专题09 化学实验探究——2024浙江中考科学（省统考）分类专练

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考向1 气体制取实验
化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，并探究氨气的性质（部分仪器已略去）。实验室制备氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2△¯CaCl2+2NH3↑+2H2O。请回答：
（1）已知氨气密度小于空气，用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是 （选填“a”或“b”）。
（2）打开装置C中的止水夹，挤压胶头滴管，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的物理性质是 。
归纳与演绎是重要的科学方法，也是常用的科学学习方法。实验室制取气体的发生装置和收集装置如图所示。
（1）我们已经学过实验室制取O2、H2、CO2三种气体的反应原理、制取与收集方法，请你归纳出实验室制取这三种气体的反应的共同点是 （填字母，可多选）。
A．需要加热 B．需用催化剂
C．没有气体参加反应 D．生成的气体只有一种
（2）某同学选用氯酸钾晶体和二氧化锰混合制氧气，请写出发生反应的化学方程式： 。该同学选择上述A装置作为制氧气的发生装置，他选择的理由是 。
呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂。为了探究其反应原理，小明设计了如图实验装置，同时也查阅了相关资料。
资料一：过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，且都放出热量。
化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。
资料二：氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低。请根据实验装置等信息分析完成下列问题。
（1）注射器的作用类似于 （选填“长颈漏斗”或“分液漏斗”）。
（2）为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气，请在F处增加一个实验操作： 。
（3）实验装置C中无水硫酸铜的作用是 。
（4）实验过程中发现D装置中的澄清石灰水变浑浊，其原因是 。
考向2 物质的制备与性质
证据是科学探究中获得结论的最重要的依据，让我们一起经历一次寻找证据的旅程吧。
【实验目的】制取纯净的硫酸钡
【反应原理】Na2SO4+Ba（NO3）2＝BaSO4↓+2NaNO3
【实验步骤】取适量的硫酸钠和硝酸钡溶液反应，过滤、洗涤、干燥得到纯净的硫酸钡。
（1）实验中，能直接观察到说明硫酸钠和硝酸钡溶液发生化学反应的证据是： 。
（2）判断任一反应物是否完全反应的证据可按如下方法获取：
（3）如果实验证明硝酸钡已经反应完全，要寻找硫酸钡已纯净的证据，我们可以从证明实验制得的硫酸钡中没有 （填化学式）来设计实验方案。
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Fe3+，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。
考向3 化学实验设计
为探究盐酸的化学性质，某化学小组做了如下实验：
（1）A试管中的实验现象为 。
（2）将反应后D、E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中，观察到烧杯中先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤，得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质成分进行探究：
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】
猜想一：NaCl
猜想二：NaCl和CaCl2
猜想三：
猜想四：NaCl、Ca（OH）2和HCl
同学们马上否定了猜想四，请问他们否定的理由是什么？
（3）【设计实验】请完成实验报告。
（4）【迁移拓展】稀盐酸、稀硫酸有一些相似的化学性质，是因为在不同的酸溶液中都含有 。
甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液，设计如图的四组实验方案。
（1）其中能达到实验目的的是 。
（2）在D组实验中发生的化学方程式为 、 。
（3）实验结束后，甲同学将A、C组四支试管中的溶液倒入同一容器中。
①甲同学看到容器中产生浑浊，该现象说明有 物质生成。（填化学式）
②甲同学将上述混合物静置一段时间分层，再向上层清液中滴入酚酞后溶液呈红色，说明溶液呈碱性。使溶液呈碱性的物质是什么呢？
甲同学进一步推测：溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和 三种物质中的一种或两种。
③为了验证推测，甲同学查阅资料，获悉氯化钡溶液呈中性，并设计如下实验加以验证。请根据要求完成下列空白。
④乙同学认为甲同学第Ⅱ步验证的结论不严密，原因是 。
如图所示，依次进行下列实验：
①在止水夹K1、K2处于关闭状态时，将针筒A中溶液挤入试管B中；②打K1，发现D中的部分溶液被吸入试管B中，充分反应后，试管B留下的溶液显红色；③打开止水夹K2，风哨振动鸣叫，C中的部分溶液被吸入B和D 中，反应后B、D中溶液都变为无色。请根据实验回答下列问题：
（1）步骤②中，充分反应后B中的CO2最终转化为 （填化学式）和水。
（2）解释步骤③中“风哨振动鸣叫”的原因 。
（3）实验开始时C、D中两种溶液中溶质质量分数大小关系为：a% b%（选填“＞”、“＝”、“＜”）。
某农场有一袋标签已脱落的化肥，只知道它是NH4Cl、（NH4）2SO4、NH4HCO3中的一种。请通过以下实验确定它是哪种化肥？
研究小组同学在完成“酸的性质”实验①②后，将①②实验后试管中的物质全部倒入废液缸③中，结果出现了不同现象，部分小组同学的实验现象记录如下表。

【原理分析】小组同学在老师指导下讨论后认为：任何一个化学反应，反应物的用量不同，反应后物质的组成成分就会不同，这是最终导致各组废液缸中出现不同现象的原因。
【交流讨论】
（1）为分析第1小组废液缸中溶液的溶质成分，用玻璃棒蘸取溶液测得pH＝3，则该小组废液中的溶质组成成分为 （写化学式）；
（2）第2小组废液缸中无沉淀、无气泡产生，从反应物用量的角度分析实验①②，可以得出该小组实验②中反应物盐酸的用量应该是 ；
（3）如果其他小组实验所用反应物用量都不一样，除了上面第1、2小组出现的现象外，还会出现的两种现象是① ；② 。
三瓶遗失标签的无色溶液分别是盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙，为鉴别这三瓶溶液进行如下实验。
（1）①气体a的名称是 。
②如果只用一种试剂来鉴别三种溶液，可选用的试剂是 。
（2）若遗失标签的是氢氧化钙、碳酸钠、盐酸三瓶溶液，鉴别时不需外加任何试剂，只需将其中的溶液①分别滴加到另外两种溶液②、③中，若实验现象是：一个有气泡，一个无明显现象，则①是 。
S2Cl2是一种金黄色易挥发的液体（熔点：﹣76℃，沸点：138℃），易与水发生化学反应，生成H2S、SO2、H2SO3、H2SO4等物质，人们使用它作橡胶硫化剂，使橡胶硫化，改变生橡胶热发粘冷变硬的不良性能，向熔融的硫中通以干燥、纯净的即可生成S2Cl2。
请回答下列问题：
（1）装置A用于制取氯气，高锰酸钾晶体与浓盐酸在加热的条件下发生反应，其化学方程式为：2KMnO4+16HCl△¯2KCl+MnCl2+8H2O+5Cl2↑，用此方法制得的氯气中会含有水蒸气、 等杂质。
（2）B为气体除杂、净化装置，其中洗气瓶b中盛放的试剂为 。
（3）装置F盛放碱石灰，其作用是 。
小科利用如图所示装置验证可溶性碱的性质，装置气密性良好，实验前弹簧夹处于关闭状态。
（1）打开活塞a，向锥形瓶中逐滴滴入足量稀盐酸，能证明可溶性碱会与酸反应的实验现象是 。
（2）打开活塞a，b一段时间后，再打开弹簧夹，看到甲中的液体进入乙中，并变浑浊。说明可溶性碱具有的性质是 。
（3）乙装置中出现浑浊现象的原因是 （用化学方程式表示）。
某化学兴趣小组为探究碱和盐的化学性质，进行了如图所示实验（忽略空气中CO2对本实验的影响）。请你参与并完成相关内容。
（1）步骤一：关闭止水夹，向下缓慢推动注射器活塞并轻轻振荡锥形瓶，使二氧化碳全部进入锥形瓶，轻轻振荡锥形瓶，此时瓶中的NaOH溶液恰好完全反应。轻轻振荡锥形瓶的目的是 。
步骤二：打开K，向上缓慢拉动注射器活塞，观察到乙中溶液进入甲。
（2）上述实验过程中，甲中溶质总质量变化情况如图2所示，B点对应的溶质成分为 。BC段溶质总质量下降的原因是 。
（3）步骤一和步骤二结束后，将甲和乙中的物质全部转移到烧杯中，搅拌后过滤，得到白色沉淀和滤液。结合图2中C点的值确定滤液中溶质的成分为 。
“五水共治”的首要任务是“治废水”，合理处理废水是当前防治废水污染的重要举措。某化工厂有甲、乙、丙、丁四个车间，排放的废水中分别含有FeCl3、HCl、Na2CO3、NaOH的一种。甲车间的废水呈黄色。通过调节废水流量，使乙、丁两个车间废水相对过量，通过如图方式处理，最终可使排出的废水呈中性。处理时第①反应池中出现大量的红褐色沉淀，第②反应池中出现大量的气泡。请回答：
（1）乙车间排放的废水主要成分是 。
（2）写出第②反应池的废水中的溶质有 。（用化学式表示）
（3）写出第③反应池中发生的化学反应方程式： 。
为探究CO2和NaOH确实发生了化学反应，某实验小组的同学设计出了如图4种实验装置，请回答下列问题：
（1）图示四种实验装置的设计，在原理上的共同点是
（2）某同学质疑上述实验设计，该同学质疑的依据是 ；
（3）在A实验基础上，请你设计实验证明CO2和NaOH肯定发生了化学反应 。
小乐用如图所示装置进行实验（装置气密性良好），先关闭止水夹，打开分液漏斗活塞，将过量的NaOH溶液滴入烧瓶中，充分吸收掉CO2后，再关闭分液漏斗活塞，打开止水夹，观察到CaCl2溶液倒吸入烧瓶，烧瓶中溶液变浑浊。
（1）烧瓶中溶液变浑浊的原因是 （用相关化学反应方程式解释）。
（2）对烧瓶中的溶液进行分析，一定有的溶质是NaOH、NaCl，可能存在的溶质是CaCl2或 。简要写出判断可能存在的溶质的实验操作： 。
某氧化铜（CuO）粉末中混有少量氧化亚铜（Cu2O），某一课外活动小组利用下图所示装置测定其中Cu2O的含量，实验用盐酸与锌反应制得的气体作为反应原料。（碱石灰是CaO和NaOH固体的混合物，Cu2O+H2△¯2Cu+H2O）
请根据图示内容回答下列问题：
（1）装置B的作用是 。
（2）实验操作时，应 。（选填字母）
A.先加热，再通气体
B.先通气体，再加热
（3）已知反应前混合物的总质量为15.2g，完全反应后U型管内物质的质量增加了2.7g（损失忽略不计），则原混合物中Cu2O的质量为 。
（4）若缺少装置A，对测定的Cu2O含量相比于真实值 。（选填“偏大”、“无影响”或“偏小”）
小乐用如图所示装置（气密性良好）和试剂模拟“高炉炼铁”，其中陶瓷加热棒通电后加热温度可达700℃。其实验步骤如下所示：
①打开止水夹a和旋塞b，通过左侧导管持续向长柄U形玻璃管内通入氮气，排尽其内的空气后关闭止水夹a和旋塞b；
②接通电源，用陶瓷加热棒给炭粉和氧化铁的混合物加热；
③反应结束后关闭电源，待装置冷却后检验产物。
（1）步骤①中，若要检验长柄U形玻璃管内的空气是否排尽，可将燃着的木条 。
（2）步骤②中，涉及还原氧化铁反应的化学方程式如下：
3C+2Fe2O3高温¯4Fe+3CO2↑，3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2
则生成一氧化碳反应的化学方程式为 。
（3）步骤③中，若要检验是否有二氧化碳生成，可打开旋塞b，往长柄U形玻璃管口滴入 ，再关闭旋塞，观察现象。
小明在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气，他想镁在金属活动性顺序中紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？
[提出问题]镁是否能与水反应？
[实验探究]在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，用酚酞作指示剂。实验过程和现象如图所示。
[反思与总结]
（1）小明得出的实验结论是 。
（2）小明发现B试管放置在空气中一会儿，溶液的红色会褪去，这说明溶液的碱性减弱了，于是他大胆作出了一个猜想并设计了验证方案：
小明通过实验证明了自己的猜想是正确的。
（3）一段时间后，小明观察到镁条在热水中无现象，但当他想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸与大理石反应时，便有了解释，他的 。
考情分析
浙江省2023年本专题考察主要基本实验仪器的使用，气体的检验，酸碱盐性质的探究，气体的制取，实验设计，2024年统一考试后也是考试的主要方向
气体制取实验
⭐⭐
物质的制备与性质
⭐⭐
化学实验设计
⭐⭐⭐
猜想
方案
证据
结论
硝酸钡
可能已完全反应
取少量滤液，加入稀硫酸溶液，观察现象
无白色沉淀生成
硝酸钡已完全反应
硫酸钠
可能已完全反应


硫酸钠未完全反应
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量滤液于试管中，滴加适量的碳酸钠溶液。

猜想二不成立
取少量滤液于试管中，滴加 （填名称）。
产生气泡
猜想三成立
实验内容
预测现象
结论
取少量容器中的上层溶液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，静置
Ⅰ、若有白色沉淀生成，溶液呈无色
呈碱性的物质是碳酸钠
Ⅱ、若无沉淀生成，溶液呈红色
呈碱性的物质是氢氧化钙
Ⅲ、若有白色沉淀生成，溶液呈红色
。
实验步骤
实验现象及结论
（1）
若没有气泡产生，则该化肥一定不是 NH4HCO3
（2）在步骤（1）的试管中再滴入足量 溶液
若 ，则该化肥是NH4Cl
若 ，则该化肥是 （NH4）2SO4
组别
废液缸中现象
现象解释
第1小组
无沉淀、有气泡产生
第2小组
无沉淀、无气泡产生
第3小组
…
…
…
猜想
验证方案
可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，其溶解度变小，从而导致溶液碱性减弱
将褪色后的溶液 ，如果溶液变红，说明小明的猜想正确