中考化学二轮复习 科学探究题特训专题5 反应后所得物质的成分（含解析）

专题5  反应后所得物质的成分

1．课堂上，老师演示氢气还原氧化铜实验时，试管内壁出现光亮的紫红色。科学兴趣小组重做了这个实验，小明发现试管内壁显砖红色。为什么会出现不同的颜色呢？是否产生了别的物质？

小明查阅了相关资料。

资料1：氧化亚铜是砖红色不溶于水的固体

资料2：氧化亚铜能与硫酸反应，化学方程式为Cu2O+H2SO4＝Cu+CuSO4+H2O

于是，小明往试管中加入一些稀硫酸浸泡一段时间后，根据产生的现象得出结论：附着在试管内壁上的物质中含有氧化亚铜。

（1）得出“附着在试管内壁上的物质中含有氧化亚铜”这一结论，依据的现象是　    

                                                    。

（2）小明与其他几个兴趣小组的同学进行了交流，发现加热前：第一小组是在潮湿的试管中加氧化铜粉未的；第二小组氧化铜粉末堆积在试管底部；第三小组氧化铜粉末薄薄地平铺在试管内壁。三个小组其他操作都相同且规范。结果是第一、二小组实验后试管内壁都显砖红色，第三小组试管内壁显光亮的紫红色。

通过比较分析，试管内壁出现砖红色物质的原因可能是　                         　。

（3）第三小组实验虽然很成功，但是实验后试管内壁不容易清洗。老师告诉他们这是由于氧化铜粉末铺在试管内壁上造成的。如何既让实验成功又不会在试管内壁留下难以清洗的铜？小明经过思考重新设计了一个实验：他选择一束光亮的铜丝，对铜丝进行

　             　处理，将处理过的铜丝代替氧化铜粉末进行验，达到了预期的效果。

【答案】（1）试管中溶液变蓝色，试管壁红色变浅；故答案为：试管中溶液变蓝色，试管壁红色变浅

（2）参与反应的氢气量不足或反应不充分

（3）绕成螺旋状后，在酒精灯火焰上灼烧

【解析】（1）得出“附着在试管内壁上的物质中含有氧化亚铜”这一结论，依据的现象是：试管中溶液变蓝色，试管壁红色变浅；

（2）结果是第一、二小组实验后试管内壁都显砖红色，第三小组试管内壁显光亮的紫红色。通过比较分析，试管内壁出现砖红色物质的原因可能是：参与反应的氢气量不足或反应不充分；

（3）小明经过思考重新设计了一个实验：他选择一束光亮的铜丝，对铜丝进行绕成螺旋状后，在酒精灯火焰上灼烧处理，将处理过的铜丝代替氧化铜粉末进行验，达到了预期的效果。

2．某化学兴趣小组同学利用课余时间进行了以下实验活动，并对固体X的成分进行了以下探究。

【提出问题】固体X的成分是什么？

【猜想假设】猜想一：CaCO3；猜想二：CaCO3和Ca（OH）2；猜想三：Ca（OH）2。

【实验探究】小组同学一致认为猜想三是错误的，因为固体X中一定含有碳酸钙，其理由是　                                   　（用化学方程式表示），猜想成分中可能含有Ca（OH）2的理由是　                                     　。

为了进一步验证X的成分，小组同学进行了以下实验验证。

【实验验证】（1）同学甲取少量固体X于试管中，加入足量的稀盐酸，现象是　    　。证明猜想一正确。

（2）同学乙取少量固体X于试管中，加入足量水振荡、静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液，观察到　       　，证明含有Ca（OH）2。

【反思评价】同学们经过讨论后认为甲的实验不足以确定固体X的成分，理由是　

　                                      。结合两位同学的实验，证明猜想二正确。

【继续探究】溶液Y中溶质的成分是什么？

【猜想假设】猜想一：NaOH； 猜想二：NaOH和Na2CO3；

猜想三：NaOH和Ca（OH）2。

【讨论交流】结合对固体X成分的探究，同学们认为猜想三是正确的，理由是　    

　                                                   。

【实验验证】请设计一个实验方案来证明猜想三正确：　                       

　                                （写出实验步骤、现象和结论）。

【答案】【实验探究】Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH；

Ca（OH）2微溶于水，固体X中可能有未溶解的Ca（OH）2；

【实验验证】（1）有气泡产生；（2）溶液变红；

【反思评价】加入盐酸有气泡，只能说明含有碳酸钙，不能证明是否含有氢氧化钙。

【讨论交流】固体中含有氢氧化钙，所以溶液Y是氢氧化钙的饱和溶液；

【实验验证】取少量溶液Y于试管中，滴加碳酸钠溶液，产生白色沉淀，证明猜想三正确。

【解析】【实验探究】小组同学一致认为猜想三是错误的，因为固体X中一定含有碳酸钙，其理由是Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH。

猜想含有Ca（OH）2的理由是氢氧化钙微溶于水，固体中可能含有没有溶解的氢氧化钙。

【实验验证】（1）取少量固体X于试管中，加入足量的稀盐酸，有气泡产生，证明猜想一正确；

（2）取少量固体X于试管中，加入足量水振荡，静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液，观察到溶液变红色，说明溶液中含有氢氧化钙，证明证明含有Ca（OH）2。

【反思评价】同学们经过讨论后认为甲的实验不足以确定固体X的成分，理出是加入盐酸有气泡，只能说明含有碳酸钙，不能证明是否含有氢氧化钙；

【讨论交流】猜想三是正确的，理由是固体中含有氢氧化钙，则溶液Y中含有反应生成的氢氧化钠和溶解的氢氧化钙；

【实验验证】

取少量溶液Y于试管中，滴加碳酸钠溶液，产生白色沉淀说明溶液中含有氢氧化钙，证明猜想三正确。

3．科学兴趣小组做了如下实验：将一镁条放入CuCl2溶液中，镁条表面覆盖了红色物质，但很快镁条表面又冒出很多气泡，他们觉得很奇怪。

【提出问题】溶液中冒出的气泡究竟是怎样产生的？是什么气体呢？

【猜想】小科：是氧气；  小丽：是氯化氢；

小琪：是氨气（NH3）；    小梁：是氢气。

通过查阅资料，小黄马上否定了小琪的猜想，他否定的依据是　             　；

【实验探究】他们开始收集所产生的气体。

实验一：小科用带火星的木条检验该气体，木条不会复燃。说明生成的气体不是氧气；

实验二：为继续探究反应后生成的气体是否是氯化氢，小丽用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体，试纸不变红，说明生成的气体不是氯化氢；

实验三：为确定气体是否是氢气，小梁设计了如图的实验装置（每个装置的反应均完全）。

【实验结论】

（1）若该气体是氢气，则在乙装置中可以观察到的现象是                   　。

（2）甲、丙装置中的无水硫酸铜可以用浓硫酸替代的是　   　（填甲或丙）。

（3）为确定该气体产生的本质原因，小梁用精密pH试纸测试实验：所用的CuCl2溶液，pH约为5.5，最后确定CuCl2溶液呈酸性。

【答案】【猜想】不符合质量守恒定律

【实验结论】（1）黑色固体变为红色固体

（2）甲

【解析】【猜想】反应前有水、镁和氯化铜，元素包含氢、氧、镁、氯和铜等，所以反应后的产物也只有含有这5中元素，而小琪的猜想为氨气，含有氮元素，与反应前元素不符，所以猜想不合理；故答案为：不符合质量守恒定律。

【实验结论】（1）氧化铜为黑色固体，氢气与氧化铜反应生成了铜和水，铜为红色固体，所以可以看到黑色固体变为红色；故答案为：黑色固体变为红色固体。

（2）气体通入氧化铜前需要排除水蒸气给后面实验的影响，所以通入前可以用浓硫酸代替无水硫酸铜，但是反应后为了证明氢气的存在，需要证明水的存在，所以丙中的无水硫酸铜不得被代替，否则无法验证水的生成；故答案为：甲。

4．化学实验小组的同学在用锌粒与如图1硫酸溶液（试剂瓶标签部分腐蚀）反应时，发现有气泡产生，并闻到有刺激性气味。他们对此气体的成分进行了探究。

【提出问题】锌粒加入该硫酸溶液反应生成的气体是什么？

【查阅资料】

①浓硫酸与锌反应，但不产生氢气，也不会产生氧气，能生成二氧化硫气体；

②二氧化硫有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种红色色素）溶液褪色。

【猜想与假设】

甲同学认为：气体可能是H2；乙同学认为：气体可能是SO2；

丙同学认为：气体还可能是　                              　。

【实验探究】

为了验证上述猜想，同学们在老师的指导下设计了如图2的装置（部分夹持器材略去，假设每个能发生的反应都进行完全）进行探究：

（1）图3中D处气体发生装置可选图2中的　          　（填字母序号）。

（2）实验开始后，观察到E中品红溶液褪色，证明气体中含有　           　。

（3）H装置的作用是　                          　。写出发生反应的化学方程式　                                  　。

（4）F装置的作用是　                        　。

（5）G装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的气体。目的是　             ；加热一段时间后，观察到　                               ，证明气体中含有H2。

【实验结论】　       　同学的猜想是正确的。

【反思与交流】

①锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫，为什么反应过程中又产生了氢气呢？用文字简述原因：　                                         　。

②锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以产生硫酸锌，如果需要制取硫酸锌，用锌与稀硫酸反应的优点是　                             　（任填一种合理的答案）。

【答案】【猜想与假设】H2、SO2。

【实验探究】（1）B或C

（2）二氧化硫

（3）吸收二氧化硫；SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O

（4）吸收水蒸气

（5）排除内部残留的空气；黑色固体变为红色，试管壁有小水珠生成

【实验结论】丙

【反思交流】①随着反应的不断进行，浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸与锌反应生成了氢气。

②无二氧化硫的生成，避免污染环境

【解析】【猜想与假设】随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，稀硫酸与锌反应生成了氢气，而标签中硫酸浓度无法判断，所以推断浓硫酸时只生成二氧化硫，稀硫酸只生成氢气，硫酸浓度适中时，反应开始时浓度高，生成二氧化硫，随着反应进行，浓度变小，生成了氢气，所以为两者混合气体；故答案为：H2、SO2。

（1）硫酸与锌为固液混合物，不需要加热，所以选择B或C为发生装置。

（2）二氧化硫可使品红溶液褪色，所以品红褪色，证明了二氧化硫的存在；

（3）二氧化硫是酸雨的主要来源，因此不得直接排放，需要利用氢氧化钠吸收；二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，书写化学方程式注意配平；故答案为：吸收二氧化硫；SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O。

（4）浓硫酸具有吸水性，可以吸收水蒸气。

（5）加热前避免内部空气影响实验，需要排空；氢气与氧化铜反应生成水和铜，氧化铜为黑色，铜为红色，所以可以观察到固体颜色的变化，同时生成的水会在试管壁上形成水珠。

【实验结论】根据实验过程与实验现象，得出气体中含有二氧化硫和氢，因此丙同学猜想正确。

【反思交流】①浓硫酸与锌反应，浓硫酸不断消耗，浓度降低，变为稀硫酸时，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，因此会产生氢气。

②根据题目信息可知，浓硫酸与锌反应后生成了二氧化硫，会污染环境，而稀硫酸没有污染性气体生成。

5．草酸存在于自然界的植物中。草酸晶体（H2C2O4•2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。草酸能与氢氧化钙反应生成沉淀：H2C2O4+Ca（OH）2＝CaC2O4↓+2H2O．请回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物，仪器a的名称是　      　。

装置B的主要作用是　                                                　。装置C中有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊，由此可知草酸晶体分解的产物中一定有　   　。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

①乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为：A→B→（　　）←（　　）→（　　）→I→D→H。

②装置I中盛有的氧化铁发生了颜色变化，欲证明草酸晶体分解的产物中有CO，乙组同学需要两次使用装置D，其现象分别是　                         。

【答案】（1）酒精灯；冷却草酸蒸气，防止与澄清石灰水反应生成白色沉淀，干扰二氧化碳的检验，二氧化碳

（2）①F，D，G

②澄清石灰水不变浑浊，澄清石灰水变浑浊

【解析】（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，a是酒精灯；

草酸能与氢氧化钙反应生成沉淀，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以装置B的主要作用是：冷却草酸蒸气，防止与澄清石灰水反应生成白色沉淀，干扰二氧化碳的检验，装置C中有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊，由此可知草酸晶体分解的产物中一定有二氧化碳；

（2）①除去二氧化碳用氢氧化钠溶液，浓硫酸具有吸水性，所以乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为：A→B→（ F）←（ D）→（ G）→I→D→H；

②在实验室常用氢氧化钠吸收二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以装置I中盛有的氧化铁发生了颜色变化，欲证明草酸晶体分解的产物中有CO，乙组同学需要两次使用装置D，其现象分别是：澄清石灰水不变浑浊，澄清石灰水变浑浊。

6．某班同学做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验，用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液。实验结束后，化学兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究，请你一起参与。

【提出问题】废液中含有什么物质？

【交流表达】

（1）小明通过观察，认为废液中一定含有硫酸铜。他观察到的现象是　          　。

（2）小红通过分析，认为废液中一定含有硫酸亚铁，她的依据是：　              

　                                                 。

【作出猜想】小华认为废液中还可能含有稀硫酸。

【实验验证】小华取少量废液于试管中，加入少量锌粒产生　    　现象，则证明废液中确实含有硫酸。

通过分析与实验，同学们得出废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸。

【拓展应用】

（1）若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁，应加入过量的　  　。写出该反应过程中的化学方程式　                   　；                                  　；

（2）反应完全后过滤，滤渣中物质为　            　，滤液中溶质为硫酸亚铁。

【答案】【交流表达】（1）溶液呈蓝色

（2）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。

【实验探究】冒气泡

【拓展应用】（1）铁； Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu

（2）Fe、Cu

【解析】【交流表达】

（1）硫酸铜溶液为蓝色，小明通过观察，认为废液中一定含有硫酸铜。他观察到的现象是溶液呈蓝色。

（2）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，所以反应后废液中一定含有硫酸亚铁。

【实验探究】

将少量的锌粒放入试管中，向其中加入少量废液，产生气泡，说明溶液中含有硫酸；

【拓展应用】

（1）通过分析与实验，同学们得出废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸。要想把废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁，可加入过量的铁。发生的反应为：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑和Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；

（2）加入过量的铁后，滤渣中含有剩余的铁和生成的铜，其中铁和铜是固体，硫酸亚铁溶于水，所以滤液中溶质为硫酸亚铁，铁和铜留在滤纸上。

7．某实验小组为探究酸的化学性质，由甲、乙、丙同学设计并完成了如图所示的实验。

（1）甲同学实验中所发生反应的化学方程式为　                     　。丙同学实验试管中的反应现象　                               　。

【在阅资料】CaCl2、NaCl的溶液是中性，Na2CO3溶液显碱性。

【实验报究一】确定甲、乙同学上述实验后所得溶液中的溶质。

（2）取甲所得溶液少许，加入石蕊试液，溶液显红色，甲所得溶液中一定含有的溶质是

　　                   （写化学式）

（3）取乙所得溶液少许，加入酚酞试液，溶液显红色，乙所得溶液中一定含有的溶质是　                          　。（写化学式）

【实验探究二】确定甲、乙同学上述实验所得溶液混合后的成分。

（4）甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀生成。该白色沉淀是　          　（写化学式）。同学们将烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液的溶质成分进行探究。

【提出猜想】

（5）甲同学猜想NaCl：乙同学猜想：NaCl、CaCl2：丙同学猜想：NaCl、CaCl2、HCl：

你的猜想：　              　。

【交流讨论】

（6）你认为　  　同学的猜想一定不正确，理由是　                  　。

【设计实验】

请设计实验证明你的猜想正确。

【答案】（1）Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O；有气泡冒出，溶液由无色变浅绿色

（2）CaCl2、HCl；（3）NaCl、Na2CO3；（4）CaCO3；（5）NaCl、Na2CO3

（6）丙；有盐酸就不会有白色沉淀；氯化钙溶液；有白色沉淀生成

【解析】（1）甲同学实验中所发生反应是氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，配平即可；丙同学实验试管中的反应现象是：有气泡冒出，溶液由无色变浅绿色；

（2）取甲所得溶液少许，加入石蕊试液，溶液显红色，甲所得溶液中一定含有的溶质是氯化钙、氯化氢；

（3）取乙所得溶液少许，加入酚酞试液，溶液显红色，乙所得溶液中一定含有的溶质是氯化钠和碳酸钠；

（4）甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀生成，该白色沉淀是碳酸钙，是氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠；

（5）甲同学猜想NaCl；乙同学猜想：NaCl、CaCl2；丙同学猜想：NaCl、CaCl2、HCl；我的猜想是NaCl、CaCl2；

（6）我认为丙同学的猜想一定不正确，理由是有盐酸就不会有白色沉淀；实验证明我的猜想：取少量滤液于试管中，向其中滴加氯化钙溶液，有白色沉淀生成，猜想成立。

8．在学习盐的化学性质时，老师将一定量的碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合，过滤反应后的混合物。老师要求同学们探究滤液中溶质的组成。请你一同参与探究并回答有关问题。

【查阅资料】碳酸钠溶液显碱性，氯化钠，氯化钡溶液显中性。

请你写出碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应的化学方程式　                        　。

【提出猜想】

猜想1：滤液中溶质是NaCl；

猜想2：滤液中溶质是NaCl和　             　（填化学式）的混合物；

猜想3：滤液中溶质是NaCl和Na2CO3的混合物；

猜想4：滤液中溶质是NaCl、Na2CO3和BaCl2的混合物

老师指出猜想4不合理，理由是　                                 。

【实验探究】

（1）取少量滤液于试管中，滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡，无明显现象。同学们认为猜想　　不成立。

（2）另取少量滤液于另一支试管中，滴加碳酸钠溶液，若有　           　（填实验现象）证明猜想2成立。

【问题讨论】

（1）甲同学认为要证明猜想2成立也可以改用硫酸钠溶液。你认为甲同学　  　（填“能”或“不能”）达到实验目的。

（2）乙同学认为要证明猜想2成立也可以改用硝酸银溶液。你认为乙同学　  　（填“能”或“不能”）达到实验目的，理由是　                            　。

（3）在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑　              　。

【答案】【查阅资料】Na2CO3+BaCl2＝2NaCl+BaCO3↓

【提出猜想】BaCl2；BaCl2与 Na2CO3在溶液中不能共存

【实验探究】（1）3（2）白色沉淀产生

【问题讨论】（1）能（2）不能；溶液中的氯化钠也能与硝酸银反应产生白色沉淀

（3）反应物是否过量

【解析】【查阅资料】

碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应生成白色沉淀手提包和氯化钠，反应的化学方程式：Na2CO3+BaCl2＝2NaCl+BaCO3↓。

【提出猜想】

猜想1：碳酸钠和氯化钡恰好完全反应时滤液中溶质是NaCl；

猜想2：氯化钡过量时滤液中溶质是NaCl和BaCl2的混合物；

猜想3：碳酸钠过量时滤液中溶质是NaCl和Na2CO3的混合物；

猜想4：滤液中溶质是NaCl、Na2CO3和BaCl2的混合物。

老师指出猜想4不合理，理由是BaCl2与 Na2CO3在溶液中不能共存。

【实验探究】

（1）取少量滤液于试管中，滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡，无明显现象，说明溶液中不含有碳酸钠，同学们认为猜想3不成立。

（2）另取少量滤液于另一支试管中，滴加碳酸钠溶液，若有白色沉淀产生，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡，证明猜想2成立。

【问题讨论】

（1）甲同学认为要证明猜想2成立也可以改用硫酸钠溶液，甲同学能达到实验目的，是因为硫酸钠能和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡和氯化钠。

（2）乙同学不能达到实验目的，理由是溶液中的氯化钠也能与硝酸银反应产生白色沉淀。

（3）在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑反应物是否过量。