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专题18 实验与探究- 决胜2023年中考化学一轮地毯式复习（全国通用）
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专题18实验与探究
知识梳理
1、科学探究的基本过程：
提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价和表达与交流。
2、实验设计的总体思路：
明确实验目的（即弄清楚实验原理）；根据要求正确选择仪器和药品；设计实验装置和操作步骤；分析得出结论。
3、解答此类题目的要求
（1）明确实验设计的基本要求
①科学性：实验对象为制取物质或判定物质性质的实验，首先保证原理的正确性。
②可行性：设计实验要注意仪器的性能，所用原料资源丰富，廉价易得。
③安全性：a：点燃可燃性气体的实验之前，必须要检验气体的纯度，防止爆炸。
b：进行有毒气体实验，应在通风橱中进行，并注意尾气处理，避免中毒。
④简约性：实验设计操作简便，装置简单，实验现象明显。
（2） 实验设计基本思路
明确目的原理；选择仪器药品；设计装置步骤；记录实验现象和数据；分析得出结论。
4、实验方案的评价
（1） 明确评价的内容：
①方案在理论上是否科学合理，具有严密性；
②在安全的前提下，操作是否简便易行；
③从经济角度，是否节约试剂、降低成本和提高产量；
④从环境角度评价，是否会对环境造成污染；
（2） 熟悉解题的一般步骤
明确目的；确定实验原理；评价实验方案的优劣（或可行性）；提出改进建议。
考点突破
【解题技巧】
1、物质性质、变化规律探究，解答此类题目一般思路：
（1）要能根据题干信息提出问题,并联想到相对应的化学知识。
（2）作出猜想或假设时,要从化学的视角作出科学的猜想或假设。
（3）设计探究(实验)方案,要围绕寻找特征反应作为(肯定或否定)的依据,同时应注意控制单一变量。
（4）对探究问题作出解释与结论时,要根据题目中实验的现象、数据等,以事实为依据,应用化学原理进行分析推理,不能随意编造,牵强附会。
2、有关反应后物质成分的猜想：一般分两种情况：①只有生成物；②生成物和其中一种过量的反应物。不合理的猜想：①猜想物质之间能够反应；②猜想与事实不符；③猜想的物质含有反应物中没有的元素（即违背质量守恒定律的元素守恒）。
分类讲练
题型一 实验设计与探究
1．（2022·湖北宜昌·统考中考真题）如图所示，将5mL液体加入装有一小粒固体的试管中充分振荡，所得结论错误的是（ ）
实验编号
固体
液体
实验现象
Ⅰ
碘
水
固体不消失
Ⅱ
碘
汽油
固体消失
Ⅲ
高锰酸钾
水
固体消失
Ⅳ
高锰酸钾
汽油
固体不消失
A．Ⅰ和Ⅱ对比一一碘几乎不溶于水，却能溶解在汽油中
B．Ⅱ和Ⅳ对比一一汽油不能溶解高锰酸钾，却能溶解碘
C．Ⅱ和Ⅲ对比一一不同物质在不同溶剂中的溶解性相同
D．Ⅲ和Ⅳ对比一一同种物质在不同溶剂中的溶解性不同
【答案】C
【详解】A、Ⅰ和Ⅱ对比，固体相同，变量是液体，可得结论，碘几乎不溶于水，却能溶解在汽油中。A正确。
B、Ⅱ和Ⅳ对比，液体相同，变量是固体，可得结论，高锰酸钾几乎不溶于汽油，碘却能溶于汽油。B正确。
C、Ⅱ和Ⅲ固体种类和液体种类都不同，不是单一变量，对比不能得出结论。C错。
D、Ⅲ和Ⅳ对比，固体相同，变量是液体，可得结论，同种物质在不同溶剂中的溶解性不同。D正确。
综上所述：选择C。
2．（2022·山东泰安·统考中考真题）根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是（ ）
序号
A
B
C
D
实验方案
实验目的
探究铁生锈的条件
探究蜡烛中是否含有氧元素
探究不同溶剂中物质溶解性强弱
测定空气中氧气的含量
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A、铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，实验中左侧试管中铁钉没有与氧气接触不易生锈，右侧试管中铁钉没有与水接触不易生锈，故无法通过对比探究出铁生锈的条件；
B、在蜡烛的上方放置干冷的烧杯若烧杯中产生水雾，证明燃烧产生水，水由H、O组成，反应物中有氧气参与反应，氧气中含有O，则证明蜡烛一定含有H，可能含有氧元素，故选项说法错误；
C、将0.5g碘分别放入10ml的水与酒精中，两个实验中除了溶剂的种类不同，其余的量都相同，则可以通过该实验探究不同溶剂中物质溶解性强弱；
D、根据质量守恒可知，32份质量的氧气完全反应需要128份质量的铜，则完全消耗完玻璃管中的氧气需要消耗大量的铜，则该装置测定空气中氧气含量设计不合理；
故选C。
3．（江苏徐州·统考中考真题）下列实验方案能达到实验目的的是（ ）
A．验证可燃物燃烧需要氧气：按图所示装置进行实验
B．区别氯化钙溶液和蒸馏水：取等量试样放入两支试管中，分别滴入等量肥皂水，振荡，观察现象
C．配制100g5%的碳酸钙溶液：称取5.0g碳酸钙，放入95mL水中，充分搅拌
D．验证酒精中含有氢元素：在95%的酒精燃烧的火焰上罩一个干燥的小烧杯，观察现象
【答案】B
【详解】A、验证可燃物燃烧需要氧气，按图所示装置进行实验，只能得出温度要达到着火点，不能验证可燃物燃烧需要氧气，故A错误；
B、按B方案操作，可以发现一个试管的泡沫多，这是蒸馏水，另一个泡沫少、有浮渣则是氯化钙溶液，故B正确；
C、碳酸钙不溶于水，故C错误；
D、如果烧杯内壁出现小水珠，可能是反应生成的水，也有可能是原来溶液中的水，无法判断H元素来自哪里，故D错误；
故选B。
4．（福建·统考中考真题）某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素，使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验，分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图所示。选取CO2的浓度从0~8%为研究对象，下列实验结果的分析，错误的是（ ）
A．对比①③，温度越高，反应速率越快
B．对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C．对比③④，反应物接触面积越大，反应速率越快
D．对比①②③④，④的反应速率最慢
【答案】B
【详解】A、由图可知，①③除了温度不同，其它因素相同，且温度越高，二氧化碳浓度升高的越快，对比①③，温度越高，反应速率越快，不符合题意；
B、②③温度和钙片的形状均不同，对比②③，无法得出反应物接触面积越小，反应速率越慢，符合题意；
C、③④除了钙片的形状不同，其它因素相同，且粉末状钙片，二氧化碳的浓度升高的快，说明反应物接触面积越大，反应速率越快，不符合题意；
D、由图可知，对比①②③④，④中二氧化碳的浓度升高的慢，反应速率最慢，不符合题意。
故选B。
5．（2023春·河北廊坊·九年级统考期末）化学兴趣小组用如图装置探究燃烧的条件，观察到①②不燃烧，③燃烧。下列分析错误的是（ ）
A．棉团的作用是防止生成物污染空气
B．对比①②，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点
C．对比②③，说明燃烧需要可燃物与氧气接触
D．对比①③，说明白磷着火点比红磷低
【答案】B
【详解】A、棉团可以使燃烧产生的五氧化二磷不进入空气中，能防止空气污染，故选项说法正确；
B、①中红磷与氧气接触，②中的白磷不与氧气接触，对比实验中只能有一个变量，其他的条件都相同，该组对比实验中物质种类不同，物质的环境不同，两个变量，则无法对比得出结论燃烧需要温度达到可燃物的着火点，故选项说法错误；
C、②中白磷与氧气接触，③中的白磷不与氧气接触，观察到②中的白磷燃烧，③中的白磷不燃烧，则得出结论燃烧需要可燃物与氧气接触，故选项说法正确；
D、①中红磷与氧气接触，③中白磷与氧气接触，且两物质的温度相同，观察到白磷燃烧红磷不燃烧，则得出结论白磷着火点比红磷低，故选项说法正确。
故选B。
题型二 物质成分、性质、变化规律探究
1．（2022春·福建福州·九年级统考期中）疫情来袭，中国人仍可“医食无忧”，是因为祖国的繁荣富强、国士的负重前行！
(1)84消毒液是以次氯酸钠(NaC1O)为主要成分的消毒液，为无色或淡黄色液体，具有刺激性气味，现被广泛用于宾馆、家庭等的卫生消毒。次氯酸钠见光就会分解，产物是氧气和氯化钠。写出一条84消毒液的物理性质_______。写出次氯酸钠见光分解的化学方程式_______。
(2)NaClO由_______种元素组成，NaClO中阴离子的离子符号为_______。
(3)下列消毒剂中，不属于含氯消毒剂的是 (填字母序号)。
A．二氧化氯(C1O2) B．双氧水 C．氯气 D．过氧乙酸(C2H4O2)
(4)过氧化氢溶液也是一种常用的消毒剂，通过数字化实验可探究过氧化氢分解的影响因素。使用压强传感器等设备，检测密闭容器中不同温度下过氧化氢分解时压强的变化。写出过氧化氢受热分解的化学方程式_______，由图可分析得出结论：_______。
【答案】(1) 无色或淡黄色液体（或具有刺激性气味）
(2) 三 (3)BD
(4) 其他条件一定时，温度越高，过氧化氢的分解速率越快
【详解】（1）颜色、气味等不需要发生化学反应就能表现出的性质为物理性质。根据题干信息，84消毒液的物理性质有：无色或淡黄色液体（或具有刺激性气味）。次氯酸钠见光分解生成氯化钠和氧气，反应的化学方程式。
（2）NaClO由钠、氯、氧三种元素组成，NaClO中阳离子是Na+，阴离子是次氯酸根离子，离子符号为。
（3）根据物质的元素组成可知，A、二氧化氯(C1O2)和C、氯气属于含氯消毒剂；B、双氧水和D、过氧乙酸(C2H4O2)不含氯元素，不属于含氯消毒剂。故填BD。
（4）过氧化氢受热分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：；其他条件一定时，温度越高，相同时间内密闭容器内压强越大，产生气体越多，即过氧化氢的分解速率越快。
2．（2022·海南·统考中考真题）疫情线上学习期间，小宇同学做了如下家庭小实验，实验记录如下：
序号
液体
现象
①
纯净水
小灯泡不亮
②
蔗糖水
小灯泡不亮
③
食盐水
小灯泡亮
(1)写出做实验①的目的_____。
(2)请从微观角度解释蔗糖水不导电，食盐水能导电的原因_____。
【答案】(1)作为实验②、③的对照实验
(2)蔗糖水中蔗糖以分子形式存在，不能形成自由移动的离子，因此蔗糖水很难导电；食盐水中存在自由移动的Na+和C1-，所以食盐水能导电
【解析】(1)实验①中液体为纯净水，不含任何溶质，目的是作为实验②、③的对照实验；
(2)蔗糖水中蔗糖以分子形式存在，不能形成自由移动的离子，因此蔗糖水很难导电；食盐水中存在自由移动的Na+和C1-，所以食盐水能导电。
3．（2022·浙江金华·中考真题）某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。
【实验原理】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
(1)结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是：______（填字母）
【实验探究】
探究Ⅰ影响因素探究
在制取CO2气体时，为了探究影响反应快慢的因素，小组同学进行了四组实验，如表所示
实验组别
甲
乙
丙
丁
大理石的质量/g、颗粒大小
m块状
m块状
m粉末状
m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度
V稀盐酸
V浓盐酸
V稀盐酸
V浓盐酸
(2)若探究盐酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与______（选填实验组别）进行对照。
探究Ⅱ、性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时，同学们将NaOH溶液加入充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中，观察到塑料瓶变扁，由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。
为回答该同学的质疑，小科进行了如下实验：在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体，通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液，最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线（如图2所示）。由此，小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁，同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
(3)结合图2中A、B曲线变化特点，写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据______。
【拓展提高】
小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定，其方法是：将样品与一定量的稀盐酸反应，测定反应后生成的CO2质量，再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。
小组同学在实验室中组装了相应的实验装置（如图3）。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验：
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞，将稀盐酸全部加入锥形瓶，待充分反应后，关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
(4)有同学指出实验步骤③操作明显不合理，你认为该同学的理由是______。
【答案】B或C 乙 B曲线明显低于A曲线 未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出
【详解】（1）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应物为固液混合物，不需要加热，故选B或C为发生装置，故答案为：B或C；
（2）实验变量为盐酸浓度，所以选择变量只有盐酸浓度的实验组，故选甲和乙；故答案为：乙。
（3）B曲线明显低于A曲线，说明B曲线中压强下降的多，即二氧化碳消耗的多，说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应，才可以出现此现象；故答案为：B曲线明显低于A曲线。
（4）反应有气体生成，需要保证装置气密性，若不及时关闭活塞开关，气体从分液漏斗逸出，导致实验结果出现误差；故答案为：未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出。
小试牛刀
1．（2022春·北京朝阳·九年级统考期末）某实验小组研究影响电解水反应速率的因素，实验结果记录如下表：
实验序号
电压(v)
温度(℃)
NaOH溶液浓度
H2体积(mL)
时间(s)
①
6
15
2%
20
54.0
②
6
15
5%
20
36.2
③
6
30
2%
20
46.2
④
6
30
5%
20
t
分析实验①②③的数据，推测实验④的时间t最有可能是（ ）
A．35.4 B．37.8 C．50.2 D．55.6
【答案】A
【详解】①与②说明在其他条件相同的情况下，NaOH溶液浓度越大，电解时间越短；①和③说明在其他条件相同的情况下，温度越高，电解时间越短；因此①②③与④比较，④中NaOH溶液浓度最大，温度最高，根据上述推断，所以④电解的时间应比②还少，只有A符合题意。
故选A。
2．（2022春·广东广州·九年级期末）某化学兴趣小组对“非金属氧化物与水能否反应”进行了如下探究，纸花先用石蕊溶液染成紫色后进行干燥，实验如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．对比①②可探究：CO与H2O不反应
B．对比②③可探究：CO与CO2的化学性质不同
C．对比③④可探究：CO2和SO2都能与水反应且生成酸
D．对比①④可探究：SO2能与H2O反应且生成酸
【答案】C
【详解】A、对比①②，醋酸能使小花变红，而喷水后放入一氧化碳中小花不变色，说明一氧化碳和水不反应，选项正确；
B、对比②③喷一半水后放入二氧化碳中小花变红，而放入一氧化碳中小花不变色，说明二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同，选项正确；
C、对比③④喷一半水后放入二氧化碳和二氧化硫中小花都会变红，但两个实验的气体不同，不能证明是由于两种气体分别与水反应生成酸使石蕊变红，选项错误；
D、对比①④由于酸能使石蕊变红做对比，因此得出二氧化硫与水能反应生成酸使石蕊变红，选项正确；
故选：C。
3．（2022春·江苏南通·九年级统考期末）下列实验方案，不能达到相应实验目的的是（ ）
A．探究Zn、Fe金属活动性强弱
B．探究铜在生成铜绿时是否需要CO2
C．验证二氧化碳能与水发生反应
D．验证可燃物燃烧需要两个条件
【答案】A
【详解】A、该实验中，金属种类不同以及金属的质量未知，变量不唯一，无法验证金属的活动性强弱，故A错误；
B、左侧试管中的铜片与水、氧气、二氧化碳同时接触，发生了锈蚀；右侧试管中的铜片与水、氧气接触，没有发生锈蚀，对比可知，铜在生成铜绿时需要CO2，故B正确；
C、二氧化碳通过盛有干紫色石蕊纸花的试管时，纸花没有变色；二氧化碳通过盛有湿紫色石蕊纸花的试管时，纸花变成红色，对比可知二氧化碳能与水发生反应，故C正确；
D、第一只试管中的白磷温度达到了着火点，但是只与氮气接触，没有燃烧；第二只试管中的白磷温度达到了着火点，且与氧气接触，发生燃烧；第三只试管中的红磷与氧气接触，但温度没有达到着火点，没有燃烧；对比可知，可燃物燃烧的两个条件是：与氧气接触、温度达到可燃物的着火点，故D正确。
故选：A。
4．（2022春·陕西西安·九年级高新一中校考阶段练习）对比法是学习化学重要的方法之一、下列实验设计不能达到相应实验目的的是（ ）
A．探究MnO2对过氧化氢分解速率的影响
B．探究可燃物的燃烧条件
C．探究物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系
D．探究温度对分子运动速率的影响
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【详解】A、该实验中过氧化氢的浓度不同，变量不唯一，无法探究二氧化锰对过氧化氢分解速率的影响，符合题意；
B、该实验中，左边试管中红磷与氧气接触，但是温度没有达到着火点，不燃烧，中间试管中白磷与氧气接触，且温度达到了着火点，燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，中间试管中白磷与氧气接触，且温度达到了着火点，燃烧，右边试管中白磷温度达到了着火点，但是隔绝氧气，不燃烧，说明燃烧需要与氧气接触，可以探究可燃物的燃烧条件，不符合题意；
C、木炭在空气中燃烧，烧至红热，放出热量，木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，说明物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关，相同条件下，氧气浓度越大，燃烧越剧烈，不符合题意；
D、该实验中，温度不同，其它因素均相同，可以探究温度对分子运动速率的影响，不符合题意。
故选A。
5．（2022春·广东广州·九年级统考期中）思亮同学利用稀的过氧化氢溶液和二氧化锰做了如图所示的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．不使用二氧化锰，过氧化氢不能反应生成氧气 B．二氧化锰能分解生成氧气
C．图示实验的研究方法是对比实验 D．实验能证明二氧化锰是催化剂
【答案】C
【详解】A、不使用二氧化锰，过氧化氢也能生成氧气，只不过过氧化氢在常温下分解缓慢，放出的氧气很少，不能使带火星的木条复燃，故A不符合题意；
B、由于过氧化氢能分解出氧气，因此该实验不能证明二氧化锰能分解生成氧气，故B不符合题意；
C、把带火星的木条伸入盛有过氧化氢溶液的试管中，带火星的木条不复燃；向试管中加入少量的二氧化锰，再把带火星的木条放在试管口，带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，此实验方法是对比实验，故C符合题意；
D、催化剂能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变，此实验只能说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，不能证明二氧化锰的质量和化学性质在反应前后不变，故D不符合题意。
故选C。
6．（2022春·福建泉州·九年级校考期中）某兴趣小组为探究分子的运动，在T形管的粗玻璃管里，固定一根湿润的酚酞滤纸条，完成下列实验。
实验一：将浓氨水加入左侧试管中，3分钟后观察到ba段滤纸条先变红。
实验二：换一根湿润的酚酞滤纸条，微微加热试管，发现ba段滤纸条更快变红。下列说法错误的是（ ）
A．实验一说明相同条件下氨气的密度比空气小
B．实验一和实验二对比说明温度升高，分子运动速率加快
C．若实验一换成干燥的酚酞滤纸，酚酞滤纸条也会快速变红
D．装置中气球是为了防止氨气逸出与缓冲管内气压的骤然升高
【答案】C
【详解】A、实验一：将浓氨水加入左侧试管中，3分钟后观察到ba段滤纸条先变红，所以实验一能说明分子不停做无规则运动，还能说明相同条件下氨气的密度比空气小，故说法正确；
B、实验二微微加热试管，发现ba段滤纸条更快变红，所以实验一和实验二对比说明温度升高，分子运动速率加快，故说法正确；
C、挥发出的氨气溶于水得到氨水，氨水显碱性，能使酚酞变红，所以实验一换成干燥的酚酞滤纸，滤纸不会变红，故说法错误；
D、浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气是有害气体，所以装置中的气球是为了防止氨气逸出，另外实验二加热会导致试管内温度升高，气压增大，使用气球是为了缓冲管内气压的骤然升高，故说法正确；
故选C。
7．（2021春·陕西延安·九年级校考阶段练习）肝脏中含有过氧化氢酶。某同学利用动物肝脏催化分解过氧化氢溶液，实验记录如下表，分析实验结果，下列说法不正确的是（ ）
试管
实验材料及处理
产生气泡快慢
1
5mL5%H2O2溶液+2滴蒸馏水，常温
最慢
2
5mL5% H2O2溶液+2滴3.5%氯化铁溶液，常温
较快
3
5mL5% H2O2溶液+2滴肝脏研磨液，常温
最快
4
5mL5% H2O2溶液+2滴肝脏研磨液，70℃水浴加热
较慢
A．氯化铁溶液可以加快过氧化氢分解
B．过氧化氢完全分解后，试管1、3得到的氧气质量相等
C．过氧化氢分解的催化剂不止过氧化氢酶一种
D．肝脏中的过氧化氢酶在任何条件下催化效果都最佳
【答案】D
【详解】A、由试管1、2产生气泡快慢可知，氯化铁溶液可以加快过氧化氢分解，正确；
B、试管1未加催化剂，试管3加肝脏催化剂，催化剂只改变反应速率，对生成物的质量无影响，两个实验所有的过氧化氢质量相等，故最终试管1、3得到的氧气质量相等，正确；
C、由试管2、3实验知，过氧化氢分解的催化剂不止过氧化氢酶一种，氯化铁溶液也可以加快过氧化氢分解，正确；
D、由试管3、4实验知，肝脏中的过氧化氢酶在常温下催化效果比70℃更好，错误。
故选D。
8．（2022春·上海杨浦·九年级上海同济大学附属存志学校统考期中）为探究影响化学反应速度的因素，使用等量的同种钙片和同体积、同浓度的盐酸开展四组实验，产生的CO2的浓度随时间变化的关系如图所示，选取CO2的浓度从0—8%为研究对象，实验结果分析错误的是（ ）
A．对比①③，温度越高，反应速率越快
B．对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C．对比③④，反应物接触面积越大，反应速率越快
D．温度和反应物接触面积都会影响化学反应速度
【答案】B
【详解】A、从图象对比①③可看出，①③其他条件相同，只有温度不同，在相同时间内，①生成二氧化碳的浓度大于③生成二氧化碳的浓度，由此说明温度越高，反应速率越快，实验结果分析正确；
B、从图象对比②③可看出，钙片的形状不同，温度不同，因此无法比较，实验结果分析错误；
C、从图象对比③④可看出，③④其他条件相同，只有钙片的形状不同，在相同时间内，③生成二氧化碳的浓度大于④生成二氧化碳的浓度，由此说明反应物接触面积越大，反应速率越快，实验结果分析正确；
D、从整个图象可看出，温度和反应物接触面积都会影响化学反应速度，实验结果分析正确；
故选：B。
9．（2022春·江苏无锡·九年级校联考阶段练习）下列对比实验能达到目的是（ ）
A．探究温度对微粒运动速率的影响 B．对比选择实验室制CO2的酸
C．探究CO2能与水反应生成酸性物质 D．对比MnO2和Fe2O3的催化效果
【答案】C
【详解】A、该实验中，水的质量和温度均不同，变量不唯一，无法探究温度对微粒运动速率的影响，不符合题意；
B、该实验中，碳酸钙的形状不同，变量不唯一，无法对比选择实验室制二氧化碳的酸，不符合题意；
C、二氧化碳不能使干花变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊试液变色，二氧化碳能使湿花变红，说明二氧化碳能与水反应生成酸性物质，使紫色石蕊试液变红，符合题意；
D、该实验中，过氧化氢的浓度不同，变量不唯一，无法对比二氧化锰和氧化铁的催化效果，不符合题意。
故选C。
10．（2022春·安徽芜湖·九年级校考期中）某兴趣小组用6%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是（ ）
A．乙中冰水混合物的作用是将O2中含有的水蒸气冷凝
B．丙和丁对比可知，温度会影响化学反应速率
C．甲和丁对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率
D．甲和乙对比可知，甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
【答案】C
【详解】A、甲、乙实验中唯一的不同点是乙实验将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由甲实验木条不复燃，而乙木条复燃对比可知，乙中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，说法正确；
B、丙、丁中唯一的不同点是丁将反应容器放在了凉水中，温度低，反应平缓，丙是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，说法正确；
C、甲、丁中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速度，说法错误；
D、甲、乙实验中唯一的不同点是乙将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由甲实验木条不复燃，而乙木条复燃对比可知，甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，说法正确。
故选C。
11．（2022春·江苏无锡·九年级校考阶段练习）下列实验不能达到实验目的的的是（ ）
A． 比较MnO2和氧化铁对过氧化氢分解的催化效果
B． 探究呼出气体和空气中二氧化碳含量的不同
C． 探究温度对分子运动速率的影响
D． 探究10%的过氧化氢溶液发生分解反应时的放热现象
【答案】B
【详解】A、向等量的等浓度的过氧化氢溶液中分别加入二氧化锰和氧化铁，根据产生气泡的情况可比较二氧化锰和氧化铁的催化效果，该选项能达到实验目的，不符合题意；
B、分别将燃着的小木条伸入空气和呼出气体中，通过对比现象可比较呼出气体和空气中氧气含量的不同，该选项不能达到实验目的，符合题意；
C、分别向不同温度的水中滴加红墨水，通过现象可探究温度对分子运动速率的影响，该选项能达到实验目的，不符合题意；
D、若过氧化氢分解时放热，由于集气瓶中温度升高，压强变大，则可观察到U型管中左低右高，该选项能达到实验目的，不符合题意。
故选B。
12．（2022春·湖北武汉·九年级武汉一初慧泉中学校考阶段练习）某同学为了探究分子的性质，设计用下图1的实验装置进行实验。
查阅资料发现：①浓氨水易挥发，挥发出的氨气溶于水，能使无色酚酞试液变红。
②氢分子(H2)和氧分子(O2)的运动示意图如图2：
实验操作过程：I连接装置，并检查装置气密性良好。Ⅱ用注射器抽取30mL浓氨水接入该装置，打开止水夹，推动注射器活塞，将浓氨水通过导管挤入两侧玻璃管内，并立即将装置下端玻璃管底部同时浸入装有等体积热水和冷水的烧杯中，观察现象。下列相关说法不正确的是（ ）
A．图1实验前用注射器向装置推入空气，若气球变大且一段时间内不缩小，说明气密性好
B．图1实验中可观察到浸入热水的试管中滤纸条从下往上逐渐变红，证明温度越高分子运动速率越快
C．由图2可见，分子之间有间隔
D．由图2可推测，影响分子运动速率的因素除温度外，还有分子种类
【答案】B
【详解】A、用注射器向装置推入空气，若气球变大且一段时间内不缩小，说明装置气密性好，故A不符合题意；
B、图1实验中若观察到浸入热水的试管中的滤纸条从下往上逐渐变红的速率比浸入冷水的试管中的滤纸条从下往上逐渐变红的速率快，说明温度越高分子运动速率越快，故B符合题意；
C、由图2可见，分子之间有间隔，故C不符合题意；
D、由图2知，图A和图B温度相同，分子种类不同，运动速率不同；图B和图C分子种类相同，温度不同，运动速率不同，可推测，影响分子运动速率的因素除温度外，还有分子种类，故D不符合题意。
故选B。
13．（2022春·广东广州·九年级期末）实验是化学研究的基础，对比实验有助于辨别变化的影响因素。
(1)下列实验中，实验(Ⅰ)中观察到的现象是__________，能证明二氧化碳与水发生化学反应的是_______(填编号)。
(2)由下图一的实验现象可以推出，燃烧需要的条件之一是_________。下图二的实验中，乒乓球碎片先燃烧，滤纸碎片后燃烧，由此可以推出，燃烧需要的另一项条件是________。
(3)小明同学将燃着的木条分别伸入盛有空气和呼出气体的集气瓶中，发现伸入空气中的木条无明显变化，伸入呼出气体中的木条熄灭，他对燃着的木条熄灭的原因提出猜想，并设计了如下实验进行验证。
猜想 1：木条熄灭是因为呼出气体比吸入空气中 CO2的含量高。
猜想 2：木条熄灭是因为呼出气体比吸入空气中 O2的含量低。
序号
A
B
C
D
实验操作
空气
O2和 CO2的体积比 1：4
O2和 N2体积比1：7
O2和 N2体积比1：9
实验现象
燃着的木条无明显变化
燃着的木条无明显变化
燃着的木条熄灭
燃着的木条熄灭
①由实验 A 和 B 可得出猜想 1_________（填“成立”或“不成立”）；
②由实验_________(填编号)可得出猜想 2 成立；
③若把燃着木条伸入体积比为 1：1 的 O2和 CO2混合气体中，推测观察到的现象是_________。
④生活中常用 CO2而非 N2灭火，你觉得合理吗？说出你的观点并阐述理由：________。
【答案】(1) 紫色的石蕊纸花变红 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
(2) 与氧气接触 温度达到可燃物的着火点
(3) 不成立 A与C或A与D 木条燃烧的更旺 是合理的，因为虽然二者均不能燃且不支持燃烧，但是二氧化碳的密度比空气大，更容易隔绝氧气，而氮气的密度比空气略小，容易与空气混合，不利于灭火
【详解】（1）稀醋酸显酸性，能使紫色的石蕊纸花变红色，故实验（Ⅰ）中观察到的现象是紫色的石蕊纸花变红色；
实验（Ⅱ）中紫色的石蕊纸花遇水不变色，实验（Ⅲ）中干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色；实验（Ⅳ）中喷水后，二氧化碳与水反应生成酸性物质，酸性物质能使紫色的石蕊纸花变红色，故能证明二氧化碳与水发生化学反应的是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；
（2）图一实验中，铜片上的白磷燃烧，而热水中的白磷没有燃烧，对比可知，燃烧需要与氧气接触；图二的实验中，乒乓球碎片和滤纸碎片均属于可燃物，且均与氧气接触，实验中乒乓球碎片先燃烧，滤纸碎片后燃烧，由此可以推出，燃烧需要的另一项条件是温度达到可燃物的着火点；
（3）①空气中氧气约占空气体积的五分之一，实验A和B氧气占比相同，二氧化碳占比不同，燃着的木条无明显变化，则说明木条熄灭与二氧化碳含量无关，则猜想1不成立；
②由实验序号A与C或A与D对比可知，氧气占比低于一定程度，木条熄灭，可得出猜想2成立；
③把燃着木条伸入体积比为1：1的O2和CO2混合气体中，氧气占气体总体积的二分之一，浓度比空气中大很多，氧气具有助燃性，所以可以看到木条燃烧的更旺；
④生活中常用 CO2 而非 N2灭火，是合理的，因为虽然二者均不能燃且不支持燃烧，但是二氧化碳的密度比空气大，更容易隔绝氧气，而氮气的密度比空气略小，容易与空气混合，不利于灭火。
14．（浙江温州·统考中考真题）小明查阅资料得知：除二氧化锰外，许多水果对过氧化氢分解也有催化作用。为了探究苹果质量对过氧化氢分解速度的影响，用如图甲所示装置（固定装置未画出）进行以下实验。
①检查装置气密性。
②称取1g苹果，切成小块放入烧瓶中，量取10mL溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液倒入烧瓶中，迅速塞紧塞子，当液滴移至A点时开始计时。
③当观察到液滴恰好移至B点时（AB间玻璃管容积为6mL），记录所需时间。
④依次用不同质量的苹果重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）小明把烧瓶放在盛有水的水槽中进行实验，目的是为了保持温度不变。温度升高会导致液滴移动变快，原因是___________（例举一个）。
（2）本实验可得出的结论是___________。
（3）若用20mL5%的过氧化氢溶液与6g苹果重复上述实验，预测实验中步骤③记录的时间是_______秒。
【答案】 温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大（其他合理答案也可） 过氧化氢溶液用量一定时，其分解速度随苹果质量的增大而增大，且增大得越来越慢 100（时间不超过150秒，合理即可）
【详解】（1）过氧化氢分解会生成氧气，温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大，会使液滴移动速度变快，所以需要保持温度不变;
（2）根据图乙中信息可以看出，在一定量的过氧化氢溶液中，加入苹果的质量越大，产生氧气的速度越快，但是苹果质量增加到一定程度，速度增大的幅度变小，说明增大得越来越慢，故本实验可得出的结论是过氧化氢溶液用量一定时，其分解速度随苹果质量的增大而增大，且增大得越来越慢；
（3）加入6g苹果，分解速率可达0.04mL/s，若不改变反应物的用量，收集6mL氧气需要的时间为150秒，而此时加入反应物用量变大，也会提高反应速率，所以收集时间小于150秒，因此可推断为100秒。
15．（2021·浙江金华·统考中考真题）科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时，发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇，针对“气体是由什么反应生成的”这一问题，设计实验进行探究。
【设计实验】小组同学经过认真分析思考，提出了自己的假设，并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时，观察到试管A中有气泡，试管B中没有气泡，从而验证了自己的假设是成立的。
（1）小组同学设计图甲所示实验基于的假设是__________。
（2）小金同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨，溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验C和D。但小科同学认为对照实验D的设置没有必要，他提出这一观点的理由是__________。
【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素，通过控制变量，来进行对照实验的设置，实现对照实验组设置的有效性和完整性。
【迁移应用】一次课外实验的意外现象：镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生气泡。
请结合设置对照实验的思想，完成“气体是由什么反应生成的”问题探究。
【实验探究】查阅资料：①镁能与水缓慢反应生成氢气；②Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na+、、水分子外，还有OH﹣。小组同学设计了如图丙对照实验E、F和G。
（3）往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液，x溶液进行实验，一段时间后、观察到试管E、G中有气体产生，但缓慢且少，试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析，实验G所加“x”溶液应该是__________。
（4）分析图丙实验可知，镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，该离子是__________。
【答案】 气体是由铁和稀盐酸反应生成的 稀盐酸中含有水，而铁锈在稀盐酸中不产生气泡 氢氧化钠（NaOH） 碳酸根离子
【详解】（1）图甲所示实验是稀盐酸分别与铁和铁锈反应对比，探究气体来源，且验证了假设，所以其假设是气体是由铁和稀盐酸反应生成的；
（2）稀盐酸中含有水，而铁锈在稀盐酸中不产生气泡，即可以排除水与铁锈产生气泡的假设；
（3）已知Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na+、 水分子外，还有OH﹣，设置对照实验时除镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液外，还需要加NaOH溶液，氢氧化钠溶液中含有Na+、水分子、OH﹣，与碳酸钠溶液实验组形成对照，探究碳酸根离子对产生气体所起的作用，故x溶液是氢氧化钠溶液；
（4）镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，对比试验证明水分子、钠离子、氢氧根离子对镁与水反应无明显影响，所以能促进镁与水反应的离子是碳酸根离子（CO32-）。
专题18实验与探究
知识梳理
1、科学探究的基本过程：
提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价和表达与交流。
2、实验设计的总体思路：
明确实验目的（即弄清楚实验原理）；根据要求正确选择仪器和药品；设计实验装置和操作步骤；分析得出结论。
3、解答此类题目的要求
（1）明确实验设计的基本要求
①科学性：实验对象为制取物质或判定物质性质的实验，首先保证原理的正确性。
②可行性：设计实验要注意仪器的性能，所用原料资源丰富，廉价易得。
③安全性：a：点燃可燃性气体的实验之前，必须要检验气体的纯度，防止爆炸。
b：进行有毒气体实验，应在通风橱中进行，并注意尾气处理，避免中毒。
④简约性：实验设计操作简便，装置简单，实验现象明显。
（2） 实验设计基本思路
明确目的原理；选择仪器药品；设计装置步骤；记录实验现象和数据；分析得出结论。
4、实验方案的评价
（1） 明确评价的内容：
①方案在理论上是否科学合理，具有严密性；
②在安全的前提下，操作是否简便易行；
③从经济角度，是否节约试剂、降低成本和提高产量；
④从环境角度评价，是否会对环境造成污染；
（2） 熟悉解题的一般步骤
明确目的；确定实验原理；评价实验方案的优劣（或可行性）；提出改进建议。
考点突破
【解题技巧】
1、物质性质、变化规律探究，解答此类题目一般思路：
（1）要能根据题干信息提出问题,并联想到相对应的化学知识。
（2）作出猜想或假设时,要从化学的视角作出科学的猜想或假设。
（3）设计探究(实验)方案,要围绕寻找特征反应作为(肯定或否定)的依据,同时应注意控制单一变量。
（4）对探究问题作出解释与结论时,要根据题目中实验的现象、数据等,以事实为依据,应用化学原理进行分析推理,不能随意编造,牵强附会。
2、有关反应后物质成分的猜想：一般分两种情况：①只有生成物；②生成物和其中一种过量的反应物。不合理的猜想：①猜想物质之间能够反应；②猜想与事实不符；③猜想的物质含有反应物中没有的元素（即违背质量守恒定律的元素守恒）。
分类讲练
题型一 实验设计与探究
1．（2022·湖北宜昌·统考中考真题）如图所示，将5mL液体加入装有一小粒固体的试管中充分振荡，所得结论错误的是（ ）
实验编号
固体
液体
实验现象
Ⅰ
碘
水
固体不消失
Ⅱ
碘
汽油
固体消失
Ⅲ
高锰酸钾
水
固体消失
Ⅳ
高锰酸钾
汽油
固体不消失
A．Ⅰ和Ⅱ对比一一碘几乎不溶于水，却能溶解在汽油中
B．Ⅱ和Ⅳ对比一一汽油不能溶解高锰酸钾，却能溶解碘
C．Ⅱ和Ⅲ对比一一不同物质在不同溶剂中的溶解性相同
D．Ⅲ和Ⅳ对比一一同种物质在不同溶剂中的溶解性不同
【答案】C
【详解】A、Ⅰ和Ⅱ对比，固体相同，变量是液体，可得结论，碘几乎不溶于水，却能溶解在汽油中。A正确。
B、Ⅱ和Ⅳ对比，液体相同，变量是固体，可得结论，高锰酸钾几乎不溶于汽油，碘却能溶于汽油。B正确。
C、Ⅱ和Ⅲ固体种类和液体种类都不同，不是单一变量，对比不能得出结论。C错。
D、Ⅲ和Ⅳ对比，固体相同，变量是液体，可得结论，同种物质在不同溶剂中的溶解性不同。D正确。
综上所述：选择C。
2．（2022·山东泰安·统考中考真题）根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是（ ）
序号
A
B
C
D
实验方案
实验目的
探究铁生锈的条件
探究蜡烛中是否含有氧元素
探究不同溶剂中物质溶解性强弱
测定空气中氧气的含量
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A、铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，实验中左侧试管中铁钉没有与氧气接触不易生锈，右侧试管中铁钉没有与水接触不易生锈，故无法通过对比探究出铁生锈的条件；
B、在蜡烛的上方放置干冷的烧杯若烧杯中产生水雾，证明燃烧产生水，水由H、O组成，反应物中有氧气参与反应，氧气中含有O，则证明蜡烛一定含有H，可能含有氧元素，故选项说法错误；
C、将0.5g碘分别放入10ml的水与酒精中，两个实验中除了溶剂的种类不同，其余的量都相同，则可以通过该实验探究不同溶剂中物质溶解性强弱；
D、根据质量守恒可知，32份质量的氧气完全反应需要128份质量的铜，则完全消耗完玻璃管中的氧气需要消耗大量的铜，则该装置测定空气中氧气含量设计不合理；
故选C。
3．（江苏徐州·统考中考真题）下列实验方案能达到实验目的的是（ ）
A．验证可燃物燃烧需要氧气：按图所示装置进行实验
B．区别氯化钙溶液和蒸馏水：取等量试样放入两支试管中，分别滴入等量肥皂水，振荡，观察现象
C．配制100g5%的碳酸钙溶液：称取5.0g碳酸钙，放入95mL水中，充分搅拌
D．验证酒精中含有氢元素：在95%的酒精燃烧的火焰上罩一个干燥的小烧杯，观察现象
【答案】B
【详解】A、验证可燃物燃烧需要氧气，按图所示装置进行实验，只能得出温度要达到着火点，不能验证可燃物燃烧需要氧气，故A错误；
B、按B方案操作，可以发现一个试管的泡沫多，这是蒸馏水，另一个泡沫少、有浮渣则是氯化钙溶液，故B正确；
C、碳酸钙不溶于水，故C错误；
D、如果烧杯内壁出现小水珠，可能是反应生成的水，也有可能是原来溶液中的水，无法判断H元素来自哪里，故D错误；
故选B。
4．（福建·统考中考真题）某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素，使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验，分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图所示。选取CO2的浓度从0~8%为研究对象，下列实验结果的分析，错误的是（ ）
A．对比①③，温度越高，反应速率越快
B．对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C．对比③④，反应物接触面积越大，反应速率越快
D．对比①②③④，④的反应速率最慢
【答案】B
【详解】A、由图可知，①③除了温度不同，其它因素相同，且温度越高，二氧化碳浓度升高的越快，对比①③，温度越高，反应速率越快，不符合题意；
B、②③温度和钙片的形状均不同，对比②③，无法得出反应物接触面积越小，反应速率越慢，符合题意；
C、③④除了钙片的形状不同，其它因素相同，且粉末状钙片，二氧化碳的浓度升高的快，说明反应物接触面积越大，反应速率越快，不符合题意；
D、由图可知，对比①②③④，④中二氧化碳的浓度升高的慢，反应速率最慢，不符合题意。
故选B。
5．（2023春·河北廊坊·九年级统考期末）化学兴趣小组用如图装置探究燃烧的条件，观察到①②不燃烧，③燃烧。下列分析错误的是（ ）
A．棉团的作用是防止生成物污染空气
B．对比①②，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点
C．对比②③，说明燃烧需要可燃物与氧气接触
D．对比①③，说明白磷着火点比红磷低
【答案】B
【详解】A、棉团可以使燃烧产生的五氧化二磷不进入空气中，能防止空气污染，故选项说法正确；
B、①中红磷与氧气接触，②中的白磷不与氧气接触，对比实验中只能有一个变量，其他的条件都相同，该组对比实验中物质种类不同，物质的环境不同，两个变量，则无法对比得出结论燃烧需要温度达到可燃物的着火点，故选项说法错误；
C、②中白磷与氧气接触，③中的白磷不与氧气接触，观察到②中的白磷燃烧，③中的白磷不燃烧，则得出结论燃烧需要可燃物与氧气接触，故选项说法正确；
D、①中红磷与氧气接触，③中白磷与氧气接触，且两物质的温度相同，观察到白磷燃烧红磷不燃烧，则得出结论白磷着火点比红磷低，故选项说法正确。
故选B。
题型二 物质成分、性质、变化规律探究
1．（2022春·福建福州·九年级统考期中）疫情来袭，中国人仍可“医食无忧”，是因为祖国的繁荣富强、国士的负重前行！
(1)84消毒液是以次氯酸钠(NaC1O)为主要成分的消毒液，为无色或淡黄色液体，具有刺激性气味，现被广泛用于宾馆、家庭等的卫生消毒。次氯酸钠见光就会分解，产物是氧气和氯化钠。写出一条84消毒液的物理性质_______。写出次氯酸钠见光分解的化学方程式_______。
(2)NaClO由_______种元素组成，NaClO中阴离子的离子符号为_______。
(3)下列消毒剂中，不属于含氯消毒剂的是 (填字母序号)。
A．二氧化氯(C1O2) B．双氧水 C．氯气 D．过氧乙酸(C2H4O2)
(4)过氧化氢溶液也是一种常用的消毒剂，通过数字化实验可探究过氧化氢分解的影响因素。使用压强传感器等设备，检测密闭容器中不同温度下过氧化氢分解时压强的变化。写出过氧化氢受热分解的化学方程式_______，由图可分析得出结论：_______。
【答案】(1) 无色或淡黄色液体（或具有刺激性气味）
(2) 三 (3)BD
(4) 其他条件一定时，温度越高，过氧化氢的分解速率越快
【详解】（1）颜色、气味等不需要发生化学反应就能表现出的性质为物理性质。根据题干信息，84消毒液的物理性质有：无色或淡黄色液体（或具有刺激性气味）。次氯酸钠见光分解生成氯化钠和氧气，反应的化学方程式。
（2）NaClO由钠、氯、氧三种元素组成，NaClO中阳离子是Na+，阴离子是次氯酸根离子，离子符号为。
（3）根据物质的元素组成可知，A、二氧化氯(C1O2)和C、氯气属于含氯消毒剂；B、双氧水和D、过氧乙酸(C2H4O2)不含氯元素，不属于含氯消毒剂。故填BD。
（4）过氧化氢受热分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：；其他条件一定时，温度越高，相同时间内密闭容器内压强越大，产生气体越多，即过氧化氢的分解速率越快。
2．（2022·海南·统考中考真题）疫情线上学习期间，小宇同学做了如下家庭小实验，实验记录如下：
序号
液体
现象
①
纯净水
小灯泡不亮
②
蔗糖水
小灯泡不亮
③
食盐水
小灯泡亮
(1)写出做实验①的目的_____。
(2)请从微观角度解释蔗糖水不导电，食盐水能导电的原因_____。
【答案】(1)作为实验②、③的对照实验
(2)蔗糖水中蔗糖以分子形式存在，不能形成自由移动的离子，因此蔗糖水很难导电；食盐水中存在自由移动的Na+和C1-，所以食盐水能导电
【解析】(1)实验①中液体为纯净水，不含任何溶质，目的是作为实验②、③的对照实验；
(2)蔗糖水中蔗糖以分子形式存在，不能形成自由移动的离子，因此蔗糖水很难导电；食盐水中存在自由移动的Na+和C1-，所以食盐水能导电。
3．（2022·浙江金华·中考真题）某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。
【实验原理】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
(1)结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是：______（填字母）
【实验探究】
探究Ⅰ影响因素探究
在制取CO2气体时，为了探究影响反应快慢的因素，小组同学进行了四组实验，如表所示
实验组别
甲
乙
丙
丁
大理石的质量/g、颗粒大小
m块状
m块状
m粉末状
m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度
V稀盐酸
V浓盐酸
V稀盐酸
V浓盐酸
(2)若探究盐酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与______（选填实验组别）进行对照。
探究Ⅱ、性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时，同学们将NaOH溶液加入充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中，观察到塑料瓶变扁，由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。
为回答该同学的质疑，小科进行了如下实验：在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体，通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液，最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线（如图2所示）。由此，小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁，同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
(3)结合图2中A、B曲线变化特点，写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据______。
【拓展提高】
小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定，其方法是：将样品与一定量的稀盐酸反应，测定反应后生成的CO2质量，再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。
小组同学在实验室中组装了相应的实验装置（如图3）。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验：
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞，将稀盐酸全部加入锥形瓶，待充分反应后，关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
(4)有同学指出实验步骤③操作明显不合理，你认为该同学的理由是______。
【答案】B或C 乙 B曲线明显低于A曲线 未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出
【详解】（1）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应物为固液混合物，不需要加热，故选B或C为发生装置，故答案为：B或C；
（2）实验变量为盐酸浓度，所以选择变量只有盐酸浓度的实验组，故选甲和乙；故答案为：乙。
（3）B曲线明显低于A曲线，说明B曲线中压强下降的多，即二氧化碳消耗的多，说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应，才可以出现此现象；故答案为：B曲线明显低于A曲线。
（4）反应有气体生成，需要保证装置气密性，若不及时关闭活塞开关，气体从分液漏斗逸出，导致实验结果出现误差；故答案为：未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出。
小试牛刀
1．（2022春·北京朝阳·九年级统考期末）某实验小组研究影响电解水反应速率的因素，实验结果记录如下表：
实验序号
电压(v)
温度(℃)
NaOH溶液浓度
H2体积(mL)
时间(s)
①
6
15
2%
20
54.0
②
6
15
5%
20
36.2
③
6
30
2%
20
46.2
④
6
30
5%
20
t
分析实验①②③的数据，推测实验④的时间t最有可能是（ ）
A．35.4 B．37.8 C．50.2 D．55.6
【答案】A
【详解】①与②说明在其他条件相同的情况下，NaOH溶液浓度越大，电解时间越短；①和③说明在其他条件相同的情况下，温度越高，电解时间越短；因此①②③与④比较，④中NaOH溶液浓度最大，温度最高，根据上述推断，所以④电解的时间应比②还少，只有A符合题意。
故选A。
2．（2022春·广东广州·九年级期末）某化学兴趣小组对“非金属氧化物与水能否反应”进行了如下探究，纸花先用石蕊溶液染成紫色后进行干燥，实验如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．对比①②可探究：CO与H2O不反应
B．对比②③可探究：CO与CO2的化学性质不同
C．对比③④可探究：CO2和SO2都能与水反应且生成酸
D．对比①④可探究：SO2能与H2O反应且生成酸
【答案】C
【详解】A、对比①②，醋酸能使小花变红，而喷水后放入一氧化碳中小花不变色，说明一氧化碳和水不反应，选项正确；
B、对比②③喷一半水后放入二氧化碳中小花变红，而放入一氧化碳中小花不变色，说明二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同，选项正确；
C、对比③④喷一半水后放入二氧化碳和二氧化硫中小花都会变红，但两个实验的气体不同，不能证明是由于两种气体分别与水反应生成酸使石蕊变红，选项错误；
D、对比①④由于酸能使石蕊变红做对比，因此得出二氧化硫与水能反应生成酸使石蕊变红，选项正确；
故选：C。
3．（2022春·江苏南通·九年级统考期末）下列实验方案，不能达到相应实验目的的是（ ）
A．探究Zn、Fe金属活动性强弱
B．探究铜在生成铜绿时是否需要CO2
C．验证二氧化碳能与水发生反应
D．验证可燃物燃烧需要两个条件
【答案】A
【详解】A、该实验中，金属种类不同以及金属的质量未知，变量不唯一，无法验证金属的活动性强弱，故A错误；
B、左侧试管中的铜片与水、氧气、二氧化碳同时接触，发生了锈蚀；右侧试管中的铜片与水、氧气接触，没有发生锈蚀，对比可知，铜在生成铜绿时需要CO2，故B正确；
C、二氧化碳通过盛有干紫色石蕊纸花的试管时，纸花没有变色；二氧化碳通过盛有湿紫色石蕊纸花的试管时，纸花变成红色，对比可知二氧化碳能与水发生反应，故C正确；
D、第一只试管中的白磷温度达到了着火点，但是只与氮气接触，没有燃烧；第二只试管中的白磷温度达到了着火点，且与氧气接触，发生燃烧；第三只试管中的红磷与氧气接触，但温度没有达到着火点，没有燃烧；对比可知，可燃物燃烧的两个条件是：与氧气接触、温度达到可燃物的着火点，故D正确。
故选：A。
4．（2022春·陕西西安·九年级高新一中校考阶段练习）对比法是学习化学重要的方法之一、下列实验设计不能达到相应实验目的的是（ ）
A．探究MnO2对过氧化氢分解速率的影响
B．探究可燃物的燃烧条件
C．探究物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系
D．探究温度对分子运动速率的影响
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【详解】A、该实验中过氧化氢的浓度不同，变量不唯一，无法探究二氧化锰对过氧化氢分解速率的影响，符合题意；
B、该实验中，左边试管中红磷与氧气接触，但是温度没有达到着火点，不燃烧，中间试管中白磷与氧气接触，且温度达到了着火点，燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，中间试管中白磷与氧气接触，且温度达到了着火点，燃烧，右边试管中白磷温度达到了着火点，但是隔绝氧气，不燃烧，说明燃烧需要与氧气接触，可以探究可燃物的燃烧条件，不符合题意；
C、木炭在空气中燃烧，烧至红热，放出热量，木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，说明物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关，相同条件下，氧气浓度越大，燃烧越剧烈，不符合题意；
D、该实验中，温度不同，其它因素均相同，可以探究温度对分子运动速率的影响，不符合题意。
故选A。
5．（2022春·广东广州·九年级统考期中）思亮同学利用稀的过氧化氢溶液和二氧化锰做了如图所示的实验，下列叙述正确的是（ ）
A．不使用二氧化锰，过氧化氢不能反应生成氧气 B．二氧化锰能分解生成氧气
C．图示实验的研究方法是对比实验 D．实验能证明二氧化锰是催化剂
【答案】C
【详解】A、不使用二氧化锰，过氧化氢也能生成氧气，只不过过氧化氢在常温下分解缓慢，放出的氧气很少，不能使带火星的木条复燃，故A不符合题意；
B、由于过氧化氢能分解出氧气，因此该实验不能证明二氧化锰能分解生成氧气，故B不符合题意；
C、把带火星的木条伸入盛有过氧化氢溶液的试管中，带火星的木条不复燃；向试管中加入少量的二氧化锰，再把带火星的木条放在试管口，带火星的木条复燃，说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，此实验方法是对比实验，故C符合题意；
D、催化剂能改变化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变，此实验只能说明二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，不能证明二氧化锰的质量和化学性质在反应前后不变，故D不符合题意。
故选C。
6．（2022春·福建泉州·九年级校考期中）某兴趣小组为探究分子的运动，在T形管的粗玻璃管里，固定一根湿润的酚酞滤纸条，完成下列实验。
实验一：将浓氨水加入左侧试管中，3分钟后观察到ba段滤纸条先变红。
实验二：换一根湿润的酚酞滤纸条，微微加热试管，发现ba段滤纸条更快变红。下列说法错误的是（ ）
A．实验一说明相同条件下氨气的密度比空气小
B．实验一和实验二对比说明温度升高，分子运动速率加快
C．若实验一换成干燥的酚酞滤纸，酚酞滤纸条也会快速变红
D．装置中气球是为了防止氨气逸出与缓冲管内气压的骤然升高
【答案】C
【详解】A、实验一：将浓氨水加入左侧试管中，3分钟后观察到ba段滤纸条先变红，所以实验一能说明分子不停做无规则运动，还能说明相同条件下氨气的密度比空气小，故说法正确；
B、实验二微微加热试管，发现ba段滤纸条更快变红，所以实验一和实验二对比说明温度升高，分子运动速率加快，故说法正确；
C、挥发出的氨气溶于水得到氨水，氨水显碱性，能使酚酞变红，所以实验一换成干燥的酚酞滤纸，滤纸不会变红，故说法错误；
D、浓氨水具有挥发性，挥发出的氨气是有害气体，所以装置中的气球是为了防止氨气逸出，另外实验二加热会导致试管内温度升高，气压增大，使用气球是为了缓冲管内气压的骤然升高，故说法正确；
故选C。
7．（2021春·陕西延安·九年级校考阶段练习）肝脏中含有过氧化氢酶。某同学利用动物肝脏催化分解过氧化氢溶液，实验记录如下表，分析实验结果，下列说法不正确的是（ ）
试管
实验材料及处理
产生气泡快慢
1
5mL5%H2O2溶液+2滴蒸馏水，常温
最慢
2
5mL5% H2O2溶液+2滴3.5%氯化铁溶液，常温
较快
3
5mL5% H2O2溶液+2滴肝脏研磨液，常温
最快
4
5mL5% H2O2溶液+2滴肝脏研磨液，70℃水浴加热
较慢
A．氯化铁溶液可以加快过氧化氢分解
B．过氧化氢完全分解后，试管1、3得到的氧气质量相等
C．过氧化氢分解的催化剂不止过氧化氢酶一种
D．肝脏中的过氧化氢酶在任何条件下催化效果都最佳
【答案】D
【详解】A、由试管1、2产生气泡快慢可知，氯化铁溶液可以加快过氧化氢分解，正确；
B、试管1未加催化剂，试管3加肝脏催化剂，催化剂只改变反应速率，对生成物的质量无影响，两个实验所有的过氧化氢质量相等，故最终试管1、3得到的氧气质量相等，正确；
C、由试管2、3实验知，过氧化氢分解的催化剂不止过氧化氢酶一种，氯化铁溶液也可以加快过氧化氢分解，正确；
D、由试管3、4实验知，肝脏中的过氧化氢酶在常温下催化效果比70℃更好，错误。
故选D。
8．（2022春·上海杨浦·九年级上海同济大学附属存志学校统考期中）为探究影响化学反应速度的因素，使用等量的同种钙片和同体积、同浓度的盐酸开展四组实验，产生的CO2的浓度随时间变化的关系如图所示，选取CO2的浓度从0—8%为研究对象，实验结果分析错误的是（ ）
A．对比①③，温度越高，反应速率越快
B．对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C．对比③④，反应物接触面积越大，反应速率越快
D．温度和反应物接触面积都会影响化学反应速度
【答案】B
【详解】A、从图象对比①③可看出，①③其他条件相同，只有温度不同，在相同时间内，①生成二氧化碳的浓度大于③生成二氧化碳的浓度，由此说明温度越高，反应速率越快，实验结果分析正确；
B、从图象对比②③可看出，钙片的形状不同，温度不同，因此无法比较，实验结果分析错误；
C、从图象对比③④可看出，③④其他条件相同，只有钙片的形状不同，在相同时间内，③生成二氧化碳的浓度大于④生成二氧化碳的浓度，由此说明反应物接触面积越大，反应速率越快，实验结果分析正确；
D、从整个图象可看出，温度和反应物接触面积都会影响化学反应速度，实验结果分析正确；
故选：B。
9．（2022春·江苏无锡·九年级校联考阶段练习）下列对比实验能达到目的是（ ）
A．探究温度对微粒运动速率的影响 B．对比选择实验室制CO2的酸
C．探究CO2能与水反应生成酸性物质 D．对比MnO2和Fe2O3的催化效果
【答案】C
【详解】A、该实验中，水的质量和温度均不同，变量不唯一，无法探究温度对微粒运动速率的影响，不符合题意；
B、该实验中，碳酸钙的形状不同，变量不唯一，无法对比选择实验室制二氧化碳的酸，不符合题意；
C、二氧化碳不能使干花变色，说明二氧化碳不能使紫色石蕊试液变色，二氧化碳能使湿花变红，说明二氧化碳能与水反应生成酸性物质，使紫色石蕊试液变红，符合题意；
D、该实验中，过氧化氢的浓度不同，变量不唯一，无法对比二氧化锰和氧化铁的催化效果，不符合题意。
故选C。
10．（2022春·安徽芜湖·九年级校考期中）某兴趣小组用6%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是（ ）
A．乙中冰水混合物的作用是将O2中含有的水蒸气冷凝
B．丙和丁对比可知，温度会影响化学反应速率
C．甲和丁对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速率
D．甲和乙对比可知，甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
【答案】C
【详解】A、甲、乙实验中唯一的不同点是乙实验将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由甲实验木条不复燃，而乙木条复燃对比可知，乙中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝，说法正确；
B、丙、丁中唯一的不同点是丁将反应容器放在了凉水中，温度低，反应平缓，丙是在常温下，反应剧烈，二者对比可知，温度会影响化学反应速率，说法正确；
C、甲、丁中反应物的温度不同，无法证明加入催化剂会影响化学反应速度，说法错误；
D、甲、乙实验中唯一的不同点是乙将生成的氧气用冰水混合物对气体进行了冷却，由甲实验木条不复燃，而乙木条复燃对比可知，甲中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度，说法正确。
故选C。
11．（2022春·江苏无锡·九年级校考阶段练习）下列实验不能达到实验目的的的是（ ）
A． 比较MnO2和氧化铁对过氧化氢分解的催化效果
B． 探究呼出气体和空气中二氧化碳含量的不同
C． 探究温度对分子运动速率的影响
D． 探究10%的过氧化氢溶液发生分解反应时的放热现象
【答案】B
【详解】A、向等量的等浓度的过氧化氢溶液中分别加入二氧化锰和氧化铁，根据产生气泡的情况可比较二氧化锰和氧化铁的催化效果，该选项能达到实验目的，不符合题意；
B、分别将燃着的小木条伸入空气和呼出气体中，通过对比现象可比较呼出气体和空气中氧气含量的不同，该选项不能达到实验目的，符合题意；
C、分别向不同温度的水中滴加红墨水，通过现象可探究温度对分子运动速率的影响，该选项能达到实验目的，不符合题意；
D、若过氧化氢分解时放热，由于集气瓶中温度升高，压强变大，则可观察到U型管中左低右高，该选项能达到实验目的，不符合题意。
故选B。
12．（2022春·湖北武汉·九年级武汉一初慧泉中学校考阶段练习）某同学为了探究分子的性质，设计用下图1的实验装置进行实验。
查阅资料发现：①浓氨水易挥发，挥发出的氨气溶于水，能使无色酚酞试液变红。
②氢分子(H2)和氧分子(O2)的运动示意图如图2：
实验操作过程：I连接装置，并检查装置气密性良好。Ⅱ用注射器抽取30mL浓氨水接入该装置，打开止水夹，推动注射器活塞，将浓氨水通过导管挤入两侧玻璃管内，并立即将装置下端玻璃管底部同时浸入装有等体积热水和冷水的烧杯中，观察现象。下列相关说法不正确的是（ ）
A．图1实验前用注射器向装置推入空气，若气球变大且一段时间内不缩小，说明气密性好
B．图1实验中可观察到浸入热水的试管中滤纸条从下往上逐渐变红，证明温度越高分子运动速率越快
C．由图2可见，分子之间有间隔
D．由图2可推测，影响分子运动速率的因素除温度外，还有分子种类
【答案】B
【详解】A、用注射器向装置推入空气，若气球变大且一段时间内不缩小，说明装置气密性好，故A不符合题意；
B、图1实验中若观察到浸入热水的试管中的滤纸条从下往上逐渐变红的速率比浸入冷水的试管中的滤纸条从下往上逐渐变红的速率快，说明温度越高分子运动速率越快，故B符合题意；
C、由图2可见，分子之间有间隔，故C不符合题意；
D、由图2知，图A和图B温度相同，分子种类不同，运动速率不同；图B和图C分子种类相同，温度不同，运动速率不同，可推测，影响分子运动速率的因素除温度外，还有分子种类，故D不符合题意。
故选B。
13．（2022春·广东广州·九年级期末）实验是化学研究的基础，对比实验有助于辨别变化的影响因素。
(1)下列实验中，实验(Ⅰ)中观察到的现象是__________，能证明二氧化碳与水发生化学反应的是_______(填编号)。
(2)由下图一的实验现象可以推出，燃烧需要的条件之一是_________。下图二的实验中，乒乓球碎片先燃烧，滤纸碎片后燃烧，由此可以推出，燃烧需要的另一项条件是________。
(3)小明同学将燃着的木条分别伸入盛有空气和呼出气体的集气瓶中，发现伸入空气中的木条无明显变化，伸入呼出气体中的木条熄灭，他对燃着的木条熄灭的原因提出猜想，并设计了如下实验进行验证。
猜想 1：木条熄灭是因为呼出气体比吸入空气中 CO2的含量高。
猜想 2：木条熄灭是因为呼出气体比吸入空气中 O2的含量低。
序号
A
B
C
D
实验操作
空气
O2和 CO2的体积比 1：4
O2和 N2体积比1：7
O2和 N2体积比1：9
实验现象
燃着的木条无明显变化
燃着的木条无明显变化
燃着的木条熄灭
燃着的木条熄灭
①由实验 A 和 B 可得出猜想 1_________（填“成立”或“不成立”）；
②由实验_________(填编号)可得出猜想 2 成立；
③若把燃着木条伸入体积比为 1：1 的 O2和 CO2混合气体中，推测观察到的现象是_________。
④生活中常用 CO2而非 N2灭火，你觉得合理吗？说出你的观点并阐述理由：________。
【答案】(1) 紫色的石蕊纸花变红 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
(2) 与氧气接触 温度达到可燃物的着火点
(3) 不成立 A与C或A与D 木条燃烧的更旺 是合理的，因为虽然二者均不能燃且不支持燃烧，但是二氧化碳的密度比空气大，更容易隔绝氧气，而氮气的密度比空气略小，容易与空气混合，不利于灭火
【详解】（1）稀醋酸显酸性，能使紫色的石蕊纸花变红色，故实验（Ⅰ）中观察到的现象是紫色的石蕊纸花变红色；
实验（Ⅱ）中紫色的石蕊纸花遇水不变色，实验（Ⅲ）中干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色；实验（Ⅳ）中喷水后，二氧化碳与水反应生成酸性物质，酸性物质能使紫色的石蕊纸花变红色，故能证明二氧化碳与水发生化学反应的是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；
（2）图一实验中，铜片上的白磷燃烧，而热水中的白磷没有燃烧，对比可知，燃烧需要与氧气接触；图二的实验中，乒乓球碎片和滤纸碎片均属于可燃物，且均与氧气接触，实验中乒乓球碎片先燃烧，滤纸碎片后燃烧，由此可以推出，燃烧需要的另一项条件是温度达到可燃物的着火点；
（3）①空气中氧气约占空气体积的五分之一，实验A和B氧气占比相同，二氧化碳占比不同，燃着的木条无明显变化，则说明木条熄灭与二氧化碳含量无关，则猜想1不成立；
②由实验序号A与C或A与D对比可知，氧气占比低于一定程度，木条熄灭，可得出猜想2成立；
③把燃着木条伸入体积比为1：1的O2和CO2混合气体中，氧气占气体总体积的二分之一，浓度比空气中大很多，氧气具有助燃性，所以可以看到木条燃烧的更旺；
④生活中常用 CO2 而非 N2灭火，是合理的，因为虽然二者均不能燃且不支持燃烧，但是二氧化碳的密度比空气大，更容易隔绝氧气，而氮气的密度比空气略小，容易与空气混合，不利于灭火。
14．（浙江温州·统考中考真题）小明查阅资料得知：除二氧化锰外，许多水果对过氧化氢分解也有催化作用。为了探究苹果质量对过氧化氢分解速度的影响，用如图甲所示装置（固定装置未画出）进行以下实验。
①检查装置气密性。
②称取1g苹果，切成小块放入烧瓶中，量取10mL溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液倒入烧瓶中，迅速塞紧塞子，当液滴移至A点时开始计时。
③当观察到液滴恰好移至B点时（AB间玻璃管容积为6mL），记录所需时间。
④依次用不同质量的苹果重复步骤②和③，记录并处理数据，结果如图乙。
（1）小明把烧瓶放在盛有水的水槽中进行实验，目的是为了保持温度不变。温度升高会导致液滴移动变快，原因是___________（例举一个）。
（2）本实验可得出的结论是___________。
（3）若用20mL5%的过氧化氢溶液与6g苹果重复上述实验，预测实验中步骤③记录的时间是_______秒。
【答案】 温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大（其他合理答案也可） 过氧化氢溶液用量一定时，其分解速度随苹果质量的增大而增大，且增大得越来越慢 100（时间不超过150秒，合理即可）
【详解】（1）过氧化氢分解会生成氧气，温度升高导致生成气体体积膨胀，体积变大，会使液滴移动速度变快，所以需要保持温度不变;
（2）根据图乙中信息可以看出，在一定量的过氧化氢溶液中，加入苹果的质量越大，产生氧气的速度越快，但是苹果质量增加到一定程度，速度增大的幅度变小，说明增大得越来越慢，故本实验可得出的结论是过氧化氢溶液用量一定时，其分解速度随苹果质量的增大而增大，且增大得越来越慢；
（3）加入6g苹果，分解速率可达0.04mL/s，若不改变反应物的用量，收集6mL氧气需要的时间为150秒，而此时加入反应物用量变大，也会提高反应速率，所以收集时间小于150秒，因此可推断为100秒。
15．（2021·浙江金华·统考中考真题）科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时，发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇，针对“气体是由什么反应生成的”这一问题，设计实验进行探究。
【设计实验】小组同学经过认真分析思考，提出了自己的假设，并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时，观察到试管A中有气泡，试管B中没有气泡，从而验证了自己的假设是成立的。
（1）小组同学设计图甲所示实验基于的假设是__________。
（2）小金同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨，溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验C和D。但小科同学认为对照实验D的设置没有必要，他提出这一观点的理由是__________。
【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素，通过控制变量，来进行对照实验的设置，实现对照实验组设置的有效性和完整性。
【迁移应用】一次课外实验的意外现象：镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生气泡。
请结合设置对照实验的思想，完成“气体是由什么反应生成的”问题探究。
【实验探究】查阅资料：①镁能与水缓慢反应生成氢气；②Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na+、、水分子外，还有OH﹣。小组同学设计了如图丙对照实验E、F和G。
（3）往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液，x溶液进行实验，一段时间后、观察到试管E、G中有气体产生，但缓慢且少，试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析，实验G所加“x”溶液应该是__________。
（4）分析图丙实验可知，镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，该离子是__________。
【答案】 气体是由铁和稀盐酸反应生成的 稀盐酸中含有水，而铁锈在稀盐酸中不产生气泡 氢氧化钠（NaOH） 碳酸根离子
【详解】（1）图甲所示实验是稀盐酸分别与铁和铁锈反应对比，探究气体来源，且验证了假设，所以其假设是气体是由铁和稀盐酸反应生成的；
（2）稀盐酸中含有水，而铁锈在稀盐酸中不产生气泡，即可以排除水与铁锈产生气泡的假设；
（3）已知Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na+、 水分子外，还有OH﹣，设置对照实验时除镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液外，还需要加NaOH溶液，氢氧化钠溶液中含有Na+、水分子、OH﹣，与碳酸钠溶液实验组形成对照，探究碳酸根离子对产生气体所起的作用，故x溶液是氢氧化钠溶液；
（4）镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，对比试验证明水分子、钠离子、氢氧根离子对镁与水反应无明显影响，所以能促进镁与水反应的离子是碳酸根离子（CO32-）。
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