专题17 科学探究题-备战2026年中考化学真题题源解密(江苏专用)+答案解析
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考向一 定性实验
【典题1】(2025·江苏连云港·中考真题)通过数字化实验探究NaOH的性质。
实验1∶在盛有NaOH固体的密闭容器中,水蒸气含量随时间的变化如图-1所示。
实验2∶取长期放置后的NaOH固体于烧杯中,加水溶解冷却至室温,加入BaCl2固体,溶液pH随时间的变化如图-2所示。
实验3∶向一定体积NaOH溶液中滴加稀盐酸,混合溶液的pH随加入稀盐酸体积的变化如图-3所示。
已知∶BaCl2易溶于水,且溶液呈中性。
下列说法正确的是
A.图-1证明NaOH固体能吸收CO2和H2O而变质
B.图-2中ab段pH下降证明NaOH能与BaCl2发生复分解反应
C.图-3中向c点所得溶液中滴加无色酚酞溶液,溶液显红色
D.图-3中d点所得溶液中Na+的个数小于Cl-的个数
【答案】D
【详解】A、在盛有NaOH固体的密闭容器中,水蒸气含量随时间的变化如图-1所示,水蒸气含量逐渐减少,是因为氢氧化钠固体具有吸水性,能吸收空气中的水蒸气,没有发生变质,不能证明氢氧化钠固体吸收二氧化碳而变质,说法错误,不符合题意;
B、长期放置的NaOH固体可能发生变质生成碳酸钠,取长期放置后的NaOH固体于烧杯中,加水溶解冷却至室温,加入固体,溶液pH随时间的变化如图-2所示,图-2中ab段pH下降,是因为碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,该反应符合两种化合物互相交换成分生成气体、沉淀或水,属于复分解反应,说法错误,不符合题意;
C、向一定体积NaOH溶液中滴加稀盐酸,混合溶液的pH随加入稀盐酸体积的变化如图-3所示,由图-3可知,c点对应溶液的pH=7,显中性,不能使无色酚酞溶液变色,说法错误,不符合题意;
D、向一定体积NaOH溶液中滴加稀盐酸,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,混合溶液的pH随加入稀盐酸体积的变化如图-3所示,由图-3可知,d点对应溶液的pH小于7,显酸性,说明稀盐酸过量,则d点所得溶液中的溶质有氯化钠、氯化氢,则d点所得溶液中的个数小于的个数,说法正确,符合题意。
故选:D。
◆一句话点评:探究物质的相关性质
【仿照题】(2023·江苏宿迁·中考真题)学习小组在老师的指导下对氢氧化钠、氧氧化钙的性质进行探究。
I.探究的性质:同学们设计如图所示实验。
(1)实验一中酚酞试液变红,说明溶液显 性。
(2)实验二、实验三验证了能与某些 发生反应(填物质类别)。写出实验三中发生反应的化学方程式: 。
(3)实验四中滴入浓溶液后观察到的现象是 。
II.探究的性质:甲、乙两位同学分别取,固体于试管中,各加入水,充分振荡,均得到悬浊液。
(4)甲同学将盛悬浊液的试管静置后,吸取上层清液滴入盛有少量碳酸钠溶液的试管中,观察到有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为 。
(5)如下图所示,乙同学向盛悬浊液的试管中滴入2滴酚酞试液,振荡、静置后,观察到试管底部有固体,上层清液呈红色,然后向试管中逐滴加入稀盐酸至上层清液变为无色,该过程中发生反应的实质是 ;再将试管振荡、静置,上层清液又变成红色,其原因 。
【答案】(1)碱
(2) 盐
(3)气球变大
(4)
(5) 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子 未溶解的氢氧化钙继续溶解,试管中上层清液又呈碱性,使溶液变红
【详解】(1)无色酚酞试液在碱性溶液中变红,在中性和酸性溶液中不变色,故实验一中酚酞试液变红,说明 NaOH 溶液显碱性;
(2)实验二中,氯化镁是由镁离子和氯离子构成的化合物,属于盐,实验三中硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成的化合物,属于盐,故实验二、实验三验证了 NaOH 能与某些盐发生反应;
实验三中发生反应为氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,该反应的化学方程式为:;
(3)实验四中滴入 NaOH 浓溶液后,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,装置内气体减少,压强减小,故现象是:气球变大;
(4)碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,该反应的化学方程式为:;
(5)该过程中发生反应为氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子;
将试管振荡、静置,上层清液又变成红色,其原因是:溶液中的氢氧化钙反应后,未溶解的氢氧化钙继续溶解,试管中上层清液又呈碱性,使溶液变红。
【典题2】(2025·江苏无锡·中考真题)探究“化学反应前后物质的质量关系”的实验如图所示。下列叙述错误的是
A.实验①和②必须在密闭容器中进行
B.实验①和②中铜粉和红磷无需过量
C.实验①和②反应结束后,装置内气体仅剩余氮气
D.实验①和②都能验证质量守恒定律
【答案】C
【详解】A、有气体生成或有气体消耗的化学反应,验证质量守恒定律必须在密闭容器中进行,实验①和②验证质量守恒定律,必须在密闭容器中进行,说法正确,不符合题意;
B、实验①和②中铜粉和红磷无需过量,只需验证参加反应各物质的质量是否等于生成物的质量,说法正确,不符合题意;
C、空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、其它气体和杂质,铜和红磷只消耗氧气,实验①和②反应结束后,装置内气体不只剩余氮气,说法错误,符合题意;
D、实验①和②都在密闭容器中进行的化学实验,实验①和②都能验证质量守恒定律,说法正确,不符合题意;
故选:C。
【典题3】(2024·江苏连云港·中考真题)物质的溶解性与化学变化密切相关。兴趣小组对“CaSO4与NaOH能否发生复分解反应”进行探究。
(1)配制100g质量分数为10%的NaOH溶液。主要操作流程如下:
①A中应称量 gNaOH固体。
②D中玻璃棒搅拌的目的是 。
③用已配好的质量分数为10%的NaOH溶液配制20g质量分数为5%或1%的NaOH溶液时,需计算所需质量分数为10%的NaOH溶液的质量。计算依据是:溶液稀释前后, 不变。
(2)利用配制的NaOH溶液进行实验,实验操作和现象记录如下:
【查阅资料】
20℃时固体物质的溶解度见下表:
注:20℃时,溶解度在0.01g~1g之间的固体物质称为微溶物,小于0.01的固体物质称为难溶物。
【分析交流】
①实验Ⅱ、Ⅲ中生成的沉淀为Ca(OH)2。实验表明,饱和CaSO4溶液与NaOH溶液能否发生复分解反应与 有关。
【微观解释】
饱和CaSO4溶液与NaOH溶液反应生成Ca(OH)2沉淀的示意图如图所示。
②图中未发生化学变化的微粒是 (填离子符号)。
③该反应的微观实质可表示为。当向Ca(OH)2溶液中滴加Na2CO3溶液时,也有白色沉淀产生,反应的微观实质用同样的方法可表示为 。
【反思拓展】
④结合以上探究活动,下列说法正确的是 (填字母)。
a.其他条件不变,将实验Ⅲ中的NaOH溶液换成KOH溶液,也有沉淀产生
b.复分解反应中,溶解度较大的微溶物可向溶解度更小的微溶物或难溶物转化
c.向CaSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液,生成的沉淀为Ca(OH)2
【答案】(1) 10 加速固体溶解/加速氯化钠溶解 溶质的质量
(2) NaOH溶液的质量分数 Na+、 a、b
【详解】(1)①配制100g质量分数为10%的NaOH溶液,需要称量的NaOH的质量为:。
②溶解过程中玻璃棒搅拌的目的是:加速固体溶解或加速氯化钠溶解。
③溶液稀释是添加溶剂,添加溶剂不会导致溶质质量改变,所以溶液稀释前后,溶质的质量不变。
(2)①根据表格信息,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的变量是NaOH溶液的质量分数,实验Ⅰ中无明显现象,说明不产生沉淀,实验Ⅱ中产生少量沉淀,实验Ⅲ中产生较多沉淀,说明饱和CaSO4溶液与NaOH溶液能否发生复分解反应与NaOH溶液的质量分数有关。
②根据微观示意图,该反应是Ca2+与OH-反应生成Ca(OH)2,图中未发生化学变化的微粒是:Na+、。
③Ca(OH)2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀、NaOH,反应的实质是Ca2+、反应生成CaCO3沉淀,故填:。
④a、根据上述分析,实验Ⅲ中反应的实质是Ca2+与OH-反应生成Ca(OH)2,其中OH-由NaOH溶液提供,将NaOH溶液换成KOH溶液,KOH溶液也能提供OH-,所以也有沉淀产生,a正确;
b、根据资料,20℃下,CaSO4、NaOH的溶解度分别是0.26g、108g,其中CaSO4是微溶物,反应产生的Ca(OH)2溶解度是0.17g,也是微溶物,但Ca(OH)2溶解度较小,说明在复分解反应中,溶解度较大的微溶物可向溶解度更小的微溶物或难溶物转化,b正确;
c、根据资料,20℃下,BaSO4的溶解度为0.0002g,属于难溶物。向CaSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液,反应产生BaSO4沉淀和Ca(OH)2,若Ca(OH)2产生量较大,则Ca(OH)2也是沉淀,所以白色沉淀一定有BaSO4,可能有Ca(OH)2,c错误。
故选:ab。
◆一句话点评:探究溶液中的反应
【仿照题】 (2024·江苏常州·一模)某兴趣小组在完成镁与稀盐酸反应的实验时,观察到有灰白色沉淀生成的“异常”现象,他们对此进行了以下探究。
【猜想假设】猜想1:Mg猜想2:MgCl2
【交流讨论】
(1)小张认为沉淀还可能是MgCO3,小王认为这一猜想是错误的,理由是 。
【实验I】
(2)为验证猜想2是否正确,同学们取1g样品并加入足量蒸馏水振荡,沉淀未溶解。同学们又取 于试管中,也加足量蒸馏水振荡,固体全部溶解,证实猜想2错误。
【深入探究】该沉淀的物质组成
【查阅资料】灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁。它存在多种组成,化学式可表示为Mgx(OH)yClz·nH2O;它受热分解可产生氧化镁、氯化氢和水。
【实验Ⅱ】
(3)为确定分解后的产物,同学们分别取样于试管中加热,将产物通过硫酸铜固体,看到 ,证明有水产生,将产物通入 中,看到溶液呈红色,证明有氯化氢产生。
【实验III】
洗去沉淀表面杂质并室温晾干。取其7.07g,用如图装置(夹持仪器未画出)按照正确的操作步骤进行实验。待反应停止后,测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g,装置B的质量增加了2.34g。
【问题讨论】
(4)按图连接好装置,实验前要先 。
(5)反应停止后,应继续通入N2一段时间,目的是 ;该沉淀中,镁、氯的离子个数比n(Mg2+):n(Cl-)= 。
(6)若该沉淀Mgx(OH)yClz•nH2O中,n=5,则x、y、z的数值为 。
【反思与评价】
(7)装置B、C顺序是否可以调换?请判断并叙述理由 。
(8)若无装置D,则测得的y数值会 (填偏大、偏小、不变)。
【答案】(1)反应物中没有碳元素
(2)1gMgCl2固体
(3) 硫酸铜固体变蓝 紫色石蕊溶液
(4)检查装置气密性
(5) 使反应生成的水蒸气、氯化氢气体全部被B、C吸收 5:1
(6)10、18、2
(7)不能,若装置B、C顺序调换,气体通过氢氧化钠溶液时会带出水蒸气,影响对氢元素的检验
(8)不变
【详解】(1)根据反应前后元素种类不变,反应物中没有碳元素,沉淀不可能是MgCO3;
(2)对比实验要控制变量,取1g样品并加入足量蒸馏水振荡,沉淀未溶解,所以应再取1g MgCl2固体于试管中,也加足量蒸馏水振荡,固体全部溶解,说明MgCl2固体能溶于水,故样品中不含MgCl2,证实猜想2错误;
(3)无水硫酸铜遇水变蓝,结合结论:证明有水生成,所以现象为:看到硫酸铜固体变蓝;
氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸显酸性,紫色石蕊遇酸变红,根据看到溶液呈红色,证明有氯化氢产生,由此推出将产物通入了紫色石蕊溶液;
(4)有气体参与的反应,在实验前需要检验装置气密性,所以按图连接好装置,实验前要先检查装置气密性;
(5)浓硫酸能吸水,氢氧化钠溶液能吸收氯化氢气体,故反应停止后,部分气体会留在管里,所以应继续通入N2一段时间,目的是使反应生成的水蒸气、氯化氢气体全部被B、C装置吸收;
硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g,即氧化镁质量为4.00g,故镁元素的质量为:4.00g×=2.4 g,装置B的质量增加了2.34g,即生成水的质量为2.34g,所以故C装置增加的质量为:7.07g-4.00g-2.34g=0.73g,即生成氯化氢质量为0.73g,故氯元素的质量为:0.73g×=0.71g,该沉淀中,镁、氯的离子个数比n (Mg2+ ) : n (Cl-)==5:1;
(6)生成物中氧化镁、氯化氢和水分子的个数比为是=10: 2: 13,生成物中Mg、H、O、Cl的原子个数比为10:(2+2×13):(10+13):2=10:28:23:2,即Mgx (OH)yClz.nH2O中Mg、H、O、Cl的原子个数比为x:(y+2n):(y+n):z=10:28:23:2,若沉淀Mgx (OH)yClz.nH2O中n=5,根据氢原子和氧原子的个数比有(y+10):(y+5)=28:23,则y=18,故则x、y、z的数值依次为10、18、2;
(7)浓硫酸能吸水,氢氧化钠溶液能吸收氯化氢气体,若装置B、C顺序调换,气体通过氢氧化钠溶液时带出水蒸气,影响对氢元素的检验,所以不能调换两者的顺序;
(8)若无装置D,会造成空气中的二氧化碳被装置C吸收,使测得的氯化氢的质量偏大,但根据题意可以根据固体减少的质量减去生成水的质量进而求出二氧化碳的质量,最终求出生成物的质量,利用质量守恒定律求出反应物中相关元素质量,故即使没有D装置,依据题干数据也可以求出y的数值,故y的数值不变。
【典题4】(2024·江苏无锡·中考真题)项目小组对影响过氧化氢分解的因素进行了探究。
实验1:在试管①中加入4%的H2O2溶液5mL,伸入带火星木条,观察现象(见图1)。
实验2:在试管②和③中各加入4%的H2O2溶液5mL,分别将试管放在冷水和热水中,观察现象(见图2)。
实验3:常温下,取4%的H2O2溶液,研究pH对H2O2分解所得溶液中溶氧量的影响,测定结果如图3所示。
(1)实验1中,观察到的现象是:有少量气泡产生,带火星木条未复燃。实验结论是 。
(2)实验2观察到试管③中产生大量气泡,反应的化学方程式是 。
(3)由图3可知:过氧化氢溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”);溶氧量随pH变化的趋势是 。
(4)实验3得到的结论是 。
【答案】(1)常温下,过氧化氢分解很慢
(2)
(3) 酸性 溶氧量随pH增大先变大后变小
(4)溶液的影响过氧化氢分解(或过氧化氢的分解与溶液的有关)
【详解】(1)实验1在试管①中加入4%的H2O2溶液5mL,观察到有少量气泡产生,带火星的木条未复燃,是因为常温下过氧化氢分解速率很慢,产生的氧气较少,不能使带火星木条复燃。故填:常温下,过氧化氢分解很慢;
(2)实验2在试管②和③中各取4%的H2O2溶液5mL,分别放在冷水和热水中,试管③中产生大量气泡,说明温度越高,这氧化氢分解速率越快,反应的化学方程式为。故填:;
(3)由图3可知,横坐标表示过氧化氢溶液的pH,PH小于7时溶氧量较少,过氧化氢溶液较稳定,说明过氧化氢溶液呈酸性;纵坐标为溶氧量随pH变化,由曲线变化知溶氧量随pH变化的趋势是先变大后变小。故填:①酸性;②溶氧量随pH增大先变大后变小;
(4)实验3研究pH对H2O2分解所得溶液中溶氧量的影响,由图像可知溶液的pH影响过氧化氢的分解。故填:溶液的pH影响过氧化氢分解(或过氧化氢的分解与溶液的pH有关)。
◆一句话点评:探究过氧化氢的分解
【仿照题】(2025·江苏扬州·中考真题)某催化剂可实现H2O与O2反应制备H2O2。向容器中加入100gH2O和适量催化剂,并不断通入O2,保持其他条件不变,分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③,测得H2O2的产量随时间的变化如题图所示。下列说法不正确的是
A.设计实验①、②、③的目的是探究温度对该催化反应的影响
B.实验①说明:20℃,在0~3h内,随着时间的增加,该催化反应持续进行
C.比较实验①、②可知,在0~3h内,40℃比20℃对该催化反应更有利
D.实验③中2h后,H2O与O2不再反应,生成的H2O2开始分解
【答案】D
【详解】A、保持其他条件不变,分别在20℃、40℃和60℃下进行实验①、②、③,变量为温度,则目的是探究温度对该催化反应的影响,故A不符合题意;
B、由图可知,20℃,在0~3h内,H2O2的产量随着时间的增加,说明该催化反应持续进行,故B不符合题意;
C、由图可知,0~3h内,40℃的H2O2产量始终高于20℃,说明在0~3h内,40℃比20℃对该催化反应更有利,故C不符合题意;
D、实验③(60℃)在2h后H2O2产量不再增加,不能说明生成的H2O2开始分解,可能是高温下催化剂活性降低或失活,导致反应速率显著下降,故D符合题意。
故选D。
【典题5】(2024·江苏宿迁·中考真题)氧气是一种在生产、生活中有广泛用途的重要气体,如医疗急救、炼钢、气焊、化工等。为满足不同人群的需求,市面上有多种类型的制氧机。化学实践小组制作了一台简易“制氧机”,如图所示。
用该制氧机制氧气时,在反应仓中先加入适量水,再依次加入粉末状过碳酸钠(化学式为)和粉末状二氧化锰,即可持续、平稳地产生氧气。
(1)其制氧气的原理可分为两步:①过碳酸钠易溶于水,遇水分解为碳酸钠和过氧化氢,;② (用化学方程式表示)。
【提出问题】充分反应后,若将反应仓内的混合物过滤,得到的滤液中溶质成分有哪些?
【查阅资料】①在酸性条件下,过氧化氢能将KI转化为;②氯化钡溶液显中性。
【进行实验】将一定量粉末状过碳酸钠和粉末状二氧化锰置于水中至不再产生气泡,将反应后的混合物进行过滤。
(2)实验1:取少量滤液于试管中,滴加过量稀盐酸, (填实验现象),证明滤液中含有碳酸钠。
(3)实验2:继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液,再滴加 溶液,溶液没有变为蓝色,证明滤液中不含过氧化氢。
【反思交流】过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠,是否同时也会生成氢氧化钠?
(4)实验3:另取少量滤液于试管中,滴加过量的氯化钡溶液,目的是 ,反应的化学方程式是 。在不新增其它试剂的情况下,检验加入的氯化钡溶液是否过量的方法是 。
(5)待实验3充分反应后,静置,取上层清液,滴加几滴酚酞试液,溶液呈 色,证明滤液中不含氢氧化钠。
【答案】(1)
(2)有气泡产生
(3)淀粉
(4) 除去碳酸钠,防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰 充分反应后,静置,取上层清液,加入氯化钡溶液
(5)无
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为:;
(2)碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,故取少量滤液于试管中,滴加过量稀盐酸,有气泡产生,证明滤液中含有碳酸钠;
(3)在酸性条件下,过氧化氢能将KI转化为,能使淀粉变蓝,故继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液,再滴加淀粉溶液,溶液没有变为蓝色,证明滤液中不含过氧化氢;
(4)因为碳酸钠溶液显碱性也会使酚酞变红,因此需要加入过量氯化钡溶液目的是:除去碳酸钠,防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰;碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,反应的化学方程式是;在不新增其它试剂的情况下,检验加入的氯化钡溶液是否过量的方法是:充分反应后,静置,取上层清液,加入氯化钡溶液,若加入氯化钡溶液后,没有沉淀产生,说明已经将碳酸钠去除,加入的氯化钡溶液是过量的;
(5)氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞变红,滤液中不含氢氧化钠,则待实验3充分反应后,静置,取上层清液,滴加几滴酚酞试液,溶液呈无色。
考向二 定量实验
【典题1】(2025·江苏南通·中考真题)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”制备MgSO4并测定其纯度,实验操作如下:
步骤1在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2,充分反应,得MgSO3.
步骤2向所得MgSO3中加入适量水并通入一定量空气,充分反应,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、在300~400℃条件下干燥,制得约6gMgSO4粗品。
步骤3取3.00gMgSO4粗品,加盐酸至不再产生气体,再加BaCl2溶液至不再产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到4.66g固体。
已知:①MgSO3+2HCl=MgCl2+SO2↑+H2O
②BaSO3和BaSO4都难溶于水,BaSO4难溶于盐酸
下列说法不正确的是
A.步骤1匀速缓慢通入SO2是为了使SO2得以充分吸收
B.步骤2通入空气时发生的反应为2MgSO3+O2═2MgSO4
C.步骤3加足量盐酸是为了除去MgSO3,以免生成BaSO3
D.MgSO4粗品中MgSO4的质量分数为40%
【答案】D
【详解】A、匀速缓慢通入SO2可以增加气体与氧化镁浆料的接触时间,使反应更充分,减少气体逃逸,提高SO2的吸收效率。正确。
B、步骤2中,向MgSO3中通入空气(含氧气),目的是将亚硫酸镁(MgSO3)氧化为硫酸镁(MgSO4)。化学方程式正确:2MgSO3 + O2 =2MgSO4,正确。
C、根据已知①,MgSO3与盐酸反应生成SO2气体(MgSO3 + 2HCl = MgCl2 + SO2↑ + H2O)。步骤3中,粗品可能含未完全氧化的MgSO3杂质,加足量盐酸可将其分解并去除亚硫酸根。若不去除MgSO3,加BaCl2时可能生成BaSO3沉淀,避免干扰后续硫酸根的沉淀测定。正确。
D、步骤3中,取3.00g粗品,加盐酸除MgSO3后,加BaCl2沉淀硫酸根,得到4.66g BaSO4固体。
根据比例关系
MgSO4粗品中MgSO4的质量分数= 80%。错误。
故选D。
◆一句话点评:制备物质并测定产品的纯度。
【典题2】(2024·江苏扬州·中考真题)过一硫酸盐(PMS)可降解污水中的有机物X。为研究多孔陶瓷对PMS降解X的影响,取三份污水,控制其他条件相同,分别进行实验:①向污水中加入PMS②向污水中加入PMS和多孔陶瓷③向污水中加入多孔陶瓷。测得三个实验污水中Ⅹ的降解率(降解率)随时间的变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.实验①说明0~20分钟内PMS降解X的能力较弱
B.设计实验③的目的是比较PMS与多孔陶瓷降解X的能力
C.实验①、②、③说明0~20分钟内多孔陶瓷能加快PMS对X的降解
D.多孔陶瓷可能对PMS降解X有催化作用
【答案】B
【详解】A、实验①向污水中加入PMS,污水中Ⅹ的降解率变化不大,则说明0~20分钟内PMS降解X的能力较弱,故A说法正确;
B、实验目的为研究多孔陶瓷对PMS降解X的影响,设计实验③向污水中加入多孔陶瓷,目的是作为对照实验,排除多孔陶瓷对降解X的影响,故B说法错误;
C、实验①向污水中加入PMS、②向污水中加入PMS和多孔陶瓷、③向污水中加入多孔陶瓷,三者对比说明0~20分钟内多孔陶瓷能加快PMS对X的降解,故C说法正确;
D、实验①、②、③说明0~20分钟内多孔陶瓷能加快PMS对X的降解,说明多孔陶瓷可能对PMS降解X有催化作用,故D说法正确;
故选:B。
◆一句话点评: 控制变量进行探究
【典题3】(2025·江苏常州·中考真题)传统美食松花蛋因胶冻状蛋体表面的松花状结晶而得名。
(1)腌制配料:生石灰、草木灰(K2CO3)、食盐、水等,生石灰的主要成分是 。
(2)同学们收集松花状结晶并对其展开研究,经仪器分析发现其为富含Mg2+的难溶物。
①提出假设:松花状结晶的主要成分为:a.MgCO3;b. ;c.两者都有。
②定性研究:
③定量测定:
将②实验后的混合液过滤,用蒸馏水洗涤滤渣2~3遍,将洗涤液与滤液合并,再向其中滴加NaOH溶液至产生大量白色沉淀,静置,向上层清液中继续滴加NaOH溶液,若 ,则所加NaOH溶液已足量。过滤,洗涤,低温烘干,得到固体0.58g,则晶体中Mg2+的质量分数为 。若没有将洗涤液合并入滤液,则测定结果 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究松花状结晶形成过程中Mg2+的来源,用原子吸收分光光度法测定腌制过程中鸭蛋不同部位的Mg2+含量,结果如图所示,形成结晶的Mg2+来自于 。
(4)食用松花蛋时蘸取食醋口感更佳。松花状结晶会与食醋(CH3COOH)反应生成(CH3COO)2Mg,则该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)氧化钙/CaO
(2) /氢氧化镁 无气泡生成 不再生成白色沉淀 40% 偏小
(3)蛋壳、蛋黄、蛋白
(4)
【详解】(1)生石灰的主要成分是氧化钙或CaO;
(2)①由题干信息可知,松花状结晶为富含的难溶物,的难溶物有、,则假设b为或氢氧化镁;
②根据结论假设b成立,说明松花状结晶的主要成分为,则取0.60g结晶,向其中滴加过量的稀盐酸,与稀盐酸反应生成氯化镁和水,实验现象为固体溶解,无气泡产生;
③
实验②发生的反应为,反应后的溶液中含有生成的氯化镁和过量的氯化氢,向其中滴加NaOH溶液,氢氧化钠先与氯化氢反应生成氯化钠和水,氯化氢完全反应后,氢氧化钠再与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠,因此观察到产生大量白色沉淀,静置,向上层清液中继续滴加NaOH溶液,若不再生成白色沉淀,说明所加NaOH溶液已足量;
过滤、洗涤、低温烘干,得到固体0.58g,说明生成氢氧化镁的质量为0.58g,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类及质量不变,则晶体中的质量分数为;
若没有将洗涤液合并入滤液,会导致得到氢氧化镁的质量偏小,则测定结果偏小;
(3)由图可知,蛋壳、蛋黄中的含量均减少,蛋白中的含量增加,则形成结晶的来自于蛋壳、蛋黄、蛋白;
(4)由上述实验可知,松花状结晶的主要成分为,与食醋反应生成醋酸镁和水,化学方程式为。
◆一句话点评:测定物质及元素的含量。
【典题4】(2025·江苏无锡·中考真题)项目小组对天然碱的组成、性质和应用进行了如下探究。
I.知应用
某天然碱为或。由该天然碱制备纯碱、烧碱和小苏打的主要过程如下:
(1)属于 (填物质类别)。
(2)“苛化”时发生反应的化学方程式有:, 。
II.探组成
为确定该天然碱的组成,进行如下探究:
利用如图装置进行实验,向天然碱溶液中分别滴加不同试剂:
(3)实验①—③中,能确定该天然碱含有的是 (填实验序号),理由是 。
利用如图装置进行实验,加热不同固体:
(4)对比实验④和⑤可得到的结论是 。
(5)称取该天然碱()样品,充分加热至质量不再减少,反应生成、和,测得为。通过计算确定该天然碱中的质量(写出计算过程)。
【答案】(1)盐
(2)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(3) ③ 实验①碳酸钠加稀盐酸能产生二氧化碳,现象同样为产生大量气泡,故不能证明有碳酸氢钠,实验②碳酸钠也可以和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,现象同样为产生白色沉淀,不能证明有碳酸氢钠,实验③碳酸钠不能和氯化钙溶液反应生成气体,但碳酸氢钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳,故实验③能确定该天然碱含有碳酸氢钠
(4)碳酸氢钠加热生成二氧化碳,碳酸钠加热不能生成二氧化碳
(5)解:设充分加热生成二氧化碳的碳酸氢钠质量为x
答:2.26g该天然碱中,碳酸氢钠的质量为0.84g。
【详解】(1)碳酸钠是由钠离子和碳酸的酸根离子组成的化合物,属于盐;
(2)“苛化”时是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀,化学方程式为:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
(3)实验①碳酸钠加稀盐酸能产生二氧化碳,现象同样为产生大量气泡,故不能证明有碳酸氢钠,实验②碳酸钠也可以和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,现象同样为产生白色沉淀,不能证明有碳酸氢钠,实验③碳酸钠不能和氯化钙溶液反应生成气体,但碳酸氢钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳,故实验③能确定该天然碱含有碳酸氢钠;
(4)实验④证明碳酸氢钠加热生成二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,实验⑤证明碳酸钠加热不能生成二氧化碳气体;
(5)见答案。
◆一句话点评:综合探究物质的组成、性质及应用。
考向三 对比实验
【典题1】(2024·江苏无锡·中考真题)用如图所示装置进行“探究燃烧条件”的对比实验:a处通入氧气,管①中白磷未燃烧,b处通入氧气,管②中白磷燃烧。下列叙述错误的是
A.生料带起隔离作用
B.实验推知燃烧只需要氧气
C.实验推知白磷着火点(T)的范围:20℃7,故显碱性。
(4)过碳酸钠溶液加MnO2有使带火星木条复燃的气体(O2),MnO2是H2O2分解催化剂,说明能产O2的物质是H2O2。
(5)实验 Ⅱ 中:水溶解氧4.6、Na2CO3溶液4.4、H2O2溶液6.5、H2O2与Na2CO3混合液9.1。混合液溶解氧最大,说明Na2CO3和H2O2协同增氧,故猜想三正确。
(6)验证pH对H2O2分解影响,需控制单一变量(只有pH不同),其他条件相同。选NaCl(中性,作对照)、NaOH(碱性,改变pH ),且质量均为2g(与实验 Ⅱ 中Na2CO3质量一致,保证变量唯一 ),故加2gNaCl和2gNaOH固体溶解,冷却至室温 。
(7)已知Na2CO3溶液部分与水反应生成OH−,OH−能促进H2O2分解,生成的O2增加溶解氧,所以原理是部分与水反应生成OH−,OH−促进H2O2分解为O2 。
3.(2024·江苏南通·中考真题)学习小组配制一定质量分数的NaHCO3溶液并探究其性质。
Ⅰ配制一定质量分数的NaHCO3溶液
(1)“称量”时,用 (填“镊子”或“药匙”)从试剂瓶中取出NaHCO3粉末。
(2)“溶解”时,若需量取15.0mL的水,当量筒中已有14.6mL水时,后续加水使用的仪器为 (填字母)。
(3)配制过程中玻璃棒的作用是 (填字母)。
a.搅拌 b.引流 c.蘸取
Ⅱ探究NaHCO3溶液的性质
(4)取少量NaHCO3溶液,向其中滴入无色酚酞溶液后显 色,说明NaHCO3溶液呈碱性。
(5)取三份NaHCO3溶液,向其中分别滴入CaCl2溶液。试剂用量、浓度及实验现象如下表所示。
①“实验3”生成的白色沉淀为CaCO3,无色气体为CO2,此外还生成NaCl和H2O,“实验3”中反应的化学方程式为 。
②“实验2、3”中发生的化学反应相同,从气体溶解度的角度分析“实验2”中没有观察到CO2逸出的原因是 。
③三组实验研究表明:1mL0.8%的NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合后,能否观察到明显现象与 相关。
④已知:向1mL0.8%的Na2CO3溶液中滴入1滴0.1%的CaCl2溶液,有白色沉淀生成。设计实验鉴别浓度均为0.8%的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。简述实验方案(包括操作、现象和结论) 。(实验中须使用的试剂:0.1%的CaCl2溶液)
【答案】(1)药匙
(2)c
(3)a
(4)红
(5) 产生的 CO2 很少,全部溶解在溶液中 CaCl2 溶液的浓度 分别取1mL0.8%的 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液,向其中各加入1滴0.1%的 CaCl2 溶液,有白色沉淀产生的是 Na2CO3 溶液,无明显现象的是 NaHCO3 溶液
【详解】(1)“称量”时,用药匙从试剂瓶中取出NaHCO3粉末;
(2)“溶解”时,若需量取15.0mL的水,当量筒中已有14.6mL水时,后续加水使用的仪器为胶头滴管,故选:c;
(3)配制过程中玻璃棒的作用是搅拌,故选:a;
(4)无色酚酞溶液遇碱变红,则取少量NaHCO3溶液,向其中滴入无色酚酞溶液后显红色,说明NaHCO3溶液呈碱性;
(5)①“实验3”生成的白色沉淀为CaCO3,无色气体为CO2,此外还生成NaCl和H2O,则“实验3”中发生的反应为碳酸氢钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为;
②“实验2、3”中发生的化学反应相同,由于二氧化碳能溶于水,故从气体溶解度的角度分析“实验2”中没有观察到CO2逸出的原因是产生的 CO2 很少,全部溶解在溶液中;
③三组实验研究表明:1mL0.8%的NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合后,能否观察到明显现象与CaCl2 溶液的浓度相关;
④已知向1mL0.8%的Na2CO3溶液中滴入1滴0.1%的CaCl2溶液,有白色沉淀生成;由表格数据可知,向1mL0.8%的NaHCO3溶液中滴入1滴0.1%的CaCl2溶液,无明显现象,则设计实验鉴别浓度均为0.8%的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的实验方案为:分别取1mL0.8%的 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液,向其中各加入1滴0.1%的 CaCl2 溶液,有白色沉淀产生的是 Na2CO3 溶液,无明显现象的是 NaHCO3 溶液。
4.(2024·江苏苏州·中考真题)实验室用如图所示装置制取CO2气体,并进行相关性质研究。
已知:CO2与饱和NaHCO3溶液不发生反应。
(1)仪器a的名称是 。
(2)连接装置A、B,向锥形瓶内逐滴加入稀盐酸。
①锥形瓶内发生反应的化学方程式为 。
②若装置B内盛放饱和NaHCO3溶液,其作用是 。
③若装置B用来干燥CO2,装置B中应盛放的试剂是 。
(3)将纯净干燥的CO2缓慢通入装置C,观察到现象:
a.玻璃管内的干燥纸花始终未变色;
b.塑料瓶内的下方纸花先变红色,上方纸花后变红色。
①根据上述现象,得出关于CO2性质的结论是: 、 。
②将变红的石蕊纸花取出,加热一段时间,纸花重新变成紫色,原因是 (用化学方程式表示)。
(4)将CO2通入澄清石灰水,生成白色沉淀,该过程参加反应的离子有 (填离子符号)。
【答案】(1)分液漏斗
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 除去CO2中混有的HCl 浓硫酸
(3) CO2与水反应生成碳酸 CO2密度比空气大
(4)Ca2+、OH-
【详解】(1)据图可知,仪器a是分液漏斗。故填:分液漏斗。
(2)①石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
故填:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
②由于NaHCO3溶液与二氧化碳不反应,与HCl反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以装置B内盛放饱和NaHCO3溶液是为了除去CO2中混有的HCl。故填:除去CO2中混有的HCl。
③由于浓硫酸具有吸水性,与二氧化碳不反应,所以装置B用来干燥CO2,装置B中应盛放的试剂是浓硫酸。故填:浓硫酸。
(3)①由于玻璃管内的干燥纸花始终未变色;塑料瓶内的下方纸花先变红色,上方纸花后变红色。所以得出关于CO2性质的结论是:CO2与水反应生成碳酸;CO2密度比空气大。故填:CO2与水反应生成碳酸;CO2密度比空气大。
②将变红的石蕊纸花取出,加热一段时间,纸花重新变成紫色,说明碳酸受热分解生成二氧化碳和水,化学方程式。故填:
。
(4)由于将CO2通入澄清石灰水,生成白色沉淀,即二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。根据化学方程式可知,该过程参加反应的物质是二氧化碳和氢氧化钙,二氧化碳由二氧化碳分子构成,以分子的形式参加反应,氢氧化钙溶液可解离出钙离子和氢氧根离子,所以该过程参加反应的离子有钙离子和氢氧根离子,离子符号分别为Ca2+、OH-。故填:Ca2+、OH-。
5.(2025·江苏盐城·中考真题)草木染是我国的一种传统非遗染色技艺,基本工艺流程有碱煮、酸洗、漂白、染色、质检等环节。某校“化学奇苑”学生社团就此开展研学活动。
【查阅资料】古代在没有烧碱的情况下,采用如图1所示的工艺制取“碱煮”所需的碱。
(1)K2CO3属于 (填物质类别),是草木灰的主要成分,可用作 肥。
(2)取少量生石灰加入水中,插入温度计,观察到温度计的示数 。
(3)“加水搅拌”过程中发生化学反应,写出其中属于复分解反应的化学方程式: 。
【实地走访】同学们在研学工作坊了解到,“碱煮”之后进行“酸洗”,是为了除去布料上残留的碱液。
(4)用稀硫酸“酸洗”时需要控制反应温度在45℃左右,可能的原因有________(填序号)。
A.温度过高,硫酸易挥发B.温度过高,布料的强度和韧性会受损
C.温度过低,硫酸不与残留的碱反应D.温度过低,酸洗速率慢,酸洗不充分
【动手实践】同学们亲身体验“取桑葚汁→加碱调色→扎花染色→晾晒固色→水洗质检”等染色过程。
(5)“加碱调色”时观察到紫红色的桑葚汁遇碱变蓝色,他们一致认为桑葚汁与常见酸碱指示剂中的 溶液类似。
(6)“水洗质检”中需要用稀醋酸调节水洗液的pH至4.0~7.5的合格标准。同学们取样、用 测定了水洗液的pH。
【交流反思】有同学提出疑问:为什么不用稀盐酸调节水洗液的pH?
(7)向两份等体积、等浓度的NaOH溶液中分别滴入一定量的稀盐酸和稀醋酸,其pH变化如图2所示,表明稀盐酸不宜用来调节水洗液的pH。你对该疑问的解答是 。
【答案】(1) 盐 钾
(2)升高
(3)
(4)BD
(5)紫色石蕊
(6)pH计(或酸度计)
(7)调节pH分别为4.0、7.5时所加稀盐酸的体积相差过小,不容易控制稀盐酸的用量
【详解】(1)K2CO3由一种物质组成,属于纯净物,K2CO3由金属离子和酸根离子构成,属于盐;
K2CO3含有钾元素,可用作钾肥。
(2)生石灰的主要成分为CaO,CaO与水反应放出热量,使溶液温度升高。
(3)“加水搅拌”过程中CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2和草木灰的主要成分K2CO3反应生成CaCO3沉淀和KOH,化学方程式为:。
(4)硫酸不具有挥发性,A不符合题意;
温度过高,布料的强度和韧性会受损,B符合题意;
硫酸和碱在低温下仍会发生反应,C不符合题意;
温度过低,反应速率较慢,D符合题意。
故选BD。
(5)紫色石蕊溶液遇碱变蓝色。
(6)水洗液的pH为4.0~7.5,使用pH试纸无法测定出该精确数值,可以使用高精度的仪器酸度计(pH计)。
(7)用稀盐酸调节水洗液的pH,当pH=7.5时,加入稀盐酸的体积为6.1 mL,当pH=4.0时,加入稀盐酸的体积为6.4 mL,所用稀盐酸的体积太接近,难以精准控制,增大了操作难度。
6.(2024·江苏南京·中考真题)溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。
【设计实验】同学们利用图1装置模拟该反应原理进行探究。
(1)稀盐酸和大理石反应的化学方程式为 。
(2)饱和NaHCO3溶液的作用是 。
(3)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙的化学方程式为 。
【预测现象】
(4)滴加稀盐酸后,大理石表面产生 ,烧杯中澄清石灰水先变浑浊,后变澄清。
【发现问题】烧杯中澄清石灰水变浑浊后没有变澄清。
【猜想与验证】
(5)甲同学提出,可能是通入二氧化碳的量不足。于是,往烧杯中继续通入过量二氧化碳,发现 ,说明甲同学的猜想不成立。
【进一步猜想】乙同学提出,可能是本实验条件下生成的碳酸钙不能转化成碳酸氢钙。
【查阅资料】电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱;一定条件下,电导率的大小能反映离子浓度的大小。
【实验探究】同学们在老师指导下,利用电导率传感器和上述实验装置重复实验进行探究。将电导率传感器探头浸没于饱和澄清石灰水中,搅拌并采集数据,将稀盐酸缓缓加入锥形瓶中。采集到的数据如图2所示,同时观察到烧杯中液体变浑浊后没有变澄清。
【实验分析】
(6)a~b段曲线呈这种形态的原因是 。
(7)b点电导率不为0的主要原因是H2CO3解离出少量离子。c点时烧杯中除了CO2和H2CO3外,还含有的物质是 。
【得出结论】乙同学猜想不正确。
【查阅资料】常温常压下,向澄清石灰水中通入过量二氧化碳时,液体变浑浊后能否再变澄清与澄清石灰水的浓度有关。
【拓展探究】取等体积的饱和澄清石灰水和蒸馏水混合,向其中持续通入过量的二氧化碳,观察到液体先变浑浊然后变澄清。
【交流反思】
(8)由本实验可知,影响化学反应现象的因素除了反应物的性质外,还有 。
【答案】(1)
(2)除去二氧化碳中混有的氯化氢气体
(3)
(4)气泡
(5)石灰水仍然没有变澄清
(6)氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,溶液中离子浓度减小,电导率下降
(7)CaCO3、Ca(HCO3)2、H2O
(8)反应物的浓度
【详解】(1)大理石主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为。
(2)稀盐酸具有挥发性,制取的二氧化碳中会混有氯化氢气体,饱和NaHCO3溶液能与氯化氢反应,且不与二氧化碳反应,从而除去氯化氢杂质。
(3)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙、水,化学方程式为。
(4)稀盐酸与大理石反应生成二氧化碳气体,所以大理石表面会产生气泡。
(5)若通入二氧化碳量不足导致石灰水不变澄清,继续通入过量二氧化碳,石灰水应变澄清,发现石灰水仍然没有变澄清,说明不是二氧化碳量不足的原因,即甲同学猜想不成立。
(6)a∼b段,二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,溶液中离子浓度降低,电导率随之减小。
(7)c点时二氧化碳与碳酸钙反应生成了碳酸氢钙,且溶液未变澄清,说明碳酸钙还未完全转化为碳酸氢钙,所以此时烧杯中除了CO2和H2CO3外,还含有CaCO3、Ca(HCO3)2、H2O。
(8)通过拓展探究,取等体积饱和澄清石灰水和蒸馏水混合,改变了澄清石灰水的浓度,持续通入过量二氧化碳现象不同,说明影响化学反应现象的因素除反应物性质外,还有反应物的浓度。
考向二 定量实验
7.(2025·江苏镇江·中考真题)实验探究金属与溶液的反应。
实验一:进行如图1实验,铁丝表面出现红色固体且产生气泡,溶液的pH变化曲线如图2所示。
(1)生成红色固体的化学方程式为 。
(2)由pH变化曲线获得信息:
①反应过程中溶液酸性 (填“增强”或“减弱”)。
②铁与溶液中的 (填离子符号)反应生成了。
(3)抽出附有红色固体的铁丝,静置,液面处逐渐出现红褐色固体,溶液pH明显下降,用化学方程式解释原因 。
实验二:将光亮镁条插入溶液,镁条逐渐溶解,产生 (填现象),生成红色固体和蓝绿色沉淀。充分反应,过滤、洗涤,低温干燥得固体样品。
资料:①实验二中铜元素转化为、和(碱式硫酸铜)。
②68℃时,发生分解。不溶于水,能溶于酸,300℃左右分解生成铜的氧化物和气体。
(4)取10.36 g样品进行实验:
①控制温度68℃充分加热,将生成气体用足量浓硫酸吸收,测得浓硫酸增重0.72 g。样品中的质量为 g。
②加热至更高温度,固体完全变成黑色后称得质量为8.00 g。
(5)另取10.36 g样品,溶于足量稀盐酸,分离得1.28 g红色固体;再向剩余溶液中加入过量溶液,得4.66 g沉淀。该碱式硫酸铜的化学式为 。
【答案】(1)
(2) 减弱
(3) 大量气泡
(4)3.92
(5)
【详解】(1)铁的金属活动性比铜强,因此将光亮的铁丝浸入溶液中时,Fe与溶液发生置换反应生成和Cu,因此可观察到铁丝表面生成红色固体,该反应的化学方程式为:。故填:。
(2)①由图2可以看出,随着反应的进行,溶液的pH逐渐增大,说明反应过程中溶液的酸性减弱。故填:减弱。
②由于溶液显酸性,因此其中含有的与铁丝发生反应生成氢气,所以可观察到铁丝表面产生气泡。故填:。
(3)铁与硫酸铜溶液反应后有硫酸亚铁生成,而硫酸亚铁在液面处接触空气中的氧气后被氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀,发生反应的化学方程式为。故填:。
实验二:镁的金属活动性比铜强,且硫酸铜溶液呈酸性,因此将光亮的镁条插入硫酸铜溶液中时,可观察到镁条逐渐溶解,产生大量气泡,同时生成红色固体和蓝绿色沉淀。故填:大量气泡。
(4)①68℃时氢氧化铜发生分解生成氧化铜和水;浓硫酸具有吸水性,因此浓硫酸增重的质量即为氢氧化铜分解生成水的质量。设样品中氢氧化铜的质量为x,则:
解得:
故填:3.92。
(5)样品在高温下最终变成8.00 g黑色固体氧化铜,则样品中铜元素的总质量为:。
样品中加足量稀盐酸后,稀盐酸与氢氧化铜、碱式硫酸铜反应并使其溶解,最终分离出的1.28 g红色固体为样品中的铜单质,则碱式硫酸铜中铜元素的质量为:6.4 g-2.56 g-1.28 g=2.56 g;碱式硫酸铜与稀盐酸反应后的溶液与过量氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀4.66 g,由此可计算碱式硫酸铜中硫酸根离子的质量,设碱式硫酸铜中硫酸根离子的质量为y,根据硫酸根的质量守恒,则:
解得:
10.36 g样品中碱式硫酸铜的质量为:10.36 g-1.28 g-3.92 g=5.16 g,碱式硫酸铜中的质量为:5.16 g-2.56 g-1.92 g=0.68 g,所以碱式硫酸铜中。由此可知,碱式硫酸铜的化学式。故填:。
8.(2025·江苏泰州·中考真题)气体的制备、性质与应用是化学研究的重要内容。
(1)两种制取的装置如图所示。
①用装置A加热制,反应的化学方程式为 ,棉花团的作用是 。
②用装置B制,铂丝代替作催化剂。制备过程中,若玻璃管中液面上升,为避免液体溢出应采取的操作是 。
(2)某同学设计制取并收集纯净的方案如图所示。
①仪器a的名称为 。
②装置D的作用是 ;装置E的作用是干燥,试剂b为 。
③采用装置F无法收集到纯净的,原因是 。
(3)①工业上利用反应实现人工固氮,M的化学式为 。
②我国科学家研制的固体催化剂LDH可实现光照条件下人工固氮,其原理如图所示,反应的化学方程式为 。
(4)在活鱼运输途中,向水里加适量过氧化钙()能改善水质。
①和反应生成和,为水体增氧的同时,还能与鱼呼出的 (填化学式)气体发生反应,调节水体pH。
②如向水中加入72 g ,计算理论上可产生的质量 。(写出计算过程)
【答案】(1) 防止加热时粉末状物质进入导管 向上拉动铂丝,使铂丝与过氧化氢溶液分离
(2) 长颈漏斗 除去二氧化碳中混有的氯化氢气体 浓硫酸 用向上排空气法收集气体,不易将空气排净
(3) H2
(4) CO2 16g
【详解】(1)高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。故该反应的化学方程式为:。
用高锰酸钾制氧气时,为了防止加热时粉末状物质进入导管,需要在试管口处放一团棉花。故填:防止加热时粉末状物质进入导管。
用装置B制取氧气,铂丝代替MnO2作催化剂。制备过程中,若玻璃管中液面上升,为避免液体溢出应采取的操作是向上拉动铂丝,使铂丝与过氧化氢溶液分离,反应速率减慢。故填:向上拉动铂丝,使铂丝与过氧化氢溶液分离。
(2)仪器a为长颈漏斗。故填:长颈漏斗。
石灰石与稀盐酸反应生成的二氧化碳中会混有少量氯化氢气体。二氧化碳难溶于装置D中盛放的碳酸氢钠溶液,并且碳酸氢钠可以与氯化氢气体发生反应生成二氧化碳。故填:除去二氧化碳中混有的氯化氢气体。
装置E的作用是干燥CO2,试剂b为液体,且具有吸水性,应为浓硫酸。故填:浓硫酸。
装置F为向上排空气法,用向上排空气法收集气体,不易将空气排净,导致收集到的CO2不纯净。故填:用向上排空气法收集气体,不易将空气排净。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。由人工固氮的反应化学方程式N2+3M=2NH3可知,反应前已知有2个氮原子,反应后有2个氮原子和6个氢原子,则3M 中含有6个氢原子,M的化学式为H2。故填:H2。
根据原理图可知,氮气和水在LDH的催化作用下,在光照条件下生成氨气和氧气。故该反应的化学方程式为:。
(4)CaO2和H2O反应生成Ca(OH) 2和O2,为水体增氧的同时,Ca(OH) 2还能与鱼呼出的CO2气体发生反应,调节水体pH。故填:CO2。
设72 g CaO2理论上可产生O2的质量为x
答:理论上可产生16gO2。
9.(2025·江苏苏州·中考真题)人类生活离不开氧气。
Ⅰ探究人体呼吸作用
下表为某同学测量的呼吸前后部分气体组成的实验数据(通常状况)。
(1)人体呼吸时消耗产生,该过程 能量(填“吸收”或“释放”)。
(2)氮气在呼吸前后体积几乎不变。实验中呼出气体的总体积 吸入空气的总体积(填“>”“=”或“<”)。
Ⅱ探究呼吸自救器的工作原理
一种面罩式呼吸自救器中的制氧药剂主要含、(催化剂)和铝粉。
(3)制氧原理:。213g按上式完全分解,计算理论能生成的质量(写出计算过程)。
(4)制氧药剂中铝粉的作用是燃烧提供分解所需的热量。控制制氧药剂中物质的质量比为,进行实验,得到的质量如下。
①上述实验的目的是探究 对得到氧气质量的影响。
②实验1(或实验2)中得到质量明显小于实验3的主要原因是 。
③实验4中得到质量小于实验3的原因是 。
(5)某种呼吸自救器的结构如图,可在有毒危险空间提供约2小时左右呼吸用氧气。区域填充的是和。
①写出发生反应的化学方程式: 。
②若将呼出气体通过单向阀(控制气体单向流动)直接排出呼吸面罩,可省去区域,简化呼吸自救器的设计。实际不采用此种设计的理由主要是 。
【答案】(1)释放
(2)>
(3)
设理论能生成氧气的质量为x
答:理论能生成氧气的质量为96g。
(4) 制氧药剂中铝粉的质量分数(或比例)(合理答案均可) 粉少,燃烧产生热量少,未完全分解 少,分解产生氧气少;粉多,燃烧消耗氧气多
(5) 呼出气体中有较多,除去后可供给呼吸,省去区域,供氧时间会缩短
【详解】(1)人体呼吸属于缓慢氧化过程,该过程释放能量;
(2)空气中氮气约占78%,呼出气体中氮气约占75%,因为氮气在呼吸前后体积几乎不变,所以呼出气体的总体积大于吸入空气的总体积;
(3)过程见答案;
(4)①实验中,控制制氧药剂总质量为100g,且为,也就是的质量是固定变化的,而铝粉的质量在不同实验中是改变的,同时得到氧气的质量也不同,所以上述实验的目的是探究制氧药剂中铝粉的质量分数(或比例)对得到氧气质量的影响;
②实验1(或实验2)中铝粉的质量比实验3中铝粉的质量少,因为制氧药剂中铝粉的作用是燃烧提供分解所需要的热量,铝粉质量少,燃烧提供的热量就不足,使得不能充分分解,从而导致得到氧气的质量明显小于实验3;
③实验4中的质量比实验3少,分解产生的氧气量少;实验4中铝粉质量比实验3多,铝粉燃烧会消耗更多的氧气,所以实验4中得到氧气的质量小于实验3;
(5)①呼出气体中的二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为;
②呼出气体中有氧气、二氧化碳等,通过区域A,除去后,气体中还有较多的氧气,可供给呼吸,省去区域,供氧时间会缩短。
考向三 对比实验
10.(2025·江苏无锡·中考真题)设计数字化实验探究过氧化氢的分解(见表),图中曲线、、分别表示实验①、②、③装置内气体压强与时间的关系。由实验得出的结论错误的是
表:过氧化氢溶液中加入试剂的种类和用量
A.在常温下分解缓慢
B.和都能使分解加速
C.使分解加速的效果比好
D.实验②和③中,等质量完全分解产生氧气质量不相等
【答案】D
【详解】A、由曲线a可知,在实验①中,压强随着时间的进行变化不大。因为过氧化氢在常温下分解缓慢,在短时间内放出的氧气很少,此选项正确,不符合题意;
B、由曲线图可知,在其他条件相同的情况下,随着反应的进行,相同时间实验②和③装置内压强都比实验①装置内压强大,实验②和③中产生氧气的速率比①快,说明氯化铁和二氧化锰都能使过氧化氢分解加速。此选项正确,不符合题意;
C、由曲线图可知,在其他条件相同的情况下,随着反应的进行,相同时间内实验③装置内压强最大,产生氧气最快,故二氧化锰使过氧化氢分解加速的效果比氯化铁好,此选项正确,不符合题意;
D、催化剂只能加快过氧化氢的分解速率,不同的催化剂可能加快过氧化氢分解的速率不同,但不会改变过氧化氢最终产生氧气的量。因此,等质量过氧化氢完全分解产生氧气质量相等,此选项错误,符合题意;
故选:D
11.(2025·江苏苏州·中考真题)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录
下列说法正确的是x
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
【答案】C
【详解】A、铁的锈蚀需要氧气和水共同作用,故铁的锈蚀需要氧气参与,不符合题意;
B、该实验需要验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,由表可知,实验1和2的变量为是否有活性炭,是探究活性炭对铁粉生锈速率的影响,则实验1和3应是探究食盐对铁粉生锈速率的影响,根据控制变量法,变量是是否含食盐,其他因素相同,则x的值为0,不符合题意;
C、实验1(无活性炭、无食盐)与实验2(有活性炭0.2g、无食盐)的变量仅为活性炭。实验2温度显著升高,说明活性炭能加快铁粉生锈速率,故欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2,符合题意;
D、实验1(无活性炭、无食盐)与实验4(有活性炭0.2g、食盐0.1g)的变量为活性炭和食盐,无法单独证明食盐的作用。正确对比应为实验1(无活性炭、无食盐)和实验3(无活性炭、有食盐),不符合题意。
故选C。
12.(2024·江苏苏州·中考真题)某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。
下列相关说法不正确的是
A.对比实验甲和乙,探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响
B.对比实验乙和丁,探究MnO2对H2O2分解速率的影响
C.对比实验甲和丙,探究温度对H2O2分解速率的影响
D.对比实验甲、丙和丁,探究MnO2和温度对H2O2分解速率影响的程度
【答案】B
【详解】A、根据控制变量法,甲和乙的变量是过氧化氢的浓度,则对比实验甲和乙,探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响,故说法正确;
B、实验乙和丁的变量有浓度和二氧化锰,变量不唯一,则甲、乙不能探究MnO2对H2O2分解速率的影响,故说法错误;
C、甲和丙的变量是温度不同,丙的温度高,反应速率快,则对比实验甲和丙,探究温度对H2O2分解速率的影响,故说法正确;
D、根据C项的分析,对比甲和丙可以探究温度对H2O2分解速率的影响,对比实验甲、丁,变量是二氧化锰,则可以探究MnO2对H2O2分解速率的影响,故说法正确。
故选B。
13.(2023·江苏无锡·中考真题)兴趣小组对燃烧的条件进行探究。
(1)利用如图所示装置进行实验,观察到的现象有:
Ⅰ.试管中白磷燃烧;
Ⅱ.水中白磷未燃烧;
Ⅲ.试管中红磷未燃烧;
Ⅳ.气球a先变大后变小。
①由现象Ⅰ、Ⅱ可推知的结论是 。
②由现象Ⅰ、Ⅲ可推知的结论是 。
③从现象Ⅳ分析:气球a先变大的原因是 。
(2)利用图1所示装置进行燃烧条件的进一步探究。实验测得集气瓶中氧气的体积分数随时间的变化曲线如图2所示。
①写出红磷燃烧的化学方程式: 。
②红磷熄灭后,集气瓶内的氧气并未耗尽,氧气的含量约为10%。你对燃烧条件的新认识是 。
【答案】(1) 燃烧需要与氧气接触 燃烧需要温度达到可燃物的着火点 白磷燃烧放出热量,装置内气体受热膨胀,压强增大
(2)
燃烧不仅需要与氧气接触,还需要氧气足量
【详解】(1)①试管中白磷与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧,水中白磷温度达到了着火点,但是隔绝氧气,不燃烧,故由现象Ⅰ、Ⅱ可推知的结论是:燃烧需要与氧气接触;
②试管中白磷与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧,试管中红磷与氧气接触,温度没有达到着火点,不燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点;
③气球a变大,是因为白磷燃烧,放出大量的热,装置内气体受热膨胀,压强增大;
(2)①红磷燃烧生成五氧化二磷,该反应的化学方程式为:;
②红磷熄灭后,集气瓶内的氧气并未耗尽,氧气的含量约为10%。说明燃烧不仅需要与氧气接触,还需要氧气足量。
1.(2023·江苏徐州·三模)早在 300 多年前,英国化学家波义耳在敞口容器中加热金属时,发现金属加热后质量增加了,而法国化学家拉瓦锡在密闭容器中加热金属时,却发现反应前后物质的总质量相等。后来科学家做了大量精密实验,确认拉瓦锡的结论是正确的,从此质量守恒定律被人们所认识。
【回忆课本】
(1)利用下图装置验证质量守恒定律时,观察到反应后托盘天平 (填“保持平衡”或“失去平衡”)。
(2)该实验必须在密闭容器中进行的主要原因是 (用化学方程式解释)。
(3)【提出问题】同学们对氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应后的混合液进行过滤,得到了无色的滤液。该无色滤液中含有哪些溶质呢?
【进行猜想】
猜想 1:仅含有硫酸钠
猜想 2:含有硫酸钠和硫酸铜
猜想 3: 。
小明认为无需实验验证,就可以判定猜想 2 是错误的,原因是 。
【查阅资料】
①稀硫酸、硫酸钠溶液与 BaCl2溶液反应,都有 BaSO4白色沉淀产生;
②溶液的电导率越大,溶液中离子的浓度就越大,溶液的导电能力就越强。
【实验验证】
【问题讨论】小明认为甲同学的实验结论不正确,其原因是 。
【拓展探究】丁同学利用电导率传感器,实时测出滴入氢氧化钠溶液时锥形瓶内溶液电导率随时间变化的趋势如图所示。
(4)曲线 ab 段显示,反应过程中溶液的导电能力逐渐下降,其原因是 。
(5)b 是反应终点,则曲线 bc 段上升的原因是 。
【答案】(1)保持平衡
(2)
(3) 含有硫酸钠和氢氧化钠 硫酸铜溶液为蓝色,滤液无色,不可能含有硫酸铜 红 pH 试纸 向猜想 3 对应的溶液中滴入 BaCl2溶液也会产生白色沉淀
(4)随着 NaOH 溶液的加入,溶液变稀,离子浓度下降
(5)氢氧化钠溶液过量
【详解】(1)由于氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,且在密闭容器中进行,反应物和生成物都没有气体,所以观察到反应后托盘天平保持平衡。
(2)由于氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以 该实验必须在密闭容器中进行的主要原因是 : 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 。
(3)由于氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,氢氧化钠与硫酸铜可能分别过量,并根据猜想 1:仅含有硫酸钠;猜想 2:含有硫酸钠和硫酸铜;可得猜想3:含有硫酸钠和氢氧化钠。
由于硫酸铜溶液是蓝色的,而滤液无色,不可能含有硫酸铜,所以明认为无需实验验证,就可以判定猜想 2 是错误的。
实验验证
由于猜想3正确,所以无色滤液中含有氢氧化钠,所以滴入酚酞试液,溶液变为红色;用玻璃棒蘸取无色滤液少许,滴在pH试纸上,溶液pH>7。
问题讨论
由于向猜想 3 对应的溶液中滴入 BaCl2溶液也会产生白色沉淀,所以小明认为甲同学的实验结论不正确。
(4)拓展探究
因为随着 NaOH 溶液的加入,溶液变稀,离子浓度下降,所以曲线 ab 段显示,反应过程中溶液的导电能力逐渐下降。
(5)b 是反应终点,则曲线 bc 段上升是因为氢氧化钠溶液过量。
2.(2024·江苏常州·一模)某兴趣小组在完成镁与稀盐酸反应的实验时,观察到有灰白色沉淀生成的“异常”现象,他们对此进行了以下探究。
【猜想假设】猜想1:Mg猜想2:MgCl2
【交流讨论】
(1)小张认为沉淀还可能是MgCO3,小王认为这一猜想是错误的,理由是 。
【实验I】
(2)为验证猜想2是否正确,同学们取1g样品并加入足量蒸馏水振荡,沉淀未溶解。同学们又取 于试管中,也加足量蒸馏水振荡,固体全部溶解,证实猜想2错误。
【深入探究】该沉淀的物质组成
【查阅资料】灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁。它存在多种组成,化学式可表示为Mgx(OH)yClz·nH2O;它受热分解可产生氧化镁、氯化氢和水。
【实验Ⅱ】
(3)为确定分解后的产物,同学们分别取样于试管中加热,将产物通过硫酸铜固体,看到 ,证明有水产生,将产物通入 中,看到溶液呈红色,证明有氯化氢产生。
【实验III】
洗去沉淀表面杂质并室温晾干。取其7.07g,用如图装置(夹持仪器未画出)按照正确的操作步骤进行实验。待反应停止后,测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g,装置B的质量增加了2.34g。
【问题讨论】
(4)按图连接好装置,实验前要先 。
(5)反应停止后,应继续通入N2一段时间,目的是 ;该沉淀中,镁、氯的离子个数比n(Mg2+):n(Cl-)= 。
(6)若该沉淀Mgx(OH)yClz•nH2O中,n=5,则x、y、z的数值为 。
【反思与评价】
(7)装置B、C顺序是否可以调换?请判断并叙述理由 。
(8)若无装置D,则测得的y数值会 (填偏大、偏小、不变)。
【答案】(1)反应物中没有碳元素
(2)1gMgCl2固体
(3) 硫酸铜固体变蓝 紫色石蕊溶液
(4)检查装置气密性
(5) 使反应生成的水蒸气、氯化氢气体全部被B、C吸收 5:1
(6)10、18、2
(7)不能,若装置B、C顺序调换,气体通过氢氧化钠溶液时会带出水蒸气,影响对氢元素的检验
(8)不变
【详解】(1)根据反应前后元素种类不变,反应物中没有碳元素,沉淀不可能是MgCO3;
(2)对比实验要控制变量,取1g样品并加入足量蒸馏水振荡,沉淀未溶解,所以应再取1g MgCl2固体于试管中,也加足量蒸馏水振荡,固体全部溶解,说明MgCl2固体能溶于水,故样品中不含MgCl2,证实猜想2错误;
(3)无水硫酸铜遇水变蓝,结合结论:证明有水生成,所以现象为:看到硫酸铜固体变蓝;
氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸显酸性,紫色石蕊遇酸变红,根据看到溶液呈红色,证明有氯化氢产生,由此推出将产物通入了紫色石蕊溶液;
(4)有气体参与的反应,在实验前需要检验装置气密性,所以按图连接好装置,实验前要先检查装置气密性;
(5)浓硫酸能吸水,氢氧化钠溶液能吸收氯化氢气体,故反应停止后,部分气体会留在管里,所以应继续通入N2一段时间,目的是使反应生成的水蒸气、氯化氢气体全部被B、C装置吸收;
硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g,即氧化镁质量为4.00g,故镁元素的质量为:4.00g×=2.4 g,装置B的质量增加了2.34g,即生成水的质量为2.34g,所以故C装置增加的质量为:7.07g-4.00g-2.34g=0.73g,即生成氯化氢质量为0.73g,故氯元素的质量为:0.73g×=0.71g,该沉淀中,镁、氯的离子个数比n (Mg2+ ) : n (Cl-)==5:1;
(6)生成物中氧化镁、氯化氢和水分子的个数比为是=10: 2: 13,生成物中Mg、H、O、Cl的原子个数比为10:(2+2×13):(10+13):2=10:28:23:2,即Mgx (OH)yClz.nH2O中Mg、H、O、Cl的原子个数比为x:(y+2n):(y+n):z=10:28:23:2,若沉淀Mgx (OH)yClz.nH2O中n=5,根据氢原子和氧原子的个数比有(y+10):(y+5)=28:23,则y=18,故则x、y、z的数值依次为10、18、2;
(7)浓硫酸能吸水,氢氧化钠溶液能吸收氯化氢气体,若装置B、C顺序调换,气体通过氢氧化钠溶液时带出水蒸气,影响对氢元素的检验,所以不能调换两者的顺序;
(8)若无装置D,会造成空气中的二氧化碳被装置C吸收,使测得的氯化氢的质量偏大,但根据题意可以根据固体减少的质量减去生成水的质量进而求出二氧化碳的质量,最终求出生成物的质量,利用质量守恒定律求出反应物中相关元素质量,故即使没有D装置,依据题干数据也可以求出y的数值,故y的数值不变。
3.(2025·江苏宿迁·一模)化学实验兴趣小组的同学利用制备的二氧化碳做了如甲、乙图所示实验。
(1)甲实验中观察到 现象,由此判断二氧化碳与石灰水发生了化学反应。
乙实验中没有观察到任何实验现象。
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠发生化学反应了吗?
【证据推理】
(2)氢氧化钠与氢氧化钙都是碱,在水溶液中都能产生,按结构与性质的关系推断,氢氧化钠也可以与二氧化碳发生化学反应,反应的化学方程式为 。
【寻找证】实验小组的同学分别就以上的问题和推理的结果,设计了丙、丁和戊的三个实验,请你一起参与他们的探究。
(3)丙实验中在液面下取出橡皮塞,能观察到 ,小红同学认为根据现象可以判断氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。小花提出质疑,小花质疑的理由是 。请你设计实验解决小花的疑问 。
(4)小清同学向乙实验后的试管中滴加过量的稀盐酸,观察到 的现象,也可以说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。
(5)小楚同学仔细研究甲、乙实验中现象的不同,原因是反应中的生成物在水中的溶解性的不同造成的。于是小楚同学通过网络查找资料,为自己的实验设计寻找理论依据,他查到的资料有①水和酒精是常见的溶剂;②碳酸钙难溶于水;③氢氧化钠易溶于水,也易溶于酒精;④碳酸钠易溶于水,但难溶于酒精。于是小楚同学设计了戊图的实验,可以观察到 ,得到了氢氧化钠与二氧化碳发生化学反应的结论。
【思维建模】
(6)对于没有明显实验现象的化学反应,通常可以从验证反应物的减少或 两方面入手来设计实验寻找证据。在实验小组设计的丙、丁、戊实验中, (填序号)两个实验的设计思路是相同的。
【思维拓展】
(7)已知:常温常压下,一体积水可以溶解一体积二氧化碳气体。实验小组结合上述的实验总结,经商讨后设计了如己图进行实验探究,若看到 现象,也可说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。
【答案】(1)澄清石灰水变浑浊
(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(3) 试管中的液面上升 二氧化碳能与水反应,且溶于水 将丙实验中的氢氧化钠溶液更换成水,观察试管内的液面上升高度
(4)有大量气泡产生
(5)出现白色沉淀
(6) 检验生成物 丁、戊
(7)澄清石灰水不变浑浊
【详解】(1)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以向盛有少量澄清石灰水的试管中通入一定量二氧化碳,观察到澄清石灰水变浑浊,证明二氧化碳与澄清石灰水发生了反应,填:澄清石灰水变浑浊;
(2)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,故填:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(3)丙实验中在液面下取出橡皮塞,能观察到试管中的液面上升,小红同学认为根据现象可以判断氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应;小花提出质疑,小花质疑的理由是二氧化碳能与水反应,且溶于水,也能出现同样的现象;为解决小花的疑问,可以设计以下实验方案:将丙实验中的氢氧化钠溶液更换成水,观察试管内的液面上升高度;
故填:试管中的液面上升;二氧化碳能与水反应,且溶于水;将丙实验中的氢氧化钠溶液更换成水,观察试管内的液面上升高度;
(4)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,小清同学向乙实验后的试管中滴加过量的稀盐酸,观察到有大量气泡产生,也可以说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,故填:有大量气泡产生;
(5)氢氧化钠易溶于乙醇中,碳酸钠几乎不溶于乙醇,二氧化碳通入氢氧化钠的乙醇溶液中,二氧化碳与氢氧化钠反应生成的碳酸钠难溶于乙醇,若观察到溶液中出现白色沉淀,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,故填:出现白色沉淀;
(6)对于没有明显实验现象的化学反应,通常可以从验证反应物的减少或检验生成物两方面入手来设计实验寻找证据。在实验小组设计的丙、丁、戊实验中,丁、戊两个实验的设计思路是相同的,都是检验生成物,故填:检验生成物;丁、戊;
(7)常温常压下,一体积水可以溶解一体积二氧化碳气体,将500mL二氧化碳气体(远大于氢氧化钠溶液体积)通入如己图进行实验探究,若看到澄清石灰水不变浑浊,也可说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,故填:澄清石灰水不变浑浊。
4.(2024·江苏泰州·一模)牙膏是人们生活中不可缺少的必需品,某化学小组对牙膏展开探究。
某品牌牙膏主要成分:水、水合硅石、碳酸氢钠、香精、焦磷酸四钠、珍珠粉(含蛋白质、碳酸钙、多种微量元素)等。
【摩擦剂】牙膏中摩擦剂的作用是通过摩擦去除食物残渣、牙渍、牙菌斑等。常用摩擦剂有水合硅石、碳酸钙等。
(1)根据以上信息推测水合硅石可能的物理性质有 (写1条)。
【酸碱度调节剂】研究表明,口腔中pH在6.6~7.1有利于维持口腔生态平衡,若pH过低易导致牙齿持续脱矿引发龋齿等疾病,在牙膏中添加等物质可调节口腔酸碱度。
(2)某小组同学用如图装置测定某品牌牙膏中的质量分数。结合图中数据,计算牙膏样品中的质量分数(写出计算过程) 。
(3)用该方法测得的质量分数偏大的原因可能是 。(填一点)
【美白剂】牙膏中添加过氧化钙()可除去吸附在牙齿微孔中的有色物质,美白牙齿。
资料:①氨气极易溶于水;②
I.的制备:实验室可用如图装置制备。
向溶液中加入的溶液,通入氨气,反应生成晶体,脱水后得到固体。反应原理:
(4)a的仪器名称为 ,长颈漏斗的作用 。
(5)甲中发生反应的化学方程式为 。
(6)乙中反应时常用冰水浴控制温度在左右,目的可能是 。
(7)反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得。检验是否洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤滤液, 。
II.的变质:
提出猜想:久置样品的成分可能为、、中的一种或多种。
实验验证:小组的同学利用数字化传感器探究样品的成分。取少量样品于试管中,加入一定量的稀盐酸,测得体系中溶解氧、pH及体积分数的数据如图。
(8)小凌同学分析实验数据后认为样品固体中一定有、、。小静同学认为该结论不正确,请结合图中数据分析,结论不正确的原因是 。
(9)由于易变质影响牙膏的保质期,不慎吞服后,会对口腔黏膜、食道等造成伤害,因此现在牙膏中常加入二氧化钛、焦磷酸盐等其他美白成分。分析本题中介绍的牙膏成分,其中具有美白作用的物质可能是 。
【答案】(1)硬度大
(2)根据质量守恒定律可知,过程中产生二氧化碳的质量=526.9g-525.8g=1.1g;
解:设样品中碳酸氢钠的质量为x,
样品中碳酸氢钠的质量分数为:。
(3)二氧化碳逸出时带出了部分水蒸气,造成测得二氧化碳的质量偏大
(4) 分液漏斗 防止液体倒吸炸裂试管
(5)
(6)利于提高CaO2⋅8H2O的产率,同时可以减少过氧化氢分解,提高过氧化氢的利用率
(7)先加入稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,若没有白色沉淀生成,则说明已经洗涤干净,反之则说明未洗涤干净
(8)不能确定是否含有氢氧化钙
(9)焦磷酸四钠
【详解】(1)由水合硅石是常用的摩擦剂可推出其硬度较大;
(2)见答案;
(3)碳酸氢钠与盐酸反应产生二氧化碳气体 ,气体逸出时会带出部分水蒸气,使减轻的质量偏大,即测得生成的二氧化碳量偏大,从而使计算出的碳酸氢钠质量分数偏大;(合理即可)
(4)由图可知仪器a为分液漏斗;
氯化铵与氢氧化钙反应产生氨气,氨气易溶于水,造成压强降低,为了防止液体倒吸入试管造成热的试管遇冷炸裂,所以用长颈漏斗代替导管,增大容量;
(5)氯化铵与氢氧化钙反应生成氯化钙、水和氨气,方程式为:;
(6)低温有利于CaO2⋅8H2O的结晶,从而提高产率,同时由于反应放热,会加快过氧化氢分解,低温能减少过氧化氢分解,提高过氧化氢的利用率;
(7)反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2.8H2O,若没洗净会残留氯化钙,氯化钙与硝酸银反应能生成不溶于稀硝酸的氯化银白色沉淀,所以判断是否洗涤干净的操作为:取少量最后一次洗涤液于试管中,先加入稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,若没有白色沉淀生成,则说明已经洗涤干净,反之则说明未洗涤干净;
(8)通过图1可知反应产生了二氧化碳,说明含有碳酸钙,通过图2可知反应有氧气产生,说明含有CaO2,CaO2和水反应也会生成氢氧化钙,导致pH>7,所以无法判断是否含有氢氧化钙,所以结论不正确;
(9)根据题意,牙膏中常加入二氧化钛、焦磷酸盐等其他美白成分。分析本题中介绍的牙膏成分,其中具有美白作用的物质可能是焦磷酸四钠。
5.(2025·江苏无锡·二模)生活中经常会用果蔬洗盐清洗蔬菜和水果,某小组同学对此产生了极大兴趣,于是踏上了揭秘“果蔬洗盐”的项目化学习之旅。
【查阅资料】食用级pH调节剂可能是碳酸钠、碳酸氢钠、乳酸、柠檬酸中的一种或两种。
任务一:定性探究果蔬洗盐组成
【实验初探】
(1)取少量该“果蔬洗盐”溶于水,滴加紫色石蕊溶液,观察到溶液变成 色,说明该“果蔬洗盐”溶于水呈碱性。小组同学对其组成提出如下猜想。
【提出猜想】
(2)猜想一:NaCl、Na2CO3 猜想二:NaCl、NaHCO3 猜想三: 。
【查阅资料】Na2CO3受热不易分解:NaHCO3加热后易分解生成Na2CO3、H2O和CO2。
【实验再探】
(3)填写下表实验
【实验分析】
(4)小组同学认为步骤②中不能证明“果蔬洗盐”中含有Na2CO3,理由是 。
任务二:定量探究果蔬洗盐组成
(5)为进一步确定“果蔬洗盐”的组成,小组同学又运用定量思想补充了下列实验:
操作一:装置B中放有10g“果蔬洗盐”样品,完全反应后测得装置D增重0.33g。
①装置C的作用是 。
②实验前和实验后都要鼓入一段时间空气,实验后鼓入空气的作用是 。
操作二:向装置B完全反应后的固体中加入足量的稀硫酸,若产生CO2的质量 g(实验操作无误),则该“果蔬洗盐”中一定含有Na2CO3。
③试计算该“果蔬洗盐”中NaHCO3的质量分数 。(写出计算过程)
任务三:揭秘果蔬洗盐杀菌原理
(6)①当环境中盐水浓度 (填“高于”或“低于”)细胞液的浓度时,水会通过细胞壁从细胞内流出。因此,用果蔬洗盐水浸泡一段时间,表面的细菌便会脱水而死。
②杀虫剂中往往含有机磷等成分,有机磷在碱性环境中可以迅速分解。
【答案】(1)蓝
(2)NaCl、Na2CO3、NaHCO3
(3)碳酸氢钠/NaHCO3
(4)NaHCO3受热分解会生成Na2CO3
(5) 吸收H2O或干燥CO2 使产生的CO2全部进入D装置被吸收 大于0.33
解:设参加反应的碳酸氢钠的质量为x
碳酸氢钠的质量分数为
答:碳酸氢钠的质量分数为12.6%。
(6)高于
【详解】(1)紫色石蕊遇酸性溶液变红,遇碱性溶液变蓝,遇中性溶液不变色,仍为紫色。所以观察到溶液变成蓝色,说明该“果蔬洗盐”溶于水呈碱性。
(2)根据查阅资料,可能的物质中碳酸钠、碳酸氢钠溶液为碱性,乳酸、柠檬酸为酸性,则猜想三NaCl、Na2CO3、NaHCO3。
(3)①取少许“果蔬洗盐”于试管中,加热至固体质量不再改变,将生成的气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,说明加热后有二氧化碳生成,则有碳酸氢钠。
(4)因为碳酸氢钠加热分解后生成碳酸钠,则步骤①后残留固体中一定有碳酸钠,所以无法判断原“果蔬洗盐”中是否含有碳酸钠。
(5)①浓硫酸有吸水性,则C的作用是吸收H2O或干燥CO2,以免影响氢氧化钠溶液增加的质量。
②实验后装置中充满二氧化碳,部分二氧化碳未被氢氧化钠溶液吸收,会影响结果。实验后鼓入空气的作用是使产生的CO2全部进入D装置被吸收。
,。如只有碳酸氢钠,则反应后固体加入酸后生成的二氧化碳质量和加热生成二氧化碳的质量相等。如还有碳酸钠,则生成的二氧化碳质量会比加热生成的二氧化碳的质量多。生成的二氧化碳进入D和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,所以D增加的质量为加热生成的二氧化碳的质量。所以若产生CO2的质量大于0.33g,则该“果蔬洗盐”中一定含有Na2CO3。
③碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、水和碳酸钠,二氧化碳被D中的氢氧化钠吸收,则D增加的质量为生成二氧化碳的质量,根据二氧化碳的质量可以计算出碳酸氢钠的质量,进一步计算出碳酸氢钠的质量分数。
(6)①最终内外侧溶液浓度相同。所以当环境中盐水浓度高于细胞液的浓度时,水会通过细胞壁从细胞内流出。
6.(2025·江苏常州·一模)食品脱氧剂能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气,其主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等。兴趣小组对某品牌的脱氧剂展开如下项目式探究学习。
任务一:探究脱氧原理和硅藻土的最佳用量比
(1)按图1装置进行实验,利用氧气传感器测定密闭容器中氧气的含量变化,如图2所示。结合图2分析,集气瓶②中铁粉发生脱氧反应的依据是 。
(2)脱氧剂中通常会加入一定量的硅藻土,主要作用是吸附水分,同时疏松配料,使铁粉更易与氧气接触。室温下,在一定量的脱氧剂中加入不同质量的硅藻土,测定密闭容器中氧气耗尽所需要的时间(即脱氧时间),脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系如图3所示。
可知:硅藻土的最佳用量比是 %。(用量比)
(3)硅藻土含量通常控制在最佳用量比,高于或低于最佳用量比时,脱氧时间均会增长,请分析原因可能是 。
任务二:验证“食品脱氧剂”中含有铁粉、活性炭
【进行实验】
(4)请完善下面表格。
【交流反思】
(5)步骤2中用电炉灼烧而不用酒精灯灼烧的原因是 。
任务三:活性炭和氯化钠的用量对脱氧效果的影响
【进行实验】室温下,利用铁粉和10滴水,分别改变活性炭、氯化钠的用量(见表),用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量变化,实验结果如图5、图6所示。
(6)图5中实验1、3、4欲证明 对脱氧效果的影响。
(7)根据题意并结合图6,则 。可以得到的结论是 。
【答案】(1)集气瓶②中氧气含量下降
(2)35
(3)硅藻土用量过多会使铁粉与氧气接触不充分 用量过少则不能有效吸附水分和疏松配料
(4) 有部分黑色物质被吸引 活性炭
(5)酒精燃烧也生成二氧化碳
(6)活性炭用量
(7) 0.75 在铁粉、水、活性炭质量相同时,氯化钠用量在0、1、2时,随着氯化钠用量增加,脱氧反应速率加快(答案合理即可)
【详解】(1)由图2知,集气瓶②中氧气含量在下降,可判定铁粉发生了脱氧反应,故填:集气瓶②中氧气含量下降。
(2)由图3知,硅藻土用量在0.35g时,脱氧时间用时最小,此时为最佳用量,硅藻土的最佳用量比为,故填:35。
(3)硅藻土的主要作用为吸附水分,硅藻土用量过少时,吸收水分不足和疏松配料,用量过多会使铁粉与氧气接触不充分,导致高于或低于最佳用量比时,脱氧时间均会增长,故填:硅藻土用量过多会使铁粉与氧气接触不充分 用量过少则不能有效吸附水分和疏松配料。
(4)铁粉是黑色的,且铁粉能被磁铁吸引,故用剪刀剪开脱氧剂,倒在白纸上,观察颜色,用磁铁去充分吸引,由,结论脱氧剂中含有铁粉,则现象是:部分黑色粉末被磁铁吸引,故①填:有部分黑色物质被吸引。
取步骤1中剩下的黑色固体少许,放在坩埚(耐高温仪器)中,坩埚上面盖一片内壁沾有石灰水的玻璃片,用电炉灼烧,黑色粉末燃烧,石灰水变浑浊,则脱氧剂中含有活性炭,故②填:活性炭。
(5)酒精燃烧生成二氧化碳和水,无法确定生成的二氧化碳是活性炭粉燃烧还是酒精燃烧生成的,则步骤2中用电炉灼烧而不用酒精灯灼烧,故填:酒精燃烧也生成二氧化碳。
(6)实验1、3、4中氯化钠的质量均为1克,氯化钠的质量相同,活性炭质量不同,是探究活性炭用量对脱氧效果的影响,故填:活性炭用量。
(7)实验2、3、5中氯化钠的质量不同,探究氯化钠用量对脱氧效果的影响,则活性炭的质量相同即a=0.75,故①填:0.75。
由图6知,相同条件下,2、3、5实验中活性炭用量相等时,氯化钠的质量越大,氧气含量越少,即脱氧反应速率越快。则可以得到的结论是:在铁粉、水、活性炭质量相同时,氯化钠用量在0、1、2g时,随着氯化钠用量增加,脱氧反应速率加快,故②填:在铁粉、水、活性炭质量相同时,氯化钠用量在7
猜想3正确
某品牌果蔬洗盐配料:精制盐(NaCl)、食用级pH调节剂
步骤
现象
结论
①取少许“果蔬洗盐”于试管中,加热至固体质量不再改变,将生成的气体通入澄清石灰水。
澄清石灰水变浑浊
“果蔬洗盐”中含有
②向步骤①加热后残留的固体中加入足量的稀硫酸
产生气泡
“果蔬洗盐”中含有Na2CO3
步骤
现象
结论
步骤1:剪开包装将脱氧剂倒在白纸上,观察颜色,用磁铁充分吸引
脱氧剂中含有铁粉
步骤2:取步骤1中剩下的黑色固体少许,放在坩埚(耐高温仪器)中,坩埚上面盖一片内壁沾有石灰水的玻璃片,用电炉灼烧
黑色粉末燃烧,石灰水变浑浊
脱氧剂中含有
编号
铁粉/g
活性炭/g
氯化钠/g
1
5
0
1
2
5
0.75
0
3
5
0.75
1
4
5
1.5
1
5
5
a
2
序号
实验操作
实验现象
实验结论
①
打开分液漏斗活塞滴入适量稀盐酸
A 中产生大量气泡, B 装置中变浑浊
___ a ___
②
将燃着的木条靠近右端导管口
气体能被点燃
发热包中含有铝
实验
固体试剂 (3g)
水/mL
对照组
发热包粉末
10
①
氧化钙
10
②
1.2g氢氧化钙+1.8g碳酸钠混合
10
③
1.2g铝粉+1.8g氢氧化钠混合
10
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