专题08科学探究题(5年汇编)(安徽专用)2022-2026中考化学真题分类汇编
2026-07-09
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3份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 科学探究与化学实验 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.99 MB |
| 发布时间 | 2026-07-09 |
| 更新时间 | 2026-07-09 |
| 作者 | 学科网初化精品工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-07-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58731577.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
专题08科学探究题汇编,含2023-2025安徽中考真题及2026模拟题,聚焦物质性质、实验操作等科学探究能力,情境涵盖侯氏制碱法、茶园土壤改良等真实生产生活场景。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|科学探究题|真题5题、模拟9题|草酸钙分解验证CO和CO₂、铁锈蚀条件探究、侯氏制碱法原理分析等|以控制变量法、对比实验为核心,突出跨学科融合(如土壤pH与植物生长),强调实验评价(如尾气处理装置改进),契合安徽中考真实情境命题趋势|
内容正文:
专题08 科学探究题
5年汇编 1年模拟
题型分类
考情示例
命题规律
科学探究题
2025安徽(1题)、2024安徽(2题)、2023安徽(2题)
· 情境设置:以工业生产(侯氏制碱法)、农业生产(茶园土壤改良)、生活现象(铁锈蚀)及物质性质探究为主,体现化学与生产生活的紧密联系。
· 考查重点:围绕物质性质、反应原理、实验操作、现象分析、数据处理及方案设计,强调科学探究的一般思路和方法,如控制变量、对比实验、产物检验等。
· 命题趋势:注重真实情境下解决实际问题的能力,突出实验探究的完整性和创新性,跨学科融合(如土壤pH与植物生长)趋势明显,对证据推理和实验评价能力要求逐步提升。
1.((2023·安徽·中考真题))已知草酸钙()加热易分解:
。为验证分解产物中既有CO又有,小明设计如下实验装置。
回答下列问题。
(1)B中实验现象是 ,写出其在D中发生反应的化学方程式 。
(2)中铁元素化合价为 。
(3)小华认为,在D装置后再增加装置B才能验证CO的存在,小明认为不加装置B就可验证,小明的理由是 。
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是 。
[解析](2)+3 (3)D中红棕色固体变黑色 (4)缺少尾气处理装置 [详解](1) 小问详解:
草酸钙分解产生CO和CO2,生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,D中氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式为: 2)小问详解:
中氧元素化合价为-2价,设铁元素化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零可得2x-2×3=0,得出x=+3
(3) 小问详解:
一氧化碳具有还原性可以还原氧化铁使其由红色固体变黑色,所以从玻璃管中的现象也可验证一氧化碳的存在。
(4) 小问详解:
因为一氧化碳会污染空气,所以在D之后要加尾气处理装置,以免污染空气。
【点睛】
实验是化学的重要组成部分,正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为得出正确的结论奠定基础
2.((2024·安徽·中考真题))我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法,开创了世界制碱工业的新纪元。制碱工艺中的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。室温(20℃)下,某兴趣小组在实验室利用如图装置模拟该反应。
已知:
①20℃时,几种盐的溶解度如表;
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/g
36.0
9.6
37.2
②氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)为配制饱和食盐水,应向100g水中至少加入 gNaCl固体。
(2)仪器a的名称是 ,装置D的作用是 。
(3)装置A制取的CO2中会混有HCl,用饱和NaHCO3溶液吸收HCl的化学方程式为 。
(4)为使CO2在装置C中能充分吸收,可采取的措施是 。
充分反应后,装置C中有晶体析出。为分析晶体产生的原因,兴趣小组继续开展探究。
查阅资料:一定条件下,可溶性物质的溶解存在限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质会部分结晶析出。
(5)装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl原因是 。
(6)装置C中的物质过滤后得到的滤液在工业上称为母液。侯氏制碱法通过向母液中加入食盐,使NH4Cl结晶析出,析出晶体的原因是 。
3.((2024·安徽·中考真题))茶叶是我省重要的经济作物之一,茶园土壤的酸碱性会对茶叶品质产生重要影响。某兴趣小组测定了某地茶园土壤的酸碱性并提出改良方案。
查阅资料:茶树最适宜生长在pH为5.0~5.5的土壤中
【任务一】测定土壤酸碱性
(1)将土壤样品与蒸馏水按1∶5的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,测得上层清液的pH为4。用pH试纸测定该溶液pH的操作是在玻璃片上放一小片pH试纸, 。
【任务二】调查土壤呈酸性的原因
(2)经调查发现,长期过量施用一些氮肥是土壤呈酸性的原因之一。请写出一种氮肥的化学式 。
【任务三】改良土壤酸碱性
(3)牛牛同学认为将适量熟石灰加入土壤,可中和其酸性。写出熟石灰与酸(以硫酸为例)反应的化学方程式 。
(4)农业上常用白云石粉改良土壤酸碱性。为研究白云石粉掩埋深度对土壤酸碱性的影响,该小组在同一块土地的三个不同区域开展实验。50天后,测得等量白云石粉掩埋深度与土壤pH的关系如图所示。根据图中信息,你认为茶农将白云石粉掩埋的最适宜深度是______(填字母序号)。
A. 0~10cm
B. 10~20cm
C. 20~30cm
4.((2023·安徽·中考真题))某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(4)ABD对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是 ;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是 。
【拓展探究】
(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。
①测量过程中要保待恒温,理由是 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势 。
5.((2025·安徽·中考真题))学习了“常见的酸、碱、盐”后,某化学兴趣小组为探究和的性质,设计并进行了如下实验。
【实验一】探究固体的稳定性
该小组用下图所示装置进行实验。
(1)实验进行一段时间后,观察到甲中 (填实验现象)时,证明有水生成;乙中澄清石灰水变浑浊,原因是 (用化学方程式表示)。
实验结论:固体受热能分解。
【实验二】探究溶液的酸碱性
取少量溶液于试管中,向其中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液变为浅红色。
(2)实验结论:溶液呈 性。
【实验三】探究溶液的稳定性
常温下,在密闭容器(如图)中放入盛有蒸馏水的烧杯,开启传感器,测得容器内浓度基本不变;将蒸馏水换成的稀溶液,开启传感器,测得容器内浓度增大。
(3)用蒸馏水做实验的目的是 。
(4)实验三的结论是 。
【实验四】数字化实验探究的性质
常温下,取一定量的溶液,分成两等份。
向一份溶液滴入稀盐酸,用传感器测定该过程中的变化,测定结果如图曲线M。
向另一份溶液先通入一定量的,充分反应后得到溶液X。再向溶液X中滴入相同质量分数的稀盐酸,同时用传感器测定变化,得到随盐酸体积()变化曲线N(未在下图坐标系中画出)。
(5)溶液X的 (填“大于”“小于”或“等于”)A点的。
(6)曲线N上横坐标为10时,对应溶液中的溶质是 (填化学式)。
6.((2026·安徽·中考真题))饮用水安全与人们的健康息息相关。某实验小组开展了自制净水器的项目式学习活动。
【任务一】调查取样
(1)该小组收集学校附近浑浊的河水,经调查,其中含有多种杂质。过滤操作可以除去河水中的 (填“可溶性杂质”或“不溶性杂质”)。
【任务二】自制净水器
(2)该小组用塑料瓶和软管自制净水装置(如图1),其中填充物——活性炭的主要作用是 (填“沉降”或“吸附”)。活性炭的主要成分是碳单质,请再写出一种碳单质的名称: 。
【任务三】评价改进
(3)有同学提出,应使河水从瓶底自下而上缓慢通过净水器(如图2)。这样设计的理由是 。
(4)经检测,净化过的水中仍含有较多可溶性钙、镁化合物,要得到净化程度较高的水,可采取的操作是 。
模拟题精选
1.((2026·安徽宣城·二模))某项目式学习小组开展探究酸碱指示剂的实践活动,请回答下列问题。
(1)自制酸碱指示剂。图1实验中,操作Ⅰ将鲜花捣烂后加酒精浸泡,溶解色素,该过程发生了 (填“化学”或“物理”)变化,操作Ⅱ的名称是 。
(2)应用酸碱指示剂。无明显现象实验的探究通常需借助酸碱指示剂来完成。
①取3朵干燥的紫色石蕊纸花,按图2步骤进行实验,实验A的目的是 ,对比A、B、C可知,二氧化碳与水反应生成了一种 (填“酸”“碱”或“中”)性物质。
②图3实验中,能证明酸碱恰好完全反应的现象是 。
2.((2026·安徽合肥蜀山·二模))根据如图所示装置进行实验,回答下列问题。
(1)图甲是有关氧气性质的改进实验。仪器a的名称为 。写出图甲中制取氧气的化学反应方程式 。滴加过氧化氢溶液一段时间后点燃酒精灯,干燥管中的现象为 。
(2)图乙是探究铁生锈和燃烧条件的实验,一段时间后发现只有②中铁丝生锈。对比实验 (填装置序号),可得出铁生锈需要与氧气接触的实验结论。④中铁丝加热一段时间后剧烈燃烧,对比①和④可得出的实验结论是 。
[解析]③
木炭剧烈燃烧,发出白光,放出热量 (2)①
② ③ ②
可燃物燃烧需要温度达到其着火点 [详解](1) 小问详解:
略;
过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,对应方程式为 ;
滴加过氧化氢溶液一段时间后点燃酒精灯,过氧化氢分解产生氧气,氧气通入干燥管后,木炭在高浓度氧气中剧烈燃烧,发出白光并放出热量。
(2) 小问详解:
要得出铁生锈需要与氧气接触的结论,需控制水为不变量,仅氧气为变量:② 中铁丝同时接触水和氧气生锈,③ 中铁丝仅接触水、不接触氧气不生锈,因此选② ③ 对比可得出铁生锈需要与氧气接触的实验结论。
① 和④ 中均为干燥铁丝、都与氧气接触,仅温度不同,④ 加热后铁丝燃烧,说明燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。
3.((2026·安徽合肥包河·二模))(多选)学习碱的化学性质时,为了探究碱能否与二氧化碳等氧化物反应,同学们在老师的指导下进行了如下实验探究。
【实验一】探究与氢氧化钙反应
(1)将二氧化碳通入澄清石灰水,观察到 。
【实验二】探究与氢氧化钠反应
将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中,发现无明显现象。
【资料】
1.二氧化碳能溶于水,不溶于乙醇。
2.常温下,氢氧化钠在乙醇中的溶解度为,碳酸钠几乎不溶于乙醇。
查阅资料后,在老师的指导下,同学们设计了如图实验装置进行实验。
(2)关闭止水夹、,推动注射器,将稀盐酸注入大理石,产生气泡,写出该反应的化学方程式 。
(3)实验中利用2个注射器作为制取气体发生装置的主要优点是 。
(4)饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
(5)打开止水夹、,用压强传感器测定三颈烧瓶中气压,待压强明显增大后,关闭2个止水夹,打开恒压滴液漏斗活塞,将氢氧化钠的乙醇溶液滴入三颈烧瓶中,观察到 。
(6)使用恒压滴液漏斗滴加溶液不会影响三颈烧瓶内气压变化,若换成分液漏斗,还会带来的其他影响是 。
(7)反应过程中,三颈烧瓶内压强随时间的变化曲线如下图所示。段除了能反映瓶内气体增多,还能起到 作用;曲线中证明二氧化碳与氢氧化钠反应的证据是 。
4.((2026·安徽·一模))(多选)在化学学习过程中,我们探索了诸多物质的变化,感受着变化之趣及变化之美。下面我们将对物质的化学变化进行项目式学习。
【项目主题】通过现象识别物质的化学变化
【任务设计与实施】
任务一 感知化学变化
【观察思考】
(1)生活中处处存在化学变化。例如水果变质时,常伴随的现象有 。
(2)在以下四个实验过程中,能观察到发光、放热现象的是_______(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【形成结论】感知变化中的显性现象,可以帮助我们判断物质是否发生化学变化。
任务二 探索化学变化
【提出问题】将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后无明显现象发生,我们应如何证明它们发生了化学变化?
【进行实验】分别向两个充满二氧化碳的软塑料瓶中加入20 mL氢氧化钠溶液和蒸馏水,振荡,使其充分反应,反应后的现象如图1、图2,证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。
(3)氢氧化钠与二氧化碳发生反应的化学方程式为 。
(4)设计图2实验的目的是 。
(5)取图1实验反应后的少量溶液于试管中,加入 ,有气泡产生,再次证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
数字化实验:
利用气密性良好的装置(如图3)进行实验。打开传感器,待压强平稳后将水匀速注入充满CO2的集气瓶中,压强稳定后再匀速注入等体积的NaOH溶液。测得气体压强变化如图4所示。
【资料】①影响密闭体系内气体压强的因素有气体分子数、气体所占体积和温度
②NaOH与CO2的反应会放出热量
【分析解释数据】
(6)对比a点、b点及 点压强的大小,可证明NaOH与CO2发生了反应。
(7)结合b点→c点的变化过程,解释b点、c点压强相同的原因: 。
【形成结论】有些化学变化发生时,并没有明显的现象,需要结合物质性质设计实验,“转化”为明显现象,从而使反应可视化。
5.((2026·安徽六安·一模))炼铁与国家的建设、人民的生活密不可分,某小组以“一氧化碳还原氧化铁”为主题进行项目式学习,实验装置如下图:
【查阅资料】1.Fe2O3被一氧化碳还原转化为铁的具体过程是:
Fe2O3Fe3O4FeOFe
2.铁粉与铁的氧化物的颜色和磁性如表格。
Fe
Fe2O3
Fe3O4
FeO
颜色
黑色
红色
黑色
黑色
磁性
有
无
有
无
【任务一】认识实验中的现象和反应
(1)可以说明反应已经开始进行的烧杯中的现象是 。
(2)写出实验过程中在700℃-800℃发生反应的化学方程式 。
【任务二】认识实验中的安全和环保
(3)点燃酒精喷灯前先通一段时间一氧化碳的目的是 。
(4)点燃尾气的目的是 。
【任务三】认识实验中的质量变化
(5)小组某成员的实验计划是:实验一段时间后称量盛有氧化铁玻璃管前后质量差为m1,称量盛有石灰水的烧杯前后质量差为m2(即为生成的二氧化碳的质量)。
①理论上m1和m2的大小关系是m1 m2(填“>”、“<”或“=”)。
②实验后发现测出m2的数据有较大误差,若测得m2小于理论值,则可能的原因是 。
(6)请在上图方框中画出反应过程中,A处导管内存在的气体分子的微观示意图。
(7)小组同学为探究反应一段时间后固体生成物的成分,通过设计实验方案来确定生成物中有铁单质。小组成员提出其中一个方案:通过测出固体生成物中铁元素的质量分数ω,若ω (填取值范围,计算结果保留到0.1%),则可以确定生成物中一定有铁单质。
[答案](1)澄清石灰水变浑浊 (2)CO+FeO Fe+CO2 (3)排尽空气,防止一氧化碳不纯引起爆炸 (4)防止空气被污染 (5)① < ② 澄清石灰水吸收二氧化碳不充分或澄清石灰水不足 (6) (7)>77.8% [详解](1) 小问详解:
可以说明该反应已经开始进行的烧杯中的现象是澄清石灰水变浑浊,因为氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故填:澄清石灰水变浑浊;
(2) 小问详解:
实验过程中在700℃-800℃发生反应为一氧化碳和氧化亚铁反应生成铁单质和二氧化碳,对应的化学方程式为FeO+CO Fe+CO2,故填:FeO+CO Fe+CO2;
(3) 小问详解:
点燃酒精喷灯前先通一段时间一氧化碳的目的是排出空气,防止一氧化碳不纯发生爆炸,故填:排尽空气,防止一氧化碳不纯引起爆炸;
(4) 小问详解:
点燃尾气的目的是防止一氧化碳污染空气,将一氧化碳点燃转化为无污染的二氧化碳,故填:防止空气被污染;
(5) 小问详解:
① 实验一段时间后称量盛有氧化铁玻璃管前后质量差为m1(表示氧化铁中反应了的氧元素的质量),称量盛有石灰水的烧杯前后的质量差为m2(即为生成的二氧化碳的质量=碳元素质量+氧元素质量),则理论值m1和m2的大小关系是m1<m2,故填:<;
② 若测得m2小于理论值则可能的原因是生成的二氧化碳没有被完全吸收,即石灰水吸收二氧化碳不充分,或者是澄清石灰水不足未把二氧化碳全部吸收,故填:澄清石灰水吸收二氧化碳不充分或澄清石灰水不足;
(6) 小问详解:
反应过程中A处导管内存在的气体分子有反应生成的二氧化碳分子以及未参与反应的一氧化碳分子,故如图,故填:;
(7) 小问详解:
氧化铁中铁元素的质量分数为=70%,四氧化三铁中铁元素的质量分数为=72.4%,氧化亚铁中铁元素的质量分数为≈77.8%,因此若测定固体生成物中铁元素的质量分数ω>77.8% ,则也可以确定生成物中一定有铁单质,故填:>77.8%。
6.((2026·安徽铜陵·一模))化学兴趣小组同学进行学做馒头的家务劳动并对过程中所用到的食品膨松剂及食用碱展开了如下的项目式探究。
任务一:学习馒头的蒸制流程
馒头的制作步骤:和面→醒发→揉搓→分割面团→醒面→蒸制。
蒸馒头用到的材料:膨松剂(主要成分为碳酸氢钠)、水、面粉等。
(1)和面时,将面团反复揉搓的目的是 。
(2)为了使面团的醒发效果更好,可以采取的方法有 。
任务二:探究碳酸钠能否用作食品膨松剂
查阅资料:碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;碳酸氢钠能与面团中的酸性物质反应。
(3)碳酸氢钠受热分解的化学方程式为 。
(4)碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质相似,也能用于蒸制馒头,为验证此猜想,进行如下实验。
【实验步骤】
①分别取等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液测定pH,测得Na2CO3溶液的pH=11,NaHCO3溶液的pH=8。
②按如图所示进行实验,观察到 。
【实验结论】
Na2CO3溶液碱性太强且受热不分解,不适合作食品膨松剂。
任务三:探究影响膨松剂产气速率的因素
(5)小丽发现自己蒸的馒头不是很松软,利用图1装置进行如下实验,记录数据如图2所示。
①对比B、C曲线,可得出的实验结论是 。
②曲线C在10s时突然回落到初始压强的原因可能是 。
任务四:测定食用碱中Na2CO3的含量
食用碱的主要成分是Na2CO3,常含有少量NaCl。课外小组同学利用下图实验装置,测定D装置的质量变化,从而计算出食用碱中Na2CO3的含量。(碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物,可以吸收CO2和水蒸气)
请回答下面问题:
(6)反应前后都要通入空气,反应结束后继续通入空气的目的是 。
(7)E装置的作用是 。
(8)若食用碱的质量为m克,反应后称得D装置质量增重了n克,则该食用碱中Na2CO3的含量为 (写出计算式,用m和n表示)。
[解析](4)试管B中无明显现象 (5)① 膨松剂的质量一定时,相同条件下,温度越高,膨松剂的产气速率越快(合理即可) ② 压强过大,橡胶塞被冲出(合理即可) (6)将B装置中生成的CO2全部通入D装置被氢氧化钡溶液吸收,使测定结果更精确 (7)吸收空气中的CO2和水蒸气,防止空气中CO2、H2O进入D装置,影响测定结果 (8) [详解](1) 小问详解:
和面时,将面团反复揉搓的目的是使面粉与膨松剂、水充分混合均匀;
(2) 小问详解:
为了使面团的醒发效果更好,可适当的升高温度,可以采取的方法有用温水和面(合理即可);
(3) 小问详解:
碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,化学方程式为 ;
(4) 小问详解:
② 按照图示进行实验,碳酸钠固体受热不分解,则试管B中无明显现象;
(5) 小问详解:
①对比B、C曲线,可得出的实验结论是膨松剂的质量一定时,相同条件下,温度越高,压强变化越快,即膨松剂的产气速率越快(合理即可);
② 曲线C在10s时突然回落到初始压强的原因可能是压强过大,橡胶塞被冲出(合理即可);
(6) 小问详解:
反应前后都要通入空气,反应结束后继续通入空气的目的是将B装置中生成的CO2全部通入D装置被氢氧化钡溶液吸收,使测定结果更精确;
(7) 小问详解:
E装置中的碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物,作用是吸收空气中的CO2和水蒸气,防止空气中CO2、H2O进入D装置,影响测定结果;
(8) 小问详解:
若食用碱的质量为m克,反应后称得D装置质量增重了n克,则产生二氧化碳的质量为ng,设mg该食用碱中Na2CO3的质量为x,则有 x=
则该食用碱中Na2CO3的含量为。
7.((2026·安徽亳州·一模))新合肥西站建设中使用了大量钢铁材料,学习小组对钢铁锈蚀展开了探究。
按下图装置组装后,开启恒温加热杯垫,加热至烧杯内水沸腾,一段时间后切换第三档位维持水温在85℃左右,打开分液漏斗活塞持续供氧。
观察并记录四处钢丝棉的生锈情况:①1分钟32秒出现严重锈蚀;②3分钟48秒出现锈蚀;③无明显锈蚀;④无明显锈蚀。
(1)写出打开分液漏斗活塞后产生氧气的化学方程式: 。
(2)加热至烧杯内水沸腾一段时间,其目的是 。
(3)探究发现铁生锈的主要条件是铁与 直接接触。①中钢丝棉锈蚀更严重,说明食盐能够 (填“加快”或“减慢”)铁生锈。
(4)通常情况下,钢丝棉生锈需较长时间才能观察到现象,该实验却可以在短时间内观察到现象,其主要原因是 (写出一种即可)。
兴趣小组用注射器控制通入试管中氧气的量,探究不同浓度氧气对铁生锈快慢的影响,其实验数据如下表所示:
相同规格的钢丝棉在85℃水浴中与不同浓度氧气作用生锈的情况
氧气和空气混合的体积比例
1:4
1:1
4:1
观察到生锈的时间
3分12秒
2分32秒
1分5秒
(5)当氧气和空气混合的体积比例为1:1时,氧气的体积分数约为 。
(6)由表可得出的结论是 。
(7)兴趣小组查阅资料发现溶液的酸碱性也可能会对铁生锈的快慢产生影响,请你设计实验方案进行探究:(所选试剂为3%稀醋酸、3%稀氨水) 。
[答案](1)2H2O2 2H2O+O2↑ (2)除去水中的氧气 (3)① 氧气、水 ② 加快 (4)持续通入氧气,增大了反应物浓度(或使用加热杯垫加热,提高了反应温度) (5)60% (6)氧气含量越高,铁生锈速率越快 (7)在同一温度下,取相同规格的钢丝棉于试管中,向各支试管中通入足量的氧气,分别加入适量等体积的3%稀醋酸和3%稀氨水,并增加一组“在同样条件下加入等体积的蒸馏水”的空白对照实验,然后记录观察到钢丝棉生锈的时间 [详解](1) 小问详解:
过氧化氢在二氧化锰催化作用下,迅速发生反应生成水、氧气,所以打开分液漏斗活塞后产生氧气的化学方程式为:2H2O2 2H2O+O2↑。
(2) 小问详解:
加热至烧杯内水沸腾一段时间,其目的是除去水中的氧气,防止对实验产生影响。
(3) 小问详解:
铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果,所以探究发现铁生锈的主要条件是铁与氧气、水直接接触。① 中钢丝棉锈蚀更严重,说明食盐能够加快铁生锈。
(4) 小问详解:
通常情况下,钢丝棉生锈需较长时间才能观察到现象,该实验却可以在短时间内观察到现象,其主要原因是:持续通入氧气,增大了反应物浓度、使用加热杯垫加热,提高了反应温度。
(5) 小问详解:
当氧气和空气混合的体积比例为1:1时,假设氧气和空气的体积均为100mL,氧气的体积分数约为:=60%。
(6) 小问详解:
由表格数据可知,氧气占比越高(浓度越大),观察到生锈的时间越短,说明氧气含量越高,铁生锈速率越快。
(7) 小问详解:
兴趣小组查阅资料发现溶液的酸碱性也可能会对铁生锈的快慢产生影响,设计实验方案进行探究:在同一温度下,取相同规格的钢丝棉于试管中,向各支试管中通入足量的氧气,分别加入适量等体积的3%稀醋酸和3%稀氨水,并增加一组“在同样条件下加入等体积的蒸馏水”的空白对照实验,然后记录观察到钢丝棉生锈的时间。
8.((2026·安徽合肥蜀山·一模))墨水是书写与绘画的重要载体,其制备、应用与处理过程中蕴含着丰富的化学原理。结合下列探究任务,回答相关问题:
【查阅资料】1.亚铁离子易被空气中的氧气氧化成铁离子
2.鞣酸铁是一种黑色难溶物
任务1:探究制取墨水的原料
(1)中国古人用“松木”、“桐油”等不完全燃烧生成的炭黑制墨,用炭黑书写的字迹能长久保存而不褪色,其主要原因是 。中世纪的欧洲用鞣酸和硫酸亚铁混合制成的墨水,叫铁胆墨水。从元素角度分析,硫酸亚铁溶液中显正价的元素有 。(填元素符号)
任务2:探究铁胆墨水的反应原理与应用
(2)为探究铁胆墨水的反应原理,同学们在实验室制取铁胆墨水。请写出一个能获取硫酸亚铁的化学反应方程式 。将硫酸亚铁溶液与鞣酸粉末按照一定比例混合搅拌后得到铁胆墨水(主要成分是鞣酸亚铁),然后毛笔蘸取溶液书写“化学”,发现字迹很快变黑如图1。试解释字迹变黑的原因: 。
(3)使用铁胆墨水的钢笔易出现笔尖堵塞现象,结合墨水的性质写出一种实用的预防方法: 。
任务3:探究墨水的回收利用
实验室用硫酸亚铁溶液模拟铁胆墨水(主要成分是鞣酸亚铁)回收得到氧化铁。同学们按照图2流程进行实验,已知“沉淀”时的主要反应为:。不同煅烧温度对产品中氧化铁质量分数的影响如图3(过程中铁元素质量不变)。
(4)加入过氧化氢溶液时,温度不宜太高的原因是 。“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4,过程中应始终保持溶液的pH基本不变,需不断加入物质M调节溶液的应具备的性质有 (填字母)。
a.能与酸反应 b.能与碱反应 c.能与反应
(5)当温度达到时,继续升温,产品中氧化铁质量分数降低,铁元素质量分数升高,所得产品发黑,可能的原因是 。
[解析]② 鞣酸亚铁中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子,生成黑色难溶的鞣酸铁,因此字迹变黑 (3)用完钢笔后及时清洗钢笔,晾干存放 (4)① 温度过高,过氧化氢易分解失效 ② a (5)部分氧化铁转化为含铁量更高的其他铁的氧化物(如四氧化三铁),因此氧化铁质量分数降低,铁元素总质量分数升高 [详解](1) 小问详解:
碳单质常温下化学性质稳定,不易发生反应,因此炭黑书写的字迹能长久保存;硫酸亚铁FeSO4中,Fe为+2价、S为+6价、O为−2价,因此显正价的元素是Fe、S;
(2) 小问详解:
初中常见制取硫酸亚铁的反应为铁和稀硫酸的置换反应,化学方程式为 ;结合题目给出的资料,鞣酸亚铁中的亚铁离子易被氧气氧化为铁离子,铁离子和鞣酸生成黑色难溶的鞣酸铁,因此字迹变黑;
(3) 小问详解:
笔尖堵塞是难溶鞣酸铁沉积造成,因此预防方法为用完钢笔及时清洗,除去沉积的难溶物;
(4) 小问详解:
过氧化氢受热易分解,温度过高会分解失效,因此温度不宜过高;沉淀反应生成了硫酸,溶液酸性会不断增强,要保持pH不变,需要加入能和酸反应的物质,消耗生成的酸,因此选a;
(5) 小问详解:
氧化铁Fe2O3中铁元素的质量分数低于其他铁的氧化物(如四氧化三铁Fe3O4),温度过高后,部分氧化铁转化为含铁量更高的其他铁氧化物,因此产品中氧化铁的质量分数降低,总铁元素的质量分数升高。
9.((2026·安徽滁州·二模))(多选)宣纸是我国传统的古典书画用纸,其制作工艺被列入首批国家级非物质文化遗产。某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开启了项目式学习之旅。
【任务一】了解我国古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料,经过多道工序制成,主要流程如下。
(1)竹、麻等原料中主要成分纤维素属于 (填“天然纤维”或“合成纤维”)。
(2)流程中的灰水由草木灰(主要成分是K2CO3)、生石灰和水混合而成。混合时灰水温度较高,原因是 。
(3)晒纸时,在阳光下比阴凉处干得快,其微观解释为 。
【任务二】探究造纸污水处理
(4)现代造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤。其中制浆产生的“黑液”是主要污染源。处理方法是将黑液浓缩后灼烧,转化为纯碱,溶解后,加入熟石灰将其苛化,苛化后澄清的液体称为“白液”。加入熟石灰苛化反应的化学方程式为 。“白液”中一定含有的成分是 。
(5)同学们为确定“白液”的成分,进行了如下实验。
①取少量“白液”于试管中,滴加足量稀盐酸,观察到无明显现象,说明“白液”中不含纯碱。加入的稀盐酸必须足量的原因是 。
②为了确定“白液”的成分还需进一步实验,请写出你的实验方案: 。
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专题08 科学探究题
1.【答案】(1)① 澄清石灰水变浑浊 ②
(2)+3 (3)D中红棕色固体变黑色 (4)缺少尾气处理装置
2.【答案】(1)36.0 (2)① 试管 ② 产生氨气,防止倒吸 (3) (4)先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞 (5)相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出 (6)增大Cl-浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出
3.【答案】(1)用玻璃棒蘸取少量上层清液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡比对 (2)NH4Cl等 (3) (4)B
4.【答案】(1) (2)红褐色(或棕褐色) (3)除去水中溶解的氧气,防止干扰实验(答案合理即可) (4)① 氧气和水(或O2和H2O) ② C中的铁钉与氧气和水充分接触(或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多,答案合理即可) (5)① 防止温度变化影响气体压强的测定(答案合理即可) ②
5.【答案】(1)① 出现无色液滴 ② (2)碱 (3)作对照实验或空白实验 (4)常温下,溶液不稳定,能产生 (5)小于 (6)、
6.【答案】(1)不溶性杂质 (2)① 吸附 ② 金刚石(或石墨、C60等合理答案) (3)使水与活性炭充分接触,提高吸附效果(或延长接触时间,净化更彻底) (4)蒸馏
模拟题精选
1.【答案】(1)① 物理 ② 过滤 (2)① 作对照实验,证明水不能使干燥的紫色石蕊纸花变红 ② 酸 ③ 溶液红色恰好变为无色
2.【答案】(1)① 分液漏斗 ② ③ 木炭剧烈燃烧,发出白光,放出热量 (2)① ② ③ ② 可燃物燃烧需要温度达到其着火点
3.【答案】(1)澄清石灰水变浑浊 (2) (3)可以控制反应的发生与停止 (4)吸收中混有的气体 (5)溶液中出现白色沉淀(或变浑浊) (6)分液漏斗内的液体不能滴入三颈烧瓶 (7)① 检查装置气密性 ② 段压强逐渐变小且小于点(或点)压强
4.【答案】(1)产生异味、颜色改变、腐烂等(答对一条即可) (2)ACD (3) (4)作对照实验,排除水对实验的干扰(合理即可) (5)足量稀盐酸(合理即可) (6)d (7)注入氢氧化钠溶液后,气体被压缩,压强增大;二氧化碳与氢氧化钠反应放热,温度升高,压强增大;二者反应导致二氧化碳分子数减少,压强减小;压强增大的幅度与减小的幅度相等(合理即可)
5.【答案】(1)澄清石灰水变浑浊 (2)CO+FeO Fe+CO2 (3)排尽空气,防止一氧化碳不纯引起爆炸 (4)防止空气被污染 (5)① < ② 澄清石灰水吸收二氧化碳不充分或澄清石灰水不足 (6) (7)>77.8%
6.【答案】(1)使面粉与膨松剂、水充分混合均匀 (2)用温水和面(合理即可) (3)
(4)试管B中无明显现象 (5)① 膨松剂的质量一定时,相同条件下,温度越高,膨松剂的产气速率越快(合理即可) ② 压强过大,橡胶塞被冲出(合理即可) (6)将B装置中生成的CO2全部通入D装置被氢氧化钡溶液吸收,使测定结果更精确 (7)吸收空气中的CO2和水蒸气,防止空气中CO2、H2O进入D装置,影响测定结果 (8)
7.【答案】(1)2H2O2 2H2O+O2↑ (2)除去水中的氧气 (3)① 氧气、水 ② 加快 (4)持续通入氧气,增大了反应物浓度(或使用加热杯垫加热,提高了反应温度) (5)60% (6)氧气含量越高,铁生锈速率越快 (7)在同一温度下,取相同规格的钢丝棉于试管中,向各支试管中通入足量的氧气,分别加入适量等体积的3%稀醋酸和3%稀氨水,并增加一组“在同样条件下加入等体积的蒸馏水”的空白对照实验,然后记录观察到钢丝棉生锈的时间
8.【答案】(1)① 常温下碳的化学性质稳定 ② Fe、S (2)①
② 鞣酸亚铁中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子,生成黑色难溶的鞣酸铁,因此字迹变黑 (3)用完钢笔后及时清洗钢笔,晾干存放 (4)① 温度过高,过氧化氢易分解失效 ② a (5)部分氧化铁转化为含铁量更高的其他铁的氧化物(如四氧化三铁),因此氧化铁质量分数降低,铁元素总质量分数升高
9.【答案】(1)天然纤维 (2)生石灰与水反应放热 (3)阳光下温度高,分子运动速率快,水分子更快扩散到空气中 (4)① ② 氢氧化钠(或NaOH) (5)① 稀盐酸会先与氢氧化钠反应,不足量无法确定是否含有碳酸钠 ② 取少量“白液”于试管中,滴加碳酸钠溶液,若有白色沉淀产生,则“白液”还含有氢氧化钙;若没有明显现象,则“白液”中只有氢氧化钠
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专题08 科学探究题
5年汇编 1年模拟
题型分类
考情示例
命题规律
科学探究题
2025安徽(1题)、2024安徽(2题)、2023安徽(2题)
· 情境设置:以工业生产(侯氏制碱法)、农业生产(茶园土壤改良)、生活现象(铁锈蚀)及物质性质探究为主,体现化学与生产生活的紧密联系。
· 考查重点:围绕物质性质、反应原理、实验操作、现象分析、数据处理及方案设计,强调科学探究的一般思路和方法,如控制变量、对比实验、产物检验等。
· 命题趋势:注重真实情境下解决实际问题的能力,突出实验探究的完整性和创新性,跨学科融合(如土壤pH与植物生长)趋势明显,对证据推理和实验评价能力要求逐步提升。
1.(2023·安徽·中考真题)已知草酸钙()加热易分解:
。为验证分解产物中既有CO又有,小明设计如下实验装置。
回答下列问题。
(1)B中实验现象是 ,写出其在D中发生反应的化学方程式 。
(2)中铁元素化合价为 。
(3)小华认为,在D装置后再增加装置B才能验证CO的存在,小明认为不加装置B就可验证,小明的理由是 。
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是 。
【答案】(1)① 澄清石灰水变浑浊 ②
(2)+3 (3)D中红棕色固体变黑色 (4)缺少尾气处理装置
【解析】(1)草酸钙分解产生CO和CO2,生成的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,D中氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式为:
(2)中氧元素化合价为-2价,设铁元素化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零可得2x-2×3=0,得出x=+3
(3)一氧化碳具有还原性可以还原氧化铁使其由红色固体变黑色,所以从玻璃管中的现象也可验证一氧化碳的存在。
(4)因为一氧化碳会污染空气,所以在D之后要加尾气处理装置,以免污染空气。
2.(2024·安徽·中考真题)我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法,开创了世界制碱工业的新纪元。制碱工艺中的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。室温(20℃)下,某兴趣小组在实验室利用如图装置模拟该反应。
已知:
①20℃时,几种盐的溶解度如表;
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/g
36.0
9.6
37.2
②氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)为配制饱和食盐水,应向100g水中至少加入 gNaCl固体。
(2)仪器a的名称是 ,装置D的作用是 。
(3)装置A制取的CO2中会混有HCl,用饱和NaHCO3溶液吸收HCl的化学方程式为 。
(4)为使CO2在装置C中能充分吸收,可采取的措施是 。
充分反应后,装置C中有晶体析出。为分析晶体产生的原因,兴趣小组继续开展探究。
查阅资料:一定条件下,可溶性物质的溶解存在限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质会部分结晶析出。
(5)装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl原因是 。
(6)装置C中的物质过滤后得到的滤液在工业上称为母液。侯氏制碱法通过向母液中加入食盐,使NH4Cl结晶析出,析出晶体的原因是 。
【答案】(1)36.0 (2)① 试管 ② 产生氨气,防止倒吸 (3) (4)先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞 (5)相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出 (6)增大Cl-浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出
【解析】(1)根据20℃时,几种盐的溶解度表可知,20℃时NaCl的溶解度是36.0g,即20℃时100g水中溶解36.0gNaCl固体达到饱和状态,所以为配制饱和食盐水,应向100g水中至少加入36.0gNaCl固体。故填:36.0。
(2)据图可知,仪器a是试管;由于氨气极易溶于饱和食盐水,为防止倒吸,用装置D产生氨气。故填:试管;产生氨气,防止倒吸。
(3)饱和NaHCO3溶液与HCl反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为。
故填:。
(4)由于氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性,碱性溶液能充分吸收二氧化碳。所以为使CO2在装置C中能充分吸收,可采取的措施是先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞。故填:先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞。
(5)由于相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出,所以装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl。故填:相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出。
(6)一定条件下,可溶性物质的溶解存在限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质会部分结晶析出。所以增大Cl-浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出。故填:增大Cl-浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出。
3.(2024·安徽·中考真题)茶叶是我省重要的经济作物之一,茶园土壤的酸碱性会对茶叶品质产生重要影响。某兴趣小组测定了某地茶园土壤的酸碱性并提出改良方案。
查阅资料:茶树最适宜生长在pH为5.0~5.5的土壤中
【任务一】测定土壤酸碱性
(1)将土壤样品与蒸馏水按1∶5的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,测得上层清液的pH为4。用pH试纸测定该溶液pH的操作是在玻璃片上放一小片pH试纸, 。
【任务二】调查土壤呈酸性的原因
(2)经调查发现,长期过量施用一些氮肥是土壤呈酸性的原因之一。请写出一种氮肥的化学式 。
【任务三】改良土壤酸碱性
(3)牛牛同学认为将适量熟石灰加入土壤,可中和其酸性。写出熟石灰与酸(以硫酸为例)反应的化学方程式 。
(4)农业上常用白云石粉改良土壤酸碱性。为研究白云石粉掩埋深度对土壤酸碱性的影响,该小组在同一块土地的三个不同区域开展实验。50天后,测得等量白云石粉掩埋深度与土壤pH的关系如图所示。根据图中信息,你认为茶农将白云石粉掩埋的最适宜深度是______(填字母序号)。
A. 0~10cm
B. 10~20cm
C. 20~30cm
【答案】(1)用玻璃棒蘸取少量上层清液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡比对 (2)NH4Cl等 (3) (4)B
【解析】(1)用pH试纸测定未知溶液的pH时,正确的操作方法为用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比来确定pH。不能把pH试纸直接伸入待测溶液中,以免污染待测液。所以操作是在玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取少量上层清液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对。
(2)只含氮磷钾三种元素中氮元素的肥料是氮肥,常见的氮肥有NH4Cl等。
(3)熟石灰氢氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙和水,化学方程式为。
(4)根据资料可知,茶树最适宜生长在pH为5.0~5.5的土壤中,所以茶农将白云石粉掩埋的最适宜深度是10~20cm。此时土壤pH最接近5。故选B。
4.(2023·安徽·中考真题)某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(4)ABD对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是 ;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是 。
【拓展探究】
(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。
①测量过程中要保待恒温,理由是 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势 。
【答案】(1) (2)红褐色(或棕褐色) (3)除去水中溶解的氧气,防止干扰实验(答案合理即可) (4)① 氧气和水(或O2和H2O) ② C中的铁钉与氧气和水充分接触(或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多,答案合理即可) (5)① 防止温度变化影响气体压强的测定(答案合理即可) ②
【解析】(1)铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,该反应的化学方程式为:,故填:。
(2)铁锈的颜色是红褐色或棕褐色,故填:红褐色(或棕褐色)。
(3)探究铁钉锈蚀条件实验中所用的蒸馏水需煮沸并迅速冷却,煮沸的目的是除去水中溶解的氧气,迅速冷却的原因是防止氧气再溶于水中,防止干扰实验。故填:除去水中溶解的氧气,防止干扰实验(答案合理即可)。
(4)A中铁钉与氧气接触,B铁钉与水接触,在A和B中没有观察到明显现象,D中铁钉与水和氧气同时接触,D中铁钉锈蚀,对比ABD,说明铁钉锈蚀需要的物质是氧气和水;C试管敞口,D试管密封,C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是C中的铁钉与氧气和水充分接触,接触量较多。故填:氧气和水(或O2和H2O);C中的铁钉与氧气和水充分接触(或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多,答案合理即可)。
(5)①气体的压强受温度影响变化较大,测量过程中要保持恒温,理由是防止温度变化影响气体压强的测定,故填:防止温度变化影响气体压强的测定(答案合理即可)。
②恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气,少量氢气的产生导致密闭容器内气压增大,继而铁与水、氧气反应生成铁锈,较多氧气的减少会导致闭容器内气压减小,小于起始气压,反应完毕后,压强不变,所以整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势为: 。
故填: 。
5.(2025·安徽·中考真题)学习了“常见的酸、碱、盐”后,某化学兴趣小组为探究和的性质,设计并进行了如下实验。
【实验一】探究固体的稳定性
该小组用下图所示装置进行实验。
(1)实验进行一段时间后,观察到甲中 (填实验现象)时,证明有水生成;乙中澄清石灰水变浑浊,原因是 (用化学方程式表示)。
实验结论:固体受热能分解。
【实验二】探究溶液的酸碱性
取少量溶液于试管中,向其中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液变为浅红色。
(2)实验结论:溶液呈 性。
【实验三】探究溶液的稳定性
常温下,在密闭容器(如图)中放入盛有蒸馏水的烧杯,开启传感器,测得容器内浓度基本不变;将蒸馏水换成的稀溶液,开启传感器,测得容器内浓度增大。
(3)用蒸馏水做实验的目的是 。
(4)实验三的结论是 。
【实验四】数字化实验探究的性质
常温下,取一定量的溶液,分成两等份。
向一份溶液滴入稀盐酸,用传感器测定该过程中的变化,测定结果如图曲线M。
向另一份溶液先通入一定量的,充分反应后得到溶液X。再向溶液X中滴入相同质量分数的稀盐酸,同时用传感器测定变化,得到随盐酸体积()变化曲线N(未在下图坐标系中画出)。
(5)溶液X的 (填“大于”“小于”或“等于”)A点的。
(6)曲线N上横坐标为10时,对应溶液中的溶质是 (填化学式)。
【答案】(1)① 出现无色液滴 ② (2)碱 (3)作对照实验或空白实验 (4)常温下,溶液不稳定,能产生 (5)小于 (6)、
【解析】(1)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,甲中观察到有白雾产生,则证明有水生成;
二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:。
(2)酚酞溶液遇碱性溶液变红色,则说明碳酸氢钠溶液呈碱性。
(3)二氧化碳能溶于水,且能和水反应,则用100mL蒸馏水做实验的目的为作对照实验或空白实验。
(4)加入碳酸氢钠溶液后,二氧化碳浓度增大,说明常温下碳酸氢钠不稳定,能产生二氧化碳。
(5)由于氢氧化钠和二氧化碳能反应生成碳酸钠和水,则溶液的碱性会减弱,故溶液X的pH小于A点的pH。
(6)由于,横坐标为10时,M曲线的溶液pH=7,说明此时氢氧化钠和盐酸恰好反应,溶液中的溶质为氯化钠,钠离子和氯离子个数比为1:1,而曲线N中,,即使氢氧化钠有剩余,由于,当横坐标为10时,钠离子和氯离子个数比也为1:1,则此时溶液中的溶质为氯化钠,且二氧化碳能溶于水,溶液中还有二氧化碳。
6.(2026·安徽·中考真题)饮用水安全与人们的健康息息相关。某实验小组开展了自制净水器的项目式学习活动。
【任务一】调查取样
(1)该小组收集学校附近浑浊的河水,经调查,其中含有多种杂质。过滤操作可以除去河水中的 (填“可溶性杂质”或“不溶性杂质”)。
【任务二】自制净水器
(2)该小组用塑料瓶和软管自制净水装置(如图1),其中填充物——活性炭的主要作用是 (填“沉降”或“吸附”)。活性炭的主要成分是碳单质,请再写出一种碳单质的名称: 。
【任务三】评价改进
(3)有同学提出,应使河水从瓶底自下而上缓慢通过净水器(如图2)。这样设计的理由是 。
(4)经检测,净化过的水中仍含有较多可溶性钙、镁化合物,要得到净化程度较高的水,可采取的操作是 。
【答案】(1)不溶性杂质 (2)① 吸附 ② 金刚石(或石墨、C60等合理答案) (3)使水与活性炭充分接触,提高吸附效果(或延长接触时间,净化更彻底) (4)蒸馏
【解析】(1)过滤的原理是分离不溶性固体和液体,因此只能除去河水中的不溶性杂质,无法除去可溶性杂质。
(2)活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,可吸附色素和异味;碳单质还有金刚石、石墨、C60等。
(3)自下而上缓慢通过,可增加水与活性炭的接触时间,使吸附更充分。
(4)蒸馏可以除去水中所有杂质(包括可溶性钙镁化合物),得到几乎纯净的水,是净化程度最高的净水方法。
模拟题精选
1.(2026·安徽宣城·二模)某项目式学习小组开展探究酸碱指示剂的实践活动,请回答下列问题。
(1)自制酸碱指示剂。图1实验中,操作Ⅰ将鲜花捣烂后加酒精浸泡,溶解色素,该过程发生了 (填“化学”或“物理”)变化,操作Ⅱ的名称是 。
(2)应用酸碱指示剂。无明显现象实验的探究通常需借助酸碱指示剂来完成。
①取3朵干燥的紫色石蕊纸花,按图2步骤进行实验,实验A的目的是 ,对比A、B、C可知,二氧化碳与水反应生成了一种 (填“酸”“碱”或“中”)性物质。
②图3实验中,能证明酸碱恰好完全反应的现象是 。
【答案】(1)① 物理 ② 过滤 (2)① 作对照实验,证明水不能使干燥的紫色石蕊纸花变红 ② 酸 ③ 溶液红色恰好变为无色
【解析】(1)酒精溶解色素的过程没有新物质生成,属于物理变化;操作Ⅱ实现了不溶性固体残渣和液体的分离,该操作是过滤。
(2)① 实验A单独验证水对石蕊的作用,和B、C形成对照,排除水对实验的干扰;酸性物质能使紫色石蕊变红,C中纸花变红说明二氧化碳和水反应生成了碳酸这种酸性物质。
② 氢氧化钠溶液呈碱性,能使酚酞变红,酸碱恰好完全反应时溶液呈中性,酚酞在中性溶液中显无色,因此对应现象为溶液红色恰好变为无色,且短时间不恢复。
2.(2026·安徽合肥蜀山·二模)根据如图所示装置进行实验,回答下列问题。
(1)图甲是有关氧气性质的改进实验。仪器a的名称为 。写出图甲中制取氧气的化学反应方程式 。滴加过氧化氢溶液一段时间后点燃酒精灯,干燥管中的现象为 。
(2)图乙是探究铁生锈和燃烧条件的实验,一段时间后发现只有②中铁丝生锈。对比实验 (填装置序号),可得出铁生锈需要与氧气接触的实验结论。④中铁丝加热一段时间后剧烈燃烧,对比①和④可得出的实验结论是 。
【答案】(1)① 分液漏斗 ② ③ 木炭剧烈燃烧,发出白光,放出热量 (2)① ② ③ ② 可燃物燃烧需要温度达到其着火点
【解析】(1)略;
过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,对应方程式为 ;
滴加过氧化氢溶液一段时间后点燃酒精灯,过氧化氢分解产生氧气,氧气通入干燥管后,木炭在高浓度氧气中剧烈燃烧,发出白光并放出热量。
(2)要得出铁生锈需要与氧气接触的结论,需控制水为不变量,仅氧气为变量:② 中铁丝同时接触水和氧气生锈,③ 中铁丝仅接触水、不接触氧气不生锈,因此选② ③ 对比可得出铁生锈需要与氧气接触的实验结论。
① 和④ 中均为干燥铁丝、都与氧气接触,仅温度不同,④ 加热后铁丝燃烧,说明燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。
3.(2026·安徽合肥包河·二模)学习碱的化学性质时,为了探究碱能否与二氧化碳等氧化物反应,同学们在老师的指导下进行了如下实验探究。
【实验一】探究与氢氧化钙反应
(1)将二氧化碳通入澄清石灰水,观察到 。
【实验二】探究与氢氧化钠反应
将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中,发现无明显现象。
【资料】
1.二氧化碳能溶于水,不溶于乙醇。
2.常温下,氢氧化钠在乙醇中的溶解度为,碳酸钠几乎不溶于乙醇。
查阅资料后,在老师的指导下,同学们设计了如图实验装置进行实验。
(2)关闭止水夹、,推动注射器,将稀盐酸注入大理石,产生气泡,写出该反应的化学方程式 。
(3)实验中利用2个注射器作为制取气体发生装置的主要优点是 。
(4)饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
(5)打开止水夹、,用压强传感器测定三颈烧瓶中气压,待压强明显增大后,关闭2个止水夹,打开恒压滴液漏斗活塞,将氢氧化钠的乙醇溶液滴入三颈烧瓶中,观察到 。
(6)使用恒压滴液漏斗滴加溶液不会影响三颈烧瓶内气压变化,若换成分液漏斗,还会带来的其他影响是 。
(7)反应过程中,三颈烧瓶内压强随时间的变化曲线如下图所示。段除了能反映瓶内气体增多,还能起到 作用;曲线中证明二氧化碳与氢氧化钠反应的证据是 。
【答案】(1)澄清石灰水变浑浊 (2) (3)可以控制反应的发生与停止 (4)吸收中混有的气体 (5)溶液中出现白色沉淀(或变浑浊) (6)分液漏斗内的液体不能滴入三颈烧瓶 (7)① 检查装置气密性 ② 段压强逐渐变小且小于点(或点)压强
【解析】(1)略。
(2)略。
(3)实验中使用两个注射器,一个用于注入盐酸,另一个通过推拉活塞可以控制固体与液体的接触与分离,进而控制反应的开始和停止。
(4)见答案。
(5)氢氧化钠与二氧化碳生成碳酸钠,碳酸钠几乎不溶于乙醇,会形成沉淀。
(6)三颈烧瓶内压强大于外界,若使用分液漏斗,液体将难以滴落。
(7)BC段压强升高,可以起到检验装置气密性的作用,如果装置漏气压强无法持续升高。
CD段曲线快速下降,最终压强小于A点压强,说明氢氧化钠消耗了二氧化碳。
4.(2026·安徽·一模)在化学学习过程中,我们探索了诸多物质的变化,感受着变化之趣及变化之美。下面我们将对物质的化学变化进行项目式学习。
【项目主题】通过现象识别物质的化学变化
【任务设计与实施】
任务一 感知化学变化
【观察思考】
(1)生活中处处存在化学变化。例如水果变质时,常伴随的现象有 。
(2)在以下四个实验过程中,能观察到发光、放热现象的是_______(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【形成结论】感知变化中的显性现象,可以帮助我们判断物质是否发生化学变化。
任务二 探索化学变化
【提出问题】将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后无明显现象发生,我们应如何证明它们发生了化学变化?
【进行实验】分别向两个充满二氧化碳的软塑料瓶中加入20 mL氢氧化钠溶液和蒸馏水,振荡,使其充分反应,反应后的现象如图1、图2,证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。
(3)氢氧化钠与二氧化碳发生反应的化学方程式为 。
(4)设计图2实验的目的是 。
(5)取图1实验反应后的少量溶液于试管中,加入 ,有气泡产生,再次证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
数字化实验:
利用气密性良好的装置(如图3)进行实验。打开传感器,待压强平稳后将水匀速注入充满CO2的集气瓶中,压强稳定后再匀速注入等体积的NaOH溶液。测得气体压强变化如图4所示。
【资料】①影响密闭体系内气体压强的因素有气体分子数、气体所占体积和温度
②NaOH与CO2的反应会放出热量
【分析解释数据】
(6)对比a点、b点及 点压强的大小,可证明NaOH与CO2发生了反应。
(7)结合b点→c点的变化过程,解释b点、c点压强相同的原因: 。
【形成结论】有些化学变化发生时,并没有明显的现象,需要结合物质性质设计实验,“转化”为明显现象,从而使反应可视化。
【答案】(1)产生异味、颜色改变、腐烂等(答对一条即可) (2)ACD (3) (4)作对照实验,排除水对实验的干扰(合理即可) (5)足量稀盐酸(合理即可) (6)d (7)注入氢氧化钠溶液后,气体被压缩,压强增大;二氧化碳与氢氧化钠反应放热,温度升高,压强增大;二者反应导致二氧化碳分子数减少,压强减小;压强增大的幅度与减小的幅度相等(合理即可)
【解析】(1)略;
(2)A、该实验中白磷与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧,可以发光、放热;
B、该实验中镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,产生气泡,放出热量,不能发光;
C、该实验中铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射,放出热量,可以发光、放热;
D、该实验中蜡烛燃烧,发光、放热。
(3)略;
(4)氢氧化钠溶液中本身含水,二氧化碳能溶于水,且能与水反应,也能导致瓶内气体减少,压强减小,软塑料瓶变瘪,故要想验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,应排除水的干扰,故设计图2实验的目的是:作对照实验,排除水对实验的干扰;
(5)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故取图1实验反应后的少量溶液于试管中,加入足量稀盐酸,产生气泡,说明反应生成了碳酸钠,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应;
(6)将水匀速注入充满CO2的集气瓶中,压强最终到b点,压强稳定后再匀速注入等体积的NaOH溶液,压强明显减小最终到d点,因此对比a点、b点及d点压强的大小,可证明NaOH与CO2发生了反应;
(7)见答案。
5.(2026·安徽六安·一模)炼铁与国家的建设、人民的生活密不可分,某小组以“一氧化碳还原氧化铁”为主题进行项目式学习,实验装置如下图:
【查阅资料】1.Fe2O3被一氧化碳还原转化为铁的具体过程是:
Fe2O3Fe3O4FeOFe
2.铁粉与铁的氧化物的颜色和磁性如表格。
Fe
Fe2O3
Fe3O4
FeO
颜色
黑色
红色
黑色
黑色
磁性
有
无
有
无
【任务一】认识实验中的现象和反应
(1)可以说明反应已经开始进行的烧杯中的现象是 。
(2)写出实验过程中在700℃-800℃发生反应的化学方程式 。
【任务二】认识实验中的安全和环保
(3)点燃酒精喷灯前先通一段时间一氧化碳的目的是 。
(4)点燃尾气的目的是 。
【任务三】认识实验中的质量变化
(5)小组某成员的实验计划是:实验一段时间后称量盛有氧化铁玻璃管前后质量差为m1,称量盛有石灰水的烧杯前后质量差为m2(即为生成的二氧化碳的质量)。
①理论上m1和m2的大小关系是m1 m2(填“>”、“<”或“=”)。
②实验后发现测出m2的数据有较大误差,若测得m2小于理论值,则可能的原因是 。
(6)请在上图方框中画出反应过程中,A处导管内存在的气体分子的微观示意图。
(7)小组同学为探究反应一段时间后固体生成物的成分,通过设计实验方案来确定生成物中有铁单质。小组成员提出其中一个方案:通过测出固体生成物中铁元素的质量分数ω,若ω (填取值范围,计算结果保留到0.1%),则可以确定生成物中一定有铁单质。
【答案】(1)澄清石灰水变浑浊 (2)CO+FeO Fe+CO2 (3)排尽空气,防止一氧化碳不纯引起爆炸 (4)防止空气被污染 (5)① < ② 澄清石灰水吸收二氧化碳不充分或澄清石灰水不足 (6) (7)>77.8%
【解析】(1)可以说明该反应已经开始进行的烧杯中的现象是澄清石灰水变浑浊,因为氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故填:澄清石灰水变浑浊;
(2)实验过程中在700℃-800℃发生反应为一氧化碳和氧化亚铁反应生成铁单质和二氧化碳,对应的化学方程式为FeO+CO Fe+CO2,故填:FeO+CO Fe+CO2;
(3)点燃酒精喷灯前先通一段时间一氧化碳的目的是排出空气,防止一氧化碳不纯发生爆炸,故填:排尽空气,防止一氧化碳不纯引起爆炸;
(4)点燃尾气的目的是防止一氧化碳污染空气,将一氧化碳点燃转化为无污染的二氧化碳,故填:防止空气被污染;
(5)① 实验一段时间后称量盛有氧化铁玻璃管前后质量差为m1(表示氧化铁中反应了的氧元素的质量),称量盛有石灰水的烧杯前后的质量差为m2(即为生成的二氧化碳的质量=碳元素质量+氧元素质量),则理论值m1和m2的大小关系是m1<m2,故填:<;
② 若测得m2小于理论值则可能的原因是生成的二氧化碳没有被完全吸收,即石灰水吸收二氧化碳不充分,或者是澄清石灰水不足未把二氧化碳全部吸收,故填:澄清石灰水吸收二氧化碳不充分或澄清石灰水不足;
(6)反应过程中A处导管内存在的气体分子有反应生成的二氧化碳分子以及未参与反应的一氧化碳分子,故如图,故填:;
(7)氧化铁中铁元素的质量分数为=70%,四氧化三铁中铁元素的质量分数为=72.4%,氧化亚铁中铁元素的质量分数为≈77.8%,因此若测定固体生成物中铁元素的质量分数ω>77.8% ,则也可以确定生成物中一定有铁单质,故填:>77.8%。
6.(2026·安徽铜陵·一模)化学兴趣小组同学进行学做馒头的家务劳动并对过程中所用到的食品膨松剂及食用碱展开了如下的项目式探究。
任务一:学习馒头的蒸制流程
馒头的制作步骤:和面→醒发→揉搓→分割面团→醒面→蒸制。
蒸馒头用到的材料:膨松剂(主要成分为碳酸氢钠)、水、面粉等。
(1)和面时,将面团反复揉搓的目的是 。
(2)为了使面团的醒发效果更好,可以采取的方法有 。
任务二:探究碳酸钠能否用作食品膨松剂
查阅资料:碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;碳酸氢钠能与面团中的酸性物质反应。
(3)碳酸氢钠受热分解的化学方程式为 。
(4)碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质相似,也能用于蒸制馒头,为验证此猜想,进行如下实验。
【实验步骤】
①分别取等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液测定pH,测得Na2CO3溶液的pH=11,NaHCO3溶液的pH=8。
②按如图所示进行实验,观察到 。
【实验结论】
Na2CO3溶液碱性太强且受热不分解,不适合作食品膨松剂。
任务三:探究影响膨松剂产气速率的因素
(5)小丽发现自己蒸的馒头不是很松软,利用图1装置进行如下实验,记录数据如图2所示。
①对比B、C曲线,可得出的实验结论是 。
②曲线C在10s时突然回落到初始压强的原因可能是 。
任务四:测定食用碱中Na2CO3的含量
食用碱的主要成分是Na2CO3,常含有少量NaCl。课外小组同学利用下图实验装置,测定D装置的质量变化,从而计算出食用碱中Na2CO3的含量。(碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物,可以吸收CO2和水蒸气)
请回答下面问题:
(6)反应前后都要通入空气,反应结束后继续通入空气的目的是 。
(7)E装置的作用是 。
(8)若食用碱的质量为m克,反应后称得D装置质量增重了n克,则该食用碱中Na2CO3的含量为 (写出计算式,用m和n表示)。
【答案】(1)使面粉与膨松剂、水充分混合均匀 (2)用温水和面(合理即可) (3)
(4)试管B中无明显现象 (5)① 膨松剂的质量一定时,相同条件下,温度越高,膨松剂的产气速率越快(合理即可) ② 压强过大,橡胶塞被冲出(合理即可) (6)将B装置中生成的CO2全部通入D装置被氢氧化钡溶液吸收,使测定结果更精确 (7)吸收空气中的CO2和水蒸气,防止空气中CO2、H2O进入D装置,影响测定结果 (8)
【解析】(1)和面时,将面团反复揉搓的目的是使面粉与膨松剂、水充分混合均匀;
(2)为了使面团的醒发效果更好,可适当的升高温度,可以采取的方法有用温水和面(合理即可);
(3)碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,化学方程式为 ;
(4)② 按照图示进行实验,碳酸钠固体受热不分解,则试管B中无明显现象;
(5)①对比B、C曲线,可得出的实验结论是膨松剂的质量一定时,相同条件下,温度越高,压强变化越快,即膨松剂的产气速率越快(合理即可);
② 曲线C在10s时突然回落到初始压强的原因可能是压强过大,橡胶塞被冲出(合理即可);
(6)反应前后都要通入空气,反应结束后继续通入空气的目的是将B装置中生成的CO2全部通入D装置被氢氧化钡溶液吸收,使测定结果更精确;
(7)E装置中的碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物,作用是吸收空气中的CO2和水蒸气,防止空气中CO2、H2O进入D装置,影响测定结果;
(8)若食用碱的质量为m克,反应后称得D装置质量增重了n克,则产生二氧化碳的质量为ng,设mg该食用碱中Na2CO3的质量为x,则有 x=
则该食用碱中Na2CO3的含量为。
7.(2026·安徽亳州·一模)新合肥西站建设中使用了大量钢铁材料,学习小组对钢铁锈蚀展开了探究。
按下图装置组装后,开启恒温加热杯垫,加热至烧杯内水沸腾,一段时间后切换第三档位维持水温在85℃左右,打开分液漏斗活塞持续供氧。
观察并记录四处钢丝棉的生锈情况:①1分钟32秒出现严重锈蚀;②3分钟48秒出现锈蚀;③无明显锈蚀;④无明显锈蚀。
(1)写出打开分液漏斗活塞后产生氧气的化学方程式: 。
(2)加热至烧杯内水沸腾一段时间,其目的是 。
(3)探究发现铁生锈的主要条件是铁与 直接接触。①中钢丝棉锈蚀更严重,说明食盐能够 (填“加快”或“减慢”)铁生锈。
(4)通常情况下,钢丝棉生锈需较长时间才能观察到现象,该实验却可以在短时间内观察到现象,其主要原因是 (写出一种即可)。
兴趣小组用注射器控制通入试管中氧气的量,探究不同浓度氧气对铁生锈快慢的影响,其实验数据如下表所示:
相同规格的钢丝棉在85℃水浴中与不同浓度氧气作用生锈的情况
氧气和空气混合的体积比例
1:4
1:1
4:1
观察到生锈的时间
3分12秒
2分32秒
1分5秒
(5)当氧气和空气混合的体积比例为1:1时,氧气的体积分数约为 。
(6)由表可得出的结论是 。
(7)兴趣小组查阅资料发现溶液的酸碱性也可能会对铁生锈的快慢产生影响,请你设计实验方案进行探究:(所选试剂为3%稀醋酸、3%稀氨水) 。
【答案】(1)2H2O2 2H2O+O2↑ (2)除去水中的氧气 (3)① 氧气、水 ② 加快 (4)持续通入氧气,增大了反应物浓度(或使用加热杯垫加热,提高了反应温度) (5)60% (6)氧气含量越高,铁生锈速率越快 (7)在同一温度下,取相同规格的钢丝棉于试管中,向各支试管中通入足量的氧气,分别加入适量等体积的3%稀醋酸和3%稀氨水,并增加一组“在同样条件下加入等体积的蒸馏水”的空白对照实验,然后记录观察到钢丝棉生锈的时间
【解析】(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用下,迅速发生反应生成水、氧气,所以打开分液漏斗活塞后产生氧气的化学方程式为:2H2O2 2H2O+O2↑。
(2)加热至烧杯内水沸腾一段时间,其目的是除去水中的氧气,防止对实验产生影响。
(3)铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果,所以探究发现铁生锈的主要条件是铁与氧气、水直接接触。① 中钢丝棉锈蚀更严重,说明食盐能够加快铁生锈。
(4)通常情况下,钢丝棉生锈需较长时间才能观察到现象,该实验却可以在短时间内观察到现象,其主要原因是:持续通入氧气,增大了反应物浓度、使用加热杯垫加热,提高了反应温度。
(5)当氧气和空气混合的体积比例为1:1时,假设氧气和空气的体积均为100mL,氧气的体积分数约为:=60%。
(6)由表格数据可知,氧气占比越高(浓度越大),观察到生锈的时间越短,说明氧气含量越高,铁生锈速率越快。
(7)兴趣小组查阅资料发现溶液的酸碱性也可能会对铁生锈的快慢产生影响,设计实验方案进行探究:在同一温度下,取相同规格的钢丝棉于试管中,向各支试管中通入足量的氧气,分别加入适量等体积的3%稀醋酸和3%稀氨水,并增加一组“在同样条件下加入等体积的蒸馏水”的空白对照实验,然后记录观察到钢丝棉生锈的时间。
8.(2026·安徽合肥蜀山·一模)墨水是书写与绘画的重要载体,其制备、应用与处理过程中蕴含着丰富的化学原理。结合下列探究任务,回答相关问题:
【查阅资料】1.亚铁离子易被空气中的氧气氧化成铁离子
2.鞣酸铁是一种黑色难溶物
任务1:探究制取墨水的原料
(1)中国古人用“松木”、“桐油”等不完全燃烧生成的炭黑制墨,用炭黑书写的字迹能长久保存而不褪色,其主要原因是 。中世纪的欧洲用鞣酸和硫酸亚铁混合制成的墨水,叫铁胆墨水。从元素角度分析,硫酸亚铁溶液中显正价的元素有 。(填元素符号)
任务2:探究铁胆墨水的反应原理与应用
(2)为探究铁胆墨水的反应原理,同学们在实验室制取铁胆墨水。请写出一个能获取硫酸亚铁的化学反应方程式 。将硫酸亚铁溶液与鞣酸粉末按照一定比例混合搅拌后得到铁胆墨水(主要成分是鞣酸亚铁),然后毛笔蘸取溶液书写“化学”,发现字迹很快变黑如图1。试解释字迹变黑的原因: 。
(3)使用铁胆墨水的钢笔易出现笔尖堵塞现象,结合墨水的性质写出一种实用的预防方法: 。
任务3:探究墨水的回收利用
实验室用硫酸亚铁溶液模拟铁胆墨水(主要成分是鞣酸亚铁)回收得到氧化铁。同学们按照图2流程进行实验,已知“沉淀”时的主要反应为:。不同煅烧温度对产品中氧化铁质量分数的影响如图3(过程中铁元素质量不变)。
(4)加入过氧化氢溶液时,温度不宜太高的原因是 。“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4,过程中应始终保持溶液的pH基本不变,需不断加入物质M调节溶液的应具备的性质有 (填字母)。
a.能与酸反应 b.能与碱反应 c.能与反应
(5)当温度达到时,继续升温,产品中氧化铁质量分数降低,铁元素质量分数升高,所得产品发黑,可能的原因是 。
【答案】(1)① 常温下碳的化学性质稳定 ② Fe、S (2)①
② 鞣酸亚铁中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为铁离子,生成黑色难溶的鞣酸铁,因此字迹变黑 (3)用完钢笔后及时清洗钢笔,晾干存放 (4)① 温度过高,过氧化氢易分解失效 ② a (5)部分氧化铁转化为含铁量更高的其他铁的氧化物(如四氧化三铁),因此氧化铁质量分数降低,铁元素总质量分数升高
【解析】(1)碳单质常温下化学性质稳定,不易发生反应,因此炭黑书写的字迹能长久保存;硫酸亚铁FeSO4中,Fe为+2价、S为+6价、O为−2价,因此显正价的元素是Fe、S;
(2)初中常见制取硫酸亚铁的反应为铁和稀硫酸的置换反应,化学方程式为 ;结合题目给出的资料,鞣酸亚铁中的亚铁离子易被氧气氧化为铁离子,铁离子和鞣酸生成黑色难溶的鞣酸铁,因此字迹变黑;
(3)笔尖堵塞是难溶鞣酸铁沉积造成,因此预防方法为用完钢笔及时清洗,除去沉积的难溶物;
(4) 过氧化氢受热易分解,温度过高会分解失效,因此温度不宜过高;沉淀反应生成了硫酸,溶液酸性会不断增强,要保持pH不变,需要加入能和酸反应的物质,消耗生成的酸,因此选a;
(5)氧化铁Fe2O3中铁元素的质量分数低于其他铁的氧化物(如四氧化三铁Fe3O4),温度过高后,部分氧化铁转化为含铁量更高的其他铁氧化物,因此产品中氧化铁的质量分数降低,总铁元素的质量分数升高。
9.((2026·安徽滁州·二模))(多选)宣纸是我国传统的古典书画用纸,其制作工艺被列入首批国家级非物质文化遗产。某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开启了项目式学习之旅。
【任务一】了解我国古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料,经过多道工序制成,主要流程如下。
(1)竹、麻等原料中主要成分纤维素属于 (填“天然纤维”或“合成纤维”)。
(2)流程中的灰水由草木灰(主要成分是K2CO3)、生石灰和水混合而成。混合时灰水温度较高,原因是 。
(3)晒纸时,在阳光下比阴凉处干得快,其微观解释为 。
【任务二】探究造纸污水处理
(4)现代造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤。其中制浆产生的“黑液”是主要污染源。处理方法是将黑液浓缩后灼烧,转化为纯碱,溶解后,加入熟石灰将其苛化,苛化后澄清的液体称为“白液”。加入熟石灰苛化反应的化学方程式为 。“白液”中一定含有的成分是 。
(5)同学们为确定“白液”的成分,进行了如下实验。
①取少量“白液”于试管中,滴加足量稀盐酸,观察到无明显现象,说明“白液”中不含纯碱。加入的稀盐酸必须足量的原因是 。
②为了确定“白液”的成分还需进一步实验,请写出你的实验方案: 。
【答案】(1)天然纤维 (2)生石灰与水反应放热 (3)阳光下温度高,分子运动速率快,水分子更快扩散到空气中 (4)① ② 氢氧化钠(或NaOH) (5)① 稀盐酸会先与氢氧化钠反应,不足量无法确定是否含有碳酸钠 ② 取少量“白液”于试管中,滴加碳酸钠溶液,若有白色沉淀产生,则“白液”还含有氢氧化钙;若没有明显现象,则“白液”中只有氢氧化钠
【解析】(1)纤维素是竹、麻等植物中天然存在的纤维,不属于人工合成材料,因此属于天然纤维。
(2)灰水中的和水发生反应,该反应释放大量热量使灰水温度升高。
(3)分子在不断做无规则运动,温度升高时水分子运动速率加快,更易扩散到空气中,因此阳光下水分蒸发更快。
(4)纯碱和熟石灰发生复分解反应,生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠;该反应一定生成,因此白液中一定含有。
(5)白液中一定存在,稀盐酸会优先和反应,只有盐酸足量将完全消耗后,若存在才会和盐酸反应产生气泡,因此需要加足量盐酸。
已经排除存在,只需检验是否有过量的即可,利用和反应生成碳酸钙沉淀的性质验证。
试卷第1页,共3页
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