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2021年沪教版中考化学专题复习训练： 实验探究题
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这是一份2021年沪教版中考化学专题复习训练： 实验探究题，共7页。试卷主要包含了6 ℃，能分解生成两种物质，H2O和CO2;猜想4，兴趣小组利用提供的试剂，4 g/kg等内容，欢迎下载使用。
专题（七） 实验探究题
类型一 有关物质组成、成分的探究
角度1 有关气体组分或元素组成探究
1.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T7-5①装置中选择合适的装置 （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②装置进行实验。
图T7-5
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
。
2.兴趣小组利用提供的试剂:稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫色石蕊溶液，探究酸碱盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象，而将混合溶液加热一段时间后，意外地闻到刺激性气味。
图T7-6
提出问题 刺激性气味的气体是什么?
猜想与假设 猜想1:可能是二氧化硫;猜想2:可能是氯化氢;猜想3:可能是氨。
大家讨论后认为猜想3不合理，依据是 。
查阅资料SO2和CO2的化学性质相似，都能使澄清石灰水变浑浊。写出二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式: 。
实验探究 如图T7-6所示，小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中，观察到 ，于是他认为猜想2正确。
评价与改进 小煜认为小诚的结论不科学，于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。
实验操作
实验现象
如T7-6所示，将产生的气体
结论 加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢。
拓展应用 实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体，已知氯化氢气体极易溶于水。请推测实验室制取氯化氢气体最适宜的方法为 。
A.加热氯化钠溶液和稀硫酸的混合物
B.加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物
C.加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物
3.[2020·滨州]水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分?某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。
猜想与假设 ①该混合气体只含有一氧化碳、氢气;②该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气;③该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气;④该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气。
查阅资料 ①无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
③氢气与一氧化碳都具有还原性。
收集证据 同学们在老师的指导下设计了如图T7-7所示装置（部分夹持仪器已略去），并进行了实验。
图T7-7
（1）装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有 。B中发生反应的化学方程式为 。
（2）反应前装置C中的药品为 溶液。
（3）反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色，F中无水硫酸铜由白色变为蓝色，G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是 。
实验结论 猜想 正确。
实验反思 经过讨论，同学们将装置进行了简化，只用如图T7-8所示装置并自选必要试剂就能完成探究（假设每步都完全反应）。实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到的现象是 ，应补充的最后一步实验操作及现象是
。
图T7-8
4.[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:
图T7-9
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T7-9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有碳、氢元素。
继续探究 为了进一步确定其元素组成，利用图T7-10所示装置进行实验（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）。
图T7-10
（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装置质量增加2.7 g，E装置质量增加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，由此可以确定甜叶菊苷由碳、氢、氧元素组成。
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”）。
5.[2020·威海]探究瓜子中二氧化硫的含量。有媒体报道:某品牌瓜子被查出二氧化硫残留量超标。为了测定购买的瓜子中二氧化硫的含量，小莉进行以下探究活动。
（1）查阅资料 ①二氧化硫是无色气体，化学性质与二氧化碳相似，但能与氧气反应。
②二氧化硫可用作干果的防腐剂，我国食品添加剂标准规定，二氧化硫在干果中残留量≤0.4 g/kg。
③在沸水浴加热的条件下，瓜子中的二氧化硫可以全部释放出来。
④氮气化学性质不活泼，一般条件下不和其他物质发生反应。
（2）实验 小莉利用图T7-11所示装置进行实验。
图T7-11
①实验原理:乙装置用于吸收瓜子样品释放出的二氧化硫，碱溶液可选用 ，发生反应的化学方程式为 ;丙装置的作用是吸收氮气流带出的水蒸气，发生反应的化学方程式为 。
②实验步骤:
第一步:在U形管中放入瓜子样品500 g，按图示连接好仪器，向其中通入氮气。
第二步:通入氮气一段时间后，称得乙、丙装置总质量为458.5 g。
第三步:再次连接好仪器，持续通入氮气，同时向烧杯中加入沸水给瓜子加热，至二氧化硫释放完全。
第四步:实验结束后，称得乙、丙装置总质量为458.6 g（假定实验中不产生其他与碱溶液及生石灰反应的气体）。
③实验结果:通过计算，该样品中二氧化硫的含量为 。
（3）交流 ①在第一步中通入氮气的目的是 。在第三步中通入氮气的目的是 。
②实验过程中，为确保实验结果准确，下列措施正确的是 （填序号）。
A.碱溶液要过量 B.装置气密性要好
C.实验中不能直接给瓜子加热 D.瓜子样品必须干燥
③民以食为天，食以安为先，生活中下列做法正确的是 （填序号）。
A.含添加剂的食品，若符合国家标准可食用
B.以饮料代替饮用水
C.霉变的大米经过多次清洗后可食用
D.购买食品注意生产日期和保质期
④二氧化硫还可以与水反应，化学方程式是 。
角度2 有关金属及氧化物组分的探究
6.[2016·江西]央视频道《是真的吗?》栏目中有一段视频:将“锡纸”剪成一段两头宽中间窄的纸条，然后两头分别连接电池的正负极，观察到“锡纸”立即燃烧。据此，小晟同学取某种“锡纸”进行了探究:
（1）“锡纸”燃烧的原因:“锡纸”两端接入电池两极后造成短路致使“锡纸”燃烧，从燃烧的条件分析:开始“锡纸”不燃烧但短路后却能燃烧的原因是 （填“与氧气接触”或“温度达到着火点”）。
（2）探究“锡纸”中金属的成分:“锡纸”中的金属是锡吗?
查阅资料
①“锡纸”由锡箔或铝箔和纸黏合而成;
②锌粉是一种深灰色固体;
③锡（Sn）与酸或盐溶液反应生成+2价的锡盐。
提出猜 想猜想Ⅰ:“锡纸”中的金属是锡;
猜想Ⅱ:“锡纸”中的金属是铝。
进行实验 设计方案并进行实验。
实验操作
实验现象
实验分析与结论
取打磨后的“锡纸”片放入试管中，滴加氯化锌溶液
“锡纸”表面有深灰色固体析出
根据实验现象，结合金属活动性顺序可知猜想 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）成立;反应的化学方程式为
交流讨论 ①实验中打磨“锡纸”的目的是 。
②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 （填序号）。
A.氯化铜 B.硝酸银
C.硫酸钠 D.硫酸亚铁
拓展应用电器短路会引起火灾，我们要严加防范。如果电器着火应该采取的灭火方法是 。
7.[2020·江西]小组同学收集了某种铝制易拉罐，剪成条状并打磨后进行图T7-12所示实验，发现纯铝片表面有划痕。
图T7-12
发现问题 根据所学知识，合金的硬度比组成它的纯金属硬度更 ，结合上述现象，可知该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外，还含有什么金属呢?
查阅资料 ①铝制易拉罐中的主要成分是铝，可能还含有镁、铁。②铝能与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应。
作出猜想 该易拉罐的金属组成除铝外，可能还含有镁、铁中的一种或两种。
实验设计 小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验:
实验步骤
实验现象
解释与结论
（1）取一定量的样品于烧杯中，加入足量的 溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥
固体表面有大量气泡产生;过滤后得到黑色粉末
样品中含铝
（2）取少量上述黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸
有气泡产生，溶液变成浅绿色
样品中含铁，发生反应的化学方程式为
实验结论 小明得出该易拉罐由铝和铁组成的结论。
反思评价 其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨，理由是 ;大家认为应该补充下列实验:取步骤（1）中少量黑色粉末于试管中，加入某种金属的盐溶液后，如果无现象产生，则小明的结论正确。你认为加入的盐溶液中阳离子对应的金属理论上可以是 （填一种即可）。
拓展应用 图T7-13为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”，废弃易拉罐应放入标有 （填序号）图标的垃圾桶内。
图T7-13
8.[2020·郴州]某化学兴趣小组利用图T7-14所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验。
图T7-14
（1）A装置的作用是 ，点燃C中产生的肥皂泡，有的发出轻微的爆鸣声，有的可以被点燃，请你推断反应生成的气体是 。
（2）有同学认为导管口有气泡产生即说明反应生成了气体，你认为是否正确 （填“是”或“否”），请说明理由: 。
反应一段时间后，学习小组对反应后的黑色固体产生了浓厚的兴趣，并查阅了相关资料:铁粉（黑色），Fe2O3（红棕色）、FeO（黑色）、Fe3O4（黑色）。学习小组进行了一系列实验，验证了FeO不存在，然后对黑色固体的成分进行了以下猜想:
猜想一:只有铁粉;猜想二:只有Fe3O4;猜想三:铁粉和Fe3O4的混合物。
学习小组设计了实验进行验证，请回答以下问题。
（3）取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，有气泡产生，说明猜想 不成立。
（4）通过实验测得34.4 g黑色固体与足量的稀盐酸反应，产生了0.2 g H2，说明猜想 成立。
（5）另取34.4 g黑色固体在高温条件下与足量的CO反应，充分反应后，固体质量变为28.0 g，请计算在黑色固体中Fe3O4的质量分数为 （计算结果精确到0.1%）。
（6）根据以上探究，请写出Fe与水蒸气反应的化学方程式: 。
9.[2020·江西模拟]某兴趣小组的同学在实验室发现一包黑色粉末，询问老师得知，该粉末可能是氧化铜、四氧化三铁中的一种或两种。小组同学对该黑色粉末的成分进行探究:
资料 ①四氧化三铁可与稀盐酸反应;②含铁离子的溶液遇KSCN溶液时变红;③氢氧化亚铁是白色固体，易被氧化成红褐色的氢氧化铁。
提出问题 该黑色粉末的成分是什么?
猜想与假设 猜想一:只有氧化铜;猜想二:只有四氧化三铁;猜想三:同时有氧化铜和四氧化三铁。
设计与实验 方案一:
步骤
操作
现象
分析与结论
①
取一定量的黑色粉末样品加入足量的稀盐酸充分反应
没有固体剩余
②
取步骤①所得溶液，加入足量铁粉
无红色固体出现
黑色粉末中一定没有
③
取步骤①所得溶液，滴加KSCN溶液
溶液变红
黑色粉末中一定有
反思 小明提出根据步骤②的现象即可得出结论，步骤③不必进行，其依据是
。
方案二:取2.32 g黑色粉末放入硬质玻璃管中，先通一氧化碳，然后用酒精喷灯充分加热（装置如图T7-15甲），停止加热并继续通入一氧化碳至装置冷却到室温。
图T7-15
实验分析（1）实验中先通一氧化碳，再加热的目的是 。
（2）图乙中试剂瓶内的液体全部是氢氧化钠溶液，图甲虚线框内的装置用于吸收二氧化碳并收集一氧化碳，则虚线框内的装置应该选择图乙中的 （填序号）。
数据记录与分析 等装置冷却至室温，称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g，若猜想二正确，则m的取值（或取值范围）是 。
实验拓展 为确定四氧化三铁与稀盐酸反应的产物，小慧在方案一的基础上继续实验:取步骤①所得溶液于试管中，加入足量的氢氧化钠溶液，观察到有红褐色沉淀生成，同时还有白色沉淀生成，过一会儿白色沉淀全部转化为红褐色沉淀，请写出四氧化三铁与稀盐酸反应的化学方程式: 。
角度3 有关酸碱盐成分的探究
10.[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。
实验步骤
实验现象
实验结论
甲
取少量灭火剂于试管中，加入一定量的
粉末逐渐
溶解
该灭火剂不属于报道中的假干粉
乙
取少量灭火剂于试管中，加入一定量的稀盐酸
乙同学设计方案中发生反应的化学方程式为 。
探究二:小组同学利用该灭火剂进行灭火实验后，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。
查找资料 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:残留物的主要成分是碳酸钠;猜想2:残留物的主要成分是 。
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，取上层清液滴加稀盐酸，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: 。
11.[2020·东莞]某校兴趣小组的同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中有一瓶溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损（如图T7-16甲），该溶液是氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种，现对该溶液进行实验探究。
提出问题 这瓶溶液是什么溶液?
查阅资料 氯化钠溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性。
作出猜想 猜想一:这瓶溶液是氯化钠溶液;
猜想二:这瓶溶液是氢氧化钠溶液;
猜想三:这瓶溶液是 溶液。
图T7-16
实验探究
（1）小明同学取样滴加无色酚酞溶液，溶液呈红色，则说明该溶液不可能是 溶液，原因是 。
（2）小李另取样滴加足量稀盐酸，观察到有 产生，则说明猜想三成立。
（3）小王认为小李的结论不完全正确，理由是 。
大家讨论后一致认为还要进行如下实验:
继续探究另取样加入足量的CaCl2溶液，观察到有白色沉淀产生，发生反应的化学方程式为 ;设计这一步骤的目的是检验并除去 ;静置后，取上层清液，滴入酚酞溶液，溶液呈红色。
实验结论 这瓶溶液是部分变质的 。
探究启示 实验取完药品后应立即盖好瓶塞，且取用药品时标签向着手心。
拓展迁移 若该溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如图乙所示，反应实质是H++OH-H2O，则反应后溶液中存在的阴、阳离子是 （用微粒符号表示）。
12.[2020·绥化]某兴趣小组发现，上周做实验用的氢氧化钠固体忘记了盖瓶盖，他们欲对该固体的变质情况进行探究。
提出问题 该瓶氢氧化钠固体是否变质，变质情况如何?
查阅资料 ①碳酸钠溶液的pH最大约为10.6，饱和的碳酸氢钠溶液pH约为8.0，氯化钙溶液呈中性。②NaOH、Na2CO3分别在水和酒精中的溶解度如下表所示:
物质种类
NaOH
Na2CO3
温度
20 ℃
40 ℃
20 ℃
40 ℃
溶剂
水
109 g
129 g
21.8 g
49 g
酒精
17.3 g
40 g
不溶
不溶
作出猜想 猜想Ⅰ:固体未变质;猜想Ⅱ:固体部分变质;猜想Ⅲ:固体全部变质。
实验探究
（1）兴趣小组同学取少量样品于烧杯中，加适量水溶解，测得溶液的pH约为12。由此他们得出猜想Ⅰ正确，但其他同学很快予以否定，否定的理由是
。
（2）组内其他同学取步骤（1）烧杯中少量溶液于试管中，加入过量的 溶液，振荡，有白色沉淀生成;不再产生沉淀时，取上层清液于另一支试管中，滴加 ，溶液变红。
实验结论
通过实验，兴趣小组证明猜想 正确。
反思评价 根据查阅资料，有同学提出可以通过氢氧化钠和碳酸钠在酒精中溶解度不同来验证猜想Ⅲ正确。请你帮助他设计实验方案:
。
实验拓展
实验室使用pH传感器来测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的含量。称取一定量样品，溶于水配成250.0 mL溶液。将pH=1的稀盐酸逐滴加入体积为25.0 mL的该溶液中，所得曲线如图T7-17所示。
图T7-17
a.计量点a前发生反应的化学方程式为 。
b.计量点b时溶液中大量存在的阴离子是 。
13.[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嗅盐是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?
实验探究 填写表中空格。
实验
小军的实验
小英的实验
方案
嗅盐与 （填一种物质）混合研磨
现象
闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝
结论
嗅盐中含有NH4+
嗅盐中含CO32-
确认了小军的实验结论
证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵
质疑 小英认为小军的实验结论不严谨。小英通过补做一个实验（方案见表），进而确认了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有 离子的可能性。
图T7-18
继续探究 同学们利用如图T7-18所示装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。
反应原理:（NH4）2CO3+2NaOHX+2NH3↑+ 2H2O。其中X的化学式为 。
数据记录 实验称取样品质量为m1，反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3，反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为m4和m5。
数据处理 通过测得数据计算出嗅盐中碳酸铵的质量分数。
反思与评价 关于该实验的说法正确的是 （填序号，双选）。
A.嗅盐中碳酸铵的质量分数表达式为:48（m3-m2）17m1×100%
B.倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸
C.可以用浓硫酸替代稀硫酸
D.停止加热后要通入一段时间空气，否则测定结果会偏小
14.[2020·随州]科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。
活动一:甲组同学向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现有气泡产生，于是，他们停止了滴加稀盐酸。经询问老师得知该氢氧化钠溶液已变质，请你用化学方程式表示其变质的原因: 。
活动二:乙组同学向盛有一定量的氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现忘记了滴加指示剂，因此，他们停止了滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究:
提出问题溶液中的溶质含有什么物质?
作出猜想
猜想一:溶质只有CaCl2;猜想二:溶质有CaCl2和Ca（OH）2;猜想三:溶质有 。
查阅资料氯化钙溶液呈中性。
方案设计
方法
方法步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液
酚酞不变色
猜想一正确
酚酞变红色
猜想二正确
方案二
取少量烧杯内的溶液于试管中，加入
猜想三正确
方案评价 小组同学通过讨论后认为:
（1）方案一能证明猜想二正确，但不能证明猜想一正确。
（2）方案二可行，但小组同学在记录时未记录完整，请你替他们补充完整。
方案反思（1）方案一不能证明猜想一正确的理由是酚酞在中性和酸性溶液中都不变色。
（2）某同学提出将方案一中酚酞溶液换成 （填写一种试剂即可）同样可以得出猜想二正确。
活动三:甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将大烧杯中的混合物过滤，得到滤渣和滤液。同学们对滤液中溶质成分进行再探究。大家经过讨论一致认为滤液中一定含有的溶质是 ，为了进一步验证可能存在的溶质，请你帮助设计实验并进行验证（任写一种可能情况）:
你的猜想
实验步骤
实验现象
实验结论
滤液中可能含有
猜想正确，滤液中含有该物质
类型二 有关物质性质及变化规律的探究
15.[2020·宁夏]明明同学发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉或碱面。这是为什么呢?查阅标签得知:发酵粉的主要成分是碳酸氢钠和有机酸，碱面的主要成分是碳酸钠。带着这个问题，他和小组同学一起走进实验室，展开了一系列的探究活动:
设计与实验一 观察到碳酸氢钠和碳酸钠都为白色粉末状固体。分别取两种固体少量于试管中，加水振荡至充分溶解，得到无色溶液。
设计与实验二（1）在白色点滴板里进行如图T7-19所示实验，观察到紫色石蕊溶液都变成 色。
图T7-19 图T7-20
（2）如图T7-20所示分别取适量碳酸氢钠和碳酸钠粉末于试管中，滴加稀盐酸。观察到试管甲中都 ，试管乙中澄清石灰水都变浑浊。写出试管甲中反应的化学方程式:
（任写一个）。
归纳与总结 以上实验说明，碳酸氢钠和碳酸钠溶液都呈 性;都能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。大家认为:发酵粉或碱面能用来蒸馒头、炸油条，是因为 。
同伴芳芳提出猜想:蒸馒头、炸油条时温度都比较高，会不会是受热后它们都分解了呢?
设计与实验三 芳芳和同学一起设计方案，并用下表中所示的装置进行实验，请你帮她完成实验报告。
实验操作
实验现象
加热碳酸氢钠时，试管内壁有水珠，澄清石灰水变浑浊
加热碳酸钠时，试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化
实验结论
碳酸氢钠受热 ，有水和二氧化碳气体生成
解释与结论 由此可知，芳芳的猜想 （填“正确”或“不正确”）。
通过以上实验，小组同学对碳酸氢钠和碳酸钠的性质有了较全面的认识，它们的性质既有相似之处，也有不同之处。同时，对物质的性质往往决定其用途，而物质的用途又反映其性质有了进一步理解。
16.[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，复学后进行了如下探究。
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T7-21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。
图T7-21
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。
探究二:试管内残留白色固体的成分。
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。
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。
实验验证
实验步骤
实验现象
实验结论
①取残留白色固体于试管中配成溶液，向其中加入足量的氯化钡溶液，静置
产生白色沉淀
固体成分含有碳酸钠
②取适量①的上层清液于试管中，向其中滴加少量氯化铜溶液
产生蓝色沉淀
固体成分含有
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: 。
拓展延伸 化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用 （填序号）灭火。
A.二氧化碳灭火器
B.细沙
C.水基型灭火器
17.[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T7-22甲所示实验。
资料卡片
①二氧化硫与二氧化碳的化学性质相似，能与水反应生成亚硫酸（H2SO3），亚硫酸也不稳定。
②整个实验在通风橱中进行。
图T7-22
问题与猜想 亚硫酸不稳定，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。
编号
操作
现象
结论
1
将图甲中红色液体继续加热至沸腾
仍为红色
猜想1不成立
2
如图乙所示，先通入适量SO2，然后用酒精灯微热
先变红后变紫
猜想2不成立
3
如图乙所示，先通入适量SO2，再改通入氮气，最后用酒精灯微热
4
如图乙所示，先通入适量SO2，再改通入 ，最后用酒精灯微热
猜想3成立
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:
测定时间
5:05
5:15
5:25
5:35
5:45
pH
4.95
4.94
4.86
4.85
4.85
（1）分析表中数据，5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质有 。
（2）实验社团提出一种处理废气的方案如图T7-23，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: 。
图T7-23
18.[2020·河北]84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
图T7-24
①按图T7-24组装实验装置，并 。
②向锥形瓶中加入30 mL 84消毒液，注射器中吸入25 mL H2O2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。
实验次序
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
类型三 有关反应条件或影响因素的探究
19.[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T7-25所示装置进行实验。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。
图T7-25
知识回忆 碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+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:
实验
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）。
20.[2020·江西模拟]同学们在实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气并进行氧气部分性质实验，具体操作如下:
实验步骤
步骤
溶液配制
气体制备
性质实验
内容
用50 mL 30%的过氧化氢溶液配制5%的过氧化氢溶液
用配制好的5%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气
小明用收集好的氧气，进行了铁丝燃烧的实验
（1）溶液配制过程中，除用到量筒、胶头滴管、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器是 。
（2）制备气体时，应选择下列装置的 （填序号）。
图T7-26
拓展延伸 小亮同学在上述制取氧气的实验过程中，不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%的过氧化氢溶液中，立即产生大量气泡，于是引起了小亮同学的探究兴趣。
提出问题 是哪种粒子能使过氧化氢分解的速率加快呢?
查阅资料 硫酸铜溶液中含有三种粒子:H2O、SO42-、Cu2+。
猜想与假设
Ⅰ.不可能是H2O，理由是 ;
Ⅱ.可能是SO42-;
Ⅲ.可能是Cu2+。
实验验证 如图T7-27所示。
图T7-27
（1）在实验①中加入稀硫酸后，无明显变化，说明 不能使过氧化氢的分解速率加快。
（2）在实验②中加入X溶液后，观察到有大量气泡产生，进一步证明能使过氧化氢分解速率加快的是Cu2+。则X可以是 （填序号）。
A.CuCl2 B.CuSO4
C.Cu（NO3）2 D.MnO2
结论 硫酸铜溶液中，Cu2+能使过氧化氢分解的速率加快。
反思与交流（1）为了进一步证明硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂，还要继续探究
。
（2）写出过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应的化学方程式: 。
类型四 其他类型探究
21.[2013·江西]小煜同学通过学习知道，乙醇汽油是一种新型车用燃料，于是他对汽油中添加乙醇的目的进行了如下探究。
猜想 猜想1:可以减少汽车尾气的污染;
猜想2:可以产生更多的热量，增强汽车的动力。
设计与实验
序号
实验步骤
实验现象
结论
Ⅰ
在两个蒸发皿中各加入10 mL冷水，控制相同燃烧条件，分别用乙醇和汽油作为燃料进行加热，记录从开始加热到水沸腾的时间
用乙醇加热耗时118 s;
用汽油加热耗时56 s
猜想2 （填“成立”或“不成立”）
Ⅱ
实验Ⅰ停止加热后，取下蒸发皿，观察蒸发皿的底部
用乙醇加热的蒸发皿底部只有极少量炭黑，而用汽油加热的蒸发皿底部有大量炭黑
（可仿照上格填写）
分析与讨论（1）实验Ⅰ是一个对比实验，实验过程中不一定要控制的条件是 （填序号）。
A.水的初始温度必须相同
B.加热开始计时点必须相同
C.燃具产生火焰的大小必须相同
D.蒸发皿的大小必须相同
（2）汽车的发动机、排气管等部件易出现积炭，使用乙醇汽油后，这些部件产生的积炭量将 。
（3）目前乙醇汽油中乙醇的添加量约为10%，可一定程度节省石油资源。结合实验Ⅰ的结论分析，如果乙醇的添加量过大，会使汽车动力 （填“增强”“减弱”或“不变”）。
22.[2020·高安二模]兴趣小组使用石墨电极进行电解水实验，添加Ca（OH）2增强导电性。添加Ca（OH）2后形成饱和溶液，连接电源，两极有气泡产生，写出电解水的化学方程式: 。一段时间后还发现正极附近出现明显的白色浑浊。同学们对这一“异常”现象中白色不溶物的成分和形成原因进行如下探究。
查阅资料 电解过程中溶液的温度会升高。
猜想假设 猜想1:溶于水中的CO2导致白色浑浊;
猜想2:温度升高导致白色浑浊;
猜想3:水的减少导致白色浑浊;
猜想4:采用石墨电极电解导致白色浑浊。
经过讨论，大家首先排除猜想1，理由是
。
设计实验 （1）甲同学的实验:取与上述实验相同体积的饱和Ca（OH）2溶液于烧杯中，加热至电解时上升的温度，观察到溶液中没有明显的浑浊现象，证明猜想 不成立。
（2）乙同学的实验:取与上述实验相同体积的饱和Ca（OH）2溶液，蒸发出与上述实验相同量的水，再冷却到室温，观察到溶液中 ，证明猜想3不成立。
（3）丙同学的实验:用铂电极替代石墨电极重复上述实验，一段时间后溶液没有出现浑浊。根据这一现象，推测该白色不溶物可能是CaCO3。为进一步验证不溶物的成分，设计方案如下:
实验步骤
实验现象
实验结论
证明白色不溶物中含有碳酸根
反思 根据同学丙的实验，推测电解过程出现浑浊的主要原因:
。
23.[2016·江西]图T7-28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 乙组
图T7-28
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。
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+4CuSO43Na2SO4+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 （填“>”“<”或“=”）7，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逐滴滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈 （填“酸”“碱”或“中”）性，猜想Ⅱ不成立。
交流和反思
（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）。
24.[2020·江西模拟]2020年春节期间突发新冠肺炎疫情，化学消毒剂是重要的防控物资，化学兴趣小组同学了解到过氧化钠（Na2O2）是一种常见的消毒剂。于是他们对过氧化钠进行了一些探究。
资料 过氧化钠、过氧化氢都具有强氧化性，过氧化钠可用作潜艇供氧剂;酚酞在碱性溶液中先变红，但强碱性或强氧化性物质能使溶液很快变成无色，高浓度过氧化氢溶液具有强腐蚀性。
实验 取过氧化钠于试管中，加入水，观察到有气体产生，最后得到无色溶液，用手触摸试管外壁，感觉发热，向试管中滴入酚酞溶液，溶液先变为红色，后变成无色。
讨论（1）根据过氧化钠的用途，小昊认为实验产生的气体是氧气，请你设计一个实验证明小昊猜测正确（写出操作和现象）:
。
（2）根据实验中滴加酚酞溶液，溶液变为红色，可知过氧化钠与水反应后所得溶液显碱性，该碱性溶液的溶质是 。
提出问题 溶液由红色变成无色的原因是什么?
猜想 猜想一:溶液变成无色与空气中二氧化碳有关;
猜想二:溶液变成无色与温度升高有关;
猜想三:溶液变成无色是溶液碱性太强所致;
猜想四:溶液变成无色是溶液中含有强氧化性物质所致。
小美认为猜想一不合理，理由是 。
设计与实验
序号
操作
现象
结论
1
取氢氧化钠溶液，向其中滴入无色酚酞溶液，振荡，用酒精灯对溶液加热
猜想二不正确
2
取实验所得无色溶液适量于试管中，加水稀释后，再滴入无色酚酞溶液
溶液先变红，很快变成无色
3
取实验所得无色溶液适量于试管中，加入少量二氧化锰，将带火星的木条伸入试管中
有气泡产生，带火星的木条复燃
猜想四正确
分析 根据以上探究，写出过氧化钠与水反应的化学方程式: 。
拓展 将过氧化钠溶于水，常用于环境消毒，使用时需带好手套，其原因是 。
25.[2020·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:取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<6.0，不适合玉米生长
步骤二:
反思与评价:该实验方法有一处不够严密，请指出并说明原因:
。
（2）探究熟石灰对土样酸碱性的改变情况。
实验方法:取300 g土样和 g蒸馏水混合，向其中加入一定量熟石灰，充分搅拌后静置，用pH计测定清液的pH。
测量结果:清液的pH为12.1。
反思:若要使改良的土壤适合玉米生长，需控制加入熟石灰的量。
（3）熟石灰用量的测定。
实验目的:研究使300 g土样呈中性所需的熟石灰的质量。
实验方法:
。
（4）查阅资料，常用的酸性土壤改良剂有:生石灰、熟石灰、草木灰（主要成分K2CO3）、含钙的贝壳灰（主要成分CaCO3）;要使改良后土壤的pH约为7，也可加入稍过量的 （从上述改良剂中选择）。
任务二分析土壤肥力。
通过观察，该土地上玉米叶色略有发黄，且有倒伏现象，该小组同学建议施加适量含氮元素和钾元素的复合肥，如 。
【参考答案】
类型一
1.设计实验液态 A
实验预测 紫色石蕊溶液变为红色
进行实验 红色固体变为黑色
HCOOHCO↑+H2O
交流拓展 违背了质量守恒定律(或化学反应前后原子数目不相等或化学方程式无法配平)
[解析]设计实验 由于甲酸的熔点为8.6 ℃,所以20 ℃时,甲酸的状态为液态;由于常温下甲酸为液体,所以加热时试管口要向上倾斜,应选A装置。交流拓展 甲酸中碳、氢、氧三种原子的个数比为1∶2∶2,猜想3和猜想4中碳、氢、氧三种原子的个数比不可能为1∶2∶2,违背质量守恒定律,所以猜想3和猜想4都错误。
2.猜想与假设 质量守恒定律(或反应物中无氮元素等)
查阅资料SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O
实验探究 溶液由紫色变为红色(或溶液变红)
评价与改进 通入澄清石灰水中 无明显现象(或不出现白色沉淀)
拓展应用C
[解析]猜想与假设 氯化钠溶液、硫酸中含有的元素是钠元素、氯元素、氢元素、硫元素、氧元素,根据化学反应前后元素种类不变可知,不可能生成含有氮元素的NH3。查阅资料 二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,二氧化硫和二氧化碳化学性质相似,故二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,化学方程式为SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O。实验探究 紫色石蕊溶液遇到酸性溶液会变红,氯化氢气体溶于水形成盐酸,溶液显酸性,可以使紫色石蕊溶液变红。评价与改进二氧化硫溶于水形成亚硫酸,同样会使紫色石蕊变红,故小诚的结论不科学。因为二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,而氯化氢和氢氧化钙反应生成可溶性的氯化钙和水,实验的结论是气体为氯化氢,故实验操作是将产生的气体通入澄清石灰水中,无明显现象,证明产生的气体是HCl。拓展应用 因为氯化氢气体极易溶于水,而A、B都是在稀溶液中反应,稀溶液中含有的水分多,氯化氢气体会溶解,故A、B错误;C中用的是浓硫酸,浓硫酸中水分含量少,故制取氯化氢最适宜的方法是C。
3.收集证据 (1)水蒸气和二氧化碳(或H2O和CO2)
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(2)NaOH(或氢氧化钠)
(3)氢气和一氧化碳(或H2和CO)
实验结论 ②
实验反思 烧杯内壁有水雾(水珠)产生 将烧杯迅速正放,倒入澄清石灰水,振荡,发现澄清石灰水变浑浊(或另取一内壁附着有澄清石灰水的小烧杯,罩在火焰上方,发现澄清石灰水变浑浊,答案合理即可)
[解析](1)装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色,说明气体中含有水蒸气;装置B中澄清石灰水变浑浊,说明气体中含有二氧化碳。B中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。(2)反应前装置C中的药品为氢氧化钠溶液,用来吸收二氧化碳。(3)反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色,F中无水硫酸铜由白色变为蓝色,说明经过E后的气体中含有水蒸气,水是由氧化铁和氢气反应生成的;G中澄清石灰水变浑浊,说明经过E后的气体中含有二氧化碳,二氧化碳是由一氧化碳和氧化铁反应生成的,说明混合气体中还存在的气体是氢气、一氧化碳。
实验结论 该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气,猜想②正确。实验反思 实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到有水珠出现,是因为氢气燃烧生成水;应补充的最后一步实验操作是把烧杯翻转,迅速倒入适量澄清石灰水,振荡,发现澄清石灰水变浑浊,说明气体燃烧生成了二氧化碳,二氧化碳是由一氧化碳燃烧生成的。
4.讨论交流 二氧化碳和水可能来自酒精的燃烧
继续探究 (1)排出装置内的空气
(2)2H2O22H2O+O2↑
分析与结论 1.44
反思评价 偏小
[解析]讨论交流 甜叶菊苷燃烧生成水和二氧化碳,而酒精燃烧也生成水和二氧化碳,故小晴的实验设计不合理。继续探究 (1)实验中要测定生成二氧化碳的质量,故实验前要先通入氮气将装置中的空气排出,防止空气中的二氧化碳也被E装置吸收。(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。分析与结论 D装置增加的质量是生成水的质量,水中氢元素的质量等于甜叶菊苷中氢元素的质量,氢元素的质量为2.7 g×218×100%=0.3 g;E装置增加的质量是生成二氧化碳的质量,二氧化碳中碳元素的质量等于甜叶菊苷中碳元素的质量,碳元素的质量为8.36 g×1244×100%=2.28 g; 4.02 g甜叶菊苷中氧元素的质量为4.02 g-0.3 g-2.28 g=1.44 g。反思评价F装置用于吸收空气中的二氧化碳,防止空气中的二氧化碳进入E装置中被氢氧化钠溶液吸收;若没有F装置,则会造成测定的二氧化碳的质量增大,则甜叶菊苷中碳元素的质量偏大,从而导致氧元素的质量偏小。
5.(2)①氢氧化钠溶液(或氢氧化钾溶液等,合理即可)
2NaOH+SO2Na2SO3+H2O(合理即可)
CaO+H2OCa(OH)2
③0.2 g/kg
(3)①排尽装置中的空气 将产生的SO2全部排入乙装置
②ABCD
③AD
④SO2+H2OH2SO3
[解析](2)①二氧化硫能和碱反应,氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液都能吸收二氧化硫,化学方程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O或2KOH+SO2K2SO3+H2O;氧化钙与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO+H2OCa(OH)2。③乙、丙装置增加的质量就是瓜子中二氧化硫的质量,该样品中二氧化硫的含量为458.6 g-458.5 g0.5 kg=0.2 g/kg。(3)①在第一步中通入氮气的目的是排尽装置中的空气,防止对实验数据产生干扰;在第三步中通入氮气的目的是将产生的SO2全部排入乙装置,减小误差。②实验过程中,为确保实验结果准确,需要采取的措施有:碱溶液要过量,保证二氧化硫全部被吸收;装置气密性要好,不能漏气;实验中不能直接给瓜子加热,直接加热瓜子有可能发生其他反应;瓜子样品必须干燥,如果不干燥,产生的水蒸气会影响实验结果。③民以食为天,食以安为先,为了食品保鲜、色泽、口感等,添加剂可以合理添加,含添加剂的食品,若符合国家标准可食用;饮料不能代替饮用水,饮用过多饮料会影响身体健康;黄曲霉素毒性较大,霉变的大米经过多次清洗后,也不能食用;购买食品要注意生产日期和保质期,不能食用过期的食品。④二氧化硫与水反应生成亚硫酸,化学方程式是SO2+H2OH2SO3。
6.(1)温度达到着火点
(2)进行实验Ⅱ 2Al+3ZnCl23Zn+2AlCl3
交流讨论 ①除去表面的氧化膜
②D
拓展应用 先切断电源,然后用干粉灭火器扑灭或用沙土盖灭
7.发现问题 大
实验设计 (1)氢氧化钠(写化学式也可)
(2)Fe+2HClFeCl2+H2↑
反思评价 无法确定易拉罐中是否含有镁
Al(或Fe等,写名称也可)
拓展应用 B
[解析]发现问题 合金的性能更优良,其硬度比组成它的纯金属硬度更大。
实验设计 (1)根据查阅的资料可知,铝能和氢氧化钠溶液反应生成氢气,镁和铁都不能与氢氧化钠溶液反应,所以向样品中加入一定量的氢氧化钠溶液,若有气泡产生,则证明样品中含有铝。(2)铁和盐酸发生置换反应生成氢气和氯化亚铁,反应的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑。反思评价 镁也能和盐酸反应,步骤(2)的实验现象无法确定易拉罐中是否含有镁;在金属活动性顺序中,镁的活动性强于铝和铁,镁能将铝或铁从其对应的盐溶液中置换出来,向黑色粉末中加入铝的盐溶液或铁的盐溶液,若无明显现象,说明黑色粉末中不含镁。
拓展应用 废弃易拉罐能回收再利用,应放入标有可回收物图标的垃圾桶内。
8.(1)提供水蒸气 氢气
(2)否 加热时装置中的空气膨胀逸出,也会有气泡产生
(3)二
(4)三
(5)67.4%
(6)3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2
[解析](1)A装置的作用是提供水蒸气,点燃C中产生的肥皂泡,有的发出轻微的爆鸣声,有的可以被点燃,说明生成的气体是氢气。(2)导管口有气泡产生,不能说明反应生成了气体,因为加热时装置中的空气膨胀逸出,也会有气泡产生。(3)取少量黑色粉末,加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明铁和稀盐酸反应生成了氯化亚铁和氢气,则猜想二不成立。(4)铁和稀盐酸反应的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑,生成0.2 g氢气,由质量关系可知,黑色固体中铁的质量是5.6 g,说明黑色固体是铁和四氧化三铁的混合物,猜想三成立。(5)四氧化三铁中氧元素的质量为34.4 g-28.0 g=6.4 g,黑色固体中四氧化三铁的质量为6.4 g÷64232×100%=23.2 g,黑色固体中Fe3O4的质量分数为23.2 g34.4 g×100%≈67.4%。(6)Fe与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2。
9.设计与实验 氧化铜 四氧化三铁
反思 黑色固体的可能成分是四氧化三铁和氧化铜中的一种或两种,步骤②的现象证明黑色固体中没有氧化铜,所以黑色固体一定是四氧化三铁
实验分析 (1)排尽装置中的空气,防止加热时引起爆炸(合理即可)
(2)③
数据记录与分析1.68≤m<2.32
实验拓展 Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O
[解析]设计与实验 黑色粉末样品加入足量的稀盐酸充分反应,如果有氧化铜,就会生成氯化铜,向①溶液中加入足量铁粉,溶液中会有红色固体出现,但步骤②没有出现红色固体,说明黑色粉末中没有氧化铜;向①所得溶液中滴加KSCN溶液,步骤③中溶液变红,说明溶液中有铁离子,即黑色粉末是四氧化三铁。反思在题干的“该粉末可能是氧化铜、四氧化三铁中的一种或两种”限制条件下,黑色固体中不含氧化铜,则一定含有四氧化三铁,且该黑色固体是四氧化三铁,即可以确定该固体的成分。实验分析 (1)一氧化碳具有可燃性,和空气混合点燃可能会爆炸,因此实验中要先通一会儿一氧化碳,然后再加热,目的是排尽装置中的空气,防止加热时引起爆炸。(2)用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳并收集一氧化碳,图甲虚线框内选用图乙装置③可达到目的。
数据记录与分析 2.32 g四氧化三铁完全被还原生成的铁的质量是1.68 g,因此硬质玻璃管内剩余固体质量m的取值范围是1.68≤m<2.32。实验拓展根据对Fe3O4与稀盐酸反应产物的探究可知,四氧化三铁与稀盐酸反应后,有FeCl2和FeCl3生成,所以四氧化三铁与稀盐酸反应的化学方程式为Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O。
10.探究一:水 粉末溶解,产生大量气泡
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
探究二:提出猜想 碳酸钠和碳酸氢钠
设计方案 B
反思评价 加水溶解放热,无法排除有碳酸氢钠存在的可能
[解析]探究一:物理方法鉴别利用的是碳酸氢钠能溶于水、面粉不溶于水的性质,根据样品中加水后的溶解现象鉴别;化学方法是利用碳酸氢钠能与稀盐酸反应产生气体,面粉不与稀盐酸反应,所以取样滴加适量的稀盐酸,如果粉末溶解,且产生大量气泡,说明干粉的主要成分是碳酸氢钠。探究二:提出猜想 灭火后可燃物表面的白色残留固体可能是碳酸氢钠完全分解生成的碳酸钠,也可能是碳酸氢钠部分分解生成的碳酸钠和剩余的碳酸氢钠。设计方案 要判断主要成分是什么,方案A中利用碳酸氢钠受热分解,观察分解后的气体产物能否使澄清石灰水变浑浊进行判断,该方案合理;方案B中利用固体溶解时放热还是吸热进行判断,如果溶解放热,只能说明一定有碳酸钠,但不能说明一定不存在碳酸氢钠,所以此方案不严谨;方案C中碳酸钠能与氯化钙反应,碳酸氢钠不与氯化钙反应,碳酸钠和碳酸氢钠均能与稀盐酸反应产生气体,所以用过量的氯化钙溶液将碳酸钠完全转化为碳酸钙之后,再加稀盐酸检验上层清液中是否含有碳酸氢钠,该方案合理。
11.作出猜想 碳酸钠
实验探究 (1)氯化钠 氯化钠溶液显中性,不能使酚酞溶液变红
(2)气泡
(3)敞口放置的氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳生成碳酸钠,发生变质,加入盐酸后也会产生气泡
继续探究 CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl 碳酸钠
实验结论 氢氧化钠溶液
拓展迁移Na+、Cl-
[解析]作出猜想 根据题目信息,该瓶溶液可能是氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种,因此猜想三为碳酸钠溶液。实验探究 (1)氯化钠溶液显中性,不能使酚酞溶液变红。(2)碳酸钠可与盐酸反应生成二氧化碳气体,因此可以看到有气泡产生。(3)由于氢氧化钠可以吸收二氧化碳生成碳酸钠,其发生变质后,若加入盐酸,也会产生气泡,所以猜想三不一定正确。继续探究 加入氯化钙溶液,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl;加入足量的氯化钙溶液,可以保证碳酸钠被除尽,再检测溶液的酸碱性,加入酚酞溶液,若溶液变红,则可以证明存在氢氧化钠。实验结论加入氯化钙溶液有沉淀产生,证明存在碳酸钠;向上层清液中加入酚酞溶液,溶液变红,说明存在氢氧化钠,故该溶液是部分变质的氢氧化钠溶液。拓展迁移 根据图乙显示,最终溶质为氯化钠,所以存在的离子为钠离子和氯离子。
12.实验探究 (1)氢氧化钠部分变质后变为氢氧化钠和碳酸钠的混合物,加水溶解后溶液pH也可能为12
(2)氯化钙(或氯化钡等,合理即可) 酚酞溶液
实验结论 Ⅱ
反思评价 取样称其质量,加入酒精中,充分溶解后过滤,干燥后再次称量,若两次称得的固体的质量相等,则猜想Ⅲ正确
实验拓展 a.Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl b.Cl-
[解析]实验探究 (1)测得溶液pH约为12,碳酸钠和氢氧化钠的溶液都显碱性,若固体为氢氧化钠和碳酸钠的混合物,则也可能使溶液pH达到12,无法判断固体组成。(2)加入CaCl2溶液后,有白色沉淀生成,说明有碳酸钠存在;加入的氯化钙溶液过量,碳酸钠被消耗完,氯化钙、氯化钠溶液显中性,若再加入酚酞溶液,溶液变红,说明溶液显碱性,证明氢氧化钠存在,因此猜想Ⅱ成立。
反思评价 根据题目信息可知,碳酸钠不溶于酒精,因此可以取样称其质量,加入酒精中,充分溶解后过滤,干燥后再次称量,若两次所称质量相等,则猜想Ⅲ正确。
实验拓展 a.在计量点a前,溶液pH大于8,说明溶液中存在碳酸钠,而pH减小到8时,说明碳酸钠转化成了碳酸氢钠,所以在此之前是碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠和碳酸氢钠,化学方程式为Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl;b.计量点b时溶液pH等于4,此时溶液显酸性,说明碳酸氢钠已经全部被消耗完,所以此时溶质为氯化钠和HCl,阴离子只有氯离子。
13.实验探究 熟石灰[或Ca(OH)2] 有气泡产生,澄清石灰水变浑浊 有白色沉淀产生
质疑 HCO3-(或碳酸氢根)
继续探究 Na2CO3
反思与评价 BD
[解析]实验探究 嗅盐与一种物质研磨产生刺激性气味的氨气,结合所学知识可知,铵盐与碱混合研磨可以产生氨气,故选取熟石灰与嗅盐混合研磨;因为嗅盐中含有碳酸根离子,碳酸盐与盐酸反应会产生二氧化碳气体,二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊,所以反应现象为有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;因为嗅盐中含有CO32-,Ca2+和CO32-结合生成CaCO3沉淀,所以小英补充的实验是取嗅盐溶于水的上层清液,加入氯化钙稀溶液,观察到有白色沉淀产生。质疑通过氯化钙稀溶液与嗅盐溶液混合,有白色沉淀产生可知,嗅盐中不含碳酸氢铵,即排除嗅盐中含有HCO3-。继续探究 根据质量守恒定律,反应前后原子种类及个数不变可知,X的化学式为Na2CO3。反思与评价 球形干燥管中氢氧化钠固体吸收的是氨气带出的水蒸气,并非反应生成的水,故无法直接用m2、m3计算碳酸铵的质量分数;因为氨气极易溶于水,倒置漏斗可以增大吸收面积,防止倒吸;浓硫酸能吸收空气中的水蒸气,导致测定结果偏大;反应结束后,装置中还残留一些没有排出的氨气,所以要继续通入空气,使装置内氨气完全排入到稀硫酸中,否则测定结果会偏小。
14.活动一:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
活动二:作出猜想CaCl2和HCl
方案设计 碳酸钠溶液 先有气泡产生,后有白色沉淀生成
方案反思 (2)紫色石蕊溶液
活动三:氯化钠
氯化钙(或碳酸钠) 向滤液中加入适量的碳酸钠(或氢氧化钙)溶液 产生白色沉淀
[解析]活动一:氢氧化钠溶液变质的原因是和空气中的二氧化碳反应,生成了碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。活动二:作出猜想 刚好完全反应时溶质只有CaCl2,氢氧化钙过量时,溶质有CaCl2和Ca(OH)2;盐酸过量时,溶质有CaCl2和HCl。方案设计 取少量溶液,加入碳酸钠溶液,先观察到有气泡产生,说明含有盐酸;过一会儿又观察到有白色沉淀产生,说明含有氯化钙,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,通过实验现象,可以得到结论:猜想三正确。方案反思(2)要证明是否含有氢氧化钙,可以将无色酚酞溶液换成紫色石蕊溶液,因为石蕊遇碱变蓝,根据颜色变化,同样可以得出猜想二正确。活动三:甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中,观察到先有气泡产生,可知碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;后有白色沉淀出现,可知碳酸钠又与氯化钙反应生成了碳酸钙沉淀。即甲组实验后溶液中的溶质是碳酸钠和氯化钠,乙组实验后溶液中的溶质为氯化钙和氯化氢,将大烧杯中的混合物过滤,滤液中一定含有的溶质是氯化钠,可能存在的溶质是氯化钙或碳酸钠。因此向滤液中加入适量的碳酸钠溶液,若产生白色沉淀,则说明滤液中含有氯化钙(或向滤液中加入适量的氢氧化钙溶液,产生白色沉淀,说明滤液中含有碳酸钠)。
类型二
15.(1)蓝
(2)有气泡产生
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑(或Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑)
归纳与总结 碱 它们都能和发面时产生的有机酸反应,并生成二氧化碳气体,使馒头和油条膨松
设计与实验三 能分解 碳酸钠受热不分解
解释与结论 不正确
[解析](1)紫色石蕊溶液遇碱性溶液变蓝。(2)向碳酸钠和碳酸氢钠粉末中加入稀盐酸后,有二氧化碳产生,发生反应的化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑、Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。归纳与总结 向碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝色,说明二者的水溶液显碱性;发酵粉或碱面能与发面时产生的有机酸反应生成二氧化碳气体,既能消耗有机酸,也能使馒头或油条膨松。设计与实验三 加热碳酸氢钠可观察到试管内壁有水珠,澄清石灰水变浑浊,说明碳酸氢钠受热能分解;加热碳酸钠观察到试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化,说明碳酸钠受热不分解。解释与结论 碳酸氢钠受热易分解,碳酸钠受热不分解,所以芳芳提出的猜想不正确。
16.探究一:作出猜想 着火点
进行实验 带火星的木条 烧杯中的导管口有气泡冒出
探究二:实验验证 氢氧化钠(或NaOH)
实验结论2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
拓展延伸AC
[解析]探究一:作出猜想 燃烧需要满足的条件有三个:需要可燃物,需要氧气,还需要温度达到可燃物的着火点。进行实验 可以用带火星的木条检验氧气,氧气能使带火星的木条复燃;烧杯中的导管口有气泡冒出,说明反应还放出了热量。
探究二:实验验证 氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钠,①中碳酸钠完全反应,上层清液无碳酸钠,加入氯化铜溶液后产生蓝色沉淀,说明固体成分中有氢氧化钠。
实验结论 过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。拓展延伸 过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应产生O2,故过氧化钠着火时,不能用二氧化碳和水灭火,可选用细沙隔绝空气灭火。
17.探究与验证 先变红后变紫 氧气(或O2) 先变红色,微热后仍为红色
应用与拓展 (1)H2SO3和H2SO4
(2)2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2
[解析]探究与验证 根据猜想2不成立可知,溶液变色情况与空气中的氮气无关,所以通入氮气后再加热,现象是先变红后变紫;根据猜想三成立可知,溶液变色情况与空气中的氧气有关,操作中应通入氧气,氧气可以与亚硫酸反应生成硫酸,硫酸的稳定性强于亚硫酸,所以加热后仍为红色。应用与拓展 (1)因为5:15至5:25时间段内水样的pH在逐渐减小,说明亚硫酸还未完全转化为硫酸,所以此时水样中主要酸性溶质有亚硫酸和硫酸。(2)碳酸钙与二氧化硫及空气中的氧气在高温下反应生成硫酸钙和二氧化碳气体。
18.实验1 将带火星的木条伸入试管,木条复燃
作出猜想 催化剂
实验2 ①检验装置的气密性
(1)370
(2)第3次加入H2O2溶液后产生的氧气量变少,以后不再产生气体
分析讨论 NaClO+H2O2NaCl+H2O+O2↑
拓展反思 CD
[解析]实验1 可以用带火星的木条来检验气体,如果木条复燃,证明是氧气。
作出猜想 NaClO可能是反应物,也可能是催化剂,类似分解H2O2溶液制氧气时二氧化锰的作用。
实验2 ①组装好实验装置后,需要检查装置的气密性;③分5次加入H2O2溶液,每次都加入5 mL,第1次和第2次都产生了相同体积的气体,第三次产生的气体明显减少,说明84消毒液参加了反应,且已经完全反应,是反应物,不是催化剂;继续加入H2O2溶液,第4次和第5次不再产生气体,每次加入H2O2溶液的体积都是5 mL,则x=370。
分析讨论 次氯酸钠与H2O2溶液反应,除生成氧气外,还生成氯化钠和水,则该反应的化学方程式为NaClO+H2O2NaCl+H2O+O2↑。
拓展反思 84消毒液与H2O2溶液能够发生反应,不能混合使用,即不同的消毒剂随意混合使用可能会降低消毒效果,也可能发生危险;84消毒液是一种含氯消毒剂,有一定的刺激性和腐蚀性,必须按比例稀释后使用,并不是浓度越高消毒效果越好;75%酒精易燃易挥发,使用时应远离明火,防止火灾;84消毒液、75%酒精等消毒剂若不密封保存,常常会挥发或失效,达不到消毒效果。
类型三
19.知识回忆 12∶160(或3∶40)
交流讨论 (1)尾气不燃烧 (2)CO
(3)稀硫酸(或稀盐酸等,写化学式也可) 黑色固体逐渐消失,溶液由无色变蓝色
反思评价 2C+O22CO(或C+O2CO2、C+CO22CO)
[解析]知识回忆 碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑,理论上碳和氧化铜的质量比为12∶(2×80)=12∶160=3∶40。
交流讨论 (1)由1~6的实验结果可知,碳与氧化铜反应,当两者接近完全反应时,产生的尾气是二氧化碳,尾气不燃烧。(2)实验所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1∶10~1∶12之间时,碳与氧化铜接近完全反应,产物是红色的铜和二氧化碳,减少了CO的排放,防止空气污染。(3)实验6反应后A处试管中黑色固体物质为过量的氧化铜,可以滴加稀硫酸或稀盐酸检验,实验现象为黑色固体逐渐消失,溶液由无色变蓝色。
反思评价 实验5中m(C)∶m(CuO)的比值与理论值相比,碳有剩余,但碳在该实验的条件下能和氧气反应生成二氧化碳或一氧化碳,故黑色固体无剩余,反应的化学方程式为2C+O22CO或C+O2CO2或C+CO22CO。
20.实验步骤 (1)烧杯 (2)BC或BE
猜想与假设 过氧化氢溶液中含有水
实验验证 (1)SO42- (2)AC
反思与交流 (1)硫酸铜在该反应前后的质量和化学性质是否发生变化
(2)2H2O22H2O+O2↑
[解析]实验步骤 (1)溶液配制过程中,要用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管。(2)用5%的过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气,反应不需要加热,所以发生装置选择B,氧气的密度比空气大,不易溶于水,所以收集装置选择C或E。猜想与假设 硫酸铜溶液中含有三种粒子:H2O、SO42-、Cu2+。探究是哪种粒子使过氧化氢的分解速率加快,可以首先排除水分子的作用,因为过氧化氢溶液中含有水。
实验验证 (1)加入稀硫酸不能加快过氧化氢的分解速率,说明SO42-不能使过氧化氢的分解速率加快,排除了SO42-的作用。(2)为了进一步证明能使过氧化氢分解速率加快的是Cu2+,就不能再加CuSO4溶液了,而应加其他含有Cu2+的溶液,如CuCl2、Cu(NO3)2等溶液。
类型四
21.设计与实验 不成立 猜想1成立
分析与讨论 (1)B
(2)减少 (3)减弱
22.2H2O2H2↑+O2↑
猜想假设 若为水中溶解的CO2导致浑浊,一开始就会出现浑浊,而不是电解后出现浑浊
设计实验 (1)2 (2)无明显浑浊出现 (3)澄清石灰水 有气泡产生,澄清石灰水变浑浊
反思 石墨电极含碳元素,电解过程中石墨电极与正极生成的O2反应生成CO2,CO2再和石灰水反应生成CaCO3沉淀
23.甲组 2NaOH+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2↓
实验与结论 < 中
交流和反思 (1)如果Na2SO4显酸性,则甲中不会产生蓝色沉淀
(2)碳与氧气(合理即可)
24.讨论 (1)取适量过氧化钠于试管中,加入适量水,将带火星的木条伸入试管中,木条复燃 (2)氢氧化钠(或NaOH)
猜想 过氧化钠与水反应生成的碱性溶液中有氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中二氧化碳,生成碳酸钠,碳酸钠溶液也能使酚酞溶液变红
设计与实验 溶液变为红色,加热后溶液仍然显红色 猜想三不正确
分析 Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2
拓展 氢氧化钠溶液和高浓度过氧化氢溶液均有强腐蚀性
[解析]讨论 (1)要证明过氧化钠与水反应产生的气体是氧气,可根据氧气具有助燃性进行检验。(2)过氧化钠与水反应得到具有碱性的溶液,说明生成了具有碱性的物质,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,所以该碱性物质应该是氢氧化钠,即过氧化钠与水反应有氢氧化钠生成。猜想滴加酚酞溶液后溶液变为红色,然后溶液很快变成无色,猜想一认为是碱与空气中的CO2发生反应所致,但氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠溶液也显碱性,能使酚酞变红,即猜想一错误。
设计与实验 实验1向氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,并加热,该实验的目的是探究升高温度能否使已变红的溶液褪成无色,根据猜想二不正确,可知加热不能使溶液褪色,因此可观察到滴加酚酞后溶液变为红色,加热后溶液仍然显红色;实验2取过氧化钠与水反应所得无色溶液,先加水稀释,再滴入酚酞溶液,该实验的目的是探究溶液褪色是否为所得溶液中氢氧化钠浓度过高(溶液碱性太强)所致,根据实验现象,溶液变红后,很快褪色,说明溶液褪色不是由于溶液中氢氧化钠的浓度过高(溶液碱性太强)所致,故猜想三不正确;实验3向过氧化钠与水反应后所得溶液中,加入二氧化锰,观察到有大量气泡产生,将带火星的木条伸入其中,带火星的木条复燃,说明有氧气产生,联系氧气的实验室制取原理,说明过氧化钠与水反应后的溶液中有过氧化氢,即溶液变红后褪色与具有强氧化性的过氧化氢有关,猜想四正确。分析过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,反应的化学方程式为Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2。拓展过氧化钠遇水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,氢氧化钠溶液和浓度较高的过氧化氢溶液均具有腐蚀性,所以使用时需带好手套,防止腐蚀皮肤。
25.任务一 (1)用玻璃棒分别在3份试样中蘸取少许清液,滴加到3张精密pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡进行对比,读出pH(或将pH计分别放入三份试样的清液中,读取pH等,合理即可)
步骤一中用自来水溶解土样不合适,自来水中存在杂质,可能会影响酸碱度的测定
(2)750
(3)取300 g土样和750 g蒸馏水充分混合,称取一定量的熟石灰,分多次加入混合液中,充分搅拌,不断地用精密pH试纸或pH计测定溶液pH,当pH约为7时,记录所用熟石灰的质量(合理即可) (4)含钙的贝壳灰
任务二 KNO3(或硝酸钾,合理即可)
[解析]任务一 (1)步骤一是将土样溶解,步骤二是测土样的pH,具体步骤:用玻璃棒分别在3份试样中蘸取少许清液,滴加到3张精密pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡进行对比,读出pH。
反思与评价:步骤一中用自来水溶解土样不合适,自来水中存在杂质,可能会影响酸碱度的测定。
(2)土样和水按照2∶5的质量比混合,300 g土样需要加750 g蒸馏水。
(3)取300 g土样和750 g蒸馏水充分混合,称取一定量的熟石灰,分多次加入混合液中,充分搅拌,不断地用pH试纸或pH计测定溶液pH,当pH约为7时,记录所用熟石灰的质量。
(4)生石灰、熟石灰和草木灰都显碱性,碳酸钙显中性,要使改良后土壤的pH约为7,可加入稍过量的含钙的贝壳灰(主要成分CaCO3)。
任务二 硝酸钾为含有氮、钾元素的复合肥。
专题（七） 实验探究题
类型一 有关物质组成、成分的探究
角度1 有关气体组分或元素组成探究
1.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T7-5①装置中选择合适的装置 （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②装置进行实验。
图T7-5
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
。
2.兴趣小组利用提供的试剂:稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫色石蕊溶液，探究酸碱盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象，而将混合溶液加热一段时间后，意外地闻到刺激性气味。
图T7-6
提出问题 刺激性气味的气体是什么?
猜想与假设 猜想1:可能是二氧化硫;猜想2:可能是氯化氢;猜想3:可能是氨。
大家讨论后认为猜想3不合理，依据是 。
查阅资料SO2和CO2的化学性质相似，都能使澄清石灰水变浑浊。写出二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式: 。
实验探究 如图T7-6所示，小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中，观察到 ，于是他认为猜想2正确。
评价与改进 小煜认为小诚的结论不科学，于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。
实验操作
实验现象
如T7-6所示，将产生的气体
结论 加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢。
拓展应用 实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体，已知氯化氢气体极易溶于水。请推测实验室制取氯化氢气体最适宜的方法为 。
A.加热氯化钠溶液和稀硫酸的混合物
B.加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物
C.加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物
3.[2020·滨州]水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分?某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。
猜想与假设 ①该混合气体只含有一氧化碳、氢气;②该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气;③该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气;④该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气。
查阅资料 ①无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
③氢气与一氧化碳都具有还原性。
收集证据 同学们在老师的指导下设计了如图T7-7所示装置（部分夹持仪器已略去），并进行了实验。
图T7-7
（1）装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有 。B中发生反应的化学方程式为 。
（2）反应前装置C中的药品为 溶液。
（3）反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色，F中无水硫酸铜由白色变为蓝色，G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是 。
实验结论 猜想 正确。
实验反思 经过讨论，同学们将装置进行了简化，只用如图T7-8所示装置并自选必要试剂就能完成探究（假设每步都完全反应）。实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到的现象是 ，应补充的最后一步实验操作及现象是
。
图T7-8
4.[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:
图T7-9
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T7-9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有碳、氢元素。
继续探究 为了进一步确定其元素组成，利用图T7-10所示装置进行实验（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）。
图T7-10
（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装置质量增加2.7 g，E装置质量增加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，由此可以确定甜叶菊苷由碳、氢、氧元素组成。
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”）。
5.[2020·威海]探究瓜子中二氧化硫的含量。有媒体报道:某品牌瓜子被查出二氧化硫残留量超标。为了测定购买的瓜子中二氧化硫的含量，小莉进行以下探究活动。
（1）查阅资料 ①二氧化硫是无色气体，化学性质与二氧化碳相似，但能与氧气反应。
②二氧化硫可用作干果的防腐剂，我国食品添加剂标准规定，二氧化硫在干果中残留量≤0.4 g/kg。
③在沸水浴加热的条件下，瓜子中的二氧化硫可以全部释放出来。
④氮气化学性质不活泼，一般条件下不和其他物质发生反应。
（2）实验 小莉利用图T7-11所示装置进行实验。
图T7-11
①实验原理:乙装置用于吸收瓜子样品释放出的二氧化硫，碱溶液可选用 ，发生反应的化学方程式为 ;丙装置的作用是吸收氮气流带出的水蒸气，发生反应的化学方程式为 。
②实验步骤:
第一步:在U形管中放入瓜子样品500 g，按图示连接好仪器，向其中通入氮气。
第二步:通入氮气一段时间后，称得乙、丙装置总质量为458.5 g。
第三步:再次连接好仪器，持续通入氮气，同时向烧杯中加入沸水给瓜子加热，至二氧化硫释放完全。
第四步:实验结束后，称得乙、丙装置总质量为458.6 g（假定实验中不产生其他与碱溶液及生石灰反应的气体）。
③实验结果:通过计算，该样品中二氧化硫的含量为 。
（3）交流 ①在第一步中通入氮气的目的是 。在第三步中通入氮气的目的是 。
②实验过程中，为确保实验结果准确，下列措施正确的是 （填序号）。
A.碱溶液要过量 B.装置气密性要好
C.实验中不能直接给瓜子加热 D.瓜子样品必须干燥
③民以食为天，食以安为先，生活中下列做法正确的是 （填序号）。
A.含添加剂的食品，若符合国家标准可食用
B.以饮料代替饮用水
C.霉变的大米经过多次清洗后可食用
D.购买食品注意生产日期和保质期
④二氧化硫还可以与水反应，化学方程式是 。
角度2 有关金属及氧化物组分的探究
6.[2016·江西]央视频道《是真的吗?》栏目中有一段视频:将“锡纸”剪成一段两头宽中间窄的纸条，然后两头分别连接电池的正负极，观察到“锡纸”立即燃烧。据此，小晟同学取某种“锡纸”进行了探究:
（1）“锡纸”燃烧的原因:“锡纸”两端接入电池两极后造成短路致使“锡纸”燃烧，从燃烧的条件分析:开始“锡纸”不燃烧但短路后却能燃烧的原因是 （填“与氧气接触”或“温度达到着火点”）。
（2）探究“锡纸”中金属的成分:“锡纸”中的金属是锡吗?
查阅资料
①“锡纸”由锡箔或铝箔和纸黏合而成;
②锌粉是一种深灰色固体;
③锡（Sn）与酸或盐溶液反应生成+2价的锡盐。
提出猜 想猜想Ⅰ:“锡纸”中的金属是锡;
猜想Ⅱ:“锡纸”中的金属是铝。
进行实验 设计方案并进行实验。
实验操作
实验现象
实验分析与结论
取打磨后的“锡纸”片放入试管中，滴加氯化锌溶液
“锡纸”表面有深灰色固体析出
根据实验现象，结合金属活动性顺序可知猜想 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）成立;反应的化学方程式为
交流讨论 ①实验中打磨“锡纸”的目的是 。
②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 （填序号）。
A.氯化铜 B.硝酸银
C.硫酸钠 D.硫酸亚铁
拓展应用电器短路会引起火灾，我们要严加防范。如果电器着火应该采取的灭火方法是 。
7.[2020·江西]小组同学收集了某种铝制易拉罐，剪成条状并打磨后进行图T7-12所示实验，发现纯铝片表面有划痕。
图T7-12
发现问题 根据所学知识，合金的硬度比组成它的纯金属硬度更 ，结合上述现象，可知该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外，还含有什么金属呢?
查阅资料 ①铝制易拉罐中的主要成分是铝，可能还含有镁、铁。②铝能与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应。
作出猜想 该易拉罐的金属组成除铝外，可能还含有镁、铁中的一种或两种。
实验设计 小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验:
实验步骤
实验现象
解释与结论
（1）取一定量的样品于烧杯中，加入足量的 溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥
固体表面有大量气泡产生;过滤后得到黑色粉末
样品中含铝
（2）取少量上述黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸
有气泡产生，溶液变成浅绿色
样品中含铁，发生反应的化学方程式为
实验结论 小明得出该易拉罐由铝和铁组成的结论。
反思评价 其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨，理由是 ;大家认为应该补充下列实验:取步骤（1）中少量黑色粉末于试管中，加入某种金属的盐溶液后，如果无现象产生，则小明的结论正确。你认为加入的盐溶液中阳离子对应的金属理论上可以是 （填一种即可）。
拓展应用 图T7-13为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”，废弃易拉罐应放入标有 （填序号）图标的垃圾桶内。
图T7-13
8.[2020·郴州]某化学兴趣小组利用图T7-14所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验。
图T7-14
（1）A装置的作用是 ，点燃C中产生的肥皂泡，有的发出轻微的爆鸣声，有的可以被点燃，请你推断反应生成的气体是 。
（2）有同学认为导管口有气泡产生即说明反应生成了气体，你认为是否正确 （填“是”或“否”），请说明理由: 。
反应一段时间后，学习小组对反应后的黑色固体产生了浓厚的兴趣，并查阅了相关资料:铁粉（黑色），Fe2O3（红棕色）、FeO（黑色）、Fe3O4（黑色）。学习小组进行了一系列实验，验证了FeO不存在，然后对黑色固体的成分进行了以下猜想:
猜想一:只有铁粉;猜想二:只有Fe3O4;猜想三:铁粉和Fe3O4的混合物。
学习小组设计了实验进行验证，请回答以下问题。
（3）取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，有气泡产生，说明猜想 不成立。
（4）通过实验测得34.4 g黑色固体与足量的稀盐酸反应，产生了0.2 g H2，说明猜想 成立。
（5）另取34.4 g黑色固体在高温条件下与足量的CO反应，充分反应后，固体质量变为28.0 g，请计算在黑色固体中Fe3O4的质量分数为 （计算结果精确到0.1%）。
（6）根据以上探究，请写出Fe与水蒸气反应的化学方程式: 。
9.[2020·江西模拟]某兴趣小组的同学在实验室发现一包黑色粉末，询问老师得知，该粉末可能是氧化铜、四氧化三铁中的一种或两种。小组同学对该黑色粉末的成分进行探究:
资料 ①四氧化三铁可与稀盐酸反应;②含铁离子的溶液遇KSCN溶液时变红;③氢氧化亚铁是白色固体，易被氧化成红褐色的氢氧化铁。
提出问题 该黑色粉末的成分是什么?
猜想与假设 猜想一:只有氧化铜;猜想二:只有四氧化三铁;猜想三:同时有氧化铜和四氧化三铁。
设计与实验 方案一:
步骤
操作
现象
分析与结论
①
取一定量的黑色粉末样品加入足量的稀盐酸充分反应
没有固体剩余
②
取步骤①所得溶液，加入足量铁粉
无红色固体出现
黑色粉末中一定没有
③
取步骤①所得溶液，滴加KSCN溶液
溶液变红
黑色粉末中一定有
反思 小明提出根据步骤②的现象即可得出结论，步骤③不必进行，其依据是
。
方案二:取2.32 g黑色粉末放入硬质玻璃管中，先通一氧化碳，然后用酒精喷灯充分加热（装置如图T7-15甲），停止加热并继续通入一氧化碳至装置冷却到室温。
图T7-15
实验分析（1）实验中先通一氧化碳，再加热的目的是 。
（2）图乙中试剂瓶内的液体全部是氢氧化钠溶液，图甲虚线框内的装置用于吸收二氧化碳并收集一氧化碳，则虚线框内的装置应该选择图乙中的 （填序号）。
数据记录与分析 等装置冷却至室温，称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g，若猜想二正确，则m的取值（或取值范围）是 。
实验拓展 为确定四氧化三铁与稀盐酸反应的产物，小慧在方案一的基础上继续实验:取步骤①所得溶液于试管中，加入足量的氢氧化钠溶液，观察到有红褐色沉淀生成，同时还有白色沉淀生成，过一会儿白色沉淀全部转化为红褐色沉淀，请写出四氧化三铁与稀盐酸反应的化学方程式: 。
角度3 有关酸碱盐成分的探究
10.[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。
实验步骤
实验现象
实验结论
甲
取少量灭火剂于试管中，加入一定量的
粉末逐渐
溶解
该灭火剂不属于报道中的假干粉
乙
取少量灭火剂于试管中，加入一定量的稀盐酸
乙同学设计方案中发生反应的化学方程式为 。
探究二:小组同学利用该灭火剂进行灭火实验后，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。
查找资料 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:残留物的主要成分是碳酸钠;猜想2:残留物的主要成分是 。
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，取上层清液滴加稀盐酸，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: 。
11.[2020·东莞]某校兴趣小组的同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中有一瓶溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损（如图T7-16甲），该溶液是氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种，现对该溶液进行实验探究。
提出问题 这瓶溶液是什么溶液?
查阅资料 氯化钠溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性。
作出猜想 猜想一:这瓶溶液是氯化钠溶液;
猜想二:这瓶溶液是氢氧化钠溶液;
猜想三:这瓶溶液是 溶液。
图T7-16
实验探究
（1）小明同学取样滴加无色酚酞溶液，溶液呈红色，则说明该溶液不可能是 溶液，原因是 。
（2）小李另取样滴加足量稀盐酸，观察到有 产生，则说明猜想三成立。
（3）小王认为小李的结论不完全正确，理由是 。
大家讨论后一致认为还要进行如下实验:
继续探究另取样加入足量的CaCl2溶液，观察到有白色沉淀产生，发生反应的化学方程式为 ;设计这一步骤的目的是检验并除去 ;静置后，取上层清液，滴入酚酞溶液，溶液呈红色。
实验结论 这瓶溶液是部分变质的 。
探究启示 实验取完药品后应立即盖好瓶塞，且取用药品时标签向着手心。
拓展迁移 若该溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如图乙所示，反应实质是H++OH-H2O，则反应后溶液中存在的阴、阳离子是 （用微粒符号表示）。
12.[2020·绥化]某兴趣小组发现，上周做实验用的氢氧化钠固体忘记了盖瓶盖，他们欲对该固体的变质情况进行探究。
提出问题 该瓶氢氧化钠固体是否变质，变质情况如何?
查阅资料 ①碳酸钠溶液的pH最大约为10.6，饱和的碳酸氢钠溶液pH约为8.0，氯化钙溶液呈中性。②NaOH、Na2CO3分别在水和酒精中的溶解度如下表所示:
物质种类
NaOH
Na2CO3
温度
20 ℃
40 ℃
20 ℃
40 ℃
溶剂
水
109 g
129 g
21.8 g
49 g
酒精
17.3 g
40 g
不溶
不溶
作出猜想 猜想Ⅰ:固体未变质;猜想Ⅱ:固体部分变质;猜想Ⅲ:固体全部变质。
实验探究
（1）兴趣小组同学取少量样品于烧杯中，加适量水溶解，测得溶液的pH约为12。由此他们得出猜想Ⅰ正确，但其他同学很快予以否定，否定的理由是
。
（2）组内其他同学取步骤（1）烧杯中少量溶液于试管中，加入过量的 溶液，振荡，有白色沉淀生成;不再产生沉淀时，取上层清液于另一支试管中，滴加 ，溶液变红。
实验结论
通过实验，兴趣小组证明猜想 正确。
反思评价 根据查阅资料，有同学提出可以通过氢氧化钠和碳酸钠在酒精中溶解度不同来验证猜想Ⅲ正确。请你帮助他设计实验方案:
。
实验拓展
实验室使用pH传感器来测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的含量。称取一定量样品，溶于水配成250.0 mL溶液。将pH=1的稀盐酸逐滴加入体积为25.0 mL的该溶液中，所得曲线如图T7-17所示。
图T7-17
a.计量点a前发生反应的化学方程式为 。
b.计量点b时溶液中大量存在的阴离子是 。
13.[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嗅盐是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?
实验探究 填写表中空格。
实验
小军的实验
小英的实验
方案
嗅盐与 （填一种物质）混合研磨
现象
闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝
结论
嗅盐中含有NH4+
嗅盐中含CO32-
确认了小军的实验结论
证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵
质疑 小英认为小军的实验结论不严谨。小英通过补做一个实验（方案见表），进而确认了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有 离子的可能性。
图T7-18
继续探究 同学们利用如图T7-18所示装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。
反应原理:（NH4）2CO3+2NaOHX+2NH3↑+ 2H2O。其中X的化学式为 。
数据记录 实验称取样品质量为m1，反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3，反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为m4和m5。
数据处理 通过测得数据计算出嗅盐中碳酸铵的质量分数。
反思与评价 关于该实验的说法正确的是 （填序号，双选）。
A.嗅盐中碳酸铵的质量分数表达式为:48（m3-m2）17m1×100%
B.倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸
C.可以用浓硫酸替代稀硫酸
D.停止加热后要通入一段时间空气，否则测定结果会偏小
14.[2020·随州]科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。
活动一:甲组同学向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现有气泡产生，于是，他们停止了滴加稀盐酸。经询问老师得知该氢氧化钠溶液已变质，请你用化学方程式表示其变质的原因: 。
活动二:乙组同学向盛有一定量的氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现忘记了滴加指示剂，因此，他们停止了滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究:
提出问题溶液中的溶质含有什么物质?
作出猜想
猜想一:溶质只有CaCl2;猜想二:溶质有CaCl2和Ca（OH）2;猜想三:溶质有 。
查阅资料氯化钙溶液呈中性。
方案设计
方法
方法步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液
酚酞不变色
猜想一正确
酚酞变红色
猜想二正确
方案二
取少量烧杯内的溶液于试管中，加入
猜想三正确
方案评价 小组同学通过讨论后认为:
（1）方案一能证明猜想二正确，但不能证明猜想一正确。
（2）方案二可行，但小组同学在记录时未记录完整，请你替他们补充完整。
方案反思（1）方案一不能证明猜想一正确的理由是酚酞在中性和酸性溶液中都不变色。
（2）某同学提出将方案一中酚酞溶液换成 （填写一种试剂即可）同样可以得出猜想二正确。
活动三:甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将大烧杯中的混合物过滤，得到滤渣和滤液。同学们对滤液中溶质成分进行再探究。大家经过讨论一致认为滤液中一定含有的溶质是 ，为了进一步验证可能存在的溶质，请你帮助设计实验并进行验证（任写一种可能情况）:
你的猜想
实验步骤
实验现象
实验结论
滤液中可能含有
猜想正确，滤液中含有该物质
类型二 有关物质性质及变化规律的探究
15.[2020·宁夏]明明同学发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉或碱面。这是为什么呢?查阅标签得知:发酵粉的主要成分是碳酸氢钠和有机酸，碱面的主要成分是碳酸钠。带着这个问题，他和小组同学一起走进实验室，展开了一系列的探究活动:
设计与实验一 观察到碳酸氢钠和碳酸钠都为白色粉末状固体。分别取两种固体少量于试管中，加水振荡至充分溶解，得到无色溶液。
设计与实验二（1）在白色点滴板里进行如图T7-19所示实验，观察到紫色石蕊溶液都变成 色。
图T7-19 图T7-20
（2）如图T7-20所示分别取适量碳酸氢钠和碳酸钠粉末于试管中，滴加稀盐酸。观察到试管甲中都 ，试管乙中澄清石灰水都变浑浊。写出试管甲中反应的化学方程式:
（任写一个）。
归纳与总结 以上实验说明，碳酸氢钠和碳酸钠溶液都呈 性;都能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。大家认为:发酵粉或碱面能用来蒸馒头、炸油条，是因为 。
同伴芳芳提出猜想:蒸馒头、炸油条时温度都比较高，会不会是受热后它们都分解了呢?
设计与实验三 芳芳和同学一起设计方案，并用下表中所示的装置进行实验，请你帮她完成实验报告。
实验操作
实验现象
加热碳酸氢钠时，试管内壁有水珠，澄清石灰水变浑浊
加热碳酸钠时，试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化
实验结论
碳酸氢钠受热 ，有水和二氧化碳气体生成
解释与结论 由此可知，芳芳的猜想 （填“正确”或“不正确”）。
通过以上实验，小组同学对碳酸氢钠和碳酸钠的性质有了较全面的认识，它们的性质既有相似之处，也有不同之处。同时，对物质的性质往往决定其用途，而物质的用途又反映其性质有了进一步理解。
16.[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，复学后进行了如下探究。
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T7-21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。
图T7-21
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。
探究二:试管内残留白色固体的成分。
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。
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。
实验验证
实验步骤
实验现象
实验结论
①取残留白色固体于试管中配成溶液，向其中加入足量的氯化钡溶液，静置
产生白色沉淀
固体成分含有碳酸钠
②取适量①的上层清液于试管中，向其中滴加少量氯化铜溶液
产生蓝色沉淀
固体成分含有
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: 。
拓展延伸 化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用 （填序号）灭火。
A.二氧化碳灭火器
B.细沙
C.水基型灭火器
17.[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T7-22甲所示实验。
资料卡片
①二氧化硫与二氧化碳的化学性质相似，能与水反应生成亚硫酸（H2SO3），亚硫酸也不稳定。
②整个实验在通风橱中进行。
图T7-22
问题与猜想 亚硫酸不稳定，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。
编号
操作
现象
结论
1
将图甲中红色液体继续加热至沸腾
仍为红色
猜想1不成立
2
如图乙所示，先通入适量SO2，然后用酒精灯微热
先变红后变紫
猜想2不成立
3
如图乙所示，先通入适量SO2，再改通入氮气，最后用酒精灯微热
4
如图乙所示，先通入适量SO2，再改通入 ，最后用酒精灯微热
猜想3成立
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:
测定时间
5:05
5:15
5:25
5:35
5:45
pH
4.95
4.94
4.86
4.85
4.85
（1）分析表中数据，5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质有 。
（2）实验社团提出一种处理废气的方案如图T7-23，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: 。
图T7-23
18.[2020·河北]84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
图T7-24
①按图T7-24组装实验装置，并 。
②向锥形瓶中加入30 mL 84消毒液，注射器中吸入25 mL H2O2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。
实验次序
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
类型三 有关反应条件或影响因素的探究
19.[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T7-25所示装置进行实验。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。
图T7-25
知识回忆 碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+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:
实验
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）。
20.[2020·江西模拟]同学们在实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气并进行氧气部分性质实验，具体操作如下:
实验步骤
步骤
溶液配制
气体制备
性质实验
内容
用50 mL 30%的过氧化氢溶液配制5%的过氧化氢溶液
用配制好的5%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气
小明用收集好的氧气，进行了铁丝燃烧的实验
（1）溶液配制过程中，除用到量筒、胶头滴管、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器是 。
（2）制备气体时，应选择下列装置的 （填序号）。
图T7-26
拓展延伸 小亮同学在上述制取氧气的实验过程中，不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%的过氧化氢溶液中，立即产生大量气泡，于是引起了小亮同学的探究兴趣。
提出问题 是哪种粒子能使过氧化氢分解的速率加快呢?
查阅资料 硫酸铜溶液中含有三种粒子:H2O、SO42-、Cu2+。
猜想与假设
Ⅰ.不可能是H2O，理由是 ;
Ⅱ.可能是SO42-;
Ⅲ.可能是Cu2+。
实验验证 如图T7-27所示。
图T7-27
（1）在实验①中加入稀硫酸后，无明显变化，说明 不能使过氧化氢的分解速率加快。
（2）在实验②中加入X溶液后，观察到有大量气泡产生，进一步证明能使过氧化氢分解速率加快的是Cu2+。则X可以是 （填序号）。
A.CuCl2 B.CuSO4
C.Cu（NO3）2 D.MnO2
结论 硫酸铜溶液中，Cu2+能使过氧化氢分解的速率加快。
反思与交流（1）为了进一步证明硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂，还要继续探究
。
（2）写出过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应的化学方程式: 。
类型四 其他类型探究
21.[2013·江西]小煜同学通过学习知道，乙醇汽油是一种新型车用燃料，于是他对汽油中添加乙醇的目的进行了如下探究。
猜想 猜想1:可以减少汽车尾气的污染;
猜想2:可以产生更多的热量，增强汽车的动力。
设计与实验
序号
实验步骤
实验现象
结论
Ⅰ
在两个蒸发皿中各加入10 mL冷水，控制相同燃烧条件，分别用乙醇和汽油作为燃料进行加热，记录从开始加热到水沸腾的时间
用乙醇加热耗时118 s;
用汽油加热耗时56 s
猜想2 （填“成立”或“不成立”）
Ⅱ
实验Ⅰ停止加热后，取下蒸发皿，观察蒸发皿的底部
用乙醇加热的蒸发皿底部只有极少量炭黑，而用汽油加热的蒸发皿底部有大量炭黑
（可仿照上格填写）
分析与讨论（1）实验Ⅰ是一个对比实验，实验过程中不一定要控制的条件是 （填序号）。
A.水的初始温度必须相同
B.加热开始计时点必须相同
C.燃具产生火焰的大小必须相同
D.蒸发皿的大小必须相同
（2）汽车的发动机、排气管等部件易出现积炭，使用乙醇汽油后，这些部件产生的积炭量将 。
（3）目前乙醇汽油中乙醇的添加量约为10%，可一定程度节省石油资源。结合实验Ⅰ的结论分析，如果乙醇的添加量过大，会使汽车动力 （填“增强”“减弱”或“不变”）。
22.[2020·高安二模]兴趣小组使用石墨电极进行电解水实验，添加Ca（OH）2增强导电性。添加Ca（OH）2后形成饱和溶液，连接电源，两极有气泡产生，写出电解水的化学方程式: 。一段时间后还发现正极附近出现明显的白色浑浊。同学们对这一“异常”现象中白色不溶物的成分和形成原因进行如下探究。
查阅资料 电解过程中溶液的温度会升高。
猜想假设 猜想1:溶于水中的CO2导致白色浑浊;
猜想2:温度升高导致白色浑浊;
猜想3:水的减少导致白色浑浊;
猜想4:采用石墨电极电解导致白色浑浊。
经过讨论，大家首先排除猜想1，理由是
。
设计实验 （1）甲同学的实验:取与上述实验相同体积的饱和Ca（OH）2溶液于烧杯中，加热至电解时上升的温度，观察到溶液中没有明显的浑浊现象，证明猜想 不成立。
（2）乙同学的实验:取与上述实验相同体积的饱和Ca（OH）2溶液，蒸发出与上述实验相同量的水，再冷却到室温，观察到溶液中 ，证明猜想3不成立。
（3）丙同学的实验:用铂电极替代石墨电极重复上述实验，一段时间后溶液没有出现浑浊。根据这一现象，推测该白色不溶物可能是CaCO3。为进一步验证不溶物的成分，设计方案如下:
实验步骤
实验现象
实验结论
证明白色不溶物中含有碳酸根
反思 根据同学丙的实验，推测电解过程出现浑浊的主要原因:
。
23.[2016·江西]图T7-28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 乙组
图T7-28
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。
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+4CuSO43Na2SO4+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 （填“>”“<”或“=”）7，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逐滴滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈 （填“酸”“碱”或“中”）性，猜想Ⅱ不成立。
交流和反思
（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）。
24.[2020·江西模拟]2020年春节期间突发新冠肺炎疫情，化学消毒剂是重要的防控物资，化学兴趣小组同学了解到过氧化钠（Na2O2）是一种常见的消毒剂。于是他们对过氧化钠进行了一些探究。
资料 过氧化钠、过氧化氢都具有强氧化性，过氧化钠可用作潜艇供氧剂;酚酞在碱性溶液中先变红，但强碱性或强氧化性物质能使溶液很快变成无色，高浓度过氧化氢溶液具有强腐蚀性。
实验 取过氧化钠于试管中，加入水，观察到有气体产生，最后得到无色溶液，用手触摸试管外壁，感觉发热，向试管中滴入酚酞溶液，溶液先变为红色，后变成无色。
讨论（1）根据过氧化钠的用途，小昊认为实验产生的气体是氧气，请你设计一个实验证明小昊猜测正确（写出操作和现象）:
。
（2）根据实验中滴加酚酞溶液，溶液变为红色，可知过氧化钠与水反应后所得溶液显碱性，该碱性溶液的溶质是 。
提出问题 溶液由红色变成无色的原因是什么?
猜想 猜想一:溶液变成无色与空气中二氧化碳有关;
猜想二:溶液变成无色与温度升高有关;
猜想三:溶液变成无色是溶液碱性太强所致;
猜想四:溶液变成无色是溶液中含有强氧化性物质所致。
小美认为猜想一不合理，理由是 。
设计与实验
序号
操作
现象
结论
1
取氢氧化钠溶液，向其中滴入无色酚酞溶液，振荡，用酒精灯对溶液加热
猜想二不正确
2
取实验所得无色溶液适量于试管中，加水稀释后，再滴入无色酚酞溶液
溶液先变红，很快变成无色
3
取实验所得无色溶液适量于试管中，加入少量二氧化锰，将带火星的木条伸入试管中
有气泡产生，带火星的木条复燃
猜想四正确
分析 根据以上探究，写出过氧化钠与水反应的化学方程式: 。
拓展 将过氧化钠溶于水，常用于环境消毒，使用时需带好手套，其原因是 。
25.[2020·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:取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<6.0，不适合玉米生长
步骤二:
反思与评价:该实验方法有一处不够严密，请指出并说明原因:
。
（2）探究熟石灰对土样酸碱性的改变情况。
实验方法:取300 g土样和 g蒸馏水混合，向其中加入一定量熟石灰，充分搅拌后静置，用pH计测定清液的pH。
测量结果:清液的pH为12.1。
反思:若要使改良的土壤适合玉米生长，需控制加入熟石灰的量。
（3）熟石灰用量的测定。
实验目的:研究使300 g土样呈中性所需的熟石灰的质量。
实验方法:
。
（4）查阅资料，常用的酸性土壤改良剂有:生石灰、熟石灰、草木灰（主要成分K2CO3）、含钙的贝壳灰（主要成分CaCO3）;要使改良后土壤的pH约为7，也可加入稍过量的 （从上述改良剂中选择）。
任务二分析土壤肥力。
通过观察，该土地上玉米叶色略有发黄，且有倒伏现象，该小组同学建议施加适量含氮元素和钾元素的复合肥，如 。
【参考答案】
类型一
1.设计实验液态 A
实验预测 紫色石蕊溶液变为红色
进行实验 红色固体变为黑色
HCOOHCO↑+H2O
交流拓展 违背了质量守恒定律(或化学反应前后原子数目不相等或化学方程式无法配平)
[解析]设计实验 由于甲酸的熔点为8.6 ℃,所以20 ℃时,甲酸的状态为液态;由于常温下甲酸为液体,所以加热时试管口要向上倾斜,应选A装置。交流拓展 甲酸中碳、氢、氧三种原子的个数比为1∶2∶2,猜想3和猜想4中碳、氢、氧三种原子的个数比不可能为1∶2∶2,违背质量守恒定律,所以猜想3和猜想4都错误。
2.猜想与假设 质量守恒定律(或反应物中无氮元素等)
查阅资料SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O
实验探究 溶液由紫色变为红色(或溶液变红)
评价与改进 通入澄清石灰水中 无明显现象(或不出现白色沉淀)
拓展应用C
[解析]猜想与假设 氯化钠溶液、硫酸中含有的元素是钠元素、氯元素、氢元素、硫元素、氧元素,根据化学反应前后元素种类不变可知,不可能生成含有氮元素的NH3。查阅资料 二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,二氧化硫和二氧化碳化学性质相似,故二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,化学方程式为SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O。实验探究 紫色石蕊溶液遇到酸性溶液会变红,氯化氢气体溶于水形成盐酸,溶液显酸性,可以使紫色石蕊溶液变红。评价与改进二氧化硫溶于水形成亚硫酸,同样会使紫色石蕊变红,故小诚的结论不科学。因为二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,而氯化氢和氢氧化钙反应生成可溶性的氯化钙和水,实验的结论是气体为氯化氢,故实验操作是将产生的气体通入澄清石灰水中,无明显现象,证明产生的气体是HCl。拓展应用 因为氯化氢气体极易溶于水,而A、B都是在稀溶液中反应,稀溶液中含有的水分多,氯化氢气体会溶解,故A、B错误;C中用的是浓硫酸,浓硫酸中水分含量少,故制取氯化氢最适宜的方法是C。
3.收集证据 (1)水蒸气和二氧化碳(或H2O和CO2)
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(2)NaOH(或氢氧化钠)
(3)氢气和一氧化碳(或H2和CO)
实验结论 ②
实验反思 烧杯内壁有水雾(水珠)产生 将烧杯迅速正放,倒入澄清石灰水,振荡,发现澄清石灰水变浑浊(或另取一内壁附着有澄清石灰水的小烧杯,罩在火焰上方,发现澄清石灰水变浑浊,答案合理即可)
[解析](1)装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色,说明气体中含有水蒸气;装置B中澄清石灰水变浑浊,说明气体中含有二氧化碳。B中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。(2)反应前装置C中的药品为氢氧化钠溶液,用来吸收二氧化碳。(3)反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色,F中无水硫酸铜由白色变为蓝色,说明经过E后的气体中含有水蒸气,水是由氧化铁和氢气反应生成的;G中澄清石灰水变浑浊,说明经过E后的气体中含有二氧化碳,二氧化碳是由一氧化碳和氧化铁反应生成的,说明混合气体中还存在的气体是氢气、一氧化碳。
实验结论 该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气,猜想②正确。实验反思 实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到有水珠出现,是因为氢气燃烧生成水;应补充的最后一步实验操作是把烧杯翻转,迅速倒入适量澄清石灰水,振荡,发现澄清石灰水变浑浊,说明气体燃烧生成了二氧化碳,二氧化碳是由一氧化碳燃烧生成的。
4.讨论交流 二氧化碳和水可能来自酒精的燃烧
继续探究 (1)排出装置内的空气
(2)2H2O22H2O+O2↑
分析与结论 1.44
反思评价 偏小
[解析]讨论交流 甜叶菊苷燃烧生成水和二氧化碳,而酒精燃烧也生成水和二氧化碳,故小晴的实验设计不合理。继续探究 (1)实验中要测定生成二氧化碳的质量,故实验前要先通入氮气将装置中的空气排出,防止空气中的二氧化碳也被E装置吸收。(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。分析与结论 D装置增加的质量是生成水的质量,水中氢元素的质量等于甜叶菊苷中氢元素的质量,氢元素的质量为2.7 g×218×100%=0.3 g;E装置增加的质量是生成二氧化碳的质量,二氧化碳中碳元素的质量等于甜叶菊苷中碳元素的质量,碳元素的质量为8.36 g×1244×100%=2.28 g; 4.02 g甜叶菊苷中氧元素的质量为4.02 g-0.3 g-2.28 g=1.44 g。反思评价F装置用于吸收空气中的二氧化碳,防止空气中的二氧化碳进入E装置中被氢氧化钠溶液吸收;若没有F装置,则会造成测定的二氧化碳的质量增大,则甜叶菊苷中碳元素的质量偏大,从而导致氧元素的质量偏小。
5.(2)①氢氧化钠溶液(或氢氧化钾溶液等,合理即可)
2NaOH+SO2Na2SO3+H2O(合理即可)
CaO+H2OCa(OH)2
③0.2 g/kg
(3)①排尽装置中的空气 将产生的SO2全部排入乙装置
②ABCD
③AD
④SO2+H2OH2SO3
[解析](2)①二氧化硫能和碱反应,氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液都能吸收二氧化硫,化学方程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O或2KOH+SO2K2SO3+H2O;氧化钙与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO+H2OCa(OH)2。③乙、丙装置增加的质量就是瓜子中二氧化硫的质量,该样品中二氧化硫的含量为458.6 g-458.5 g0.5 kg=0.2 g/kg。(3)①在第一步中通入氮气的目的是排尽装置中的空气,防止对实验数据产生干扰;在第三步中通入氮气的目的是将产生的SO2全部排入乙装置,减小误差。②实验过程中,为确保实验结果准确,需要采取的措施有:碱溶液要过量,保证二氧化硫全部被吸收;装置气密性要好,不能漏气;实验中不能直接给瓜子加热,直接加热瓜子有可能发生其他反应;瓜子样品必须干燥,如果不干燥,产生的水蒸气会影响实验结果。③民以食为天,食以安为先,为了食品保鲜、色泽、口感等,添加剂可以合理添加,含添加剂的食品,若符合国家标准可食用;饮料不能代替饮用水,饮用过多饮料会影响身体健康;黄曲霉素毒性较大,霉变的大米经过多次清洗后,也不能食用;购买食品要注意生产日期和保质期,不能食用过期的食品。④二氧化硫与水反应生成亚硫酸,化学方程式是SO2+H2OH2SO3。
6.(1)温度达到着火点
(2)进行实验Ⅱ 2Al+3ZnCl23Zn+2AlCl3
交流讨论 ①除去表面的氧化膜
②D
拓展应用 先切断电源,然后用干粉灭火器扑灭或用沙土盖灭
7.发现问题 大
实验设计 (1)氢氧化钠(写化学式也可)
(2)Fe+2HClFeCl2+H2↑
反思评价 无法确定易拉罐中是否含有镁
Al(或Fe等,写名称也可)
拓展应用 B
[解析]发现问题 合金的性能更优良,其硬度比组成它的纯金属硬度更大。
实验设计 (1)根据查阅的资料可知,铝能和氢氧化钠溶液反应生成氢气,镁和铁都不能与氢氧化钠溶液反应,所以向样品中加入一定量的氢氧化钠溶液,若有气泡产生,则证明样品中含有铝。(2)铁和盐酸发生置换反应生成氢气和氯化亚铁,反应的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑。反思评价 镁也能和盐酸反应,步骤(2)的实验现象无法确定易拉罐中是否含有镁;在金属活动性顺序中,镁的活动性强于铝和铁,镁能将铝或铁从其对应的盐溶液中置换出来,向黑色粉末中加入铝的盐溶液或铁的盐溶液,若无明显现象,说明黑色粉末中不含镁。
拓展应用 废弃易拉罐能回收再利用,应放入标有可回收物图标的垃圾桶内。
8.(1)提供水蒸气 氢气
(2)否 加热时装置中的空气膨胀逸出,也会有气泡产生
(3)二
(4)三
(5)67.4%
(6)3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2
[解析](1)A装置的作用是提供水蒸气,点燃C中产生的肥皂泡,有的发出轻微的爆鸣声,有的可以被点燃,说明生成的气体是氢气。(2)导管口有气泡产生,不能说明反应生成了气体,因为加热时装置中的空气膨胀逸出,也会有气泡产生。(3)取少量黑色粉末,加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明铁和稀盐酸反应生成了氯化亚铁和氢气,则猜想二不成立。(4)铁和稀盐酸反应的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑,生成0.2 g氢气,由质量关系可知,黑色固体中铁的质量是5.6 g,说明黑色固体是铁和四氧化三铁的混合物,猜想三成立。(5)四氧化三铁中氧元素的质量为34.4 g-28.0 g=6.4 g,黑色固体中四氧化三铁的质量为6.4 g÷64232×100%=23.2 g,黑色固体中Fe3O4的质量分数为23.2 g34.4 g×100%≈67.4%。(6)Fe与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2。
9.设计与实验 氧化铜 四氧化三铁
反思 黑色固体的可能成分是四氧化三铁和氧化铜中的一种或两种,步骤②的现象证明黑色固体中没有氧化铜,所以黑色固体一定是四氧化三铁
实验分析 (1)排尽装置中的空气,防止加热时引起爆炸(合理即可)
(2)③
数据记录与分析1.68≤m<2.32
实验拓展 Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O
[解析]设计与实验 黑色粉末样品加入足量的稀盐酸充分反应,如果有氧化铜,就会生成氯化铜,向①溶液中加入足量铁粉,溶液中会有红色固体出现,但步骤②没有出现红色固体,说明黑色粉末中没有氧化铜;向①所得溶液中滴加KSCN溶液,步骤③中溶液变红,说明溶液中有铁离子,即黑色粉末是四氧化三铁。反思在题干的“该粉末可能是氧化铜、四氧化三铁中的一种或两种”限制条件下,黑色固体中不含氧化铜,则一定含有四氧化三铁,且该黑色固体是四氧化三铁,即可以确定该固体的成分。实验分析 (1)一氧化碳具有可燃性,和空气混合点燃可能会爆炸,因此实验中要先通一会儿一氧化碳,然后再加热,目的是排尽装置中的空气,防止加热时引起爆炸。(2)用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳并收集一氧化碳,图甲虚线框内选用图乙装置③可达到目的。
数据记录与分析 2.32 g四氧化三铁完全被还原生成的铁的质量是1.68 g,因此硬质玻璃管内剩余固体质量m的取值范围是1.68≤m<2.32。实验拓展根据对Fe3O4与稀盐酸反应产物的探究可知,四氧化三铁与稀盐酸反应后,有FeCl2和FeCl3生成,所以四氧化三铁与稀盐酸反应的化学方程式为Fe3O4+8HClFeCl2+2FeCl3+4H2O。
10.探究一:水 粉末溶解,产生大量气泡
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
探究二:提出猜想 碳酸钠和碳酸氢钠
设计方案 B
反思评价 加水溶解放热,无法排除有碳酸氢钠存在的可能
[解析]探究一:物理方法鉴别利用的是碳酸氢钠能溶于水、面粉不溶于水的性质,根据样品中加水后的溶解现象鉴别;化学方法是利用碳酸氢钠能与稀盐酸反应产生气体,面粉不与稀盐酸反应,所以取样滴加适量的稀盐酸,如果粉末溶解,且产生大量气泡,说明干粉的主要成分是碳酸氢钠。探究二:提出猜想 灭火后可燃物表面的白色残留固体可能是碳酸氢钠完全分解生成的碳酸钠,也可能是碳酸氢钠部分分解生成的碳酸钠和剩余的碳酸氢钠。设计方案 要判断主要成分是什么,方案A中利用碳酸氢钠受热分解,观察分解后的气体产物能否使澄清石灰水变浑浊进行判断,该方案合理;方案B中利用固体溶解时放热还是吸热进行判断,如果溶解放热,只能说明一定有碳酸钠,但不能说明一定不存在碳酸氢钠,所以此方案不严谨;方案C中碳酸钠能与氯化钙反应,碳酸氢钠不与氯化钙反应,碳酸钠和碳酸氢钠均能与稀盐酸反应产生气体,所以用过量的氯化钙溶液将碳酸钠完全转化为碳酸钙之后,再加稀盐酸检验上层清液中是否含有碳酸氢钠,该方案合理。
11.作出猜想 碳酸钠
实验探究 (1)氯化钠 氯化钠溶液显中性,不能使酚酞溶液变红
(2)气泡
(3)敞口放置的氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳生成碳酸钠,发生变质,加入盐酸后也会产生气泡
继续探究 CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl 碳酸钠
实验结论 氢氧化钠溶液
拓展迁移Na+、Cl-
[解析]作出猜想 根据题目信息,该瓶溶液可能是氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种,因此猜想三为碳酸钠溶液。实验探究 (1)氯化钠溶液显中性,不能使酚酞溶液变红。(2)碳酸钠可与盐酸反应生成二氧化碳气体,因此可以看到有气泡产生。(3)由于氢氧化钠可以吸收二氧化碳生成碳酸钠,其发生变质后,若加入盐酸,也会产生气泡,所以猜想三不一定正确。继续探究 加入氯化钙溶液,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl;加入足量的氯化钙溶液,可以保证碳酸钠被除尽,再检测溶液的酸碱性,加入酚酞溶液,若溶液变红,则可以证明存在氢氧化钠。实验结论加入氯化钙溶液有沉淀产生,证明存在碳酸钠;向上层清液中加入酚酞溶液,溶液变红,说明存在氢氧化钠,故该溶液是部分变质的氢氧化钠溶液。拓展迁移 根据图乙显示,最终溶质为氯化钠,所以存在的离子为钠离子和氯离子。
12.实验探究 (1)氢氧化钠部分变质后变为氢氧化钠和碳酸钠的混合物,加水溶解后溶液pH也可能为12
(2)氯化钙(或氯化钡等,合理即可) 酚酞溶液
实验结论 Ⅱ
反思评价 取样称其质量,加入酒精中,充分溶解后过滤,干燥后再次称量,若两次称得的固体的质量相等,则猜想Ⅲ正确
实验拓展 a.Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl b.Cl-
[解析]实验探究 (1)测得溶液pH约为12,碳酸钠和氢氧化钠的溶液都显碱性,若固体为氢氧化钠和碳酸钠的混合物,则也可能使溶液pH达到12,无法判断固体组成。(2)加入CaCl2溶液后,有白色沉淀生成,说明有碳酸钠存在;加入的氯化钙溶液过量,碳酸钠被消耗完,氯化钙、氯化钠溶液显中性,若再加入酚酞溶液,溶液变红,说明溶液显碱性,证明氢氧化钠存在,因此猜想Ⅱ成立。
反思评价 根据题目信息可知,碳酸钠不溶于酒精,因此可以取样称其质量,加入酒精中,充分溶解后过滤,干燥后再次称量,若两次所称质量相等,则猜想Ⅲ正确。
实验拓展 a.在计量点a前,溶液pH大于8,说明溶液中存在碳酸钠,而pH减小到8时,说明碳酸钠转化成了碳酸氢钠,所以在此之前是碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠和碳酸氢钠,化学方程式为Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl;b.计量点b时溶液pH等于4,此时溶液显酸性,说明碳酸氢钠已经全部被消耗完,所以此时溶质为氯化钠和HCl,阴离子只有氯离子。
13.实验探究 熟石灰[或Ca(OH)2] 有气泡产生,澄清石灰水变浑浊 有白色沉淀产生
质疑 HCO3-(或碳酸氢根)
继续探究 Na2CO3
反思与评价 BD
[解析]实验探究 嗅盐与一种物质研磨产生刺激性气味的氨气,结合所学知识可知,铵盐与碱混合研磨可以产生氨气,故选取熟石灰与嗅盐混合研磨;因为嗅盐中含有碳酸根离子,碳酸盐与盐酸反应会产生二氧化碳气体,二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊,所以反应现象为有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;因为嗅盐中含有CO32-,Ca2+和CO32-结合生成CaCO3沉淀,所以小英补充的实验是取嗅盐溶于水的上层清液,加入氯化钙稀溶液,观察到有白色沉淀产生。质疑通过氯化钙稀溶液与嗅盐溶液混合,有白色沉淀产生可知,嗅盐中不含碳酸氢铵,即排除嗅盐中含有HCO3-。继续探究 根据质量守恒定律,反应前后原子种类及个数不变可知,X的化学式为Na2CO3。反思与评价 球形干燥管中氢氧化钠固体吸收的是氨气带出的水蒸气,并非反应生成的水,故无法直接用m2、m3计算碳酸铵的质量分数;因为氨气极易溶于水,倒置漏斗可以增大吸收面积,防止倒吸;浓硫酸能吸收空气中的水蒸气,导致测定结果偏大;反应结束后,装置中还残留一些没有排出的氨气,所以要继续通入空气,使装置内氨气完全排入到稀硫酸中,否则测定结果会偏小。
14.活动一:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
活动二:作出猜想CaCl2和HCl
方案设计 碳酸钠溶液 先有气泡产生,后有白色沉淀生成
方案反思 (2)紫色石蕊溶液
活动三:氯化钠
氯化钙(或碳酸钠) 向滤液中加入适量的碳酸钠(或氢氧化钙)溶液 产生白色沉淀
[解析]活动一:氢氧化钠溶液变质的原因是和空气中的二氧化碳反应,生成了碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。活动二:作出猜想 刚好完全反应时溶质只有CaCl2,氢氧化钙过量时,溶质有CaCl2和Ca(OH)2;盐酸过量时,溶质有CaCl2和HCl。方案设计 取少量溶液,加入碳酸钠溶液,先观察到有气泡产生,说明含有盐酸;过一会儿又观察到有白色沉淀产生,说明含有氯化钙,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,通过实验现象,可以得到结论:猜想三正确。方案反思(2)要证明是否含有氢氧化钙,可以将无色酚酞溶液换成紫色石蕊溶液,因为石蕊遇碱变蓝,根据颜色变化,同样可以得出猜想二正确。活动三:甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中,观察到先有气泡产生,可知碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;后有白色沉淀出现,可知碳酸钠又与氯化钙反应生成了碳酸钙沉淀。即甲组实验后溶液中的溶质是碳酸钠和氯化钠,乙组实验后溶液中的溶质为氯化钙和氯化氢,将大烧杯中的混合物过滤,滤液中一定含有的溶质是氯化钠,可能存在的溶质是氯化钙或碳酸钠。因此向滤液中加入适量的碳酸钠溶液,若产生白色沉淀,则说明滤液中含有氯化钙(或向滤液中加入适量的氢氧化钙溶液,产生白色沉淀,说明滤液中含有碳酸钠)。
类型二
15.(1)蓝
(2)有气泡产生
NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑(或Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑)
归纳与总结 碱 它们都能和发面时产生的有机酸反应,并生成二氧化碳气体,使馒头和油条膨松
设计与实验三 能分解 碳酸钠受热不分解
解释与结论 不正确
[解析](1)紫色石蕊溶液遇碱性溶液变蓝。(2)向碳酸钠和碳酸氢钠粉末中加入稀盐酸后,有二氧化碳产生,发生反应的化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑、Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。归纳与总结 向碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝色,说明二者的水溶液显碱性;发酵粉或碱面能与发面时产生的有机酸反应生成二氧化碳气体,既能消耗有机酸,也能使馒头或油条膨松。设计与实验三 加热碳酸氢钠可观察到试管内壁有水珠,澄清石灰水变浑浊,说明碳酸氢钠受热能分解;加热碳酸钠观察到试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化,说明碳酸钠受热不分解。解释与结论 碳酸氢钠受热易分解,碳酸钠受热不分解,所以芳芳提出的猜想不正确。
16.探究一:作出猜想 着火点
进行实验 带火星的木条 烧杯中的导管口有气泡冒出
探究二:实验验证 氢氧化钠(或NaOH)
实验结论2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
拓展延伸AC
[解析]探究一:作出猜想 燃烧需要满足的条件有三个:需要可燃物,需要氧气,还需要温度达到可燃物的着火点。进行实验 可以用带火星的木条检验氧气,氧气能使带火星的木条复燃;烧杯中的导管口有气泡冒出,说明反应还放出了热量。
探究二:实验验证 氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钠,①中碳酸钠完全反应,上层清液无碳酸钠,加入氯化铜溶液后产生蓝色沉淀,说明固体成分中有氢氧化钠。
实验结论 过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。拓展延伸 过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应产生O2,故过氧化钠着火时,不能用二氧化碳和水灭火,可选用细沙隔绝空气灭火。
17.探究与验证 先变红后变紫 氧气(或O2) 先变红色,微热后仍为红色
应用与拓展 (1)H2SO3和H2SO4
(2)2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2
[解析]探究与验证 根据猜想2不成立可知,溶液变色情况与空气中的氮气无关,所以通入氮气后再加热,现象是先变红后变紫;根据猜想三成立可知,溶液变色情况与空气中的氧气有关,操作中应通入氧气,氧气可以与亚硫酸反应生成硫酸,硫酸的稳定性强于亚硫酸,所以加热后仍为红色。应用与拓展 (1)因为5:15至5:25时间段内水样的pH在逐渐减小,说明亚硫酸还未完全转化为硫酸,所以此时水样中主要酸性溶质有亚硫酸和硫酸。(2)碳酸钙与二氧化硫及空气中的氧气在高温下反应生成硫酸钙和二氧化碳气体。
18.实验1 将带火星的木条伸入试管,木条复燃
作出猜想 催化剂
实验2 ①检验装置的气密性
(1)370
(2)第3次加入H2O2溶液后产生的氧气量变少,以后不再产生气体
分析讨论 NaClO+H2O2NaCl+H2O+O2↑
拓展反思 CD
[解析]实验1 可以用带火星的木条来检验气体,如果木条复燃,证明是氧气。
作出猜想 NaClO可能是反应物,也可能是催化剂,类似分解H2O2溶液制氧气时二氧化锰的作用。
实验2 ①组装好实验装置后,需要检查装置的气密性;③分5次加入H2O2溶液,每次都加入5 mL,第1次和第2次都产生了相同体积的气体,第三次产生的气体明显减少,说明84消毒液参加了反应,且已经完全反应,是反应物,不是催化剂;继续加入H2O2溶液,第4次和第5次不再产生气体,每次加入H2O2溶液的体积都是5 mL,则x=370。
分析讨论 次氯酸钠与H2O2溶液反应,除生成氧气外,还生成氯化钠和水,则该反应的化学方程式为NaClO+H2O2NaCl+H2O+O2↑。
拓展反思 84消毒液与H2O2溶液能够发生反应,不能混合使用,即不同的消毒剂随意混合使用可能会降低消毒效果,也可能发生危险;84消毒液是一种含氯消毒剂,有一定的刺激性和腐蚀性,必须按比例稀释后使用,并不是浓度越高消毒效果越好;75%酒精易燃易挥发,使用时应远离明火,防止火灾;84消毒液、75%酒精等消毒剂若不密封保存,常常会挥发或失效,达不到消毒效果。
类型三
19.知识回忆 12∶160(或3∶40)
交流讨论 (1)尾气不燃烧 (2)CO
(3)稀硫酸(或稀盐酸等,写化学式也可) 黑色固体逐渐消失,溶液由无色变蓝色
反思评价 2C+O22CO(或C+O2CO2、C+CO22CO)
[解析]知识回忆 碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑,理论上碳和氧化铜的质量比为12∶(2×80)=12∶160=3∶40。
交流讨论 (1)由1~6的实验结果可知,碳与氧化铜反应,当两者接近完全反应时,产生的尾气是二氧化碳,尾气不燃烧。(2)实验所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1∶10~1∶12之间时,碳与氧化铜接近完全反应,产物是红色的铜和二氧化碳,减少了CO的排放,防止空气污染。(3)实验6反应后A处试管中黑色固体物质为过量的氧化铜,可以滴加稀硫酸或稀盐酸检验,实验现象为黑色固体逐渐消失,溶液由无色变蓝色。
反思评价 实验5中m(C)∶m(CuO)的比值与理论值相比,碳有剩余,但碳在该实验的条件下能和氧气反应生成二氧化碳或一氧化碳,故黑色固体无剩余,反应的化学方程式为2C+O22CO或C+O2CO2或C+CO22CO。
20.实验步骤 (1)烧杯 (2)BC或BE
猜想与假设 过氧化氢溶液中含有水
实验验证 (1)SO42- (2)AC
反思与交流 (1)硫酸铜在该反应前后的质量和化学性质是否发生变化
(2)2H2O22H2O+O2↑
[解析]实验步骤 (1)溶液配制过程中,要用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管。(2)用5%的过氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气,反应不需要加热,所以发生装置选择B,氧气的密度比空气大,不易溶于水,所以收集装置选择C或E。猜想与假设 硫酸铜溶液中含有三种粒子:H2O、SO42-、Cu2+。探究是哪种粒子使过氧化氢的分解速率加快,可以首先排除水分子的作用,因为过氧化氢溶液中含有水。
实验验证 (1)加入稀硫酸不能加快过氧化氢的分解速率,说明SO42-不能使过氧化氢的分解速率加快,排除了SO42-的作用。(2)为了进一步证明能使过氧化氢分解速率加快的是Cu2+,就不能再加CuSO4溶液了,而应加其他含有Cu2+的溶液,如CuCl2、Cu(NO3)2等溶液。
类型四
21.设计与实验 不成立 猜想1成立
分析与讨论 (1)B
(2)减少 (3)减弱
22.2H2O2H2↑+O2↑
猜想假设 若为水中溶解的CO2导致浑浊,一开始就会出现浑浊,而不是电解后出现浑浊
设计实验 (1)2 (2)无明显浑浊出现 (3)澄清石灰水 有气泡产生,澄清石灰水变浑浊
反思 石墨电极含碳元素,电解过程中石墨电极与正极生成的O2反应生成CO2,CO2再和石灰水反应生成CaCO3沉淀
23.甲组 2NaOH+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2↓
实验与结论 < 中
交流和反思 (1)如果Na2SO4显酸性,则甲中不会产生蓝色沉淀
(2)碳与氧气(合理即可)
24.讨论 (1)取适量过氧化钠于试管中,加入适量水,将带火星的木条伸入试管中,木条复燃 (2)氢氧化钠(或NaOH)
猜想 过氧化钠与水反应生成的碱性溶液中有氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中二氧化碳,生成碳酸钠,碳酸钠溶液也能使酚酞溶液变红
设计与实验 溶液变为红色,加热后溶液仍然显红色 猜想三不正确
分析 Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2
拓展 氢氧化钠溶液和高浓度过氧化氢溶液均有强腐蚀性
[解析]讨论 (1)要证明过氧化钠与水反应产生的气体是氧气,可根据氧气具有助燃性进行检验。(2)过氧化钠与水反应得到具有碱性的溶液,说明生成了具有碱性的物质,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,所以该碱性物质应该是氢氧化钠,即过氧化钠与水反应有氢氧化钠生成。猜想滴加酚酞溶液后溶液变为红色,然后溶液很快变成无色,猜想一认为是碱与空气中的CO2发生反应所致,但氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠溶液也显碱性,能使酚酞变红,即猜想一错误。
设计与实验 实验1向氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,并加热,该实验的目的是探究升高温度能否使已变红的溶液褪成无色,根据猜想二不正确,可知加热不能使溶液褪色,因此可观察到滴加酚酞后溶液变为红色,加热后溶液仍然显红色;实验2取过氧化钠与水反应所得无色溶液,先加水稀释,再滴入酚酞溶液,该实验的目的是探究溶液褪色是否为所得溶液中氢氧化钠浓度过高(溶液碱性太强)所致,根据实验现象,溶液变红后,很快褪色,说明溶液褪色不是由于溶液中氢氧化钠的浓度过高(溶液碱性太强)所致,故猜想三不正确;实验3向过氧化钠与水反应后所得溶液中,加入二氧化锰,观察到有大量气泡产生,将带火星的木条伸入其中,带火星的木条复燃,说明有氧气产生,联系氧气的实验室制取原理,说明过氧化钠与水反应后的溶液中有过氧化氢,即溶液变红后褪色与具有强氧化性的过氧化氢有关,猜想四正确。分析过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,反应的化学方程式为Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2。拓展过氧化钠遇水反应生成氢氧化钠和过氧化氢,氢氧化钠溶液和浓度较高的过氧化氢溶液均具有腐蚀性,所以使用时需带好手套,防止腐蚀皮肤。
25.任务一 (1)用玻璃棒分别在3份试样中蘸取少许清液,滴加到3张精密pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡进行对比,读出pH(或将pH计分别放入三份试样的清液中,读取pH等,合理即可)
步骤一中用自来水溶解土样不合适,自来水中存在杂质,可能会影响酸碱度的测定
(2)750
(3)取300 g土样和750 g蒸馏水充分混合,称取一定量的熟石灰,分多次加入混合液中,充分搅拌,不断地用精密pH试纸或pH计测定溶液pH,当pH约为7时,记录所用熟石灰的质量(合理即可) (4)含钙的贝壳灰
任务二 KNO3(或硝酸钾,合理即可)
[解析]任务一 (1)步骤一是将土样溶解,步骤二是测土样的pH,具体步骤:用玻璃棒分别在3份试样中蘸取少许清液,滴加到3张精密pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡进行对比,读出pH。
反思与评价:步骤一中用自来水溶解土样不合适,自来水中存在杂质,可能会影响酸碱度的测定。
(2)土样和水按照2∶5的质量比混合,300 g土样需要加750 g蒸馏水。
(3)取300 g土样和750 g蒸馏水充分混合,称取一定量的熟石灰,分多次加入混合液中,充分搅拌,不断地用pH试纸或pH计测定溶液pH,当pH约为7时,记录所用熟石灰的质量。
(4)生石灰、熟石灰和草木灰都显碱性,碳酸钙显中性,要使改良后土壤的pH约为7,可加入稍过量的含钙的贝壳灰(主要成分CaCO3)。
任务二 硝酸钾为含有氮、钾元素的复合肥。
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