化学查补能力 提升练题型04 科学探究题

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类型1 混合物中各成分的探究
类型2 反应后气体成分的探究
类型3 反应后溶液成分的探究
类型4 反应后固体成分的探究
类型5 氢氧化钠变质的探究
类型6 氢氧化钙变质的探究
类型7 影响因素类的探究
类型8 有关实验异常现象的探究
02 突破题型·补能力漏洞
题型特点
技巧点拨
03 能力提升演练
类型1 混合物中各成分的探究
1．（2023•新疆）蒸汽眼罩是我们日常生活中常见的缓解眼睛疲劳的产品，简单实用。某化学兴趣小组的同学对蒸汽眼罩开展了以下研究。
【查阅资料】
（1）蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成。发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石（保温作用，可以减缓热量散失）、高吸水树脂（良好保水性能，为眼罩提供水蒸气）等。
（2）铁粉、四氧化三铁均能被磁铁吸引。
任务一 验证蒸汽眼罩发热体内含有铁粉和氯化钠
Ⅰ.甲同学用磁铁吸引了部分发热体内固体粉末，放入试管中，滴加硫酸铜溶液，观察到有红色固体析出，证明发热体内含有铁粉。该反应的化学方程式为① Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 。
Ⅱ.乙同学另取少量发热体内固体粉末于烧杯中，加入足量水，用玻璃棒搅拌，玻璃棒的作用是② 加快固体物质的溶解 。静置后，取上层清液于试管中，加入③ 硝酸银 溶液，产生白色沉淀，证明发热体内含有氯化钠。写出该反应的化学方程式④ AgNO3+NaCl＝AgCl↓+NaNO3 。
任务二 探究蒸汽眼罩的发热原理
根据“使用方法——打开蒸汽眼罩包装，接触空气即开始发热”，小组同学进行了以下实验：取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中，通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如图。据图回答：发热体内的物质和空气中的⑤ 氧气 发生了反应，理由是⑥ 氧气的含量降低，二氧化碳的含量不变 。
实验后，同学们观察到部分黑色固体变为红棕色，分析蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈。有同学提出疑问，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，但是蒸汽眼罩打开后会迅速升温，这是为什么呢？他们又设计了以下实验方案进行验证。
实验2中应取用氯化钠的质量是⑦ 2 g。实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与⑧ 水、氯化钠、活性炭、氧气 共同作用的结果。
【拓展延伸】工厂在蒸汽眼罩密封装袋时，应确保⑨ 干燥 。
【答案】任务一：Ⅰ.Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
Ⅱ.加快固体物质的溶解；硝酸银；AgNO3+NaCl＝AgCl↓+NaNO3；
任务二：氧气；氧气的含量降低，二氧化碳的含量不变；2；水、氯化钠、活性炭、氧气；
【拓展延伸】干燥。
【解析】任务一：Ⅰ.铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
Ⅱ.乙同学另取少量发热体内固体粉末于烧杯中，加入足量水，用玻璃棒搅拌，玻璃棒的作用是：加快固体物质的溶解，静置后，取上层清液于试管中，加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，证明发热体内含有氯化钠，硝酸银和氯化钠反应生成氯化银和硝酸钠，反应的化学方程式为：AgNO3+NaCl＝AgCl↓+NaNO3；
任务二：发热体内的物质和空气中的氧气发生了反应，是因为氧气的含量降低，二氧化碳的含量不变；
对比实验2和实验4可知，实验2中应取用氯化钠的质量是2g；实验1中加入4g铁粉、2mL水，实验2中加入4g铁粉、2mL水、2g氯化钠，实验3中加入4g铁粉、2mL水、2g活性炭，氧气含量和温度均无明显变化，实验4中加入4g铁粉、2mL水，2g氯化钠2g活性炭，氧气含量降低，温度升高，说明实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与水、氯化钠、活性炭、氧气共同作用的结果；
【拓展延伸】工厂在蒸汽眼罩密封装袋时，应确保干燥。
故答案为：任务一：Ⅰ.Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
Ⅱ.加快固体物质的溶解；硝酸银；AgNO3+NaCl＝AgCl↓+NaNO3；
任务二：氧气；氧气的含量降低，二氧化碳的含量不变；2；水、氯化钠、活性炭、氧气；
【拓展延伸】干燥。
2．（2023•荆州）小明从超市买来一袋干果，发现袋里有一小纸包，上面标明“铁系食品脱氧剂，主要成分：铁粉、活性炭、氯化钠”。化学小组的同学们对这包脱氧剂产生了探究兴趣。
【查阅资料】
①这种铁系食品脱氧剂的脱氧原理是：铁粉与空气中的氧气、水蒸气反应生成铁锈。
②活性炭和氯化钠是辅助材料，能提升脱氧效果。
③FeCl3溶液和KSCN溶液反应可以得到血红色溶液，常用于Fe3+的检验。
【提出问题】此包食品脱氧剂中铁粉是否变质？
假设一：铁粉没有变质 假设二：铁粉部分变质 假设三：铁粉全部变质
【实验探究1】
【实验结论】假设二正确。
【实验探究2】小明为证明此包食品脱剂中还有氯化钠，再取少量液A于试管2中，向其中滴加硝酸银溶液，生成白色沉淀，继续滴加稀硝酸，沉淀不消失。由此证明，食品脱氧剂中含有氯化钠，请写出生成白色沉淀的化学方程式： NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3 。
【反思评价】小亮认为小明的检验方案并不能证明氯化钠的存在，你认为其原因是 实验（1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀 。
【答案】【实验探究1】（1）Fe；
（2）KSCN；溶液呈血红色；
【实验探究2】NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3；
【反思评价】实验（1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀。
【解析】【实验探究1】（1）铁系食品脱氧剂中的铁能够与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，说明脱氧剂中含有Fe；
（2）由实验结论可知，脱氧剂中含有C、Fe2O3，氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，由题文可知，FeCl3溶液和KSCN溶液反应可以得到血红色溶液，所以取少量滤液A于试管1中，向其中滴加KSCN溶液，检验溶液中水分含有氢化铁，实验后观察到溶液呈血红色，说明滤液A中含有氯化铁，证明脱氧剂中含有Fe2O3；
【实验探究2】由题文可知，生成白色沉淀的反应是氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，故反应的化学方程式为：NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3；
【反思评价】实验（1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀，所以小明的检验方案并不能通过产生白色沉淀来证明氯化钠的存在。
故答案为：【实验探究1】（1）Fe；
（2）KSCN；溶液呈血红色；
【实验探究2】NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3；
【反思评价】实验（1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀。
类型2 反应后气体成分的探究
3．（2023•雅安）化学兴趣小组课外实验时，取出镁条，发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁条放入试管中，倒入一定浓度的盐酸，观察到有气泡产生，试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。
【提出问题】产生的气体是什么？
【查阅资料】①灰黑色“外衣”中含有MgCO3
②无水CuSO4遇水由白色变为蓝色
【猜想假设】猜想一：H2、CO2
猜想二：H2、CO2和水蒸气
猜想三：H2、CO2、水蒸气和HCl气体
（1）猜想三中有HCl气体的理由是 盐酸易挥发 。
【设计实验】为检测产生的气体成分，同学们设计如图所示装置进行实验（部分固定装置略去）
（2）B装置中出现白色沉淀，证明产生的气体中含有 HCl ，写出有关的化学方程式 HCl+AgNO3＝HNO3+AgCl 。
（3）C装置的作用是 检验并除尽CO2 。
（4）甲同学观察到E装置中无水CuSO4由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气体中一定含有H2。乙同学对此提出质疑，理由是 气体通过C装置可能带出水蒸气，干扰对氢气的检验 。
（5）若颠倒B装置和C装置的安装顺序， 不能 （填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是 混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收，因此无法判断混合气体中是否含有HCl 。
【反思与评价】
（6）从安全角度考虑，你认为实验时应注意 实验开始前，先通一段时间氮气，再将产生的气体通入该装置 。
【答案】（1）盐酸易挥发；
（2）HCl；HCl+AgNO3＝HNO3+AgCl；
（3）检验并除尽CO2；
（4）气体通过C装置可能带出水蒸气，干扰对氢气的检验；
（5）不能；混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收，因此无法判断混合气体中是否含有HCl；
（6）实验开始前，先通一段时间氮气，再将产生的气体通入该装置，防止发生爆炸。
【解析】（1）盐酸具有挥发性，因此猜想三中有HCl气体；故答案为：盐酸易挥发；
（2）B装置AgNO3可用于检验混合气体中的HCl，出现白色沉淀，说明硝酸银与盐酸反应生成氯化银沉淀，其化学方程式表示为HCl+AgNO3＝HNO3+AgCl；故答案为：HCl；HCl+AgNO3＝HNO3+AgCl；
（3）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故可用C装置检验并除尽CO2；故答案为：检验并除尽CO2；
（4）气体通入C装置，可能带出部分水蒸气到D、E装置，因此观察到E装置中无水CuSO4由白色变为蓝色，并不能判断是D装置中发生氢气还原氧化铜的的反应；故答案为：气体通过C装置可能带出水蒸气，干扰对氢气的检验；
（5）B、C装置颠倒，混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收，因此无法判断混合气体中是否含有HCl；故答案为：不能；混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收，因此无法判断混合气体中是否含有HCl；
（6）该气体中含有可燃性气体氢气，故实验开始前，先通一段时间氮气，再将产生的气体通入该装置，防止发生爆炸；故答案为：实验开始前，先通一段时间氮气，再将产生的气体通入该装置，防止发生爆炸。
类型3 反应后溶液成分的探究
4．（2023•武威）某校化学兴趣小组的同学设计实验探究氢氧化钠的化学性质，请你一起参与探究。
【实验过程与分析】
（1）实验一的现象： 溶液变为蓝色 。
（2）实验二的现象： 产生蓝色沉淀 。
【实验反思与拓展】
（3）实验二中发生反应的化学方程式： 2NaOH+CuSO4＝Cu（OH）2↓+Na2SO4 。
（4）某同学认为实验三的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡，再滴入稀盐酸，观察到溶液由 红 色变为无色，由此可知氢氧化钠与稀盐酸确实发生了反应，该反成的化学方程式为 NaOH+HCl＝NaCl+H2O 。
（5）由实验三联想到把二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中也没有明显现象，那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢？（本实验中忽略CO2溶于水）
①甲同学设计了如图所示实验，当观察到 气球膨胀 现象时，说明两者发生了化学反应。
②乙同学重新设计实验：取NaOH溶液于试管中，通入少量CO2，然后向所得溶液中加入 足量稀盐酸（或CaCl2溶液或BaCl2溶液等） 溶液，当观察到 有气泡产生（或有白色沉淀） 现象时，也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
【答案】（1）溶液变为蓝色；
（2）产生蓝色沉淀；
（3）2NaOH+CuSO4＝Cu（OH）2↓+Na2SO4；
（4）红；NaOH+HCl＝NaCl+H2O；
（5）①气球膨胀；
②足量稀盐酸（或CaCl2溶液或 BaCl2溶液等）；有气泡产生（或有白色沉淀）。
【解析】（1）实验一的现象是：溶液变为蓝色；
（2）氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应可生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，氢氧化铜沉淀为蓝色，所以产生蓝色沉淀；
（3）氢氧化钠溶液与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠，化学方程式为2NaOH+CuSO4＝Cu（OH）2↓+Na2SO4；
（4）某同学认为实验三的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡，再滴入稀盐酸，观察到溶液由红色变为无色，氢氧化钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式为：NaOH+HCl＝NaCl+H2O；
（5）①氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠无明显现象，但瓶内二氧化碳气体被吸收，使瓶内压强减小，气球膨胀说明反应发生；
②碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠无明显现象，也可以加入足量稀盐酸（或CaCl2溶液或 BaCl2溶液等），有气泡产生（或有白色沉淀），也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
类型4 反应后固体成分的探究
5．（2023•南充）某化学兴趣小组在实验室模拟“侯氏制碱法”制备纯碱并验证产品。
（1）制备CO2
如图是实验室制取气体的常用发生装置，应选取装置 ② （填序号）制CO2，发生反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 。
（2）合成产品
步骤Ⅰ：将CO2气体通入氨的饱和食盐水中，发生反应：CO2+NH3+NaCl+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；
步骤Ⅱ：将Ⅰ中所得的混合物进行分离，得到滤渣和滤液。该操作中所用到的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外，还必需 漏斗 （填仪器名称）；
步骤Ⅲ：将Ⅱ中得到的滤渣洗涤、干燥，再加热发生反应：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，得到产品。
（3）验证产品
【查阅资料】①碳酸钠受热不分解；②碳酸氢钠不与CaCl2溶液反应。
【进行实验】
【提出质疑】兴趣小组同学认为方案二不正确，理由是 碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳气体 。
【探究释疑】
【反思交流】实验室模拟“侯氏制碱法”制备纯碱时，应注意控制反应以提高产品纯度。
【答案】（1）②；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）漏斗；
（3）CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl；
【提出质疑】碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳气体；
【探究释疑】取少量产品于试管中，塞上带导管的橡胶塞，并把导管伸澄清石灰水中，加热试管；NaHCO3。
【解析】（1）实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，同时生成氯化钙、水，属于固液常温型，所以应该选择装置②来制取二氧化碳气体，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）将Ⅰ中所得的混合物进行分离，得到滤渣和滤液，该操作是过滤，所用到的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外，还必需漏斗。
（3）【进行实验】碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl。
【提出质疑】兴趣小组同学认为方案二不正确，是因为碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳气体，不能说明产品中一定有Na2CO3。
【探究释疑】碳酸钠受热不分解，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，可取少量产品于试管中，塞上带导管的橡胶塞，并把导管伸入澄清石灰水中，加热试管，澄清石灰水变浑浊，说明产品中还含有NaHCO3。
故答案为：
（1）②；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）漏斗；
（3）CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl；
【提出质疑】碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳气体；
【探究释疑】取少量产品于试管中，塞上带导管的橡胶塞，并把导管伸入澄清石灰水中，加热试管；NaHCO3。
类型5 氢氧化钠变质的探究
6．（2023•大连）实验室有一瓶开封且久置的氢氧化钠固体，化学小组设计如下方案对其变质情况进行探究。
【实验一】从定性角度，确定氢氧化钠是部分变质还是全部变质。
实验步骤：
Ⅰ.取一定质量的干燥样品于烧杯中，加入足量的水充分溶解，将溶液转移至锥形瓶中；
Ⅱ.向溶液中加入试剂X，连接装置，如图所示；
Ⅲ.……
（1）试剂X的名称是 酚酞溶液 ；步骤Ⅲ的操作及现象是 打开分液漏斗活塞，将足量氯化钙溶液全部注入锥形瓶充分反应，有白色沉淀生成，溶液仍为红色 。
【实验二】从定量角度，确定氢氧化钠的变质程度（已变质的氢氧化钠占变质前氢氧化钠的质量分数）。
（2）化学小组在实验一的基础上，仍利用该装置及相关试剂继续实验，通过测定反应生成气体的质量来确定氢氧化钠的变质程度。在称量气体生成前装置及试剂总质量时，有同学认为，在实验一步骤Ⅲ前、后称量均可，理由是 实验一的步骤Ⅲ中只发生的反应是CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，既无气体参加反应，又无气体生成，根据质量守恒定律，反应前后总质量保持不变 。本实验中所加试剂过量，但所测定的氢氧化钠变质程度偏小，原因是 二氧化碳的密度比空气的密度大，部分残留在瓶中 ，此时锥形瓶内溶液中溶质的成分是 氯化钙、氯化钠、氯化氢、酚酞 。
（3）结合本次探究活动，除了上述测定氢氧化钠变质程度的方法，还可以通过测定其他量达成目的，写出具体操作并简述推断过程 实验一的步骤Ⅲ后过滤、洗涤滤渣并干燥、称量，可得反应生成碳酸钙的质量，根据相关反应的化学方程式，利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度 。
【答案】（1）酚酞溶液；打开分液漏斗活塞，将足量氯化钙溶液全部注入锥形瓶充分反应，有白色沉淀生成，溶液仍为红色；
（2）实验一的步骤Ⅲ中只发生的反应是CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，既无气体参加反应，又无气体生成，根据质量守恒定律，反应前后总质量保持不变；二氧化碳的密度比空气的密度大，部分残留在瓶中；氯化钙、氯化钠、氯化氢、酚酞；
（3）实验一的步骤Ⅲ后过滤、洗涤滤渣并干燥、称量，可得反应生成碳酸钙的质量，根据相关反应的化学方程式，利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度。
【解析】（1）氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质，氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都显碱性，都能使酚酞溶液变红，则试剂X的名称是酚酞溶液，氯化钙溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，则可用足量的氯化钙溶液检验并除去碳酸钠，若溶液仍为红色，说明有氢氧化钠，则步骤Ⅲ的操作及现象是打开分液漏斗活塞，将足量氯化钙溶液全部注入锥形瓶充分反应，有白色沉淀生成，溶液仍为红色；
（2）实验一的步骤Ⅲ中只发生的反应是CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，既无气体参加反应，又无气体生成，据质量守恒定律，反应前后总质量保持不变，则在称量气体生成前装置及试剂总质量时，在实验一步骤Ⅱ前、后称量均可，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，氢氧化钠变质程度偏小，说明碳酸钠的质量偏小，则二氧化碳的质量偏小，原因是二氧化碳的密度比空气的密度大，部分残留在瓶中，本实验中所加氯化钙溶液和稀盐酸过量，则此时锥形瓶内溶液中溶质的成分是 氯化钙、氯化钠、氯化氢、酚酞；
（3）本次探究活动，除了上通过测定反应生成气体的质量来确定氢氧化钠的变质程度，还可以利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度，故具体操作和推断过程是实验一的步骤Ⅲ后过滤、洗涤滤渣并干燥、称量，可得反应生成碳酸钙的质量，根据相关反应的化学方程式，利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度。
故答案为：（1）酚酞溶液；打开分液漏斗活塞，将足量氯化钙溶液全部注入锥形瓶充分反应，有白色沉淀生成，溶液仍为红色；
（2）实验一的步骤Ⅲ中只发生的反应是CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，既无气体参加反应，又无气体生成，根据质量守恒定律，反应前后总质量保持不变；二氧化碳的密度比空气的密度大，部分残留在瓶中；氯化钙、氯化钠、氯化氢、酚酞；
（3）实验一的步骤Ⅲ后过滤、洗涤滤渣并干燥、称量，可得反应生成碳酸钙的质量，根据相关反应的化学方程式，利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度。
类型6 氢氧化钙变质的探究
7．（2023•娄底）某校同学研学时到冷水江波月洞参观，在参观溶洞时，看到溶洞中形态各异的石笋和钟乳石，为大自然的神奇而感到赞叹，有学生提出石笋和钟乳石是怎么形成的呢？它的成分又是什么呢？为此，同学们捡了一些洞中石笋旁的白色固体进行实验探究。
【查阅资料】
Ⅰ.石笋和钟乳石的形成过程
石灰石遇到溶有二氧化碳的水会生成易溶于水的碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]，请写出该反应的化学方程式： CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2 。溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，就会分解生成碳酸钙，沉积在洞底的形成石笋，沉积在洞顶的形成钟乳石。
Ⅱ.碳酸氢钙与酸发生的反应类似于小苏打与酸的反应。
探究活动：探究白色固体的成分
【作出猜想】猜想1：只含 CaCO3 ；猜想2：只含 Ca（HCO3）2；猜想3：含 Ca（HCO3）2、CaCO3
【设计并进行实验】
【交流讨论】硬水中含有较多的可溶性钙镁化合物，使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，生活中通过 煮沸 可降低硬水的硬度。
【拓展提升】在澄清石灰水中逐渐通入过量的二氧化碳气体，澄清石灰水先变浑浊，后变澄清，现象特别明显。氢氧化钠与二氧化碳的反应原理与氢氧化钙与二氧化碳的反应相似，但无明显现象。某实验兴趣小组设计了如下实验，实验装置如图，圆底烧瓶中充满二氧化碳，挤压胶头滴管（胶头滴管中盛有浓的氢氧化钠溶液），一段时间后，打开止水夹，圆底烧瓶中就会形成漂亮的红色喷泉。请用文字描述为什么会形成喷泉？ CO2与挤入的NaOH溶液反应，使圆底烧瓶内气体压强减小产生压强差，使烧杯里的NaOH溶液通过导管被压回底烧瓶内．与剩下的二氧化碳继续反应，进一步产生压强差形成喷泉 。
【答案】Ⅰ.CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2；
Ⅱ.【作出猜想】CaCO3；
【设计并进行实验】出现白色不溶物；1；
【交流讨论】煮沸；
【拓展提升】CO2与挤入的NaOH溶液反应，使圆底烧瓶内气体压强减小产生压强差，使烧杯里的NaOH溶液通过导管被压回底烧瓶内．与剩下的二氧化碳继续反应，进一步产生压强差形成喷泉。
【解析】Ⅰ.石灰石遇到溶有二氧化碳的水会生成易溶于水的碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]，该反应的化学方程式为：CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2；
Ⅱ.【作出猜想】猜想1：只含CaCO3；猜想2：只含 Ca（HCO3）2；猜想3：含 Ca（HCO3）2、CaCO3；
【设计并进行实验】要证明猜想2不正确，也就是含有碳酸钙，CaCO3不溶于水，所以取少量白色固体研碎后，置于烧杯中，加入足量水充分搅拌，出现白色不溶物；
碳酸氢钙能与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，取①中少量上层清液于试管中，滴入稀盐酸，无明显现象，说明不含Ca（HCO3）2；猜想1正确；
【交流讨论】生活中通过煮沸可以降低水的硬度；
【拓展提升】CO2与挤入的NaOH溶液反应，使圆底烧瓶内气体压强减小产生压强差，使烧杯里的NaOH溶液通过导管被压回底烧瓶内，与剩下的二氧化碳继续反应，进一步产生压强差形成喷泉。
故答案为：Ⅰ.CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2；
Ⅱ.【作出猜想】CaCO3；
【设计并进行实验】出现白色不溶物；1；
【交流讨论】煮沸；
【拓展提升】CO2与挤入的NaOH溶液反应，使圆底烧瓶内气体压强减小产生压强差，使烧杯里的NaOH溶液通过导管被压回底烧瓶内．与剩下的二氧化碳继续反应，进一步产生压强差形成喷泉。
类型7 影响因素类的探究
8．（2022•常州）钱老师设计了如图1所示的数字化实验指导同学们对钢铁锈蚀进行探究。用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉成分，用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。
可供选择的药品见表：
（1）铁在空气中锈蚀生成铁锈。铁锈的主要成分是 Fe2O3 （填化学式）。
（2）在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。
①600s内A瓶中O2含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和O2、 H2O 发生了化学反应。
②将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中O2含量也略有减少，主要原因是 试剂瓶中的O2逐渐溶于冷却的沸水 。
（3）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是 二和三 （填序号）。
（4）在两只试剂瓶中均加入第二组药品，分别改用温度和湿度传感器测得结果如图2所示。瓶内湿度随时间增大（即水蒸气含量增大），根本原因是 铁的锈蚀反应有热量放出，瓶内温度上升 。
（5）请提出一种防止钢铁生锈的方法： 在钢铁表面覆盖保护层（合理即可） 。
【答案】（1）Fe2O3；
（2）①H2O；
②试剂瓶中的O2逐渐溶于冷却的沸水；
（3）二和三；
（4）铁的锈蚀反应有热量放出，瓶内温度上升；
（5）在钢铁表面覆盖保护层（合理即可）。
【解析】（1）铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为：Fe2O3，故答案为：Fe2O3；
（2）①A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品，其他药品相同，变量是水，A中无水，B中有水，600s内A瓶中O2含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和O2、水发生了化学反应，故答案为：H2O。
②氧气不易溶于水，但也有少量氧气溶解在水中。将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中O2含量也略有减少，主要原因是试剂瓶中的O2逐渐溶于冷却的沸水，故答案为：试剂瓶中的O2逐渐溶于冷却的沸水；
（3）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，即其他量相同，唯一的变量是食盐，应选择的药品组别是二和三，故答案为：二和三；
（4）瓶内温度和湿度均随时间增大，瓶内湿度随时间增大的根本原因是温度的升高，即铁的锈蚀反应有热量放出，瓶内温度上升，故答案为：铁的锈蚀反应有热量放出，瓶内温度上升；
（5）钢铁在潮湿的空气中易生锈，在钢铁表面覆盖保护层等方法均可防止钢铁生锈，故答案为：在钢铁表面覆盖保护层（合理即可）。
类型8 有关实验异常现象的探究
9．（2023•南京）请你参加某兴趣小组进行科学探究的过程。
【实验探究1】同学们利用如图所示装置，模拟不同碱溶液“捕捉”二氧化碳的过程。
（1）甲同学用稀盐酸和大理石反应，将产生的气体通入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中。写出氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O 。
（2）乙同学用浓盐酸与大理石反应，将产生的气体通入盛有澄清石灰水的烧杯中，没有观察到明显现象。
【提出问题】乙同学实验的烧杯中没有观察到明显的浑浊现象的原因是什么？
【查阅资料】碳酸钙遇溶有二氧化碳的水时，化合生成溶解性较大的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水遇热时，溶解在水里的碳酸氢钙会分解，重新生成碳酸钙。
【进行猜想】猜想一：氢氧化钙转变成氯化钙
猜想二：氢氧化钙转变成碳酸氢钙
猜想三：氢氧化钙变成了氯化钙和碳酸氢钙
【实验探究2】
【实验探究3】丙同学在老师的指导下，利用氯离子传感器对猜想一进行了探究。
两个烧杯中各加入75mL蒸馏水，分别将两个氯离子传感器探头浸没于蒸馏水中，同时搅拌并采集数据，用等量的浓盐酸和稀盐酸与等量的大理石（颗粒大小相同）反应，将产生的气体同时分别通入两个烧杯的蒸馏水中。采集数据如图所示。
a曲线——浓盐酸与大理石反应产生的气体通入蒸馏水前后采集到的数据
b曲线——稀盐酸与大理石反应产生的气体通入蒸馏水前后采集到的数据
【实验分析】（1）由图可知，一段时间后，两个烧杯中的液体里都检测到了氯离子，请从微观角度解释液体里产生氯离子的原因 盐酸挥发出的氯化氢分子进入到装有蒸馏水的烧杯中，解离出氯离子 。
（2）该实验条件下，400s时a曲线对应烧杯中的液体pH ＜ 7（填“＞”“＜”或“＝”）。
【得出结论】根据上述实验分析，猜想一成立，写出乙同学实验的烧杯中生成氯化钙的化学方程式 Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O 。
【交流反思】结合【实验探究3】的数据，说明实验室制取二氧化碳一般用稀盐酸而不用浓盐酸的理由 浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体，在产生的二氧化碳中会含有氯化氢气体 。
【答案】【实验探究1】2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
【实验探究2】无明显现象；
【实验分析】（1）盐酸挥发出的氯化氢分子进入到装有蒸馏水的烧杯中，解离出氯离子；
（2）＜；
【得出结论】Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O；
【交流反思】浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体，在产生的二氧化碳中会含有氯化氢气体。
【解析】【实验探究1】氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
【实验探究2】由实验结论猜想二、三均不成立，说明不含有碳酸氢钙，则取少量乙同学实验后烧杯中的液体于试管中，加热，观察到无明显现象；
【实验分析】（1）浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢分子进入到装有蒸馏水的烧杯中，解离出氯离子，同样稀盐酸也会少量挥发出的氯化氢分子；
（2）400s时a曲线对应烧杯中的液体吸收了挥发出的氯化氢，溶液中含有氢离子，呈酸性，pH＜7；
【得出结论】乙同学实验的烧杯中为氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，反应方程式为：Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O；
【交流反思】浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体，在产生的二氧化碳中会含有氯化氢气体，故实验室制取二氧化碳一般用稀盐酸而不用浓盐酸。
故答案为：
【实验探究1】2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
【实验探究2】无明显现象；
【实验分析】（1）盐酸挥发出的氯化氢分子进入到装有蒸馏水的烧杯中，解离出氯离子；
（2）＜；
【得出结论】Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O；
【交流反思】浓盐酸具有挥发性容易挥发出氯化氢气体，在产生的二氧化碳中会含有氯化氢气体。
10．（2022•东营）2021年12月9日，由航天员王亚平主讲的“天宫课堂”压轴实验圆满成功。实验中往漂浮在空中蓝色水球中放入半片泡腾片【主要成分是柠檬酸（H3C6H5O7）和碳酸氢钠】，泡腾片与水作用，不断产生小气泡，水球逐渐变大。产生的气泡是什么呢？为什么泡腾片遇到水才产生气泡？
【猜想与假设】
小亮同学结合已有知识，判断产生的气泡是CO2，他的判断依据是 柠檬酸溶于水，与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳 。
【设计并进行实验】
小亮同学在实验室利用以下装置，模拟用维生素C泡腾片和水制取并验证该气体的性质。
（1）仪器a的名称 锥形瓶 ；仪器b的名称 集气瓶 。
（2）实验室要用以上装置制取并收集该气体。需要选择的发生装置和收集装置是 BE （填序号），选择此发生装置的依据是 反应物为固液混合物，不需要加热 。
（3）小亮同学将该气体通入到盛有澄清石灰水的试管中，观察到的现象是 澄清石灰水变浑浊 ，请写出此反应的化学方程式 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O ，证明该气体是二氧化碳。
【反思交流】
小丽同学提出，泡腾片遇到其他液体也能产生气泡吗？她设计并进行了以下4个实验，将4片同样的泡腾片同时放入四个盛有50mL不同液体的烧杯中：
设置实验1的目的是 作为对比实验 ，通过以上实验你还得出的结论是 泡腾片不溶于有机溶剂 。
【实验启示】
维生素C泡腾片最好 密封干燥 保存。
【答案】【猜想与假设】柠檬酸溶于水，与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳。
【设计并进行实验】（1）锥形瓶；集气瓶。
（2）BE；反应物为固液混合物，不需要加热。
（3）澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
【反思交流】无明显现象；产生大量气泡；作为对比实验；泡腾片不溶于有机溶剂。
【实验启示】密封干燥。
【解析】【猜想与假设】柠檬酸属于酸，可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳；
故答案为：柠檬酸溶于水，与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳。
【设计并进行实验】（1）a为锥形瓶，b为收集气体的集气瓶；
故答案为：锥形瓶；集气瓶。
（2）反应物为固液混合，不需要加热，故选B为发生装置，二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，故选E为收集装置；
故答案为：BE；反应物为固液混合物，不需要加热。
（3）二氧化碳通入澄清石灰水，可使澄清石灰水变浑浊；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，书写化学方程式注意配平及沉淀符号，所以化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
故答案为：澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
【反思交流】植物油没有水，因此没有明显现象；白醋含有水，因此会看到大量气泡产生；实验1只含有水，与其他实验形成对比，说明有水存在才会产生气泡；植物油和酒精属于有机溶剂，说明泡腾片不溶于有机溶剂；
故答案为：无明显现象；产生大量气泡；作为对比实验；泡腾片不溶于有机溶剂。
【实验启示】泡腾片遇到水就会反应，因此需要保持干燥环境保存；
故答案为：密封干燥。
题型特点
1、命题的形式较简单，考了这么多年题型也较成熟。主要以填空题和实验报告的形式出现；2、知识面广，从所考查的知识点来看覆盖面广，可以考查初中化学所有的知识；3、题形新颖，因为命题的素材广泛，可以来自于生活、生产、社会实际、科技前沿、环保等领域；4、灵活多变，可以多方位多角度多层面的考查，体现灵活多变。化学是一门以实验为基础的学科，化学实验是科学探究的主要形式，因此化学实验探题是中考中不可或缺的题型，分值大、占比高、灵活性强、难度大，是学生丢分较严重的题型，也是不同层次的学生拉开差距的题型。做好实验探究题的复习是提高总分的关键。那就要了解此类题型的特点、解题方法及强化训练。
技巧点拨
1、熟知初中化学实验规则，平时的复习中注得实验操作要点，常见气体的制方法。
2、审题：通读全题，心中对题目所要解决的问题要有数，再有针对性的解决。这样可以做到心里有数，明确题意，避免答题的盲目性。
3、注重课本中的典型实验，考试命题规则是基于教材但又高于教材，千变万化不离其宗。
4、细心分析，明确实验设计的意图，揣摩出题人的意图。
5、答题时注意细节，避免在小处出错，得不偿失。
（1）涉及到化学方程式书写要考虑到气体符号、沉淀符号、反应条件、是否配平、化学式书写是否正确。（2）注意化学用语的准确性，如检验CO2应该用澄清的石灰水，不能说石灰水。
（3）语言叙述时要作到简练明了，注意答题的完整性。
实验探究题对初中生来说是较难的，把握好命题的特点和解题的方法，还要进行适当的强化训练，探索解题的思路，做到知己知彼方能百战百胜。

1．（2024•阳新县校级模拟）金属和金属材料在生产、生活中有着广泛的应用。
（1）图1所标示的自行车材料中，属于合成材料的是 c 。
a.钢质车架
b.纯棉座套
c.塑料车筐
d.铝合金车圈
（2）铝较活泼，但铝制品比铁制品更耐腐蚀的原因是 常温下，铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化 ；铁制品容易生锈的原因是铁与空气中的 氧气和水 共同作用的结果。
（3）为了比较铁、铜、铝三种金属的活动性强弱，同学们作了图2所示实验。
①经分析，无需进行实验 丙 （填“甲”“乙”或“丙”），便可得出三种金属的活动性顺序；
②写出乙中发生反应的实验现象 铁的表面有红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色 。
（4）图3是实验室利用赤铁矿模拟炼铁的装置示意图。
①写出B装置中发生反应的化学方程式 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 。
②从环保角度考虑，写出一种尾气处理的方法 在装置末端放置一个燃着的酒精灯或用气球收集 。
【答案】（1）c；
（2）常温下，铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化；氧气和水；
（3）①丙；
②铁的表面有红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色；
（4）①CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
②在装置末端放置一个燃着的酒精灯或用气球收集。
【解析】（1）a、钢制车架是用钢制成的，钢是铁的合金，属于金属材料，故选项错误；
b、纯棉座套是用棉制成的，属于天然材料，故选项错误；
c、塑料车筐是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料之一，故选项正确；
d、铝合金车圈是用铝合金制成的，铝合金属于金属材料，故选项错误；
故答案为：c。
（2）铝较活泼，但铝制品比铁制品更耐腐蚀，是因为常温下，铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化；铁制品容易生锈的原因是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果；故答案为：常温下，铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化；氧气和水。
（3）①甲中铝能与硫酸亚铁反应，说明铝比铁活泼，乙中铁能与硫酸铜反应，说明铁比铜活泼，丙中铜不能与硫酸铝反应，说明铝比铜活泼，经分析，无需进行实验丙，便可得出三种金属的活动性顺序；
②乙中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，实验现象为铁的表面有红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色。
（4）①赤铁矿的主要成分是氧化铁，A装置中一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，B装置中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，发生反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
②一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，一氧化碳具有可燃性，从环保角度考虑，可在装置末端放置一个燃着的酒精灯或用气球收集。
故答案为：（1）c；
（2）常温下，铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化；氧气和水；
（3）①丙；
②铁的表面有红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色；
（4）①CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
②在装置末端放置一个燃着的酒精灯或用气球收集。
2．（2024•晋安区校级模拟）化学兴趣小组在完成“测定空气里氧气含量”（如图1）的实验后，欲对该实验可选用的药品进行继续探究，他们进行了如下实验：
[回顾旧知]
（1）红磷燃烧的化学方程式为 4P+5O22P2O5 。
（2）该实验的原理：红磷燃烧消耗了空气中的氧气，瓶内的气压 减小 （填“增大”或“减小”），烧杯中的水倒吸进入瓶内，进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积。
（3） 不能 （填“能”或“不能”）用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，因为 木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳气体，装置内压强没有明显变化 。
（4）如果实验结果偏小，可能的原因有 装置漏气 （任写一点）。
[问题提出]有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧因此通过上述实验，测量结果与理论值误差较大。
[实验改进]
Ⅰ．根据铁在空气中生锈的原理设计如图2所示实验装置，再次测定空气中氧气的含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ．测得实验数据如下表：
（5）铁在空气中发生缓慢氧化过程比较复杂，首先是铁与氧气、水发生化合反应生成氢氧化亚铁，写出该反应的化学方程式 2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）2 。
（6）请计算出空气中氧气的体积分数 20% 。
（7）与燃烧红磷法相比，该装置测定空气中氧气含量的优点是 使集气瓶中的氧气消耗更彻底，实验结果更准确 。
【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氯化钠（NaCl）进行实验，可减小实验误差准确测量氧气的体积分数。
【答案】（1）4P+5O22P2O5。
（2）减小。
（3）不能；木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳气体，装置内压强没有明显变化。
（4）装置漏气。
（5）2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）2。
（6）20%。
（7）使集气瓶中的氧气消耗更彻底，实验结果更准确。
【解析】（1）红磷燃烧的化学方程式为4P+5O22P2O5。
故答案为：4P+5O22P2O5。
（2）该实验的原理：红磷燃烧消耗了空气中的氧气，瓶内的气压减小，烧杯中的水倒吸进入瓶内，进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积。
故答案为：减小。
（3）不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，因为木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳气体，装置内压强没有明显变化。
故答案为：不能；木炭燃烧消耗氧气，生成二氧化碳气体，装置内压强没有明显变化。
（4）如果实验结果偏小，可能的原因有装置漏气等。
故答案为：装置漏气。
（5）铁在空气中发生缓慢氧化过程比较复杂，首先是铁与氧气、水发生化合反应生成氢氧化亚铁，该反应的化学方程式是2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）2。
故答案为：2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）2。
（6）烧杯内蒸馏水减少的体积就是空气中氧气的体积，则氧气的体积为分数为90.0mL﹣64.0mL＝26mL，则空气中氧气的体积分数为×100%＝20%。
故答案为：20%。
（7）与燃烧红磷法相比，该装置测定空气中氧气含量的优点是使集气瓶中的氧气消耗更彻底，实验结果更准确。
故答案为：使集气瓶中的氧气消耗更彻底，实验结果更准确。
3．（2024•滕州市一模）不锈钢中含有的金属铬（Cr）显著提高了钢的耐腐蚀性，某兴趣小组为了认识铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动：
资料：通常情况下，铬是银白色有光泽的金属，在空气中，其表面能形成致密的保护膜。
【提出猜想】
三种金属在金属活动性顺序中（从左向右，由强到弱）的相对位置关系；
猜想一：Cr、Al、Cu；
猜想二：Al、Cr、Cu；
猜想三： Al、Cu、Cr 。
【实验验证】
（1）甲同学的实验：把形状、大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮，分别放入盛有适量完全相同的稀硫酸的三支试管中，记录如下：
（2）乙同学的实验：他只选用三种药品就得出了同样的结论，他选用的药品可能是 AC 。（错选或漏选均不得分）
A.铝 铜 硫酸亚铬溶液（CrSO4）
B.铝 铬 硫酸铜溶液
C.硫酸铝溶液 硫酸铜溶液 铬
D.硫酸铝溶液 硫酸亚铬溶液 铜
【归纳总结】
探究金属在金属活动性顺序中的相对位置关系的方法有：
Ⅰ.利用 金属与酸（稀盐酸或稀硫酸） 反应探究。
Ⅱ.利用 金属与金属的盐溶液 反应探究。
【答案】【提出猜想】Al、Cu、Cr；
【实验验证】（1）2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑；二；
（2）AC；
【归纳总结】Ⅰ、金属与酸（稀盐酸或稀硫酸）；
Ⅱ、金属与金属的盐溶液。
【解析】【提出猜想】
铝的金属活动性比铜强，而铬的金属活动可能比铝强，可能介于铝和铜之间，也可能比铜弱，所以猜想三是：Al、Cu、Cr。
【实验验证】
（1）铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，反应的化学方程式为：2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑；由实验现象可知，铬能和稀硫酸反应而铜不能，说明铬的金属活动性比铜强，铬与稀硫酸反应产生气泡的速率比铝慢，说明铬的金属活动性比铝弱，则三种金属的活动性强弱顺序为：Al、Cr、Cu，所以猜想二成立。
（2）A、铝能和硫酸亚铬溶液（CrSO4）反应置换出铬，铜不能和硫酸亚铬溶液（CrSO4）反应，说明三种金属的活动性顺序为：Al＞Cr＞Cu，故选项符合题意；
B、铝、铬都能和硫酸铜溶液反应置换出铜，说明铝、铬的金属活动性强于铜，但是无法比较铝、铬的金属活动性，故选项不符合题意；
C、铬不能和硫酸铝溶液反应，铬能和硫酸铜溶液反应置换出铜，说明三种金属的活动性顺序为：Al＞Cr＞Cu，故选项符合题意；
D、铜不能和硫酸铝溶液、硫酸亚铬溶液反应，说明铜的金属活动性弱于铝、铬，但是无法比较铝、铬的金属活动性，故选项不符合题意；
故选：AC。
【归纳总结】
由以上实验可知，探究金属在金属活动性顺序中的相对位置关系的方法有：
Ⅰ、利用金属与酸（稀盐酸或稀硫酸）反应探究。
Ⅱ、利用金属与金属的盐溶液反应探究。
4．（2024•梁园区校级一模）铁及铁合金在人类生产、生活中占据着非常重要的地位。化学小组对铁制品的生锈和除锈进行了实验探究。
（1）生活中有很多铁制品，如铁锅、铁门、铁菜刀等。
①利用铁锅炒菜主要利用了铁的 导热 性。
②铁制品长期使用容易生锈，下列方法中不能防止铁生锈的是 b 。
a.轴承涂油
b.加厚大铁门
c.菜刀擦干
d.铁栅栏刷漆
③合理利用铁的生锈也能服务于生活。如在月饼盒中加入铁粉包作为双吸剂可防止受潮和变质。则双吸剂主要吸收月饼盒中的 水和氧气 这两种物质。
（2）化学小组用稀硫酸除去铁钉表面的铁锈（主要成分是Fe2O3），发现反应开始时铁锈消失，溶液颜色为黄色，一段时间后溶液逐渐变为浅绿色。
①写出用稀硫酸除铁锈的化学方程式 Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O 。
②溶液颜色为什么由黄色变为浅绿色而不是黄色或黄绿色？同学们查阅资料后，提出如下猜想并进行实验。
资料：硫酸铁溶液显黄色；硫酸亚铁溶液为浅绿色。
猜想一：与空气有关；猜想二：与硫酸有关；猜想三：与铁有关。
实验过程：
结论：铁钉表面的铁锈反应完后，铁继续与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，使溶液由黄色变为浅绿色。反应的化学方程式为 Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4 。
（3）河南安阳钢铁集团是新中国第一批重点建设的钢铁企业，若该钢铁集团日产含纯铁700吨的生铁，至少需要多少吨含Fe2O3质量分数为80%的赤铁矿石？（根据化学方程式计算）
【答案】（1）导热；b；水和氧气；
（2）Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；硫酸；铁粉；Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4；
（3）1250t。
【解析】（1）①利用铁锅炒菜主要利用了铁的导热性。故答案为：导热；
②铁生锈是铁与水、氧气共同作用的结果，轴承涂油、菜刀擦干、铁栅栏刷漆都能隔绝铁和氧气、水，能防止铁生锈，加厚大铁门不能防止铁生锈，故选：b；
③在月饼盒中加入铁粉包作为双吸剂可防止受潮和变质。则双吸剂主要吸收月饼盒中的水和氧气这两种物质。故答案为：水和氧气；
（2）①稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O。故答案为：Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；
②Ⅱ、猜想二不成立，说明溶液为浅绿色与硫酸无关，则取少量硫酸铁溶液于试管中，加入一定量硫酸，振荡后观察溶液为黄色。故答案为：硫酸；
Ⅲ、猜想三成立，说明溶液为浅绿色与铁有关，取少量操作I中的溶液于试管中，加入足量铁粉，铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，溶液由黄色变为浅绿色。故答案为：铁粉；
铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，反应的化学方程式为：Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4。故答案为：Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4；
（3）设至少需要含Fe2O3质量分数为80%的赤铁矿石质量为x
x＝1250t
答：至少需要1250吨含Fe2O3质量分数为80%的赤铁矿石。
5．（2024•青羊区校级一模）具支试管在化学实验中，应用广泛。
Ⅰ.化学小组同学用如图1所示装置测定空气中氧气的含量。图1具支试管内装有细铜粉，反应前注射器中气体体积为30mL。用酒精灯在铜粉部位加热，加热时不断反复缓慢推拉注射器。
（1）小明在实验过程中观察到的实验现象是 试管内的铜粉由红色变为黑色 ；实验完毕具支试管中剩余的气体主要是 氮气 。
（2）在实验的加热过程中，缓慢反复推拉注射器的目的是 铜与氧气充分接触，氧气完全反应 。
Ⅱ.某同学利用如图2所示装置，设计探究燃烧条件的实验。
先用N2排尽装置中的空气，再将加装气球的具支试管放入盛有60℃热水的烧杯内，观察现象；然后将注射器内的H2O2溶液推入右边具支试管，继续观察现象。
（3）气球的作用是 平衡气压，防止橡皮塞弹出 。
（4）右边具支试管内发生反应的化学方程式 。
（5）通过该实验证明燃烧需要氧气的实验现象为 将注射器内的过氧化氢溶液推入右边具支试管前，白磷不能燃烧，将注射器内的过氧化氢溶液推入右边具支试管后，白磷燃烧 。
Ⅲ.兴趣小组同学利用图3装置进行“硫在氧气中燃烧”的实验：
（6）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式： 。
（7）小红用气囊不断地向弯型具支试管中鼓入空气，同时加热至硫粉燃烧，然后停止鼓入空气，再加热高锰酸钾，使硫在纯氧中继续燃烧，此时观察到硫粉处的现象是 明亮的蓝紫色火焰 。硫粉燃烧结束，此时应 继续用气卿不断地向弯型具支试管中鼓入空气 ，再熄灭酒精灯直至恢复至室温才能将导气管从烧杯内移出。
（8）烧杯中氢氧化钠溶液的作用是 吸收二氧化硫，防止污染空气 。
（9）小李同学觉得该实验装置可能导致溶液倒吸，请你提出改进措施 在导管口装上一个倒扣的漏斗，漏斗下边缘与水面平齐 。
【答案】（1）试管内的铜粉由红色变为黑色；氮气。
（2）铜与氧气充分接触，氧气完全反应。
（3）平衡气压，防止橡皮塞弹出。
（4）。
（5）将注射器内的过氧化氢溶液推入右边具支试管前，白磷不能燃烧，将注射器内的过氧化氢溶液推入右边具支试管后，白磷燃烧。
（6）。
（7）明亮的蓝紫色火焰；继续用气卿不断地向弯型具支试管中鼓入空气。
（8）吸收二氧化硫，防止污染空气。
（9）在导管口装上一个倒扣的漏斗，漏斗下边缘与水面平齐。
【解析】（1）铜和氧气反应生成氧化铜，在实验过程中观察到试管内的铜粉由红色变为黑色；空气的主要气体是氧气和氮气，实验完毕，具支试管中剩余的气体主要是氮气（或N2）。
（2）在实验的加热过程中，缓慢反复推拉注射器的目的是使装置中的铜与氧气充分接触，氧气完全反应；
（3）白磷燃烧放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，故气球的作用是：平衡气压，防止橡皮塞弹出；
（4）右边具支试管内发生反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：；
（5）将注射器内的过氧化氢溶液推入右边具支试管前，白磷温度达到了着火点，但是隔绝氧气，不能燃烧，将注射器内的过氧化氢溶液推入右边具支试管后，白磷与氧气接触，温度达到了着火点，燃烧，说明燃烧需要与氧气接触；
（6）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式是；
（7）硫在纯氧中继续燃烧时，能够观察到明亮的蓝紫色火焰；硫粉燃烧结束，此时应继续用气卿不断地向弯型具支试管中鼓入空气，防止因先熄灭酒精灯，试管内气压降低，水槽中的水倒流到试管内，引起试管的炸裂；
（8）氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，氢氧化钠溶液能够吸收生成的二氧化硫，防止污染环境；
（9）小李同学觉得该实验装置可能导致溶液倒吸，改进措施是在导管口装上一个倒扣的漏斗，漏斗下边缘与水面平齐。
6．（2024•中山区校级模拟）水和溶液在生产生活中应用广泛，某化学兴趣小组开展了如下项目式学习。
【活动一】用电解法探究水的组成
小组同学在图中的电解器里加满水，接通直流电源。
（1）一段时间后，若b玻璃管中产生3mL气体，则a玻璃管中产生的气体约为 6 mL。切断电源后，用燃着的木条检验b玻璃管内产生的气体，观察到的现象是 木条燃烧更旺（或更剧烈） ，推测出水中含有 氧 元素。
（2）水在一定条件下可以发生化学反应，微观示意图如图：
①由氢分子的模型图可知：一个氢分子由 2个氧原子 构成。
②在水的分解过程中，发生变化的是 分子 （填“分子”或“原子”）。
【活动二】农业上用10%～20%的NaCl溶液来选种。
水稻种子应选择籽粒饱满的，这样可以增加发芽力、减少病虫感染等。选种时将稻种倒入配好的盐水中，静置一段时间后，用漏勺捞去浮于上层的劣种，沉于底部的稻种及时处理后留用。
已知：20℃时，盐水的密度与溶质质量分数的对照表如表：
（1）某种子站技术人员选稻种时所用盐水的密度为1.10g/cm3，由上表信息可知，该盐水中氯化钠的溶质质量分数是 14% 。
（2）兴趣小组同学欲在实验室配制50g上述氯化钠溶液，步骤如下：
①计算：需氯化钠 7 g，水 43 mL。（水的密度是1.0g/mL）
②称量：需要的主要仪器有托盘天平、药匙、量筒和 胶头滴管 。称氯化钠时，发现托盘天平指针偏右，此时应 向左盘加氯化钠 （填操作方法）直至平衡。
③溶解：溶解过程中，使用玻璃棒搅拌。
④存放：将配制好的溶液装入试剂瓶中，盖好瓶塞并贴上标签。
（3）反思：某同学配制的氯化钠溶液溶质质量分数偏小，原因可能是 BD （填字母序号）。
A.用量筒量取水时俯视读数
B.氯化钠固体中含有杂质
C.配好的溶液装瓶时不小心洒出
D.用来配制溶液的烧杯刚用少量蒸馏水润洗过
【活动三】模拟废水净化方法
化学兴趣小组在实验室里模拟工厂废水处理，对含硫酸的污水设计如下实验：
（1）向盛有废水的烧杯中加入 NaOH[或Ca（OH）2，合理即可] （填1种溶质的化学式）溶液，将其调节至中性。
（2）再向烧杯中加入少量明矾，用玻璃棒搅拌使之溶解，静置。明矾的作用是 吸附悬浮杂质使其沉降 。
（3）将静置后的废水慢慢注入如图所示的废水净化装置中，装置中的X是 活性炭 。
（4）在过滤后的水中加入少量漂白粉，搅拌。
反思：水是宝贵的自然资源，污水净化后可以再利用，如 用于建筑施工（或喷洒路面、洗车、城市水系补充用水、绿化隔离带和园林灌溉用水等） （写1条应用即可）。
【答案】【活动一】（1）6；木条燃烧更旺（或更剧烈）；氧；
（2）①两个氢原子；
②分子；
【活动二】（1）14%；
（2）①7；43；
②胶头滴管；向左盘加氯化钠；
（3）BD；
【活动三】（1）NaOH[或 Ca（OH）2，合理即可]；
（2）吸附悬浮杂质使其沉降；
（3）活性炭；
（4）用于建筑施工（或喷洒路面、洗车、城市水系补充用水、绿化隔离带和园林灌溉用水等）。
【解析】【活动一】（1）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，由图可知，b管中收集的气体较少，则收集的气体为氧气，a管收集的气体为氢气，则若b玻璃管中产生3mL气体，则a玻璃管中产生的气体约为3mL×2＝6mL；氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更旺；电解水生成氧气，根据反应前后元素种类不变，则说明水中含有氧元素。
（2）①由图可知，1个氧分子是由2个氧原子构成。
②化学变化的实质为：分子分成原子，原子重新组合成新分子，则发生变化的为分子。
【活动二】（1）由表中内容可知，当盐水的密度为1.10g/cm3，则该盐水中氯化钠的溶质质量分数是14%。
（2）①配制50g质量分数为14%的氯化钠溶液，所需氯化钠的质量为50g×14%＝7g，所需水的质量为50g﹣7g＝43g，则水的体积为＝43mL。
②称量需要托盘天平和药匙，量取需要量筒和胶头滴管；称量过程中，若托盘天平指针偏右，则说明右边质量偏重，则加入的药品不足，应继续向左盘加氯化钠。
（3）A、用量筒量取水时俯视读数，实际量取的水的体积偏小，则溶质质量分数会偏大，该选项不符合题意；
B、氯化钠固体中含有杂质，会使溶质质量偏小，溶质质量分数会偏小，该选项符合题意；
C、溶液具有均一性，配好的溶液装瓶时不小心洒出，不会影响溶质质量分数，该选项不符合题意；
D、用来配制溶液的烧杯刚用少量蒸馏水润洗过，溶剂质量偏大，则溶质质量分数偏大，该选项符合题意。
【活动三】（1）废水中含有硫酸，则可向其中加入碱性物质，如氢氧化钠、氢氧化钙等。
（2）明矾溶于水形成胶状物，可吸附水中悬浮的杂质使其沉降。
（3）简易净水器中，石子、细沙可除去水中难溶性杂质，则X为活性炭，可吸附水中的色素和异味。
（4）处理后的污水可用于建筑施工、喷洒路面、洗车等。
7．（2024•宜兴市模拟）我国青海湖地区的盐湖湖水中溶解大量的氯化钠和碳酸钠，当地人传承下来的劳动经验是“夏天晒盐，冬天捞碱”。
【资料】
NaCl和Na2CO3两种物质在不同温度时的溶解度
Ⅰ.冬天捞碱
（1）分析表中数据，冬天更适合“捞碱”的原因是：冬季碳酸钠的溶解度较小，利用 降温 结晶原理，就可以析出碳酸钠。
（2）冬天捞的“碱”中含有少量氯化钠，化学兴趣小组Ⅰ为了测定1.2g“碱”样品中碳酸钠的含量，做了以下实验，装置如图1所示。
实验步骤如下：
连接装置并检验装置气密性；准确称量样品的质量1.2g；装药品，调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为10mL；向锥形瓶内加入50mL（足量）的稀硫酸，充分反应；冷却到室温；再次调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为280mL。
①若CO2的密度为1.997g/L，则“碱”样品中碳酸钠的质量分数是多少？（保留一位小数，请写出计算过程）
②若量气管中没有植物油，会导致测得的结果 偏小 （填“偏大”、“偏小”或“没有影响”）。
Ⅱ.夏天晒盐
（3）夏天晒盐，当有大量晶体从湖水中析出后，所得溶液为该温度下的NaCl的 饱和 （填“饱和”或“不饱和”）溶液。
（4）夏天晒的“盐”中也会含有少量碳酸钠杂质。为了除去杂质，化学兴趣小组Ⅱ最初设计了如图2所示方案并进行实验。
①此方案很容易引入新的杂质，固体物质B的成分是 氯化钠和氯化钙 ；
②兴趣小组的同学们讨论后提出新的方案：将混合物溶解，若滴加稍过量的 稀盐酸 （填药品名称）至不再产生气体为止，则既能除去碳酸钠杂质，又能有效防止引入新的杂质。
【答案】（1）降温；
（2）①88.3%；
②偏小；
（3）饱和；
（4）①氯化钠和氯化钙；
②盐酸。
【解析】（1）分析表中数据，冬天更适合“捞碱”的原因是冬季碳酸钠的溶解度较小，碳酸钠的溶解度随温度的降低而减小，利用降温结晶原理，就可以析出碳酸钠；
（2）①生成CO2的体积为280mL﹣10mL﹣50mL＝220mL＝0.22L，则二氧化碳的质量为0.22L×1.997g/L≈0.44g，
设参加反应的碳酸钠质量为x，
Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
x 0.44g
＝
x＝1.06g
则“碱”样品中碳酸钠的质量分数是×100%≈88.3%，
答：“碱”样品中碳酸钠的质量分数是88.3%；
②二氧化碳能溶于水且与水反应，若量气管中没有植物油，则测得的二氧化碳的质量会偏小，计算出的碳酸钠的质量偏小，故会导致测得的结果偏小；
（3）夏天晒盐，当有大量晶体从湖水中析出后，由于溶液中有未溶解的氯化钠，则所得溶液为该温度下的NaCl的饱和溶液；
（4）①在实验过程中，由于加入的氯化钙过量，则此方案很容易引入新的杂质氯化钙，故固体物质B的成分是氯化钠和氯化钙；
②向氯化钠、碳酸钠的混合溶液中滴加稀盐酸，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，滴加至不再产生气体为止，则既能除去碳酸钠杂质，又能有效防止引入新的杂质。
8．（2024•沙河口区一模）蜡烛，燃烧了自己，照亮了别人。很多古诗词中都有蜡烛的身影，其中也蕴含着丰富的化学知识。
【古诗中的蜡烛】
（1）“红蜡烛前明似昼”，这句诗体现了我们使用蜡烛主要是将蜡烛燃烧产生的化学能转化为 光 能。
（2）“马上风吹蜡烛灭”，体现的熄灭蜡烛的原理是 使温度降低到着火点以下 。
（3）“何当共剪西窗烛”，蜡烛燃烧久了，烛芯露出过长易分叉、炭化，古人会将过长的烛芯剪掉，其原因是 节省蜡烛或使蜡烛燃烧更明亮 。
（4）“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”，这句诗体现了蜡烛的奉献精神。“蜡炬成灰”是因为蜡烛燃烧生成 水蒸气和二氧化碳 扩散到空气中。
【化学实验中的蜡烛】
反思与评价：
（5）有同学对实验3的结论产生质疑，他质疑的理由是 内焰或焰心处的火柴梗并未与充足的氧气接触，所以炭化现象不明显 。
【答案】（1）光；
（2）使温度降低到着火点以下；
（3）节省蜡烛或使蜡烛燃烧更明亮；
（4）水蒸气和二氧化碳；
【化学实验中的蜡烛】①蜡烛熔化；
②蜡烛自下而上熄灭；
③a；
④14%；
（5）内焰或焰心处的火柴梗并未与充足的氧气接触，所以炭化现象不明显。
【解析】（1）“红蜡烛前明似昼”的过程中将蜡烛燃烧产生的化学能转化光能。
（2）“马上风吹蜡烛灭”是通过降温至到可燃物的着火点以下来达到灭火的目的。
（3）“何当共剪西窗烛”，蜡烛燃烧久了，烛芯露出过长易分叉、炭化，可以将过长的烛芯剪掉，达到节省蜡烛或使蜡烛燃烧更明亮的目的。
（4）蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，所以“蜡炬成灰”是因为蜡烛燃烧生成水蒸气和二氧化碳扩散到空气中。
【化学实验中的蜡烛】①铜有良好的导热性，可以观察到蜡烛熔化。
②倾倒二氧化碳，可以观察到蜡烛自下而上熄灭，说明二氧化碳密度大于空气，还具有不可燃不助燃得性质。
③探究蜡烛的外焰温度最高，所以与a接触的部分火柴炭化最严重。
④蜡烛刚开始正常燃烧，过一会儿火焰变小并有黑烟冒出，最后熄灭，由图可知蜡烛燃烧所需氧气的体积分数最少是14%，最后温度降低，恢复至室温，氧气的体积分数减小。
（5）内焰或焰心处的火柴梗并未与充足的氧气接触，所以炭化现象不明显。
9．（2024•吕梁模拟）18世纪末，法国化学家拉瓦锡将水蒸气通过一根烧红的枪管从而揭秘了水的组成，化学兴趣小组的同学在实验室中模拟了科学家的实验过程，对水的组成进行了探究。
【实验用品】电解器、直流电源、导线、烧杯、水、氢氧化钠（其他用品自选）。
【实验原理】 2H2O2H2↑+O2↑ （用化学方程式表示）。
【实验步骤】
（1）配制一定量溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液；
（2）在电解器玻璃管里加满10%的氢氧化钠溶液；
（3）接通直流电源；
（4）一段时间后，切断电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体。
【实验现象】
（1）两个电极附近均有气泡产生，与a管相连的是电源的 正 极。
（2）检验玻璃管内气体时，b尖嘴口的现象是 气体燃烧，发出淡蓝色火焰，放热 。
【实验结论】
【问题与交流】该实验中加入氢氧化钠溶液的目的是 增强水的导电性 。
【答案】【实验原理】2H2O2H2↑+O2↑。
【实验现象】（1）正。
（2）气体燃烧，发出淡蓝色火焰，放热。
【问题与交流】增强水的导电性。
【解析】【实验原理】电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式是2H2O2H2↑+O2↑。
故答案为：2H2O2H2↑+O2↑。
【实验现象】（1）两个电极附近均有气泡产生，与a管相连的是电源的正极。
故答案为：正。
（2）检验玻璃管内气体时，b尖嘴口的现象是气体燃烧，发出淡蓝色火焰，放热。
故答案为：气体燃烧，发出淡蓝色火焰，放热。
【问题与交流】该实验中加入氢氧化钠溶液的目的是增强水的导电性。
故答案为：增强水的导电性。
10．（2024•沙河口区一模）自然界中存在着“碳循环”（如图所示）。排放到空气中的二氧化碳越来越多，导致了全球气候变暖等环境问题。小组学生通过探究“碳循环”的路径，学习二氧化碳的吸收方法，设计低碳行动方案
【活动一】探究“碳循环”的路径
（1）自然界中存在“碳循环”。这里的“碳”指的是 D 。
A.单质
B.分子
C.原子
D.元素
（2）观察图，自然界中产生二氧化碳的途径有 化石燃料燃烧（合理即可） （写一条即可）。
【活动二】探究二氧化碳的吸收
如图，海水可以吸收大气中的二氧化碳，小组学生分别设计实验验证二氧化碳能溶于水。
（3）结合实验二分析100mL水约溶解 60 mL的二氧化碳。
（4）实验一、实验二对比分析，实验一中软塑料瓶变瘪的原因是 加入水时，瓶内气体逸出，振荡，瓶内剩余气体溶于水，使瓶内的压强减小 。
（5）过多的二氧化碳如果进入海洋会导致海洋酸化，其原因是 CO2+H2O＝H2CO3 （用化学方程式表示）。
小组学生想在实验二的基础上继续探究氢氧化钠和氢氧化钙对二氧化碳的吸收能力，分别用注射器吸取饱和的澄清石灰水和质量分数为40%的氢氧化钠溶液注入到软塑料瓶中。观察到两个软塑料瓶都变瘪了，并且加入氢氧化钠溶液的软塑料瓶变瘪程度比饱和石灰水更大。
（6）学生应吸取和注入软塑料瓶的两种溶液的体积应为 100 mL。
（7）该实验能否证明氢氧化钠吸收二氧化碳的能力比氢氧化钙更强？请说明理由 不能，使用的澄清石灰水和氢氧化钠溶液的浓度不同 。
【活动三】设计低碳行动方案
（8）下表是学生设计的低碳行动方案一部分，请你再进行补充，填写下表
【答案】（1）D；
（2）化石燃料燃烧（合理即可）；
（3）60；
（4）加入水时，瓶内气体逸出，振荡，瓶内剩余气体溶于水，使瓶内的压强减小；
（5）CO2+H2O＝H2CO3；
（6）100；
（7）不能，使用的澄清石灰水和氢氧化钠溶液的浓度不同；
（8）植树造林；能增加二氧化碳的吸收。
【解析】（1）物质都是由元素组成，则“碳循环”中的碳是指碳元素。
（2）由图可知，产生二氧化碳的途径有：呼吸作用、化石燃料的燃烧、火山爆发、微生物分解等。
（3）向容积为500mL的充满CO2的软塑料瓶中加入100mL水，注射器最终停留在约40mL处，则说明气体减少100mL﹣40mL＝60mL，则100mL水中溶解二氧化碳的体积为60mL。
（4）加入水时，注射器迅速回弹到约80mL处，说明瓶内气体逸出，振荡，注射器慢慢向下运动，说明瓶内剩余气体溶于水，使瓶内的压强减小。
（5）二氧化碳和水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：CO2+H2O＝H2CO3。
（6）对比实验要控制变量，则加入的氢氧化钙和氢氧化钠的溶液也为100mL。
（7）氢氧化钙微溶，使用的氢氧化钙和氢氧化钠的溶液中溶质质量分数不同，则无法比较吸收二氧化碳的能力。
（8）植树造林，能增加二氧化碳的吸收，符合低碳行为。
11．（2024•姑苏区校级模拟）学习酸碱中和反应时，同学们发现稀盐酸与氢氧化钠溶液混合在一起无明显现象。学习小组的同学们对其产生探究兴趣，于是他们分别从不同的角度探究酸碱中和反应。
【探究一】通过pH变化的角度，证明酸碱发生中和反应。化学兴趣小组同学对稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的发生进行了探究。
（1）利用如图1所示的装置进行实验探究。用pH传感器测得烧杯中溶液的pH随滴加液体体积变化的曲线如图2所示。
①反应前烧杯中盛放的液体Y是 氢氧化钠溶液 。
②图中c点所示溶液中含有的主要离子有 H+、Cl﹣、Na+ （填离子符号）。
（2）利用如图3所示装置进行实验：烧杯中放入新制饱和石灰水，向试管中加入氢氧化钠溶液，将稀盐酸滴入试管。一段时间后，试管外壁附近溶液中出现浑浊，原因是 盐酸和氢氧化钠反应放热，而氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小 。
【探究二】通过能量变化的角度，证明酸碱发生中和反应。
（3）毛毛同学将固体氢氧化钠放入装有稀硫酸的试管中并振荡，试管壁发烫，于是他得出酸碱中和反应是放热反应的结论，牛牛同学认为毛毛同学推理不合理，理由是 氢氧化钠固体溶解于水放热 。
（4）牛牛同学为了验证毛毛同学的结论，将实验加以改进：将稀硫酸慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中，用温度计测出氢氧化钠溶液温度随加入稀硫酸质量的变化如图所示：
①由图知，稀硫酸与氢氧化钠溶液发生的反应是 放热 （填“放热”或“吸热”）反应。
②从A到B的过程中，烧杯中溶液pH逐渐 变小 。
③从B到C的过程中，烧杯中溶液温度逐渐下降的原因是 反应停止，不再有热量放出 。
【探究三】通过溶液酸碱性变化的角度，证明酸碱发生中和反应。
（5）娇娇同学利用如图实验进行反应，证明碱与酸发生反应的现象是 溶液由红色变为无色 。
（6）明明同学观察到实验过程中有气泡产生，他认为氢氧化钠溶液已经变质，请你分析变质的原因 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O （用化学方程式表示）。
【探究四】通过证明有新物质生成的角度，证明酸碱发生中和反应。
为验证中和反应有水生成，萌萌同学在老师的指导下，查阅了相关资料，进行如图所示的三个实验。
已知：①变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。②无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。
（7）证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是 甲、乙中硅胶不变色，丙中硅胶由蓝色变为红色 。
（8）实验过程中，观察到丙的U型管内液面 左低右高 。
【答案】（1）氢氧化钠溶液；H+、Cl﹣、Na+。
（2）盐酸和氢氧化钠反应放热，而氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小。
（3）氢氧化钠固体溶解于水放热。
（4）放热；变小；反应停止，不再有热量放出。
（5）溶液由红色变为无色。
（6）2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。
（7）甲、乙中硅胶不变色，丙中硅胶由蓝色变为红色。
（8）左低右高。
【解析】（1）①由图可知，刚开始时溶液pH＞7，显碱性，说明反应前烧杯中盛放的液体Y是氢氧化钠溶液；
②氢氧化钠和盐酸反应产生氯化钠和水，图中c点表示盐酸过量了，具有的溶质是氯化钠和盐酸，则溶液中含有的主要离子有：H+、Cl﹣、Na+；
（2）石灰水中的溶质为氢氧化钙，盐酸和氢氧化钠反应放热，而氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，则试管外壁附近溶液中出现浑浊；
（3）由于氢氧化钠固体溶解于水放热，则无法证明中和反应为放热反应；
（4）①由图可知，稀硫酸与氢氧化钠溶液发生的反应是放热反应；
②氢氧化钠溶液pH＞7，而氢氧化钠能与硫酸反应生成硫酸钠和水，则反应过程中pH变小；
③从B到C过程中，烧杯中溶液温度逐渐下降的原因是氢氧化钠被硫酸完全中和，反应停止，不再有热量放出，因此溶液温度会逐渐下降；
（5）酚酞溶液遇碱性溶液变红，遇酸或中性溶液均不褪色，则图中氢氧化钠溶液中的酚酞溶液是红色的，加入盐酸和氢氧化钠反应产生氯化钠和水，溶液显中性，则溶液由红色变无色，也能证明中和反应的发生；
（6）氢氧化钠变质是因为与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（7）变色硅胶吸水后由蓝色变为红色，则氢氧化钠固体和无水醋酸均不能使变色硅胶变色，但氢氧化钠和醋酸反应生成水，则丙中变色硅胶会蓝色变为红色；
（8）无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水，放热，导致瓶内温度升高，气压增大，进一步导致丙的U形管内液面左低右高。
12．（2024•闵行区二模）氯化钠是重要的调味品。
（1）我国劳动人民早在1837年开始尝试取井水煮卤，获得的氯化钠中仍含有氯化镁等杂质，古人采用“淋盐沥水”（用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐）的方法除去氯化镁，是因为 饱和氯化钠溶液不能溶解氯化钠，能够溶解氯化镁 。
（2）兴趣小组同学想利用所学知识从粗盐中提纯氯化钠固体。查阅资料获知，粗盐除去泥沙后还含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4等可溶性杂质。
【试剂选择】
大家一致认为，除杂所选择的试剂一定要满足以下条件：只能与杂质反应、 不带入新的杂质 、且易分离。经讨论选用的试剂是NaOH溶液、Na2CO3溶液和BaCl2溶液。
【实验探究】
①滴加甲、乙、丙三种试剂的顺序最多有 3 种，请写出其中一种 氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液 。
②滤液中含有的溶质是 氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠 。
③本实验蒸发是为了除去 HCl （填化学式）。
④小组同学经过认真思考，认为可以用过量的 氢氧化钡 溶液（填一种物质）代替NaOH和BaCl2两种溶液，也能达到实验目的。
【答案】（1）饱和氯化钠溶液不能溶解氯化钠，能够溶解氯化镁。
（2）不带入新的杂质。
①3；氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液。
②氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。
③HCl。
④氢氧化钡。
【解析】（1）我国劳动人民早在1837年开始尝试取井水煮卤，获得的氯化钠中仍含有氯化镁等杂质，古人采用“淋盐沥水”（用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐）的方法除去氯化镁，是因为饱和氯化钠溶液不能溶解氯化钠，能够溶解氯化镁。
故答案为：饱和氯化钠溶液不能溶解氯化钠，能够溶解氯化镁。
（2）大家一致认为，除杂所选择的试剂一定要满足以下条件：只能与杂质反应、不带入新的杂质、且易分离。经讨论选用的试剂是NaOH溶液、Na2CO3溶液和BaCl2溶液。
故答案为：不带入新的杂质。
①滴加甲、乙、丙三种试剂的顺序是氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液，最多有3种，其中一种是氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液。
故答案为：3；氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液。
②滤液中含有的溶质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。
故答案为：氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。
③本实验蒸发是为了除去HCl。
故答案为：HCl。
④小组同学经过认真思考，认为可以用过量的氢氧化钡溶液代替NaOH和BaCl2两种溶液，也能达到实验目的，是因为氢氧化钡和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠。
故答案为：氢氧化钡。
13．（2023•香洲区二模）陶土中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3和杂质（SiO2和杂质不溶于水，也不与酸反应）。化学兴趣小组利用如图方法测定100g陶土中Fe2O3的质量分数。
已知：Ⅰ.AlCl3与过量的NaOH溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠（NaAlO2）。
Ⅱ.FeCl3+3NaOH＝3NaCl+Fe（OH）3↓
（1）操作a是 过滤 ，红褐色固体C是 Fe（OH）3 （填化学式）。
（2）称得红褐色固体C的质量为10.7g，计算溶液B中FeCl3的质量（写出计算过程）， 16.25g 。
（3）100g该样品中Fe2O3的质量分数为 8% 。
（4）石棉网受热温度超过500℃时，产生的石棉纤维碎屑（约0.5微米）飘散在空气中，极易随着呼吸进入肺部，危害人体健康，则石棉纤维碎屑属于哪种空气污染物？ PM2.5 。陶土网耐热温度高于1000℃。因此，石棉网逐渐被陶土网替代。
【答案】（1）过滤；Fe（OH）3；
（2）16.25g；
（3）8%；
（4）PM2.5。
【解析】（1）操作a是将不溶于液体的固体物质与液体分离的一种方法，操作a是过滤；陶土中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3，Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁和水，Al2O3与稀盐酸反应生成氯化铝和水，SiO2和杂质不溶于水，也不与酸反应，由已知Ⅰ可知AlCl3与过量的NaOH溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠（NaAlO2），由已知Ⅱ可知氯化铁与氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化铁，氢氧化铁为红褐色固体，化学式为Fe（OH）3。
（2）设溶液B中FeCl3的质量为x。
FeCl3+3NaOH＝3NaCl+Fe（OH）3↓
162.5 107
x 10.7g
解得：x＝16.25g
答：溶液B中FeCl3的质量为16.25g。
（3）设100g该样品中Fe2O3的质量为y。
Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O
160 325
y 16.25g
y＝8g
所以100g该样品中Fe2O3的质量分数为：×100%＝8%。
（4）PM2.5指粒径小于等于2.5微米的颗粒物，石棉纤维碎屑粒径约0.5微米，所以石棉纤维碎屑属于PM2.5。
14．（2024•阳新县模拟）仓库中有一包氮肥的包装标签模糊不清，有同学进行了以下探究：
（1）操作③用玻璃棒搅拌的目的是 使样品充分溶解 ．
（2）请完成如表（已知AgCl和BaSO4是难溶于水和酸的白色固体）：
（3）若现象Ⅲ、Ⅳ都无现象，则该氮肥可能是 NH4NO3 （写化学式）；若操作②现象为无气味、现象Ⅲ、Ⅳ无现象，则该氮肥可能是 尿素 （只写一种）．
【答案】见试题解答内容
【解析】（1）操作③用玻璃棒搅拌的目的是使样品充分溶解；
（2）a、由于常温下碳酸氢铵易分解放出氨气，有刺激性气味．所以，若现象I为无氨味，则样品中不含碳酸氢铵；
b、由于铵盐遇碱能放出氨气．所以，由样品加入熟石灰，有氨气生成，说明了该样品一定含有铵根离子，该氮肥属于铵盐；
C、由铵盐能与硝酸钡溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明了该铵盐是硫酸铵，反应的方程式：（NH4）2SO4+Ba（NO3）2＝BaSO4↓+2NH4NO3；
d、由铵盐能与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明了该铵盐是氯化铵，反应的方程式：NH4Cl+AgNO3＝AgCl↓+NH4NO3；
（3）若现象Ⅲ、Ⅳ都无现象，则该氮肥可能是 NH4NO3，若操作②现象为无气味、现象Ⅲ、Ⅳ无现象，则该氮肥不是铵盐，可能是尿素．
方案
药品
1分钟前后氧气含量变化
1分钟前后温度变化
实验1
4g铁粉、2mL水
20.1%→20.1%
16℃→16℃
实验2
4g铁粉、2mL水、 2 g氯化钠
20.1%→20.1%
16℃→16℃
实验3
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
20.1%→20.1%
16℃→16℃
实验4
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠、2g活性炭
20.1%→15%
16℃→55℃→26℃
实验操作
实验现象
结论
（1）
取少量固体于烧杯中，加入足量稀盐酸，用玻璃棒充分搅拌静置，过滤，得滤液A。
产生大量气泡

脱氧剂中含有 Fe
烧杯中溶液呈浅棕黄色，底部有少量黑色物质。
（2）
取少量滤液A于试管1中，向其中滴加 KSCN 溶液。
溶液呈血红色
脱氧剂中含有C、Fe2O3
实验一
实验二
实验三
实验操作



实验现象
溶液变为蓝色
产生蓝色沉淀
无明显现象
实验结论
氢氧化钠能与紫色石蕊反应
氢氧化钠能与硫酸铜反应
氢氧化钠不能与盐酸反应
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量产品于试管中，加水使之完全溶解，再滴加CaCl2溶液
产生白色沉淀
产品中一定有Na2CO3，发生反应的化学方程式为 CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
方案二
取少量产品于试管中，加水使之完全溶解，再滴加足量稀盐酸
产生大量气泡
产品中一定有Na2CO3
实验步骤
实验现象
实验结论
① 取少量产品于试管中，塞上带导管的橡胶塞，并把导管伸澄清石灰水中，加热试管
澄清石灰水变浑浊
产品中还含有② NaHCO3 （填化学式）
操作步骤
现象
结论
①取少量白色固体研碎后，置于烧杯中，加入足量水充分搅拌
出现白色不溶物
猜想2不正确
②取①中少量上层清液于试管中，滴入稀盐酸
无明显现象
猜想 1 正确
组别
药品
铁粉/g
碳粉/g
水/滴
食盐/g
其他
一
5.0
0.1
0
0
干燥剂
二
5.0
0.1
10
0
无
三
5.0
0.1
10
1.0
无
四
5.0
0.1
0
1.0
无
实验操作
实验现象
实验结论
取少量乙同学实验后烧杯中的液体于试管中，加热。
无明显现象
猜想二、三均不成立
实验
实验现象
实验结论
实验1
放入水中
水中有大量气泡产生；
有水存在，泡腾片才能产生CO2。
实验2
放入植物油中
植物油中 无明显现象 ；
实验3
放入酒精中
酒精中无明显现象；
实验4
放入白醋中
白醋中 产生大量气泡 。
实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
烧杯内蒸馏水
烧杯内剩余蒸馏水
130.0mL
90.0mL
64.0mL
食盐
铬与稀硫酸
铜与稀硫酸
铝与稀硫酸
现象
表面产生气泡缓慢，溶液变蓝
无明显现象
金属表面产生气泡较快。写出发生反应的化学方程式 2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑ 。
结论
猜想 二 成立。
实验操作
实验现象
结论
Ⅰ.取硫酸铁溶液于烧杯中，敞口放置一段时间后，观察现象。
溶液为黄色。
猜想一不成立。
Ⅱ.取少量硫酸铁溶液于试管中，加入一定量 硫酸 ，振荡后观察。
溶液为黄色。
猜想二不成立。
Ⅲ.取少量操作Ⅰ中的溶液于试管中，加入足量 铁粉 ，振荡后静置观察。
溶液由黄色变为浅绿色。
猜想三成立。
密度（g/cm3）
1.0
1.03
1.07
1.09
1.10
1.12
1.13
溶质质量分数（%）
2
4
8
12
14
16
18
温度/℃
0
10
20
30
40
溶解度/g
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
Na2CO3
7.1
12.2
21.8
39.7
53.2
实验内容
实验操作
现象
结论
①探究铜的性质

蜡烛熔化
铜有良好的导热性
②探究二氧化碳的密度

蜡烛自下而上熄灭
二氧化碳密度大于空气
③探究蜡烛各层火焰温度高低

与 a （填“a”或“b”或“c”）接触的部分火柴炭化最严重
外焰温度最高
④探究蜡烛燃烧所需最低氧气浓度

蜡烛刚开始正常燃烧，过一会儿火焰变小并有黑烟冒出，最后熄灭
蜡烛燃烧所需的体积分数最少是 14%
实验装置
实验步骤
实验现象
结论
实验一

向容积为500mL的充满CO2的软塑料瓶中倒入100mL的水，迅速拧紧瓶盖，振荡
软塑料瓶变瘪了
二氧化碳能溶于水
实验二
向容积为500mL的充满CO2的软塑料瓶中用注射器注入100mL的水，振荡（装置气密性良好）
注射器迅速回弹到约80mL处，振荡后，注射器慢慢向下运动，最终停留在约40mL处，软塑料瓶没有变瘪
行动方案
能减少大气中CO2的原因
①低碳出行
减少汽油等化石燃料燃烧向大气中排放的CO2
② 植树造林
能增加二氧化碳的吸收
假设和现象
判断和化学方程式
a
若现象I为无氨味．
则样品中不含 碳酸氢铵 （填名称）．
b
由操作②现象判断．
该样品一定含有 铵根 离子．
c
若现象Ⅲ为白色沉淀，现象Ⅳ为无沉淀．
则样品中含有 硫酸铵 （写名称），该反应的化学方程式为 （NH4）2SO4+Ba（NO3）2＝BaSO4↓+2NH4NO3 ．
d
若现象Ⅲ为“无沉淀”，现象Ⅳ为白色沉淀．
则样品中含有 NH4Cl （写化学式），该反应的化学方程式为 NH4Cl+AgNO3＝AgCl↓+NH4NO3 ．