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2023年江西省中考二轮复习专题- 专题四 科学探究题课件PPT
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这是一份2023年江西省中考二轮复习专题- 专题四 科学探究题课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了实验方案的评价，有白色沉淀产生，碳酸氢根，Na2CO3，排出装置内的空气，紫色石蕊溶液变红，红色固体变成黑色，产生气泡，由红色变为无色，瘪气球膨胀等内容，欢迎下载使用。
1．科学探究题的结构思维模式：2．注意实验操作（加入某种试剂、对药品进行加热等）、实验现象（有无沉淀或气体生成、溶液颜色变化等）、实验结论（有无某种物质、猜想是否正确等）之间的对应关系：
考向1 混合物成分的探究（2020、2019、2013～2017考）例1 （2019江西）足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行如下探究。【查阅资料】①嗅盐由一种盐类物质和香料（不参与下列探究中的任何反应）组成，能释放出氨味气体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害健康。②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。③氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。【提出问题】嗅盐中盐类物质是什么？
有关物质组成的探究（10年8考）
【实验探究】填写表中空格。
有气泡产生，澄清石灰水变浑浊
熟石灰[或Ca（OH）2等]
考向2 物质组成元素的探究（2018考）例2 （2018江西）甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点，是一种新型甜味剂，我国是全球最主要的生产国。实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成，进行如下实验：【提出问题】甜叶菊苷由什么元素组成？【进行实验】小晴取适量的甜叶菊苷按图进行操作，并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置于火焰上方。【讨论交流】其他同学认为小晴的实验设计不严谨，原因是_________________________________。经改进实验后，检验到甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳和水，由此确定甜叶菊苷中一定含碳、氢元素。
二氧化碳和水可能来自于酒精燃烧
【继续探究】为进一步确定其元素组成，利用下图进行实验。（已知：C装置中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳）（1）实验前要通一会儿氮气，目的是___________________。（2）A装置中发生反应的化学方程式为_____________________。
【数据记录】4.02 g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后，D装置增重2.7 g，E装置增重8.36 g。（产物被完全吸收）【分析与结论】数据分析：4.02 g甜叶菊苷中氧元素的质量为_______g，由此确定甜叶菊苷是由碳、氢、氧元素组成的。【反思评价】若没有F装置，对氧元素质量测定结果的影响是________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
考向1 反应后气体成分的探究（2021、2018、2017、2015考）例3 （异常现象）（2021江西）化学社团的同学在探究金属化学性质时，进行了图1所示的实验。图1实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面_____________________________。锌和稀硫酸反应的化学方程式为___________________________。
反应后物质成分的探究（10年4考）
无气泡产生（或无明显现象）
Zn＋H2SO4══ZnSO4＋H2↑
实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想：小知猜想是二氧化硫； 小辰猜想是氧气； 小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是_____________________________________。
质量守恒定律（或反应前后元素种类不变等）
【查阅资料】①将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。②二氧化硫能使品红溶液褪色。【设计并进行实验】他们设计了图3装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接，验证自己的猜想。
品红溶液不褪色（或无明显现象）
【教师释疑】图1实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。【学生感悟】图3实验中，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得_____（填“锌”或“铜”）失去的电子生成了氢气。
【得出结论】图2中两种金属触碰后铜_______（填“有”或“没有”）发生化学反应。【延伸应用】制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是____（填序号）。A．锌 B．铜 C．银
例4 （2017江西）为了解甲酸的分解产物，实验小组进行了以下探究：【查阅资料】甲酸（HCOOH）的熔点为8.6 ℃，能分解生成两种物质。【提出猜想】实验小组对甲酸的分解产物提出了猜想：猜想1.H2和CO2；猜想2.CO和H2O。
【设计实验】20 ℃时，甲酸的状态为_________；从图一装置中选择装置____（填序号）对甲酸进行加热。为了加快分解速率，实验小组加入了催化剂，反应后将分解产物通入图二装置进行实验。【实验预测】若猜想1成立，则D中的实验现象应为_________________。
【进行实验】实验中观察到C处瓶内出现大量水珠，F处玻璃管中出现的现象为___________________，甲酸分解的化学方程式为______________ ______________。
【交流拓展】资料表明，不同条件下，甲酸的分解产物不同，猜想1和猜想2均能成立。据此小新对甲酸的分解产物又提出新猜想：猜想3.H2O和CO2；猜想4.CO和H2。经讨论认为无需进行实验就能确定猜想3和猜想4都错误，理由是_________________________________________________ ____________________________。
违背了质量守恒定律（或化学反应前后原子数目不相等、化学方程式无法配平等）
考向2 反应后固体成分的探究（2015考）例5 （2015江西）央视报道“全国多地相继出现了假干粉灭火器”。干粉灭火器中灭火剂的主要成分是碳酸氢钠，而假干粉灭火器是用面粉作灭火剂。兴趣小组同学想了解学校干粉灭火器中的灭火剂是否为报道中的“假干粉”，设计了以下实验进行探究：
探究一：甲、乙两同学分别用物理方法和化学方法设计方案，进行如下实验： 乙同学设计方案中发生反应的化学方程式为_________________________ ___________。
NaHCO3＋HCl══NaCl＋H2O＋CO2↑
探究二：小组同学利用该灭火器进行灭火实验后，发现可燃物表面有白色粉末残留。为了解白色粉末的主要成分，继续以下探究：【查阅资料】①碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解。②碳酸氢钠溶解吸收热量；碳酸钠溶解放出热量。【提出猜想】猜想1：碳酸钠；猜想2：_______________________________________。
碳酸钠和碳酸氢钠（或Na2CO3和NaHCO3）
【设计方案】小组同学设计的下列实验方案中，错误的是________（填序号）。A．加热残留物将产生的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，则猜想2正确B．将残留物溶于水，若有放热现象，则猜想1正确C．将残留物溶于水，加过量氯化钙溶液静置，取上层清液加稀盐酸，若产生气泡，则猜想2正确【反思评价】设计实验方案要思维缜密，考虑周全。用化学知识解释上述错误方案存在的主要问题：_____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________。
残留物溶于水，有放热现象，只能说明有碳酸钠，不能排除碳酸氢钠（或若残留物的主要成分是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，溶于水也可能有放热现象）
例6 （变质类）（2022江西样卷五）在一次研学旅行活动中，小红打开某雪饼包装袋，发现袋内有一包干燥剂（如图）。同学们对干燥剂的作用及有效成分等产生了极大兴趣，于是他们将这包干燥剂密封带回学校，到实验室进行相关实验活动。（1）同学们看到干燥剂袋上的文字马上明白干燥原理，其原理是________________________（用化学方程式表示）。（2）小明用一支试管进行实验证明了该干燥剂仍然有效，其实验方法是_______________________________________________________ ________________________。
CaO＋H2O══Ca（OH）2
取适量干燥剂于试管中，滴加适量水，触摸试管外壁，发烫，说明干燥剂中含有氧化钙
（3）成分探究：该干燥剂中是否含有碳酸钙？小亮和小芳分别进行如下实验探究：两位同学实验结论截然相反，你认为_______的结论可靠，另一同学的结论不可靠的理由是___________________________________________。
氢氧化钙微溶于水，白色固体可能是氢氧化钙
（4）思维拓展：该干燥剂（假定都是含钙物质）含有哪些物质？小文在前面同学的实验基础上，认为其成分有两种可能，即猜想Ⅰ：CaO；猜想Ⅱ：CaO和Ca（OH）2。为探究其成分，小文设计如下方案，请完成表格中填空内容。
几位同学按此方案各自进行实验，对所得数据进行分析，都得出猜想Ⅱ成立。
考向3 反应后溶质成分的探究例7 （2022金华）同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图实验。实验结束后，将A、B、C三个实验的废液倒入同一个干净烧杯D中，发现烧杯底部有白色沉淀产生，上层清液呈红色。
（1）A实验中滴加稀盐酸至过量的过程中观察到溶液颜色的变化是_____________，发生反应的化学方程式为________________________。（2）B实验中滴加氢氧化钠浓溶液后，观察到的现象是____________；C实验中观察到的现象是_________________。
NaOH＋HCl══NaCl＋H2O
【提出问题】烧杯D中的上层清液中含有哪些溶质（除指示剂外）?【分析讨论】小组讨论后认为，确定反应后物质成分的思维路径：①考虑反应物用量的不同；②抓住化学反应的本质，即微粒的重组。某小组同学分析过程的笔记如下：
【初步结论】（3）通过分析确定：烧杯D中的上层清液中一定不含H＋，一定含有Na＋、Cl－。判断一定含有Na＋、Cl－的依据是______________________ _____________。
Na＋、Cl－在整个过程中没有参加反应
【实验探究】小组按如下方案进行实验探究：
（4）根据实验Ⅰ可以初步推断：上层清液中溶质（除指示剂外）所有可能的组成有_____________________________________________________（用化学式表示）。（5）实验Ⅱ中应加入过量_______________________溶液。【实验结论】烧杯D中的上层清液中的溶质有指示剂、氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。
①NaCl、NaOH；②NaCl、Na2CO3；③NaCl、NaOH、Na2CO3
氯化钡（或硝酸钡等）
例8 （2016江西）下图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物”的实验过程示意图：〖甲组〗氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为_________________ ________________________，加热后产生黑色的氧化铜。
有关物质性质或变化条件的探究（10年3考，2020、2016、2013考）
2NaOH＋CuSO4 ══Na2SO4＋Cu（OH）2↓
〖乙组〗为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：6NaOH＋4CuSO4══3Na2SO4＋Cu4（OH）6SO4↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：猜想Ⅰ.硫酸铜溶液呈酸性； 猜想Ⅱ.生成的硫酸钠使溶液呈酸性。
【实验与结论】实验①：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH_____7（填“﹥”“﹤”或“＝”），硫酸铜溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立。实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈_________性（填“酸”“中”或“碱”），猜想Ⅱ不成立。
【交流与反思】（1）乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立，理由是_____________________________ ____________________________________________________________。（2）在化学反应中，相同的反应物因其质量比不同可能会导致生成物不同，请另举一例：______________________（写出反应物即可）。
甲组实验生成了Na2SO4，若其使溶液显酸性，在此条件下氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀
碳和氧气（或C和O2）
产生白色沉淀，溶液红色消失
任务二 探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂。Na2CO3溶液呈碱性，可清洗油污，溶液碱性越强，去油污效果越好。【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液，并测定溶液pH，记录数据如表：
【解释与结论】（1）实验①②③对比，可得出的结论是____________________________ __________________。（2）要探究Na2CO3溶液的溶质质量分数变化与pH变化的关系，可选择的3个实验的编号是_________。【拓展与应用】下列物质可用于去油污的是_____（填序号）。A．NaCl B．NaOH C．K2CO3 D．CaCO3
相同浓度下，温度越高，碳酸钠溶液的碱性越强
例10 （教材实验拓展）（2022江西）学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”，化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中，对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。
有关影响化学反应速率因素的探究（10年2考，2022、2014考）
【评价改进】大家认为甲同学的实验结论不严谨。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。【继续探究】乙同学补做以下实验，进而确认了甲同学的实验结论。 根据上述实验中m1∶m2＝______________________，证明反应前后铜离子没有发生变化；将实验方案中的氢氧化钠溶液换成_______________________溶液，再次实验，证明反应前后硫酸根离子也没有发生变化。
160∶98（或80∶49）
【讨论交流】大家认为还可以采取另一种方法获取上述实验结论：在甲同学实验的基础上，将乙同学实验时烧杯B中的溶液蒸发、干燥得到白色固体，再称其质量为_____g，然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中，仍然可以加速过氧化氢分解。【拓展延伸】比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是____（填序号）。a．溶液的起始温度 b．催化剂的质量 c．溶液的浓度 d．反应起始时间
例11 （控制变量）（2022常州一模）在滤纸上进行金属与金属化合物溶液的反应时，生成的金属沿着滤纸像树枝一样生长，获得多姿多彩的“金属树”。兴趣小组对“铜树”的最佳生长条件进行探究。Ⅰ.金属的选择：进行如下实验。
【解释与结论】（1）Mg、Al和 Zn 三种金属均能从溶液中置换出铜的原因是___________________________________________。（2）1－1中，反应的化学方程式为_________________________。（3）1－2中，实验前要用砂纸打磨铝片，目的是____________________ ___。（4）1－3中，推测产生的气体可能是氢气，从元素守恒的角度说明理由：___________________________________________________________ ________________________。
在金属活动性顺序里，Mg、Al和Zn均位于铜前
Zn＋CuSO4══ZnSO4＋Cu
除去铝片表面的氧化铝
反应前硫酸铜溶液中的水含有氢元素，根据反应前后元素种类不变，产生的气体可能是氢气
（6）根据上述实验，不能得出“在溶液种类等其他条件相同时，溶液浓度越大，‘铜树’长度越长”的结论，证据是_______________________ _____________________。【反思与评价】（7）“铜树”的最佳生长条件是____________________ ______。
Ⅱ.溶液的选择：利用Ⅰ中装置，在室温下用锌片进行如下实验。【解释与结论】（5）设计实验2－1和2－4的目的是_________________ __________________。
探究溶液种类对“铜树”生长的影响
18%的CuCl2溶液比12%的生长出的“铜树”短
Zn与12%的CuCl2溶液反应
例12 某化学兴趣小组在实验室进行制取氢气实验。（1）分别用相同质量、相同大小的锌粒与足量稀硫酸反应，测得的三组实验数据如表：通过实验数据分析，影响金属与酸反应速率的因素有_____________ ______________。
温度、酸的溶质质量分数
（2）另取适量锌粒放入200 mL稀硫酸中，用排水法收集氢气，实验记录如表（累计值）： 由表中数据可知，_______min时（填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”）反应速率最快，请结合（1）中实验说明这段时间内反应速率最快的主要原因：_______________________________________。
反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快
【继续探究】探究硫酸铜溶液的体积对氢气产生速率的影响。实验中温度一定，锌粒过量且颗粒大小相同，加入饱和硫酸铜溶液0～4.0 mL，保持溶液总体积为100.0 mL，记录收集相同体积（336 mL）气体所需时间，实验结果如图所示。由图中ab段判断硫酸铜溶液_____（填“能”或“不能”）加快氢气产生的速率；你认为出现bd段变化趋势的原因可能是_________________________________________________________________。
锌与硫酸铜溶液反应生成的铜覆盖在锌表面，阻止了锌与稀硫酸的反应
例13 （2020江西）某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变为红色”这一实验现象不明显。
有关异常现象的探究（10年5考，2018～2021、2015考）
12∶160（或3∶40）
【交流讨论】（1）推测实验4中“C处导管口的现象”是___________。
（2）上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1∶10～1∶12之间，可观察到黑色固体明显变红，同时还可减少_____（填化学式）排放，防止空气污染。
（3）检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是_______________________，观察到的现象是________________________ _______________。【反思评价】分析发现，实验5中m（C）∶m（CuO）比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因：_____________________________________________________（写一个）。
稀硫酸（或稀盐酸等）
黑色固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色
例14 （2019江西）化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。【联想与实验】模仿二氧化碳与水反应进行如图一所示实验：
【问题与猜想】亚硫酸也不稳定，为什么红色液体微热后不变为紫色？其原因可能为：猜想1：加热不够充分 猜想2：与空气中氮气有关 猜想3：与空气中氧气有关
【探究与验证】填写表格中的空格。
【分析与结论】红色液体微热后不变为紫色的原因是：H2SO3在空气中会被氧化生成另一种酸，进一步实验证明是硫酸。【应用与拓展】收集某硫酸厂（生产过程中产生SO2）附近刚降到地面的雨水水样，用pH计测得每隔十分钟数据如下表：（1）分析表中数据，5:15～5:25时间段内水样中主要酸性溶质有______________________。
H2CO3、H2SO3和H2SO4
（2）实验社团提出一种处理废气的方案如图三，利用CaCO3粉末、空气为原料在高温下吸收SO2，写出该反应的化学方程式：_____________ _______________________。
例15 （2022版课标·跨学科实践活动）（2022安徽）海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某小组开展如下探究。【活动一】探究CO2在水和食盐水（模拟海水）中的溶解情况相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2（如图1），待收集到100 mL CO2后，移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内CO2体积。重复实验，所测数据平均值如表。
项目式探究（2022版课标新增）
（1）图1中发生装置内反应的化学方程式为_________________________ ____________。（2）由表中数据分析：①能用排水法收集CO2的原因是____________________________。②相同条件下，等体积的水和食盐水吸收CO2更多的是_____（填“水”或“食盐水”）。（3）海洋封存CO2可能带来的危害是______________________________ _______（写一条）。
CaCO3＋2HCl══CaCl2＋H2O＋CO2↑
CO2的产生速率大于溶解速率
海水酸化，破坏海洋生态（合理即可）
【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响（4）小芳设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100 mL CO2倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使CO2与水被植物油隔开（CO2与植物油不反应）。测得量筒内CO2体积随时间变化的曲线如图2。分析该图可得出的结论是__________________________________________________________________。
用植物油隔离时，能减缓但不能完全阻止CO2在水中的溶解（合理即可）
【活动三】深度探究【活动二】中CO2的溶解情况（5）①小松用图3表示无植物油隔离时，量筒内气体中存在的CO2分子的微观示意图。请参照图3的表示方式，在图4方框中画出有植物油隔离时，量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图（植物油分子用 表示）。
②为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中，请设计实验方案：_____ ____________________________________________________________________________________________________。
取量筒中水样，用pH计测pH，一段时间后再取水样测pH。若pH减小，说明CO2可通过植物油进入水中（合理即可）
例16 （2022山西）胜利中学与某沿海学校建立了“手拉手，结对子”的联盟校。今年，由于受到疫情影响，两所学校的同学无法实地交流，于是借助数字化平台进行了“云端”活动，他们对海洋中海水利用概况、海水处理技术、车间废水成分以及海洋发展前景等展开了项目化学习的探究。任务一：调查海水利用概况【查阅资料】我国海水利用主要有海水直接利用、海水淡化、海水化学资源利用等。【分析交流】（1）两所学校的同学们共同获悉，海水里的化学资源有_____________________（写一种）。
任务二：咨询海水处理技术【咨询专家】同学们通过数字化平台，向海洋专家进行了咨询，专家介绍海水淡化使用了反渗透膜淡化技术，其工作原理如图所示。【小组讨论】同学们对以下两个问题，进行了网上交流并达成共识。（2）海水通过反渗透膜，发生的改变是_____________________________。（3）淡化后的海水可用于_______________________（写一种）。
含盐量降低（或密度减小等）
生活用水（合理即可）
任务三：探究海水提取车间废水成分沿海学校的同学获得一瓶海水提取车间的废水，在“云端”共同完成了如下探究。【教师指导】a.提取车间未经处理的废水中含有酸性物质。b.BaSO4为难溶于水的白色沉淀。【猜想假设】该强腐蚀性废水中可能含有硫酸和盐酸。
AgNO3＋HCl══AgCl↓＋HNO3
【进行实验】（4）设计实验方案，探究废水成分：
1．科学探究题的结构思维模式：2．注意实验操作（加入某种试剂、对药品进行加热等）、实验现象（有无沉淀或气体生成、溶液颜色变化等）、实验结论（有无某种物质、猜想是否正确等）之间的对应关系：
考向1 混合物成分的探究（2020、2019、2013～2017考）例1 （2019江西）足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行如下探究。【查阅资料】①嗅盐由一种盐类物质和香料（不参与下列探究中的任何反应）组成，能释放出氨味气体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害健康。②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。③氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。【提出问题】嗅盐中盐类物质是什么？
有关物质组成的探究（10年8考）
【实验探究】填写表中空格。
有气泡产生，澄清石灰水变浑浊
熟石灰[或Ca（OH）2等]
考向2 物质组成元素的探究（2018考）例2 （2018江西）甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点，是一种新型甜味剂，我国是全球最主要的生产国。实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成，进行如下实验：【提出问题】甜叶菊苷由什么元素组成？【进行实验】小晴取适量的甜叶菊苷按图进行操作，并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置于火焰上方。【讨论交流】其他同学认为小晴的实验设计不严谨，原因是_________________________________。经改进实验后，检验到甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳和水，由此确定甜叶菊苷中一定含碳、氢元素。
二氧化碳和水可能来自于酒精燃烧
【继续探究】为进一步确定其元素组成，利用下图进行实验。（已知：C装置中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳）（1）实验前要通一会儿氮气，目的是___________________。（2）A装置中发生反应的化学方程式为_____________________。
【数据记录】4.02 g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后，D装置增重2.7 g，E装置增重8.36 g。（产物被完全吸收）【分析与结论】数据分析：4.02 g甜叶菊苷中氧元素的质量为_______g，由此确定甜叶菊苷是由碳、氢、氧元素组成的。【反思评价】若没有F装置，对氧元素质量测定结果的影响是________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
考向1 反应后气体成分的探究（2021、2018、2017、2015考）例3 （异常现象）（2021江西）化学社团的同学在探究金属化学性质时，进行了图1所示的实验。图1实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面_____________________________。锌和稀硫酸反应的化学方程式为___________________________。
反应后物质成分的探究（10年4考）
无气泡产生（或无明显现象）
Zn＋H2SO4══ZnSO4＋H2↑
实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想：小知猜想是二氧化硫； 小辰猜想是氧气； 小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是_____________________________________。
质量守恒定律（或反应前后元素种类不变等）
【查阅资料】①将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。②二氧化硫能使品红溶液褪色。【设计并进行实验】他们设计了图3装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接，验证自己的猜想。
品红溶液不褪色（或无明显现象）
【教师释疑】图1实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。【学生感悟】图3实验中，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得_____（填“锌”或“铜”）失去的电子生成了氢气。
【得出结论】图2中两种金属触碰后铜_______（填“有”或“没有”）发生化学反应。【延伸应用】制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是____（填序号）。A．锌 B．铜 C．银
例4 （2017江西）为了解甲酸的分解产物，实验小组进行了以下探究：【查阅资料】甲酸（HCOOH）的熔点为8.6 ℃，能分解生成两种物质。【提出猜想】实验小组对甲酸的分解产物提出了猜想：猜想1.H2和CO2；猜想2.CO和H2O。
【设计实验】20 ℃时，甲酸的状态为_________；从图一装置中选择装置____（填序号）对甲酸进行加热。为了加快分解速率，实验小组加入了催化剂，反应后将分解产物通入图二装置进行实验。【实验预测】若猜想1成立，则D中的实验现象应为_________________。
【进行实验】实验中观察到C处瓶内出现大量水珠，F处玻璃管中出现的现象为___________________，甲酸分解的化学方程式为______________ ______________。
【交流拓展】资料表明，不同条件下，甲酸的分解产物不同，猜想1和猜想2均能成立。据此小新对甲酸的分解产物又提出新猜想：猜想3.H2O和CO2；猜想4.CO和H2。经讨论认为无需进行实验就能确定猜想3和猜想4都错误，理由是_________________________________________________ ____________________________。
违背了质量守恒定律（或化学反应前后原子数目不相等、化学方程式无法配平等）
考向2 反应后固体成分的探究（2015考）例5 （2015江西）央视报道“全国多地相继出现了假干粉灭火器”。干粉灭火器中灭火剂的主要成分是碳酸氢钠，而假干粉灭火器是用面粉作灭火剂。兴趣小组同学想了解学校干粉灭火器中的灭火剂是否为报道中的“假干粉”，设计了以下实验进行探究：
探究一：甲、乙两同学分别用物理方法和化学方法设计方案，进行如下实验： 乙同学设计方案中发生反应的化学方程式为_________________________ ___________。
NaHCO3＋HCl══NaCl＋H2O＋CO2↑
探究二：小组同学利用该灭火器进行灭火实验后，发现可燃物表面有白色粉末残留。为了解白色粉末的主要成分，继续以下探究：【查阅资料】①碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解。②碳酸氢钠溶解吸收热量；碳酸钠溶解放出热量。【提出猜想】猜想1：碳酸钠；猜想2：_______________________________________。
碳酸钠和碳酸氢钠（或Na2CO3和NaHCO3）
【设计方案】小组同学设计的下列实验方案中，错误的是________（填序号）。A．加热残留物将产生的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，则猜想2正确B．将残留物溶于水，若有放热现象，则猜想1正确C．将残留物溶于水，加过量氯化钙溶液静置，取上层清液加稀盐酸，若产生气泡，则猜想2正确【反思评价】设计实验方案要思维缜密，考虑周全。用化学知识解释上述错误方案存在的主要问题：_____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________。
残留物溶于水，有放热现象，只能说明有碳酸钠，不能排除碳酸氢钠（或若残留物的主要成分是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，溶于水也可能有放热现象）
例6 （变质类）（2022江西样卷五）在一次研学旅行活动中，小红打开某雪饼包装袋，发现袋内有一包干燥剂（如图）。同学们对干燥剂的作用及有效成分等产生了极大兴趣，于是他们将这包干燥剂密封带回学校，到实验室进行相关实验活动。（1）同学们看到干燥剂袋上的文字马上明白干燥原理，其原理是________________________（用化学方程式表示）。（2）小明用一支试管进行实验证明了该干燥剂仍然有效，其实验方法是_______________________________________________________ ________________________。
CaO＋H2O══Ca（OH）2
取适量干燥剂于试管中，滴加适量水，触摸试管外壁，发烫，说明干燥剂中含有氧化钙
（3）成分探究：该干燥剂中是否含有碳酸钙？小亮和小芳分别进行如下实验探究：两位同学实验结论截然相反，你认为_______的结论可靠，另一同学的结论不可靠的理由是___________________________________________。
氢氧化钙微溶于水，白色固体可能是氢氧化钙
（4）思维拓展：该干燥剂（假定都是含钙物质）含有哪些物质？小文在前面同学的实验基础上，认为其成分有两种可能，即猜想Ⅰ：CaO；猜想Ⅱ：CaO和Ca（OH）2。为探究其成分，小文设计如下方案，请完成表格中填空内容。
几位同学按此方案各自进行实验，对所得数据进行分析，都得出猜想Ⅱ成立。
考向3 反应后溶质成分的探究例7 （2022金华）同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图实验。实验结束后，将A、B、C三个实验的废液倒入同一个干净烧杯D中，发现烧杯底部有白色沉淀产生，上层清液呈红色。
（1）A实验中滴加稀盐酸至过量的过程中观察到溶液颜色的变化是_____________，发生反应的化学方程式为________________________。（2）B实验中滴加氢氧化钠浓溶液后，观察到的现象是____________；C实验中观察到的现象是_________________。
NaOH＋HCl══NaCl＋H2O
【提出问题】烧杯D中的上层清液中含有哪些溶质（除指示剂外）?【分析讨论】小组讨论后认为，确定反应后物质成分的思维路径：①考虑反应物用量的不同；②抓住化学反应的本质，即微粒的重组。某小组同学分析过程的笔记如下：
【初步结论】（3）通过分析确定：烧杯D中的上层清液中一定不含H＋，一定含有Na＋、Cl－。判断一定含有Na＋、Cl－的依据是______________________ _____________。
Na＋、Cl－在整个过程中没有参加反应
【实验探究】小组按如下方案进行实验探究：
（4）根据实验Ⅰ可以初步推断：上层清液中溶质（除指示剂外）所有可能的组成有_____________________________________________________（用化学式表示）。（5）实验Ⅱ中应加入过量_______________________溶液。【实验结论】烧杯D中的上层清液中的溶质有指示剂、氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。
①NaCl、NaOH；②NaCl、Na2CO3；③NaCl、NaOH、Na2CO3
氯化钡（或硝酸钡等）
例8 （2016江西）下图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物”的实验过程示意图：〖甲组〗氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为_________________ ________________________，加热后产生黑色的氧化铜。
有关物质性质或变化条件的探究（10年3考，2020、2016、2013考）
2NaOH＋CuSO4 ══Na2SO4＋Cu（OH）2↓
〖乙组〗为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：6NaOH＋4CuSO4══3Na2SO4＋Cu4（OH）6SO4↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：猜想Ⅰ.硫酸铜溶液呈酸性； 猜想Ⅱ.生成的硫酸钠使溶液呈酸性。
【实验与结论】实验①：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH_____7（填“﹥”“﹤”或“＝”），硫酸铜溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立。实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈_________性（填“酸”“中”或“碱”），猜想Ⅱ不成立。
【交流与反思】（1）乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立，理由是_____________________________ ____________________________________________________________。（2）在化学反应中，相同的反应物因其质量比不同可能会导致生成物不同，请另举一例：______________________（写出反应物即可）。
甲组实验生成了Na2SO4，若其使溶液显酸性，在此条件下氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀
碳和氧气（或C和O2）
产生白色沉淀，溶液红色消失
任务二 探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂。Na2CO3溶液呈碱性，可清洗油污，溶液碱性越强，去油污效果越好。【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液，并测定溶液pH，记录数据如表：
【解释与结论】（1）实验①②③对比，可得出的结论是____________________________ __________________。（2）要探究Na2CO3溶液的溶质质量分数变化与pH变化的关系，可选择的3个实验的编号是_________。【拓展与应用】下列物质可用于去油污的是_____（填序号）。A．NaCl B．NaOH C．K2CO3 D．CaCO3
相同浓度下，温度越高，碳酸钠溶液的碱性越强
例10 （教材实验拓展）（2022江西）学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”，化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中，对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。
有关影响化学反应速率因素的探究（10年2考，2022、2014考）
【评价改进】大家认为甲同学的实验结论不严谨。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。【继续探究】乙同学补做以下实验，进而确认了甲同学的实验结论。 根据上述实验中m1∶m2＝______________________，证明反应前后铜离子没有发生变化；将实验方案中的氢氧化钠溶液换成_______________________溶液，再次实验，证明反应前后硫酸根离子也没有发生变化。
160∶98（或80∶49）
【讨论交流】大家认为还可以采取另一种方法获取上述实验结论：在甲同学实验的基础上，将乙同学实验时烧杯B中的溶液蒸发、干燥得到白色固体，再称其质量为_____g，然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中，仍然可以加速过氧化氢分解。【拓展延伸】比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是____（填序号）。a．溶液的起始温度 b．催化剂的质量 c．溶液的浓度 d．反应起始时间
例11 （控制变量）（2022常州一模）在滤纸上进行金属与金属化合物溶液的反应时，生成的金属沿着滤纸像树枝一样生长，获得多姿多彩的“金属树”。兴趣小组对“铜树”的最佳生长条件进行探究。Ⅰ.金属的选择：进行如下实验。
【解释与结论】（1）Mg、Al和 Zn 三种金属均能从溶液中置换出铜的原因是___________________________________________。（2）1－1中，反应的化学方程式为_________________________。（3）1－2中，实验前要用砂纸打磨铝片，目的是____________________ ___。（4）1－3中，推测产生的气体可能是氢气，从元素守恒的角度说明理由：___________________________________________________________ ________________________。
在金属活动性顺序里，Mg、Al和Zn均位于铜前
Zn＋CuSO4══ZnSO4＋Cu
除去铝片表面的氧化铝
反应前硫酸铜溶液中的水含有氢元素，根据反应前后元素种类不变，产生的气体可能是氢气
（6）根据上述实验，不能得出“在溶液种类等其他条件相同时，溶液浓度越大，‘铜树’长度越长”的结论，证据是_______________________ _____________________。【反思与评价】（7）“铜树”的最佳生长条件是____________________ ______。
Ⅱ.溶液的选择：利用Ⅰ中装置，在室温下用锌片进行如下实验。【解释与结论】（5）设计实验2－1和2－4的目的是_________________ __________________。
探究溶液种类对“铜树”生长的影响
18%的CuCl2溶液比12%的生长出的“铜树”短
Zn与12%的CuCl2溶液反应
例12 某化学兴趣小组在实验室进行制取氢气实验。（1）分别用相同质量、相同大小的锌粒与足量稀硫酸反应，测得的三组实验数据如表：通过实验数据分析，影响金属与酸反应速率的因素有_____________ ______________。
温度、酸的溶质质量分数
（2）另取适量锌粒放入200 mL稀硫酸中，用排水法收集氢气，实验记录如表（累计值）： 由表中数据可知，_______min时（填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”）反应速率最快，请结合（1）中实验说明这段时间内反应速率最快的主要原因：_______________________________________。
反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快
【继续探究】探究硫酸铜溶液的体积对氢气产生速率的影响。实验中温度一定，锌粒过量且颗粒大小相同，加入饱和硫酸铜溶液0～4.0 mL，保持溶液总体积为100.0 mL，记录收集相同体积（336 mL）气体所需时间，实验结果如图所示。由图中ab段判断硫酸铜溶液_____（填“能”或“不能”）加快氢气产生的速率；你认为出现bd段变化趋势的原因可能是_________________________________________________________________。
锌与硫酸铜溶液反应生成的铜覆盖在锌表面，阻止了锌与稀硫酸的反应
例13 （2020江西）某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变为红色”这一实验现象不明显。
有关异常现象的探究（10年5考，2018～2021、2015考）
12∶160（或3∶40）
【交流讨论】（1）推测实验4中“C处导管口的现象”是___________。
（2）上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1∶10～1∶12之间，可观察到黑色固体明显变红，同时还可减少_____（填化学式）排放，防止空气污染。
（3）检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是_______________________，观察到的现象是________________________ _______________。【反思评价】分析发现，实验5中m（C）∶m（CuO）比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因：_____________________________________________________（写一个）。
稀硫酸（或稀盐酸等）
黑色固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色
例14 （2019江西）化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。【联想与实验】模仿二氧化碳与水反应进行如图一所示实验：
【问题与猜想】亚硫酸也不稳定，为什么红色液体微热后不变为紫色？其原因可能为：猜想1：加热不够充分 猜想2：与空气中氮气有关 猜想3：与空气中氧气有关
【探究与验证】填写表格中的空格。
【分析与结论】红色液体微热后不变为紫色的原因是：H2SO3在空气中会被氧化生成另一种酸，进一步实验证明是硫酸。【应用与拓展】收集某硫酸厂（生产过程中产生SO2）附近刚降到地面的雨水水样，用pH计测得每隔十分钟数据如下表：（1）分析表中数据，5:15～5:25时间段内水样中主要酸性溶质有______________________。
H2CO3、H2SO3和H2SO4
（2）实验社团提出一种处理废气的方案如图三，利用CaCO3粉末、空气为原料在高温下吸收SO2，写出该反应的化学方程式：_____________ _______________________。
例15 （2022版课标·跨学科实践活动）（2022安徽）海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某小组开展如下探究。【活动一】探究CO2在水和食盐水（模拟海水）中的溶解情况相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2（如图1），待收集到100 mL CO2后，移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内CO2体积。重复实验，所测数据平均值如表。
项目式探究（2022版课标新增）
（1）图1中发生装置内反应的化学方程式为_________________________ ____________。（2）由表中数据分析：①能用排水法收集CO2的原因是____________________________。②相同条件下，等体积的水和食盐水吸收CO2更多的是_____（填“水”或“食盐水”）。（3）海洋封存CO2可能带来的危害是______________________________ _______（写一条）。
CaCO3＋2HCl══CaCl2＋H2O＋CO2↑
CO2的产生速率大于溶解速率
海水酸化，破坏海洋生态（合理即可）
【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响（4）小芳设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100 mL CO2倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使CO2与水被植物油隔开（CO2与植物油不反应）。测得量筒内CO2体积随时间变化的曲线如图2。分析该图可得出的结论是__________________________________________________________________。
用植物油隔离时，能减缓但不能完全阻止CO2在水中的溶解（合理即可）
【活动三】深度探究【活动二】中CO2的溶解情况（5）①小松用图3表示无植物油隔离时，量筒内气体中存在的CO2分子的微观示意图。请参照图3的表示方式，在图4方框中画出有植物油隔离时，量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图（植物油分子用 表示）。
②为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中，请设计实验方案：_____ ____________________________________________________________________________________________________。
取量筒中水样，用pH计测pH，一段时间后再取水样测pH。若pH减小，说明CO2可通过植物油进入水中（合理即可）
例16 （2022山西）胜利中学与某沿海学校建立了“手拉手，结对子”的联盟校。今年，由于受到疫情影响，两所学校的同学无法实地交流，于是借助数字化平台进行了“云端”活动，他们对海洋中海水利用概况、海水处理技术、车间废水成分以及海洋发展前景等展开了项目化学习的探究。任务一：调查海水利用概况【查阅资料】我国海水利用主要有海水直接利用、海水淡化、海水化学资源利用等。【分析交流】（1）两所学校的同学们共同获悉，海水里的化学资源有_____________________（写一种）。
任务二：咨询海水处理技术【咨询专家】同学们通过数字化平台，向海洋专家进行了咨询，专家介绍海水淡化使用了反渗透膜淡化技术，其工作原理如图所示。【小组讨论】同学们对以下两个问题，进行了网上交流并达成共识。（2）海水通过反渗透膜，发生的改变是_____________________________。（3）淡化后的海水可用于_______________________（写一种）。
含盐量降低（或密度减小等）
生活用水（合理即可）
任务三：探究海水提取车间废水成分沿海学校的同学获得一瓶海水提取车间的废水，在“云端”共同完成了如下探究。【教师指导】a.提取车间未经处理的废水中含有酸性物质。b.BaSO4为难溶于水的白色沉淀。【猜想假设】该强腐蚀性废水中可能含有硫酸和盐酸。
AgNO3＋HCl══AgCl↓＋HNO3
【进行实验】（4）设计实验方案，探究废水成分：
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