】(1)有机合成材料
(2)CO、H2O
(3)白色固体变蓝 澄清石灰水变浑浊
(4) 没有尾气处理装置
(5)减少使用塑料制品(或做好塑料垃圾的分类回收等合理答案)
【解析】(1)有机合成材料包括塑料、合成橡胶和合成纤维,复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。所以塑料属于有机合成材料。 故本问答案为:有机合成材料。
(2)已知猜想①:CO2、H2O;猜想③:CO2、CO、H2O。因为塑料含C、H、O元素,燃烧产物可能有二氧化碳、一氧化碳、水,所以猜想②可以是CO、H2O。 故本问答案为:CO、H2O。
(3)因为实验结论是废气中存在H2O,而无水CuSO4遇水会变蓝色,所以A中的实验现象为白色固体变蓝。 因为废气中存在CO2,澄清石灰水(主要成分Ca(OH)2)遇CO2会变浑浊,所以B和E中现象为澄清石灰水变浑浊。 故本问答案依次为:白色固体变蓝;澄清石灰水变浑浊。
(4)装置D中一氧化碳和氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,化学方程式为。一氧化碳是有毒气体,从环保角度考虑,该实验装置的不足之处是没有尾气处理装置,会导致一氧化碳排放到空气中污染环境。 故本问答案依次为:;没有尾气处理装置。
(5)从减少塑料垃圾危害的角度,我们应做到减少使用塑料制品,例如自带环保袋购物,减少使用一次性塑料餐具等;或者做好塑料垃圾的分类回收等。 故本问答案为:减少使用塑料制品(或做好塑料垃圾的分类回收等合理答案)。
1.(25-26九年级下·广东深圳·阶段检测)蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤,某小组同学对蚁酸进行了相关探究。
【查阅资料】①蚁酸化学名称为甲酸,化学式为HCOOH,在一定条件下会分解,生成产物均是氧化物。②白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝。
探究I蚁酸的酸碱性
【实验1】
(1)甲同学按如图所示操作进行实验,观察到加入酚酞溶液后烧杯内溶液呈___________色,据此甲同学得出“蚁酸溶液显酸性”的结论。
【交流讨论】
(2)小组同学讨论后认为甲同学的方案不合理,请你设计一个合理的实验方案证明蚁酸溶液呈酸性。你的实验方案是___________。(写出必要的实验操作、反应仪器、现象和结论)
探究II蚁酸分解生成的两种产物是什么?
【提出猜想】
(3)分解产物中一定含有水,还可能含有一氧化碳或二氧化碳。他们猜想“一定含有水”的依据是 ___________。
【实验2】为确认蚁酸的分解产物,小组同学设计了如图所示的实验。
(4)实验现象和结论见下表。
编号
实验现象
实验结论
1
A中 ________
产物中一定含有水
2
C中的红色粉末变黑
产物中含有一氧化碳,C装置玻璃管内发生反应的化学方程式为 ___________
3
D中溶液变浑浊
产物中含有二氧化碳,D装置中发生反应的化学方程式为 ___________
【交流讨论】
(5)小组同学经讨论后认为实验现象3不充分,不能得出“产物中含有二氧化碳”的结论,并在装置图的基础上加以改进完善,最后得出了“产物中不含二氧化碳”的结论。他们的改进方案是___________。
【拓展应用】
(6)人们被蚊虫叮咬后,在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。下列物质中你选择的是 ___________ 。(选填序号)
A.纯碱溶液 B.食醋 C.食盐水 D.肥皂水
【答案】(1)无
(2)取少量蚁酸溶液于试管中,用胶头滴管向其中滴加紫色石蕊溶液。紫色石蕊溶液变为红色,说明蚁酸呈酸性
(3)反应前后元素种类不变
(4)白色粉末变为蓝色
(5)在BC间增加装有澄清石灰水的万用瓶
(6)D
【解析】(1)酚酞在酸性溶液中不变色,根据甲同学得出“蚁酸溶液显酸性”的结论可知,加入酚酞溶液后烧杯内溶液呈无色。
(2)石蕊在酸性溶液中为红色、中性溶液中为紫色、碱性溶液中为蓝色。可以使用石蕊检验。操作、仪器、现象、结论见答案。
(3)化学反应前后元素的种类不变,蚁酸中含有氢、氧元素,所以猜想分解产物一定有含有氢元素的水。
(4)编号1:无水硫酸铜遇水变蓝。结论产物一定含有水,则可推出A中现象为白色粉末变为蓝色。
编号2:含有一氧化碳,一氧化碳和氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳。化学方程式为。
编号3:含有二氧化碳,二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为。
(5)一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳,其后检验的二氧化碳无法确定来源。应在通过氧化铁前检验原分解产物是否有二氧化碳。同时避免干扰水的检验,应在检验水后使用澄清石灰水检验二氧化碳。则改进方案可为在BC间增加装有澄清石灰水的万用瓶。
(6)蚁酸呈酸性,则应选择碱性物质进行处理,减轻痛痒。同时避免选择碱性过强的试剂,避免损伤皮肤。食醋为酸性、食盐水为中性、纯碱碳酸钠碱性过强都不合适。肥皂水呈弱碱性,可以选择。故选D。
2.(2026·广东深圳·一模)小深同学小组在老师指导下对家用除湿袋中的成分、除湿原理等进行相关探究。
【查阅资料】
①除湿袋使用一段时间后,集水袋内有大量液体和少量固体,且气温越低固体越多
②无水氯化钙()在不同温度时的溶解度如下。
温度/℃
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
60℃
80℃
溶解度/g
59.5
64.7
74.5
100
128
137
147
③溶液和溶液都能使无色酚酞变红色。
项目一:探究家用除湿袋中的成分
【提出问题】白色颗粒是什么物质?
【作出猜想】
(1)猜想I:,依据是______。
猜想II:固体,依据是固体能吸收空气中的水分而在固体表面形成溶液。
【进行实验】
(2)步骤1:取白色颗粒于烧杯中,加入的20℃的水中(室温20℃),并不断搅拌,观察到固体全部溶解,一段时间后有晶体析出,此时(温度20℃)溶液中溶质的质量分数为______(列出计算式即可)。
步骤2:取少量步骤1中的上层溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞,观察到无明显变化(或溶液不变成红色)。
【结论】
(3)______不成立。
阅读标签后,项目研究小组成员了解到白色颗粒为无水氯化钙。
项目二:探究家用除湿袋中的物质除湿原理
(4)小深同学预测步骤1中的现象可能与氯化钙溶于水放热及溶解度随温度的变化等有关。请设计实验方案,验证固体溶于水放热:_______(写出必要的实验操作、现象和结论,本实验中使用水和氯化钙固体)。
(5)步骤3:分离步骤1析出的晶体即氯化钙晶体()置于烘箱中,260℃烘干可得到水蒸气和无水氯化钙,则反应的化学方程式为_______。
(6)步骤4:小深同学分别称取1g无水氯化钙和1g家用氯化钙除湿剂置于培养皿中,敞口放置在空气中,每天同一时间测出的质量如图所示,则出现差异的可能原因是______。
项目三:自制家用氯化钙除湿盒
(7)小深同学在实验室制取某气体时,也可制备氯化钙,则该反应的化学方程式为_____。
【答案】(1)CaO固体能吸收空气中的水分而发生反应
(2)
(3)猜想I和猜想II
(4)用量筒量取水加入烧杯中,用温度计测出水温,再用托盘天平(或电子秤)称量置于洁净的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,又把温度计伸入溶液中,可观察到温度上升,则固体溶于水放热
(5)
(6)家用除湿剂中的不纯
(7)
【解析】(1)氧化钙能吸收空气中的水分发生反应生成氢氧化钙;
(2)一段时间后有晶体析出,说明溶液为氯化钙的饱和溶液,20℃氯化钙的溶解度为74.5g,则氯化钙的饱和溶液的溶质质量分数为;
(3)滴加无色酚酞,观察到溶液不变成红色,说明不含氢氧化钙或氢氧化钠,则猜想I和猜想II不成立;
(4)根据溶解度表的数据可知,20℃氯化钙的溶解度为74.5g,根据溶解度概念可知,10g水最多能溶解7.45g氯化钙, 验证氯化钙固体溶于水是否放热的实验方案:用量筒量取水加入烧杯中,用温度计测出水温,再用托盘天平(或电子秤)称量置于洁净的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,又把温度计伸入溶液中,可观察到温度上升,则固体溶于水放热;
(5)CaCl2•6H2O在260℃时,分解生成氯化钙和水,反应的化学方程式:;
(6)根据图示可知,无水氯化钙吸湿能力强于家用除湿剂,可能是家用除湿剂中氯化钙的纯度不高;
(7)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳也可制备氯化钙,大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,化学方程式为。
3.(2026·广东深圳·一模)某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,在老师引导下开展探究活动。
【查阅资料】溶液呈中性。
【演示实验】将一定量的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,两组同学进行了如下实验。
(一)借助于传感器
甲组同学采取图1实验装置,三颈烧瓶中盛放溶液X,用恒压漏斗匀速滴加另一种溶液。
(1)写出氢氧化钾溶液与稀硫酸发生反应的化学方程式________。
(2)甲组同学在实验过程中用传感器测得的变化如图2所示,则溶液X中溶质的化学式是______;30s时溶液中的阳离子是______(填离子符号)。
(3)由图3可知,氢氧化钾溶液与稀硫酸发生的反应属于____反应(填“放热”或“吸热”)。
(二)借助于酸碱指示剂
(4)乙组同学通过图4所示实验,观察到____,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应。
【继续探究】乙组同学实验后溶液中的溶质是什么?
【提出猜想】猜想一:只有 猜想二:有和 猜想三:有和KOH
(5)小林同学认为猜想三是不合理的,理由是________。
【实验验证】
(6)为了验证其余猜想,请设计方案进行探究:______。
【反思交流】分析反应后所得物质成分时,除考虑生成物之外,还需考虑剩余反应物。
【答案】(1)
(2)H2SO4 K+、H+
(3)放热
(4)溶液由红色变为无色
(5)溶液由红色变为无色,说明溶液中不含有氢氧化钾
(6)取少量反应后的溶液,向其中加入碳酸钠粉末,若有气泡产生,则证明溶液中含有硫酸,则猜想二成立;反之,猜想一成立。
【解析】(1)氢氧化钾与硫酸反应生成硫酸钾和水,方程式为:。
(2)由图2可知,初始时溶液的pH小于7,显酸性,则溶液X为稀硫酸,溶质的化学式为H2SO4;
氢氧化钾与硫酸反应生成硫酸钾和水,30s时溶液的pH小于7,则此时溶液中的溶质为硫酸钾和硫酸,则溶液中的阳离子是钾离子(K+)、氢离子(H+)。
(3)由图3可知,随着反应的进行,溶液温度逐渐升高,M点时温度最高,说明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生的反应属于放热反应。
(4)碱性溶液能使酚酞变红,酸性或者中性溶液不能使酚酞变色。滴有酚酞的氢氧化钾溶液呈红色,随着硫酸的滴加,观察到溶液由红色变为无色,说明氢氧化钾消失,氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应。
(5)略。
(6)验证其余猜想,即检验溶液中是否存在过量的硫酸,可利用酸的通性,选用酸碱指示剂、活泼金属、碳酸盐等设计实验即可。
4.(2026·广东深圳·一模)次氯酸钠(NaClO)是许多漂白消毒剂的有效成分,但久置后它的漂白作用会逐渐减弱甚至消失,兴趣小组决定对某久置的次氯酸钠粉末展开探究。
探究项目:久置次氯酸钠的成分探究与保存
【查阅资料】次氯酸钠(NaClO)有如下性质:
1.可溶于热水,并发生反应,持续产生气泡,且溶液的pH>7;
2.在空气中能与CO2、H2O反应生成碳酸钠(
任务1:检测次氯酸钠
(1)小深同学取少量久置次氯酸钠样品配成溶液,滴加无色酚酞溶液,溶液变红,他得出样品中含有次氯酸钠的结论,小圳同学认为此结论不合理,请写出理由:_______。
(2)小圳同学将样品溶于热水,无明显现象,可知样品中_______(选填“含”或“不含”)次氯酸钠。
任务2:检测碳酸钠
(3)兴趣小组设计如下实验进一步检测样品中是否含碳酸钠请选择下列药品中的一种或几种,补充操作步骤与现象:
化学药品:稀盐酸、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液、BaCl2溶液
实验操作
实验现象
实验结论
将样品配成溶液,_______
_______
样品中含有
③请写出上述实验现象对应的化学方程式_______。
(4)次氯酸钠在光照或温度较高时会分解生成NaCl和O2,写出该反应的化学方程式_______。
任务3:制定保存方案
(5)为了防止次氯酸钠变质失效,应在_______条件下保存。
【答案】(1)样品中可能含有碳酸钠,碳酸钠溶液也呈碱性,能使无色酚酞溶液变红
(2)不含
(3)加入适量的溶液或加入适量的溶液、加入足量稀盐酸 产生白色沉淀或有气泡产生 或、
(4)
(5)密封、避光、低温
【解析】(1)根据查阅资料,次氯酸钠变质会生成碳酸钠,碳酸钠属于强碱弱酸盐,水溶液也呈碱性,同样能使无色酚酞溶液变红,因此无法证明一定含有次氯酸钠。
(2)已知次氯酸钠溶于热水会持续产生气泡,样品溶于热水无明显现象,说明样品中不含次氯酸钠。
(3)检验碳酸根离子,可利用钡离子/钙离子与碳酸根生成白色沉淀,或氢离子与碳酸根生成二氧化碳气体,题目所给药品中,加入氯化钡或氢氧化钙溶液与碳酸钠反应生成明显的白色沉淀,对应的化学方程式为:或;若加入稀盐酸,盐酸能与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,对应的现象是产生气泡,化学方程式为:。
(4)次氯酸钠在光照或温度较高时会分解生成和,据此可以写出化学方程式:。
(5)次氯酸钠会与空气中的二氧化碳、水反应,且光照/高温下易分解,因此需要在密封、避光、低温阴凉的条件下保存。
5.(2026·广东深圳·一模)化学兴趣小组开展“活鱼运输简易供氧器”项目式学习。
任务一:确定供氧原理
(1)查阅资料发现市售供氧剂的供氧原理及使用特点如下表:
供氧剂
化学方程式
使用特点
过碳酸钠()
_______
固体,较稳定,不需加热。与混合使用
氯酸钠()
固体,反应需加热
超氧化钾()
固体,反应明显放热,产物有腐蚀性
过氧化钙()
固体,产物有腐蚀性
(2)小组同学选择过碳酸钠为供氧剂,理由是______(写一条)。
任务二:设计供氧装置
【查阅资料】活鱼运输中,水体溶氧量需维持在3-12 mg/L,pH宜保持在6.5-9.0.
(3)将0.21 g过碳酸钠和适量加入100 mL水中进行模拟,用pH传感器和溶解氧传感器测试结果如图1,由图1可知,_____(填“能”或“不能”)直接将过碳酸钠加入水中。
任务三:模拟活鱼耗氧测试
(4)小组同学为测试供氧器效果,设计“活鱼耗氧模拟装置”如图2所示。控水器的作用是_____。
(5)①铁粉可用于模拟活鱼耗氧,是因为铁同时接触_____(填化学式)会生锈。
②有同学提出可用NaCl加速该耗氧过程,设计实验证明他的观点_____。实验结果表明,该装置能够平衡水体内耗氧和外界供氧,满足活鱼运输需求。
任务四:反思与优化
(6)实际运输中车辆颠簸可使装置漏水或反应过快。提出一条改进装置的建议:_____。
【答案】(1)
(2)固体较稳定,不需加热(或与混合即可使用,合理即可)
(3)不能
(4)控制反应速率(合理即可)
(5)、 取两份等质量的相同铁粉,分别加入等体积、相同温度的水中,其中一份加入适量NaCl,另一份不加,其他条件相同,观察相同时间内溶解氧的变化(或溶解氧下降速率)(合理即可)
(6)将装置口密封(或将供氧剂分装后分批加入反应,控制反应速率合理即可)
【解析】(1)过碳酸钠分解生成过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气,方程式为:。
(2)对比其他供氧剂,氯酸钠需要加热,超氧化钾、过氧化钙产物都有腐蚀性,而过碳酸钠常温下就能反应、性质稳定、产物无强腐蚀性,适合做活鱼运输供氧剂,任写一条优点即可。
(3)题目要求活鱼运输水体pH为6.5-9.0,溶氧量3-12mg/L,由图1可知,反应后水体pH最终超过10,超出适宜范围,因此不能直接加入。
(4)控水器可以调节进入反应装置的水的流速,水是反应物之一,因此控制加水速率就可以控制过碳酸钠的反应速率,从而得到持续稳定的氧气流。
(5)①铁生锈的条件是同时接触氧气和水,会消耗氧气,因此可以模拟活鱼耗氧,故填:、。
② 验证氯化钠的加速作用,需要设计对照实验,控制其他条件相同,只改变氯化钠的有无,通过观察耗氧速率(溶解氧变化)即可证明。故设计实验为:取两份等质量的相同铁粉,分别加入等体积、相同温度的水中,其中一份加入适量NaCl,另一份不加,其他条件相同,观察相同时间内溶解氧的变化(或溶解氧下降速率),若加NaCl的装置中溶解氧下降更快,即可证明NaCl能加速该耗氧过程。
(6)针对颠簸漏水可密封装置接口;针对反应过快,可将供氧剂分装,分批加入,或加装精准的流速控制装置,合理即可。
6.(25-26九年级上·广东深圳·期末)某同学将薄铜片盖在蜡烛火焰上方(如图),一段时间后,发现铜片表面变黑了。针对铜片上产生黑色固体的成分,进行如图探究。
【查阅资料】
①蜡烛不充分燃烧可能会产生炭黑,炭黑不与稀硫酸反应。
②稀硫酸与氧化铜加热时能较快反应,黑色固体消失,生成蓝色的硫酸铜溶液。
(1)【猜想】
猜想一:黑色固体只有炭黑;猜想二:黑色固体只有氧化铜;
猜想三:黑色固体是______。
(2)【实验】设计并完成实验,形成以下报告。
实验目的
探究黑色固体的成分
实验用品
变黑的铜片、稀硫酸、试管、试管夹、镊子、酒精灯、火柴
实验步骤
实验现象
解释或结论
将黑色固体放入试管中,加入足量______(填试剂名称),加热试管一段时间后,静置
溶液由无色变成蓝色
说明黑色固体中有______(填化学式)
试管中有黑色固体残留
猜想_______成立
【拓展】为进一步确认试管中残留黑色固体的成分,某同学取适量黑色固体于燃烧匙中,加热至燃烧,然后将燃烧匙插入充满氧气的集气瓶中(如图装置)。
(3)实验前需先检查装置气密性:操作的先后顺序为______(填序号),若观察到烧杯中导管口有气泡冒出,证明气密性良好。
A.用热毛巾包裹集气瓶
B.将导管放入装有水的烧杯中
(4)集气瓶中黑色固体燃烧的现象为______;试管中澄清石灰水变浑浊,该反应的化学方程式为______。证明上述猜想成立。
(5)在生产生活中,从燃烧调控的角度分析,为了使燃料充分燃烧,可采取的措施有______(答一点即可)。
【答案】(1)氧化铜和炭黑
(2)稀硫酸 CuO 三
(3)BA
(4)发出白光,放热 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(5)增大氧气含量或者增大可燃物与氧气接触面积
【解析】(1)结合猜想一和猜想二,猜想三为黑色固体是炭黑和氧化铜。
(2)根据实验现象溶液由无色变成蓝色,说明将黑色固体放入试管中,加入足量稀硫酸,氧化铜和稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液,反应化学方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,可知黑色固体中有CuO,加热试管一段时间后,静置试管中有黑色固体残留,说明黑色固体还含有炭黑,故猜想三成立。
(3)检查装置气密性应该先B.将导管放入装有水的烧杯中。再A.用热毛巾包裹集气瓶,若观察到烧杯中导管口有气泡冒出,证明气密性良好。
(4)集气瓶中黑色固体是炭黑,燃烧的现象为发出白光,放热,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为。
(5)为了使燃料充分燃烧可以增大氧气含量或者增大可燃物与氧气接触面积。
7.(25-26九年级上·广东深圳·期末)我国提出2060年实现碳中和,彰显了大国担当。某兴趣小组对的制备、性质和吸收进行了相关探究。
(1)实验室制备的化学反应原理为___________(写化学方程式)。
(2)与反应的实验示意图如下图所示。
①实验甲中发生了___________(填“物理”或“化学”)变化。
②实验乙中反应的化学方程式为___________。
③实验丙中观察到的颜色变化为___________。
海洋吸收是实现碳中和的途径之一,其主要原理是利用溶解在水中,小组同学开展如下探究:
【提出问题】水和食盐水(模拟海水)吸收的效果哪个好?
【作出猜想】猜想I:水吸收的效果好;
猜想II:食盐水吸收的效果好。
【进行实验】分别将收集有的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中(如下图所示)。
隔一定时间观察并记录量筒内的体积,所测数据如下表(一定时间内、量筒内剩余二氧化碳的体积)。
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
A量筒中体积
100
98.5
85.5
77
66
59
B量筒中体积
100
99
93
90.5
89
88
【解释与结论】
(3)实验中观察到量筒内液面上升,其原因是量筒内的气压___________(填“增大”或“减小”)。
(4)由表中数据分析可知,当其它条件相同时,吸收效果好的是___________(填“水”或“食盐水”)。
(5)在特定实验中,也可以用排水法收集,据表中实验数据分析其理由是___________。
【答案】(1)
(2)物理 由红色变为紫色
(3)减小
(4)水
(5)二氧化碳在水中的溶解速率较慢,在短时间的收集过程中,溶解的二氧化碳量很少,不影响收集
【解析】(1)实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为;
(2)①实验甲向蒸馏水中滴入石蕊溶液,没有新物质生成,发生了物理变化;
②实验乙向一支试管中通入二氧化碳,二氧化碳与水反应生成碳酸,化学方程式为;
③实验乙向一支试管中通入二氧化碳,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使石蕊变红;实验丙将通入二氧化碳的试管加热,碳酸不稳定,受热易分解生成二氧化碳和水,因此实验丙中观察到的颜色变化为由红色变为紫色;
(3)实验中观察到量筒内液面上升,其原因是量筒内的气压减小,在外界大气压的作用下,液体被压入量筒中;
(4)由表格数据可知,相同条件下,时间相同时,烧杯B量筒中二氧化碳体积更大,说明当其它条件相同时,吸收效果好的是水;
(5)由表格数据可知,48h才溶解了100mL-59mL=41mL,所以可用排水法收集二氧化碳的理由是:二氧化碳在水中的溶解速率较慢,在短时间的收集过程中,溶解的二氧化碳量很少,不影响收集。
8.(25-26九年级上·广东深圳·期末)钙是人体所需的重要元素。某品牌补钙剂的部分标签内容如下:
【成分】碳酸钙、维生素
辅料:糖、甘露醇、香精等
【含量】每片含钙0.3 g
【查阅资料】I.胃液中含有盐酸:
II.维生素和辅料通常不与酸发生反应。
(1)该补钙剂中能提供钙元素的物质是_______。
(2)为了解补钙剂实现补钙的原因,兴趣小组开展以下模拟探究,完成实验报告单。
实验报告单
实验目的
补钙剂实现补钙的原因
实验用品
钙片、稀盐酸、澄清石灰水、试管、导管、胶塞、酒精灯、铁架台等
实验步骤
实验现象
实验分析
①连接装置_______和装置C(填字母),并检查气密性
装置C中导管口有气泡冒出
装置气密性良好
②打开橡胶塞,_______,塞紧橡胶塞,将试管固定在铁架台上,向装置C中加入少量澄清石灰水,观察
③_______,装置C中澄清石灰水变浑浊
④澄清石灰水变浑浊的原因是_______(用化学方程式表示)。
【解释说明】在胃酸的作用下,补钙剂释放出钙离子,钙离子在维生素辅助下进入血液,从而被人体吸收。
(3)一个青少年正常情况下,每天约需0.8 g钙,若每天从食物中得到0.5 g钙,其余由该品牌补钙剂补充,则每天需服用_______片钙片。
【答案】(1)碳酸钙(CaCO3)
(2)A 取钙片于试管中,加入稀盐酸 有气泡产生
(3)1或一
【解析】(1)补钙剂的成分中碳酸钙(CaCO3)含有钙元素,故补钙剂中能提供钙元素的物质是碳酸钙。
(2)①该实验是固体和液体在常温下的反应,故发生装置选择A,检查装置气密性,结合装置采用加热法,因此连接装置A和装置C,用酒精灯加热试管,若装置的气密性良好,则装置C中导管口有气泡冒出。
②结合补钙剂的成分中含有碳酸钙(CaCO3),取钙片于试管中,加入稀盐酸,观察到有气泡产生,产生二氧化碳气体,因此装置C中澄清石灰水变浑浊,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为。
(3)每天约需0.8 g钙,若每天从食物中得到0.5 g钙,则由该品牌补钙剂补充0.8g-0.5g=0.3g,根据补钙剂的信息可知每片含钙0.3 g,则每天需服用1片钙片。
9.(25-26九年级上·广东深圳·期末)从古至今,尤其是近几十年来,我国家用燃料经历了“柴草→煤炭→煤气→天然气”的历史变迁。目前实现了焦炉煤气的高价值转化,既可用于制备高纯度氢气,也可转化为合成天然气等。回答下列问题。
Ⅰ.某小组围绕“家用燃料的变迁”开展了跨学科实践活动。
任务一:了解家用燃料的变迁
(1)用煤炭取暖时,若通风不畅会产生,产生的化学方程式为___________。
(2)根据表中不同燃料的特点分析,用天然气代替柴草、煤炭和煤气的原因可能有___________(写两个)。
燃料
组成元素或主要成分
热值
柴草
C、H、O等
约
煤炭
C、H、O、S等
约
煤气
CO、等
约
天然气
等
约
任务二:探究燃烧的条件
【问题】可燃物燃烧的条件是什么?
【猜想】可能与氧气、温度有关。
【资料】小煤块的着火点为,火柴头的着火点约为,陶土网的中心温度约为。
【用品】陶土网、三脚架、酒精灯、镊子、药匙、火柴头、小石块、小煤块、细沙
【实验】
(3)
操作
现象
结论
按上图组装装置后,点燃酒精灯。(ABC为等边三角形的三个顶点)
A、C处的物质不燃烧,B处的火柴头燃烧起来。
对比___________(填字母)处的现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点。
取下ABC的物质,另取两个同样大小的火柴头放在陶土网B、C处,___________(请写出具体的操作、现象)
可燃物燃烧需要氧气
【拓展】小组利用氧气传感器测定木条燃烧时容器内氧气含量的变化,结合下图的曲线谈谈你对燃烧的新认识。
示例:
(4)燃烧过程中,氧气含量不断降低。你的新认识: ___________。
任务三:调控燃料的燃烧
(5)为更好调控燃料燃烧,同学们分析了以下做法和原理,请补充:___________。
Ⅱ.某小组围绕“燃料的转化”开展调查,了解到可通过以下工艺流程将焦炉煤气转化为高纯氢气、天然气等产品。
信息:ⅰ.焦炉煤气含:、、、、苯、硫化氢(H2S)等;
ⅱ.
物质
苯
沸点/°C(常压)
80
(6)“液化”:最大限度保留和,分离出其他杂质。从沸点角度分析,分离时可控制温度在___________左右。
A. B. C.
(7)“脱硫”:除去的过程。在空气中燃烧的反应方程式为:。燃烧除硫是否合理___________?说明理由:___________。
(8)“吸附”:得到高纯度氢气。可通过恒温高压将氢气进行液化储存,从微观角度解释,氢气能被液化的原因:___________。
(9)“合成”:在催化剂和加热条件下,和反应生成和的化学方程式为___________。该反应启动后撤除热源,但为保护催化剂,反应过程中仍需及时降温,说明该反应___________(填“放热”、“吸热”或“无热量变化”)。
(10)该流程中,焦炉煤气中的碳元素大部分最终转化到___________(填化学式)中。
【答案】(1)
(2)天然气热值高,燃烧产生的污染物更少(答案合理即可)。
(3)B、C 将C处火柴头用细沙覆盖,然后点燃酒精灯,观察到B处火柴头燃烧,C处火柴头不燃烧
(4)可燃物温度达到着火点并接触氧气时不一定能发生燃烧(或可燃物燃烧需要氧气达到一定浓度合理即可)
(5)增大燃料与氧气的接触面积
(6)B
(7)否/不合理 H2S燃烧会生成SO2,SO2是空气污染物,会污染环境
(8)在恒温高压的条件下,氢分子间的间隔变小
(9) 放热
(10)CH4
【解析】(1)用煤炭取暖时,碳在氧气不充足时发生不充分燃烧生成一氧化碳,化学方程式为。
(2)由表中信息可知,天然气的热值约为3.6×107J/m3,比柴草(约1.2×107J/m3)、煤炭(约2.9×107J/m3)、煤气(约1.7×107J/m3)的热值高,等体积或等质量的燃料燃烧时,天然气能释放更多热量。 天然气主要成分是CH4 ,柴草含C、H、O等,煤炭含C、H、O、S等,煤气含CO、H2等,天然气燃烧产物相对更清洁,产生的污染物更少。
(3)实验中A处小石块与氧气接触,但不是可燃物,不燃烧,C处小煤块是可燃物、与氧气接触,但温度不能达到着火点,不燃烧,B处的火柴头是可燃物、温度达到着火点且与氧气接触,燃烧,对比B、C处的现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点。
要说明可燃物燃烧需要氧气,需控制温度相同,改变氧气接触情况。操作应为:取下ABC的物质,另取两个同样大小的火柴头放在陶土网B、C处,将 C 处火柴头用细沙覆盖(隔绝氧气),然后点燃酒精灯,观察到B处火柴头燃烧(与氧气接触且温度达到着火点),C处火柴头不燃烧(隔绝了氧气,尽管温度达到着火点),从而说明可燃物燃烧需要氧气。
(4)从图像中可以看到,燃烧过程中氧气含量不断降低,但最终氧气含量并没有降为 0,而是保持在一定数值。这表明燃烧需要氧气,但当氧气浓度降低到一定程度时,燃烧就会停止,即可燃物温度达到着火点并接触氧气时不一定能发生燃烧。
(5)燃料以雾状喷出,这样做的原理是增大燃料与氧气的接触面积,从而使燃料燃烧得更充分。
(6)要最大限度保留H2和CH4,分离出其他杂质,需控制温度在苯的沸点以下,且在H2和CH4沸点以上。已知苯的沸点是80oC,H2沸点−253oC,CH4沸点−162oC,所以温度应控制在−162oC到80oC之间,30oC在此范围内,−200oC和100oC不符合。
故选B。
(7)由所给方程式可知,H2S燃烧会生成SO2,SO2是空气污染物,会污染环境,所以燃烧除硫不合理。
(8)从微观角度看,分子之间存在间隔。氢气由氢分子构成,在恒温高压的条件下,氢分子间的间隔变小,从而使氢气由气态变为液态,所以氢气能被液化。
(9)根据题目信息,反应物是CO2和H2 ,反应条件是催化剂和加热,生成物是和 ,所以该反应的化学方程式为。反应启动后撤除热源,但为保护催化剂,反应过程中仍需及时降温,这说明反应过程中放出热量,导致温度升高,所以该反应是放热反应。
(10)从流程来看,焦炉煤气中的碳元素,经过一系列反应,最终大部分转化到CH4中。
10.(25-26九年级上·广东深圳·期末)某兴趣小组开展以“探索化学中的美(镁)”为主题的项目式学习。
【任务一】体验“活泼的镁”
[资料信息1]镁是一种活泼金属,在氧气、氮气、二氧化碳中均可燃烧。
(1)利用足量的镁来代替下图中的红磷,来测定空气中氧气的含量,将会导致测得氧气的含量_______(填“>”“=”或“<”)五分之一。
(2)通过分析上述“资料信息1”,谈谈你对“燃烧发生的条件”新的认识:________。
【任务二】揭秘“黑暗的镁”
镁条暴露在空气中表面会生成白色稀松的碱式碳酸镁[]。已知碱式碳酸镁加热易分解生成与气体,于是对产生的气体进行了如下探究。
[资料信息2]1.实验室中常用浓硫酸干燥气体。
2.无水硫酸铜是一种白色粉末,遇水变蓝色。
[提问]气体的成分是什么?
[猜想]
(3)猜想Ⅰ:与\;猜想Ⅱ:与;猜想Ⅲ:________。
[实验]实验装置图(如图所示)
(4)连接好装置,在实验开始前进行的一步操作是_______________。
(5)为了达到实验目的,试剂a可以选择:_______(填序号,可多选)。
A.澄清石灰水 B.水 C.紫色石蕊溶液 D.稀盐酸
(6)通过实验可获得猜想Ⅱ成立,则在实验中除了会观察到装置C中试剂a有显著变化外,将还会观察到的现象为____________。
(7)碱式碳酸镁受热分解的化学方程式为______________。
[评价]
(8)有同学提出能否将C装置放在E装置后,你认为______(填“能”或“不能”),原因是_______。
【答案】(1)>
(2)燃烧不一定需要氧气参与
(3)CO、CO2、H2O
(4)检查装置的气密性
(5)AC
(6)B中无水硫酸铜变蓝,E中黑色粉末无变化
(7)
(8) 不能 一氧化碳与氧化铜反应会生成二氧化碳,无法判断碱式碳酸镁是否分解生成了二氧化碳
【解析】(1)红磷只与空气中的氧气反应,而镁不仅能与氧气反应,还能与氮气、二氧化碳发生燃烧反应,消耗的气体体积远超空气中氧气的体积,因此进入瓶内的水会更多,导致测得氧气的含量大于五分之一,故填>;
(2)镁不仅能与氧气反应,还能与氮气、二氧化碳发生燃烧反应,说明燃烧不一定需要氧气参与;
(3)根据质量守恒定律,碱式碳酸镁由Mg、O、H、C四种元素组成,分解生成MgO和气体,由猜想Ⅰ为与\;猜想Ⅱ为与可知,猜想Ⅲ为CO、CO2、H2O;
(4)连接好装置后,实验开始前需检查装置的气密性,防止装置漏气导致实验结果不准确;
(5)试剂a的作用是检验CO2,澄清石灰水遇CO2会变浑浊,可检验CO2;CO2遇与水反应生成的碳酸会使紫色石蕊溶液变红,也可检验CO2;水无法检验CO2,稀盐酸不与CO2反应,不能用于检验CO2,故选:AC;
(6)通过实验可获得猜想Ⅱ成立,则碱式碳酸镁加热易分解生成与,水能使无水硫酸铜变蓝,故可观察到B中无水硫酸铜变蓝,同时E中黑色粉末无变化,说明没有一氧化碳生成;
(7)碱式碳酸镁受热分解生成氧化镁、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(8)不能否将C装置放在E装置后,因为一氧化碳与氧化铜反应会生成二氧化碳,无法判断碱式碳酸镁是否分解生成了二氧化碳。
11.(25-26九年级上·广东深圳·月考)同学们长时间待在紧闭门窗的教室里,常感到昏昏欲睡,敞开门窗后有所缓解。兴趣小组猜测此现象可能和教室内CO2含量有关,开展如下探究。
【问题】“紧闭门窗”和“敞开门窗”教室内CO2含量有什么差异?
【实验】
(1)设计并完成实验,形成以下报告。
实验报告
实验目的
比较“紧闭门窗”和“敞开门窗”教室内CO2含量
实验用品
集气瓶、玻璃片、量筒、胶头滴管、澄清石灰水、CO2检测仪
操作
观察与记录
Ⅰ.用集气瓶收集“紧闭门窗”和“敞开门窗”教室内的空气,分别记为样本A、B(若干组)。
Ⅱ.___________。请注意控制变量
现象不明显
Ⅲ.另取一组样本,分别用CO2检测仪测量样本A、样本B中CO2含量。
样本A中CO2含量:0.175%
样本B中CO2含量:0.084%
实验结论
CO2含量:样本A>样本B
实验反思
操作Ⅱ中现象不明显的原因可能是__________(写一条即可)。
【拓展】查阅资料:室内CO2含量大于0.1%时,会使人体产生不良反应。
(2)有同学提出可在教室内放一盆水以降低CO2含量,理由是__________(用化学方程式表示)。通过实验发现该方法效果不佳,请你另提出一条降低教室内CO2含量的安全可行的建议:__________。
(3)践行低碳行动,人人有责。实验室如何检验二氧化碳,__________。(用化学方程式表示)
【答案】(1)分别向样品A、B中滴加等量的澄清石灰水,振荡 样品A、B中CO2含量偏低(合理即可)
(2) 摆放绿植(合理即可)
(3)
【解析】(1)操作Ⅱ因为要比较“紧闭门窗”和“敞开门窗”教室内空气中二氧化碳的含量,利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质,所以操作Ⅱ为向样本A、B中分别加入等量的澄清石灰水,振荡。实验反思操作Ⅱ中现象不明显,原因可能是样本A、B中二氧化碳含量较低(或澄清石灰水的浓度过小等合理即可)。
(2)有同学提出可在教室内放一盆水以降低CO2含量,是因为二氧化碳能和水反应生成碳酸,该反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3。建议降低教室内CO2含量的安全可行建议为摆放绿植(合理即可),通过绿色植物的光合作用降低教室内二氧化碳的含量。
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此实验室常用澄清石灰水检验二氧化碳,二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
12.(25-26九年级上·广东深圳·月考)“基于碳中和理念设计低碳行动方案”是跨学科实践活动的一个重要内容。
任务一:理解碳中和内涵
【查阅资料】简言之,碳中和是指通过节能减排、植树造林等措施,抵消人类活动产生的,达到相对“零排放”。
【构建模型】固碳是实现碳中和的重要途径之一,小组同学构建的固碳模型如图:
【小组讨论】
(1)生态固碳主要依靠植物的________实现。
(2)捕集工业排放的制成干冰,它可用于_________。
(3)碳封存,将注入油气层起到驱油作用,既提高油的采收率,又实现碳封存。用如图装置模拟油气田封存。连接装置A、B,将从______(填“a”或“b”)导管口通入装有油的广口瓶中封存,油被压入烧杯中。
(4)某科研基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入岩石层,也能实现二氧化碳的封存。从微观角度分析,这一技术能够实现的原因是_________。
任务二:探究二氧化碳捕集
【提出问题】水能吸收吗?
【进行实验】
(5)小组同学设计如下方案并完成实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①向盛有气体的软塑料瓶中,加入容积的水,立即旋紧瓶盖,振荡
_________
水能捕集
②取少量步骤①所得溶液于试管中,滴加几滴________,振荡
溶液变成红色
【反思评价】
(6)步骤①中发生反应的化学方程式为__________。
【实验拓展】
(7)常用澄清石灰水检测二氧化碳是否已全部被吸收,发生的化学反应方程式为__________。
【答案】(1)光合作用
(2)人工降雨(合理即可)
(3)b
(4)分子之间存在间隔,受压后,分子之间的间隔变小
(5)软塑料瓶变瘪 紫色石蕊试液
(6)
(7)
【解析】(1)生态固碳主要依靠植物的光合作用实现,植物通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,从而固定碳元素;
(2)捕集工业排放的制成干冰,干冰升华吸热,能使周围温度降低,可用于人工降雨;
(3)连接装置A、B,二氧化碳的密度比油小,则将从b导管口通入装有油的广口瓶中封存,油从长导管被压入烧杯中;
(4)某科研基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入岩石层,也能实现二氧化碳的封存。从微观角度分析,这一技术能够实现的原因是:分子之间存在间隔,受压后,分子之间的间隔变小;
(5)①向盛有气体的软塑料瓶中,加入容积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,二氧化碳能溶于水,且能与水反应,导致瓶内气体减少,压强减小,故现象是:软塑料瓶变瘪;
②二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红,故取少量步骤①所得溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊试液,振荡,溶液变成红色;
(6)步骤①中发生反应为二氧化碳与水反应生成碳酸,该反应的化学方程式为:;
(7)常用澄清石灰水检测二氧化碳是否已全部被吸收,发生的反应为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:。
13.(25-26九年级上·广东深圳·月考)某化学兴趣小组的同学对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生了兴趣,开启了“低碳行动”项目式学习探究之旅。
任务一:探究家庭中二氧化碳的来源
(1)在厨房中用两个相同的塑料瓶分别收集用燃气灶炒菜前后灶台旁的气体,并用CO2传感器测量两瓶气体中CO2的含量,可观察到__________(填“炒菜前”或“炒菜后”)灶台旁气体中CO2的含量更多,因此,燃气的燃烧是家庭中二氧化碳的主要来源之一。
任务二:实验室模拟吸收二氧化碳的原理
i.运用已有知识设计实验吸收CO2
(2)用两个相同的软塑料瓶分别收集满二氧化碳。
实验序号
实验1
实验2
设计依据
能溶于水并与水反应
能与澄清石灰水反应
实验过程
向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入100 mL蒸馏水
________________________
实验现象
塑料瓶变瘪
塑料瓶变瘪程度大,澄清石灰水________
(3)通过上述实验现象判断,实验______(填实验序号)吸收二氧化碳的效果更好,其原因是____________(用化学方程式表示)。
ii.比较水和海水吸收CO2的能力大小
【提出问题】CO2被水和食盐水(模拟海水)吸收的情况如何?
【作出猜想】猜想1:水吸收的CO2更多;猜想2:食盐水(模拟海水)吸收的CO2更多。
【进行实验】将收集有100 mLCO2的量筒分别倒扣在盛有等体积水的烧杯A和盛有等体积食盐水的烧杯B中,如图所示,每隔一定时间观察并记录量筒内CO2的体积见实验数据记录表。
实验数据记录表
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
烧杯A量筒中CO2体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
烧杯B量筒中CO2体积/mL
100
99
93
90.5
89
88
【得出结论】
(4)由上表数据分析,相同条件下,________(填“猜想1”或“猜想2”)正确。
任务三:制订低碳行动方案
(5)通过该项目的探究,小组的同学们对低碳行动有了新的认识。结合你的生活经验,列举一个低碳行动的具体措施________________。
【答案】(1)炒菜后
(2)向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入100 mL澄清石灰水 变浑浊
(3)2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(4)猜想1
(5)外出时,步行或骑自行车或乘坐公交车
【解析】(1)在厨房中用两个相同的塑料瓶分别收集用燃气灶炒菜前后灶台旁的气体,并用CO2传感器测量两瓶气体中CO2的含量,可观察到炒菜后灶台旁气体中CO2的含量更多,因此,燃气的燃烧是家庭中二氧化碳的主要来源之一。
(2)实验2:对比实验必须控制变量唯一性,其它条件都应该相同,才可探究出该条件对实验是否有影响。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以实验过程为:向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入100 mL澄清石灰水。实验现象为:塑料瓶变瘪程度大,澄清石灰水变浑浊。
(3)通过上述实验现象判断,实验2吸收二氧化碳的效果更好,其原因是:二氧化碳能与澄清石灰水发生反应,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(4)由上表数据分析,相同条件下,猜想1正确。
(5)通过该项目的探究,小组的同学们对低碳行动有了新的认识。结合你的生活经验,低碳行动的具体措施:外出时,步行或骑自行车或乘坐公交车。
14.(25-26九年级上·广东深圳·月考)实验探究题:碳酸氢铵去哪儿了?
资料:
i.碳酸氢铵(NH4HCO3),易溶于水,白色固体。在低温、干燥的条件下,碳酸氢铵能稳定存在;当温度稍高(10℃以上)或湿度稍大,碳酸氢铵就易消失。碳酸氢铵能使澄清的石灰水变浑浊,不能使湿润的酚酞试纸变红色。
ii.湿润的酚酞试纸遇氨气(NH3)会变红色,常用于检验氨气。
【提出问题】
碳酸氢铵受热消失,此过程发生是什么变化?
【做出假设】
猜想一:碳酸氢铵受热消失,是由于变成了碳酸氢铵蒸气,发生了物理变化;
猜想二:碳酸氢铵受热消失,是由于变成了别的物质,发生了化学变化。
【收集证据】
(1)填写表格:
实验步骤
实验现象
实验结论、解释
①把干燥的碳酸氢铵放在试管中加热
试管口有水雾
有水生成
②将湿润的酚酞试纸放到①中的试管口
酚酞试纸变红色
有______生成
③将碳酸氢铵与湿润的酚酞试纸接触
酚酞试纸不变红
【获得结论】
(2)碳酸氢铵受热消失,发生的是______变化。
【交流评价】
(3)实验步骤③“将碳酸氢铵与湿润的酚酞试纸接触”,其目的是_____。
(4)把碳酸氢铵受热后产生的气体通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊。______(填“能”或“不能”)根据“这一现象判断碳酸氢铵加热有二氧化碳生成”,原因是_______。
(5)实验证明,碳酸氢铵受热确实有二氧化碳生成,写出碳酸氢铵受热反应的化学方程式_______。
(6)碳酸氢铵是农业上常用的一种化肥,根据本次实验探究,你认为在使用或储存碳酸氢铵时应注意什么问题?______。
【答案】(1)氨气/NH3
(2)化学
(3)对比实验,证明碳酸氢铵不能使湿润的酚酞试纸变色
(4)不能 根据资料i,碳酸氢铵能使澄清石灰水变浑浊,若加热时产生的气体含未分解的碳酸氢铵蒸气(猜想一),也会造成相同现象,故无法判断一定有二氧化碳生成。
(5) NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
(6)低温、干燥保存,避免在高温或潮湿环境下使用
【解析】(1)②将湿润的酚酞试纸放到①中的试管口,酚酞试纸变红色,结合资料 “湿润的酚酞试纸遇氨气(NH3)会变红色”,可知有 氨气(NH3)生成。
(2)碳酸氢铵受热后生成了水、氨气等新物质,发生的是化学变化。
(3)实验步骤③“将碳酸氢铵与湿润的酚酞试纸接触”,其目的是形成对比实验,证明碳酸氢铵不能使湿润的酚酞试纸变色,以证明是加热碳酸氢铵产生的氨气使酚酞试纸变红。
(4)根据资料i,碳酸氢铵能使澄清石灰水变浑浊,若加热时产生的气体含未分解的碳酸氢铵蒸气(猜想一),也会造成相同现象,故无法判断一定有二氧化碳生成。
(5)根据以上实验可知,碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳,化学方程式为 NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑。
(6)由于碳酸氢铵在低温、干燥的条件下能稳定存在,温度稍高或湿度稍大易消失,所以在使用或储存碳酸氢铵时应注意低温、干燥保存,避免在高温或潮湿环境下使用。
15.(25-26九年级上·广东深圳·月考)小朋和兴趣小组的同学们一起以“气体制备”为主题开展实验探究。
I.小朋设计了一个简易制氧装置(如图1)。
【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢;碳酸钠易溶于水。
【操作】在甲瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰,该瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊,瓶壁温热乙瓶水中导管口有气泡冒出。
【实验评价】
(1)图1甲瓶中的二氧化锰可用________、洗涤、烘干等操作回收。
(2)图1乙瓶中水的作用是________________。(写一点即可)
【选择制氧剂】市售制氧机一般以过氧化氢溶液或过碳酸钠固体为原料。
(3)请写出过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧的化学反应方程式:_____________。
(4)为比较过碳酸钠与过氧化氢溶液的制氧气效率,兴趣小组运用控制变量法进行实验,并记录前20分钟的数据(如图2)。结合图2,分析该小组选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是________________________。
Ⅱ.小朋将上述制氧装置改用于制备气体。
(5)将气体发生器与气体细化器相连接,为了使水草更好地生长,气体细化器可将二氧化碳分散成很细小的气泡,如图3。通入有利于水草进行光合作用,光合作用放出的气体为________。
(6)发生器的不合理使用会影响缸中鱼类的生存,兴趣小组重新设计了水草缸的气体发生器A瓶,如图4,该装置的优点是___________。写出该反应的化学反应方程式:____________。
【答案】(1)过滤
(2)观察气体生成速率(或给气体降温或给气体加湿一点即可)
(3)
(4)在相同条件下,过碳酸钠固体的制氧效率更高,且固体比液体更便于携带(合理即可)
(5)氧气(或)
(6)可控制反应的开始和停止
【解析】(1)二氧化锰作为催化剂,反应后其质量和化学性质不变,且二氧化锰不溶于水,故可通过过滤、洗净、烘干等操作进行回收。
(2)左瓶中的氧气通入到右瓶的水中,故水可以起到润湿氧气的作用,氧气通入到水中时也会产生气泡,可通过观察气泡冒出的速度来观察反应速率。
(3)过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学反应方程式为。
(4)由图像可知,相同的时间内,过碳酸钠固体制取的氧气比5%过氧化氢溶液制取的氧气多,故过碳酸钠的制氧效率更高,且固体比液体更便于携带。
(5)光合作用吸收二氧化碳,放出氧气。
(6)该装置中,关闭气量调节阀,产生的气体使装置中的压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,则装置的优点是可以控制反应的发生和停止;石灰石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳的同时还生成氯化钙和水,反应的化学方程式为。
16.(25-26九年级上·广东深圳·月考)某兴趣小组用加热氯酸钾()和固体混合物的方法制得。
(1)该反应的化学方程式为,反应中的作用是___________。
兴趣小组在做实验时偶然闻到了刺激性气味,对此同学们产生了疑问,并进行下列探究。
【提出问题】加热与固体混合物产生气体的成分是什么?
【查阅资料】①酸能使紫色石蕊溶液变红;②氯气()是有刺激性气味的气体,能溶于水,能使紫色石蕊溶液先变红后褪色;常用NaOH溶液吸收。
【猜想假设】猜想一:该气体为;
(2)猜想二:该气体为___________(填化学式):
猜想三:该气体为和。
(3)小深同学认为猜想一不成立,理由是___________。
【实验探究】小圳同学在老师的启发下,设计了下列实验:
(4)
实验I
实验Ⅱ
操作
现象
紫色石蕊溶液先变___________后褪色
带火星的木条复燃
结论
猜想___________成立。
【反思评价】
同学们发现不是每次实验都能闻到刺激性气味。进一步查阅资料如下:
与质量比
的质量/g
的体积/mL
时间/s
实验现象
2:1
1.5
809
183
刺激性气味比较重
3:1
1
817
168
刺激性气味淡
4:1
0.8
825
170
刺激性气味略重
(5)由表数据可知,和质量比会对生成物产生影响,质量比为___________时,可迅速制得较纯净的。
(6)实验室加热高锰酸钾可制得较纯净的,请写出高锰酸钾制取氧气的化学方程式:___________。
【答案】(1)催化作用
(2)Cl2
(3)氧气是无色无味气体
(4)红 三
(5)3:1
(6)
【解析】(1)反应中二氧化锰是催化剂,作用是催化作用,故填:催化作用。
(2)结合猜想一和三,猜想二,该气体是氯气,故填:Cl2。
(3)生成的气体有刺激性气味,而氧气是无色无味的,故猜想一不成立,故填:氧气是无色无味气体。
(4)氯气是有刺激性气味的气体,能溶于水,能使紫色石蕊溶液先变红后褪色,故现象为紫色石蕊溶液先变红后褪色,说明含氯气,带火星的木条复燃,说明含氧气,故猜想三成立,故填:红;三。
(5)由表中数据可知,当氯酸钾与二氧化锰的质量比为 3:1 时,耗时最短,收集的氧气体积最大,且刺激性气味淡,说明此时可迅速制得较纯净的氧气,故填:3:1。
(6)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾二氧化锰和氧气,故填:。
17.(2025·广东深圳·三模)松花蛋是我国特有的一种传统美食。化学兴趣小组同学进行了“松花蛋制作”的项目研究,请结合任务回答问题。
【任务一】初识松花蛋,查阅营养成分
(1)松花蛋,又称皮蛋,制作原料为鸡蛋,鸡蛋中富含的营养素为_______,除此之外,还含有油脂、维生素及无机盐等多种营养素,具有较高的营养价值。
【任务二】品尝松花蛋,感受松花蛋的酸碱性。
(2)同学们品尝松花蛋时,发现松花蛋略有涩味,推测松花蛋中含有碱性物质,生活中食用时可加入_______(选填“料酒、食醋或酱油”)来减少涩味。
【任务三】浸松花蛋粉,寻找涩味缘由
(3)取适量松花蛋粉(用于制作松花蛋泥的原料),加入足量水,搅拌、过滤。向滤液中加入_______溶液(填写指示剂名称),溶液变红证明滤液中含有碱性物质。
【提出问题】滤液中的碱性物质是什么?
【查阅资料】松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等。
【分析推理】
(4)松花蛋粉加水调和时发生如下反应:
①;
②_______
【提出猜想】
(5)猜想1:NaOH;猜想2:NaOH和;猜想3:NaOH和_______(填化学式);
(6)设计实验验证猜想
实验方案
实验现象
实验结论
操作一:取少量滤液于试管中,向其中加入过量的稀盐酸
无明显实验现象
猜想________不成立
操作二:________
________
猜想2成立
【讨论交流】
(7)根据复分解反应发生的条件,操作1中除可用稀盐酸外,还可选用_______也能达到同样实验目的。
A.酸碱指示剂 B.氯化钾溶液 C.氢氧化钙溶液 D.氯化钡溶液
【答案】(1)蛋白质
(2)食醋
(3)酚酞溶液
(4)
(5)Na2CO3
(6)3 取少许滤液,向其中加入碳酸钠溶液 产生白色沉淀
(7)CD
【解析】(1)鸡蛋是常见的富含蛋白质的食物,蛋白质是人体重要的营养物质之一。所以鸡蛋中富含的营养素为蛋白质。
(2)因为松花蛋中含有碱性物质,而食醋中含有醋酸,醋酸能与碱性物质发生中和反应,从而减少涩味。料酒和酱油不能与碱性物质发生有效的反应来减轻涩味。所以生活中食用时可加入食醋来减少涩味。
(3)酚酞溶液遇碱性溶液会变红,石蕊溶液遇碱性溶液会变蓝。题目中说溶液变红证明滤液中含有碱性物质,所以加入的指示剂为酚酞溶液。
(4)松花蛋粉中含有生石灰、纯碱等。生石灰与水反应生成氢氧化钙,生成的氢氧化钙会与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,化学方程式为:;
(5)根据前面发生的反应:,存在三种情况:恰好完全反应时,溶液中溶质为NaOH;氢氧化钙过量时,溶液中溶质为NaOH和Ca(OH)2;碳酸钠过量时,溶液中溶质为NaOH和Na2CO3。所以猜想 3 中应填Na2CO3。
(6)①向滤液中加入过量稀盐酸无明显现象。如果猜想3中含有碳酸钠(因为碳酸钠与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体,化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ ),加入稀盐酸就会产生气泡,现在无明显现象,所以猜想3不成立。
②因为猜想 2 成立,猜想 2 中含有氢氧化钙。为了验证氢氧化钙的存在,可以向滤液中通入二氧化碳气体(或加入碳酸钠溶液 )。二氧化碳与氢氧化钙反应会生成碳酸钙白色沉淀,化学方程式为:;碳酸钠与氢氧化钙反应也会生成碳酸钙白色沉淀,化学方程式为:。所以实验现象③为产生白色沉淀。
(7)A、酸碱指示剂只能检验溶液的酸碱性,不能检验碳酸根离子,无法达到与稀盐酸同样检验碳酸根离子的目的,A 错误。
B、氯化钾溶液与溶液中的成分不反应,不能检验碳酸根离子,B 错误。
C、氢氧化钙溶液与可能存在的碳酸根离子反应会生成碳酸钙沉淀,能检验碳酸根离子的存在,与稀盐酸检验碳酸根离子(产生气体)的原理不同,但能达到同样确定溶液成分的实验目的,C 正确。
D、氯化钡溶液与可能存在的碳酸根离子反应会生成碳酸钡沉淀,能检验碳酸根离子的存在,与稀盐酸检验碳酸根离子(产生气体)的原理不同,但能达到同样确定溶液成分的实验目的,D 正确。
故选:CD。
18.(2025·广东深圳·三模)某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开展了系列研学活动。
活动一:了解我国古代造纸技术
(1)“草木灰水”中含有K2CO3,K2CO3属于________(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)“石灰”即生石灰,加水“调乳”的化学方程式为________。
活动二:了解现代造纸生产
古法制浆用石灰脱脂脱色能力强,但成纸强度低,现代造纸对蒸煮试剂进行改良,使用NaOH。某造纸厂对造纸废弃物进行处理,经检验“蒸煮”后过滤所得溶液中存在Na2CO3。
【查阅资料】BaCl2溶液显中性,BaCO3为难溶于水的白色固体。
【实验探究】
(3)兴趣小组同学设计如下实验,证明滤液中还含有NaOH。
实验操作
实验现象
实验结论
I.取少量“蒸煮”后过滤所得溶液于试管中,向其中滴加足量BaCl2溶液,观察现象。
___________
含Na2CO3
Ⅱ._______
溶液变红色
含NaOH
【拓展交流】造纸厂废水主要含有NaOH和一些细小纤维有机物及沉淀物,如果不经处理或轻度处理就将废水直接排放,会造成严重的污染。
(4)某造纸厂利用pH计和COD传感器(可以用来表示废水中总有机物含量)测得在污水处理过程中溶液pH和COD变化情况(如图所示)。当废水的pH在6~9之间,COD的指标范围为___________,便可排放。
(5)该造纸厂进行废液处理时,在“硫酸调节池”中发生反应的化学方程式为___________(写一个)。
【答案】(1)盐
(2)
(3)产生白色沉淀 取步骤Ⅰ中的上层清液于试管中,向其中滴加无色酚酞溶液,观察现象
(4)小于100mg/L
(5)
【解析】(1)K2CO3由钾离子和碳酸根离子构成的,故属于盐。
(2)生石灰即氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为。
(3)实验结论中含有碳酸钠,碳酸钠和氯化钡能反应生成碳酸钡沉淀,因此取少量废水于试管中,向其中滴加足量氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生,证明含有碳酸钠;
实验结论中含有氢氧化钠,实验现象为溶液变红,氢氧化钠呈碱性,能使酚酞溶液变红,因此取步骤Ⅰ中的上层清液于试管中,向其中滴加无色酚酞溶液,观察现象;
(4)根据图可知,可排放废水的范围在6~9之间,COD值小于100mg/L。
(5)在“硫酸调节池”中发生的反应是硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,反应的化学方程式为。
18.(25-26九年级上·广东深圳·阶段检测)同学们学习了质量守恒定律后进行了如下实验活动。
活动一:验证质量守恒定律
(1)甲同学所做的是铜与氧气反应前后质量的测定实验,观察到的现象有___________。(至少写出两条现象)
(2)乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触,反应结束后发现天平的指针___________(填“偏左”“偏右”或“不偏转”)。
【交流讨论】
(3)该反应___________(填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。
(4)为进一步完善乙同学的实验,小组同学设计了丙、丁实验装置,选出你认为最合适的装置,并说明理由___________。
活动二:应用质量守恒定律探究物质组成
木糖醇是一种白色粉末状物质,易溶于水,新型甜味剂。
【提出问题】木糖醇是由什么元素组成的?
【提供资料】
酒精燃烧的产物是水和二氧化碳。
【实验探究】
(5)
实验步骤
实验现象
实验结论
1.取适量的木糖醇放在酒精灯火焰上灼烧,同时将一只干燥的烧杯罩在火焰上方
烧杯内壁出现水雾
证明木糖醇的组成中一定含有___________。
2.将烧杯倒转,并注入澄清的石灰水,振荡
___________
证明木糖醇的组成中一定含有碳元素。
【交流讨论】
(6)大家认为上面的实验设计不严谨,原因是___________。
【答案】(1)红色粉末变成黑色,小气球先变鼓后变瘪
(2)偏右
(3)符合
(4)丁最合适;丙装置中的气球会膨胀,用天平测量时会有浮力的影响
(5)氢元素 澄清石灰水变浑浊
(6)酒精燃烧也会生成二氧化碳和水,会干扰木糖醇燃烧产物的鉴别
【解析】(1)铜和氧气反应生成氧化铜,铜为紫红色固体,氧化铜为黑色,则现象为红色粉末变成黑色,且反应放热,装置中的压强会增大,气球变鼓,待冷却后,气球又变瘪,且反应前后电子秤读数相同,故填:红色粉末变成黑色,小气球先变鼓后变瘪;(其他合理答案均可)
(2)碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳气体,二氧化碳会逸散到空气中,则左边质量会偏小,天平向右边偏转,故填:偏右;
(3)质量守恒定律适用于一切化学变化,该反应为化学变化,符合质量守恒定律,故填:符合;
(4)碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳,丙、丁均为密闭装置,但由于装置中的压强会增大,丙装置中的气球会膨胀,用天平测量时会有浮力的影响,故丁装置更合理,故填:丁最合适;丙装置中的气球会膨胀,用天平测量时会有浮力的影响;
(5)烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,根据反应前后元素种类不变,则说明木糖醇中一定含有氢元素,故填:氢元素;
将烧杯倒转,并注入澄清的石灰水,振荡,结论是:木糖醇的组成中一定含有碳元素,推测现象是:澄清石灰水变浑浊,故填:澄清石灰水变浑浊;
(6) 由于酒精燃烧也会生成二氧化碳和水,则会干扰木糖醇燃烧的产物的鉴别,故填:酒精燃烧也会生成二氧化碳和水,会干扰木糖醇燃烧产物的鉴别。
19.(2025·广东深圳·二模)化学兴趣小组对除湿盒产生兴趣,对此进行如下探究。
资料:1.氯化钙是一种常用的干燥剂,市售除湿剂成分一般为氯化钙晶体()。
2.氯化钙晶体在受热条件下发生反应:。
任务一:了解市售除湿盒的除湿原理
如图1为某市售氯化钙除湿盒,图2为其使用说明。①除湿盒在吸水除湿后,集水区内有大量液体和少量固体。②氯化钙在不同温度下溶解度如表1。
表1 不同温度下氯化钙的溶解度
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
溶解度/g
59.5
65.0
74.5
100
116
137
147
(1)同学们取适量除湿剂样品于烧杯中,加适量水搅拌,触摸烧杯壁感觉发热,说明氯化钙溶解过程中___________ (填“吸热”或“放热”)。结合氯化钙的溶解度分析除湿盒集水区有无色晶体析出的原因可能是___________。
(2)根据除湿盒使用说明中的注意事项,若不慎接触皮肤,可用小苏打水擦拭。取一定量集水区溶液于试管中,加入5%的小苏打(碳酸氢钠)溶液,观察到有白色沉淀和无色气体生成,该气体能使澄清石灰水变浑浊。则氯化钙与碳酸氢钠反应的化学方程式为___________。
任务二:自制除湿剂与市售除湿剂除湿效果比较
【设计与实验】
实验一:自制除湿剂
(3)小组同学在实验室利用石灰石自制氯化钙除湿剂。取一定量石灰石加入过量___________,充分反应后过滤,将滤液蒸发,收集固体得到除湿剂。
实验二:比较两种除湿剂的除湿效果
分别在真空密封袋(袋中充有等体积的空气)中盛放5g自制氯化钙除湿剂(粉末状)和市售氯化钙除湿剂(大小均匀的颗粒状)进行图3实验,用湿度传感器测得除湿剂附近湿度随时间用湿度的变化曲线如图4、图5所示,并另取1g自制氯化钙除湿剂和1g市售氯化钙除湿剂置于敞口培养皿中,每天同一时间观察并称量质量,二者吸湿增重对比如图6。
(4)经对比图4、图5可知,两种不同形状除湿剂中的除湿效果较差的为___________,由此可知,除湿剂的颗粒大小对除湿效果___________(填“有”或“无”)影响。
(5)由图6可知,两种除湿剂均具有吸水能力,但吸水能力存在差异,原因可能是___________(写一个)。
任务三:探究市售氯化钙除湿剂的主要成分
(6)称取8.80g市售氯化钙除湿剂样品,充分加热后,最终得到无水氯化钙,实验过程中样品质量变化曲线如图7。通过计算可知,该除湿剂样品中的为___________(计算结果保留整数位,后同)。实验中部分操作可能会引起误差,请写出一种可能引起误差的原因___________。
【答案】(1)放热 氯化钙溶解时放热,溶液温度升高,氯化钙溶解度增大,当溶液进入集水区后,温度降低,溶解度减小,有晶体析出
(2)
(3)稀盐酸
(4)自制除湿剂 有
(5)自制除湿剂纯度较低(或自制除湿剂已部分吸收水分,发生变质,从而影响除湿效果等,答案合理即可)
(6)2 实验时露置在空气中称量样品,导致样品吸水(答案合理即可)
【解析】(1)由题干信息可知,触摸烧杯外壁感觉发热,说明氯化钙溶解过程放热;
分析表格数据可知,氯化钙的溶解度随温度升高而增大,氯化钙溶解时放热,溶液温度升高,氯化钙溶解度增大,当溶液进入集水区后,温度降低,氯化钙溶解度减小,有晶体析出。
(2)根据化学反应前后元素种类不变,分析题干信息可知,氯化钙与碳酸氢钠反应生成氯化钠、碳酸钙沉淀、水和二氧化碳气体,该反应的化学方程式为:。
(3)在实验室利用石灰石自制氯化钙除湿剂,可取一定量石灰石加入过量稀盐酸,石灰石主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,充分反应后将滤液蒸发,收集所得固体即可得到氯化钙除湿剂。故填:稀盐酸。
(4)分析图4和图5湿度变化曲线可知,除湿效果比较差的是自制除湿剂,主要是自制除湿剂呈粉末状,吸湿后易黏结在一起,使水汽和氯化钙融合成胶状,一定程度上影响了除湿效果,所以除湿剂的颗粒大小对除湿效果有影响。故填:自制除湿剂;有。
(5)由图6可知,两种除湿剂均具有吸水能力,但市售除湿剂的吸水能力较好,原因可能是自制除湿剂纯度较低或自制除湿剂已部分吸收水分,发生变质,从而影响除湿效果。故填:自制除湿剂纯度较低(或自制除湿剂已部分吸收水分,发生变质,从而影响除湿效果)。
(6)分析图7信息可知,8.80g中的质量为6.40g,说明8.80g中的质量为:8.80g-6.40g=2.40g,则:,解得:;称量样品是露置在空气中称量等,会导致样品吸水,引起误差。故填:2;实验时露置在空气中称量样品,导致样品吸水(答案合理即可)。
20.(25-26九年级上·广东深圳·期中)化学兴趣小组的同学们在老师的指导下,开展了探究分子性质的实验。同学们找来废弃的医疗用品——微型Y型管,改进课本中探究分子运动的实验,设计了如图所示实验:
(1)实验过程中观察到的现象是_______,说明分子在不断运动。该实验设计的优点是_______。
【提出问题】影响分子运动速率的因素有哪些?
【查阅资料】浓盐酸挥发产生氯化氢气体,氯化氢气体与氨气反应会生成氯化铵,产生白烟。
【做出猜想】
(2)猜想1:与温度有关 猜想2:与_______有关 猜想3:与分子种类有关。
【实验探究】
(3)请补全下表中空白。
实验
实验设计
实验现象
结论
甲
③号试管比②号试管内酚酞溶液先变红
猜想1_______(填“正确”或“不正确”)
乙
_______
猜想2正确
丙
如图所示,a、c处分别为滴有等量等浓度的浓氨水和浓盐酸的棉花。
b处有白烟产生
氯化氢分子运动速率_______(填“大于”或“小于”)氨气分子运动速率,它们在b点接触反应生成氯化铵,猜想3正确
【实验分析】
(4)由实验甲可得出结论:_______,分子运动速率越快。
(5)已知氯化氢分子质量大于氨气分子质量,对实验丙进一步分析,可知分子质量越大,分子运动速率越_______(填“快”或“慢”)。
【答案】(1)无色酚酞试液变红色 环保无污染
(2)浓氨水的浓度
(3)正确 ⑦号试管比⑥号试管内酚酞溶液先变红 小于
(4)温度越高
(5)慢
【解析】(1)Y形管左侧管中加入无色酚酞试液,右侧管中加入浓氨水,浓氨水具有挥发性,挥发出氨气分子,分子在不断运动着,氨气分子因运动而进入无色酚酞试液中,使无色酚酞试液变红,该实验设计装置密闭,环保无污染,故填:无色酚酞试液变红色;环保无污染;
(2)结合后面实验探究,实验乙中溶液的浓度不同,则影响分子的运动速率还可能为溶液的浓度,故填:浓氨水的浓度;
(3)实验甲中,实验现象为B中③号试管内酚酞溶液先变红,A、B装置中只有温度不同,故分子运动速率与温度有关,猜想1正确;
实验乙中,D中氨水浓度更高,结论为猜想2正确,则说明⑦号试管内酚酞溶液先变红;
实验丙中,由图可知,b离c较近,则说明氨分子运动比氯化氢分子快,氨分子相对分子质量(14+1×3=17)比氯化氢的相对分子质量(1+35.5=36.5)小;
故填:正确;⑦号试管比⑥号试管内酚酞溶液先变红;小于;
(4)实验甲中,④号试管置于热水中,温度比①号试管高,③号试管比②号试管内酚酞溶液先变红,则说明相同条件下,温度越高,分子运动速率越快,故填:温度越高;
(5)氯化氢分子质量大于氨气分子质量,而氯化氢分子运动速率小于氨分子,则说明分子质量越大,分子运动速率越慢,故填:慢。
21.(2025·广东深圳·三模)皮蛋(如图所示)是人们喜爱的一种传统美食。兴趣班同学进行了“松花蛋制作”的项目研究,请结合任务回答问题。
【任务一】品皮蛋
(1)皮蛋,又称松花蛋,品尝时略有涩味。原因是皮蛋中含有碱性物质,食用时加入______(选填“食盐”或“食醋”)可去除涩味。
【任务二】制皮蛋
活动一:了解制作工艺——制作皮蛋
查阅资料:制作皮蛋用的蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等。
制作配料:将纯碱、食盐、生石灰放入容器中,加水调制成糊状泥料。
腌制皮蛋:将泥料包裹生鸭蛋存放一段时间,即可制成皮蛋。
(2)写出制作配料加水调制成糊状泥料的过程中发生的2个化学方程式______、______。
活动二:继续探究——寻找产生涩味的原因
(3)取适量皮蛋粉(用于制作皮蛋的原料),加入足量水,搅拌、过滤,测得滤液的。小组同学讨论后,一致认为,滤液中溶质的成分一定含有______,可能含有碳酸钠或氢氧化钙。
(4)设计实验验证。【可供选择的试剂为:稀盐酸、氯化钡溶液、氢氧化钡溶液、无色酚酞溶液。】
实验方案
实验现象
实验结论
______
______
滤液中不含碳酸钠
取少量滤液于试管中滴加适量碳酸钠溶液
产生白色沉淀
滤液中含有氢氧化钙
(5)食盐在制作食品的过程中通常起的作用是______。
通过以上探究,同学们找到了皮蛋粉加水后滤液显碱性的原因,也知道了产生涩味的原因。
【答案】(1)食醋
(2)
(3)氢氧化钠
(4)取少量滤液于试管中滴加适量氯化钡溶液 无明显现象
(5)调味
【解析】(1)皮蛋又称松花蛋,品尝时略有涩味,是因为皮蛋中含有碱性物质,食醋中含有醋酸,醋酸能与皮蛋中的碱性物质发生反应,故食用时可加入食醋去除涩味;
(2)将纯碱、食盐、生石灰放入容器中,加水调制成糊状泥料,纯碱是碳酸钠的俗称,食盐是氯化钠的俗称,生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为、;
(3)取适量皮蛋粉(制作皮蛋用的蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等)加入足量水,纯碱是碳酸钠的俗称,食盐是氯化钠的俗称,生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,搅拌、过滤,测得滤液的,说明滤液显碱性,则滤液中溶质的成分一定含有氢氧化钠,可能含有碳酸钠或氢氧化钙;
(4)根据实验结论滤液中不含碳酸钠,碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,产生白色沉淀,则取少量滤液于试管中滴加适量氯化钡溶液,观察到无明显现象,说明滤液中不含碳酸钠;
(5)食盐在制作食品的过程中通常起的作用是调味。
22.(2025·广东深圳·三模)民间有谚语:“草木灰,单积攒,土地壮棵又增产”。草木灰是一种重要的农家肥,化学兴趣小组以“探究草木灰的成分”为主题开展项目式探究。
【查阅资料】草木灰的主要成分是一种含钾的盐,草木灰中还可能含有K2SO4、KCl。
【探究一】草木灰的成分
(1)向草木灰中加入稀盐酸,生成的气体可使_______(填试剂名称)变浑浊,可推断草木灰的主要成分是K2CO3。
(2)草木灰中还可能含有K2SO4、KCl。设计实验验证:
实验操作
现象
结论
实验1:取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,加入过量的硝酸钡溶液
_______
草木灰中含有K2SO4
实验2:取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,加入少量的_______溶液(填化学式)
产生白色沉淀
草木灰中含有KCl
【交流和讨论】
(3)有同学认为实验1的结论不严谨,理由是_______(文字或者方程式表述均可)。
【探究二】测定草木灰中碳酸钠的质量分数
【查阅资料】碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠
(4)如图,向盛有20g草木灰的装置A中缓慢滴入稀硫酸,并测C装置实验前后的质量差。
①装置B的目的是除去CO2中的水蒸气,试剂X的名称________。
②写出C中发生反应的化学方程式________。
③D装置碱石灰的作用是________。
【答案】(1)澄清石灰水
(2)产生白色沉淀
(3)碳酸钾也能与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀/;
(4)浓硫酸 吸收空气中的二氧化碳,防止空气中的二氧化碳进入C装置,影响实验结果
【解析】(1)草木灰的主要成分是,碳酸钾与稀盐酸反应生成氯化钾、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故填:澄清石灰水;
(2)根据结论草木灰中含有,则实验1取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,加入过量的硝酸钡溶液,硫酸钾与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钾,实验现象为产生白色沉淀;
根据结论草木灰中含有,氯化钾能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钾,根据现象产生白色沉淀,则实验2取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,加入少量的溶液;
(3)有同学认为实验1的结论不严谨,理由是碳酸钾也能与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀,化学方程式为;
(4)①装置B的目的是除去中的水蒸气,浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应,可用于干燥二氧化碳,则试剂X的名称为浓硫酸;
②C中发生的反应是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式;
③D装置碱石灰的作用是吸收空气中的二氧化碳,防止空气中的二氧化碳进入C装置,影响实验结果。
23.(2025·广东深圳·三模)融雪剂又称“化冰盐”,某融雪剂可能由氯化钙、氯化铜、氯化钠中的一种或几种物质组成,兴趣小组围绕融雪剂展开相关的探究活动。
(1)探究融雪剂的组成
【查阅资料】氯化钙溶于水会放热,氯化钠溶于水温度几乎不变。
【实验探究】
实验序号
操作
现象
结论
1
取少量融雪剂,加水溶解
得无色澄清溶液
不含__________(填化学式)
2
向上述溶液中滴加碳酸钠溶液
出现_________
含有CaCl2
3
_________
温度:氯化钠溶液<融雪剂溶液<氯化钙溶液
_________ NaCl(填“含有”或者“不含”)。
【分析与解释】实验操作2中发生反应的化学方程式是__________。
(2)探究融雪剂的融冰效率。
【实验探究】分别取大小、形状、质量相同的冰块,按①~⑧所示试剂及用量进行实验;90分钟时,测定冰融化所得水的质量。实验记录如下:
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
试剂及用量
24%的NaCl溶液/g
2
4
6
8
6
4
2
0
24%的CaCl2溶液/g
0
0
0
0
2
4
6
8
水/g
6
4
2
0
0
0
0
0
冰融化所得水的质量/g
3.57
6.77
9.44
14.19
12.84
11.54
9.97
9.52
【分析与解释】
i.通过实验①一④可得出的结论是________。
ii.甲同学依据实验⑤~⑧得到结论“CaCl2溶液的浓度越大,其融冰效率越低”。乙同学不同意他的观点,理由是________。
【答案】(1) 白色沉淀 将等质量的氯化钠固体、融雪剂、氯化钙固体分别溶于等体积的水中,并用温度计测定溶液的温度 含有
(2)其他条件相同时,NaCl溶液的浓度越大,融冰效率越高 实验⑤~⑧中,NaCl溶液的浓度逐渐减小,也可能会导致融冰效率降低
【解析】(1)取少量融雪剂,加水溶解,得无色澄清溶液,说明不含,是因为氯化铜溶液呈蓝色;
向上述溶液中滴加碳酸钠溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,观察到出现白色沉淀,说明含有;
将等质量的氯化钠固体、融雪剂、氯化钙固体分别溶于等体积的水中,并用温度计测定溶液的温度,所得温度:氯化钠溶液<融雪剂溶液<氯化钙溶液,根据氯化钙溶于水会放热,氯化钠溶于水温度几乎不变,说明含有;
实验操作2中发生的反应是碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为;
(2)由表格数据可知,实验①~④中氯化钠溶液的浓度不同,其他条件相同(加水目的是使溶液总质量相同,所以加入氯化钠溶液的质量与加入水的质量及加入氯化钙溶液的质量之和都相等),则通过实验①~④可得出的结论是:其他条件相同时,NaCl溶液的浓度越大,融冰效率越高;
由表格数据可知,实验⑤~⑧中,加入NaCl溶液的质量分别为6g、4g、2g、0g,加入CaCl2溶液的质量分别为2g、4g、6g、8g,冰融化所得水的质量分别为12.84g、11.54g、9.97g、9.52g,呈降低趋势,出现此现象的原因也可能是NaCl溶液的浓度逐渐减小,导致融冰效率降低,所以不能得到结论“CaCl2溶液的浓度越大,其融冰效率越低”,故填:实验⑤~⑧中,NaCl溶液的浓度逐渐减小,也可能会导致融冰效率降低。
24.(2025·广东深圳·三模)松花蛋是我国特有的一种传统美食。化学兴趣小组同学进行了松花蛋制作的项目研究,请结合任务回答问题。
【任务一】品尝松花蛋,感受松花蛋的酸碱性。
(1)同学们品尝松花蛋时,发现松花蛋略有涩味,推测松花蛋中含有碱性物质,生活中食用时可加入______(选填“料酒、食醋或酱油”)来减少涩味。
【任务二】浸松花蛋粉,寻找涩味缘由
(2)取适量松花蛋粉(用于制作松花蛋泥的原料),加入足量水,搅拌、过滤。使用______测得滤液,证明滤液中含有碱性物质。
【提出问题】滤液中的碱性物质是什么?
【查阅资料】
(3)松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱()等,其中碳酸钠属于______(填物质类别),它的水溶液显碱性。
【分析推理】松花蛋粉加水调和时发生如下反应:
①;②______
【提出猜想】
(4)猜想1:NaOH;猜想2:NaOH和;
猜想3:NaOH和______(填化学式);
【实验探究】
(5)设计实验验证猜想
操作
现象
结论
操作1:取滤液少许,向其中加入过量的稀盐酸
无明显现象
猜想______不成立
操作2:另取滤液少许,向其中加入碳酸钠溶液
______
猜想2成立
【讨论交流】
(6)根据复分解反应发生的条件,操作1中除可用稀盐酸外,还可选用______也能达到同样的实验目的。
A.氯化钾溶液 B.氢氧化钾溶液 C.氯化钡溶液
【答案】(1)食醋
(2)pH试纸
(3)盐
(4)Na2CO3
(5)3 生成白色沉淀
(6)C
【解析】(1)松花蛋略有涩味,是因为松花蛋中含有碱性物质,食用时可加入呈酸性的食醋,与碱性物质发生中和反应,减轻涩味,故填:食醋。
(2)使用pH试纸测得滤液的pH,证明滤液中含有碱性物质,故填:pH试纸。
(3)碳酸钠是由钠离子和碳酸根离子构成的化合物,属于盐,松花蛋粉加水调和时,除了氧化钙与水反应生成氢氧化钙外,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式:,故填:盐;。
(4)若碳酸钠与氢氧化钙恰好完全反应,猜想一:只有NaOH,若氢氧化钙过量,猜想二:有NaOH和Ca(OH)2,若碳酸钠过量,猜想三:有NaOH和Na2CO3,故填:Na2CO3。
(5)操作1:碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,取滤液少许,向其中加入过量的稀盐酸,无明显现象,说明滤液中没有碳酸钠,因此猜想3不成立。
操作2:实验结论是猜想2成立,即含有和氢氧化钙,另取滤液少许,向其中加入碳酸钠溶液,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,可观察到产生白色沉淀,说明滤液中含氢氧化钙,即猜想2成立,故填:3;产生白色沉淀。
(6)A、氯化钾溶液与碳酸钠不能生成气体、水或沉淀,不能验证是否含有碳酸钠,故选项不符合题意;
B、氢氧化钾溶液与碳酸钠不能生成气体、水或沉淀,不能验证是否含有碳酸钠,故选项不符合题意;
C、氯化钡溶液与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,能验证是否含有碳酸钠,故选项符合题意;
故选:C。
25.(2025·广东深圳·三模)深圳积极探索破解“垃圾问题”,走出了一条“无害化、减量化、资源化”的垃圾处理之路。为深入了解垃圾处理流程与环保理念,某学校组织同学们参观深圳某垃圾分类处理厂,并完成以下任务。
任务一:认识垃圾的分类
(1)同学们参观深圳某垃圾分类处理厂,获悉城市生活垃圾可分为可回收物、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。下列垃圾属于可回收物的是______。(填字母序号)
A.塑料 B.果皮 C.旧电池
任务二:了解垃圾处理方式
小深同学在参观完垃圾分类处理厂后,绘制了各类垃圾处理方式的流程图(如图1所示):
(2)生锈铁制品是最常见的可回收物,可通过与稀盐酸反应除锈,其反应的化学方程式为______。
(3)厨余垃圾堆肥有助于提高土壤肥力。学习小组设计的小型堆肥桶如图2所示,堆肥桶加盖是提供______(选填“有氧”或“无氧”)环境,有利于发酵。查阅资料,不同温度和发酵液浓度对厨余垃圾发酵产生沼气性能的影响如图3所示。分析图中数据可知发酵液浓度与池溶产气率的关系:______。
(4)部分垃圾中存在有害物质,如破损的体温计里有重金属______(填化学式),会通过水、土、空气进入人体,引起各种疾病。
任务三:探究塑料垃圾焚烧后所产生气体的成分组成
【查阅资料】a.塑料焚烧时会产生多种有害气体,其中含氯元素的塑料焚烧后会产生HCl气体;
b.若往溶液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸,产生白色沉淀,说明该溶液含有。
【提出问题】某塑料垃圾焚烧后产生的气体中是否含有HCl?
【实验验证】
(5)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该垃圾置于焚烧炉中进行焚烧,将焚烧产生的气体通入水中
该垃圾焚烧产生的气体中含有HCl
②取步骤①所得溶液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液
紫色石蕊溶液变为红色
③另取步骤①所得溶液于试管中,向其中滴加适量硝酸银溶液和稀硝酸
______
【交流探讨】
(6)结合日常生活经验进行交流,写出一条防止塑料污染的措施:______。
【答案】(1)A
(2)
(3)无氧 发酵液浓度越高,池溶产气率越低
(4)Hg
(5)生成白色沉淀
(6)减少使用一次性塑料购物袋
【解析】(1)A.塑料可以回收,重新加工,属于可回收垃圾,故选项符合题意;
B.果皮属于厨余垃圾,故选项不符合题意;
C.旧电池不可以回收,属于不可回收垃圾,故选项不符合题意,
故填写:A。
(2)铁锈主要成分是氧化铁,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,故填:。
(3)小型堆肥桶如图2所示,堆肥桶加盖隔绝了空气,是提供无氧环境,有利于发酵。查阅资料,不同温度和发酵液浓度对厨余垃圾发酵产生沼气性能的影响如图3所示,分析图中数据可知发酵液浓度与池溶产气率的关系:发酵液浓度越高,池溶产气率越低,故填:无氧;发酵液浓度越高,池溶产气率越低。
(4)体温计里有重金属汞,会通过水、土、空气进入人体,引起各种疾病,故填:Hg。
(5)HCl和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸,故填:生成白色沉淀。
(6)日常生活防止塑料污染的措施,可以减少使用一次性塑料购物袋,故填:减少使用一次性塑料购物袋。
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压轴08 科学实验探究题的六大核心考向
命题预测
科学实验探究题是中考化学的压轴核心题型,全面考查学生的科学探究能力、实验设计能力与综合分析能力,是历年中考区分度最高的题型之一。命题常以教材实验为基础进行拓展延伸,或结合生活生产、科学前沿的真实情境创设探究主题,涵盖物质成分探究、性质探究、反应条件探究、异常现象探究等多种类型。题目完整呈现科学探究的全流程:提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价,重点考查学生对控制变量法、对比实验法等科学方法的应用,以及实验现象的描述、数据的分析、结论的推导与方案的评价改进。题型以实验探究大题为主,设问层层递进,既考查基础实验技能,也考查高阶思维能力,是中考化学拉开分数差距的关键。
高频考法
1. 物质成分与组成的探究(如混合物成分、变质程度探究)
2. 物质性质与反应规律的探究
3. 反应条件与影响因素的探究(如催化剂、温度、浓度的影响)
4. 实验异常现象与误差原因的探究
5. 基于控制变量法的对比实验设计与分析
6. 实验方案的评价、改进与优化
知识·技法·思维
考向01 物质成分与组成的探究(如混合物成分、变质程度探究)
1.合理猜想:根据物质的化学性质,结合题目背景,提出可能的成分或变质情况。
例如:氢氧化钠溶液变质,是与空气中的CO2反应生成Na2CO3,因此可能的猜想为:
(1) 未变质(只有NaOH);
(2) 部分变(NaOH和Na2CO3);
(3) 完全变质(只有Na2CO3)
2.设计检验方案:利用物质的特征反应,同时注意排除干扰。
(1)检验Na2CO3:可加足量稀盐酸(产生气泡)、加Ca(OH)2/CaCl2溶液(产生白色沉淀)。
(2)检验NaOH:需先除去Na2CO3(加过量CaCl2溶液,过滤),再向滤液中滴加酚酞溶液,若变红则含NaOH.
3.现象与结论对应:根据实验现象,判断猜想是否成立,得出最终结论。
3.避坑指南:
检验碱性物质时,要排除其他碱性物质的干扰,不能直接用酚酞溶液检验部分变质的氢氧化钠溶液。除杂试剂不能入新的干扰离子,例如除去Na2CO3时,不能用Ba(OH)2溶液,因为会引入OH一,干扰后续NaOH的检验。
考向02 物质性质与反应规律的探究
1.明确探究目标:例如探究“金属活动性顺序”酸的通性”碱的化学性质”等。
2.选择合适的试剂与装置:
根据物质的性质,设计特征反应。
(1)金属活动性探究:利用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的方法,通过置换反应判断金属活动性强弱。例如,验证Fe>Cu>Ag,可选用Fe、Ag和CuSO4溶液,或Cu、FeSO4溶液和AgNO3溶液。
(2)酸的通性探究:利用酸与指示剂、活泼金属、金属氧化物、碱、盐的反应,验证酸的通性。
(3)分析现象,归纳规律:根据实验现象,总结物质的性质或反应规律。
3.常见易错点:
(1)金属与盐溶液反应时,需注意金属的活动性(前置后)和盐的可溶性(盐可溶),同时排除钾、钙、钠等活泼金属。
(2)酸的通性是H+的性质,因此不同的酸具有相似的化学性质,但酸根离子不同也会导致性质差异,例如盐酸能与AgNO3反应生成沉淀,而硫酸能与BaCl2反应生成沉淀。
考向03 反应条件与影响因素的探究(如催化剂、温度、浓度的影响)
1.明确变量:
(1)自变量:需要探究的条件,如催化剂、温度、反应物浓度、接触面积等。
(2)因变量:需要测量的反应结果,如反应速率、生成气体的体积、反应现象的变化等。
(3)无关变量:需要保持不变的条件,如反应物的用量、装置规格、反应时间等。
2.设计对比实验:只改变自变量,其他条件完全相同,设置多组实验进行对比。
例如:探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响,需设置两组实验:一组加入二氧化锰,一组不加,其余条件(过氧化氢浓度、体积、温度)完全相同,通过观察产生气泡的快慢或收集相同体积气体所需的时间,判断反应速率。
3.分析数据,得出结论:根据实验现象或数据,判断自变量对因变量的影响趋势,例如 “温度越高,反应速率越快”“反应物浓度越大,反应速率越快”。
4.避坑指南
必须遵循 “单一变量” 原则,不能同时改变多个条件,否则无法得出可靠结论。
结论要严谨,需说明 “在其他条件不变的情况下,自变量如何影响因变量”,避免绝对化表述。
考向04 实验异常现象与误差原因的探究
从 “装置、药品、操作、环境” 四个维度逐一排查原因:
1.装置问题:装置气密性不佳(如空气中氧气含量测定实验中,装置漏气会导致结果偏小)、装置设计不合理(如缺少尾气处理装置)。
2.药品问题:药品不纯(如测定氧气含量时,红磷中含有碳,会生成气体导致结果偏差)、药品用量不足(如红磷不足,无法将氧气完全消耗)、药品变质(如氢氧化钠溶液变质,无法达到预期的实验效果)。
3.操作问题:操作顺序错误(如先加热固体,再检查装置气密性)、操作时机不当(如测定氧气含量时,未冷却至室温就读数,导致结果偏小)、操作失误(如过滤时未用玻璃棒引流,导致滤液浑浊)。
4.环境问题:温度、压强的影响(如气体收集时,温度过高导致气体体积膨胀)、空气中成分的干扰(如碱石灰吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,导致实验数据偏大)。
常见例子分析
(1)过滤后滤液仍浑浊的原因:滤纸破损、液面高于滤纸边缘、仪器不干净。
(2)加热高锰酸钾制氧气时,试管炸裂的原因:试管口未略向下倾斜、加热前未预热、试管外壁有水、加热时试管接触灯芯。
考向05 基于控制变量法的对比实验设计与分析
1.明确实验目的:确定需要探究的影响因素,例如 “探究铁生锈的条件”“探究燃烧的条件”。
2.确定变量与对照组:
(1)对照组:满足所有条件的标准实验,用于和实验组对比。
(2)实验组:只改变一个条件,其余条件与对照组相同,通过对比现象,判断该条件的作用。
例如:探究燃烧的条件,设置三组实验:
①铜片上的白磷(燃烧,满足可燃物、氧气、温度达到着火点);
②铜片上的红磷(不燃烧,温度未达到着火点);
③热水中的白磷(不燃烧,缺少氧气)。通过对比①和②,得出燃烧需要温度达到着火点;对比①和③,得出燃烧需要氧气。
3.实验现象与结论对应:通过对比实验组和对照组的现象,分析变量对实验结果的影响,得出结论。
易错点提醒
(1)对比实验必须设置对照组,否则无法得出结论。
(2)变量控制要到位,例如探究温度对反应速率的影响时,除温度外,其他所有条件(如反应物浓度、体积、催化剂用量)必须完全相同。
考向06 实验方案的评价、改进与优化
从科学性、安全性、环保性、经济性等多个维度分析方案的优缺点,并提出改进措施。
评价维度
核心要点
改进方向
科学性
实验原理是否正确,能否达到实验目的,变量控制是否合理
调整实验原理,补充或修改实验步骤,确保变量控制严谨
安全性
是否存在安全隐患,如爆炸、腐蚀、有毒气体泄漏、高温烫伤等
增加安全装置(如防爆装置、防倒吸装置),调整实验条件(如控制反应温度)
环保性
是否会产生污染性物质,是否有尾气处理装置,是否节约药品
增加尾气处理装置(如点燃、收集、吸收),使用微型实验装置减少药品用量
经济性
药品是否廉价易得,操作是否简便,实验成本是否过高
选择廉价易得的药品,简化实验装置,减少实验步骤
常见优化例子
1.实验室制取氧气时,用过氧化氢和二氧化锰代替高锰酸钾加热,优点是无需加热、操作简便、产物无污染。
2.一氧化碳还原氧化铁的实验,需增加尾气处理装置(点燃或收集),防止有毒的一氧化碳排放到空气中污染环境。
典例·靶向·突破
考向01 物质成分与组成的探究(如混合物成分、变质程度探究)
例1【新考法——食用碱探究】(2026·广东深圳·模拟预测)复合食用碱是常见的食品添加剂,在食品加工和生产中经常使用,为丰富食物的多样性做出了突出贡献,这也是化学学科在食品加工中起到的积极作用。学校化学兴趣小组围绕某复合食用碱展开相关的探究活动。
(1)Ⅰ.测定复合食用碱溶液的pH值,测定时,用玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,然后再与___________对照,读出pH值。
Ⅱ.探究:该复合食用碱可能含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或两种。
【查阅资料】NaOH属于强碱,有强烈的腐蚀性,不能食用,NaHCO3受热易分解,生成碳酸钠、水和二氧化碳;Na2CO3俗称纯碱,水溶液呈碱性受热不分解。NaHCO3和Na2CO3溶液都能和稀盐酸反应生成CO2气体,NaHCO3生成气体的速率较快。
【作出猜想】根据资料可肯定该复合食用碱中不含NaOH。
(2)猜想1:NaHCO3;猜想2:___________;猜想3:Na2CO3和NaHCO3。
【实验探究】
(3)填表:
实验序号
操作
现象
分析
1
取样品于试管中,充分加热
a试管口有水珠
b试管中石灰水变浑浊
样品含有____
2
取1加热后物质于试管中,滴加足量______溶液
产生大量气泡,产生气泡的速率均匀
样品含有Na2CO3
结论
结合实验1、2得出猜想3成立。
【反思评价】
(4)有同学认为实验结论不够严谨,理由是___________。
【补充实验】
(5)填表:
实验序号
操作
现象
分析
3
取少量样品配成溶液加入试管中,滴加适量CaCl2溶液
______
样品含有Na2CO3,发生反应的化学方程式为________
结论
结合实验1、3得出猜想3成立。
Ⅲ.阐述:
(6)请你谈谈对食品添加剂的使用的建议___________(写一条即可)。
【变式探究】【新考法——管道疏通剂探究】(2025·广东深圳·二模)龙龙发现家里有一瓶久置且瓶身鼓胀的管道疏通剂,标签如图。他对该管道疏通剂是否完全变质产生了浓厚兴趣,并进行探究。考向解码
本题是典型的物质成分探究类实验题,以食品添加剂“复合食用碱”为背景,考查化学实验的完整逻辑链,核心考点如下:
1.基础实验操作:pH试纸的使用方法,考查化学实验基本操作的规范性。
2.科学探究的猜想设计:根据题目信息排除NaOH后,结合已知的两种物质,合理提出三种猜想(单一成分、两种混合成分),考查逻辑推理能力。
3.物质的化学性质应用:利用NaHCO3受热易分解、Na2CO3与CaCl2反应生成沉淀等特征反应,设计实验验证猜想,考查对碳酸盐、碳酸氢盐性质的理解。
4.实验严谨性评价:分析实验2的缺陷,指出无法区分加热后残留的NaHCO3和原有的Na2CO3,考查实验方案的评价与反思能力。
5.化学与生活的联系:结合食品添加剂的话题,引导学生形成科学使用化学物质的观念,体现化学学科的社会价值。
管道疏通剂
主要成分:过碳酸钠、苛性钠
【查阅资料】
i.过碳酸钠():白色固体,具有和的双重性质;遇水剧烈反应,产生大量气体,放热。
ii.溶液的。
【探究一】管道疏通剂中是否完全变质?
(1)管道疏通剂遇水剧烈反应,从安全可控角度考虑,可选择下图___________(填字母)作为最佳反应装置进行实验。
(2)用集气瓶收集一瓶生成气体。请设计实验检验该气体是否为(包括实验步骤、现象、结论):___________。由此实验可知,管道疏通剂中并未完全变质。
【探究二】管道疏通剂中是否完全变质?
(3)写出NaOH在空气中变质的化学方程式___________。
(4)进行下列实验。
【实验】取(1)中反应后的溶液于试管中进行实验。
操作
现象
结论
无色溶液变红色。
NaOH未完全变质。
岗岗认为结论不严谨,原因是___________。
另取样于试管1中进行实验
试管1中产生白色沉淀。试管2中无色溶液变红。
NaOH___________(填“已完全”或“未完全”)变质。
(5)会使管道疏通剂失效的物质有___________(写一种)。
考向02 物质性质与反应规律的探究
例2【新考法——酸的性质】(2026·广东深圳·一模)常温下,Fe、CuO均能与稀硫酸反应。兴趣小组的同学提出问题:二者混合后与稀硫酸反应的先后顺序受哪些因素影响?同学们设计实验方案进行如下探究,实验操作如图所示。
提示:铁与氧化铜在水中不反应。
实验探究一:Fe和CuO用量的差异对反应先后顺序的影响
【实验方案】向两份不同比例的混合粉末中,分别加入足量的等体积、溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,不断搅拌,观察实验现象。
【实验记录】
实验序号
铁粉质量/g
氧化铜粉末质量/g
实验现象
①
0.56
1.6
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈蓝色
②
1.68
1.6
立即出现红色固体,红色固体不再增加后,产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅绿色。
【分析与结论】
(1)实验①和②中,生成红色固体的化学方程式为___________。
(2)由实验可知,Fe和CuO两种物质中,先与稀硫酸发生反应的是___________。
(3)实验结论:在一定条件下,铁粉和氧化铜粉末用量的差异___________(填“会”或“不会”)影响二者与稀硫酸反应的顺序。
实验探究二:硫酸浓度对反应先后顺序的影响
【实验方案】向两份等比例混合粉末中(铁粉与氧化铜粉末质量比为1.12:1.6),分别加入足量的等体积、溶质质量分数不同的稀硫酸,不断搅拌,观察实验现象。
【实验记录】
实验序号
稀硫酸浓度/%
实验现象
③
18.6
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈浅绿色。
④
23.7
立即出现红色固体的同时产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅蓝色。
【分析与结论】
(4)实验④中产生大量气泡的化学方程式为___________,该反应属于___________反应(填基本反应类型)。
(5)对比实验③和④,增大硫酸浓度会促进___________与硫酸的反应。
(6)增大硫酸浓度会影响红色固体的质量。两个实验中,生成红色固体质量的大小关系是:实验③___________实验④(填“大于”或“小于”)。
实验结论:硫酸浓度对铁、氧化铜与稀硫酸反应的顺序有一定影响。
考向解码
解题关键:
1.先判断 “优先反应”:复分解反应通常优先于置换反应发生(金属氧化物 / 碱 / 盐先与酸反应,生成的盐再与活泼金属 / 碱反应)。
2.结合反应物的 “量” 分析:当一种反应物不足 / 过量时,会改变后续反应的发生情况,进而影响现象和产物。
3.控制变量思想:探究酸浓度、反应物用量的影响时,需保证其他条件(温度、体积、反应物比例)相同。
【变式探究】(2025·广东深圳·三模)某实验小组同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶久置的、标签破损的无色溶液,他们猜想瓶内原有的液体可能是Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、CuSO4溶液中的一种。为了判断瓶内的溶质成分,并确定试剂瓶标签名称,实验小组的同学进行了如下探究活动:
【查阅资料】
1.碳酸钠溶液显碱性。
2.氯化钡溶液显中性。
【实验探究Ⅰ】
(1)大家认为该瓶溶液不可能是______溶液,原因是______。
(2)甲同学设计了如下方案探究瓶内溶质的成分:
实验操作
实验现象
实验结论
实验1
取少量瓶内液体于试管中,滴加酚酞溶液
溶液变红色
溶质不是______
实验2
取少量瓶内液体于试管中,滴加足量______
有气泡产生
溶质是Na2CO3
【讨论质疑】乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,小组同学讨论后一致认为还需要进行下一步探究。
【实验探究Ⅱ】
(3)另取少量瓶内液体于试管中,先加入过量的BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,反应的化学方程式为______;静置后再取上层清液,滴入酚酞溶液,溶液呈红色。
【得出结论】
(4)该溶液的溶质有______,该试剂瓶标签上的物质为______。
【反思拓展】
(5)小组同学反思:之所以该试剂瓶中溶质发生变化,是因为______(用化学方程式表示)。
考向03 反应条件与影响因素的探究(如催化剂、温度、浓度的影响)
例3【新情景——供氧器】(25-26九年级上·广东深圳·期末)兴趣小组以“制作简易供氧器”为主题开展了实践活动。
活动一:探秘制氧原理
【查阅资料】某家用供氧器的外观及工作原理如图1所示。用该供氧器制氧时,先在反应仓中加入适量水,再依次加入过碳酸钠()固体和,遇水会分解生成和。
【初步分析】过碳酸钠制氧原理:
(1)反应①:,
反应②:反应仓中生成的化学方程式是_________,的作用是_________。
(2)“加湿过滤仓”中的水,除了有过滤杂质、提纯氧气的作用外,还可以起到_________的作用。
【提出问题】和对制氧的速率有何影响?
【设计实验】20℃时,取一定质量的和分别加入不同体积的水,测得相关数据如下表。
序号
质量/g
质量/g
加水体积/
收集的体积/
所用时间/s
实验①
240
2.5
350
500
15.0
实验②
x
2.5
500
500
33.3
实验③
240
0
800
500
待测
【解释与结论】
(3)从控制变量的角度分析,实验②中x应为_________。
(4)对比实验①②可知,适当增加水量,制氧速率变_________(填“快”或“慢”)。
(5)若实验③中测得的所用时间大于33.3s,_________(填“能”或“不能”)说明可加快的分解。
活动二:制作简易供氧器
(6)同学们利用家庭中常见材料,设计并制作了简易家用供氧器,如图2。
其中甲瓶的作用相当于图1中的_________(填“反应仓”或“加湿过滤仓”)。该装置中使用注射器的优点是_________。
(7)在设计制作简易供氧器的方案时,应考虑的因素有_________(写一条)。
【变式探究】(25-26九年级上·广东深圳·期中)某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。考向解码
气体制备类综合实验探究题,包括以真实生活情境(如制氧器、制氢装置)为背景的实验题,这类题目通常融合反应原理、催化剂、控制变量法、装置分析等多个考点。
解题关键:
1.情境拆解:将 “简易供氧器” 的装置与课本中的 “固液不加热型气体发生装置”“洗气装置” 对应起来,快速定位装置功能。
2.控制变量法:分析实验数据时,先明确探究的变量,再检查其他条件是否一致,避免因变量不唯一导致结论错误。
3.反应速率分析:反应速率的快慢可通过 “收集相同体积气体的时间” 或 “相同时间内收集气体的体积” 来判断,时间越长,速率越慢。
4.催化剂的判断:验证催化剂的作用时,必须同时满足 “能改变反应速率” 和 “反应前后质量、化学性质不变”,且实验中需保证其他条件完全相同。
活动一:认识催化剂
(1)我国石油化工专家闵恩泽院士,研发了多种用于石油化工生产的催化剂,为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础。下列有关催化剂说法正确的是
A.催化剂能增加生成物的质量
B.在化学反应中催化剂只能加快反应速率
C.在化学反应前后催化剂的质量和性质不发生改变
D.用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物
(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气时常用二氧化锰作催化剂,该反应的文字表达式是______。
活动二:探究催化剂
【查阅资料】植物汁液可作过氧化氢制取氧气的催化剂。
兴趣小组为比较菠菜汁液,花生汁液对过氧化氢溶液的催化效果,用图1装置进行实验,在相同条件下,把过氧化氢溶液与不同汁液混合,比较产生10m L氧气所需的时间,实验结果如表。
实验编号
3%过氧化氢溶液体积(mL)
汁液体积(mL)
10 mL产氧量所需的时间(s)
Ⅰ
X
水1.0
——
Ⅱ
2.0
菠菜汁液1.0
55
Ⅲ
2.0
花生汁液1.0
25
(3)实验Ⅰ的作用是______,实验中X的值为______。
(4)分析表格中的实验数据,得到的结论是______。
活动三:自制简易鱼泵
兴趣小组自制两款简易鱼泵为鱼缸供氧,装置如图2、图3。
(5)选用图3鱼泵,用过氧化氢溶液与植物汁液为鱼缸供氧,植物汁液应放置于______(选填“塑料瓶1”或“塑料瓶2”)。
(6)基于家用鱼缸供氧需求,对比二氧化锰,采用植物汁液作过氧化氢分解催化剂的优点是______。
(7)市场上销售的家用化学试剂制氧机的主要原料除了过氧化氢溶液还有过碳酸钠固体,在相同条件下,将240 g过碳酸钠分别与不同量的水混合产生氧气流量,测定结果如图4,结合图4,若用240 g过碳酸钠作供氧剂,将240 g过碳酸钠与______(选填“350 mL”或“500 mL”或“800 mL”)水混合,能为鱼缸持续供氧。
考向04 实验异常现象与误差原因的探究
例4【新考法——性质制备】(2026·广东深圳·二模)氢化钙()常用作登山运动员的能源提供剂,可用金属Ca与加热制备。某化学兴趣小组对其性质与制备进行如下探究。回答相关问题:
【性质探究】
(1)
实验步骤
实验现象
实验结论
取适量固体于图1试管中,加入适量水(含酚酞)塞紧胶塞。
产生气泡;溶液由无色变___________色
中加水有生成
如图1所示,验纯后在尖嘴处点燃气体,火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯
烧杯内壁有小液滴凝结
中加水产生的气体为___________
(2)由以上性质探究得出:中加水发生反应的化学方程式为___________。
(3)若将一定量的加入到溶液中,立即产生大量气泡,且溶液变浑浊,充分反应后过滤。得到滤渣和滤液,滤渣的主要成分是___________(填写化学式);
滤液中的溶质除了外,小组同学猜想还可能有:①;②(已知:溶液显碱性)。
请设计实验方案证明猜想②成立___________。(请写出实验操作、现象和结论)
【制备探究】某兴趣小组设计图2装置制备。
(4)仔细观察图2,点燃B装置酒精灯前应进行的操作是___________,为防止空气中的水蒸气进入B装置,C装置可以加入的物质X是___________(填名称)。
考向解码
解题关键:
1.性质探究:现象→结论的逻辑链:先根据实验现象(如酚酞变红、水珠生成)反推产物,再写出反应方程式,是这类题的核心思路。
2.制备探究:安全与除杂优先:可燃性气体加热前必须验纯 / 排尽装置空气;制备易与水反应的物质时,必须全程干燥,防止水蒸气进入。
3.离子检验:排除干扰,选择特效试剂:检验Na2CO3时,需注意溶液中已有的OH—也呈碱性,因此不能用酚酞,需用酸或钙盐 / 钡盐来检验。
【变式探究】(25-26九年级上·广东深圳·期末)化学兴趣小组用塑料矿泉水瓶收集了一瓶氢气,放置一段时间后,发现矿泉水瓶变瘪了。小组猜测此现象可能是因为氢气泄露导致,为此展开如下探究。
【问题】塑料瓶中的氢气为什么会减少?
【资料】封口良好的气球仍会漏气,主要原因是气球材料的微观空隙允许气体分子渗透扩散。
【猜想】氢气分子可以透过塑料瓶
【实验】
(1)实验室制取氢气
小组利用实验室如下装置进行氢气的制取,其中f的仪器名称为_______;若要制取一瓶纯净的氢气,选用金属锌和______(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)进行反应,采用的发生和收集装置依次为_____(从A~E装置中选择并填写字母)。
(2)定性研究:如图甲所示,收集一瓶氢气,加入适量水,拧紧瓶盖后倒置。一段时间后,观察到水未减少且______的现象,证明氢气分子可以透过塑料瓶。
定量研究:小组同学了解到气体一般无法透过玻璃,因此用玻璃钟罩将一瓶氢气罩住,钟罩内放置氢气浓度传感器(如图乙),测得氢气浓度随时间变化的曲线(如图丙)。
【分析】
(3)第3天之后,氢气浓度逐渐降低,发现传感器的数据线与钟罩间有缝隙,推测此时氢气分子透过塑料瓶壁速率___(填“>”、“<”或“=”)玻璃钟罩内氢气分子向外扩散速率。
【结论】氢气分子可以透过塑料瓶,压强减小,导致装氢气的塑料瓶变瘪。
【拓展】
(4)查阅资料得知,二氧化碳的分子动力学直径与氢气分子基本相当,故猜想二氧化碳分子也可以透过塑料瓶。根据实验室检验二氧化碳的原理,利用实验室中的常见用品,请完成下列实验方案设计。
实验用品:二氧化碳气体、澄清石灰水、塑料瓶、烧杯、玻璃钟罩等
实验原理:_______(用化学方程式表示)。
操作
现象
结论
_______,将其浸入到装有澄清石灰水的烧杯中,盖上玻璃钟罩。
塑料瓶身附近______
二氧化碳分子可以透过塑料瓶
考向05 基于控制变量法的对比实验设计与分析
例5【新情景——结合文物系列】(25-26九年级上·广东深圳·期末)秋假期间,龙岗区某学校化学兴趣小组来到湖北省博物馆开展研学活动。2400多年前青铜乐器战国曾侯乙编钟令同学们震撼不已。
(1)文物AI助手介绍,经测定曾侯乙编钟为铜锡铅合金。编钟使用合金而非使用纯铜的原因是______(写一点)。
(2)文物AI助手介绍,青铜编钟铸造完毕时是金灿灿的“黄金色”,眼前的编钟由于锈蚀失去了本色。兴趣小组决定探究铜生锈的条件。
【查阅资料】铜锈的主要成分为碱式碳酸铜【】。
探究报告
提出问题
铜生锈需要哪些条件?
作出猜想
铜生锈可能与空气中、、中的一种或多种有关。
实验用品
表面打磨光亮的铜片、、、蒸馏水、棉花、氯化钙(干燥剂)、带橡胶塞的试管。
探究过程
实验方法
现象
分析或结论
实验1
观察一周,铜片表面出现青绿色固体。
实验前将铜片打磨光亮的原因是______。
实验2
观察一周,铜片表面无明显变化。
对比实验1和实验2可知______是铜生锈的条件之一。
实验3
观察一周,铜片表面无明显变化。
对比实验1和实验3可知______是铜生锈的条件之一。
实验4
④参考实验2和实验3,设计实验探究是否是铜生锈的条件之一。请在图框中画出实验探究简图(用文字对具体物质做必要说明)______。
⑤观察一周,______。
对比实验1和实验4可知是铜生锈的条件之一。
探究结论
⑥铜生锈需与、、同时接触。铜生锈的化学方程式为______。
反思应用
⑦相比于暴露在潮湿空气中的青铜器,出土时淹没在地下水中的曾侯乙编钟保存得异常完好。请结合探究结论解释原因______。
【变式探究】(25-26九年级上·广东深圳·期中)逻辑推理是化学学习常用的思维方法。某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时,发现将生锈的铁钉[铁和铁锈(主要成分是氧化铁:Fe2O3)的混合物]放入过氧化氢溶液中,也可以加快过氧化氢的分解速率。于是,他们对此展开探究:
【提出问题】生锈铁钉中的什么物质是该反应的催化剂?
【猜想与假设】
(1)猜想一:铁钉表面的铁锈(Fe2O3)是过氧化氢分解的催化剂。
猜想二:铁钉里的___________(填化学式)是过氧化氢分解的催化剂。
【进行实验】
(2)
实验操作
实验现象
实验结论与分析
实验i:取的过氧化氢溶液于试管中,加入一定质量的氧化铁粉末,并将一根带火星的小木条置于试管口,观察现象
___________
猜想一成立。
发生反应的符号表达式为___________
实验ii:___________(请填写实验ii的具体操作)
无明显现象
【交流讨论】
(3)同学们讨论后一致认为此实验结论不够严谨,若要确定实验结论正确,还需证明氧化铁的质量和___________在化学反应前后都没有发生改变。
【继续探究】
(4)小组同学补做以下实验,进而确认了该实验结论。
①实验前称量氧化铁粉末的质量为;②完成实验I:③待反应结束,将实验I试管里的物质进行过滤,洗涤,干燥,称量氧化铁粉末的质量为,且___________(填“>”,“=”或“<”);④把它再加到5%的过氧化氢溶液中,多次重复实验I,仍可观察到相同的实验现象。
【拓展延伸】
(5)影响过氧化氢分解速率的因素除催化剂外,还可能有___________(写一种)。
考向06 实验方案的评价、改进与优化
例6(2025·广东深圳·三模)化学兴趣小组同学用下图装置进行木炭与CuO的反应实验,并对生成气体的成分进行探究。
【猜想与假设】根据质量守恒定律,对生成气体的成分作如下猜想:
(1)猜想一:只有CO猜想二:只有CO2猜想三:__________;
【实验方案】用甲装置检验CO2,用乙装置检验CO:
(2)
实验现象
实验分析
B处__________
气体成分中有CO2,B处化学方程式为________________
D处黑色粉末变红
气体成分中有__________,D处化学方程式为_______________
【实验结论】猜想三正确。
【反思评价】
(3)从环保角度考虑,甲、乙装置中都有的缺点是__________。
【拓展延伸】
(4)为了探究CuO与木炭不同配比时反应产生CO的情况,小组又设计了如下图所示的数字化改进实验[ppm表示浓度单位;n(CuO)∶n(C)表示物质的量之比]。分析实验数据,能够得到的结论为__________。
(5)上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请你设计提纯该铜的实验方案。(可选用的试剂:稀H2SO4、AgNO3溶液、NaOH溶液、蒸馏水)
【变式探究】(2025·广东深圳·模拟预测)分类回收塑料制品是环境保护的重要研究课题。某化学兴趣小组对塑料垃圾的处理、焚烧产物及宣传活动展开了项目式学习活动。考向解码
解题关键:
1.猜想逻辑:根据质量守恒定律和反应的多样性,产物可能是单一气体或混合气体,需考虑碳过量/不足、温度等因素的影响。
2.检验顺序:检验混合气体时,需先检验CO2(用澄清石灰水),再检验CO(用灼热氧化铜),避免CO
反应生成的CO2对原气体的检验造成干扰。
3.环保意识:一氧化碳有毒,涉及CO的实验必须有尾气处理装置(如点燃、收集),这是中考化学的常考点。
4.除杂原则:提纯物质时,需选择只与杂质反应、不与原物质反应的试剂,且反应后不引入新杂质,本题中稀硫酸是最佳选择。
任务一:调查塑料垃圾的处理方法
【咨询交流】塑料的分类
(1)同学们了解到塑料属于___________(填“有机合成材料”或“复合材料”),处理废塑料垃圾有填埋、焚烧、造粒及热裂解四种方法。
任务二:探究塑料垃圾焚烧产生的气体成分
兴趣小组在实验室采用相对封闭的装置焚烧某种含C、H、O元素的垃圾,对产生的废气按如图所示的装置进行检验。
【提出问题】塑料垃圾焚烧后会产生哪些物质?
(2)猜想①:CO2、H2O;猜想②:___________;猜想③:CO2、CO、H2O。
【查阅资料】无水CuSO4为白色固体,遇水会变蓝色。
【进行实验】将焚烧产生的废气依次通过装置,点燃D处的酒精灯,反应一段时间后观察(A、B步骤的反应均完全)。
(3)A中的实验现象为___________;D中的实验现象为黑色固体变红;B和E中现象为___________。
【实验结论】废气中存在CO2、CO、H2O。
【反思评价】
(4)装置D中发生反应的化学方程式为___________。从环保角度考虑,该实验装置的不足之处是___________。
任务三:设计减少塑料垃圾污染的宣传活动
【成果展示】
(5)同学们通过项目式学习活动对塑料垃圾的产生、危害、处理和防治等有了一定的了解,他们将学习成果制成海报,张贴在学校、社区进行宣传,从回收利用角度或环保角度,减少塑料垃圾危害我们应做到___________。
1.(25-26九年级下·广东深圳·阶段检测)蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤,某小组同学对蚁酸进行了相关探究。
【查阅资料】①蚁酸化学名称为甲酸,化学式为HCOOH,在一定条件下会分解,生成产物均是氧化物。②白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝。
探究I蚁酸的酸碱性
【实验1】
(1)甲同学按如图所示操作进行实验,观察到加入酚酞溶液后烧杯内溶液呈___________色,据此甲同学得出“蚁酸溶液显酸性”的结论。
【交流讨论】
(2)小组同学讨论后认为甲同学的方案不合理,请你设计一个合理的实验方案证明蚁酸溶液呈酸性。你的实验方案是___________。(写出必要的实验操作、反应仪器、现象和结论)
探究II蚁酸分解生成的两种产物是什么?
【提出猜想】
(3)分解产物中一定含有水,还可能含有一氧化碳或二氧化碳。他们猜想“一定含有水”的依据是 ___________。
【实验2】为确认蚁酸的分解产物,小组同学设计了如图所示的实验。
(4)实验现象和结论见下表。
编号
实验现象
实验结论
1
A中 ________
产物中一定含有水
2
C中的红色粉末变黑
产物中含有一氧化碳,C装置玻璃管内发生反应的化学方程式为 ___________
3
D中溶液变浑浊
产物中含有二氧化碳,D装置中发生反应的化学方程式为 ___________
【交流讨论】
(5)小组同学经讨论后认为实验现象3不充分,不能得出“产物中含有二氧化碳”的结论,并在装置图的基础上加以改进完善,最后得出了“产物中不含二氧化碳”的结论。他们的改进方案是___________。
【拓展应用】
(6)人们被蚊虫叮咬后,在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。下列物质中你选择的是 ___________ 。(选填序号)
A.纯碱溶液 B.食醋 C.食盐水 D.肥皂水
2.(2026·广东深圳·一模)小深同学小组在老师指导下对家用除湿袋中的成分、除湿原理等进行相关探究。
【查阅资料】
①除湿袋使用一段时间后,集水袋内有大量液体和少量固体,且气温越低固体越多
②无水氯化钙()在不同温度时的溶解度如下。
温度/℃
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
60℃
80℃
溶解度/g
59.5
64.7
74.5
100
128
137
147
③溶液和溶液都能使无色酚酞变红色。
项目一:探究家用除湿袋中的成分
【提出问题】白色颗粒是什么物质?
【作出猜想】
(1)猜想I:,依据是______。
猜想II:固体,依据是固体能吸收空气中的水分而在固体表面形成溶液。
【进行实验】
(2)步骤1:取白色颗粒于烧杯中,加入的20℃的水中(室温20℃),并不断搅拌,观察到固体全部溶解,一段时间后有晶体析出,此时(温度20℃)溶液中溶质的质量分数为______(列出计算式即可)。
步骤2:取少量步骤1中的上层溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞,观察到无明显变化(或溶液不变成红色)。
【结论】
(3)______不成立。
阅读标签后,项目研究小组成员了解到白色颗粒为无水氯化钙。
项目二:探究家用除湿袋中的物质除湿原理
(4)小深同学预测步骤1中的现象可能与氯化钙溶于水放热及溶解度随温度的变化等有关。请设计实验方案,验证固体溶于水放热:_______(写出必要的实验操作、现象和结论,本实验中使用水和氯化钙固体)。
(5)步骤3:分离步骤1析出的晶体即氯化钙晶体()置于烘箱中,260℃烘干可得到水蒸气和无水氯化钙,则反应的化学方程式为_______。
(6)步骤4:小深同学分别称取1g无水氯化钙和1g家用氯化钙除湿剂置于培养皿中,敞口放置在空气中,每天同一时间测出的质量如图所示,则出现差异的可能原因是______。
项目三:自制家用氯化钙除湿盒
(7)小深同学在实验室制取某气体时,也可制备氯化钙,则该反应的化学方程式为_____。
3.(2026·广东深圳·一模)某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,在老师引导下开展探究活动。
【查阅资料】溶液呈中性。
【演示实验】将一定量的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,两组同学进行了如下实验。
(一)借助于传感器
甲组同学采取图1实验装置,三颈烧瓶中盛放溶液X,用恒压漏斗匀速滴加另一种溶液。
(1)写出氢氧化钾溶液与稀硫酸发生反应的化学方程式________。
(2)甲组同学在实验过程中用传感器测得的变化如图2所示,则溶液X中溶质的化学式是______;30s时溶液中的阳离子是______(填离子符号)。
(3)由图3可知,氢氧化钾溶液与稀硫酸发生的反应属于____反应(填“放热”或“吸热”)。
(二)借助于酸碱指示剂
(4)乙组同学通过图4所示实验,观察到____,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应。
【继续探究】乙组同学实验后溶液中的溶质是什么?
【提出猜想】猜想一:只有 猜想二:有和 猜想三:有和KOH
(5)小林同学认为猜想三是不合理的,理由是________。
【实验验证】
(6)为了验证其余猜想,请设计方案进行探究:______。
【反思交流】分析反应后所得物质成分时,除考虑生成物之外,还需考虑剩余反应物。
4.(2026·广东深圳·一模)次氯酸钠(NaClO)是许多漂白消毒剂的有效成分,但久置后它的漂白作用会逐渐减弱甚至消失,兴趣小组决定对某久置的次氯酸钠粉末展开探究。
探究项目:久置次氯酸钠的成分探究与保存
【查阅资料】次氯酸钠(NaClO)有如下性质:
1.可溶于热水,并发生反应,持续产生气泡,且溶液的pH>7;
2.在空气中能与CO2、H2O反应生成碳酸钠(
任务1:检测次氯酸钠
(1)小深同学取少量久置次氯酸钠样品配成溶液,滴加无色酚酞溶液,溶液变红,他得出样品中含有次氯酸钠的结论,小圳同学认为此结论不合理,请写出理由:_______。
(2)小圳同学将样品溶于热水,无明显现象,可知样品中_______(选填“含”或“不含”)次氯酸钠。
任务2:检测碳酸钠
(3)兴趣小组设计如下实验进一步检测样品中是否含碳酸钠请选择下列药品中的一种或几种,补充操作步骤与现象:
化学药品:稀盐酸、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液、BaCl2溶液
实验操作
实验现象
实验结论
将样品配成溶液,_______
_______
样品中含有
③请写出上述实验现象对应的化学方程式_______。
(4)次氯酸钠在光照或温度较高时会分解生成NaCl和O2,写出该反应的化学方程式_______。
任务3:制定保存方案
(5)为了防止次氯酸钠变质失效,应在_______条件下保存。
5.(2026·广东深圳·一模)化学兴趣小组开展“活鱼运输简易供氧器”项目式学习。
任务一:确定供氧原理
(1)查阅资料发现市售供氧剂的供氧原理及使用特点如下表:
供氧剂
化学方程式
使用特点
过碳酸钠()
_______
固体,较稳定,不需加热。与混合使用
氯酸钠()
固体,反应需加热
超氧化钾()
固体,反应明显放热,产物有腐蚀性
过氧化钙()
固体,产物有腐蚀性
(2)小组同学选择过碳酸钠为供氧剂,理由是______(写一条)。
任务二:设计供氧装置
【查阅资料】活鱼运输中,水体溶氧量需维持在3-12 mg/L,pH宜保持在6.5-9.0.
(3)将0.21 g过碳酸钠和适量加入100 mL水中进行模拟,用pH传感器和溶解氧传感器测试结果如图1,由图1可知,_____(填“能”或“不能”)直接将过碳酸钠加入水中。
任务三:模拟活鱼耗氧测试
(4)小组同学为测试供氧器效果,设计“活鱼耗氧模拟装置”如图2所示。控水器的作用是_____。
(5)①铁粉可用于模拟活鱼耗氧,是因为铁同时接触_____(填化学式)会生锈。
②有同学提出可用NaCl加速该耗氧过程,设计实验证明他的观点_____。实验结果表明,该装置能够平衡水体内耗氧和外界供氧,满足活鱼运输需求。
任务四:反思与优化
(6)实际运输中车辆颠簸可使装置漏水或反应过快。提出一条改进装置的建议:_____。
6.(25-26九年级上·广东深圳·期末)某同学将薄铜片盖在蜡烛火焰上方(如图),一段时间后,发现铜片表面变黑了。针对铜片上产生黑色固体的成分,进行如图探究。
【查阅资料】
①蜡烛不充分燃烧可能会产生炭黑,炭黑不与稀硫酸反应。
②稀硫酸与氧化铜加热时能较快反应,黑色固体消失,生成蓝色的硫酸铜溶液。
(1)【猜想】
猜想一:黑色固体只有炭黑;猜想二:黑色固体只有氧化铜;
猜想三:黑色固体是______。
(2)【实验】设计并完成实验,形成以下报告。
实验目的
探究黑色固体的成分
实验用品
变黑的铜片、稀硫酸、试管、试管夹、镊子、酒精灯、火柴
实验步骤
实验现象
解释或结论
将黑色固体放入试管中,加入足量______(填试剂名称),加热试管一段时间后,静置
溶液由无色变成蓝色
说明黑色固体中有______(填化学式)
试管中有黑色固体残留
猜想_______成立
【拓展】为进一步确认试管中残留黑色固体的成分,某同学取适量黑色固体于燃烧匙中,加热至燃烧,然后将燃烧匙插入充满氧气的集气瓶中(如图装置)。
(3)实验前需先检查装置气密性:操作的先后顺序为______(填序号),若观察到烧杯中导管口有气泡冒出,证明气密性良好。
A.用热毛巾包裹集气瓶
B.将导管放入装有水的烧杯中
(4)集气瓶中黑色固体燃烧的现象为______;试管中澄清石灰水变浑浊,该反应的化学方程式为______。证明上述猜想成立。
(5)在生产生活中,从燃烧调控的角度分析,为了使燃料充分燃烧,可采取的措施有______(答一点即可)。
7.(25-26九年级上·广东深圳·期末)我国提出2060年实现碳中和,彰显了大国担当。某兴趣小组对的制备、性质和吸收进行了相关探究。
(1)实验室制备的化学反应原理为___________(写化学方程式)。
(2)与反应的实验示意图如下图所示。
①实验甲中发生了___________(填“物理”或“化学”)变化。
②实验乙中反应的化学方程式为___________。
③实验丙中观察到的颜色变化为___________。
海洋吸收是实现碳中和的途径之一,其主要原理是利用溶解在水中,小组同学开展如下探究:
【提出问题】水和食盐水(模拟海水)吸收的效果哪个好?
【作出猜想】猜想I:水吸收的效果好;
猜想II:食盐水吸收的效果好。
【进行实验】分别将收集有的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中(如下图所示)。
隔一定时间观察并记录量筒内的体积,所测数据如下表(一定时间内、量筒内剩余二氧化碳的体积)。
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
A量筒中体积
100
98.5
85.5
77
66
59
B量筒中体积
100
99
93
90.5
89
88
【解释与结论】
(3)实验中观察到量筒内液面上升,其原因是量筒内的气压___________(填“增大”或“减小”)。
(4)由表中数据分析可知,当其它条件相同时,吸收效果好的是___________(填“水”或“食盐水”)。
(5)在特定实验中,也可以用排水法收集,据表中实验数据分析其理由是___________。
8.(25-26九年级上·广东深圳·期末)钙是人体所需的重要元素。某品牌补钙剂的部分标签内容如下:
【成分】碳酸钙、维生素
辅料:糖、甘露醇、香精等
【含量】每片含钙0.3 g
【查阅资料】I.胃液中含有盐酸:
II.维生素和辅料通常不与酸发生反应。
(1)该补钙剂中能提供钙元素的物质是_______。
(2)为了解补钙剂实现补钙的原因,兴趣小组开展以下模拟探究,完成实验报告单。
实验报告单
实验目的
补钙剂实现补钙的原因
实验用品
钙片、稀盐酸、澄清石灰水、试管、导管、胶塞、酒精灯、铁架台等
实验步骤
实验现象
实验分析
①连接装置_______和装置C(填字母),并检查气密性
装置C中导管口有气泡冒出
装置气密性良好
②打开橡胶塞,_______,塞紧橡胶塞,将试管固定在铁架台上,向装置C中加入少量澄清石灰水,观察
③_______,装置C中澄清石灰水变浑浊
④澄清石灰水变浑浊的原因是_______(用化学方程式表示)。
【解释说明】在胃酸的作用下,补钙剂释放出钙离子,钙离子在维生素辅助下进入血液,从而被人体吸收。
(3)一个青少年正常情况下,每天约需0.8 g钙,若每天从食物中得到0.5 g钙,其余由该品牌补钙剂补充,则每天需服用_______片钙片。
9.(25-26九年级上·广东深圳·期末)从古至今,尤其是近几十年来,我国家用燃料经历了“柴草→煤炭→煤气→天然气”的历史变迁。目前实现了焦炉煤气的高价值转化,既可用于制备高纯度氢气,也可转化为合成天然气等。回答下列问题。
Ⅰ.某小组围绕“家用燃料的变迁”开展了跨学科实践活动。
任务一:了解家用燃料的变迁
(1)用煤炭取暖时,若通风不畅会产生,产生的化学方程式为___________。
(2)根据表中不同燃料的特点分析,用天然气代替柴草、煤炭和煤气的原因可能有___________(写两个)。
燃料
组成元素或主要成分
热值
柴草
C、H、O等
约
煤炭
C、H、O、S等
约
煤气
CO、等
约
天然气
等
约
任务二:探究燃烧的条件
【问题】可燃物燃烧的条件是什么?
【猜想】可能与氧气、温度有关。
【资料】小煤块的着火点为,火柴头的着火点约为,陶土网的中心温度约为。
【用品】陶土网、三脚架、酒精灯、镊子、药匙、火柴头、小石块、小煤块、细沙
【实验】
(3)
操作
现象
结论
按上图组装装置后,点燃酒精灯。(ABC为等边三角形的三个顶点)
A、C处的物质不燃烧,B处的火柴头燃烧起来。
对比___________(填字母)处的现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点。
取下ABC的物质,另取两个同样大小的火柴头放在陶土网B、C处,___________(请写出具体的操作、现象)
可燃物燃烧需要氧气
【拓展】小组利用氧气传感器测定木条燃烧时容器内氧气含量的变化,结合下图的曲线谈谈你对燃烧的新认识。
示例:
(4)燃烧过程中,氧气含量不断降低。你的新认识: ___________。
任务三:调控燃料的燃烧
(5)为更好调控燃料燃烧,同学们分析了以下做法和原理,请补充:___________。
Ⅱ.某小组围绕“燃料的转化”开展调查,了解到可通过以下工艺流程将焦炉煤气转化为高纯氢气、天然气等产品。
信息:ⅰ.焦炉煤气含:、、、、苯、硫化氢(H2S)等;
ⅱ.
物质
苯
沸点/°C(常压)
80
(6)“液化”:最大限度保留和,分离出其他杂质。从沸点角度分析,分离时可控制温度在___________左右。
A. B. C.
(7)“脱硫”:除去的过程。在空气中燃烧的反应方程式为:。燃烧除硫是否合理___________?说明理由:___________。
(8)“吸附”:得到高纯度氢气。可通过恒温高压将氢气进行液化储存,从微观角度解释,氢气能被液化的原因:___________。
(9)“合成”:在催化剂和加热条件下,和反应生成和的化学方程式为___________。该反应启动后撤除热源,但为保护催化剂,反应过程中仍需及时降温,说明该反应___________(填“放热”、“吸热”或“无热量变化”)。
(10)该流程中,焦炉煤气中的碳元素大部分最终转化到___________(填化学式)中。
10.(25-26九年级上·广东深圳·期末)某兴趣小组开展以“探索化学中的美(镁)”为主题的项目式学习。
【任务一】体验“活泼的镁”
[资料信息1]镁是一种活泼金属,在氧气、氮气、二氧化碳中均可燃烧。
(1)利用足量的镁来代替下图中的红磷,来测定空气中氧气的含量,将会导致测得氧气的含量_______(填“>”“=”或“<”)五分之一。
(2)通过分析上述“资料信息1”,谈谈你对“燃烧发生的条件”新的认识:________。
【任务二】揭秘“黑暗的镁”
镁条暴露在空气中表面会生成白色稀松的碱式碳酸镁[]。已知碱式碳酸镁加热易分解生成与气体,于是对产生的气体进行了如下探究。
[资料信息2]1.实验室中常用浓硫酸干燥气体。
2.无水硫酸铜是一种白色粉末,遇水变蓝色。
[提问]气体的成分是什么?
[猜想]
(3)猜想Ⅰ:与\;猜想Ⅱ:与;猜想Ⅲ:________。
[实验]实验装置图(如图所示)
(4)连接好装置,在实验开始前进行的一步操作是_______________。
(5)为了达到实验目的,试剂a可以选择:_______(填序号,可多选)。
A.澄清石灰水 B.水 C.紫色石蕊溶液 D.稀盐酸
(6)通过实验可获得猜想Ⅱ成立,则在实验中除了会观察到装置C中试剂a有显著变化外,将还会观察到的现象为____________。
(7)碱式碳酸镁受热分解的化学方程式为______________。
[评价]
(8)有同学提出能否将C装置放在E装置后,你认为______(填“能”或“不能”),原因是_______。
11.(25-26九年级上·广东深圳·月考)同学们长时间待在紧闭门窗的教室里,常感到昏昏欲睡,敞开门窗后有所缓解。兴趣小组猜测此现象可能和教室内CO2含量有关,开展如下探究。
【问题】“紧闭门窗”和“敞开门窗”教室内CO2含量有什么差异?
【实验】
(1)设计并完成实验,形成以下报告。
实验报告
实验目的
比较“紧闭门窗”和“敞开门窗”教室内CO2含量
实验用品
集气瓶、玻璃片、量筒、胶头滴管、澄清石灰水、CO2检测仪
操作
观察与记录
Ⅰ.用集气瓶收集“紧闭门窗”和“敞开门窗”教室内的空气,分别记为样本A、B(若干组)。
Ⅱ.___________。请注意控制变量
现象不明显
Ⅲ.另取一组样本,分别用CO2检测仪测量样本A、样本B中CO2含量。
样本A中CO2含量:0.175%
样本B中CO2含量:0.084%
实验结论
CO2含量:样本A>样本B
实验反思
操作Ⅱ中现象不明显的原因可能是__________(写一条即可)。
【拓展】查阅资料:室内CO2含量大于0.1%时,会使人体产生不良反应。
(2)有同学提出可在教室内放一盆水以降低CO2含量,理由是__________(用化学方程式表示)。通过实验发现该方法效果不佳,请你另提出一条降低教室内CO2含量的安全可行的建议:__________。
(3)践行低碳行动,人人有责。实验室如何检验二氧化碳,__________。(用化学方程式表示)
12.(25-26九年级上·广东深圳·月考)“基于碳中和理念设计低碳行动方案”是跨学科实践活动的一个重要内容。
任务一:理解碳中和内涵
【查阅资料】简言之,碳中和是指通过节能减排、植树造林等措施,抵消人类活动产生的,达到相对“零排放”。
【构建模型】固碳是实现碳中和的重要途径之一,小组同学构建的固碳模型如图:
【小组讨论】
(1)生态固碳主要依靠植物的________实现。
(2)捕集工业排放的制成干冰,它可用于_________。
(3)碳封存,将注入油气层起到驱油作用,既提高油的采收率,又实现碳封存。用如图装置模拟油气田封存。连接装置A、B,将从______(填“a”或“b”)导管口通入装有油的广口瓶中封存,油被压入烧杯中。
(4)某科研基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入岩石层,也能实现二氧化碳的封存。从微观角度分析,这一技术能够实现的原因是_________。
任务二:探究二氧化碳捕集
【提出问题】水能吸收吗?
【进行实验】
(5)小组同学设计如下方案并完成实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①向盛有气体的软塑料瓶中,加入容积的水,立即旋紧瓶盖,振荡
_________
水能捕集
②取少量步骤①所得溶液于试管中,滴加几滴________,振荡
溶液变成红色
【反思评价】
(6)步骤①中发生反应的化学方程式为__________。
【实验拓展】
(7)常用澄清石灰水检测二氧化碳是否已全部被吸收,发生的化学反应方程式为__________。
13.(25-26九年级上·广东深圳·月考)某化学兴趣小组的同学对二氧化碳的来源、吸收、转化以及低碳措施产生了兴趣,开启了“低碳行动”项目式学习探究之旅。
任务一:探究家庭中二氧化碳的来源
(1)在厨房中用两个相同的塑料瓶分别收集用燃气灶炒菜前后灶台旁的气体,并用CO2传感器测量两瓶气体中CO2的含量,可观察到__________(填“炒菜前”或“炒菜后”)灶台旁气体中CO2的含量更多,因此,燃气的燃烧是家庭中二氧化碳的主要来源之一。
任务二:实验室模拟吸收二氧化碳的原理
i.运用已有知识设计实验吸收CO2
(2)用两个相同的软塑料瓶分别收集满二氧化碳。
实验序号
实验1
实验2
设计依据
能溶于水并与水反应
能与澄清石灰水反应
实验过程
向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入100 mL蒸馏水
________________________
实验现象
塑料瓶变瘪
塑料瓶变瘪程度大,澄清石灰水________
(3)通过上述实验现象判断,实验______(填实验序号)吸收二氧化碳的效果更好,其原因是____________(用化学方程式表示)。
ii.比较水和海水吸收CO2的能力大小
【提出问题】CO2被水和食盐水(模拟海水)吸收的情况如何?
【作出猜想】猜想1:水吸收的CO2更多;猜想2:食盐水(模拟海水)吸收的CO2更多。
【进行实验】将收集有100 mLCO2的量筒分别倒扣在盛有等体积水的烧杯A和盛有等体积食盐水的烧杯B中,如图所示,每隔一定时间观察并记录量筒内CO2的体积见实验数据记录表。
实验数据记录表
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
烧杯A量筒中CO2体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
烧杯B量筒中CO2体积/mL
100
99
93
90.5
89
88
【得出结论】
(4)由上表数据分析,相同条件下,________(填“猜想1”或“猜想2”)正确。
任务三:制订低碳行动方案
(5)通过该项目的探究,小组的同学们对低碳行动有了新的认识。结合你的生活经验,列举一个低碳行动的具体措施________________。
14.(25-26九年级上·广东深圳·月考)实验探究题:碳酸氢铵去哪儿了?
资料:
i.碳酸氢铵(NH4HCO3),易溶于水,白色固体。在低温、干燥的条件下,碳酸氢铵能稳定存在;当温度稍高(10℃以上)或湿度稍大,碳酸氢铵就易消失。碳酸氢铵能使澄清的石灰水变浑浊,不能使湿润的酚酞试纸变红色。
ii.湿润的酚酞试纸遇氨气(NH3)会变红色,常用于检验氨气。
【提出问题】
碳酸氢铵受热消失,此过程发生是什么变化?
【做出假设】
猜想一:碳酸氢铵受热消失,是由于变成了碳酸氢铵蒸气,发生了物理变化;
猜想二:碳酸氢铵受热消失,是由于变成了别的物质,发生了化学变化。
【收集证据】
(1)填写表格:
实验步骤
实验现象
实验结论、解释
①把干燥的碳酸氢铵放在试管中加热
试管口有水雾
有水生成
②将湿润的酚酞试纸放到①中的试管口
酚酞试纸变红色
有______生成
③将碳酸氢铵与湿润的酚酞试纸接触
酚酞试纸不变红
【获得结论】
(2)碳酸氢铵受热消失,发生的是______变化。
【交流评价】
(3)实验步骤③“将碳酸氢铵与湿润的酚酞试纸接触”,其目的是_____。
(4)把碳酸氢铵受热后产生的气体通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊。______(填“能”或“不能”)根据“这一现象判断碳酸氢铵加热有二氧化碳生成”,原因是_______。
(5)实验证明,碳酸氢铵受热确实有二氧化碳生成,写出碳酸氢铵受热反应的化学方程式_______。
(6)碳酸氢铵是农业上常用的一种化肥,根据本次实验探究,你认为在使用或储存碳酸氢铵时应注意什么问题?______。
15.(25-26九年级上·广东深圳·月考)小朋和兴趣小组的同学们一起以“气体制备”为主题开展实验探究。
I.小朋设计了一个简易制氧装置(如图1)。
【资料】过碳酸钠加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢;碳酸钠易溶于水。
【操作】在甲瓶中依次加入适量水、过碳酸钠和二氧化锰,该瓶中黑色粉末翻腾、液体浑浊,瓶壁温热乙瓶水中导管口有气泡冒出。
【实验评价】
(1)图1甲瓶中的二氧化锰可用________、洗涤、烘干等操作回收。
(2)图1乙瓶中水的作用是________________。(写一点即可)
【选择制氧剂】市售制氧机一般以过氧化氢溶液或过碳酸钠固体为原料。
(3)请写出过氧化氢溶液和二氧化锰混合制氧的化学反应方程式:_____________。
(4)为比较过碳酸钠与过氧化氢溶液的制氧气效率,兴趣小组运用控制变量法进行实验,并记录前20分钟的数据(如图2)。结合图2,分析该小组选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是________________________。
Ⅱ.小朋将上述制氧装置改用于制备气体。
(5)将气体发生器与气体细化器相连接,为了使水草更好地生长,气体细化器可将二氧化碳分散成很细小的气泡,如图3。通入有利于水草进行光合作用,光合作用放出的气体为________。
(6)发生器的不合理使用会影响缸中鱼类的生存,兴趣小组重新设计了水草缸的气体发生器A瓶,如图4,该装置的优点是___________。写出该反应的化学反应方程式:____________。
16.(25-26九年级上·广东深圳·月考)某兴趣小组用加热氯酸钾()和固体混合物的方法制得。
(1)该反应的化学方程式为,反应中的作用是___________。
兴趣小组在做实验时偶然闻到了刺激性气味,对此同学们产生了疑问,并进行下列探究。
【提出问题】加热与固体混合物产生气体的成分是什么?
【查阅资料】①酸能使紫色石蕊溶液变红;②氯气()是有刺激性气味的气体,能溶于水,能使紫色石蕊溶液先变红后褪色;常用NaOH溶液吸收。
【猜想假设】猜想一:该气体为;
(2)猜想二:该气体为___________(填化学式):
猜想三:该气体为和。
(3)小深同学认为猜想一不成立,理由是___________。
【实验探究】小圳同学在老师的启发下,设计了下列实验:
(4)
实验I
实验Ⅱ
操作
现象
紫色石蕊溶液先变___________后褪色
带火星的木条复燃
结论
猜想___________成立。
【反思评价】
同学们发现不是每次实验都能闻到刺激性气味。进一步查阅资料如下:
与质量比
的质量/g
的体积/mL
时间/s
实验现象
2:1
1.5
809
183
刺激性气味比较重
3:1
1
817
168
刺激性气味淡
4:1
0.8
825
170
刺激性气味略重
(5)由表数据可知,和质量比会对生成物产生影响,质量比为___________时,可迅速制得较纯净的。
(6)实验室加热高锰酸钾可制得较纯净的,请写出高锰酸钾制取氧气的化学方程式:___________。
17.(2025·广东深圳·三模)松花蛋是我国特有的一种传统美食。化学兴趣小组同学进行了“松花蛋制作”的项目研究,请结合任务回答问题。
【任务一】初识松花蛋,查阅营养成分
(1)松花蛋,又称皮蛋,制作原料为鸡蛋,鸡蛋中富含的营养素为_______,除此之外,还含有油脂、维生素及无机盐等多种营养素,具有较高的营养价值。
【任务二】品尝松花蛋,感受松花蛋的酸碱性。
(2)同学们品尝松花蛋时,发现松花蛋略有涩味,推测松花蛋中含有碱性物质,生活中食用时可加入_______(选填“料酒、食醋或酱油”)来减少涩味。
【任务三】浸松花蛋粉,寻找涩味缘由
(3)取适量松花蛋粉(用于制作松花蛋泥的原料),加入足量水,搅拌、过滤。向滤液中加入_______溶液(填写指示剂名称),溶液变红证明滤液中含有碱性物质。
【提出问题】滤液中的碱性物质是什么?
【查阅资料】松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等。
【分析推理】
(4)松花蛋粉加水调和时发生如下反应:
①;
②_______
【提出猜想】
(5)猜想1:NaOH;猜想2:NaOH和;猜想3:NaOH和_______(填化学式);
(6)设计实验验证猜想
实验方案
实验现象
实验结论
操作一:取少量滤液于试管中,向其中加入过量的稀盐酸
无明显实验现象
猜想________不成立
操作二:________
________
猜想2成立
【讨论交流】
(7)根据复分解反应发生的条件,操作1中除可用稀盐酸外,还可选用_______也能达到同样实验目的。
A.酸碱指示剂 B.氯化钾溶液 C.氢氧化钙溶液 D.氯化钡溶液
18.(2025·广东深圳·三模)某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开展了系列研学活动。
活动一:了解我国古代造纸技术
(1)“草木灰水”中含有K2CO3,K2CO3属于________(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)“石灰”即生石灰,加水“调乳”的化学方程式为________。
活动二:了解现代造纸生产
古法制浆用石灰脱脂脱色能力强,但成纸强度低,现代造纸对蒸煮试剂进行改良,使用NaOH。某造纸厂对造纸废弃物进行处理,经检验“蒸煮”后过滤所得溶液中存在Na2CO3。
【查阅资料】BaCl2溶液显中性,BaCO3为难溶于水的白色固体。
【实验探究】
(3)兴趣小组同学设计如下实验,证明滤液中还含有NaOH。
实验操作
实验现象
实验结论
I.取少量“蒸煮”后过滤所得溶液于试管中,向其中滴加足量BaCl2溶液,观察现象。
___________
含Na2CO3
Ⅱ._______
溶液变红色
含NaOH
【拓展交流】造纸厂废水主要含有NaOH和一些细小纤维有机物及沉淀物,如果不经处理或轻度处理就将废水直接排放,会造成严重的污染。
(4)某造纸厂利用pH计和COD传感器(可以用来表示废水中总有机物含量)测得在污水处理过程中溶液pH和COD变化情况(如图所示)。当废水的pH在6~9之间,COD的指标范围为___________,便可排放。
(5)该造纸厂进行废液处理时,在“硫酸调节池”中发生反应的化学方程式为___________(写一个)。
18.(25-26九年级上·广东深圳·阶段检测)同学们学习了质量守恒定律后进行了如下实验活动。
活动一:验证质量守恒定律
(1)甲同学所做的是铜与氧气反应前后质量的测定实验,观察到的现象有___________。(至少写出两条现象)
(2)乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触,反应结束后发现天平的指针___________(填“偏左”“偏右”或“不偏转”)。
【交流讨论】
(3)该反应___________(填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。
(4)为进一步完善乙同学的实验,小组同学设计了丙、丁实验装置,选出你认为最合适的装置,并说明理由___________。
活动二:应用质量守恒定律探究物质组成
木糖醇是一种白色粉末状物质,易溶于水,新型甜味剂。
【提出问题】木糖醇是由什么元素组成的?
【提供资料】
酒精燃烧的产物是水和二氧化碳。
【实验探究】
(5)
实验步骤
实验现象
实验结论
1.取适量的木糖醇放在酒精灯火焰上灼烧,同时将一只干燥的烧杯罩在火焰上方
烧杯内壁出现水雾
证明木糖醇的组成中一定含有___________。
2.将烧杯倒转,并注入澄清的石灰水,振荡
___________
证明木糖醇的组成中一定含有碳元素。
【交流讨论】
(6)大家认为上面的实验设计不严谨,原因是___________。
19.(2025·广东深圳·二模)化学兴趣小组对除湿盒产生兴趣,对此进行如下探究。
资料:1.氯化钙是一种常用的干燥剂,市售除湿剂成分一般为氯化钙晶体()。
2.氯化钙晶体在受热条件下发生反应:。
任务一:了解市售除湿盒的除湿原理
如图1为某市售氯化钙除湿盒,图2为其使用说明。①除湿盒在吸水除湿后,集水区内有大量液体和少量固体。②氯化钙在不同温度下溶解度如表1。
表1 不同温度下氯化钙的溶解度
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
溶解度/g
59.5
65.0
74.5
100
116
137
147
(1)同学们取适量除湿剂样品于烧杯中,加适量水搅拌,触摸烧杯壁感觉发热,说明氯化钙溶解过程中___________ (填“吸热”或“放热”)。结合氯化钙的溶解度分析除湿盒集水区有无色晶体析出的原因可能是___________。
(2)根据除湿盒使用说明中的注意事项,若不慎接触皮肤,可用小苏打水擦拭。取一定量集水区溶液于试管中,加入5%的小苏打(碳酸氢钠)溶液,观察到有白色沉淀和无色气体生成,该气体能使澄清石灰水变浑浊。则氯化钙与碳酸氢钠反应的化学方程式为___________。
任务二:自制除湿剂与市售除湿剂除湿效果比较
【设计与实验】
实验一:自制除湿剂
(3)小组同学在实验室利用石灰石自制氯化钙除湿剂。取一定量石灰石加入过量___________,充分反应后过滤,将滤液蒸发,收集固体得到除湿剂。
实验二:比较两种除湿剂的除湿效果
分别在真空密封袋(袋中充有等体积的空气)中盛放5g自制氯化钙除湿剂(粉末状)和市售氯化钙除湿剂(大小均匀的颗粒状)进行图3实验,用湿度传感器测得除湿剂附近湿度随时间用湿度的变化曲线如图4、图5所示,并另取1g自制氯化钙除湿剂和1g市售氯化钙除湿剂置于敞口培养皿中,每天同一时间观察并称量质量,二者吸湿增重对比如图6。
(4)经对比图4、图5可知,两种不同形状除湿剂中的除湿效果较差的为___________,由此可知,除湿剂的颗粒大小对除湿效果___________(填“有”或“无”)影响。
(5)由图6可知,两种除湿剂均具有吸水能力,但吸水能力存在差异,原因可能是___________(写一个)。
任务三:探究市售氯化钙除湿剂的主要成分
(6)称取8.80g市售氯化钙除湿剂样品,充分加热后,最终得到无水氯化钙,实验过程中样品质量变化曲线如图7。通过计算可知,该除湿剂样品中的为___________(计算结果保留整数位,后同)。实验中部分操作可能会引起误差,请写出一种可能引起误差的原因___________。
20.(25-26九年级上·广东深圳·期中)化学兴趣小组的同学们在老师的指导下,开展了探究分子性质的实验。同学们找来废弃的医疗用品——微型Y型管,改进课本中探究分子运动的实验,设计了如图所示实验:
(1)实验过程中观察到的现象是_______,说明分子在不断运动。该实验设计的优点是_______。
【提出问题】影响分子运动速率的因素有哪些?
【查阅资料】浓盐酸挥发产生氯化氢气体,氯化氢气体与氨气反应会生成氯化铵,产生白烟。
【做出猜想】
(2)猜想1:与温度有关 猜想2:与_______有关 猜想3:与分子种类有关。
【实验探究】
(3)请补全下表中空白。
实验
实验设计
实验现象
结论
甲
③号试管比②号试管内酚酞溶液先变红
猜想1_______(填“正确”或“不正确”)
乙
_______
猜想2正确
丙
如图所示,a、c处分别为滴有等量等浓度的浓氨水和浓盐酸的棉花。
b处有白烟产生
氯化氢分子运动速率_______(填“大于”或“小于”)氨气分子运动速率,它们在b点接触反应生成氯化铵,猜想3正确
【实验分析】
(4)由实验甲可得出结论:_______,分子运动速率越快。
(5)已知氯化氢分子质量大于氨气分子质量,对实验丙进一步分析,可知分子质量越大,分子运动速率越_______(填“快”或“慢”)。
21.(2025·广东深圳·三模)皮蛋(如图所示)是人们喜爱的一种传统美食。兴趣班同学进行了“松花蛋制作”的项目研究,请结合任务回答问题。
【任务一】品皮蛋
(1)皮蛋,又称松花蛋,品尝时略有涩味。原因是皮蛋中含有碱性物质,食用时加入______(选填“食盐”或“食醋”)可去除涩味。
【任务二】制皮蛋
活动一:了解制作工艺——制作皮蛋
查阅资料:制作皮蛋用的蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等。
制作配料:将纯碱、食盐、生石灰放入容器中,加水调制成糊状泥料。
腌制皮蛋:将泥料包裹生鸭蛋存放一段时间,即可制成皮蛋。
(2)写出制作配料加水调制成糊状泥料的过程中发生的2个化学方程式______、______。
活动二:继续探究——寻找产生涩味的原因
(3)取适量皮蛋粉(用于制作皮蛋的原料),加入足量水,搅拌、过滤,测得滤液的。小组同学讨论后,一致认为,滤液中溶质的成分一定含有______,可能含有碳酸钠或氢氧化钙。
(4)设计实验验证。【可供选择的试剂为:稀盐酸、氯化钡溶液、氢氧化钡溶液、无色酚酞溶液。】
实验方案
实验现象
实验结论
______
______
滤液中不含碳酸钠
取少量滤液于试管中滴加适量碳酸钠溶液
产生白色沉淀
滤液中含有氢氧化钙
(5)食盐在制作食品的过程中通常起的作用是______。
通过以上探究,同学们找到了皮蛋粉加水后滤液显碱性的原因,也知道了产生涩味的原因。
22.(2025·广东深圳·三模)民间有谚语:“草木灰,单积攒,土地壮棵又增产”。草木灰是一种重要的农家肥,化学兴趣小组以“探究草木灰的成分”为主题开展项目式探究。
【查阅资料】草木灰的主要成分是一种含钾的盐,草木灰中还可能含有K2SO4、KCl。
【探究一】草木灰的成分
(1)向草木灰中加入稀盐酸,生成的气体可使_______(填试剂名称)变浑浊,可推断草木灰的主要成分是K2CO3。
(2)草木灰中还可能含有K2SO4、KCl。设计实验验证:
实验操作
现象
结论
实验1:取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,加入过量的硝酸钡溶液
_______
草木灰中含有K2SO4
实验2:取少量澄清的草木灰浸出液于试管中,加入少量的_______溶液(填化学式)
产生白色沉淀
草木灰中含有KCl
【交流和讨论】
(3)有同学认为实验1的结论不严谨,理由是_______(文字或者方程式表述均可)。
【探究二】测定草木灰中碳酸钠的质量分数
【查阅资料】碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠
(4)如图,向盛有20g草木灰的装置A中缓慢滴入稀硫酸,并测C装置实验前后的质量差。
①装置B的目的是除去CO2中的水蒸气,试剂X的名称________。
②写出C中发生反应的化学方程式________。
③D装置碱石灰的作用是________。
23.(2025·广东深圳·三模)融雪剂又称“化冰盐”,某融雪剂可能由氯化钙、氯化铜、氯化钠中的一种或几种物质组成,兴趣小组围绕融雪剂展开相关的探究活动。
(1)探究融雪剂的组成
【查阅资料】氯化钙溶于水会放热,氯化钠溶于水温度几乎不变。
【实验探究】
实验序号
操作
现象
结论
1
取少量融雪剂,加水溶解
得无色澄清溶液
不含__________(填化学式)
2
向上述溶液中滴加碳酸钠溶液
出现_________
含有CaCl2
3
_________
温度:氯化钠溶液<融雪剂溶液<氯化钙溶液
_________ NaCl(填“含有”或者“不含”)。
【分析与解释】实验操作2中发生反应的化学方程式是__________。
(2)探究融雪剂的融冰效率。
【实验探究】分别取大小、形状、质量相同的冰块,按①~⑧所示试剂及用量进行实验;90分钟时,测定冰融化所得水的质量。实验记录如下:
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
试剂及用量
24%的NaCl溶液/g
2
4
6
8
6
4
2
0
24%的CaCl2溶液/g
0
0
0
0
2
4
6
8
水/g
6
4
2
0
0
0
0
0
冰融化所得水的质量/g
3.57
6.77
9.44
14.19
12.84
11.54
9.97
9.52
【分析与解释】
i.通过实验①一④可得出的结论是________。
ii.甲同学依据实验⑤~⑧得到结论“CaCl2溶液的浓度越大,其融冰效率越低”。乙同学不同意他的观点,理由是________。
24.(2025·广东深圳·三模)松花蛋是我国特有的一种传统美食。化学兴趣小组同学进行了松花蛋制作的项目研究,请结合任务回答问题。
【任务一】品尝松花蛋,感受松花蛋的酸碱性。
(1)同学们品尝松花蛋时,发现松花蛋略有涩味,推测松花蛋中含有碱性物质,生活中食用时可加入______(选填“料酒、食醋或酱油”)来减少涩味。
【任务二】浸松花蛋粉,寻找涩味缘由
(2)取适量松花蛋粉(用于制作松花蛋泥的原料),加入足量水,搅拌、过滤。使用______测得滤液,证明滤液中含有碱性物质。
【提出问题】滤液中的碱性物质是什么?
【查阅资料】
(3)松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱()等,其中碳酸钠属于______(填物质类别),它的水溶液显碱性。
【分析推理】松花蛋粉加水调和时发生如下反应:
①;②______
【提出猜想】
(4)猜想1:NaOH;猜想2:NaOH和;
猜想3:NaOH和______(填化学式);
【实验探究】
(5)设计实验验证猜想
操作
现象
结论
操作1:取滤液少许,向其中加入过量的稀盐酸
无明显现象
猜想______不成立
操作2:另取滤液少许,向其中加入碳酸钠溶液
______
猜想2成立
【讨论交流】
(6)根据复分解反应发生的条件,操作1中除可用稀盐酸外,还可选用______也能达到同样的实验目的。
A.氯化钾溶液 B.氢氧化钾溶液 C.氯化钡溶液
25.(2025·广东深圳·三模)深圳积极探索破解“垃圾问题”,走出了一条“无害化、减量化、资源化”的垃圾处理之路。为深入了解垃圾处理流程与环保理念,某学校组织同学们参观深圳某垃圾分类处理厂,并完成以下任务。
任务一:认识垃圾的分类
(1)同学们参观深圳某垃圾分类处理厂,获悉城市生活垃圾可分为可回收物、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。下列垃圾属于可回收物的是______。(填字母序号)
A.塑料 B.果皮 C.旧电池
任务二:了解垃圾处理方式
小深同学在参观完垃圾分类处理厂后,绘制了各类垃圾处理方式的流程图(如图1所示):
(2)生锈铁制品是最常见的可回收物,可通过与稀盐酸反应除锈,其反应的化学方程式为______。
(3)厨余垃圾堆肥有助于提高土壤肥力。学习小组设计的小型堆肥桶如图2所示,堆肥桶加盖是提供______(选填“有氧”或“无氧”)环境,有利于发酵。查阅资料,不同温度和发酵液浓度对厨余垃圾发酵产生沼气性能的影响如图3所示。分析图中数据可知发酵液浓度与池溶产气率的关系:______。
(4)部分垃圾中存在有害物质,如破损的体温计里有重金属______(填化学式),会通过水、土、空气进入人体,引起各种疾病。
任务三:探究塑料垃圾焚烧后所产生气体的成分组成
【查阅资料】a.塑料焚烧时会产生多种有害气体,其中含氯元素的塑料焚烧后会产生HCl气体;
b.若往溶液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸,产生白色沉淀,说明该溶液含有。
【提出问题】某塑料垃圾焚烧后产生的气体中是否含有HCl?
【实验验证】
(5)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该垃圾置于焚烧炉中进行焚烧,将焚烧产生的气体通入水中
该垃圾焚烧产生的气体中含有HCl
②取步骤①所得溶液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液
紫色石蕊溶液变为红色
③另取步骤①所得溶液于试管中,向其中滴加适量硝酸银溶液和稀硝酸
______
【交流探讨】
(6)结合日常生活经验进行交流,写出一条防止塑料污染的措施:______。
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