题型三 化学实验探究题(复习讲义)(浙江专用)2026年中考科学二轮复习讲练测
2026-05-15
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2份
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64页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 实验技能,探究串、并联电路中的电压规律实验,探究电磁感应现象的实验 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 19.60 MB |
| 发布时间 | 2026-05-15 |
| 更新时间 | 2026-05-15 |
| 作者 | 倪胡不归fy |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-05-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57878378.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
题型三 化学实验探究题(复习讲义)
目 录
01 析·考情目标 1
02 筑·专题框架 2
03 攻·重难考点 2
真题动向 核心提炼 方法技巧
考点一 常见气体的制取与性质探究
考点二 金属及其化合物的性质探究
考点三 酸碱盐的性质与反应探究
考点四 物质的鉴别、检验与除杂
考点五 物质组成成分的定性定量探究
考点六 质量守恒定律的验证与应用
考点七 影响化学反应速率的因素探究
04 测·预测闯关 22
命题透视
化学实验探究题是中考科学试卷中考查学生科学探究能力与化学核心知识综合应用能力的关键题型。试题通常以真实的实验情境为载体,整合提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、得出结论、评价交流等科学探究的基本环节。其命题注重基础性、综合性与探究性,旨在考查学生在解决具体化学问题过程中的证据推理、模型认知、创新思维等学科核心素养。
热考角度
考点
2025年
2024年
2023年
常见气体的制取与性质探究
浙江·T25
杭州·T28、金华·T27
金属及其化合物的性质探究
湖州·T27
酸碱盐的性质与反应探究
浙江·T25
杭州·T29、衢州·T28
物质的鉴别、检验与除杂
丽水·T29
物质组成成分的定性定量探究
金华·T25、T30
质量守恒定律的验证与应用
浙江·T31
影响化学反应速率的因素探究
宁波·T25、丽水·T25
命题预测
1. 命题轨迹:近年来试题情境紧密联系生活实际与教材原型实验的深化创新。设问逻辑从单一知识验证向多因素交织、多方案评价的复杂探究演进,尤其注重定量化和误差分析,对实验设计的严谨性与思维的逻辑性要求显著提高。
2.命题预测:预计未来命题将更加强调实验方案的设计与优化评价能力。试题可能提供不完整的实验步骤或多种可行方案,要求考生依据科学原理进行甄别、补充或选择最优方案并阐述理由。此外,数字化实验(如传感器技术、图像分析)与传统实验的结合将成为重要载体,考查学生利用图像、数据表格等信息进行综合分析、得出科学结论的能力。跨考点融合趋势明显,例如将物质制备、性质探究与反应速率、定量计算结合于一道题中,进行系统考查。
考点一 常见气体的制取与性质探究
1.(2024·浙江·中考真题)【新考法・利用图像信息解决实际问题】
实验室常用大理石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸制取二氧化碳。请回答:
(1)①图1是两种气体发生装置,各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点: ;
②检查装置A的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住试管,观察到 ,说明气密性良好。
(2)在完成气密性检查后,装入药品,反应产生气体。用向上排空气法收集气体,验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭。从燃烧条件看,小木条熄灭是由于_______________。
(3)在收集二氧化碳过程中,某同学进一步探究了集气瓶内氧气体积分数对瓶口小木条燃烧情况的影响。多次实验后发现氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭。其中一组实验数据如图2,在该实验条件下,要使二氧化碳体积分数达到90%,需在小木条熄灭后,再收集______秒。
2.(2023·浙江金华·中考真题)【新考法・完整探究与方案评价】
测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下:
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时,发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度,展开了如下研究。
【误差分析】几位同学对测量值偏小原因的分析如下:
甲:红磷的量不足,未能把瓶内氧气耗尽;
乙:将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出;
丙:实验前导管中有空气,实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中;
丁:由于集气瓶的形状造成很难均分五等份,影响测量结果;
(1)以上原因分析中,其中一位同学的观点被大家一致否定,你认为是哪位同学的观点?__________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”);
【方案改进】根据以上讨论,为减少实验误差,提高实验结果的精准度,学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知:红磷的着火点是,无毒;白磷的着火点是,有剧毒)
(2)比较图甲、图乙的实验方案,下列关于图乙实验方案叙述正确的是________。
A.利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”,建立封闭空间使实验结果更精准
B.可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C.改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,使测量结果更精准
D.彻底地解决了实验的安全性问题,符合绿色化学理念
(3)小金同学认为,图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹,请表达你的观点及理由
;
【问题反思】小组同学多次实验,测量值总是小于。经过老师指导,小组同学讨论后认为,可以从模型中“消耗氧气”的方法人手给实验做进一步改进。
【资料】暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
【方案迭代】讨论后,项目组设计了如图丙所示的装置,用暖宝宝粉代替红磷,利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验.操作步骤如下:①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁;②把暖宝宝粉倒入针筒,轻轻转动,使涂抹均匀;③涂上凡士林,将活塞插入针筒,盖上橡皮帽,观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后,测得空气中氧气的体积分数均约占。
(4)从消耗氧气的方法角度分析,图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
【心得交流】科学探究需要不断根据结果反思探究过程,优化方案,实现方案的迭代更新。
知识1 常见气体的制取
项目
氧气
氢气
二氧化碳
原理
①
②
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
①固体加热型;②固液常温型
固液常温型
固液常温型
收集方法及依据
①排水法(因O₂不易溶于水)
②向上排空气法(因O₂密度略大于空气)
①排水法(因H₂难溶于水)
②向下排空气法(因H₂密度远小于空气)
向上排空气法(因CO₂密度大于空气,且能溶于水并与水反应)
检验方法
将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃
点燃,发出淡蓝色火焰,干冷烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁出现水雾
通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
验满方法
向上排空气法收集时:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,则已满
向下排空气法收集时:用燃着的木条放在集气瓶口,气体安静燃烧并发出“噗”声,或验纯后根据经验时间判断
向上排空气法收集时:将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,则已满
注意事项
①(加热KMnO₄):试管口放棉花(防堵塞);实验结束先移管后熄灯(防水倒吸)。
②(H₂O₂制O₂):长颈漏斗末端液封;MnO₂是催化剂。
① 必须验纯:不纯氢气点燃易爆炸。
② 禁用明火:发生装置附近严禁明火。
③ 不用浓硫酸或硝酸或盐酸。
① 不能用稀硫酸:生成微溶CaSO₄覆盖大理石,阻止反应。
② 不能用浓盐酸:挥发出HCl气体,使CO₂不纯。
③ 不用碳酸钠粉末:反应太快,不易控制。
装置图
加热型:导管伸入试管不宜过长;棉花团。
常温型:长颈漏斗液封;分液漏斗可控制反应速率。
同O₂的“常温型”装置。简易装置中,长颈漏斗必须液封。
同O₂的“常温型”装置。因CO₂密度大,导管应伸入集气瓶底。
1.考查方式
(1)装置选择与评价:根据反应原理选择或评价发生、收集装置,并说明优点,如能控制反应速率、随开随停等。
(2)操作排序与纠错:排列实验步骤或指出装置图中的错误。
(3)性质验证实验设计:设计实验验证气体的某一性质,如CO₂密度比空气大、不燃烧也不支持燃烧。
(4)综合探究:将气体制取、净化、干燥、性质验证、尾气处理等环节串联成综合实验题。
考点二 金属及其化合物的性质探究
1.(2023·浙江湖州·中考真题)【新角度・对化学反应规律进行控制变量和深度探究】
小明在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3)的两种实验装置: 图 1用酒精灯(火焰温度400℃~500℃左右)加热,图2用酒精喷灯(火焰温度可达 800℃以上)加热。小明产生了疑惑:在不同温度下反应有什么不同呢?他猜想:在不同温度条件下,得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性,进行探究:
①在硬质玻璃管中,分别装入等量氧化铁粉末,连接装置,开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后,停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②小明把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上,用磁铁靠近,发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。
③为进一步确定成分,小明查阅资料,了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而 Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管,加入等量同浓度稀硫酸,产生气泡的情况如下表:
实验记录表
粉末来源
产生气泡的情况
图1装置
未观察到气泡
图2装置
大量气泡
由此,小明确定两装置中产物的成分不同,证实了自己的猜想。
(1)在①中开始实验时,应该先 ,再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊,说明都有________气体生成。
(2)在②中小明是利用物质的________(选填“物理”或“化学”) 性质来进行判别的。
(3)结合①②③实验结果,小明判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为 。
2.(2026·浙江台州·一模)【新考法・微型化实验设计】
某科学小组发现,一支装有铜片和盐酸的试管几天后溶液变成了蓝色。铜难道能和盐酸反应吗?小组成员提出了以下猜想。
猜想I:有氧气存在时,铜、氧气和盐酸三者能反应。
猜想II:待填。
为了验证猜想,小组成员取三个10毫升注射器,如图所示,按照表格,分别在注射器内装入铜片后,吸取一定量的盐酸,然后推动活塞使液体刚好不溢出,再拉动注射器②的活塞吸入一定量氧气,最后用橡皮帽对三个注射器进行密封。静置3天后观察并记录现象如表所示。
组别
试剂
铜片
实验现象
①
5mL3%的盐酸
0.5g
无现象
②
5mL3%的盐酸
0.5g
溶液变蓝,气体减少
③
5mL30%的盐酸
0.5g
溶液变黄,有气泡产生
(1)据表格可知,猜想Ⅱ是 。
(2)为验证猜想Ⅰ,实验操作中“推动活塞使液体刚好不溢出”的目的是 。
(3)对比分析实验现象可知,猜想I成立。在本实验中能支持该猜想的证据是 。
(4)经检验,③中的气体为氢气。以上实验说明,铜的活动性弱于氢是指在常温、________等条件下的规律。
3.(2026·浙江衢州·一模)【新考法・数字化实验监控】
小科为探究铁生锈的条件及影响铁生锈快慢因素开展如下实验:
实验一:进行如图1实验,一段时间后观察到C中铁钉生锈,AB中铁钉无明显变化。
实验二:为进一步探究影响铁生锈快慢的因素,设计如图2所示实验,利用传感器监测该过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如表:
序号
其他试剂
初始时氧气浓度/%
200s时氧气浓度/%
水/mL
食盐质量/g
①
0
0
20.8
20.8
②
0.5
0
20.8
15.2
③
0.5
1.0
20.8
8.0
(1)比较图1中_____两个实验可知:铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中使用铁粉替代铁钉的优点 。
(3)分析表中数据,得出“食盐能加速铁生锈”的结论,其依据是__________。
(4)结合上述实验,写出一条防止钢铁生锈的措施__________。
知识1 金属的化学性质
1.与O₂反应:大多数金属能与氧气反应,生成金属氧化物。
与酸反应(稀盐酸/稀硫酸):位于氢前面的金属能置换出酸中的氢。
与盐溶液反应:位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来。
2.金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
3.探究金属活动性顺序
方法
实验设计
判断逻辑
两盐夹一金
将活动性居中的金属单质,分别放入其他两种金属盐溶液中
能置换则金属活动性更强
两金夹一盐
将活动性最强和最弱的金属单质,分别放入活动性居中的金属盐溶液中
能置换则金属活动性更强
分级与酸反应法
①先用与酸反应初步分组,观察是否反应及剧烈程度。
②再用盐溶液法精细比较:对不能与酸反应的金属,用盐溶液法确定其强弱顺序。
①若能反应,则排在H前;不反应则排在H后。
②在H前的金属中,反应更剧烈的活动性更强。
③对H后的金属,用盐溶液法比较。
知识2 金属的锈蚀与冶炼
1.金属生锈:铁生锈的条件是与氧气和水同时接触。
防护方法:隔绝空气或水(如涂油、刷漆)、改变金属内部结构(制成合金)。
探究方法:设置对照实验,①干燥空气;②煮沸后冷却的水(无氧);③空气与水共存
2.金属的冶炼
实验
氢气还原氧化铜
一氧化碳还原氧化铁
原理
H2+CuOCu+H2O
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
装置
步骤
检验氢气的纯度→通气体→点燃酒精灯→熄灭酒精灯→继续通气体,直到试管完全冷却
现象
黑色固体逐渐变为红色,试管口出现水珠
红棕色固体逐渐变为黑色,产生的气体使澄清石灰水变浑浊,尾气燃烧并产生淡蓝色火焰。
注意事项
①实验之前先通气体后加热:排出试管内的空气,避免空气与H2/CO混合加热时发生爆炸 ;
②实验结束时先熄灭酒精灯,继续通气体直至装置冷却:防止生成的铜/铁在高温时被空气再次氧化 。
试管口应略向下倾斜:避免反应中生成的水倒流入试管底部引起试管炸裂;
尾气处理:用酒精灯点燃,使CO变成无毒的CO2;在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。
酒精喷灯的作用:提供高温条件,如果改用酒精灯,需加金属网罩,可以集中火焰,提高温度。
1.考查方式
金属活动性验证:设计实验方案验证几种金属的活动性顺序。
金属化学性质的探究:探究金属与酸、盐反应,常设问现象、结论等,也可进行方案设计与评价。
金属锈蚀条件探究:运用控制变量法探究铁钉生锈的条件(水、空气)。
金属的冶炼实验:考查基础实验金属的冶炼,可设问实验步骤、尾气处理等。
混合物成分探究:给定金属与酸或盐反应后的滤渣、滤液成分推断。
图像分析:分析金属与酸反应过程中,溶液质量、气体质量、固体质量等随时间变化的曲线。
2.技巧与易错点
技巧:利用金属活动性顺序判断反应能否发生。探究锈蚀条件时,明确对照组的设计(如干燥空气、只有水、空气与水共存)。
易错点:误认为金属与盐溶液反应后,溶液质量一定增加;
铁与酸或盐溶液反应生成的是亚铁离子(Fe²⁺),溶液呈浅绿色,常被忽略。
铝、锌等活泼金属表面有致密氧化膜,反应开始可能较慢。
考点三 酸碱盐的性质与反应探究
1.(2025·浙江·中考真题)【新考法・利用多种技术手段从不同维度探究同一反应】
某科学兴趣小组以“中和反应”为课题进行项目化学习,请你一起参与。
【任务一】探究酸和碱之间能否反应
通过pH传感器和温度传感器完成以下实验:向40mL溶质质量分数为0.4%的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,测定溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化情况如图甲所示,利用温度传感器测得反应过程中溶液温度随时间变化的曲线如图乙所示。
(1)如图乙,当33s<t≤40s时,对应溶液中所含溶质的成分为___________(填化学式)。
(2)由图甲得出酸和碱之间发生了反应的依据是 。
【任务二】经过对中和反应一系列研究后,该兴趣小组又通过实验探究:证明酸与碱反应有水生成。
【查阅资料】a.变色硅胶吸水后由蓝色变为红色;
b.无水醋酸在常温下为无色液体;
c.无水醋酸和氢氧化钠固体混合后生成醋酸钠和水。
【实验方案】如图丙,首先分别往4支试管中装入对应的试剂,然后迅速塞紧橡胶塞。
(3)能证明酸与碱反应生成水的现象是 。
(4)装入试剂后迅速塞紧橡胶塞的目的是 。
2.(2023·浙江衢州·中考真题)【新角度・探究实验异常背后的科学原理】
小科在学习了碱和盐的性质后,将少量硫酸铜溶液滴入2mL 氢氧化钠溶液中,没有观察到预期的蓝色絮状沉淀,这是为什么呢?
【猜想】猜想一: 氢氧化钠与硫酸铜反应放热,使氢氧化铜的溶解度增大。猜想二:生成的氢氧化铜继续与氢氧化钠发生反应。
【实验】实验操作及现象如图:
(1)为了验证猜想一,小科应选择_______两组实验进行对比。
(2)若猜想二正确,C中“?”处应填写的现象是 。
(3)查阅资料得知: 氢氧化铜能与氢氧化钠溶液发生反应,生成可溶物。小科再次做硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应的实验时,他应该怎么做才能立即观察到预期的蓝色絮状沉淀,请你写出一种方法。
知识1 酸碱盐的化学性质
物质
酸
碱
盐
化学性质
①能使酸碱指示剂变色(使紫色石蕊溶液变红,酚酞不变色)
②能与活泼金属反应生成盐和氢气
③能与金属氧化物反应生成盐和水
④能与碱反应生成盐和水
⑤能与某些盐反应生成新盐和新酸
①碱的水溶液能使紫色石蕊试液变蓝、无色酚酞试液变红。
②碱的水溶液能与某些非金属氧化物反应(如吸收SO₂)。
③碱的水溶液能与酸发生中和反应。
④碱的水溶液能与某些盐溶液反应生成沉淀。
①盐(可溶)+金属→新盐+新金属(①排在前面的金属;②可溶性盐)
②盐+酸→新盐+新酸(与碳酸盐反应生成水和二氧化碳)
③盐+碱→新盐+新碱(反应物必须可溶且生成物之一必须是不溶物)
④盐+盐→新盐+新盐(反应物必须可溶且生成物之一必须是不溶物)
注意:反应发生的条件必须满足。
知识2 中和反应的深度探究
探究核心:如何证明没有明显现象的酸与碱发生了反应?
探究方案:
1.指示剂法:向碱液中滴加酚酞至变红,再逐滴加入酸液,红色褪去,证明反应发生。
2.pH传感器法:用pH传感器监测混合过程中溶液pH的变化。
3.温度传感器法:中和反应放热,测量混合前后温度升高。
4.产物检验法:反应后蒸发溶液,得到固体晶体(盐),证明有新物质生成。
1.考查方式
(1)探究无明显现象的化学反应是否发生,如探究中和反应是否发生及两者何时恰好完全反应。
(2)探究复分解反应发生的条件,给定几组物质,探究它们之间能否发生反应。要求设计实验方案,并根据现象总结复分解反应发生的条件。
(3)探究酸碱的化学性质,如设计一组实验,分别将稀盐酸与紫色石蕊试液、镁条、生锈铁钉、碳酸钠粉末、氢氧化铜固体等混合,观察并记录现象,从而归纳出酸的五点通性。对碱的探究同理。
2.数字化实验
提供酸碱中和过程中pH或温度随时间变化的曲线,要求分析反应进程、判断终点、计算浓度等。
考点四 物质的鉴别、检验与除杂
1.(2023·浙江丽水·中考真题)【新角度・物质的定性探究和定量计算】
实验室里有两个试剂瓶,各装有8克氢氧化钠固体,久置未用。为检验氢氧化钠变质程度,小科和小丽对瓶中样品进行了如下探究。
【定性探究】小科取其中一瓶氢氧化钠样品进行实验,实验过程及现象如图甲。
(1)图中蓝色絮状沉淀是___________;
(2)上述探究可得出该瓶氢氧化钠___________(填“没有变质”或“部分变质”);
【定量实验】小丽取另一瓶氢氧化钠样品进行定量实验,将瓶中样品全部倒入烧杯中,加水充分溶解,逐滴加入溶质质量分数为7.3%的盐酸充分反应,当溶液的pH恰好为7时,所加稀盐酸的质量为100克。
(3)小丽通过计算得出结论氢氧化钠完全变质(如图乙)。小科认为小丽的结论不正确,理由是
;
(4)要确定样品中氢氧化钠的质量,在小丽的实验方案中,缺少___________质量的测定。
2.(2026·浙江金华·一模)【新考法・对定量实验思维的深度考查】
小苏打()和食盐()是厨房中常用物质。现有一包白色固体,可能由和中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。
(一)定性分析
【实验目的】确定白色固体的组成
【实验方案】
【实验结论】该白色固体由和NaCl两种物质组成。
(1)基于上述实验结论,则步骤①中加入的过量稀酸应该是_________(填“稀盐酸”、“稀硫酸”或“稀硝酸”)。
(二)定量分析
【实验目的】测定该白色固体中的质量分数
为了测定该样品中NaCl的质量分数,小吕取a克该样品,设计了如下方案:利用NaCl与稀硫酸反应产生CO2,通过测定生成CO2的质量,计算样品中的质量分数。
(2)小吕用以上装置完成本实验,装置的连接顺序是_____________→C(填装置的字母编号,装置不重复使用)
(3)D装置中的反应完全后,需再次通入空气,其目的是 。
知识1 物质(离子)检验
离子
所用试剂(方法)
实验现象
备注
H⁺
1. 紫色石蕊试液
2. pH试纸
3. 活泼金属(如Zn)
4. 碳酸盐(如Na₂CO₃)
1. 变红
2. pH<7
3. 产生气泡(氢气)
4. 产生使澄清石灰水变浑的气体
多种方法可交叉验证
OH⁻
1. 紫色石蕊试液
2. 无色酚酞试液
3. pH试纸
1. 变蓝
2. 变红
3. pH>7
碱性溶液和可溶性碱的溶液都含OH⁻
Cl⁻
硝酸银溶液+ 稀硝酸
生成白色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸
必须加稀硝酸,以排除CO₃²⁻等杂质离子的干扰
SO₄²⁻
盐酸+氯化钡溶液或硝酸钡溶液+ 稀硝酸
生成白色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸
需稀硝酸,以排除CO₃²⁻等杂质离子的干扰。用BaCl₂溶液时要先加盐酸排出Ag⁺干扰
CO₃²⁻
稀盐酸+ 澄清石灰水
产生无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊
这是检验CO₃²⁻的特征反应。注意与活泼金属、碳酸盐遇酸产生氢气的区别
NH₄⁺
氢氧化钠溶液 + 湿润红色石蕊试纸(或酚酞试纸)
加热后产生有刺激性气味的气体,能使湿润红色石蕊试纸变蓝
反应需微热,氨气(NH₃)是碱性气体
知识2 物质的除杂
除杂原则
①不增:不引入新的杂质;
②不减:不减少被提纯(或主要)物质;
③易分:操作简便,分离容易。
④复原:若主体物质发生反应,最后应能转化回原物质。
1.考查方法
不限试剂鉴别:给定3-4瓶未知溶液(如NaOH、Na₂CO₃、NaCl、HCl),要求设计实验方案,写出步骤、现象和结论。
除杂流程评价:判断粗盐提纯(除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻)过程中,所加试剂(BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH)的顺序是否合理,并解释原因。
检验变质情况:如检验氢氧化钠是否变质,检验氢氧化钠的变质程度等,可延申到氢氧化钙的变质情况。
2. 鉴别题先物理后化学,方案要最简、现象要最明显。除杂题牢记“不增、不减、易分、复原”原则,注意过量试剂的处理。
3.易错要点
①检验Cl⁻或SO₄²⁻时,未先加酸排除干扰离子,直接加AgNO₃或BaCl₂,导致将Ag₂CO₃或BaCO₃等沉淀误判。
②除杂时,加入试剂虽除去了杂质,但引入了新的杂质离子,且未设计后续步骤除去。
③回答鉴别题时,现象描述与结论不对应,逻辑不严密。
考点五 物质组成成分的定性定量探究
1.(2023·浙江金华·中考真题)【新角度・反应物用量分析】
研究小组同学在完成“酸的性质”实验①②后,将①②实验后试管中的物质全部倒入各自废液缸③中(如图甲),结果出现了不同现象,部分小组同学的实验现象记录如下表。
组别
废液缸中现象
现象解释
第1小组
无沉淀、有气泡产生
第2小组
无沉淀、无气泡产生
第3小组
…
…
…
【原理分析】小组同学在老师指导下讨论后认为:任何一个化学反应,反应物的用量不同,反应后物质的组成成分就会不同,这是最终导致各组废液缸中出现不同现象的原因。
【交流讨论】
(1)为分析第1小组废液缸中溶液的溶质成分,用玻璃棒蘸取溶液测得,则该小组废液中的溶质组成成分为 (写化学式);
(2)第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生,从反应物用量的角度分析实验①②,可以得出该小组的实验②中反应物盐酸的用量应该是 ;
(3)如果其他小组实验所用反应物的用量都不一样,除了上面第1、2小组出现的现象外,还会出现的现象是 。
【实验拓展】取第1小组废液缸中的溶液于试管中,逐滴加入碳酸钠溶液,并振荡,产生的气体全部逸出。图乙表示“溶液质量”随加入“碳酸钠溶液质量”的变化情况。
(4)解释图中段和段溶液质量呈现不同增重趋势的原因
。
2.(2025·浙江舟山·一模)【新考法・复杂气体检验与计算】
夏季游湖活动中,有一组学生被湖底不断冒出的气泡吸引,好奇的收集了一袋气体。为确定气体的组成。同学们进行了以下探究过程。
【提出猜想】收集的气体中可能含有和
【查阅资料】
【设计方案】小组的同学经过讨论,设计方案如图所示。
【讨论与交流】
(1)该系列装置还缺少尾气处理装置,写出一种你认为可行的尾气处理方法___________;
(2)在方框内选用下列装置进行某些气体成分的验证和吸收,请按连接顺序写出你选的装置___________;
(3)正确连接各装置,加热C后,若D中出现白色粉末变蓝现象,则原混合气体中一定有___________;
(4)小组同学根据以上实验方案,对D、E装置在实验前后的质量进行称量,数据计入下表中:
反应前
反应后
D装置
100g
103.6g
E装置
120g
126.6g
你认为根据上述数据计算后,能否得出原气体中含有CO的结论,并简要分析:___________。
知识1 定性探究
1.定性探究的核心:系统检验与逻辑推理
2.推断依据
颜色:蓝色溶液(Cu²⁺)、浅绿色溶液(Fe²⁺)、黄色溶液(Fe³⁺)、红褐色沉淀(Fe(OH)₃)、蓝色沉淀(Cu(OH)₂)。
气体:加酸产生气泡,可能含CO₃²⁻、HCO₃⁻或活泼金属。
沉淀:与酸、碱或盐反应生成特定颜色的沉淀。
3. 混合物成分探究的通用实验逻辑
取样 → 根据可能成分设计检验方案 → 分步实验,排除干扰 → 根据现象得出结论。
典型案例:氢氧化钠固体是否变质及变质程度的探究
(1)猜想:可能为①未变质(只有NaOH);②部分变质(NaOH和Na₂CO₃);③全部变质(只有Na₂CO₃)。
(2)实验设计关键:任何检验OH⁻的方案,都必须先彻底除去CO₃²⁻的干扰,因为Na₂CO₃溶液也显碱性。
(3)经典步骤:
①取样溶于水,加过量CaCl₂或BaCl₂溶液,静置。 → 目的:完全除去CO₃²⁻,生成CaCO₃/BaCO₃沉淀,且加入过量是为了确保除尽。
②向上层清液中滴加无色酚酞试液。 → 目的:检验OH⁻。
③结论:若步骤a有白色沉淀,步骤b酚酞变红 → 部分变质;若步骤a有白色沉淀,步骤b酚酞不变红 → 全部变质;若步骤a无沉淀,步骤b酚酞变红 → 未变质。
知识2 定量探究
1.定量探究的核心:测量原理与方案设计
2.核心测量原理:通过测量反应产生的沉淀质量、气体质量/体积或反应前后体系的质量差,利用化学方程式进行计算,反推样品中某成分的质量。
3.计算依据
质量守恒定律:参加化学反应的物质反应前后总质量不变。
差量法:利用反应前后固体质量差、溶液质量差或气体质量进行计算。
纯净物计算:代入化学方程式的必须是纯净物的质量。
4. 实验方案设计要素:
明确测量量:最终要测的是什么物理量,如U型管增重、量筒内水的体积、沉淀质量或气体质量等。
确保反应完全:通常使另一种反应物过量。
避免测量误差:设计步骤以确保被测物质全部被测量、无损失、无干扰。
1.考查方式
框图推断:给出物质间转化关系图及部分现象,要求推断各物质化学式,并写出相关化学方程式。
定量测定实验设计:设计实验测定样品中某成分的含量,如测定Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃的质量分数,需描述步骤、记录数据、列出计算式。
误差分析:对定量测定实验,分析某种操作,如沉淀未洗涤干燥、气体逸出等。会导致测定结果偏大还是偏小。
3. 解题技巧与易错点
1.定量实验设计要明确测量对象,如生成气体的质量、沉淀的质量,并保证测量准确。
2.易错点:计算时,误将混合物的总质量当作纯净物质量代入方程式。
误差分析时,逻辑混乱,无法准确判断操作对测量值的影响方向。
考点六 质量守恒定律的验证与应用
1.(2025·浙江·中考真题)【新考法・多方案验证定律】
某校科学兴趣小组的同学通过实验来验证质量守恒定律,装置如图所示。
(1)实验中用40g5%的CuSO₄溶液与NaOH溶液反应,全部反应完,需要 g固体NaOH;
(2)在实验操作中,所需NaOH的量少于(1)中计算的量就能完成目的,请你从实验角度说明少量NaOH就可以完成实验的理由。
(3)如图,在封闭的塑料瓶中加入氧气、水和钉子,一段时间后瓶子变瘪,但实验前后装置总质量不变,请你从物质变化的角度解释瓶子变瘪的原因。
(4)从质量守恒定律的微观角度,将水电解的微观示意图补充完整。
2.(2024·浙江·一模)【新考法・气体体积法间接测量】
如图是小科在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。
【提出问题】氧化汞(HgO)加热时,会生成汞和氧气(常温常压下,氧气密度为)。反应结束后,所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢?
【资料信息】①氧化汞反应的化学方程式:
②测量气体体积需要在标准大气压下测量才是准确数值。
【实验设计及过程】检查装置的气密性后,在试管中加入适量的药品,并测得反应装置、滤毒器与物质总质量为。待反应完全后,调整量筒液面至“合适”位置,测出气体体积记为V。再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为。
(1)实验时,小科在量筒中加入一些煤油的目的是 。
(2)反应完全后,量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是 。
(3)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒,则上述测量结果存在关系式是: 。
知识1 质量守恒定律
定律内容:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
微观本质:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变。
验证实验关键:所有反应物和生成物都不能遗漏,特别是气体。必须在密闭容器中进行验证。
应用方向:推断未知物的元素组成或化学式。
解释反应前后体系质量变化,如镁条燃烧后质量增加,木炭燃烧后质量减少。
进行相关计算。
1.考查方式
实验方案改进:分析教材中验证实验如白磷燃烧、铁与硫酸铜反应的不足,并提出改进措施使其能在密闭体系中完成。
微观反应示意图:给出反应前后分子、原子的模型图,要求写出化学方程式,并计算质量比。
综合计算:结合图表数据,利用质量守恒定律计算反应中某物质的质量或质量分数。
2.解题技巧与易错点
(1)若验证实验在敞口容器中进行且质量不守恒,应从是否有气体参与或生成、是否逸散到空气中来分析。
(2)易错点: 误将“质量守恒”理解为各物质的质量“不变”。
在利用微观示意图写化学方程式时,未将模型图转化为正确的化学式,或未配平。
计算时,未正确识别“参加反应”的物质质量,将未反应完的反应物质量计入。
考点七 影响化学反应速率的因素探究
1.(2023·浙江宁波·中考真题)【新考法・数字化气压监控反应速率】
小宁在课外资料中获悉:在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液会影响反应的快慢。为此,他进行了探究。实验装置如图甲所示。
【实验步骤】
①在规格相同的A、B试管中分别放入大小相近、数量相同的锌粒,胶头滴管吸入等量的溶液,如图甲所示。塞紧橡胶塞。
②将两个胶头滴管中的溶液同时挤入试管后,立即开启数据采集器。
③约后,停止采集数据。电脑显示气压p随时间t变化的关系如图乙。
【实验分析】
(1)图甲中“★”处应填_________。
(2)要确保实验成功,实验前应检查反应装置的
(3)实验中,锌和稀硫酸反应的快慢通过采集到的试管内_________值的变化快慢来反映。
【实验结论】
在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液可以_________(填“减慢”或“加快”)反应速度。
2.(2023·浙江丽水·中考真题)
实验室用15%的溶液在催化作用下制取氧气,实验前需在烧瓶中加入一定量的水,是不是溶液浓度会影响氧气产生的速度?小科利用如图装置进行探究。
【建立假设】溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢。
【实验方案】在相同条件下,分别用30毫升2%、4%和6%的溶液进行实验,记录收集20毫升氧气所需的时间。
【实验数据】
实验序号
1
2
3
溶液的浓度
2%
4%
6%
收集20毫升氧气所需时间/秒
【实验结论】在相同条件下,溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢。
【交流反思】
(1)上述实验除了实验装置相同,还要控制___________相同(填字母)。
A.质量 B.滴加溶液的速度
(2)该实验通过分解制取氧气,可用化学方程式表示为 ;
(3)表中、、的大小关系是支持上述实验结论的,其中最大的是___________。
知识1 化学反应速率的影响因素
内因:反应物本身的性质(决定因素)。
外因:浓度:反应物浓度增大,速率加快。
温度:温度升高,速率加快。
催化剂:改变化学反应速率,自身质量和化学性质不变。
接触面积:固体反应物颗粒越小(表面积越大),速率越快。
知识2 探究方法
1.控制变量法:设计对照实验时,只改变一个因素,保持其他因素完全相同。
2.拓展实验:某些离子也会影响化学反应速率,可针对该离子的作用加以探究。核心思想是控制变量。
1.考查方式
实验方案设计:探究催化剂(MnO₂、CuO、FeCl₃等)对H₂O₂分解速率的影响,要求设计表格记录数据,如收集等体积O₂所需时间。
图像分析:根据反应速率(v)-时间(t)曲线或浓度(c)-时间(t)曲线,比较不同条件下反应的快慢,并得出结论。
2. 解题技巧与易错点
(1)明确实验目的,准确描述因变量(衡量反应速率的指标,如气泡产生的速率、褪色时间、压强变化等)。
(2)易错点:
实验设计时,对照组设置不严谨,未控制好单一变量。
混淆“反应速率”和“反应限度”。改变条件可能加快反应,但不影响最终产物的总量。
对催化剂概念理解片面,认为催化剂都是“加快”反应,也可能是减慢,即负催化剂。
1.(2025·浙江杭州·三模)CuSO4溶液呈蓝色,溶液中有H2O、三种粒子,是哪种粒子使溶液呈蓝色呢?某兴趣小组进行了实验探究(已知:和在溶液中呈无色)。请回答:
【实验一】根据如图的三支试管中所盛试剂的颜色与所含微观粒子,进行分析:
(1)对A、B、C进行分析,CuSO4溶液中______的存在使溶液显蓝色,有同学认为没有必要设置A组实验,其理由是 。
【实验二】将溶液中的Cu2+除去,观察溶液颜色是否变化。
(2)若要除去溶液中的Cu2+,向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,充分振荡,静置,观察到
的现象,则可以得出实验结论。
【实验三】保持溶液中Cu2+的存在,观察溶液颜色是否变化。
(3)若要保持溶液中Cu2+的存在,向CuSO4溶液中滴加 除去溶液中的,若溶液蓝色不消失,则可以得出实验结论。
【实验结论】Cu2+使CuSO4溶液呈蓝色。
2.【新情境·探究“爆炸盐”衣物清洗剂的成分】(2025·浙江丽水·一模)
“爆炸盐”是一种新型的衣物清洗剂,它的去污效果非常好,小缙和小云对“爆炸盐”的成分展开了探究。
[查阅资料]“爆炸盐”的主要成分是过氧碳酸钠(Na2CO4),俗称“固体双氧水”,溶于水后,会产生一种碳酸盐甲和另一种化合物乙,衣服浸泡后只需轻轻搓洗就能洗得很干净。
[猜想与假设]小缙认为这种碳酸盐甲和另一种化合物乙分别是碳酸钠和氢氧化钠;
小云认为碳酸盐甲和另一种化合物乙是碳酸钠和双氧水。联系生活实际和物质的性质,大家认为小缙的猜想不正确,原因是 。
[实验探究]为了验证“爆炸盐”的水溶液中有碳酸盐,可选用______(填物质的化学式)。
[迁移运用]小云同学将“爆炸盐”放入冷水中,观察到产生少量气泡;而放入热水中,观察到产生大量气泡。由此,你认为影响化合物乙分解快慢的因素是______。测定化合物乙分解快慢的方法有很多,请写出一种方法 。
3.【新考法·利用图像数据进行定量比较与方案论证】(2025·浙江温州·三模)实验室用盐酸与石灰石制二氧化碳常混有氯化氢气体。小阳疑惑为何不选硫酸与石灰石反应,尝试后发现加入稀硫酸反应不久即停止,再添加也无气体生成。小阳想:改用粉状石灰石与稀硫酸反应能否顺利制得二氧化碳,于是选择质量相等、颗粒大小不同的石灰石,与等质量的稀盐酸、稀硫酸反应,每隔30秒测量生成气体体积并得到图丙数据。
(1)实验室制备二氧化碳气体应选用图甲中的发生装置________。
(2)结合表格,推测反应停止后往石灰石中继续添加稀硫酸没有气体生成的原因可能是:
。
(3)酸溶液的浓度会影响反应的速度。实验中除了要控制稀盐酸和稀硫酸溶液总质量相等,还要控制溶液中________微粒(填化学符号)总量相等。
(4)小阳认为制取少量二氧化碳,用“粉状石灰石和稀硫酸”比用“块状石灰石和稀盐酸”的方案更好,结合图乙,请说明理由: 。
4. (2026·浙江杭州·一模)超氧化钠()在常温下能分别与、、HCl发生反应,均可生成。为了验证能跟反应生成,某兴趣小组的同学设计了如图所示实验。(已知:超氧化钠能与水反应生成氢氧化钠和氧气;稀盐酸具有挥发性)
(1)和二氧化碳反应生成氧气和一种白色固体,则该白色固体可能是________(填字母);
A. B. C. D.
(2)推测B装置中X溶液名称是 ,其作用为 ;
(3)在G装置中,关闭阀门Ⅰ,打开阀门Ⅱ,同时微热红磷和白磷,可观察到红磷不燃烧,白磷燃烧,由此可得出燃烧的条件是 ;
(4)实验结束后,某同学取少量D中固体,加足量水,有气泡产生;请推测产生气泡的原因可能是
5.【新考法·将实验现象与数字化监测图像相结合进行推理】(2026·浙江台州·一模)
某同学用图1装置验证二氧化碳气体的性质。其中丙是两端封口的小筒,内有3朵紫色石蕊试纸做的纸玫瑰。
(1)甲为气体发生装置,实验前需检验装置的气密性,操作方法是:关闭止水夹,往长颈漏斗内注水,若观察到 ,说明气密性良好;乙为气体干燥装置,内装的液体可以是________。
(2)从丙装置的A孔通入二氧化碳气体,观察到两朵湿润的纸玫瑰由下至上先后变红,干燥的纸玫瑰无变化。该实验说明二氧化碳具有 的性质。
(3)在丙装置的B、C两孔位置连入二氧化碳气体传感器(可实时监测气体浓度)后,监测到小筒上端C处的二氧化碳浓度变化情况如图2所示,请你推测并在图2中画出B处的二氧化碳浓度变化情况。
6.【新考法·利用定量数据探究化学反应动态过程与机理】(2025·浙江杭州·二模)
小科查阅资料发现:氢气还原氧化铜的实验中,若反应过程加热的时间不够,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。于是他对反应生成物的生成情况进行了如下探究:利用图甲所示实验装置,称取若干份质量均为0.8克的氧化铜,在相同条件下分别用氢气还原,加热不同时间,检测固体中氧化亚铜的质量,结果如图乙。
(1)实验装置中通入氢气的导管末端应位于试管______(选填“①”、“②”或“③”)处。
(2)充分反应后,试管中出现的现象是 。
(3)利用图甲装置进行实验时,理论上还原0.8克的氧化铜,只要0.02克氢气即可,可实际氢气用量远大于0.02克,其原因是 。(写出一点即可)
(4)小科查阅了相关资料:氢气还原氧化铜的反应过程中发生了如下反应:
Ⅰ::Ⅱ:两个反应。根据图乙所示的数据,进一步计算分析,可以确定以上两个反应是 的。(选填“同时进行”或“分步进行”)
7.【新考法·催化剂探究与气压图像分析】(2025·浙江台州·二模)
某科学兴趣小组查阅资料中得知“硫酸铜能作为过氧化氢分解的催化剂”,于是进行了如图甲所示实验:
(1)实验现象:步骤①木条不复燃;步骤② ;步骤③木条复燃。
(2)实验结论:硫酸铜能作为过氧化氢分解的催化剂。
小科认为该实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的 在反应前后都没有发生改变。
(3)拓展延伸:为比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果,按图乙所示装置进行实验。实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触,瓶内气压变化如图丙所示。
①实验过程中,除控制催化剂的质量相同外,还应控制 相同。
②由图乙可知,上述两个反应虽反应速率不同,但完全反应后两装置内气压相同。请从催化剂的角度解释其原因: 。
8.【新情境·实验废液处理与资源回收】(2025·浙江丽水·一模)
CaCl2可用于食品加工、医药等领域。某科学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后,欲对剩余废液的组成进行探究,并制定回收CaCl2的方案。
用图甲装置进行实验,将200克溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液逐滴加入到100克废液中,测得数据如图乙。
(1)从图像中可知,剩余废液中含有的溶质有 ;
(2)通过计算可知,剩余废液中CaCl2的溶质质量分数为 ;
(3)为回收剩余废液中的CaCl2,甲组同学认为可以直接蒸发溶剂,乙组同学认为此方法会对空气造成污染,建议在不借助指示剂的情况下,可先在废液中加入过量试剂______(填字母)。
A.CaO B.Ca(OH)2 C.CaCO3 D.Na2CO3
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题型三 化学实验探究题(复习讲义)
目 录
01 析·考情目标 1
02 筑·专题框架 2
03 攻·重难考点 2
真题动向 核心提炼 方法技巧
考点一 常见气体的制取与性质探究
考点二 金属及其化合物的性质探究
考点三 酸碱盐的性质与反应探究
考点四 物质的鉴别、检验与除杂
考点五 物质组成成分的定性定量探究
考点六 质量守恒定律的验证与应用
考点七 影响化学反应速率的因素探究
04 测·预测闯关 28
命题透视
化学实验探究题是中考科学试卷中考查学生科学探究能力与化学核心知识综合应用能力的关键题型。试题通常以真实的实验情境为载体,整合提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、得出结论、评价交流等科学探究的基本环节。其命题注重基础性、综合性与探究性,旨在考查学生在解决具体化学问题过程中的证据推理、模型认知、创新思维等学科核心素养。
热考角度
考点
2025年
2024年
2023年
常见气体的制取与性质探究
浙江·T25
杭州·T28、金华·T27
金属及其化合物的性质探究
湖州·T27
酸碱盐的性质与反应探究
浙江·T25
杭州·T29、衢州·T28
物质的鉴别、检验与除杂
丽水·T29
物质组成成分的定性定量探究
金华·T25、T30
质量守恒定律的验证与应用
浙江·T31
影响化学反应速率的因素探究
宁波·T25、丽水·T25
命题预测
1. 命题轨迹:近年来试题情境紧密联系生活实际与教材原型实验的深化创新。设问逻辑从单一知识验证向多因素交织、多方案评价的复杂探究演进,尤其注重定量化和误差分析,对实验设计的严谨性与思维的逻辑性要求显著提高。
2.命题预测:预计未来命题将更加强调实验方案的设计与优化评价能力。试题可能提供不完整的实验步骤或多种可行方案,要求考生依据科学原理进行甄别、补充或选择最优方案并阐述理由。此外,数字化实验(如传感器技术、图像分析)与传统实验的结合将成为重要载体,考查学生利用图像、数据表格等信息进行综合分析、得出科学结论的能力。跨考点融合趋势明显,例如将物质制备、性质探究与反应速率、定量计算结合于一道题中,进行系统考查。
考点一 常见气体的制取与性质探究
1.(2024·浙江·中考真题)【新考法・利用图像信息解决实际问题】
实验室常用大理石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸制取二氧化碳。请回答:
(1)①图1是两种气体发生装置,各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点: ;
②检查装置A的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住试管,观察到 ,说明气密性良好。
(2)在完成气密性检查后,装入药品,反应产生气体。用向上排空气法收集气体,验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭。从燃烧条件看,小木条熄灭是由于_______________。
(3)在收集二氧化碳过程中,某同学进一步探究了集气瓶内氧气体积分数对瓶口小木条燃烧情况的影响。多次实验后发现氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭。其中一组实验数据如图2,在该实验条件下,要使二氧化碳体积分数达到90%,需在小木条熄灭后,再收集______秒。
【答案】(1) 装置A的优点是装置简单,操作简便,/装置B便于随时添加药品 导管口有气泡冒出,手移走后,导管中形成一段稳定的水柱
(2)隔绝氧气
(3)200
【详解】(1)由图可知,装置A的优点是装置简单,操作简便,装置B加装了长颈漏斗,便于随时添加药品,故填装置A的优点是装置简单,操作简便,或装置B便于随时添加药品;
检查装置A的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住试管,观察到导管口有气泡冒出,手移走后,导管中形成一段稳定的水柱,说明气密性良好,故填导管口有气泡冒出,手移走后,导管中形成一段稳定的水柱。
(2)用向上排空气法收集二氧化碳气体,验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭,从燃烧条件看,小木条熄灭是由于二氧化碳隔绝了氧气,故填隔绝氧气。
(3)由图可知,100秒时,氧气的体积分数为8%左右时小木条熄灭,300秒时,二氧化碳的体积分数为90%,所以要使二氧化碳体积分数达到90%,需在小木条熄灭后,再收集的时间=300秒−100秒=200秒,故填200。
2.(2023·浙江金华·中考真题)【新考法・完整探究与方案评价】
测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下:
封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象
项目化学习小组按图甲完成氧气含量测定的实验时,发现进入集气瓶的水量低于“1”刻度线。为提高氧气含量测定的精准度,展开了如下研究。
【误差分析】几位同学对测量值偏小原因的分析如下:
甲:红磷的量不足,未能把瓶内氧气耗尽;
乙:将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出;
丙:实验前导管中有空气,实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中;
丁:由于集气瓶的形状造成很难均分五等份,影响测量结果;
(1)以上原因分析中,其中一位同学的观点被大家一致否定,你认为是哪位同学的观点?__________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”);
【方案改进】根据以上讨论,为减少实验误差,提高实验结果的精准度,学习小组同学设计了图乙改进装置。(已知:红磷的着火点是,无毒;白磷的着火点是,有剧毒)
(2)比较图甲、图乙的实验方案,下列关于图乙实验方案叙述正确的是________。
A.利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”,建立封闭空间使实验结果更精准
B.可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题
C.改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,使测量结果更精准
D.彻底地解决了实验的安全性问题,符合绿色化学理念
(3)小金同学认为,图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹,请表达你的观点及理由
;
【问题反思】小组同学多次实验,测量值总是小于。经过老师指导,小组同学讨论后认为,可以从模型中“消耗氧气”的方法人手给实验做进一步改进。
【资料】暖宝宝是利用铁粉在空气中氧化的原理制成。
【方案迭代】讨论后,项目组设计了如图丙所示的装置,用暖宝宝粉代替红磷,利用铁粉在空气中氧化的原理进行实验.操作步骤如下:①将滤纸用水浸润后黏附在针筒内壁;②把暖宝宝粉倒入针筒,轻轻转动,使涂抹均匀;③涂上凡士林,将活塞插入针筒,盖上橡皮帽,观察并记录活塞移动情况。
经多次实验后,测得空气中氧气的体积分数均约占。
(4)从消耗氧气的方法角度分析,图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是 。
【心得交流】科学探究需要不断根据结果反思探究过程,优化方案,实现方案的迭代更新。
【答案】 乙 ABC 不需要,因为两边导管均已伸到液面以下,已起到液封作用 用暖宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)
【详解】(1)甲:红磷的量不足,未能把瓶内氧气耗尽,测量结果偏小,低于“1”刻度线;
乙:将燃烧匙伸入集气瓶瞬间,部分空气逸出,集气瓶的气压偏小,倒流到集气瓶内水量偏多,高于“1”刻度线;
丙:实验前导管中有空气,实验后一部分本应进入容器的水滞留在导管中,测量结果偏小,低于“1”刻度线;
丁:由于广口瓶的形状造成很难均分五等份,影响测量结果,可能使测量结果偏小,低于“1”刻度线。
以上原因分析中,乙同学的观点被大家一致否定;
(2)A、利用着火点更低的白磷并采用加热后的玻璃棒“内引燃”,建立封闭空间使实验避免实验过程中气体逸出,结果更精准,正确;
B、由于集气瓶内导管插入水,可以解决图甲方案中一部分水滞留在导管中带来的误差问题,正确;
C、量筒测量水体积准确度高于集气瓶五等分测量水体积,改用量筒内水的体积变化来确定消耗氧气的体积,使测量结果更精准,正确;
D、白磷剧毒,实验过程中白磷是过量的,没有彻底地解决了实验的安全性问题,错误。
故选ABC;
(3)小金同学认为,图乙实验装置还需在橡皮管处补充一个止水夹,小金同学观点不正确,图乙实验装置不需在橡皮管处补充一个止水夹,原因是因为两边导管均已伸到液面以下,已起到液封作用,能防止燃烧过程集气瓶内的气体逸出;
(4)从消耗氧气的方法角度分析,图丙方案比图甲方案测定结果更精准的原因是用暖宝宝能更充分消耗氧气(合理即可)。
知识1 常见气体的制取
项目
氧气
氢气
二氧化碳
原理
①
②
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
①固体加热型;②固液常温型
固液常温型
固液常温型
收集方法及依据
①排水法(因O₂不易溶于水)
②向上排空气法(因O₂密度略大于空气)
①排水法(因H₂难溶于水)
②向下排空气法(因H₂密度远小于空气)
向上排空气法(因CO₂密度大于空气,且能溶于水并与水反应)
检验方法
将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃
点燃,发出淡蓝色火焰,干冷烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁出现水雾
通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
验满方法
向上排空气法收集时:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,则已满
向下排空气法收集时:用燃着的木条放在集气瓶口,气体安静燃烧并发出“噗”声,或验纯后根据经验时间判断
向上排空气法收集时:将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,则已满
注意事项
①(加热KMnO₄):试管口放棉花(防堵塞);实验结束先移管后熄灯(防水倒吸)。
②(H₂O₂制O₂):长颈漏斗末端液封;MnO₂是催化剂。
① 必须验纯:不纯氢气点燃易爆炸。
② 禁用明火:发生装置附近严禁明火。
③ 不用浓硫酸或硝酸或盐酸。
① 不能用稀硫酸:生成微溶CaSO₄覆盖大理石,阻止反应。
② 不能用浓盐酸:挥发出HCl气体,使CO₂不纯。
③ 不用碳酸钠粉末:反应太快,不易控制。
装置图
加热型:导管伸入试管不宜过长;棉花团。
常温型:长颈漏斗液封;分液漏斗可控制反应速率。
同O₂的“常温型”装置。简易装置中,长颈漏斗必须液封。
同O₂的“常温型”装置。因CO₂密度大,导管应伸入集气瓶底。
1.考查方式
(1)装置选择与评价:根据反应原理选择或评价发生、收集装置,并说明优点,如能控制反应速率、随开随停等。
(2)操作排序与纠错:排列实验步骤或指出装置图中的错误。
(3)性质验证实验设计:设计实验验证气体的某一性质,如CO₂密度比空气大、不燃烧也不支持燃烧。
(4)综合探究:将气体制取、净化、干燥、性质验证、尾气处理等环节串联成综合实验题。
考点二 金属及其化合物的性质探究
1.(2023·浙江湖州·中考真题)【新角度・对化学反应规律进行控制变量和深度探究】
小明在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3)的两种实验装置: 图 1用酒精灯(火焰温度400℃~500℃左右)加热,图2用酒精喷灯(火焰温度可达 800℃以上)加热。小明产生了疑惑:在不同温度下反应有什么不同呢?他猜想:在不同温度条件下,得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性,进行探究:
①在硬质玻璃管中,分别装入等量氧化铁粉末,连接装置,开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后,停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②小明把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上,用磁铁靠近,发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。
③为进一步确定成分,小明查阅资料,了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而 Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管,加入等量同浓度稀硫酸,产生气泡的情况如下表:
实验记录表
粉末来源
产生气泡的情况
图1装置
未观察到气泡
图2装置
大量气泡
由此,小明确定两装置中产物的成分不同,证实了自己的猜想。
(1)在①中开始实验时,应该先 ,再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊,说明都有________气体生成。
(2)在②中小明是利用物质的________(选填“物理”或“化学”) 性质来进行判别的。
(3)结合①②③实验结果,小明判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为 。
【答案】先通入一氧化碳,排尽装置内的空气 CO2 物理
【详解】(1)一氧化碳具有可燃性,一氧化碳和空气的混合气点燃可能发生爆炸,故在①中开始实验时,应该先通入一氧化碳,排尽装置内的空气,防止CO和空气混合加热爆炸,再分别加热玻璃管中的氧化铁,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则过程中澄清石灰水均变浑浊,说明都有二氧化碳(CO2)生成;
(2)②小明把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上,用磁铁靠近,发现黑色粉末均能被磁铁吸引,该过程没有新物质生成,不需要发生化学变化表现出来,属于物理性质,故在②中小明是利用物质的物理性质来进行判别的;
(3)小明查阅资料,了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气,而Fe3O4不能,他分别取等量黑色粉末装入两支试管,加入等量同浓度稀硫酸,图1装置中的粉末未产生气泡,说明黑色粉末中不含铁,黑色粉末是四氧化三铁,由上面的分析可知,反应产生了二氧化碳,则说明图1硬质玻璃管中发生的反应是一氧化碳和氧化铁在加热的条件下生成四氧化三铁和二氧化碳,反应的化学方程式为。
2.(2026·浙江台州·一模)【新考法・微型化实验设计】
某科学小组发现,一支装有铜片和盐酸的试管几天后溶液变成了蓝色。铜难道能和盐酸反应吗?小组成员提出了以下猜想。
猜想I:有氧气存在时,铜、氧气和盐酸三者能反应。
猜想II:待填。
为了验证猜想,小组成员取三个10毫升注射器,如图所示,按照表格,分别在注射器内装入铜片后,吸取一定量的盐酸,然后推动活塞使液体刚好不溢出,再拉动注射器②的活塞吸入一定量氧气,最后用橡皮帽对三个注射器进行密封。静置3天后观察并记录现象如表所示。
组别
试剂
铜片
实验现象
①
5mL3%的盐酸
0.5g
无现象
②
5mL3%的盐酸
0.5g
溶液变蓝,气体减少
③
5mL30%的盐酸
0.5g
溶液变黄,有气泡产生
(1)据表格可知,猜想Ⅱ是 。
(2)为验证猜想Ⅰ,实验操作中“推动活塞使液体刚好不溢出”的目的是 。
(3)对比分析实验现象可知,猜想I成立。在本实验中能支持该猜想的证据是 。
(4)经检验,③中的气体为氢气。以上实验说明,铜的活动性弱于氢是指在常温、________等条件下的规律。
【答案】(1)铜能和浓盐酸反应
(2)排尽注射器内原有的空气
(3)①中无现象;②中溶液变蓝,气体减少
(4)稀酸(合理即可)
【详解】(1)分析表中数据可知,猜想Ⅱ是:铜能和浓盐酸反应;
(2)实验操作中“推动活塞使液体刚好不溢出”的目的是:排尽注射器内原有的空气;
(3)对比①中无现象;②中溶液变蓝,气体减少可知:猜想I成立,
(4)经检验,③中的气体为氢气。以上实验说明,铜的活动性弱于氢是指在常温、稀酸等条件下的规律。
3.(2026·浙江衢州·一模)【新考法・数字化实验监控】
小科为探究铁生锈的条件及影响铁生锈快慢因素开展如下实验:
实验一:进行如图1实验,一段时间后观察到C中铁钉生锈,AB中铁钉无明显变化。
实验二:为进一步探究影响铁生锈快慢的因素,设计如图2所示实验,利用传感器监测该过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如表:
序号
其他试剂
初始时氧气浓度/%
200s时氧气浓度/%
水/mL
食盐质量/g
①
0
0
20.8
20.8
②
0.5
0
20.8
15.2
③
0.5
1.0
20.8
8.0
(1)比较图1中_____两个实验可知:铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中使用铁粉替代铁钉的优点 。
(3)分析表中数据,得出“食盐能加速铁生锈”的结论,其依据是__________。
(4)结合上述实验,写出一条防止钢铁生锈的措施__________。
【答案】(1)BC
(2)加快反应速率(合理即可)
(3)②③
(4)涂漆(合理即可)
【详解】(1)图1实验中,对比C(与氧气、水接触,生锈),B(与氧气隔绝,不能生锈)可知,铁生锈与氧气有关;
(2)铁粉与氧气的接触面积大,可以加快反应速率;
(3)由实验2得出“食盐能加速铁生锈”的结论,依据的实验是②③,实验②③变量是有无食盐,其它都是常量;
(4)铁生锈是铁与水、氧气的同作用,铁制品在潮湿的空气里容易生锈,防止铁生锈的措施保持铁表面清洁、干燥或刷油或涂漆。
知识1 金属的化学性质
1.与O₂反应:大多数金属能与氧气反应,生成金属氧化物。
与酸反应(稀盐酸/稀硫酸):位于氢前面的金属能置换出酸中的氢。
与盐溶液反应:位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来。
2.金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
3.探究金属活动性顺序
方法
实验设计
判断逻辑
两盐夹一金
将活动性居中的金属单质,分别放入其他两种金属盐溶液中
能置换则金属活动性更强
两金夹一盐
将活动性最强和最弱的金属单质,分别放入活动性居中的金属盐溶液中
能置换则金属活动性更强
分级与酸反应法
①先用与酸反应初步分组,观察是否反应及剧烈程度。
②再用盐溶液法精细比较:对不能与酸反应的金属,用盐溶液法确定其强弱顺序。
①若能反应,则排在H前;不反应则排在H后。
②在H前的金属中,反应更剧烈的活动性更强。
③对H后的金属,用盐溶液法比较。
知识2 金属的锈蚀与冶炼
1.金属生锈:铁生锈的条件是与氧气和水同时接触。
防护方法:隔绝空气或水(如涂油、刷漆)、改变金属内部结构(制成合金)。
探究方法:设置对照实验,①干燥空气;②煮沸后冷却的水(无氧);③空气与水共存
2.金属的冶炼
实验
氢气还原氧化铜
一氧化碳还原氧化铁
原理
H2+CuOCu+H2O
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
装置
步骤
检验氢气的纯度→通气体→点燃酒精灯→熄灭酒精灯→继续通气体,直到试管完全冷却
现象
黑色固体逐渐变为红色,试管口出现水珠
红棕色固体逐渐变为黑色,产生的气体使澄清石灰水变浑浊,尾气燃烧并产生淡蓝色火焰。
注意事项
①实验之前先通气体后加热:排出试管内的空气,避免空气与H2/CO混合加热时发生爆炸 ;
②实验结束时先熄灭酒精灯,继续通气体直至装置冷却:防止生成的铜/铁在高温时被空气再次氧化 。
试管口应略向下倾斜:避免反应中生成的水倒流入试管底部引起试管炸裂;
尾气处理:用酒精灯点燃,使CO变成无毒的CO2;在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。
酒精喷灯的作用:提供高温条件,如果改用酒精灯,需加金属网罩,可以集中火焰,提高温度。
1.考查方式
金属活动性验证:设计实验方案验证几种金属的活动性顺序。
金属化学性质的探究:探究金属与酸、盐反应,常设问现象、结论等,也可进行方案设计与评价。
金属锈蚀条件探究:运用控制变量法探究铁钉生锈的条件(水、空气)。
金属的冶炼实验:考查基础实验金属的冶炼,可设问实验步骤、尾气处理等。
混合物成分探究:给定金属与酸或盐反应后的滤渣、滤液成分推断。
图像分析:分析金属与酸反应过程中,溶液质量、气体质量、固体质量等随时间变化的曲线。
2.技巧与易错点
技巧:利用金属活动性顺序判断反应能否发生。探究锈蚀条件时,明确对照组的设计(如干燥空气、只有水、空气与水共存)。
易错点:误认为金属与盐溶液反应后,溶液质量一定增加;
铁与酸或盐溶液反应生成的是亚铁离子(Fe²⁺),溶液呈浅绿色,常被忽略。
铝、锌等活泼金属表面有致密氧化膜,反应开始可能较慢。
考点三 酸碱盐的性质与反应探究
1.(2025·浙江·中考真题)【新考法・利用多种技术手段从不同维度探究同一反应】
某科学兴趣小组以“中和反应”为课题进行项目化学习,请你一起参与。
【任务一】探究酸和碱之间能否反应
通过pH传感器和温度传感器完成以下实验:向40mL溶质质量分数为0.4%的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,测定溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化情况如图甲所示,利用温度传感器测得反应过程中溶液温度随时间变化的曲线如图乙所示。
(1)如图乙,当33s<t≤40s时,对应溶液中所含溶质的成分为___________(填化学式)。
(2)由图甲得出酸和碱之间发生了反应的依据是 。
【任务二】经过对中和反应一系列研究后,该兴趣小组又通过实验探究:证明酸与碱反应有水生成。
【查阅资料】a.变色硅胶吸水后由蓝色变为红色;
b.无水醋酸在常温下为无色液体;
c.无水醋酸和氢氧化钠固体混合后生成醋酸钠和水。
【实验方案】如图丙,首先分别往4支试管中装入对应的试剂,然后迅速塞紧橡胶塞。
(3)能证明酸与碱反应生成水的现象是 。
(4)装入试剂后迅速塞紧橡胶塞的目的是 。
【答案】(1)NaCl、HCl/HCl、NaCl
(2)溶液pH逐渐减小至小于7
(3)A、B、C中的固体不变色,D中的固体由蓝色变红色
(4)防止空气中的水蒸气进入试管
【详解】(1)由图可知,33s时温度最高,说明此时恰好完全反应,当33s<t≤40s时,稀盐酸过量,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,故此时溶液中所含溶质的成分为NaCl、HCl;
(2)氢氧化钠溶液显碱性,pH>7,随着反应的进行,pH逐渐减小至小于7,氢氧化钠被消耗,说明氢氧化钠和稀盐酸发生了反应;
(3)无水醋酸、氢氧化钠固体和醋酸钠固体中不含水,而D中无水醋酸与氢氧化钠固体反应生成水,使硅胶变色,能证明酸与碱反应生成水的现象为:A、B、C中的固体不变色,D中的固体由蓝色变红色;
(4)装入试剂后迅速塞紧橡胶塞是为了防止空气中的水蒸气进入试管,干扰实验结果。
2.(2023·浙江衢州·中考真题)【新角度・探究实验异常背后的科学原理】
小科在学习了碱和盐的性质后,将少量硫酸铜溶液滴入2mL 氢氧化钠溶液中,没有观察到预期的蓝色絮状沉淀,这是为什么呢?
【猜想】猜想一: 氢氧化钠与硫酸铜反应放热,使氢氧化铜的溶解度增大。猜想二:生成的氢氧化铜继续与氢氧化钠发生反应。
【实验】实验操作及现象如图:
(1)为了验证猜想一,小科应选择_______两组实验进行对比。
(2)若猜想二正确,C中“?”处应填写的现象是 。
(3)查阅资料得知: 氢氧化铜能与氢氧化钠溶液发生反应,生成可溶物。小科再次做硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应的实验时,他应该怎么做才能立即观察到预期的蓝色絮状沉淀,请你写出一种方法。
【答案】 AB/BA 固体消失 将氢氧化钠溶液滴入硫酸铜溶液中(硫酸铜浓溶液与氢氧化钠稀溶液反应)
【详解】(1)猜想一是:氢氧化钠与硫酸铜反应放热,使氢氧化铜的溶解度增大,为了验证猜想一,小科应选择A、B两组实验进行对比;
(2)猜想二是:生成的氢氧化铜继续与氢氧化钠发生反应,C中的现象是固体消失;
(3)查阅资料得知:氢氧化铜能与氢氧化钠溶液发生反应,生成可溶物。小科再次做硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应的实验时,他应该避免氢氧化钠溶液剩余或过量,因此可将氢氧化钠溶液滴入硫酸铜溶液中或硫酸铜浓溶液与氢氧化钠稀溶液反应。
知识1 酸碱盐的化学性质
物质
酸
碱
盐
化学性质
①能使酸碱指示剂变色(使紫色石蕊溶液变红,酚酞不变色)
②能与活泼金属反应生成盐和氢气
③能与金属氧化物反应生成盐和水
④能与碱反应生成盐和水
⑤能与某些盐反应生成新盐和新酸
①碱的水溶液能使紫色石蕊试液变蓝、无色酚酞试液变红。
②碱的水溶液能与某些非金属氧化物反应(如吸收SO₂)。
③碱的水溶液能与酸发生中和反应。
④碱的水溶液能与某些盐溶液反应生成沉淀。
①盐(可溶)+金属→新盐+新金属(①排在前面的金属;②可溶性盐)
②盐+酸→新盐+新酸(与碳酸盐反应生成水和二氧化碳)
③盐+碱→新盐+新碱(反应物必须可溶且生成物之一必须是不溶物)
④盐+盐→新盐+新盐(反应物必须可溶且生成物之一必须是不溶物)
注意:反应发生的条件必须满足。
知识2 中和反应的深度探究
探究核心:如何证明没有明显现象的酸与碱发生了反应?
探究方案:
1.指示剂法:向碱液中滴加酚酞至变红,再逐滴加入酸液,红色褪去,证明反应发生。
2.pH传感器法:用pH传感器监测混合过程中溶液pH的变化。
3.温度传感器法:中和反应放热,测量混合前后温度升高。
4.产物检验法:反应后蒸发溶液,得到固体晶体(盐),证明有新物质生成。
1.考查方式
(1)探究无明显现象的化学反应是否发生,如探究中和反应是否发生及两者何时恰好完全反应。
(2)探究复分解反应发生的条件,给定几组物质,探究它们之间能否发生反应。要求设计实验方案,并根据现象总结复分解反应发生的条件。
(3)探究酸碱的化学性质,如设计一组实验,分别将稀盐酸与紫色石蕊试液、镁条、生锈铁钉、碳酸钠粉末、氢氧化铜固体等混合,观察并记录现象,从而归纳出酸的五点通性。对碱的探究同理。
2.数字化实验
提供酸碱中和过程中pH或温度随时间变化的曲线,要求分析反应进程、判断终点、计算浓度等。
考点四 物质的鉴别、检验与除杂
1.(2023·浙江丽水·中考真题)【新角度・物质的定性探究和定量计算】
实验室里有两个试剂瓶,各装有8克氢氧化钠固体,久置未用。为检验氢氧化钠变质程度,小科和小丽对瓶中样品进行了如下探究。
【定性探究】小科取其中一瓶氢氧化钠样品进行实验,实验过程及现象如图甲。
(1)图中蓝色絮状沉淀是___________;
(2)上述探究可得出该瓶氢氧化钠___________(填“没有变质”或“部分变质”);
【定量实验】小丽取另一瓶氢氧化钠样品进行定量实验,将瓶中样品全部倒入烧杯中,加水充分溶解,逐滴加入溶质质量分数为7.3%的盐酸充分反应,当溶液的pH恰好为7时,所加稀盐酸的质量为100克。
(3)小丽通过计算得出结论氢氧化钠完全变质(如图乙)。小科认为小丽的结论不正确,理由是
;
(4)要确定样品中氢氧化钠的质量,在小丽的实验方案中,缺少___________质量的测定。
【答案】 氢氧化铜 部分变质 不论氢氧化钠变质程度如何,当pH为7时,消耗盐酸的质量是一样的,所以用盐酸的质量来计算是错误的 二氧化碳
【详解】(1)初中阶段见到的沉淀除了蓝色的氢氧化铜沉淀、红褐色的氢氧化铁沉淀,其它沉淀都是白色的,所以图中蓝色絮状沉淀是氢氧化铜;
(2)氢氧化钠变质是生成了碳酸钠,氢氧化钠不能与硝酸钡发生反应,碳酸钠能与硝酸钡发生反应生成沉淀,氯化铜溶液能与氢氧化钠溶液反应生成蓝色絮状沉淀,根据上述探究可得出该瓶氢氧化钠部分变质;
(3)小丽通过计算得出结论氢氧化钠完全变质(如图乙)。小科认为小丽的结论不正确,理由是不论氢氧化钠变质程度如何,当pH为7时,消耗盐酸的质量是一样的,所以用盐酸的质量来计算是错误的;
(4)要确定样品中氢氧化钠的质量,在小丽的实验方案中,缺少二氧化碳质量的测定,要根据二氧化碳的质量,计算出氢氧化钠的质量。
2.(2026·浙江金华·一模)【新考法・对定量实验思维的深度考查】
小苏打()和食盐()是厨房中常用物质。现有一包白色固体,可能由和中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。
(一)定性分析
【实验目的】确定白色固体的组成
【实验方案】
【实验结论】该白色固体由和NaCl两种物质组成。
(1)基于上述实验结论,则步骤①中加入的过量稀酸应该是_________(填“稀盐酸”、“稀硫酸”或“稀硝酸”)。
(二)定量分析
【实验目的】测定该白色固体中的质量分数
为了测定该样品中NaCl的质量分数,小吕取a克该样品,设计了如下方案:利用NaCl与稀硫酸反应产生CO2,通过测定生成CO2的质量,计算样品中的质量分数。
(2)小吕用以上装置完成本实验,装置的连接顺序是_____________→C(填装置的字母编号,装置不重复使用)
(3)D装置中的反应完全后,需再次通入空气,其目的是 。
【答案】(1)稀硝酸
(2)A→D→B→E
(3)将D中反应生成的CO2全部排入E装置,使其被碱石灰完全吸收,减小实验误差
【详解】(1)实验需要通过加硝酸银生成白色沉淀,检验原固体中是否含Cl−,证明NaCl存在:若加稀盐酸会引入Cl−,干扰原NaCl的检验;若加稀硫酸,硫酸根会和硝酸银反应生成微溶的硫酸银沉淀,干扰Cl−检验,因此只能选择稀硝酸。
(2)实验需要测定反应生成CO2的质量,要先排除空气中CO2和水蒸气的干扰。通入空气先经过A,氢氧化钠溶液除去空气中本身含有的CO2,除杂后的空气进入D,带动D中反应生成的CO2,再经B,浓硫酸除去二氧化碳中的水蒸气,生成的CO2被E中碱石灰吸收,通过称量E的增重得到CO2质量,最后接C,防止空气中的CO2和水蒸气进入E造成误差。因此连接顺序为A→D→B→E→C。
(3)反应结束后,装置D中会残留部分生成的CO2,无法被吸收测量,再次通入空气可以把所有生成的CO2全部赶入E中被吸收,保证CO2质量测定准确,让实验结果更准确。
知识1 物质(离子)检验
离子
所用试剂(方法)
实验现象
备注
H⁺
1. 紫色石蕊试液
2. pH试纸
3. 活泼金属(如Zn)
4. 碳酸盐(如Na₂CO₃)
1. 变红
2. pH<7
3. 产生气泡(氢气)
4. 产生使澄清石灰水变浑的气体
多种方法可交叉验证
OH⁻
1. 紫色石蕊试液
2. 无色酚酞试液
3. pH试纸
1. 变蓝
2. 变红
3. pH>7
碱性溶液和可溶性碱的溶液都含OH⁻
Cl⁻
硝酸银溶液+ 稀硝酸
生成白色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸
必须加稀硝酸,以排除CO₃²⁻等杂质离子的干扰
SO₄²⁻
盐酸+氯化钡溶液或硝酸钡溶液+ 稀硝酸
生成白色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸
需稀硝酸,以排除CO₃²⁻等杂质离子的干扰。用BaCl₂溶液时要先加盐酸排出Ag⁺干扰
CO₃²⁻
稀盐酸+ 澄清石灰水
产生无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊
这是检验CO₃²⁻的特征反应。注意与活泼金属、碳酸盐遇酸产生氢气的区别
NH₄⁺
氢氧化钠溶液 + 湿润红色石蕊试纸(或酚酞试纸)
加热后产生有刺激性气味的气体,能使湿润红色石蕊试纸变蓝
反应需微热,氨气(NH₃)是碱性气体
知识2 物质的除杂
除杂原则
①不增:不引入新的杂质;
②不减:不减少被提纯(或主要)物质;
③易分:操作简便,分离容易。
④复原:若主体物质发生反应,最后应能转化回原物质。
1.考查方法
不限试剂鉴别:给定3-4瓶未知溶液(如NaOH、Na₂CO₃、NaCl、HCl),要求设计实验方案,写出步骤、现象和结论。
除杂流程评价:判断粗盐提纯(除去Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻)过程中,所加试剂(BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH)的顺序是否合理,并解释原因。
检验变质情况:如检验氢氧化钠是否变质,检验氢氧化钠的变质程度等,可延申到氢氧化钙的变质情况。
2. 鉴别题先物理后化学,方案要最简、现象要最明显。除杂题牢记“不增、不减、易分、复原”原则,注意过量试剂的处理。
3.易错要点
①检验Cl⁻或SO₄²⁻时,未先加酸排除干扰离子,直接加AgNO₃或BaCl₂,导致将Ag₂CO₃或BaCO₃等沉淀误判。
②除杂时,加入试剂虽除去了杂质,但引入了新的杂质离子,且未设计后续步骤除去。
③回答鉴别题时,现象描述与结论不对应,逻辑不严密。
考点五 物质组成成分的定性定量探究
1.(2023·浙江金华·中考真题)【新角度・反应物用量分析】
研究小组同学在完成“酸的性质”实验①②后,将①②实验后试管中的物质全部倒入各自废液缸③中(如图甲),结果出现了不同现象,部分小组同学的实验现象记录如下表。
组别
废液缸中现象
现象解释
第1小组
无沉淀、有气泡产生
第2小组
无沉淀、无气泡产生
第3小组
…
…
…
【原理分析】小组同学在老师指导下讨论后认为:任何一个化学反应,反应物的用量不同,反应后物质的组成成分就会不同,这是最终导致各组废液缸中出现不同现象的原因。
【交流讨论】
(1)为分析第1小组废液缸中溶液的溶质成分,用玻璃棒蘸取溶液测得,则该小组废液中的溶质组成成分为 (写化学式);
(2)第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生,从反应物用量的角度分析实验①②,可以得出该小组的实验②中反应物盐酸的用量应该是 ;
(3)如果其他小组实验所用反应物的用量都不一样,除了上面第1、2小组出现的现象外,还会出现的现象是 。
【实验拓展】取第1小组废液缸中的溶液于试管中,逐滴加入碳酸钠溶液,并振荡,产生的气体全部逸出。图乙表示“溶液质量”随加入“碳酸钠溶液质量”的变化情况。
(4)解释图中段和段溶液质量呈现不同增重趋势的原因
。
【答案】 稀盐酸过量或恰好完全反应 ①有沉淀、无气泡;②有沉淀、有气泡 等质量的碳酸钠依次与盐酸和氯化钙反应过程中,段逸出的二氧化碳的质量小于段生成的碳酸钙沉淀的质量
【详解】(1)盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,第1小组废液缸中无沉淀、有气泡产生,为分析第1小组废液缸中溶液的溶质成分,用玻璃棒蘸取溶液测得,说明溶液酸性,存在盐酸,不存在氢氧化钙、碳酸钠,则该小组废液中的溶质组成成分为氯化钠、氯化钙和盐酸,化学式分别为:;
(2)盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生,从反应物用量的角度分析实验①②,可以得出该小组的实验②中生成物中一定不存在碳酸钠,反应物中盐酸的用量应该是稀盐酸过量或恰好完全反应;
(3)当实验①中氢氧化钙与盐酸恰好完全反应,所得溶液溶质为氯化钙,实验②中,碳酸钠过量,所得溶液溶质为碳酸钠和氯化钠,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,出现的现象是有沉淀,无气泡;当实验①中盐酸过量,所得溶液溶质为盐酸和氯化钙的混合物,实验②中,碳酸钠过量,混合后碳酸钠先与盐酸反应产生气泡,再与氯化钙反应生成沉淀,出现的现象是有沉淀,有气泡。如果其他小组实验所用反应物的用量都不一样,除了上面第1、2小组出现的现象外,还会出现的现象是①有沉淀、无气泡;②有沉淀、有气泡;
(4)根据图乙可知,随着碳酸钠溶液的加入AB段溶液增加的质量趋势大于BC段溶液增加的质量趋势,说明过程存在两种化学反应,根据第(3)小题分析可知,实验①中盐酸过量,所得溶液溶质为盐酸和氯化钙的混合物,实验②中,碳酸钠过量,混合后碳酸钠先与盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳,再与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,根据化学方程式、可知, 前者在反应中有二氧化碳逸出,后者有碳酸钙沉淀生成,段和段溶液质量呈现不同增重趋势的原因等质量的碳酸钠依次与盐酸和氯化钙反应过程中,段逸出的二氧化碳的质量小于段生成的碳酸钙沉淀的质量。
2.(2025·浙江舟山·一模)【新考法・复杂气体检验与计算】
夏季游湖活动中,有一组学生被湖底不断冒出的气泡吸引,好奇的收集了一袋气体。为确定气体的组成。同学们进行了以下探究过程。
【提出猜想】收集的气体中可能含有和
【查阅资料】
【设计方案】小组的同学经过讨论,设计方案如图所示。
【讨论与交流】
(1)该系列装置还缺少尾气处理装置,写出一种你认为可行的尾气处理方法___________;
(2)在方框内选用下列装置进行某些气体成分的验证和吸收,请按连接顺序写出你选的装置___________;
(3)正确连接各装置,加热C后,若D中出现白色粉末变蓝现象,则原混合气体中一定有___________;
(4)小组同学根据以上实验方案,对D、E装置在实验前后的质量进行称量,数据计入下表中:
反应前
反应后
D装置
100g
103.6g
E装置
120g
126.6g
你认为根据上述数据计算后,能否得出原气体中含有CO的结论,并简要分析:___________。
【答案】(1)用气球收集(合理即可)
(2)2、1、3
(3)CH4
(4)能
【详解】(1)CO具有毒性,为防止污染空气,实验的尾气可点燃处理或用气球收集处理等;
(2)要证明气体成分,需先验证水并除去水,再检验二氧化碳并除去,然后利用一氧化碳和甲烷能与氧化铜反应,通过生成二氧化碳和水验证甲烷和一氧化碳,方框中为验证水和二氧化碳的装置,即2、1、3;
(3)若加热C后,D中出现白色粉末变蓝现象,说明C中有水生成,CH4与氧化铜反应后有水生成,则原混合气体中一定有CH4;
(4)D装置增重质量即为生成水的质量,生成水质量=103.6g-100g=3.6g;设甲烷生成3.6克水,同时生成二氧化碳质量为x,
x=4.4g;
生成二氧化碳总质量为E装置增重质量=126.6g-120g=6.6g>4.4g,能说明原气体中含有CO。
知识1 定性探究
1.定性探究的核心:系统检验与逻辑推理
2.推断依据
颜色:蓝色溶液(Cu²⁺)、浅绿色溶液(Fe²⁺)、黄色溶液(Fe³⁺)、红褐色沉淀(Fe(OH)₃)、蓝色沉淀(Cu(OH)₂)。
气体:加酸产生气泡,可能含CO₃²⁻、HCO₃⁻或活泼金属。
沉淀:与酸、碱或盐反应生成特定颜色的沉淀。
3. 混合物成分探究的通用实验逻辑
取样 → 根据可能成分设计检验方案 → 分步实验,排除干扰 → 根据现象得出结论。
典型案例:氢氧化钠固体是否变质及变质程度的探究
(1)猜想:可能为①未变质(只有NaOH);②部分变质(NaOH和Na₂CO₃);③全部变质(只有Na₂CO₃)。
(2)实验设计关键:任何检验OH⁻的方案,都必须先彻底除去CO₃²⁻的干扰,因为Na₂CO₃溶液也显碱性。
(3)经典步骤:
①取样溶于水,加过量CaCl₂或BaCl₂溶液,静置。 → 目的:完全除去CO₃²⁻,生成CaCO₃/BaCO₃沉淀,且加入过量是为了确保除尽。
②向上层清液中滴加无色酚酞试液。 → 目的:检验OH⁻。
③结论:若步骤a有白色沉淀,步骤b酚酞变红 → 部分变质;若步骤a有白色沉淀,步骤b酚酞不变红 → 全部变质;若步骤a无沉淀,步骤b酚酞变红 → 未变质。
知识2 定量探究
1.定量探究的核心:测量原理与方案设计
2.核心测量原理:通过测量反应产生的沉淀质量、气体质量/体积或反应前后体系的质量差,利用化学方程式进行计算,反推样品中某成分的质量。
3.计算依据
质量守恒定律:参加化学反应的物质反应前后总质量不变。
差量法:利用反应前后固体质量差、溶液质量差或气体质量进行计算。
纯净物计算:代入化学方程式的必须是纯净物的质量。
4. 实验方案设计要素:
明确测量量:最终要测的是什么物理量,如U型管增重、量筒内水的体积、沉淀质量或气体质量等。
确保反应完全:通常使另一种反应物过量。
避免测量误差:设计步骤以确保被测物质全部被测量、无损失、无干扰。
1.考查方式
框图推断:给出物质间转化关系图及部分现象,要求推断各物质化学式,并写出相关化学方程式。
定量测定实验设计:设计实验测定样品中某成分的含量,如测定Na₂CO₃和NaCl混合物中Na₂CO₃的质量分数,需描述步骤、记录数据、列出计算式。
误差分析:对定量测定实验,分析某种操作,如沉淀未洗涤干燥、气体逸出等。会导致测定结果偏大还是偏小。
3. 解题技巧与易错点
1.定量实验设计要明确测量对象,如生成气体的质量、沉淀的质量,并保证测量准确。
2.易错点:计算时,误将混合物的总质量当作纯净物质量代入方程式。
误差分析时,逻辑混乱,无法准确判断操作对测量值的影响方向。
考点六 质量守恒定律的验证与应用
1.(2025·浙江·中考真题)【新考法・多方案验证定律】
某校科学兴趣小组的同学通过实验来验证质量守恒定律,装置如图所示。
(1)实验中用40g5%的CuSO₄溶液与NaOH溶液反应,全部反应完,需要 g固体NaOH;
(2)在实验操作中,所需NaOH的量少于(1)中计算的量就能完成目的,请你从实验角度说明少量NaOH就可以完成实验的理由。
(3)如图,在封闭的塑料瓶中加入氧气、水和钉子,一段时间后瓶子变瘪,但实验前后装置总质量不变,请你从物质变化的角度解释瓶子变瘪的原因。
(4)从质量守恒定律的微观角度,将水电解的微观示意图补充完整。
【答案】(1)40g5%的CuSO4溶液中CuSO4的质量=40g×5%=2g;
设需要NaOH的质量为x。
解得x=1g。
答:需要NaOH的质量为1g。
(2)该实验验证质量守恒定律,只需证明物质在发生化学反应时,反应前后物质总质量不变,少量NaOH与部分CuSO4反应发生化学反应,观察到沉淀生成且反应前后天平平衡即可完成验证,不需要将CuSO4完全反应
(3)铁生锈消耗了瓶内的氧气,导致瓶内气体减少,压强减小,外界大气压大于瓶内气压,所以瓶子变瘪
(4)
【详解】(1)见答案。
(2)该实验验证质量守恒定律,只需证明物质在发生化学反应时,反应前后物质总质量不变;由于CuSO4与NaOH反应生成沉淀,发生了化学反应,只要能观察到沉淀生成且反应前后天平平衡即可,即使NaOH少量,只要能与部分CuSO4反应生成沉淀,就可完成对质量守恒定律的验证,不需要将CuSO4完全反应。
(3)铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生的缓慢氧化反应;在封闭塑料瓶中,铁生锈消耗了瓶内的氧气,导致瓶内气体减少,压强减小,外界大气压大于瓶内气压,所以瓶子变瘪;
(4)水通电分解时,每两个水分子(H2O)分解为四个氢原子(H)和两个氧原子(O),每两个氢原子结合成一个氢分子(H2),每两个氧原子结合成一个氧分子(O2);反应后已经有2个氢分子,所以还需要补充1个氧分子,水电解的微观示意图补充完整如图:。
2.(2024·浙江·一模)【新考法・气体体积法间接测量】
如图是小科在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。
【提出问题】氧化汞(HgO)加热时,会生成汞和氧气(常温常压下,氧气密度为)。反应结束后,所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢?
【资料信息】①氧化汞反应的化学方程式:
②测量气体体积需要在标准大气压下测量才是准确数值。
【实验设计及过程】检查装置的气密性后,在试管中加入适量的药品,并测得反应装置、滤毒器与物质总质量为。待反应完全后,调整量筒液面至“合适”位置,测出气体体积记为V。再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为。
(1)实验时,小科在量筒中加入一些煤油的目的是 。
(2)反应完全后,量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是 。
(3)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒,则上述测量结果存在关系式是: 。
【答案】 防止氧气溶于水,影响实验的结论 量筒内外的液面相平
【详解】(1)实验时,小科在量筒中加入一些煤油的目的是:防止氧气溶于水,影响实验的结论;
(2)反应完全后,量筒液面需要调整到的“合适”位置指的是:量筒内外的液面相平,使量筒内外压强相等,防止存在压强差,影响实验;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒,则生成氧气的质量等于反应前物质的总质量-反应后物质的总质量,则上述测量结果存在关系式是:m1-m2=ρ氧V。
知识1 质量守恒定律
定律内容:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
微观本质:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变。
验证实验关键:所有反应物和生成物都不能遗漏,特别是气体。必须在密闭容器中进行验证。
应用方向:推断未知物的元素组成或化学式。
解释反应前后体系质量变化,如镁条燃烧后质量增加,木炭燃烧后质量减少。
进行相关计算。
1.考查方式
实验方案改进:分析教材中验证实验如白磷燃烧、铁与硫酸铜反应的不足,并提出改进措施使其能在密闭体系中完成。
微观反应示意图:给出反应前后分子、原子的模型图,要求写出化学方程式,并计算质量比。
综合计算:结合图表数据,利用质量守恒定律计算反应中某物质的质量或质量分数。
2.解题技巧与易错点
(1)若验证实验在敞口容器中进行且质量不守恒,应从是否有气体参与或生成、是否逸散到空气中来分析。
(2)易错点: 误将“质量守恒”理解为各物质的质量“不变”。
在利用微观示意图写化学方程式时,未将模型图转化为正确的化学式,或未配平。
计算时,未正确识别“参加反应”的物质质量,将未反应完的反应物质量计入。
考点七 影响化学反应速率的因素探究
1.(2023·浙江宁波·中考真题)【新考法・数字化气压监控反应速率】
小宁在课外资料中获悉:在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液会影响反应的快慢。为此,他进行了探究。实验装置如图甲所示。
【实验步骤】
①在规格相同的A、B试管中分别放入大小相近、数量相同的锌粒,胶头滴管吸入等量的溶液,如图甲所示。塞紧橡胶塞。
②将两个胶头滴管中的溶液同时挤入试管后,立即开启数据采集器。
③约后,停止采集数据。电脑显示气压p随时间t变化的关系如图乙。
【实验分析】
(1)图甲中“★”处应填_________。
(2)要确保实验成功,实验前应检查反应装置的
(3)实验中,锌和稀硫酸反应的快慢通过采集到的试管内_________值的变化快慢来反映。
【实验结论】
在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液可以_________(填“减慢”或“加快”)反应速度。
【答案】 硫酸铜/ CuSO4 气密性 气压 加快
【详解】(1)根据“小宁在课外资料中获悉:在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液会影响反应的快慢”可知,该实验的目的是探究硫酸铜对锌和稀硫酸的反应速度的影响,根据实验目的需作对比实验,A管加入的试剂是0.4mL10%的稀硫酸、 0.1mL 蒸馏水和3颗锌粒,根据对比实验原则,B管加入的试剂是0.4mL10%的稀硫酸、 0.1mL 蒸馏水、硫酸铜(CuSO4)溶液和3颗锌粒,图甲中“★”处应填硫酸铜或 CuSO4;
(2)该是通过测定试管内气压值的变化快慢,来判断氢气产生的快慢,装置不漏气才能准确判断氢气产生的快慢,要确保实验成功,实验前应检查反应装置的气密性,;
(3)气压增大越快,反应产生的氢气越快,实验中,锌和稀硫酸反应的快慢通过采集到的试管内气压值的变化快慢来反映;
(4)根据图乙曲线的变化趋势可知,在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液可以加快反应速度。
2.(2023·浙江丽水·中考真题)
实验室用15%的溶液在催化作用下制取氧气,实验前需在烧瓶中加入一定量的水,是不是溶液浓度会影响氧气产生的速度?小科利用如图装置进行探究。
【建立假设】溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢。
【实验方案】在相同条件下,分别用30毫升2%、4%和6%的溶液进行实验,记录收集20毫升氧气所需的时间。
【实验数据】
实验序号
1
2
3
溶液的浓度
2%
4%
6%
收集20毫升氧气所需时间/秒
【实验结论】在相同条件下,溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢。
【交流反思】
(1)上述实验除了实验装置相同,还要控制___________相同(填字母)。
A.质量 B.滴加溶液的速度
(2)该实验通过分解制取氧气,可用化学方程式表示为 ;
(3)表中、、的大小关系是支持上述实验结论的,其中最大的是___________。
【答案】 AB 1
【详解】(1)探究过氧化氢溶液的浓度对过氧化氢分解速率的影响,其它因素应保持不变,所以实验中二氧化锰的质量和滴加过氧化氢溶液的速率要保持相同,故填AB。
(2)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成水和氧气,故反应的化学方程式写为:2H2O22H2O+O2↑。
(3)在相同条件下,过氧化氢溶液浓度越小,产生氧气的速度越慢,则生成相同体积的氧气,需要的时间越长,表中、、的大小关系是支持上述实验结论的,所以其中反应时间最大的是过氧化氢浓度最小的实验1,故填1。
知识1 化学反应速率的影响因素
内因:反应物本身的性质(决定因素)。
外因:浓度:反应物浓度增大,速率加快。
温度:温度升高,速率加快。
催化剂:改变化学反应速率,自身质量和化学性质不变。
接触面积:固体反应物颗粒越小(表面积越大),速率越快。
知识2 探究方法
1.控制变量法:设计对照实验时,只改变一个因素,保持其他因素完全相同。
2.拓展实验:某些离子也会影响化学反应速率,可针对该离子的作用加以探究。核心思想是控制变量。
1.考查方式
实验方案设计:探究催化剂(MnO₂、CuO、FeCl₃等)对H₂O₂分解速率的影响,要求设计表格记录数据,如收集等体积O₂所需时间。
图像分析:根据反应速率(v)-时间(t)曲线或浓度(c)-时间(t)曲线,比较不同条件下反应的快慢,并得出结论。
2. 解题技巧与易错点
(1)明确实验目的,准确描述因变量(衡量反应速率的指标,如气泡产生的速率、褪色时间、压强变化等)。
(2)易错点:
实验设计时,对照组设置不严谨,未控制好单一变量。
混淆“反应速率”和“反应限度”。改变条件可能加快反应,但不影响最终产物的总量。
对催化剂概念理解片面,认为催化剂都是“加快”反应,也可能是减慢,即负催化剂。
1.(2025·浙江杭州·三模)CuSO4溶液呈蓝色,溶液中有H2O、三种粒子,是哪种粒子使溶液呈蓝色呢?某兴趣小组进行了实验探究(已知:和在溶液中呈无色)。请回答:
【实验一】根据如图的三支试管中所盛试剂的颜色与所含微观粒子,进行分析:
(1)对A、B、C进行分析,CuSO4溶液中______的存在使溶液显蓝色,有同学认为没有必要设置A组实验,其理由是 。
【实验二】将溶液中的Cu2+除去,观察溶液颜色是否变化。
(2)若要除去溶液中的Cu2+,向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,充分振荡,静置,观察到
的现象,则可以得出实验结论。
【实验三】保持溶液中Cu2+的存在,观察溶液颜色是否变化。
(3)若要保持溶液中Cu2+的存在,向CuSO4溶液中滴加 除去溶液中的,若溶液蓝色不消失,则可以得出实验结论。
【实验结论】Cu2+使CuSO4溶液呈蓝色。
【答案】(1) Cu2+ 硫酸钠溶液中本身含有水分子
(2)产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色
(3)氯化钡溶液
【详解】(1)观察,A试管中的水呈无色,说明水分子不能使溶液呈蓝色;B试管中硫酸钠溶液呈无色,说明硫酸根离子不能使溶液呈蓝色;C试管中硫酸铜溶液呈蓝色,而硫酸铜溶液中含有铜离子、硫酸根离子和水分子,前面已证明水分子和硫酸根离子不能使溶液呈蓝色,所以是Cu2+的存在使溶液显蓝色。没有必要设置A组实验,是因为硫酸钠溶液、硫酸铜溶液中本身就含有水分子,在B、C的对比中已经可以间接说明水分子不能使溶液呈蓝色;
(2)向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,发生反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,会观察到产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色。这说明溶液中铜离子除去后,溶液的蓝色消失,从而可以得出是铜离子使硫酸铜溶液呈蓝色的结论;
(3)若要保持溶液中Cu2+的存在,除去溶液中的,可以向CuSO4溶液中滴加氯化钡溶液,氯化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜,将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀除去。若溶液蓝色不消失,则可以得出是铜离子使硫酸铜溶液呈蓝色的实验结论。
2.【新情境·探究“爆炸盐”衣物清洗剂的成分】(2025·浙江丽水·一模)
“爆炸盐”是一种新型的衣物清洗剂,它的去污效果非常好,小缙和小云对“爆炸盐”的成分展开了探究。
[查阅资料]“爆炸盐”的主要成分是过氧碳酸钠(Na2CO4),俗称“固体双氧水”,溶于水后,会产生一种碳酸盐甲和另一种化合物乙,衣服浸泡后只需轻轻搓洗就能洗得很干净。
[猜想与假设]小缙认为这种碳酸盐甲和另一种化合物乙分别是碳酸钠和氢氧化钠;
小云认为碳酸盐甲和另一种化合物乙是碳酸钠和双氧水。联系生活实际和物质的性质,大家认为小缙的猜想不正确,原因是 。
[实验探究]为了验证“爆炸盐”的水溶液中有碳酸盐,可选用______(填物质的化学式)。
[迁移运用]小云同学将“爆炸盐”放入冷水中,观察到产生少量气泡;而放入热水中,观察到产生大量气泡。由此,你认为影响化合物乙分解快慢的因素是______。测定化合物乙分解快慢的方法有很多,请写出一种方法 。
【答案】 氢氧化钠具有强烈的腐蚀性,会腐蚀衣物 HCl/CaCl2(合理即可) 温度 在相同条件下,分别取等体积等浓度的双氧水,加入等质量的同种催化剂,测定相同时间内收集到氧气的体积(合理即可)
【详解】大家认为小缙的猜想不正确,原因是 氢氧化钠具有强烈的腐蚀性,会腐蚀衣物。在日常生活中用于清洗衣物的物质,从实际应用角度考虑,不会产生具有强腐蚀性的氢氧化钠。
为了验证 “爆炸盐” 的水溶液中有碳酸盐,可选用 HCl(或CaCl2等合理即可)。碳酸盐能与酸反应产生二氧化碳气体,所以可选用稀盐酸(HCl),若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则证明有碳酸盐;碳酸盐也能与某些盐溶液反应,如氯化钙(CaCl2),若产生白色沉淀,则证明有碳酸盐。
小云同学将 “爆炸盐” 放入冷水中,观察到产生少量气泡;而放入热水中,观察到产生大量气泡。由此可知,影响化合物乙(双氧水)分解快慢的因素是 温度。温度越高,双氧水分解速率越快。
测定化合物乙分解快慢的方法: 在相同条件下,分别取等体积等浓度的双氧水,加入等质量的同种催化剂,测定相同时间内收集到氧气的体积(合理即可)。通过比较在相同时间内收集到氧气的体积大小,可判断双氧水分解的快慢。
3.【新考法·利用图像数据进行定量比较与方案论证】(2025·浙江温州·三模)实验室用盐酸与石灰石制二氧化碳常混有氯化氢气体。小阳疑惑为何不选硫酸与石灰石反应,尝试后发现加入稀硫酸反应不久即停止,再添加也无气体生成。小阳想:改用粉状石灰石与稀硫酸反应能否顺利制得二氧化碳,于是选择质量相等、颗粒大小不同的石灰石,与等质量的稀盐酸、稀硫酸反应,每隔30秒测量生成气体体积并得到图丙数据。
(1)实验室制备二氧化碳气体应选用图甲中的发生装置________。
(2)结合表格,推测反应停止后往石灰石中继续添加稀硫酸没有气体生成的原因可能是:
。
(3)酸溶液的浓度会影响反应的速度。实验中除了要控制稀盐酸和稀硫酸溶液总质量相等,还要控制溶液中________微粒(填化学符号)总量相等。
(4)小阳认为制取少量二氧化碳,用“粉状石灰石和稀硫酸”比用“块状石灰石和稀盐酸”的方案更好,结合图乙,请说明理由: 。
【答案】(1)①
(2)石灰石主要成分为碳酸钙和稀硫酸反应会产生硫酸钙,硫酸钙微溶于水,大多数未溶的硫酸钙附着在石灰石表面,阻止反应的进行
(3)H+
(4)制取少量二氧化碳,用“粉状石灰石和稀硫酸”比用“块状石灰石和稀盐酸”用时短。
【详解】(1)实验室制取二氧化碳使用的试剂为固态大理石和液态稀盐酸,常温下进行,发生装置类型为固液常温型,故选①;
(2)石灰石主要成分为碳酸钙和稀硫酸反应会产生硫酸钙,硫酸钙微溶于水,大多数未溶的硫酸钙附着在石灰石表面,阻止反应的进行;
(3)氢离子越多酸的浓度越大,影响反应的速度,故需要控制H+的质量相等;
(4)制取少量二氧化碳,用“粉状石灰石和稀硫酸”比用“块状石灰石和稀盐酸”用时短。
4. (2026·浙江杭州·一模)超氧化钠()在常温下能分别与、、HCl发生反应,均可生成。为了验证能跟反应生成,某兴趣小组的同学设计了如图所示实验。(已知:超氧化钠能与水反应生成氢氧化钠和氧气;稀盐酸具有挥发性)
(1)和二氧化碳反应生成氧气和一种白色固体,则该白色固体可能是________(填字母);
A. B. C. D.
(2)推测B装置中X溶液名称是 ,其作用为 ;
(3)在G装置中,关闭阀门Ⅰ,打开阀门Ⅱ,同时微热红磷和白磷,可观察到红磷不燃烧,白磷燃烧,由此可得出燃烧的条件是 ;
(4)实验结束后,某同学取少量D中固体,加足量水,有气泡产生;请推测产生气泡的原因可能是
【答案】(1)C
(2) 碳酸氢钠溶液 除去HCl气体
(3)温度需要达到着火点
(4)D中固体含有未反应完的超氧化钠,超氧化钠与水反应生成氧气
【详解】(1)NaO2和二氧化碳反应生成氧气和一种白色固体,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,反应前无氯元素和氢元素,不可能生成氯化钠、氢氧化钠和碳酸氢钠,故该白色固体可能是碳酸钠。故选C。
(2)稀盐酸具有挥发性,能会发出氯化氢气体,大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成的二氧化碳气体中含有氯化氢气体和水蒸气,除去氯化氢气体可用饱和的碳酸氢钠(NaHCO3)溶液,除去水蒸气可用浓硫酸,故B装置中X溶液的作用是除去HCl气体;
(3)可燃物燃烧的条件是与氧气接触,达到着火点,在G装置中,关闭阀门Ⅰ,打开阀门Ⅱ,同时微热红磷和白磷,红磷和白磷都与氧气接触,观察到红磷不燃烧,白磷燃烧,故由此可得出燃烧的条件是温度需要达到着火点;
(4)实验结束后,D中固体可能含有未反应完的超氧化钠,因为超氧化钠能与水反应生成氢氧化钠和氧气,所以取少量D中固体,加足量水,有气泡产生,产生气泡的原因可能是D中固体含有未反应完的超氧化钠,超氧化钠与水反应生成氧气 。
5.【新考法·将实验现象与数字化监测图像相结合进行推理】(2026·浙江台州·一模)
某同学用图1装置验证二氧化碳气体的性质。其中丙是两端封口的小筒,内有3朵紫色石蕊试纸做的纸玫瑰。
(1)甲为气体发生装置,实验前需检验装置的气密性,操作方法是:关闭止水夹,往长颈漏斗内注水,若观察到 ,说明气密性良好;乙为气体干燥装置,内装的液体可以是________。
(2)从丙装置的A孔通入二氧化碳气体,观察到两朵湿润的纸玫瑰由下至上先后变红,干燥的纸玫瑰无变化。该实验说明二氧化碳具有 的性质。
(3)在丙装置的B、C两孔位置连入二氧化碳气体传感器(可实时监测气体浓度)后,监测到小筒上端C处的二氧化碳浓度变化情况如图2所示,请你推测并在图2中画出B处的二氧化碳浓度变化情况。
【答案】(1) 漏斗下端会形成一段水柱,且液面不下降(合理即可) 浓硫酸
(2)密度比空气大,能和水反应生成酸性物质
(3)
【详解】(1)先关闭止水夹,往长颈漏斗内注水,如果气密性良好,一段时间后长颈漏斗下端会形成一段水柱,且液面不下降,说明气密性良好;
浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳,可以用于干燥二氧化碳;
(2)两朵湿润的纸玫瑰由下至上先后变红,干燥的纸玫瑰无变化,说明二氧化碳的密度比空气大,二氧化碳能与水反应生成酸性物质;
(3)二氧化碳的密度比空气大,所以开始一段时间内B处的二氧化碳浓度比C处的二氧化碳浓度大,最终相同,如图:。
6.【新考法·利用定量数据探究化学反应动态过程与机理】(2025·浙江杭州·二模)
小科查阅资料发现:氢气还原氧化铜的实验中,若反应过程加热的时间不够,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。于是他对反应生成物的生成情况进行了如下探究:利用图甲所示实验装置,称取若干份质量均为0.8克的氧化铜,在相同条件下分别用氢气还原,加热不同时间,检测固体中氧化亚铜的质量,结果如图乙。
(1)实验装置中通入氢气的导管末端应位于试管______(选填“①”、“②”或“③”)处。
(2)充分反应后,试管中出现的现象是 。
(3)利用图甲装置进行实验时,理论上还原0.8克的氧化铜,只要0.02克氢气即可,可实际氢气用量远大于0.02克,其原因是 。(写出一点即可)
(4)小科查阅了相关资料:氢气还原氧化铜的反应过程中发生了如下反应:
Ⅰ::Ⅱ:两个反应。根据图乙所示的数据,进一步计算分析,可以确定以上两个反应是 的。(选填“同时进行”或“分步进行”)
【答案】(1)①
(2)黑色固体变红色,试管口内壁出现水珠
(3)反应前需先通氢气(反应结束要继续通氢气等)
(4)同时进行
【详解】(1)在氢气还原氧化铜的实验中,通入氢气是为了排尽装置内的空气,防止氢气与空气混合加热发生爆炸,导管末端应位于试管底部,即①处,这样才能更好地将空气排出。
(2)氢气还原氧化铜生成铜和水,氧化铜是黑色固体,铜是红色固体,所以充分反应后,试管中的现象是黑色固体变成红色,且试管口内壁出现水珠。
(3)实际氢气用量远大于理论值0.02克,原因之一是氢气在反应前要先通入排尽装置内的空气,反应结束后还要继续通入氢气直至固体冷却,这部分氢气并没有参与还原氧化铜的反应。
(4)设分步进行,0.8克的氧化铜和氢气反应生成氧化亚铜的质量为x
x=0.72g
如果分步进行,氧化亚铜最大质量为0.72g,而不是0.32g,则可以确定以上两个反应是同时进行的。
7.【新考法·催化剂探究与气压图像分析】(2025·浙江台州·二模)
某科学兴趣小组查阅资料中得知“硫酸铜能作为过氧化氢分解的催化剂”,于是进行了如图甲所示实验:
(1)实验现象:步骤①木条不复燃;步骤② ;步骤③木条复燃。
(2)实验结论:硫酸铜能作为过氧化氢分解的催化剂。
小科认为该实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的 在反应前后都没有发生改变。
(3)拓展延伸:为比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果,按图乙所示装置进行实验。实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂接触,瓶内气压变化如图丙所示。
①实验过程中,除控制催化剂的质量相同外,还应控制 相同。
②由图乙可知,上述两个反应虽反应速率不同,但完全反应后两装置内气压相同。请从催化剂的角度解释其原因: 。
【答案】(1)无色液体变蓝,产生气泡
(2)质量和化学性质
(3) 过氧化氢溶液的质量和浓度 催化剂只改变化学反应速率,不改变最终生成氧气的量
【详解】(1)过氧化氢在催化剂催化作用下分解生成水和氧气,氧气能使带火星的木条复燃。所以实验现象:步骤①木条不复燃;步骤②无色液体变蓝,产生气泡;步骤③木条复燃。
(2)若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。
(3)①[1]实验过程中,除控制催化剂的质量相同外,还应控制过氧化氢溶液的质量和浓度相同。
②[2]由图乙可知,上述两个反应虽反应速率不同,但完全反应后两装置内气压相同,是因为催化剂只改变化学反应速率,不改变最终生成氧气的量。
8.【新情境·实验废液处理与资源回收】(2025·浙江丽水·一模)
CaCl2可用于食品加工、医药等领域。某科学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后,欲对剩余废液的组成进行探究,并制定回收CaCl2的方案。
用图甲装置进行实验,将200克溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液逐滴加入到100克废液中,测得数据如图乙。
(1)从图像中可知,剩余废液中含有的溶质有 ;
(2)通过计算可知,剩余废液中CaCl2的溶质质量分数为 ;
(3)为回收剩余废液中的CaCl2,甲组同学认为可以直接蒸发溶剂,乙组同学认为此方法会对空气造成污染,建议在不借助指示剂的情况下,可先在废液中加入过量试剂______(填字母)。
A.CaO B.Ca(OH)2 C.CaCO3 D.Na2CO3
【答案】(1)HCl、CaCl2
(2)11.1%
解:剩余废液中含有氯化钙、盐酸,滴入的碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳,盐酸反应完后,碳酸钠再和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠,由图乙可知,和氯化钙反应的碳酸钠的质量为:(150g-50g)×10.6%=10.6g,设剩余废液中CaCl2的质量为x。
,x=11.1g
剩余废液中CaCl2的溶质质量分数为:=11.1%。
(3)C
【详解】(1)实验室制取二氧化碳的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,由图乙可知,实验后溶液的pH<7,显酸性,说明稀盐酸过量,则剩余废液中含有的溶质是剩余的HCl、生成的CaCl2。
(2)见答案
(3)A. CaO和盐酸反应生成氯化钙、水,但过量的氧化钙和盐酸反应生成氢氧化钙,引入了新杂质,此选项不符合题意;
B. Ca(OH)2和盐酸反应生成氯化钙、水,但过量的氢氧化钙是新的杂质,此选项不符合题意;
C. CaCO3和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,过量的碳酸钙通过过滤可除去,不会引入新杂质,此选项符合题意;
D. Na2CO3和盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳,过量的碳酸钠是新的杂质,此选项不符合题。
故选C。
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