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全国版2022中考化学第二篇专题突破能力提升专题八化学实验探究讲本课件
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这是一份全国版2022中考化学第二篇专题突破能力提升专题八化学实验探究讲本课件，共60页。PPT课件主要包含了无水硫酸铜变蓝，澄清石灰水变浑浊，针对训练，实验过程无气泡生成，Cl－，产生白色沉淀，分析讨论，反思与拓展，实验验证，溶液由无色变成红色等内容，欢迎下载使用。
实验探究题是中考的必考题。以“重视基础、关注探究、联系实际，促进发展”为原则，将理论和实际相结合，以社会生活和社会热点为背景组织命题。从提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释或结论、反思与评价、表达与交流等几个环节进行考查。主要考查学生的阅读理解能力，猜想能力，获取与处理信息能力，实验方案的设计与评价能力，对实验现象、数据的分析与对比能力及分类比较、抽象、概括等科学方法的运用能力等，试题以中等或中等偏上难度为主，有较好的区分度。探究方案的设计和评价是未来中考命题的新趋势。
类型1 生成物成分的探究
►考向1：生成物成分的探究【例1】 (2021·咸宁)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的兴趣，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。
Mg(OH)2 MgO＋H2O
稀盐酸(或稀硝酸或稀硫酸)
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36.8 g，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3.6 g，装置D增重13.2 g。
【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
【方法归纳】解答此类试题需要围绕提出的问题，结合题目给的信息进行判断，一般按以下步骤进行：
(1)读题，找出实验中涉及的物质，写出有关反应的化学方程式。(2)明确探究目的，若探究滤液中溶质的成分，则不考虑生成的不溶物；若探究反应后固体的成分，则不考虑生成的气体或水。(3)提出反应后溶液的溶质成分的猜想：①一定有可溶性的生成物；②可能有参加反应的一种过量的反应物(不包含固体)；③参加反应的两种反应物一定不会同时存在。
因此一般只有三个可能性的猜想：猜想一：只有生成物；猜想二：生成物和反应物1；猜想三：生成物和反应物2。
注意：(1)对于含杂质的混合物与另一种物质反应，若杂质是不反应的不溶物，则反应后过滤的滤渣中一定存在该物质，若杂质是不反应的可溶物，则过滤后的滤液溶质中一定存在该物质。(2)若发生多个反应，还要考虑生成物与其他反应中可能过剩的反应物继续反应，再结合上述步骤综合判断，避免漏掉可能的猜想。
1.(2021·贺州)某化学兴趣小组在实验室探究碳酸钠溶液与稀盐酸的反应原理，请你一起完成实验探究。
实验一：在5 mL稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液，边滴边振荡，直至滴完5 mL碳酸钠溶液。现象：开始有气泡产生，一段时间后无气泡产生。写出碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式___________________________________。在反应后的溶液中加入2滴酚酞溶液，溶液变红，则反应后溶液中的溶质是________________。实验二：在5 mL碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，边滴边振荡，直至滴完5 mL稀盐酸。现象：整个实验过程无气泡产生。
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
Na2CO3和NaCl
【提出问题】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象为什么不一样呢？
【查阅资料】碳酸钠溶液与盐酸反应：①盐酸过量时，反应生成NaCl、CO2和H2O；②盐酸不足时，产物是NaCl和NaHCO3。
【假设猜想】实验二结束后，试管中溶液的溶质有哪些？
猜想1：NaCl、Na2CO3和NaHCO3；猜想2：NaCl和NaHCO3；猜想3：NaCl；猜想4：NaCl和HCl。小明认为猜想3和4明显不合理，理由是___________________________。
【实验探究】实验二结束后，将试管中溶液分成三等份，分别做下列三个实验：
CaCl2(可溶性钡盐或钙盐)
稀盐酸[硫酸、硝酸、醋酸或Ca(OH)2、Ba(OH)2]
气泡(选酸时)或有沉淀(选碱时)
【交流反思】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象和产物可能都不一样。
►考向2：物质变质的探究
【例2】 (2021·达州)九年级学生在5月份进行了实验操作考试，某实验室的老师准备实验药品时发现一瓶氢氧化钠固体未盖瓶塞。对于该固体是否变质，老师让三位同学通过实验来探究：【提出问题】氢氧化钠是否变质？变质程度如何？
【猜想与假设】猜想Ⅰ：没有变质，全部是NaOH；
猜想Ⅱ：部分变质，固体是NaOH和Na2CO3；猜想Ⅲ：全部变质，全部是Na2CO3。氢氧化钠变质的原因___________________________________________(用化学方程式表示)。
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
【设计并进行实验】取一定量的固体溶于水配制成溶液，分成三份，三位同学按照自己的方案进行以下实验：
①小王和小陈认为碳酸钠溶液也能使无色酚酞试液变红，因此小李的结论不正确。②经过讨论他们认为通过小王的实验不能得出样品中一定不含Na2CO3，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。
当氢氧化钠和碳酸钠同时存在时，少量稀盐酸先与氢氧化钠反应，也无明显现象
【得出结论】综合三位同学的实验操作和现象可以得出猜想________成立；实验结束后大家将废液倒入同一个废液缸内，观察到废液呈红色且有白色沉淀。为了不污染环境，他们向废液缸里加入一定量的稀盐酸后得到无色澄清溶液，所得溶液中溶质(酚酞除外)种类最多时，溶液中所含有的离子有_________________________(填离子符号)。
Na＋、Cl－、Ca2＋、H＋
(1)大家一致认为实验室的NaOH必须密封保存。(2)已知：①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，如果向NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，反应后所得溶液中溶质的组成有________种情况(不考虑CO2和H2CO3作溶质)。
【方法归纳】在了解变质的前提下，可以从未变质、部分变质、完全变质三个方面入手，对常见的NaOH、Ca(OH)2等变质问题探究如下：(1)首先确定变质的本质2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2OCa(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(2)确定各种变质情况的成分其他物质变质，如CaO变质为Ca(OH)2、CaCO3等；Na2O2变质为Na2CO3、NaOH等；铁粉缓慢氧化为氧化铁等，具体问题应具体分析。
2.某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钙固体的化学成分产生了兴趣，他们根据自己所学知识进行如下探究。
【提出问题】该瓶药品的化学成分是什么？【查阅资料】(1)氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应而变质。(2)氢氧化钙的溶解度曲线如图：
【猜想假设】猜想一：Ca(OH)2；
猜想二：______________________________；猜想三：CaCO3。
Ca(OH)2和CaCO3
【得出结论】甲同学认为猜想二正确。
(1)乙同学认为甲同学的结论不合理，他认为猜想________也可能正确，原因是___________________________________________________。(2)丙同学认为要想验证猜想二正确，还需做如下实验：取实验(1)中未溶解固体于试管中，向试管中滴加适量稀盐酸，如有_____________，则猜想二正确。
Ca(OH)2微溶于水，未溶解的固体可能只含Ca(OH)2
类型2 混合物成分的探究
【例3】 (2020·宜昌)国家对化学实验室废弃药品的处理有严格要求，处理的关键是确定其成分。某校化学实验室有一包固体废弃物，可能由铁粉、碳粉、碳酸钠、氧化铜、氯化钠、氢氧化钾中的一种或几种组成。为确定其成分，同学们取样进行了如下实验：
(1)操作I的名称是________。(2)向固体A中加入足量稀盐酸充分反应，没有气泡冒出，固体未完全溶解，溶液由无色变成蓝色，说明原废弃物中一定有________(填化学式，下同)，一定没有____，发生反应的化学方程式是__________________________。
CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O
步骤一：步骤二：取混合物D中的上层清液少许，滴加酚酞溶液，溶液变红。
(3)混合物D中有白色沉淀，则原废弃物中有________，发生反应的化学方程式是_________________________________________________。(4)向混合物D中加过量稀硝酸的现象是_______________________________，加入稀硝酸后一定发生反应的化学方程式是______________________________________________________________________________ (写一个)。(5)混合物F中有白色沉淀，其上层清液中一定含有的溶质是_____________________________________________________。
Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH
沉淀全部消失，有气泡冒出
NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O[或BaCO3＋2HNO3===Ba(NO3)2＋H2O＋CO2↑]
NaNO3、Ba(NO3)2、HNO3
(6)小鹏对实验二进行了反思，发现混合物D的上层清液中能使酚酞变红的物质的可能组合一共有________种，所以原废弃物中还有物质不能确认是否存在。为了确认其是否存在，且不影响其他物质的检验，需要对步骤一中某一种试剂的使用作出如下修改：_________________________________________________________________________________。
把Ba(OH)2溶液换成过量的Ba(NO3)2溶液[或过量的Ca(NO3)2溶液]
【方法归纳】解答此类探究题需要根据试题提供的物质，分析混合物中含有的成分是所提供的一部分还是全部，确定混合物可能含有的物质，然后对题干所给定的物质自由组合，如若由三种物质(A、B、C)组成，则可能的组合有：AB、AC、BC、ABC(必须排除组内能够直接发生反应的物质的组合)。
混合物成分探究的具体方法：
(1)针对固体混合物成分的探究①若检验是否有金属，可利用金属与酸(或盐)溶液能否反应产生气体，是否产生新金属或溶液颜色的变化来判断；②若检验金属氧化物，注意利用某些金属氧化物＋酸→盐＋H2O的性质，看金属氧化物溶于酸后溶液颜色的变化情况；③若检验碱或盐固体，则检验对应水溶液中阴、阳离子的存在或不溶物中的阴、阳离子(利用常见离子的特征化学反应检验)。
(2)针对液体混合物成分的探究：可以通过检验构成物质的阴、阳离子的特征现象来确定。
(3)针对气体混合物成分的探究①常结合气体的性质探究，如将CO2通入紫色石蕊溶液中能使溶液变红或通入澄清石灰水中能使溶液变浑浊；水蒸气可以使无水硫酸铜变蓝；NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；HCl气体遇AgNO3溶液产生不溶于酸的白色沉淀等；②将某些气体转化为能与其他物质反应且产生明显现象的物质探究，如CO通过灼热的氧化铜，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊等。
3.(2021·恩施)古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】(1)铜锌合金(又称：假黄金)外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。
(2)标准状况下，氢气密度ρ＝0.09 g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。
有红色固体析出，溶液由蓝色变成无色
【实验结论】该面具是假黄金。
【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数，小明同学利用上述方案二设计了如下实验：Ⅰ.按如图所示组装实验装置，并______________________________。Ⅱ.向锥形瓶中加入5.0 g黄金面具样品，注射器中吸入25 mL稀硫酸。
Ⅲ.将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸至不再产生气泡后，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)如下表：
(1)上表中的数据x＝________。
(2)分析数据，完全反应后生成氢气的体积V＝________mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数w1＝________。
(1)小红对小明的方案和数据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：________→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数(w2)。(2)鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。
【表达交流】w1和w2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由____________________________ ______________________________________________________________。
从锥形瓶中逸出的氧气中含有部分水蒸气
类型3 标签破损的相关探究
【例4】 化学实验探究总是能引起同学们的兴趣。某化学兴趣小组在实验室做实验时发现了一瓶标签缺损的溶液，如图1。为了确定其溶质成分，同学们进行了如下探究。
【提出猜想】猜想一：NaCl；猜想二：Na2CO3；猜想三：NaHCO3；猜想四：NaOH。
小明取少量溶液样品于试管中，用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，读取数据，pH＝9，得出结论：猜想四成立。小王认为小明的结论不准确，理由是______________________________________。从小明的实验结果中可以判断出猜想________一定是错误的。
碳酸钠和碳酸氢钠溶液也显碱性
【设计实验二】小红取适量稀盐酸于试管中，滴加少量此溶液，溶液中产生气泡，于是认为猜想二正确。小王认为仍然不能确定，理由是___________________________________________________________ 。
【查阅资料】常温下，碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度见下表：
碳酸氢钠溶液也能与盐酸反应产生气体
【分析结论】从资料显示的数据，再结合药品的标签，可以判断猜想______不正确，理由是__________________________________________________。
碳酸氢钠常温下溶解度为9.6 g，不能得到12%的溶液
【问题交流】(1)Na2CO3和 NaHCO3在生活中被称为“苏打兄弟”，其中NaHCO3在生活中可用来______________(写出一条即可)。
(2)Na2CO3在空气中长期放置，会吸收空气中的水蒸气和另一种气体而转变成NaHCO3。请你写出反应的化学方程式_______________________________。
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
兴趣小组和老师一起继续实验，将盐酸滴加到Na2CO3溶液中进行反应，并用数字化实验装置——pH传感器测定了溶液中pH的变化。采集数据得到曲线，如图2所示。(3)0～50 s时，同学们观察到溶液中并没有想象中的气泡产生，请你写出AB段发生反应的化学方程式_____________________________________。
Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
(4)B点溶液pH大于7，是因为__________(填物质名称)的水溶液呈碱性。
(5)C点所得溶液的溶质是____________。【方法归纳】解答此类题型需要注意：(1)根据药品柜摆放顺序规律判断物质的种类(单质、氧化物、酸、碱、盐)。(2)关注标签包含的信息。①液体(包括溶液)药品标签：名称、化学式、溶质质量分数等。②固体药品标签：名称和化学式。
(3)借助破损标签上的名称(或化学式)和溶质质量分数排除不符合标签内容的物质。
①名称：排除不符合命名的药品。如借助“酸钠”可排除氯化钠。②化学式：排除与化学式中元素符号、下标不符合的物质。如借助“Na2”可排除NaCl、NaNO3、NaHCO3等。③质量分数或溶质质量分数：排除与质量分数不符合的物质，如H2O为纯净物；或利用溶解度数值计算饱和溶液的溶质质量分数，再用饱和溶液溶质质量分数与标签上溶质质量分数进行比较。④药品的物理特性(颜色、气味)：含Cu2＋的溶液为蓝色，含Fe3＋的溶液为黄色，含Fe2＋的溶液为浅绿色，过磷酸钙、钙镁磷肥为灰白色，NH4HCO3常温下有氨味等。
4.(2020·泰安)某同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液(如图甲所示)，经实验员分析可知，原瓶溶液中的溶质可能是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种，为确定溶液中的溶质，他设计并进行了如下探究活动。
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下：
如图乙所示，在操作①后可确定溶质不是NaCl，则实验现象应是______________；在进行操作②时有无色无味气体产生，由此又可排除的物质是_____________________________________________。
NaOH(或氢氧化钠)
【探究结论】分析四种物质的相关信息，你认为该溶液中的溶质可能是上述四种物质中的_____________________，你的判断依据是______________ ______________________________________________________________。若上述探究结论是正确的，操作②发生反应的化学方程式为_____________________________________。
【讨论质疑】有同学认为以上分析不严密，需要进一步通过实验确定，于是又进行了如下探究。【实验探究2】向操作①后试管中的溶液中滴加过量CaCl2溶液(中性)，充分反应后，试管中溶液颜色不变但有白色沉淀产生。
Na2CO3(或碳酸钠)
碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数不可能达到10%，而碳酸钠溶液可以
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
【得出结论】通过实验探究2可确定原瓶溶液中的溶质应该是__________________________________________________________。 【反思拓展】造成该溶液出现上述实验现象的原因是___________________ ______________________(用化学方程式表示)。
2NaOH＋CO2===
类型4 物质性质的探究
有关物质性质的探究主要考虑以下两个方面的性质：(1)溶液的酸碱性。(2)常见物质的特征化学性质﹐如酸与活泼金属单质、金属氧化物、盐、碱等反应；碳酸氢钠的热稳定性；CO的还原性、可燃性等。
►考向1：金属性质的探究
【例5】 婷婷和玉丽同学帮助实验老师整理化学药品时，发现分别放在两个试剂瓶中的两片用砂纸磨得光亮的银白色金属X、Y未贴标签，实验老师只知道X、Y是银和铁，因此，两位同学对这两种金属的活动性顺序进行实验探究。(1)进行猜想：①婷婷同学猜想：金属X较活泼；②玉丽同学猜想：金属Y较活泼。
(2)设计实验方案进行实验，完成如下实验报告，并回答后续有关问题。
(3)根据实验结果说明Y就是________。实验室急需一定量的Y粉末，李玉同学认为可用现有的X金属粉末和Y的盐溶液、蒸馏水等药品，配以必要的仪器来制得，原因是____________________________(用化学方程式表示)。(4)实验老师经实验分析得知制得的Y粉末中含有未反应完的X粉末，若用物理方法将杂质X粉末除去，则可用____________________；若用化学方法将杂质X粉末除去，两个同学经讨论、交流，一致认为可选用的除杂试剂是_________________________。
2AgNO3＋Fe===2Ag＋Fe(NO3)2
5.(2021·贵阳)人类的生产、生活离不开金属材料。金属材料的应用推动了社会发展。
(1)甲同学通过查阅资料知道铜锌合金俗称黄铜。黄铜属于________(填“混合物”或“纯净物”)，用黄铜作为建党100周年颁发的“光荣在党50年”纪念章的制作材料，利用了黄铜_____________________________的优点。
有金属光泽、耐腐蚀、硬度大
(2)乙同学通过实验研究铁的性质，如图1所示。①做如图A的实验，未观察到剧烈燃烧，火星四射的现象，其原因可能是______________________(写一条)。②若B中为稀盐酸，反应的化学方程式为___________________________。③若B中为水，一周后，观察到的现象是______________。
氧气不足(或铁丝未打磨)
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
(3)丙同学通过实验探究镁、锌、铁与稀盐酸的反应。①镁、锌、铁与稀盐酸的反应都属于____________反应(填基本反应类型)。②实验中镁与稀盐酸反应的试管外壁发烫，结合图2分析，镁与稀盐酸反应产生氢气的速率随时间变化的原因______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
t1～t2时间段由于镁与稀盐酸反应是放热反应，溶液温度升高，产生氢气的速率增大；t2后随着反应进行，稀盐酸浓度下降，产生氢气的速率减小
(4)丁同学通过实验探究镁和铜的活动性丁同学查阅资料获知：配制硫酸铜溶液时，常加入少量硫酸。
【拓展提升】若实验前加入的镁条质量为a g，反应一段时间后过滤，将所得固体洗涤，干燥，称其质量仍为a g，则生成的气体与铜的质量比为________。
►考向2：酸碱盐性质的探究
【例6】 (2021·长春)某化学兴趣小组绘制碱的化学性质，设计实验如下：同学们选取四种碱来验证碱的化学性质，设计实验如下：
(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，同学们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________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O
【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。
猜想二：溶质为NaOH和________；猜想三：溶质为NaOH和Ba(OH)2。
【猜想与假设】猜想一：溶质只有NaOH；
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。
(1)检验溶液酸碱性的常用方法有：①与酸碱指示剂作用；②用pH试纸测定其pH。(2)物质的特征化学性质的探究需选择合适的试剂与该物质反应，且有明显的特殊现象，如产生沉淀、气体或颜色变化等。
对物质的某一性质进行验证，往往利用其溶解时的吸放热现象、与酸碱指示剂的变色反应等特征。
通过实验探究的现象推出结论并结合过程及原因作出分析。
6.(2021·龙东)碳酸钠在生活中有广泛的用途，某化学兴趣小组同学为探究碳酸钠的化学性质，进行了如下实验：
向盛有适量碳酸钠溶液的四支试管中分别加入下列试剂，实验现象记录如下：
试管3中发生反应的化学方程式为____________________________________。化学兴趣小组的同学对反应后溶液中溶质的成分进一步探究：小组同学将试管3中的物质过滤，得到滤液A。
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
【提出问题】滤液A中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】猜想一：NaOH；猜想二：NaOH和Na2CO3；猜想三：__________________________；猜想四：NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2。
NaOH和Ca(OH)2
(1)小组讨论：有同学认为猜想四不成立，原因是_____________________________________________________________________。(2)甲、乙两位同学分别用不同的方法进行实验：
溶液中碳酸钠和氢氧化钙不能共存
(1)碳酸钠溶液呈________性，可以和盐酸、氢氧化钙、氯化钡等物质发生反应。(2)要验证反应后物质的成分，既要考虑生成物，还应考虑________________。
类型5 无明显化学反应现象的探究
【例7】 (2021·辽阳)许多化学反应无明显现象，氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应就是其中之一。
【提出问题】怎样证明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应？
【实验设计】同学们写出该反应的化学方程式____________________________，并根据该反应原理分别设计了图一、图二两个实验。
(1)第一组同学按图一所示，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。第二小组同学认为该实验不严谨，理由是________________________________________________。于是同学们将该装置中氢氧化钠溶液换成_____________，做了对比实验，证明二者发生了反应。(2)第二组同学按图二所示，先将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到_______________________________________________________________，也证明二者发生了反应。
二氧化碳溶于水也会产生相同现象(合理即可)
稀盐酸被吸入集气瓶中，集气瓶中产生大量气泡
【拓展延伸】同学们经过反思，设计并进行了图三所示的实验，观察到瓶中产生______________，再次证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。
【归纳总结】通过以上实验，同学们经过讨论，认为对于无明显现象的化学反应，可以通过检验反应物减少和_______________两个不同的角度证明反应的发生。
【废液处理】实验结束后，同学们将上述实验中所有物质倒入同一洁净的烧杯中，得到无色澄清溶液，测得溶液的pH<7且含有毒的钡离子。从环保的角度考虑，需要向烧杯中加入适量的______________________(填一种具体物质)，将废液处理达标后再排放。
7.(2020·江西)某班同学取用总质量相同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 2Cu＋CO2↑，理论上碳和氧化铜的质量比为________(填最简整数比)。
【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(不考虑其中的杂质)，分别进行实验，部分实验现象记录如下：
(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______________________________________________________________________。
黑色固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色
【反思评价】分析发现，实验5中mC∶mCuO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)。
2C＋O2 2CO(或C＋O2 CO2、C＋CO2 2CO)
类型6 组合实验探究
【例8】 (2020·孝感)线上化学课堂中，老师演示了“吹气生火”实验，他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上用导管吹气，脱脂棉燃烧了起来。同学们对该实验产生了浓厚兴趣，复学后进行了脱脂棉燃烧原因的探究。探究一：脱脂棉燃烧的原因。
【作出猜想】根据燃烧条件分析：①脱脂棉是可燃物；②吹出的气体可能与过氧化钠反应生成了氧气：③反应放出热量，满足了温度达到脱脂棉的________。
【进行实验】在如图所示装置中，向过氧化钠粉末中不断吹气，观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白色，在导管口P处放置_____________，木条复燃，说明试管内生成了氧气；同时还观察到_______________________，说明反应还放出了热量。
【得出结论】吹出的气体与过氧化钠反应生成了氧气，同时反应放出热量，满足了脱脂棉燃烧的条件。
烧杯内导管口有气泡冒出
【查阅资料】①吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气；②过氧化钠与氮气不反应。
探究二：试管内残留白色固体的成分。
【作出猜想】猜想1：CO2参加反应，固体成分是Na2CO3；
猜想2：H2O参加反应，固体成分是NaOH；猜想3：CO2和H2O均参加反应，固体成分是Na2CO3和NaOH。
氢氧化钠(或NaOH)
【实验结论】过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应，猜想3正确。请写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式____________________________。
A.二氧化碳灭火器B.细沙C.水基型灭火器
【拓展延伸】化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用________(填字母序号)灭火。
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
8.(2021·大庆)已知Mg能在CO2中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO2中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：
【查阅资料】①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。②Na2CO3溶液显碱性；CaCl2溶液显中性。
步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO2气体。步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO2中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。
(1)为获得纯净的CO2，可利用装置B除去CO2中混有的________；装置C中盛放的试剂是________。(2)步骤2中生成的黑色固体成分是________。
【初步结论】Na能在CO2中燃烧。
【提出问题】白色物质是什么？
【猜想与假设】猜想一：氧化钠；猜想二：碳酸钠；猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；猜想四：氢氧化钠。
(3)大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是_____________________。
【实验探究二】对白色物质进行实验探究，方案设计如下：
方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出。结论：白色物质中一定有________。方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。
(4)甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是__________________________________________________________。(5)请将方案2结论补充完整：________(填化学式)。(6)方案3中加入过量CaCl2溶液的目的是将碳酸钠完全除去。写出此反应的化学方程式____________________________________________。
碳酸钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红色
CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
(7)综上所述，你认为猜想________成立。(8)请写出Na在CO2中燃烧的化学方程式_______________________________。
4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C
实验探究题是中考的必考题。以“重视基础、关注探究、联系实际，促进发展”为原则，将理论和实际相结合，以社会生活和社会热点为背景组织命题。从提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释或结论、反思与评价、表达与交流等几个环节进行考查。主要考查学生的阅读理解能力，猜想能力，获取与处理信息能力，实验方案的设计与评价能力，对实验现象、数据的分析与对比能力及分类比较、抽象、概括等科学方法的运用能力等，试题以中等或中等偏上难度为主，有较好的区分度。探究方案的设计和评价是未来中考命题的新趋势。
类型1 生成物成分的探究
►考向1：生成物成分的探究【例1】 (2021·咸宁)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的兴趣，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。
Mg(OH)2 MgO＋H2O
稀盐酸(或稀硝酸或稀硫酸)
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36.8 g，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3.6 g，装置D增重13.2 g。
【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
【方法归纳】解答此类试题需要围绕提出的问题，结合题目给的信息进行判断，一般按以下步骤进行：
(1)读题，找出实验中涉及的物质，写出有关反应的化学方程式。(2)明确探究目的，若探究滤液中溶质的成分，则不考虑生成的不溶物；若探究反应后固体的成分，则不考虑生成的气体或水。(3)提出反应后溶液的溶质成分的猜想：①一定有可溶性的生成物；②可能有参加反应的一种过量的反应物(不包含固体)；③参加反应的两种反应物一定不会同时存在。
因此一般只有三个可能性的猜想：猜想一：只有生成物；猜想二：生成物和反应物1；猜想三：生成物和反应物2。
注意：(1)对于含杂质的混合物与另一种物质反应，若杂质是不反应的不溶物，则反应后过滤的滤渣中一定存在该物质，若杂质是不反应的可溶物，则过滤后的滤液溶质中一定存在该物质。(2)若发生多个反应，还要考虑生成物与其他反应中可能过剩的反应物继续反应，再结合上述步骤综合判断，避免漏掉可能的猜想。
1.(2021·贺州)某化学兴趣小组在实验室探究碳酸钠溶液与稀盐酸的反应原理，请你一起完成实验探究。
实验一：在5 mL稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液，边滴边振荡，直至滴完5 mL碳酸钠溶液。现象：开始有气泡产生，一段时间后无气泡产生。写出碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式___________________________________。在反应后的溶液中加入2滴酚酞溶液，溶液变红，则反应后溶液中的溶质是________________。实验二：在5 mL碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，边滴边振荡，直至滴完5 mL稀盐酸。现象：整个实验过程无气泡产生。
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
Na2CO3和NaCl
【提出问题】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象为什么不一样呢？
【查阅资料】碳酸钠溶液与盐酸反应：①盐酸过量时，反应生成NaCl、CO2和H2O；②盐酸不足时，产物是NaCl和NaHCO3。
【假设猜想】实验二结束后，试管中溶液的溶质有哪些？
猜想1：NaCl、Na2CO3和NaHCO3；猜想2：NaCl和NaHCO3；猜想3：NaCl；猜想4：NaCl和HCl。小明认为猜想3和4明显不合理，理由是___________________________。
【实验探究】实验二结束后，将试管中溶液分成三等份，分别做下列三个实验：
CaCl2(可溶性钡盐或钙盐)
稀盐酸[硫酸、硝酸、醋酸或Ca(OH)2、Ba(OH)2]
气泡(选酸时)或有沉淀(选碱时)
【交流反思】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象和产物可能都不一样。
►考向2：物质变质的探究
【例2】 (2021·达州)九年级学生在5月份进行了实验操作考试，某实验室的老师准备实验药品时发现一瓶氢氧化钠固体未盖瓶塞。对于该固体是否变质，老师让三位同学通过实验来探究：【提出问题】氢氧化钠是否变质？变质程度如何？
【猜想与假设】猜想Ⅰ：没有变质，全部是NaOH；
猜想Ⅱ：部分变质，固体是NaOH和Na2CO3；猜想Ⅲ：全部变质，全部是Na2CO3。氢氧化钠变质的原因___________________________________________(用化学方程式表示)。
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
【设计并进行实验】取一定量的固体溶于水配制成溶液，分成三份，三位同学按照自己的方案进行以下实验：
①小王和小陈认为碳酸钠溶液也能使无色酚酞试液变红，因此小李的结论不正确。②经过讨论他们认为通过小王的实验不能得出样品中一定不含Na2CO3，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。
当氢氧化钠和碳酸钠同时存在时，少量稀盐酸先与氢氧化钠反应，也无明显现象
【得出结论】综合三位同学的实验操作和现象可以得出猜想________成立；实验结束后大家将废液倒入同一个废液缸内，观察到废液呈红色且有白色沉淀。为了不污染环境，他们向废液缸里加入一定量的稀盐酸后得到无色澄清溶液，所得溶液中溶质(酚酞除外)种类最多时，溶液中所含有的离子有_________________________(填离子符号)。
Na＋、Cl－、Ca2＋、H＋
(1)大家一致认为实验室的NaOH必须密封保存。(2)已知：①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，如果向NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，反应后所得溶液中溶质的组成有________种情况(不考虑CO2和H2CO3作溶质)。
【方法归纳】在了解变质的前提下，可以从未变质、部分变质、完全变质三个方面入手，对常见的NaOH、Ca(OH)2等变质问题探究如下：(1)首先确定变质的本质2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2OCa(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(2)确定各种变质情况的成分其他物质变质，如CaO变质为Ca(OH)2、CaCO3等；Na2O2变质为Na2CO3、NaOH等；铁粉缓慢氧化为氧化铁等，具体问题应具体分析。
2.某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钙固体的化学成分产生了兴趣，他们根据自己所学知识进行如下探究。
【提出问题】该瓶药品的化学成分是什么？【查阅资料】(1)氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应而变质。(2)氢氧化钙的溶解度曲线如图：
【猜想假设】猜想一：Ca(OH)2；
猜想二：______________________________；猜想三：CaCO3。
Ca(OH)2和CaCO3
【得出结论】甲同学认为猜想二正确。
(1)乙同学认为甲同学的结论不合理，他认为猜想________也可能正确，原因是___________________________________________________。(2)丙同学认为要想验证猜想二正确，还需做如下实验：取实验(1)中未溶解固体于试管中，向试管中滴加适量稀盐酸，如有_____________，则猜想二正确。
Ca(OH)2微溶于水，未溶解的固体可能只含Ca(OH)2
类型2 混合物成分的探究
【例3】 (2020·宜昌)国家对化学实验室废弃药品的处理有严格要求，处理的关键是确定其成分。某校化学实验室有一包固体废弃物，可能由铁粉、碳粉、碳酸钠、氧化铜、氯化钠、氢氧化钾中的一种或几种组成。为确定其成分，同学们取样进行了如下实验：
(1)操作I的名称是________。(2)向固体A中加入足量稀盐酸充分反应，没有气泡冒出，固体未完全溶解，溶液由无色变成蓝色，说明原废弃物中一定有________(填化学式，下同)，一定没有____，发生反应的化学方程式是__________________________。
CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O
步骤一：步骤二：取混合物D中的上层清液少许，滴加酚酞溶液，溶液变红。
(3)混合物D中有白色沉淀，则原废弃物中有________，发生反应的化学方程式是_________________________________________________。(4)向混合物D中加过量稀硝酸的现象是_______________________________，加入稀硝酸后一定发生反应的化学方程式是______________________________________________________________________________ (写一个)。(5)混合物F中有白色沉淀，其上层清液中一定含有的溶质是_____________________________________________________。
Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH
沉淀全部消失，有气泡冒出
NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O[或BaCO3＋2HNO3===Ba(NO3)2＋H2O＋CO2↑]
NaNO3、Ba(NO3)2、HNO3
(6)小鹏对实验二进行了反思，发现混合物D的上层清液中能使酚酞变红的物质的可能组合一共有________种，所以原废弃物中还有物质不能确认是否存在。为了确认其是否存在，且不影响其他物质的检验，需要对步骤一中某一种试剂的使用作出如下修改：_________________________________________________________________________________。
把Ba(OH)2溶液换成过量的Ba(NO3)2溶液[或过量的Ca(NO3)2溶液]
【方法归纳】解答此类探究题需要根据试题提供的物质，分析混合物中含有的成分是所提供的一部分还是全部，确定混合物可能含有的物质，然后对题干所给定的物质自由组合，如若由三种物质(A、B、C)组成，则可能的组合有：AB、AC、BC、ABC(必须排除组内能够直接发生反应的物质的组合)。
混合物成分探究的具体方法：
(1)针对固体混合物成分的探究①若检验是否有金属，可利用金属与酸(或盐)溶液能否反应产生气体，是否产生新金属或溶液颜色的变化来判断；②若检验金属氧化物，注意利用某些金属氧化物＋酸→盐＋H2O的性质，看金属氧化物溶于酸后溶液颜色的变化情况；③若检验碱或盐固体，则检验对应水溶液中阴、阳离子的存在或不溶物中的阴、阳离子(利用常见离子的特征化学反应检验)。
(2)针对液体混合物成分的探究：可以通过检验构成物质的阴、阳离子的特征现象来确定。
(3)针对气体混合物成分的探究①常结合气体的性质探究，如将CO2通入紫色石蕊溶液中能使溶液变红或通入澄清石灰水中能使溶液变浑浊；水蒸气可以使无水硫酸铜变蓝；NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；HCl气体遇AgNO3溶液产生不溶于酸的白色沉淀等；②将某些气体转化为能与其他物质反应且产生明显现象的物质探究，如CO通过灼热的氧化铜，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊等。
3.(2021·恩施)古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】(1)铜锌合金(又称：假黄金)外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。
(2)标准状况下，氢气密度ρ＝0.09 g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。
有红色固体析出，溶液由蓝色变成无色
【实验结论】该面具是假黄金。
【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数，小明同学利用上述方案二设计了如下实验：Ⅰ.按如图所示组装实验装置，并______________________________。Ⅱ.向锥形瓶中加入5.0 g黄金面具样品，注射器中吸入25 mL稀硫酸。
Ⅲ.将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸至不再产生气泡后，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)如下表：
(1)上表中的数据x＝________。
(2)分析数据，完全反应后生成氢气的体积V＝________mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数w1＝________。
(1)小红对小明的方案和数据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：________→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数(w2)。(2)鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。
【表达交流】w1和w2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由____________________________ ______________________________________________________________。
从锥形瓶中逸出的氧气中含有部分水蒸气
类型3 标签破损的相关探究
【例4】 化学实验探究总是能引起同学们的兴趣。某化学兴趣小组在实验室做实验时发现了一瓶标签缺损的溶液，如图1。为了确定其溶质成分，同学们进行了如下探究。
【提出猜想】猜想一：NaCl；猜想二：Na2CO3；猜想三：NaHCO3；猜想四：NaOH。
小明取少量溶液样品于试管中，用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，读取数据，pH＝9，得出结论：猜想四成立。小王认为小明的结论不准确，理由是______________________________________。从小明的实验结果中可以判断出猜想________一定是错误的。
碳酸钠和碳酸氢钠溶液也显碱性
【设计实验二】小红取适量稀盐酸于试管中，滴加少量此溶液，溶液中产生气泡，于是认为猜想二正确。小王认为仍然不能确定，理由是___________________________________________________________ 。
【查阅资料】常温下，碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度见下表：
碳酸氢钠溶液也能与盐酸反应产生气体
【分析结论】从资料显示的数据，再结合药品的标签，可以判断猜想______不正确，理由是__________________________________________________。
碳酸氢钠常温下溶解度为9.6 g，不能得到12%的溶液
【问题交流】(1)Na2CO3和 NaHCO3在生活中被称为“苏打兄弟”，其中NaHCO3在生活中可用来______________(写出一条即可)。
(2)Na2CO3在空气中长期放置，会吸收空气中的水蒸气和另一种气体而转变成NaHCO3。请你写出反应的化学方程式_______________________________。
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
兴趣小组和老师一起继续实验，将盐酸滴加到Na2CO3溶液中进行反应，并用数字化实验装置——pH传感器测定了溶液中pH的变化。采集数据得到曲线，如图2所示。(3)0～50 s时，同学们观察到溶液中并没有想象中的气泡产生，请你写出AB段发生反应的化学方程式_____________________________________。
Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
(4)B点溶液pH大于7，是因为__________(填物质名称)的水溶液呈碱性。
(5)C点所得溶液的溶质是____________。【方法归纳】解答此类题型需要注意：(1)根据药品柜摆放顺序规律判断物质的种类(单质、氧化物、酸、碱、盐)。(2)关注标签包含的信息。①液体(包括溶液)药品标签：名称、化学式、溶质质量分数等。②固体药品标签：名称和化学式。
(3)借助破损标签上的名称(或化学式)和溶质质量分数排除不符合标签内容的物质。
①名称：排除不符合命名的药品。如借助“酸钠”可排除氯化钠。②化学式：排除与化学式中元素符号、下标不符合的物质。如借助“Na2”可排除NaCl、NaNO3、NaHCO3等。③质量分数或溶质质量分数：排除与质量分数不符合的物质，如H2O为纯净物；或利用溶解度数值计算饱和溶液的溶质质量分数，再用饱和溶液溶质质量分数与标签上溶质质量分数进行比较。④药品的物理特性(颜色、气味)：含Cu2＋的溶液为蓝色，含Fe3＋的溶液为黄色，含Fe2＋的溶液为浅绿色，过磷酸钙、钙镁磷肥为灰白色，NH4HCO3常温下有氨味等。
4.(2020·泰安)某同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液(如图甲所示)，经实验员分析可知，原瓶溶液中的溶质可能是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种，为确定溶液中的溶质，他设计并进行了如下探究活动。
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下：
如图乙所示，在操作①后可确定溶质不是NaCl，则实验现象应是______________；在进行操作②时有无色无味气体产生，由此又可排除的物质是_____________________________________________。
NaOH(或氢氧化钠)
【探究结论】分析四种物质的相关信息，你认为该溶液中的溶质可能是上述四种物质中的_____________________，你的判断依据是______________ ______________________________________________________________。若上述探究结论是正确的，操作②发生反应的化学方程式为_____________________________________。
【讨论质疑】有同学认为以上分析不严密，需要进一步通过实验确定，于是又进行了如下探究。【实验探究2】向操作①后试管中的溶液中滴加过量CaCl2溶液(中性)，充分反应后，试管中溶液颜色不变但有白色沉淀产生。
Na2CO3(或碳酸钠)
碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数不可能达到10%，而碳酸钠溶液可以
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
【得出结论】通过实验探究2可确定原瓶溶液中的溶质应该是__________________________________________________________。 【反思拓展】造成该溶液出现上述实验现象的原因是___________________ ______________________(用化学方程式表示)。
2NaOH＋CO2===
类型4 物质性质的探究
有关物质性质的探究主要考虑以下两个方面的性质：(1)溶液的酸碱性。(2)常见物质的特征化学性质﹐如酸与活泼金属单质、金属氧化物、盐、碱等反应；碳酸氢钠的热稳定性；CO的还原性、可燃性等。
►考向1：金属性质的探究
【例5】 婷婷和玉丽同学帮助实验老师整理化学药品时，发现分别放在两个试剂瓶中的两片用砂纸磨得光亮的银白色金属X、Y未贴标签，实验老师只知道X、Y是银和铁，因此，两位同学对这两种金属的活动性顺序进行实验探究。(1)进行猜想：①婷婷同学猜想：金属X较活泼；②玉丽同学猜想：金属Y较活泼。
(2)设计实验方案进行实验，完成如下实验报告，并回答后续有关问题。
(3)根据实验结果说明Y就是________。实验室急需一定量的Y粉末，李玉同学认为可用现有的X金属粉末和Y的盐溶液、蒸馏水等药品，配以必要的仪器来制得，原因是____________________________(用化学方程式表示)。(4)实验老师经实验分析得知制得的Y粉末中含有未反应完的X粉末，若用物理方法将杂质X粉末除去，则可用____________________；若用化学方法将杂质X粉末除去，两个同学经讨论、交流，一致认为可选用的除杂试剂是_________________________。
2AgNO3＋Fe===2Ag＋Fe(NO3)2
5.(2021·贵阳)人类的生产、生活离不开金属材料。金属材料的应用推动了社会发展。
(1)甲同学通过查阅资料知道铜锌合金俗称黄铜。黄铜属于________(填“混合物”或“纯净物”)，用黄铜作为建党100周年颁发的“光荣在党50年”纪念章的制作材料，利用了黄铜_____________________________的优点。
有金属光泽、耐腐蚀、硬度大
(2)乙同学通过实验研究铁的性质，如图1所示。①做如图A的实验，未观察到剧烈燃烧，火星四射的现象，其原因可能是______________________(写一条)。②若B中为稀盐酸，反应的化学方程式为___________________________。③若B中为水，一周后，观察到的现象是______________。
氧气不足(或铁丝未打磨)
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
(3)丙同学通过实验探究镁、锌、铁与稀盐酸的反应。①镁、锌、铁与稀盐酸的反应都属于____________反应(填基本反应类型)。②实验中镁与稀盐酸反应的试管外壁发烫，结合图2分析，镁与稀盐酸反应产生氢气的速率随时间变化的原因______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
t1～t2时间段由于镁与稀盐酸反应是放热反应，溶液温度升高，产生氢气的速率增大；t2后随着反应进行，稀盐酸浓度下降，产生氢气的速率减小
(4)丁同学通过实验探究镁和铜的活动性丁同学查阅资料获知：配制硫酸铜溶液时，常加入少量硫酸。
【拓展提升】若实验前加入的镁条质量为a g，反应一段时间后过滤，将所得固体洗涤，干燥，称其质量仍为a g，则生成的气体与铜的质量比为________。
►考向2：酸碱盐性质的探究
【例6】 (2021·长春)某化学兴趣小组绘制碱的化学性质，设计实验如下：同学们选取四种碱来验证碱的化学性质，设计实验如下：
(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，同学们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________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O
【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。
猜想二：溶质为NaOH和________；猜想三：溶质为NaOH和Ba(OH)2。
【猜想与假设】猜想一：溶质只有NaOH；
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。
(1)检验溶液酸碱性的常用方法有：①与酸碱指示剂作用；②用pH试纸测定其pH。(2)物质的特征化学性质的探究需选择合适的试剂与该物质反应，且有明显的特殊现象，如产生沉淀、气体或颜色变化等。
对物质的某一性质进行验证，往往利用其溶解时的吸放热现象、与酸碱指示剂的变色反应等特征。
通过实验探究的现象推出结论并结合过程及原因作出分析。
6.(2021·龙东)碳酸钠在生活中有广泛的用途，某化学兴趣小组同学为探究碳酸钠的化学性质，进行了如下实验：
向盛有适量碳酸钠溶液的四支试管中分别加入下列试剂，实验现象记录如下：
试管3中发生反应的化学方程式为____________________________________。化学兴趣小组的同学对反应后溶液中溶质的成分进一步探究：小组同学将试管3中的物质过滤，得到滤液A。
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
【提出问题】滤液A中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】猜想一：NaOH；猜想二：NaOH和Na2CO3；猜想三：__________________________；猜想四：NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2。
NaOH和Ca(OH)2
(1)小组讨论：有同学认为猜想四不成立，原因是_____________________________________________________________________。(2)甲、乙两位同学分别用不同的方法进行实验：
溶液中碳酸钠和氢氧化钙不能共存
(1)碳酸钠溶液呈________性，可以和盐酸、氢氧化钙、氯化钡等物质发生反应。(2)要验证反应后物质的成分，既要考虑生成物，还应考虑________________。
类型5 无明显化学反应现象的探究
【例7】 (2021·辽阳)许多化学反应无明显现象，氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应就是其中之一。
【提出问题】怎样证明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应？
【实验设计】同学们写出该反应的化学方程式____________________________，并根据该反应原理分别设计了图一、图二两个实验。
(1)第一组同学按图一所示，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。第二小组同学认为该实验不严谨，理由是________________________________________________。于是同学们将该装置中氢氧化钠溶液换成_____________，做了对比实验，证明二者发生了反应。(2)第二组同学按图二所示，先将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到_______________________________________________________________，也证明二者发生了反应。
二氧化碳溶于水也会产生相同现象(合理即可)
稀盐酸被吸入集气瓶中，集气瓶中产生大量气泡
【拓展延伸】同学们经过反思，设计并进行了图三所示的实验，观察到瓶中产生______________，再次证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。
【归纳总结】通过以上实验，同学们经过讨论，认为对于无明显现象的化学反应，可以通过检验反应物减少和_______________两个不同的角度证明反应的发生。
【废液处理】实验结束后，同学们将上述实验中所有物质倒入同一洁净的烧杯中，得到无色澄清溶液，测得溶液的pH<7且含有毒的钡离子。从环保的角度考虑，需要向烧杯中加入适量的______________________(填一种具体物质)，将废液处理达标后再排放。
7.(2020·江西)某班同学取用总质量相同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 2Cu＋CO2↑，理论上碳和氧化铜的质量比为________(填最简整数比)。
【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(不考虑其中的杂质)，分别进行实验，部分实验现象记录如下：
(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______________________________________________________________________。
黑色固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色
【反思评价】分析发现，实验5中mC∶mCuO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)。
2C＋O2 2CO(或C＋O2 CO2、C＋CO2 2CO)
类型6 组合实验探究
【例8】 (2020·孝感)线上化学课堂中，老师演示了“吹气生火”实验，他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上用导管吹气，脱脂棉燃烧了起来。同学们对该实验产生了浓厚兴趣，复学后进行了脱脂棉燃烧原因的探究。探究一：脱脂棉燃烧的原因。
【作出猜想】根据燃烧条件分析：①脱脂棉是可燃物；②吹出的气体可能与过氧化钠反应生成了氧气：③反应放出热量，满足了温度达到脱脂棉的________。
【进行实验】在如图所示装置中，向过氧化钠粉末中不断吹气，观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白色，在导管口P处放置_____________，木条复燃，说明试管内生成了氧气；同时还观察到_______________________，说明反应还放出了热量。
【得出结论】吹出的气体与过氧化钠反应生成了氧气，同时反应放出热量，满足了脱脂棉燃烧的条件。
烧杯内导管口有气泡冒出
【查阅资料】①吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气；②过氧化钠与氮气不反应。
探究二：试管内残留白色固体的成分。
【作出猜想】猜想1：CO2参加反应，固体成分是Na2CO3；
猜想2：H2O参加反应，固体成分是NaOH；猜想3：CO2和H2O均参加反应，固体成分是Na2CO3和NaOH。
氢氧化钠(或NaOH)
【实验结论】过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应，猜想3正确。请写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式____________________________。
A.二氧化碳灭火器B.细沙C.水基型灭火器
【拓展延伸】化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用________(填字母序号)灭火。
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
8.(2021·大庆)已知Mg能在CO2中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO2中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：
【查阅资料】①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。②Na2CO3溶液显碱性；CaCl2溶液显中性。
步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO2气体。步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO2中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。
(1)为获得纯净的CO2，可利用装置B除去CO2中混有的________；装置C中盛放的试剂是________。(2)步骤2中生成的黑色固体成分是________。
【初步结论】Na能在CO2中燃烧。
【提出问题】白色物质是什么？
【猜想与假设】猜想一：氧化钠；猜想二：碳酸钠；猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；猜想四：氢氧化钠。
(3)大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是_____________________。
【实验探究二】对白色物质进行实验探究，方案设计如下：
方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出。结论：白色物质中一定有________。方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。
(4)甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是__________________________________________________________。(5)请将方案2结论补充完整：________(填化学式)。(6)方案3中加入过量CaCl2溶液的目的是将碳酸钠完全除去。写出此反应的化学方程式____________________________________________。
碳酸钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红色
CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
(7)综上所述，你认为猜想________成立。(8)请写出Na在CO2中燃烧的化学方程式_______________________________。
4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C
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