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2021年中考化学专题复习课件： 实验探究题（课件）
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这是一份2021年中考化学专题复习课件： 实验探究题（课件），共60页。PPT课件主要包含了专题重点突破，突破一构建模型，氯化钠，氯化钠和氯化氢，氯化钠和氢氧化钠，硝酸铜，硝酸锌，实验探究，二氧化碳，图T5-1等内容，欢迎下载使用。
实验探究题是中考的必考题型，此类试题通过探究活动把科学方法的学习和科学知识的学习放在了同等重要的地位。近年来，试题的探究力度及对方法的考查逐年加重。 一般解题思路：（1）通读试题，整体把握试题考查点，防止跑偏；（2）边读题边分析，写出相关的化学方程式；（3）分割试题，和以前的知识建立联系，抓住试题关键词，完成简单填空，步步为营；（4）若遇到陌生知识，学会进行知识迁移；（5）充分利用对比、推理、模仿等分析解决问题的方法。
模型1 探究反应后剩余物质成分
不遵守质量守恒定律（或元素不守恒等，合理即可）
硝酸锌、硝酸铜、硝酸银
例1 【2020·珠海二模】小珠同学学习了金属活动性顺序以后，想用实验证明金属钠比镁活泼。在老师的指导下，她将绿豆大小的金属钠小心投入到盛有MgCl2溶液的小烧杯里，发现金属钠浮在液面四处游动发生剧烈反应，有气体产生，同时有白色沉淀向溶液底部沉降。为了进一步探究的需要，小珠同学重复上述实验几次，将充分反应后的混合物过滤，得到固体A和滤液B。查阅资料 ①金属钠能与水发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气；②MgCl2溶液呈弱酸性。分析与思考 小珠同学根据所学知识和查阅资料完成了以下填空。请你完整填写。（1）金属钠与水反应的化学方程式为 ，该反应所属反应类型是 。 （2）取A加入过量稀盐酸，A全部溶解，无气泡产生，则A的化学式是 。
提出猜想 滤液B中溶质的成分是什么？猜想一：NaCl；猜想二：NaCl、MgCl2；猜想三： ； 猜想四：NaCl、MgCl2、NaOH。小珠同学认为猜想 不成立，理由是 （用化学方程式表示）。实验探究
结论 金属钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来，因此，不能用金属钠与盐溶液反应的实验来证明金属钠的金属活动性顺序。拓展 将钠与MgCl2固体隔绝空气加热到熔融状态时，钠可以从MgCl2中置换出镁，该反应的化学方程式是 。
（1）金属钠与水反应的化学方程式为 ，该反应所属反应类型是 。
[答案] （1） 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ 置换反应[解析] （1）金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑，该反应由一种单质和一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应。
（2）取A加入过量稀盐酸，A全部溶解，无气泡产生，则A的化学式是 。
[答案]（2） Mg（OH）2 [解析]（2） A能与稀盐酸反应，且无气泡产生，说明A是氢氧化钠与氯化镁反应生成的氢氧化镁。
提出猜想 滤液B中溶质的成分是什么？猜想一：NaCl；猜想二：NaCl、MgCl2；猜想三： ； 猜想四：NaCl、MgCl2、NaOH。小珠同学认为猜想 不成立，理由是 （用化学方程式表示）。
[答案]提出猜想 NaCl、NaOH 四 MgCl2+2NaOH Mg（OH）2↓+2NaCl[解析]提出猜想 根据氯化镁与氢氧化钠反应的程度分析，即先考虑生成物，再考虑是否有反应物剩余。依据化学方程式，二者反应后，滤液中一定会存在氯化钠；当氯化镁过量时，滤液中含氯化钠和氯化镁；当氢氧化钠过量时，滤液中含氯化钠和氢氧化钠。由于氯化镁能和氢氧化钠发生反应，二者不能同时大量共存，故猜想四不合理，二者反应时生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，化学方程式为MgCl2+2NaOH Mg（OH）2↓+2NaCl。
[答案]实验探究 不变色 氢氧化钠 二[解析]实验探究 实验1：滤液B不能使无色酚酞试液变色，说明滤液B中不含有氢氧化钠，猜想三不成立。实验2：根据实验现象，可知产生白色沉淀是因为滤液B中氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀的缘故，由此可知猜想二成立。
结论金属钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来，因此，不能用金属钠与盐溶液反应的实验来证明金属钠的金属活动性顺序。拓展将钠与MgCl2固体隔绝空气加热到熔融状态时，钠可以从MgCl2中置换出镁，该反应的化学方程式是 。
[答案] 拓展 2Na+MgCl2 2NaCl+Mg[解析]拓展 根据题意，钠与MgCl2固体在隔绝空气加热到熔融状态时，能发生置换反应生成镁和氯化钠，故化学方程式为2Na+MgCl2 2NaCl+Mg。
例2 【2020·江阴模拟】 “配戴口罩、勤于洗手、重视消毒”，都是预防新型冠状病毒感染的有效措施。目前市面广泛使用的消毒剂有“消毒泡腾片”“84消毒液”。通过学习身边的化学物质，我们了解到很多物质如果敞口放置容易变质。某化学兴趣小组对一瓶敞口放置的“84消毒液”成分产生兴趣，在老师的指导下完成如下探究。提出问题 该敞口放置的“84消毒液”中含有哪些溶质？
查阅资料①“84消毒液”主要成分是次氯酸钠（NaClO）和氯化钠。NaClO为有效成分，有腐蚀性，易与空气中CO2反应（2NaClO+CO2+H2O 2HClO+Na2CO3）。②次氯酸（HClO）溶液和次氯酸钠（NaClO）溶液都具有漂白、杀菌、消毒功效，都能使有色布条褪色。③HClO不稳定，在加热或光照条件下易分解为O2和HCl气体，它们不能使有色布条褪色。假设猜想Ⅰ.“84消毒液”没有变质；Ⅱ. ； Ⅲ.“84消毒液”完全变质。
[答案] 假设猜想“84消毒液”部分变质[解析] 假设猜想 根据变质程度，可以猜测“84消毒液”部分变质。
设计方案 为验证猜想，设计如下方案：
[答案] 设计方案（1）Ⅰ Na2CO3+Ba（OH）2 BaCO3↓+2NaOH （2）不褪色[解析] 设计方案 （1）根据题中信息，次氯酸钠变质会生成碳酸钠，而氢氧化钡溶液能与碳酸钠反应生成白色沉淀，故结合表中操作与现象可以推断猜想Ⅰ是不成立的；碳酸钠和氢氧化钡能发生复分解反应，生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，故化学方程式为Na2CO3+Ba（OH）2 BaCO3↓+2NaOH。（2）由表中结论可知，该消毒液已经完全变质，没有漂白能力，故有色布条不褪色。
得出结论综上所述，该敞口放置的“84消毒液”中溶质一定有 。
[答案]得出结论 氯化钠、碳酸钠[解析]得出结论 综上所述，该敞口放置的“84消毒液”中溶质一定有氯化钠和变质后生成的碳酸钠。
定量分析 有效氯含量的测定。已知：①测定有效氯含量的方法很多，有一种是根据原物质与盐酸作用产生氯气的质量与原物质质量的比值来计算的，如：溶液的有效氯含量= 。②测定有效氯反应的化学方程式是NaClO+2HCl Cl2↑+NaCl+H2O，氯气为黄绿色有毒物质。计算：现有一瓶刚刚生产的NaClO溶液，标签信息：浓度≥40%。现取25 g该溶液与足量盐酸充分反应，生成的气体经除杂等处理，换算得到溶液的有效氯含量为0.284（假定反应充分，转化过程无损耗）。通过计算判断该溶液标签信息是否有误，要求有详细的计算过程。
交流反思（1）结合题给信息，你认为“84消毒液” （填“能”或“不能”）与洁厕灵（主要成分为盐酸）混合使用。 （2）欲将40%的NaClO溶液稀释，配制5%的NaClO溶液400 g（液体的密度均近似为1.0 g/mL）。需要用到的仪器组合合理的是 （填序号）。 A.烧杯、漏斗、玻璃棒B.玻璃棒、烧杯、酒精灯C.烧杯、量筒、玻璃棒
[答案] （1）不能[解析]（1）结合题给信息可知，“84消毒液”能和盐酸反应生成有毒的氯气，故不能与洁厕灵混合使用。[答案] （2） C[解析]（2）稀释溶液需要用到的仪器有烧杯、量筒和玻璃棒等。
模型2 物质元素组成的探究
例3 【2020·徐州二模】新冠病毒肺炎肆虐全球期间，医用口罩成为急需品。某化学兴趣小组对制作医用口罩的材料进行了科学探究。探究一：口罩材料能燃烧吗？是什么样的材料制造的？实验1取样，点燃，产生火焰，冒黑烟，有特殊气味；燃烧过程中熔化滴落的液体能拉成丝，冷却后的灰烬坚硬、不易碾碎。结论1口罩材料能燃烧，其材料是 （填“天然纤维”或“合成纤维”）。
[答案]结论1 合成纤维[解析]结论1 合成纤维具有可燃性，燃烧时有特殊气味，熔化滴落的液体能拉成丝，冷却后的灰烬坚硬、不易碾碎。
探究二：口罩材料的组成元素是什么？查阅资料（1）无水硫酸铜是白色固体，遇水变为蓝色。（2）碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物，在本实验中用于吸收空气中的二氧化碳。
实验2将口罩燃烧后的气体通入如图T5-1所示装置，气体通入装置的连接顺序是 （填“A→B”或“B→A”），实验时观察到A装置中的现象是 ，B装置中的现象是 。结论2口罩的材料中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。
[答案] 实验2 B→A 澄清石灰水变浑浊 白色固体变为蓝色[解析] 实验2 检验混合气中的二氧化碳和水蒸气时，应先检验水蒸气、再检验二氧化碳，否则气体经过石灰水后，会带出水蒸气，从而干扰原混合气中水蒸气的检验；根据实验结论，口罩的材料中碳元素会转化为二氧化碳，氢元素会转化为水，故A装置中的澄清石灰水变浑浊，B装置中的白色固体变为蓝色。
实验3为了确定材料的组成中是否有氧元素，同学们称取2.1 g剪碎的样品放入玻璃管中，通入充足的氧气，加热（实验装置如图T5-2所示）。充分反应后，燃烧产物被完全吸收，D装置质量增加2.7 g，E装置质量增加6.6 g。结论3口罩材料中一定 （填“有”或“没有”）氧元素；口罩材料中碳元素和氢元素的质量比为 。
[答案] 结论3 没有 6∶1
反思拓展（1）E中发生反应的化学方程式是 。 （2）实验3的操作中，通入足量的氧气使样品完全燃烧，停止加热后，还要继续通入氧气，其目的是 （填序号）。 a.防止浓硫酸倒吸b.将燃烧产生的气体排入D、E中完全吸收c.使样品完全燃烧（3）若没有F装置，则会导致 元素的测定结果偏大。
反思拓展（1）E中发生反应的化学方程式是 。
[答案] （1） 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O[解析]（1） E中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式是2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O。
反思拓展（2）实验3的操作中，通入足量的氧气使样品完全燃烧，停止加热后，还要继续通入氧气，其目的是 （填序号）。 a.防止浓硫酸倒吸b.将燃烧产生的气体排入D、E中完全吸收c.使样品完全燃烧
[答案] （2） ab[解析] （2）实验3的操作中，通入足量的氧气使样品完全燃烧，停止加热后，还要继续通入氧气，其目的是防止浓硫酸倒吸并将燃烧产生的气体排入D、E中完全吸收。
反思拓展 （3）若没有F装置，则会导致 元素的测定结果偏大。
[答案] （3）碳[解析] （3）若没有F装置，空气中的二氧化碳会进入E装置，则会导致碳元素的测定结果偏大。
模型3 标签破损物质成分的探究
化学式中钠的角标为2，不是1，且溶质中含钠元素
溶液的质量分数小于10%
例4 实验室有一瓶标签残缺并且瓶盖没有完全密封的无色溶液（如图T5-3），化学小组的同学寻问老师后只知道是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液，为确认原瓶中是何种溶质并判断其是否变质，化学小组的同学进行了如下的探究活动。进行猜想猜想Ⅰ：原溶液的溶质是NaCl；猜想Ⅱ：原溶液的溶质是NaOH；猜想Ⅲ：原溶液的溶质是Na2CO3；猜想Ⅳ：原溶液的溶质是NaHCO3。
查阅资料（1）常温下，有关物质的相关信息如下表：从物质的相关信息可知，原溶液的溶质一定不是 ，理由是 。 （2）CaCl2溶液呈中性。
[答案] NaHCO3 常温下饱和碳酸氢钠溶液的溶质质量分数达不到10%
实验探究（1）取少量样品，测得溶液的pH大于7，则原溶液的溶质肯定不是 。 （2）同学们另取样品又进行了如下实验，实验过程如图T5-4所示：①操作Ⅰ的名称是 ，此操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。 ②生成白色沉淀A的化学方程式为 。 通过实验可以判断样品无色溶液中含有的溶质有 ，则原溶液是 溶液，且已变质。
实验探究（1）取少量样品，测得溶液的pH大于7，则原溶液的溶质肯定不是 。
[答案] NaCl[解析]溶液pH大于7，说明溶液显碱性，而氯化钠溶液为中性溶液，所以不是氯化钠溶液。
实验探究 （2）同学们另取样品又进行了如下实验，实验过程如图T5-4所示：①操作Ⅰ的名称是 ，此操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。
[答案]过滤 漏斗[解析]操作Ⅰ实现了固液分离，是过滤操作；过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
②生成白色沉淀A的化学方程式为 。 通过实验可以判断样品无色溶液中含有的溶质有 ，则原溶液是 __________溶液，且已变质。
[答案] Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl NaOH、Na2CO3 NaOH [解析]根据加入的氯化钙溶液，可以推测沉淀为碳酸钙，该反应为碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，化学方程式为Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl；加入足量氯化钙溶液过滤后，碳酸钠被全部除去，滤液中加入酚酞试液后变红，说明滤液中存在碱性物质氢氧化钠，故溶质有碳酸钠和氢氧化钠，原氢氧化钠溶液发生了部分变质。
交流应用 根据题中信息，原溶液需要 保存。
[答案]密封[解析]为避免药品发生变质现象，需要密封保存。
拓展提升 实验室有一瓶标签被腐蚀的无色溶液，是稀硫酸和氢氧化钠溶液中的一种。在老师的指导下，小红和小明用不同方法鉴定。
已知：铝、氧化铝既能与酸反应，又可与强碱溶液反应，铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑。氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和一种氧化物。NaAlO2易溶于水，其水溶液呈碱性，NaAlO2与铝、氧化铝均不反应。分析实验得出结论：该溶液为 溶液。小红所做实验开始无明显现象的原因是 （用化学方程式表示）。
[答案]拓展提升 氢氧化钠Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O[解析]拓展提升 小红认为该溶液为稀硫酸，铝和硫酸反应产生氢气，实验现象为有气泡产生。小明用pH试纸测定其pH=13，说明溶液呈碱性，所以该溶液是氢氧化钠溶液。没有打磨的铝片表面会有一层致密的氧化铝薄膜，小红所做实验开始无明显现象的原因是氧化铝与氢氧化钠溶液发生反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和水，化学方程式为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O。
将无明显现象的实验显性化，可通过化“隐”为“显”的思想方法。
模型4 探究无明显现象反应
例5 【2020·芜湖二模】为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。查阅资料Ⅰ.20 ℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：Ⅱ.本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
实验探究（1）实验一：小明取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪，小明另取一相同大小的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液A，此时观察到的现象是 。采用两只矿泉水瓶做实验的目的是 。 （2）实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小红取实验一所得溶液A少许，向其中滴加足量的稀盐酸，观察到 的现象，证明反应发生了。（3）实验三：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小兵取实验一所得溶液A少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为 ， 实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是 。
（4）实验四：小华取实验一所得溶液A少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈 色，证明溶液A中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液A中滴入酚酞试液，理由是 。 （5）实验五：兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图T5-5 所示。图T5-5甲中，BC段发生反应的化学方程式为 。 图乙中，DE段温度变化的原因是 。
反思感悟（6）实验从CO2减少、NaOH减少，Na2CO3生成等物质的变化，以及 __________变化等视角多维度验证CO2与NaOH发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。
查阅资料Ⅰ.20 ℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：Ⅱ.本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。实验探究（1）实验一：小明取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪，小明另取一相同大小的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液A，此时观察到的现象是 。采用两只矿泉水瓶做实验的目的是 。
[答案]实验探究 （1）倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶瘪 对比[解析]实验探究 （1）氢氧化钠溶液吸收CO2的能力比水强，所以实验一观察到的现象是倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶瘪；实验中，采用两只矿泉水瓶做实验的目的是做对比实验，验证二氧化碳能和氢氧化钠反应。
（2）实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小红取实验一所得溶液A少许，向其中滴加足量的稀盐酸，观察到 的现象，证明反应发生了。
[答案] （2）有气泡产生[解析]（2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，所以取实验一所得溶液A少许，向其中滴加足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，证明反应发生了。
（3）实验三：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小兵取实验一所得溶液A少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为 ， 实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是 。
[答案] （3） Na2CO3+BaCl2 BaCO3↓+2NaCl 若氢氧化钠有剩余，NaOH与CaCl2反应生成的氢氧化钙微溶于水，也会有白色沉淀产生 [解析] （3）实验中，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，化学方程式为Na2CO3+BaCl2 BaCO3↓+2NaCl；实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是若氢氧化钠有剩余，NaOH与CaCl2形成的氢氧化钙微溶于水，也会有白色沉淀产生。
（4）实验四：小华取实验一所得溶液A少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈 色，证明溶液A中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液A中滴入酚酞试液，理由是 。
[答案] （4）红 氢氧化钠和碳酸钠溶液都显碱性，都能使酚酞试液变红[解析] （4）取实验一所得溶液A少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈红色，证明溶液A中有NaOH剩余；实验中，小华没有直接向少量溶液A中滴入酚酞试液，理由是碳酸钠溶液也显碱性，也能使酚酞试液变红。
（5）实验五：兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图T5-5 所示。图T5-5甲中，BC段发生反应的化学方程式为 。 图乙中，DE段温度变化的原因是 。
[答案] （5） CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3 二氧化碳与氢氧化钠反应放热[解析]（5）图甲中，BC段发生的反应是二氧化碳、碳酸钠和水反应生成碳酸氢钠，化学方程式为CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3；图乙中，DE段温度变化的原因是二氧化碳与氢氧化钠反应放热。
反思感悟（6）实验从CO2减少、NaOH减少，Na2CO3生成等物质的变化，以及 _________变化等视角多维度验证CO2与NaOH发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。
[答案] （6） pH和温度[解析] （6）实验从CO2减少、NaOH减少，Na2CO3生成等物质的变化，以及pH、温度变化等视角多维度验证CO2与NaOH发生了反应。
实验探究题是中考的必考题型，此类试题通过探究活动把科学方法的学习和科学知识的学习放在了同等重要的地位。近年来，试题的探究力度及对方法的考查逐年加重。 一般解题思路：（1）通读试题，整体把握试题考查点，防止跑偏；（2）边读题边分析，写出相关的化学方程式；（3）分割试题，和以前的知识建立联系，抓住试题关键词，完成简单填空，步步为营；（4）若遇到陌生知识，学会进行知识迁移；（5）充分利用对比、推理、模仿等分析解决问题的方法。
模型1 探究反应后剩余物质成分
不遵守质量守恒定律（或元素不守恒等，合理即可）
硝酸锌、硝酸铜、硝酸银
例1 【2020·珠海二模】小珠同学学习了金属活动性顺序以后，想用实验证明金属钠比镁活泼。在老师的指导下，她将绿豆大小的金属钠小心投入到盛有MgCl2溶液的小烧杯里，发现金属钠浮在液面四处游动发生剧烈反应，有气体产生，同时有白色沉淀向溶液底部沉降。为了进一步探究的需要，小珠同学重复上述实验几次，将充分反应后的混合物过滤，得到固体A和滤液B。查阅资料 ①金属钠能与水发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气；②MgCl2溶液呈弱酸性。分析与思考 小珠同学根据所学知识和查阅资料完成了以下填空。请你完整填写。（1）金属钠与水反应的化学方程式为 ，该反应所属反应类型是 。 （2）取A加入过量稀盐酸，A全部溶解，无气泡产生，则A的化学式是 。
提出猜想 滤液B中溶质的成分是什么？猜想一：NaCl；猜想二：NaCl、MgCl2；猜想三： ； 猜想四：NaCl、MgCl2、NaOH。小珠同学认为猜想 不成立，理由是 （用化学方程式表示）。实验探究
结论 金属钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来，因此，不能用金属钠与盐溶液反应的实验来证明金属钠的金属活动性顺序。拓展 将钠与MgCl2固体隔绝空气加热到熔融状态时，钠可以从MgCl2中置换出镁，该反应的化学方程式是 。
（1）金属钠与水反应的化学方程式为 ，该反应所属反应类型是 。
[答案] （1） 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ 置换反应[解析] （1）金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑，该反应由一种单质和一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应。
（2）取A加入过量稀盐酸，A全部溶解，无气泡产生，则A的化学式是 。
[答案]（2） Mg（OH）2 [解析]（2） A能与稀盐酸反应，且无气泡产生，说明A是氢氧化钠与氯化镁反应生成的氢氧化镁。
提出猜想 滤液B中溶质的成分是什么？猜想一：NaCl；猜想二：NaCl、MgCl2；猜想三： ； 猜想四：NaCl、MgCl2、NaOH。小珠同学认为猜想 不成立，理由是 （用化学方程式表示）。
[答案]提出猜想 NaCl、NaOH 四 MgCl2+2NaOH Mg（OH）2↓+2NaCl[解析]提出猜想 根据氯化镁与氢氧化钠反应的程度分析，即先考虑生成物，再考虑是否有反应物剩余。依据化学方程式，二者反应后，滤液中一定会存在氯化钠；当氯化镁过量时，滤液中含氯化钠和氯化镁；当氢氧化钠过量时，滤液中含氯化钠和氢氧化钠。由于氯化镁能和氢氧化钠发生反应，二者不能同时大量共存，故猜想四不合理，二者反应时生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，化学方程式为MgCl2+2NaOH Mg（OH）2↓+2NaCl。
[答案]实验探究 不变色 氢氧化钠 二[解析]实验探究 实验1：滤液B不能使无色酚酞试液变色，说明滤液B中不含有氢氧化钠，猜想三不成立。实验2：根据实验现象，可知产生白色沉淀是因为滤液B中氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀的缘故，由此可知猜想二成立。
结论金属钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来，因此，不能用金属钠与盐溶液反应的实验来证明金属钠的金属活动性顺序。拓展将钠与MgCl2固体隔绝空气加热到熔融状态时，钠可以从MgCl2中置换出镁，该反应的化学方程式是 。
[答案] 拓展 2Na+MgCl2 2NaCl+Mg[解析]拓展 根据题意，钠与MgCl2固体在隔绝空气加热到熔融状态时，能发生置换反应生成镁和氯化钠，故化学方程式为2Na+MgCl2 2NaCl+Mg。
例2 【2020·江阴模拟】 “配戴口罩、勤于洗手、重视消毒”，都是预防新型冠状病毒感染的有效措施。目前市面广泛使用的消毒剂有“消毒泡腾片”“84消毒液”。通过学习身边的化学物质，我们了解到很多物质如果敞口放置容易变质。某化学兴趣小组对一瓶敞口放置的“84消毒液”成分产生兴趣，在老师的指导下完成如下探究。提出问题 该敞口放置的“84消毒液”中含有哪些溶质？
查阅资料①“84消毒液”主要成分是次氯酸钠（NaClO）和氯化钠。NaClO为有效成分，有腐蚀性，易与空气中CO2反应（2NaClO+CO2+H2O 2HClO+Na2CO3）。②次氯酸（HClO）溶液和次氯酸钠（NaClO）溶液都具有漂白、杀菌、消毒功效，都能使有色布条褪色。③HClO不稳定，在加热或光照条件下易分解为O2和HCl气体，它们不能使有色布条褪色。假设猜想Ⅰ.“84消毒液”没有变质；Ⅱ. ； Ⅲ.“84消毒液”完全变质。
[答案] 假设猜想“84消毒液”部分变质[解析] 假设猜想 根据变质程度，可以猜测“84消毒液”部分变质。
设计方案 为验证猜想，设计如下方案：
[答案] 设计方案（1）Ⅰ Na2CO3+Ba（OH）2 BaCO3↓+2NaOH （2）不褪色[解析] 设计方案 （1）根据题中信息，次氯酸钠变质会生成碳酸钠，而氢氧化钡溶液能与碳酸钠反应生成白色沉淀，故结合表中操作与现象可以推断猜想Ⅰ是不成立的；碳酸钠和氢氧化钡能发生复分解反应，生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，故化学方程式为Na2CO3+Ba（OH）2 BaCO3↓+2NaOH。（2）由表中结论可知，该消毒液已经完全变质，没有漂白能力，故有色布条不褪色。
得出结论综上所述，该敞口放置的“84消毒液”中溶质一定有 。
[答案]得出结论 氯化钠、碳酸钠[解析]得出结论 综上所述，该敞口放置的“84消毒液”中溶质一定有氯化钠和变质后生成的碳酸钠。
定量分析 有效氯含量的测定。已知：①测定有效氯含量的方法很多，有一种是根据原物质与盐酸作用产生氯气的质量与原物质质量的比值来计算的，如：溶液的有效氯含量= 。②测定有效氯反应的化学方程式是NaClO+2HCl Cl2↑+NaCl+H2O，氯气为黄绿色有毒物质。计算：现有一瓶刚刚生产的NaClO溶液，标签信息：浓度≥40%。现取25 g该溶液与足量盐酸充分反应，生成的气体经除杂等处理，换算得到溶液的有效氯含量为0.284（假定反应充分，转化过程无损耗）。通过计算判断该溶液标签信息是否有误，要求有详细的计算过程。
交流反思（1）结合题给信息，你认为“84消毒液” （填“能”或“不能”）与洁厕灵（主要成分为盐酸）混合使用。 （2）欲将40%的NaClO溶液稀释，配制5%的NaClO溶液400 g（液体的密度均近似为1.0 g/mL）。需要用到的仪器组合合理的是 （填序号）。 A.烧杯、漏斗、玻璃棒B.玻璃棒、烧杯、酒精灯C.烧杯、量筒、玻璃棒
[答案] （1）不能[解析]（1）结合题给信息可知，“84消毒液”能和盐酸反应生成有毒的氯气，故不能与洁厕灵混合使用。[答案] （2） C[解析]（2）稀释溶液需要用到的仪器有烧杯、量筒和玻璃棒等。
模型2 物质元素组成的探究
例3 【2020·徐州二模】新冠病毒肺炎肆虐全球期间，医用口罩成为急需品。某化学兴趣小组对制作医用口罩的材料进行了科学探究。探究一：口罩材料能燃烧吗？是什么样的材料制造的？实验1取样，点燃，产生火焰，冒黑烟，有特殊气味；燃烧过程中熔化滴落的液体能拉成丝，冷却后的灰烬坚硬、不易碾碎。结论1口罩材料能燃烧，其材料是 （填“天然纤维”或“合成纤维”）。
[答案]结论1 合成纤维[解析]结论1 合成纤维具有可燃性，燃烧时有特殊气味，熔化滴落的液体能拉成丝，冷却后的灰烬坚硬、不易碾碎。
探究二：口罩材料的组成元素是什么？查阅资料（1）无水硫酸铜是白色固体，遇水变为蓝色。（2）碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物，在本实验中用于吸收空气中的二氧化碳。
实验2将口罩燃烧后的气体通入如图T5-1所示装置，气体通入装置的连接顺序是 （填“A→B”或“B→A”），实验时观察到A装置中的现象是 ，B装置中的现象是 。结论2口罩的材料中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。
[答案] 实验2 B→A 澄清石灰水变浑浊 白色固体变为蓝色[解析] 实验2 检验混合气中的二氧化碳和水蒸气时，应先检验水蒸气、再检验二氧化碳，否则气体经过石灰水后，会带出水蒸气，从而干扰原混合气中水蒸气的检验；根据实验结论，口罩的材料中碳元素会转化为二氧化碳，氢元素会转化为水，故A装置中的澄清石灰水变浑浊，B装置中的白色固体变为蓝色。
实验3为了确定材料的组成中是否有氧元素，同学们称取2.1 g剪碎的样品放入玻璃管中，通入充足的氧气，加热（实验装置如图T5-2所示）。充分反应后，燃烧产物被完全吸收，D装置质量增加2.7 g，E装置质量增加6.6 g。结论3口罩材料中一定 （填“有”或“没有”）氧元素；口罩材料中碳元素和氢元素的质量比为 。
[答案] 结论3 没有 6∶1
反思拓展（1）E中发生反应的化学方程式是 。 （2）实验3的操作中，通入足量的氧气使样品完全燃烧，停止加热后，还要继续通入氧气，其目的是 （填序号）。 a.防止浓硫酸倒吸b.将燃烧产生的气体排入D、E中完全吸收c.使样品完全燃烧（3）若没有F装置，则会导致 元素的测定结果偏大。
反思拓展（1）E中发生反应的化学方程式是 。
[答案] （1） 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O[解析]（1） E中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式是2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O。
反思拓展（2）实验3的操作中，通入足量的氧气使样品完全燃烧，停止加热后，还要继续通入氧气，其目的是 （填序号）。 a.防止浓硫酸倒吸b.将燃烧产生的气体排入D、E中完全吸收c.使样品完全燃烧
[答案] （2） ab[解析] （2）实验3的操作中，通入足量的氧气使样品完全燃烧，停止加热后，还要继续通入氧气，其目的是防止浓硫酸倒吸并将燃烧产生的气体排入D、E中完全吸收。
反思拓展 （3）若没有F装置，则会导致 元素的测定结果偏大。
[答案] （3）碳[解析] （3）若没有F装置，空气中的二氧化碳会进入E装置，则会导致碳元素的测定结果偏大。
模型3 标签破损物质成分的探究
化学式中钠的角标为2，不是1，且溶质中含钠元素
溶液的质量分数小于10%
例4 实验室有一瓶标签残缺并且瓶盖没有完全密封的无色溶液（如图T5-3），化学小组的同学寻问老师后只知道是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液，为确认原瓶中是何种溶质并判断其是否变质，化学小组的同学进行了如下的探究活动。进行猜想猜想Ⅰ：原溶液的溶质是NaCl；猜想Ⅱ：原溶液的溶质是NaOH；猜想Ⅲ：原溶液的溶质是Na2CO3；猜想Ⅳ：原溶液的溶质是NaHCO3。
查阅资料（1）常温下，有关物质的相关信息如下表：从物质的相关信息可知，原溶液的溶质一定不是 ，理由是 。 （2）CaCl2溶液呈中性。
[答案] NaHCO3 常温下饱和碳酸氢钠溶液的溶质质量分数达不到10%
实验探究（1）取少量样品，测得溶液的pH大于7，则原溶液的溶质肯定不是 。 （2）同学们另取样品又进行了如下实验，实验过程如图T5-4所示：①操作Ⅰ的名称是 ，此操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。 ②生成白色沉淀A的化学方程式为 。 通过实验可以判断样品无色溶液中含有的溶质有 ，则原溶液是 溶液，且已变质。
实验探究（1）取少量样品，测得溶液的pH大于7，则原溶液的溶质肯定不是 。
[答案] NaCl[解析]溶液pH大于7，说明溶液显碱性，而氯化钠溶液为中性溶液，所以不是氯化钠溶液。
实验探究 （2）同学们另取样品又进行了如下实验，实验过程如图T5-4所示：①操作Ⅰ的名称是 ，此操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。
[答案]过滤 漏斗[解析]操作Ⅰ实现了固液分离，是过滤操作；过滤时需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
②生成白色沉淀A的化学方程式为 。 通过实验可以判断样品无色溶液中含有的溶质有 ，则原溶液是 __________溶液，且已变质。
[答案] Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl NaOH、Na2CO3 NaOH [解析]根据加入的氯化钙溶液，可以推测沉淀为碳酸钙，该反应为碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，化学方程式为Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl；加入足量氯化钙溶液过滤后，碳酸钠被全部除去，滤液中加入酚酞试液后变红，说明滤液中存在碱性物质氢氧化钠，故溶质有碳酸钠和氢氧化钠，原氢氧化钠溶液发生了部分变质。
交流应用 根据题中信息，原溶液需要 保存。
[答案]密封[解析]为避免药品发生变质现象，需要密封保存。
拓展提升 实验室有一瓶标签被腐蚀的无色溶液，是稀硫酸和氢氧化钠溶液中的一种。在老师的指导下，小红和小明用不同方法鉴定。
已知：铝、氧化铝既能与酸反应，又可与强碱溶液反应，铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑。氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和一种氧化物。NaAlO2易溶于水，其水溶液呈碱性，NaAlO2与铝、氧化铝均不反应。分析实验得出结论：该溶液为 溶液。小红所做实验开始无明显现象的原因是 （用化学方程式表示）。
[答案]拓展提升 氢氧化钠Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O[解析]拓展提升 小红认为该溶液为稀硫酸，铝和硫酸反应产生氢气，实验现象为有气泡产生。小明用pH试纸测定其pH=13，说明溶液呈碱性，所以该溶液是氢氧化钠溶液。没有打磨的铝片表面会有一层致密的氧化铝薄膜，小红所做实验开始无明显现象的原因是氧化铝与氢氧化钠溶液发生反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和水，化学方程式为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O。
将无明显现象的实验显性化，可通过化“隐”为“显”的思想方法。
模型4 探究无明显现象反应
例5 【2020·芜湖二模】为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。查阅资料Ⅰ.20 ℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：Ⅱ.本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
实验探究（1）实验一：小明取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪，小明另取一相同大小的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液A，此时观察到的现象是 。采用两只矿泉水瓶做实验的目的是 。 （2）实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小红取实验一所得溶液A少许，向其中滴加足量的稀盐酸，观察到 的现象，证明反应发生了。（3）实验三：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小兵取实验一所得溶液A少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为 ， 实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是 。
（4）实验四：小华取实验一所得溶液A少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈 色，证明溶液A中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液A中滴入酚酞试液，理由是 。 （5）实验五：兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图T5-5 所示。图T5-5甲中，BC段发生反应的化学方程式为 。 图乙中，DE段温度变化的原因是 。
反思感悟（6）实验从CO2减少、NaOH减少，Na2CO3生成等物质的变化，以及 __________变化等视角多维度验证CO2与NaOH发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。
查阅资料Ⅰ.20 ℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：Ⅱ.本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。实验探究（1）实验一：小明取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪，小明另取一相同大小的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液A，此时观察到的现象是 。采用两只矿泉水瓶做实验的目的是 。
[答案]实验探究 （1）倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶瘪 对比[解析]实验探究 （1）氢氧化钠溶液吸收CO2的能力比水强，所以实验一观察到的现象是倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶瘪；实验中，采用两只矿泉水瓶做实验的目的是做对比实验，验证二氧化碳能和氢氧化钠反应。
（2）实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小红取实验一所得溶液A少许，向其中滴加足量的稀盐酸，观察到 的现象，证明反应发生了。
[答案] （2）有气泡产生[解析]（2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，所以取实验一所得溶液A少许，向其中滴加足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，证明反应发生了。
（3）实验三：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小兵取实验一所得溶液A少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为 ， 实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是 。
[答案] （3） Na2CO3+BaCl2 BaCO3↓+2NaCl 若氢氧化钠有剩余，NaOH与CaCl2反应生成的氢氧化钙微溶于水，也会有白色沉淀产生 [解析] （3）实验中，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，化学方程式为Na2CO3+BaCl2 BaCO3↓+2NaCl；实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是若氢氧化钠有剩余，NaOH与CaCl2形成的氢氧化钙微溶于水，也会有白色沉淀产生。
（4）实验四：小华取实验一所得溶液A少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈 色，证明溶液A中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液A中滴入酚酞试液，理由是 。
[答案] （4）红 氢氧化钠和碳酸钠溶液都显碱性，都能使酚酞试液变红[解析] （4）取实验一所得溶液A少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈红色，证明溶液A中有NaOH剩余；实验中，小华没有直接向少量溶液A中滴入酚酞试液，理由是碳酸钠溶液也显碱性，也能使酚酞试液变红。
（5）实验五：兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图T5-5 所示。图T5-5甲中，BC段发生反应的化学方程式为 。 图乙中，DE段温度变化的原因是 。
[答案] （5） CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3 二氧化碳与氢氧化钠反应放热[解析]（5）图甲中，BC段发生的反应是二氧化碳、碳酸钠和水反应生成碳酸氢钠，化学方程式为CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3；图乙中，DE段温度变化的原因是二氧化碳与氢氧化钠反应放热。
反思感悟（6）实验从CO2减少、NaOH减少，Na2CO3生成等物质的变化，以及 _________变化等视角多维度验证CO2与NaOH发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。
[答案] （6） pH和温度[解析] （6）实验从CO2减少、NaOH减少，Na2CO3生成等物质的变化，以及pH、温度变化等视角多维度验证CO2与NaOH发生了反应。
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