化学专题十： 科学探究----（中考真题）

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专题十： 科学探究
1.（2022·四川达州）我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法，为世界制碱工业作出了突出贡献。在工业生产所得的碳酸钠产品中往往会混有少量的氯化钠。某校化学兴趣小组同学想探究某产品中碳酸钠的质量分数，经讨论后设计了如下两种实验方案。
【查阅资料】碱石灰的主要成分是CaO和NaOH。
【设计与实验】
方案甲：“气体质量法”

（1）按上图所示连接好装置，检查装置气密性后加入一定质量的碳酸钠样品于装置A中。
（2）打开止水夹K通入一段时间的氮气后，称量装置C的质量，并记录。
（3）关闭止水夹K，打开分液漏斗活塞向A装置中注入足量的稀硫酸，关闭活塞。
（4）待装置A中无气泡产生后打开止水夹K，再次通入氮气一段时间后，关闭止水夹K，第二次称量装置C的质量，并记录。
（5）计算。
【分析与讨论】
①装置A中发生反应的化学方程式为_______。
②装置B中浓硫酸的作用是_______。
③步骤(4)中再次通入氮气的目的是_______。
④装置D的作用是_______。
方案乙：“沉淀质量法”

写出上述流程中相关反应的化学方程式：_______。
【得出结论】
同学们经过实验，最终都计算出了样品中碳酸钠的质量分数。
请你根据方案乙中测定的相关数据，求出样品中碳酸钠的质量分数为_______×100%(用含有m、n的代数式表示)。
【反思与交流】
同学们经过讨论认为方案乙优于方案甲，理由主要是______(填字母序号)。
A．节约能源                 B．操作简便                  C．保护环境
2.（2022·新疆）2021年12月9日，我国“天宫课堂”第一课成功授课。兴趣小组同学对其中的“泡腾片实验”很好奇，于是一起开展如下探究。

【查阅资料】
（1）维生素C(C6H8O6)具有增强机体抵抗力，预防和治疗坏血病等作用。某品牌维生素C泡腾片主要成分如图。
（2）柠檬酸为食用酸类，由碳、氢、氧三种元素组成，可增强体内正常代谢，适当剂量对人体无害。柠檬酸易溶于水，20℃时，其2%水溶液的pH为2.1。
（3）碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多的药剂之一，写出该反应的化学方程式_______。
【提出问题】维生素C泡腾片溶于水后产生的气体是什么？
【猜想与假设】
同学甲认为产生的气体中不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO___。
同学乙认为产生的气体也不可能含有N2，因为_______。
同学丙认为该气体可能含有O2、CO2中的一种或两种。
【进行试验】
实验编号
实验操作
实验现象
实验结论
I
将一片维生素C泡腾片放入装有水的试管中
有大量气泡产生

II
将带火星的木条伸入试管
带火星的木条没有复燃
该气体中不含O2
III
将气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
该气体中含有___
【解释与结论】
（4）同学丁认为由实验II不能确定该气体中不含O2，理由是_______。同学们经过讨论，设计了更为严谨的实验，最终证明了该气体中不含氧气。
（5）请你尝试从微粒变化的角度说一说该气体产生的原因_______。
【反思与评价】
（6）维生素C泡腾片的保存注意事项是_______。
（7）通过本次探究活动，同学们对柠檬酸的用途也充满了兴趣，你觉得柠檬酸还可以用来____。
A．作碳酸饮料的添加剂    B．做金属除锈剂     C．清洗饮水机      D．作锅炉除垢剂
3.（2022·湖南怀化）网红产品自嗨锅和自热米饭深受年轻人喜欢。自嗨锅内有一个发热包，加水后即可加热食物，持续时间长达2小时。怀化某中学化学兴趣小组对发热包非常感兴趣，在学校化学实验室对其成分进行探究。
【查阅资料】
a、发热包内的粉末主要由生石灰、铁粉、铝粉、碳粉、氯化钠等组成；
b、铝是一种两性金属，与强酸、强碱溶液反应都能生成H2；
c、AgCl是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀。
【实验探究】为确认发热包中各种成分的存在，兴趣小组的同学们设计了实验方案并进行操作。
步骤
实验操作
实验现象
实验结论
一
取部分粉末，将磁铁靠近
发现有黑色物质被磁铁吸引
成分中有_________
二
将磁铁充分吸附后的剩余粉末分成两份，其中一份加水溶解，过滤，取滤液测pH
pH试纸变蓝紫色
pH ___7成分中有生石灰
三
取少量滤液于试管中，先加入过量稀硝酸，再加入少量___________溶液
生成白色沉淀
成分中有___________
四
将另一份粉末放入烧杯，加入适量NaOH溶液
___________
成分中有铝粉
五
将步骤二中过滤得到的滤渣放入硬质玻璃管中_________，将产生的气体通入澄清石灰水
石灰水变浑浊
成分中有碳粉
【实验反思】生石灰与水反应放出的热量是发热包主要的热量来源，该反应的化学方程式为___________；自嗨锅注入冷水后可以升温至150℃以上，而蒸汽的温度可达到200℃，反应过程中还会产生大量的气体，操作不当很有可能引发爆炸。用完后的发热包按___________（填“厨余垃圾”、“可回收垃圾”或“其它垃圾”）分类处理。
4.（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100mLCO2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，所测数据平均值如下表：
时间/h
0
0.5
6
12
24
48
排水法时CO2体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
排食盐水法时CO2体积/mL
100
99
93
90.5
89
88
(1)图1发生装置中反应的化学方程式为______，反应类型是______。
(2)由上表数据分析：
①能用排水法收集CO2的理由是______。
②相同条件下，等体积水和食盐水吸收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______（写出1点即可）。
【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响

(4)小方设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集100mLCO2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体积随时问变化曲线如图2。分析该图可得出的结论是______。
【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：______。
5.（2022·陕西）学习小组同学用下图所示实验探究完碱的化学性质后，将甲、乙、丙中的无色溶液均倒入洁净的废液缸，发现废液明显变浑浊且呈红色。同学们很好奇，于是接着进行了下列的拓展学习与探究。

【反思交流】
（1）小组同学做甲图所示实验时，当溶液恰好由红色变为无色，即停止了滴加稀盐酸，写出发生反应的化学方程式：___________。做乙图所示实验时，看到的现象是___________。
（2）废液呈红色，说明废液显___________性。废液变浑浊，是因为倾倒前丙中的溶液含有___________（填化学式）。
【拓展问题】
使废液变成红色的物质是什么？
【做出猜想】
猜想一：只有Na2CO3
猜想二：只有NaOH
猜想三：NaOH和Ca（OH）2
猜想四：NaOH和Na2CO3
你认为以上猜想中，不合理的是猜想______。
【查阅资料】
CaCl2溶液呈中性。
【验证猜想】
静置一段时间后，取少量废液缸中的上层红色清液于试管中，加入过量CaCl2溶液，有白色沉淀生成。静置后，发现试管中的上层清液仍为红色，由此证明了猜想_____成立。
6.（2022·甘肃）竹麻通过生石灰，草木灰（主要成分是K2CO3）浸泡以及打浆、抄纸等步骤可制得纸张。某兴趣小组模拟古代造纸技术，他们将一定量的生石灰、K2CO3用足量的水溶解后。过滤得到澄清溶液。澄清溶液中溶质是什么，请你参与他们的探究。
【猜想假设】
猜想一：只含有KOH；     猜想二：含有KOH、______；    猜想三：KOH、Ca(OH)2   
【设计实验】
实验步骤
实验现象
实验结论
1、取溶液少许于试管中，滴加过量稀盐酸
______
猜想二不正确
2、取溶液少许于试管中，滴加少许______溶液
______
猜想三正确
【交流反思】
（1）步骤2中发生反应的化学方程式为______。
（2）含有KOH、Ca(OH)2的废水直接排放会造成水体污染。某小组同学对废水做如下处理（见下图）。C烧杯中出现______现象时。说明水中已无KOH、Ca(OH)2。

7.（2022·江苏连云港）用如图所示装置制取干燥的CO2，并对CO2的部分性质进行探究。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为_______。
（2）①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是_______。
②装置C中试剂X应该选用_______(填字母)。
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.KOH溶液
（3）收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接，缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中，采集信息形成图像。见图。

①检验装置D中CO2已经集满的方法是_______。
②随着反应的进行，锥形瓶中压强降低的原因是_______。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa说明_______。
（4）取2mL饱和澄清石灰水于试管中，用4mL蒸馏水稀释，向其中缓慢通入足量CO2。测定反应体系的电导率变化如图所示。(忽略反应前后溶液体积的变化)

【查阅资料】
材料一：溶液的导电力越强，溶液的电导率越大。
材料二：单位体积溶液中某离子的个数越多，则该离子的浓度越大，溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。
材料三：Ca(OH)2溶于水能完全解离出Ca2+和OH-。
CaCO3遇到溶有CO2的水时，能反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2在水中能完全解离出Ca2+和；。
①石灰水中通入CO2气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是_______。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是_______、_______。
8.（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。
实验步骤
实验现象
实验结论

步骤①木条不复燃；
步骤②产生气泡，溶液变蓝色；
步骤③_______。
硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，反应的化学方程式为________。
【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。
【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
9.（2022·山东泰安）在学习了常见的酸和碱后，某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”，在老帅引导下开展实验探究活动，请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合，观察不到明显现象，为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应，三位同学进行了以下实验。

(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示，则该同学是将_______(填字母序号)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中                    b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示，说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是_______。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图3所示实验，他观察到溶液由红色变成无色，也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应，反应的化学方程式为_______。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分，大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】
猜想一：只有K2SO4；猜想二：有K2SO4和H2SO4；猜想三：有K2SO4和KOH
【进行实验】为了验证猜想，学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液，进行如下探究：
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末
_______
溶液中有H2SO4猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中，滴加BaCl2溶液
②产生白色沉淀
溶液中有H2SO4，猜想二正确
【实验结论】通过探究，同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(4)丁同学针对上述方案提出疑问，认为方案二是不合理的，理由是_______。
(5)同学们经过反思与讨论，最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替，也能得到同样的实验结论，请你选出可用药品的字母序号_______。
A．Mg B．CuO C．KCl D．Na2CO3
(6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还要考虑_______。
10.（2022·云南昆明）AgNO3可用于制作电影胶片等感光材料，小吉同学在老师指导下设计实验对AgNO3固体分解的产物进行探究。
【查阅资料】①Ag2O和粉末状的Ag均为黑色固体
②
③Ag2O可溶于氨水：Ag2O与稀硝酸反应生成AgNO3和H2O
④Ag不溶于氨水：
【实验活动】取适量的AgNO3固体于试管中加热，产生红棕色气体和黑色固体。将红棕色气体通过足量NaOH溶液后，有无色气体剩余，用带火星的木条检验该无色气体，观察到木条复燃，则该无色气体的化学式为______。
【提出问题】黑色固体是什么？
【猜想与假设】猜想一：只有Ag；猜想二：只有______；猜想三：有Ag、Ag2O
【实验方案】
实验操作
实验现象
实验结论
取适量黑色固体，加入足量______（填一种试剂），振荡
______
猜想一成立
【实验拓展】浓硝酸在光照条件下分解的气体产物与AgNO3固体分解的气体产物相同，则浓硝酸在光照条件下发生分解反应的化学方程式为______。
【实验反思】在实验室中，类似AgNO3、浓硝酸等见光、受热易分解的物质，应保存在______（填“棕”或“无”）色试剂瓶中。
11.（2022·广西梧州）救治新冠患者需要氧气，制氧机制氧是一种途径。某品牌制氧机中有一包白色颗粒和一包黑色粉末， 白色颗粒成分为过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2，它是过氧化氢与碳酸钠的化合物，遇水后放出氧气)。某小组设计实验探究其制氧原理。
【探究一】
(1)分别取等质量的白色颗粒和等体积的水加入a、b两支试管，再向b试管中加入黑色粉末。观察到a试管仅有少量气泡，b试管有大量气泡。

①黑色粉末起_______作用。
②欲使a试管产生气泡加快，可加入_____ (填序号)。
A．CuSO4溶液             B．NaCl溶液 C．MnO2
【探究二】
(2)根据元素守恒，上述反应后溶液中溶质的成分可能为：
①只含NaOH     ②只含Na2CO3 ③NaOH和Na2CO3的混合物……
甲、乙两同学仅针对前三种可能性，分别设计实验1和实验2进行验证。
序号
操作和现象
实验结论
实验1
取b试管上层清液滴加过量稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
只含Na2CO3
实验2
第一步：取b试管上层清液滴加过量CaCl2溶液，产生白色沉淀并过滤
第二步：在滤液中滴加酚酞，溶液_____________(填现象)
只含Na2CO3
【反思评价】
(3)丙同学认为实验1的结论不严谨，理由是__________。
【得出结论】
(4)结合实验现象，该制氧机的制气原理有两步反应，写出第二步的化学方程式：
①2Na2CO3●3H2O2 加热40℃ 2Na2CO3+3H2O2；
②____________。
【延伸拓展】
(5)制氧机制氧选择过碳酸钠而不选择双氧水的根本原因是__________(填序号)。
A．产物无污染 B．制取成本更低 C．运输储存更方便
12.（2021·湖南岳阳）某化学兴趣小组用未知浓度的盐酸和碳酸钙反应，将制得的气体X通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象，同学们展开了如下探究：
【提出问题】澄清石灰水未变浑浊的原因是什么？
【查阅资料】
①盐酸具有挥发性，易挥发出氯化氢气体；
②AgCl为白色且难溶于水的固体；
③CO2不溶于饱和的NaHCO3溶液；
④CO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式为：CO2+H2O+Na2CO3═2NaHCO3；
⑤CO2不与AgNO3溶液反应。
【作出猜想】澄清石灰水未变浑浊的原因：
甲同学的猜想：澄清石灰水已变质。
乙同学的猜想：气体X中除了有CO2外，还有 （填化学式）气体杂质。
【实验探究】同学们经过讨论后设计了如图实验装置进行探究。A、B试管中是AgNO3溶液，C试管中是澄清石灰水，连接好装置后通入气体X。

①盛有AgNO3溶液的B装置的作用是： 。
②若A、B、C试管中的现象分别是 ，则甲、乙同学的猜想都正确。
【实验反思】要除去上述CO2中的气体杂质，可以将气体通入到 （填字母）中。
A．NaOH溶液 B．Na2CO3溶液 C．饱和NaHCO3溶液
13.（2021·黑龙江绥化）中和反应在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。
（1）向盛有一定量稀盐酸的密闭隔热容器中，加入氢氧化钠固体，利用数字传感器测出反应时间与溶液温度变化的图象如图所示。
①甲同学得出结论：稀盐酸和氢氧化钠反应过程中放热。乙同学不同意他的观点，乙同学的理由是　 　。
②丙同学取少量反应后的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液，无明显现象，于是三位同学对反应后溶液中溶质的成分作出猜想：
猜想一：NaCl
猜想二：NaCl和NaOH
猜想三：　 　
③同学们经过讨论后认为猜想　 　一定不正确。
④为了验证其余猜想，丙同学进行如下探究。
实验操作
实验现象
实验结论
另取少量反应后的溶液于试管中，加入锌粒
。
猜想三正确
（2）丁同学在试管中加入约1mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液。然后边用滴管慢慢滴入稀硫酸，边不断振荡试管，至溶液颜色　 　为止，说明氢氧化钠和稀硫酸恰好完全反应，该反应的化学方程式为　 　。
（3）结合上述实验，中和反应的实质是　 　。

14.（2021·宁夏）化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。
【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？
【猜想与假设】甲同学：酚酞与O2发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想： 　（写一条）。
【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。
（1）甲同学设计并完成如下实验：
实验步骤
实验目的
实验现象
实验结论
①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸
。
溶液变红，过一会儿红色消失
甲同学的猜想　 　（填“正确”或“不正确”）
②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方
。
（2）乙同学设计如图1所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为　 　。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是　 　，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH＜7，说明溶液显　　性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是　 　。

（3）丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化（说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%）。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图2所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有　
　 （写一条）。
【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。
15.（2021·山东菏泽）某化学兴趣小组为验证硫酸的部分化学性质使用氢氧化钠、碳酸钠、金属铝和另外一种不同类别的物质A进行了相关实验
（1）实验时观察到稀硫酸与A反应有蓝色溶液生成则A物质是________。
（2）稀硫酸与氢氧化钠溶液反应时没有明显现象为了证明二者发生了反应，该组同学设计了如图一所示实验，传感器测定的pH和温度随溶液质量变化的情况见图二、图三。
则B溶液是________溶液，图三中的M与图二中X、Y、Z中的________数值相等。

（3）该化学兴趣小组又做了如右图所示实验：
【提出问题】②号试管中无色溶液的溶质是什么？
【作出猜想】猜想一：硫酸钠
猜想二：硫酸钠、硫酸
猜想三：________________
【实验验证】该小组同学用试管取适量②号试管中的无色溶液，加入一种试剂后，根据产生的现象推断出了②号试管中溶质的成分，该试剂是________。
【质疑反思】甲同学认为猜想三不能成立，因为①②号试管中溶液混合后烧杯中没有蓝色沉淀生成。
乙同学则认为猜想三是可以成立的，理由是________________________________________。
16.（2021·浙江湖州）小明在冬天输液时发现护士在输液管上加了一个如图所示的装置，护士告诉他这是一次性输液加热棒，可以消除药液温度与体温的差异。加热棒里的成分到底是什么呢？科学研究小组通过上网查阅资料发现：一次性输液加热棒内的主要成分是还原性铁粉、炭粉和氯化钠等物质。该加热棒内是否真的含有这几种物质呢？科学研究小组设计了如下实验：

（1）探究加热棒内是否含有氯化钠
①将加热棒内的物质放入烧杯中，加入足量的水充分溶解、过滤，得到滤渣和滤液。
②取适量滤液于试管中，滴加适量的硝酸钡溶液和稀硝酸，无明显现象，　 　（填写正确的实验操作及现象），证明滤液中含有Cl﹣。
在老师的指导下通过进一步的实验证明滤液中还含有Na+，从而确定含有氯化钠。
（2）探究加热棒内是否含有铁粉
小明用磁铁靠近滤渣，发现部分黑色粉末被吸引。但被吸引的黑色物质也有可能是四氧化三铁。
小明通过如图装置探究黑色物质是否含有四氧化三铁，该物质鉴定的原理是：
Fe3O4+4H2 高温 3Fe+4H2O。

当观察到　 　这一现象时，排除了四氧化三铁存在的可能性。
小英同学认为这还不能确定铁粉的存在，因为除了四氧化三铁外，钴粉、镍粉也是能被磁铁吸引的黑色粉末。研究小组的同学在查阅资料的基础上，进行如下实验：取适量被吸引的黑色物质于试管中，加入足量的稀盐酸，充分反应后，向试管中加入足量的过氧化氢溶液（能将Fe2+转化为Fe3+），然后滴加硫氰化钾溶液。溶液变为血红色，证明溶液中有Fe2+，得出加热棒中含有铁粉这一结论。
（3）探究加热棒内是否含有炭粉
点燃不能被吸引的黑色粉末，并将产生的气体通入足量澄清石灰水，石灰水变浑浊，得出加热棒内含有炭粉这一结论。请写出此操作过程中确认炭粉存在的化学方程式：　 　、　 　。
综合上述实验，小明验证了加热棒内的主要成分。
加热棒为什么能够起到加热作用呢？小明还将进一步探究。
17.（2021·广西桂林）在老师指导下，某学习小组同学利用下列装置检验某气体a的成分，a中含水蒸气、氯化氢、甲烷、氢气中的一种或几种（夹持仪器未画出，假设每步反应均完全）。

已知：Ⅰ.无水硫酸铜粉末遇水由白色变蓝色。
Ⅱ.①H2+CuO ∆ Cu+H2O；②CH4+4CuO ∆ 4Cu+CO+2H2O
（1）检验a中是否含水蒸气的装置是　 　（填字母序号）。
（2）用装置B检验a中是否含氯化氢，X试剂可选　 　（填数字序号）。
①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③石蕊溶液 ④酚酞溶液
（3）装置C中的试剂是　 　，它的作用是　 　。
（4）必须先通气体a，验纯后，才能点燃酒精灯，否则可能　 　。
（5）若反应后装置E、F分别增重4.2g、4.4g，则a中一定含有　 　；装置D中的现象是　 　。
（6）装置G的作用是　 　。
18.（2021·湖北孝感）兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。

【提出问题】白色不溶物是什么物质？
【猜想与假设】
猜想①是Mg(OH)2
猜想②是MgCO3
猜想③是Mg(OH)2和MgCO3的混合物
【查阅资料】
1.MgCO3、Mg(OH)2加热易分解，分别生成两种氧化物。
2.白色无水硫酸铜遇水变蓝。
3.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。
【实验现象】装置A中　 　，装置B中　 　。
【实验结论】猜想③正确。请写出Mg(OH)2受热分解的化学方程式　 　。
【拓展探究】直接向白色不溶物中滴加足量　 　，也能检验MgCO3的存在。
同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究。
称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。
【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。
【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg(OH)2•yMgCO3表示，则x：y＝　 　。
【反思评价】实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是　 　（填序号）。
①只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量
②去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量
③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量
19.（2021·山东泰安）某化学兴趣小组学习了金属、酸、碱、盐的知识后，对金属钠的性质开展了探究活动。
研究主题：钠与水反应、钠在空气中燃烧及其产物的性质研究。
相关信息：
①钠贮存在煤油中
②2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
③2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
④BaCl2溶液pH＝7
（1）实验一：在盛有水的烧杯中滴入几滴酚酞试液，把一块绿豆大小的金属钠（用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去表面的外皮）投入烧杯中。观察到钠浮在水面上，熔化成闪亮的小球且在水面上迅速游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液呈红色。
①从实验现象可知，钠的物理性质有：A.固体；B.硬度小；C.密度比水小；D.　 　。
②烧杯中的溶质除酚酞外还含有　 　（填化学式）。
③取少量烧杯中的溶液于试管中，然后向试管中滴加某溶液至红色恰好消失（无其它现象），所得溶液中溶质不能与其它物质发生复分解反应，则滴加的是　 　（填化学式）溶液。
（2）实验二：另取一小块钠（如实验一处理）放在石棉网上灼烧，金属钠燃烧并产生黄色火焰，最后生成淡黄色固体Na2O2。将淡黄色固体露置于空气中，一段时间后变为白色粉末。同学们经过讨论，认为该白色粉末可能是：Ⅰ.NaOH；Ⅱ.Na2CO3；Ⅲ.　 　。
为确定该白色粉末的成分，进行如下实验：
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量白色粉末于试管中，加水溶解，滴加过量的
　 　溶液
　 　。
综合实验现象判断，此白色粉末是Na2CO3
②静止后，向上层清液中滴加少量　 　溶液
无明显现象
20.（2021·江苏南京）某兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和相关性质进行探究。
【气体制取】
（1）实验室用大理石与稀盐酸（1：2）制取二氧化碳的化学方程式为　 　。
（2）稀盐酸（1：2）是指浓盐酸与水按体积比1：2进行混合所得的盐酸。已知所用浓盐酸中溶质的质量分数为37%，密度为1.19g/cm3；水的密度为1g/cm3。计算所得稀盐酸中溶质的质量分数（计算结果保留一位小数）。
【实验探究】用实验证明碳酸型饮料（如汽水）中含有二氧化碳。
兴趣小组同学用如图所示的装置进行实验：打开汽水瓶盖，立即塞上带导管的橡皮塞，将导管另一端伸入装有试剂的试管中。甲、乙两位同学分别用不同的试剂进行实验。
甲同学在试管中加入少量澄清石灰水，观察到试管内　 　，由此得到结论：该汽水中含有二氧化碳。
乙同学在试管中加入少量紫色石蕊溶液，观察到试管内　 　，乙同学认为也能得到甲同学的结论。
【评价反思】兴趣小组的同学对甲、乙两位同学的实验方案进行评价。
（1）丙同学认为甲同学的方案比较合理，其试管中发生反应的化学方程式为　 　。
（2）丁同学质疑乙同学的方案不够严密，认为也可能是该汽水中的柠檬酸随气体进入试管，而引起紫色石蕊溶液的变色。兴趣小组的同学针对丁同学提出的质疑进行了如下探究：
①查阅资料：柠檬酸为无色晶体，易溶于水和酒精；常温稳定，熔点153℃，熔化后沸腾前分解，分解温度约为175℃；柠檬，柑橘等水果中含有柠檬酸。
②乙同学在自己实验的基础上，未增加任何试剂，接着进行了一步实验操作，该操作是　　，可观察到　 　，该反应的化学方程式为　 　。可以确认不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色。

21.（2021·吉林长春）某化学兴趣小组绘制碱的化学性质，设计实验如图：

同学们选取四种碱来验证碱的化学性质，设计实验如图：

（1）实验一能够观察到的明显现象是溶液由无色变为　　色；
（2）实验二澄清石灰水变浑浊，验证了上述知识网络图中碱能够与　 反应；
（3）实验三发生反应的化学方程式为　 　；
（4）实验四产生白色沉淀，对反应后的物质进行过滤，并对滤液中溶质的成分产生了兴趣，经分析，滤液中一定有氢氧化钠，滤液一定显　　（选填“酸性”、“中性”或“碱性”）；
【提出问题】滤液中溶质除了氢氧化钠还有什么呢？同学们对滤液中溶质的成分进行了猜想和实验探究。
【猜想与假设】猜想一：溶质只有NaOH；
猜想二：溶质为NaOH和　 　；
猜想三：溶质为NaOH和Ba(OH)2。
【实验探究】
实验操作
实验现象
实验结论
a.取少量滤液于试管中，加入过量稀盐酸
无明显现象
由a、b两个实验的现象，得出猜想一正确
b.另取少量滤液于试管中，加入过量碳酸钠溶液
无明显现象
【反思与评价】
Ⅰ.同学们经过讨论认为，如果只向滤液中加入过量的一种试剂，也能得出猜想一正确的结论，该试剂为　 　；
Ⅱ.实验后的废液直接倒入下水道，会造成环境污染，需将废液处理后再排放。
22.（2021·福建）已知：H2+CuO ∆ Cu+H2O。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。

Ⅰ.设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
（1）制取氢气的化学方程式为　 　。
（2）氧化钙的作用是　 　。
（3）取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到　 　，证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ.探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图2。
（4）由图2可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是　 　。
（5）为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是　 　。
Ⅲ.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：
假设1.经历2CuO+H2 ∆ Cu2O+H2O，H2+Cu2O ∆ 2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2.经历CuO+H2 ∆ Cu+H2O、Cu+CuO ∆ Cu2O、H2+Cu2O ∆ 2Cu+H2O三个反应。
（6）结合探究Ⅱ结果计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是　 　。
（7）若要确认“假设2”是否合理，在探究Ⅱ的基础上，还需进行的实验是　 　。
23.（2021·河北）茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢，某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。
【查阅资料】如图1所示是某品牌茶垢清洁剂说明书中的部分内容。说明书中碳酸钠的俗称有误，应改为　 　。

【提出问题Ⅰ】茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢，是否生成氧气？
【实验1】在盛有茶垢清洁剂固体的小烧杯中，加适量常温水，完全溶解后得到无色溶液，观察到有小气泡缓慢冒出，伸入带火星的木条，木条不复燃。
【实验2】取三份等量的实验1中的溶液，分别加入甲、乙、丙三支试管中，按图2所示进行实验。观察到都较快产生气泡，且温度越高产生气泡越快；伸入带火星的木条，木条都复燃。
【表达交流Ⅰ】通过实验证明，茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。
（1）实验1中“木条不复燃”的原因是　 　。
（2）实验2中丙试管内不再产生气泡后，其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是　 　。
【提出问题Ⅱ】茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠，是否生成氢氧化钠？
【实验3】取实验2丙试管内溶液，按如图3流程进行实验。

【表达交流Ⅱ】
（1）加入试剂X的目的是　 　（用化学方程式表示）。
（2）不新增试剂，检验加入的试剂X已足量的方法是　 　。
（3）溶液M呈　　色，说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。
【反思总结】
（1）茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果，过氧化氢分解生成活性氧，可深层带走污垢。
（2）使用茶垢清洁剂时应选择　 　的水进行溶解，去垢效果更好。
24.（2020·青海）陈东同学在做“盐酸中和氢氧化钠”的实验时，实验前忘记向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液，导致无法判断中和反应进行的程度，于是他对反应后溶液的酸碱性进行了探究。
【探究目的】确定反应后溶液的酸碱性
【猜想与假设】反应后溶液可能呈碱性，也可能呈________，也可能呈_______。
【实验验证】
实验操作
实验现象
实验结论
取反应后溶液少许，滴加几滴酚酞溶液
______
溶液呈酸性或中性
【继续验证】可以设计多种方案进行验证
实验操作
实验现象
实验结论
方案1：取反应后溶液少许，加入少量氧化铜粉末
若粉末部分或全部溶解，溶液变为蓝色
溶液呈______
若粉末不溶解，溶液不变色
溶液呈_____
方案2：取反应后溶液少许，加入少量______
若有气体放出，溶液变为浅绿色
溶液呈酸性，反应的化学方程式是_______
若______
溶液呈中性
25.（2020·黑龙江大庆）某白色固体可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、Fe3O4中的一种或几种物质组成。同学们为了确定该白色固体的成分，进行了如下实验探究：
【资料卡片】BaCl2溶液显中性。
【初步结论】
（1）甲同学根据固体的描述确定样品中肯定没有_____（填化学式），原因是_____。
【初步探究】
同学们设计的实验过程及现象如图所示。

【交流讨论】
（2）同学们认为：无色溶液M中一定含有_____（填化学式），无色溶液M加入酚酞试液后变红色，说明溶液M显碱性，需对溶液M继续探究。
【提出问题】
使溶液M显碱性的物质是什么？
【猜想与假设】
猜想一：是氢氧化钠；猜想二：是碳酸钠；猜想三： 。
（3）请将猜想三补充完整：_____。
【探究与结论】
（4）乙同学取无色溶液M于试管中，加入过量的氯化钡溶液，振荡，静置，观察到_____，证明无色溶液M中含有碳酸钠，此过程发生反应的化学方程式为_____。
（5）丙同学为进一步证明无色溶液M中的成分，取乙同学实验所得上层清液少许于试管中，加入_____，观察到_____，证明猜想三成立。综合分析，乙同学加入过量氯化钡溶液的作用：①证明无色溶液M中含有碳酸钠，②_____。
【实验结论】
（6）原白色固体中一定有的物质是_____（填化学式）。
26.（2020·北京）丙酸钙为白色固体，易溶于水，可作食品防霉剂，国家标准规定了其用于制作面食、糕点时每千克面粉中的最大使用量。小组同学实验探究其性质和防霉的效果。
I.探究丙酸钙的性质
【进行实验】用下图裝置（夹持仪器已略去）完成实验，记录如下：
序号
①
②
装置


现象
试管内壁有水雾
注入酸后，有气泡产生，石灰水变浑浊
【解释与结论】
（1）②中现象说明有CO2产生。CO2与石灰水反应的化学方程式为________。
（2）查阅资料得知丙酸钙与盐酸反应无气体生成。由实验②可得出的结论是_______。
Ⅱ.探究丙酸钙防霉的效果
【进行实验】分别按下列①~⑧的配方蒸制8个馒头，冷却后置于密封袋中，记录如下：
组别
第1组
第2组
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
配方
面粉/ g
50
50
50
50
50
50
50
50
酵母/ g
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
0.75
蔗糖/ g
0
0
0
0
5
5
x
5
丙酸钙/g
0
0.06
0.10
0.15
0
0.06
0.10
0.15
开始发霉时间
第3天
第4天
第5天
第6天
第3天
第4天
第5天
第6天
【解释与结论】
（3）设计第1组实验的目的是____。
（4）第2组，⑦中x为_______。
（5）对比第1组、第2组实验可得到的结论是______。
【反思与评价】
（6）某同学认为“制作面食、糕点时，丙酸钙用量越大越好”你是否同意此观点，并说明理由：_____。
27.（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“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行如下探究。

【知识回忆】碳和氧化铜反应的化学方程式为 C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑ ，理论上碳和氧化铜的质量比为_____。
【作出猜想】产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。
【实验探究】小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物（不考虑其中杂质），分别进行实验，部分实验现象记录如下：
序号1
m（C）：m（CuO）
实验后A处试管中固体颜色
C处导管口的现象
1
1：8
红色固体中有少量黑色固体
尾气燃烧
2
1：9
红色固体中有较少量黑色固体
尾气燃烧
3
1：10
红色固体中有很少量黑色固体
尾气不燃烧
4
1：11
红色固体中有极少量黑色固体
_____
5
1：12
红色固体中无黑色固体
尾气不燃烧
6
1：13
红色固体中有较多黑色固体
尾气不燃烧
【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：_____（写一个即可）。
28.（2020·河北）消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。
【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）。
【实验1】取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生：然后___________（填写实验操作和现象），证明产生的气体是氧气。
【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？
【作出猜想】猜想一：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应；
猜想二：作____________，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用
【实验2】

①按上图所示组装实验装置，并________。
②向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入25mLH2O2溶液。
③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响）见下表。

第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
收集气体的总体积/mL
140
280
365
x
375
（1）表中的数据x=_______。
（2）分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是______。
【分析讨论】NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为_____。
【拓展反思】生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外，还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质。切记：科学使用，注意安全！
生活中下列使用消毒剂的做法正确的是____。
A．不同的消毒剂可随意混合使用
B．使用84消毒液的浓度越高越好
C．使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾
D．84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
29.（2020·安徽）金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是 （填字母序号）。
A．未擦干的铁锅 B．除油漆的栏杆 C．盛水的不锈钢水杯
（2）铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是 。
【探究铁的腐蚀】
（3）该小组用下图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 （填“40”或“10”）mL刻度处，原因是 。

【拓展探究】
（4）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按上图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是 。
（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因： ；改进实验方案证明你的分析： 。
30.（2020·贵州遵义）某兴趣小组发现某块土地玉米长势不好，为探究其原因，开启了项目学习之旅。
【查阅资料】玉米适宜在pH为6.0~7.0的土壤中生长；植物生长需要多种营养元素，包括碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等大量元素和其他微量元素。
【任务一】检测土壤的酸碱度并制定改良方案
（1）检测该地土壤的酸碱度
可选用的实验用品：精密pH试纸（可精确到0.1）、标准比色卡、pH计、其他自选
实验步骤
测量结果
实验结论
步骤一：将3份不同位置的土样，干燥后分别与自来水按2：5的质量比在不同的烧杯中混合，充分搅拌后静置；
试样一：pH=4.2
试样二：pH=4.4
试样三：pH=4.5
该土壤pH