2021年中考化学真题分类汇编：科学探究专项复习含答案

2021中考化学真题分类汇编——专题十八：科学探究1．（2021湖南永州）某研究性学习小组对铁、铜的金属活动性及实验后的废液进行探究，设计下列实验。Ⅰ.铁、铜金属活动性比较结论：通过上面实验，可知Fe的金属活动性比Cu_______(填“强”或“弱”)。Ⅱ.将上面①、②、③实验后的液体收集在一烧杯中，对该烧杯中的废液进行分析。（1）甲同学观察到废液呈现蓝色，认为废液中一定含有_______(填化学式)。（2）乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与_______比较，测得废液pH<7，表明废液中还有硫酸。（3）丙同学设想把废液进行回收，为了将废液中的溶质全部转化为FeSO4，采取向废液中加入过量的Fe粉，待反应完全后，过滤，滤渣的成分为_______(填化学式)。滤液经蒸发结晶，可得到硫酸亚铁晶体。2．（2021四川泸州）某实验小组验证：“Fe+Ag2SO4=FeSO4+2Ag”反应并进行如下探究，已知银粉为黑色，22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失。③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7。回答下列问题：(1)22℃时，硫酸银饱和溶液显___________性(填“酸”、“碱”或“中”)，其溶质质量分数为___________。(列出计算式即可)(2)取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为___________。(3)某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是___________，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许___________。(补充完设计方案)(4)仍有呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设：a．可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe3+；b．空气中的O2能与Fe2+反应，可产生Fe3+；c．溶液中存在___________离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+。请设计实验证明假设a、b不是产生Fe3+的主要原因。实验方案是：向过量的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到___________时即可证明。3．（2021安徽）关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。（任务一）认识燃烧（1）酒精、煤（含硫）、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有的现象是______（填字母序号）。A发光B产生有刺激性气味的气体C放热D产生使澄清石灰水变浑浊的气体（2）写出酒精（C2H5OH）完全燃烧的化学方程式______。（任务二）探究燃烧的条件及质量变化（3）该小组同学按下列实验步骤开展探究。步骤1：室温下，按如图组装装置，装入药品，称量装置总质量为m1g。步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1，和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是______。②m1、m2、m3的大小关系是______。（任务三）调控燃烧（4）报道显示：国内外一些煤田因发生煤层自燃，带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃，请给出一条合理的灭火建议______。（任务四）再探铁的燃烧（5）查阅文献：颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。结合已有知识，回答下列问题：①影响铁燃烧的因素有_______、_______（至少答出2点）。②铁与氧气反应的条件不同，产物不同。若5．6g铁与氧气反应可得ag产物，且铁无剩余，则a的取值范围是______。4．（2021江西）化学社团的同学在探究金属化学性质时，进行了图1所示的实验。图1实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面______。锌和稀硫酸反应的化学方程式为______。实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。（提出问题）图2中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？（作出猜想）同学们对产生的气体进行了以下猜想：小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气；小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是______。（查阅资料）（1）将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。（2）二氧化硫能使品红溶液褪色。（设计并进行实验）他们设计了图3装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接，验证自己的猜想。（教师释疑）图1实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。（学生感悟）图3实验中，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得______（选填“锌”或“铜”）失去的电子生成了氢气。（得出结论）图2中两种金属触碰后铜______（选填“有”或“没有”）发生化学反应。（延伸应用）制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是______。（填序号）A．锌B．铜C．银5．（2021江苏盐城）化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。（1）完成“探究某种盐的性质”实验，填写下表。（2）处理“CO2的实验室制取与检验”实验废液。全班同学完成该实验共产生1000g含HCl废液（固体已除，大理石中杂质未参加反应），不能直接排放。（实验方案）先测定废液中HCl的质量分数，再用熟石灰处理废液至中性。（实验操作）①称量______NaOH固体，溶解，配制30g5%的NaOH溶液。②取100mL小烧杯，倒入20g废液样品，插入pH计测定溶液的pH，向废液样品中逐滴加入5%的NaOH溶液，实验过程中溶液pH变化如图所示。③投入______g熟石灰处理剩余废液（写出计算过程）。（实验反思）有同学提出也可以根据盐酸具有挥发性直接加热废液除去杂质HCl，并得到CaCl2。写出你的观点及理由：______。6．（2021海南）某兴趣小组对“人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同”进行探究。(1)小明进行了实验并得出结论如下表，请补充完整。(2)小红认为实验③的结论不正确，并查阅到相关资料。（资料卡片）Ⅰ.经测定，人体吸入空气和呼出气体中各成分的体积分数大约是：Ⅱ.用氧气、二氧化碳传感器在烧杯顶部测量杯内两支蜡烛从点燃到全部熄灭后，杯内氧气和二氧化碳的浓度变化如图。Ⅱ.将燃着的木条插入含20%氧气和80%二氧化碳的集气瓶中，木条能正常燃烧。请结合以上资料，简述小红认为实验③结论不正确的理由。_______7．（2021辽宁葫芦岛）许多化学反应无明显现象，氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应就是其中之一。（提出问题）怎样证明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应？（实验设计）同学们写出该反应的化学方程式______，并根据该反应原理分别设计了图一、图二两个实验。（实验验证）（1）第一组同学按图一所示，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。第二小组同学认为该实验不严谨，理由是______。于是同学们将该装置中氢氧化钠溶液换成______，做了对比实验，证明二者发生了反应。（2）第二组同学按图二所示，先将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到______，也证明二者发生了反应。（拓展延伸）同学们经过反思，设计并进行了图三所示的实验，观察到瓶中产生______，再次证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。（归纳总结）通过以上实验，同学们经过讨论，认为对于无明显现象的化学反应，可以通过检验反应物减少和______两个不同的角度证明反应的发生。（废液处理）实验结束后，同学们将上述实验中所有物质倒入同一洁净的烧杯中，得到无色澄清溶液，测得溶液的pH<7，且含有毒的钡离子。从环保的角度考虑，需要向烧杯中加入适量的______（填一种具体物质），将废液处理达标后再排放。8．（2021黑龙江）已知Mg能在CO2中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO2中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：（查阅资料）①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。全属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。②Na2CO3溶液显碱性；CaCl2溶液显中性。（实验探究一）步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO2气体。步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO2中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。（问题讨论）（1）为获得纯净的CO2，可利用装置B除去CO2中混有的______；装置C中盛放的试剂是______。（2）步骤2中生成的黑色固体成分是______。（初步结论）Na能在CO2中燃烧。（提出问题）白色物质是什么？（猜想与假设）猜想一：氧化钠猜想二：碳酸钠；猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；猜想四：氢氧化钠。（3）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是______。（实验探究二）对白色物质是什么进行实验探究，方案设计如下：方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水。振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出：结论：白色物质中一定有______。方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。（反思与评价）（4）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是______。（5）请将方案2结论补充完整：______。（填化学式）（6）方案3中加入过量CaCl2溶液的目的是______。写出此反应的化学方程式______。（实验结论）（7）综上所述，你认为猜想______成立。（8）请写出Na在CO2中燃烧的化学方程式______。9．（2021广东）用如图所示装置进行实验：（1）丙装置作用______。（2）如乙中澄清石灰水变浑浊，甲中发生反应的化学方程式为______。（3）探究反应后甲中黑色固体成分。已知：Fe3O4不与CuSO4反应。猜想一：黑色固体成分为Fe；猜想二：黑色固体成分为Fe3O4；猜想三：______。步骤一：步骤二：向样品A、B、C中分别加入足量CuSO4溶液。若通入CO时间为90s，要得到纯铁粉，则加热时间______s。10．（2021黑龙江）碳酸钠在生活中有广泛的用途，某化学兴趣小组同学为探究碳酸钠的化学性质，进行了如下实验：向盛有适量碳酸钠溶液的四支试管中分别加入下列试剂，实验现象记录如下：试管3中发生反应的化学方程式为_______________________________________。化学兴趣小组的同学对反应后溶液中溶质的成分进一步探究：小组同学将试管3中的物质过滤，得到滤液A。（提出问题）滤液A中溶质的成分是什么？（猜想与假设）猜想一：NaOH猜想二：NaOH和Na2CO3猜想三：________________猜想四：NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2（活动探究）①小组讨论：有同学认为猜想四不成立，原因是______________________________。②甲、乙两位同学分别用不同的方法进行实验：（反思与评价）①碳酸钠溶液呈______性，可以和盐酸、氢氧化钙、氯化钡等物质发生反应。②要验证反应后物质的成分，既要考虑生成物，还应考虑_____________________。11．（2021湖南岳阳）某化学兴趣小组用未知浓度的盐酸和碳酸钙反应，将制得的气体X通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象，同学们展开了如下探究：（提出问题）澄清石灰水未变浑浊的原因是什么？（查阅资料）①盐酸具有挥发性，易挥发出氯化氢气体②AgCl为白色且难溶于水的固体③CO2不溶于饱和的NaHCO3溶液④CO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式为：⑤CO2不与AgNO3溶液反应（作出猜想）澄清石灰水未变浑浊的原因甲同学的猜想：澄清石灰水已变质。乙同学的猜想：气体X中除了有CO2外，还有______（填化学式）气体杂质。（实验探究）同学们经过讨论后设计了如图实验装置进行探究，A、B试管中是AgNO3溶液，C试管中是澄清石灰水，连接好装置后通入气体X。①盛有AgNO3溶液的B装置的作用是______。②若A、B、C试管中的现象分别是______则甲、乙同学的猜想都正确。（实验反思）要除去上述CO2中的气体杂质，可以将气体通入到______（填字母）中。A．NaOH溶液B．Na2CO3溶液C．饱和NaHCO3溶液12．（2021山东菏泽）某化学兴趣小组为验证硫酸的部分化学性质，使用氢氧化钠、碳酸钠、金属铝和另外一种不同类别的物质A进行了相关实验。（1）实验时观察到稀硫酸与A反应有蓝色溶液生成，则A物质是______。（2）稀硫酸与氢氧化钠溶液反应时没有明显现象，为了证明二者发生了反应，该组同学设计了如图一所示实验，传感器测定的pH和温度随溶液质量变化的情况见图二、图三、则B溶液是______溶液，图三中的M与图二中X、Y、Z中的______数值相等。（3）该化学兴趣小组又做了如图所示实验：（提出问题）②号试管中无色溶液的溶质是什么？（作出猜想）猜想一：硫酸钠猜想二：硫酸钠硫酸猜想三：______（实验验证）该小组同学用试管取适量②号试管中的无色溶液，加入一种试剂后，根据产生的现象推断出了②号试管中溶质的成分，该试剂是______。（质疑反思）甲同学认为猜想三不能成立，因为①②号试管中溶液混合后烧杯中没有蓝色沉淀生成。乙同学则认为猜想三是可以成立的理由是______。13．（2021湖北恩施土家族苗族自治州）古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。（查阅资料）（1）铜锌合金（又称：假黄金）外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。（2）标准状况下，氢气密度p≈0.09g/L。（进行实验）同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。（实验结论）该面具是假黄金。（深入探究）为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数、小明同学利用上述方案二设计了如下实验：Ⅰ、按如图所示组装实验装置，并______。Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0g黄金面具祥品，注射器中吸入25mL稀硫酸。Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸、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），如下表。（1）上表中的数据x=______。（2）分析数据、完全反应后生成氢气的体积V=______mL。（数据处理）此黄金面具中锌的质量分数ω1=______。（反思评价）（1）小红对小明的方案和数据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：______→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数ω2。（2）鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。（表达交流）ω1和ω2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由：______。14．（2021河北）茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢，某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。〖查阅资料〗如图所示是某品牌茶垢清洁剂说明书中的部分内容。说明书中碳酸钠的俗称有误，应改为_____。〖提出问题Ⅰ〗茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢，是否生成氧气？〖实验1〗在盛有茶垢清洁剂固体的小烧杯中，加适量常温水，完全溶解后得到无色溶液，观察到有小气泡缓慢冒出，伸入带火星的木条，木条不复燃。〖实验2〗取三份等量的实验1中的溶液，分别加入甲、乙、丙三支试管中，按图所示进行实验。观察到都较快产生气泡，且温度越高产生气泡越快；伸入带火星的木条，木条都复燃。〖表达交流Ⅰ〗通过实验证明，茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。（1）实验1中“木条不复燃”的原因是_______。（2）实验2中丙试管内不再产生气泡后，其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是_______。〖提出问题Ⅱ〗茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠，是否生成氢氧化钠？〖实验3〗取实验2丙试管内溶液，按如图流程进行实验。〖表达交流Ⅱ〗（1）加入试剂X的目的是_______(用化学方程式表示)。（2）不新增试剂，检验加入的试剂X已足量的方法是_______。（3）溶液M呈_______色，说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。〖反思总结〗（1）茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果，过氧化氢分解生成活性氧，可深层带走污垢。（2）使用茶垢清洁剂时应选择_______的水进行溶解，去垢效果更好。15．（2021新疆）炎热的夏季，游泳池成了人们消暑健身的热门场所，水质的安全也成为大家关注的话题。小丽和同学们对某室内游泳池的水呈蓝色的原因及水质安全展开了研究。请回答下列问题。（查阅资料）a水对蓝光的反射和散射作用使水呈现蓝色，水越深，蓝色越明显。b游泳池的水质常规检验主要项目及限值如下表：（交流与讨论）小丽认为泳池水呈蓝色可能是因为加入了硫酸铜。（实验探究）（实验结论）泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的。从微观角度分析，水分子本身____(填“有”或“没有”)改变。写出一个步骤（2）中产生白色沉淀可能发生的化学反应方程式_______。（实验调查）同学们就泳池水净化问题走访了游泳馆的管理人员，得知：a泳池水通过循环净化的方式实现再利用，其工艺流程如图所示。b泳池水常见的水质问题是尿素含量超标。（1）写出二氧化氯的化学式_______。（2）加药装置中絮凝剂的作用是_______。（3）提出一条降低泳池水中尿素含量的建议_______。16．（2021湖南怀化）为了培养学生的创新精神和实践能力，落实素质教育，近年来，怀化市大力推进实验教学，于2021年五月举行初中毕业考试实验操作考查。兴趣小组在学校的实验室进行（粗盐的提纯）实验，邀请你一起完成。Ⅰ、溶解Ⅱ、过滤过滤时玻璃棒的作用是______。小李同学对过滤后滤液的成分产生了浓厚的兴趣。a．粗盐中除含泥沙等难溶性杂质外，还含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等可溶性杂质。b．BaSO4不溶于水、不溶于酸。（设计实验方案并进行实验）为确认滤液中CaCl2、MgCl2、Na2SO4的存在，小李利用实验台上的NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液进行以下实验探究。（实验反思）小宇同学认为实验③不够严谨，理由是______。老师告诉同学们，可在实验③所得的沉淀中加入足量的______（填“盐酸”或“稀硫酸”），观察到有气泡产生且有部分沉淀未溶解，则可验证Na2SO4的存在。（实验结论）小组同学在老师的帮助下将上述杂质除去，然后将除杂后的滤液置于蒸发皿进行蒸发结晶，当观察到______，就停止加热，利用余热蒸干。小李高兴的宣布：我们得到了纯净的氯化钠。（实验拓展）小李欲通过计算检验氯化钠样品中是否含有氯化镁，取样品ag。充分溶解，滴加硝酸银溶液至不再产生沉淀为止。当产生沉淀的质量不等于______g（用含a的代数式表示）时，则含有氯化镁。17．（2021山西）3月16日沙尘暴席卷我国西北地区，次日多地又遇到降雨。该地某校环境监测实践小组的同学们，对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及水酸碱度的异常变化产生了浓厚的兴趣，在老师的指导下，他们紧急立项，开启了项目性学习的探究之旅。任务一：监测沙尘暴的成因同学们参与当地环境监测。他们在10米高台上，利用“风向风速器”，测得风速为10m/s时，有大量的沙尘被卷入空中，能见度迅速降低。引发这一自然现象的根本原因是______（写1条）。任务二：分析沙尘暴的危害当人暴露于沙尘天气中时，含有各种有毒的化学物质、病菌等的尘土可进入到口、鼻、眼、耳中引发各种疾病。除此之外，沙尘暴还会产生的危害是______（写1条）。任务三：探究沙尘暴的成分（信息检索）我国西北地区，含有大量钠盐的干涸盐湖和盐碱地总面积约有50万平方公里，为沙尘暴的形成埋下隐患。（猜想假设）此次沙尘暴中可含有碳酸钠等碱性物质。（进行实验）取少量盐碱地的土壤与蒸馏水接1：5的质量比在烧杯中混合，充分搅拌后静置，取上层清液，用如图装置完成如下实验。（反思评价）（1）步骤①中发生反应的化学方程式为______。（2）自然界的土壤中通常不含NaOH，理由是______。（3）若加入的X是______（填化学式），则只能证明沙尘暴中含有Na2CO3，而不能确定是否含有NaOH。任务四：评价雨水pH异常的原因（数据监测）小组同学在老师的帮助下从环保部获得了当地雨水的pH数据。（表达交流）3月17日，雨水pH出现异常的原因是______。（检查进度）该项目性学习还没有进行的探究项目是______。18．（2021浙江湖州）市场上常见的苏打水有苏打气泡水和无汽苏打水两种。它们的主要成分中都含有碳酸氢钠，俗称小苏打，具有以下性质。性质一：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（NaHCO3在50℃以上开始逐渐分解）性质二：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑（1）苏打气泡水中含有大量二氧化碳，瓶盖一打开就有大量气泡产生，所以叫气泡水。无汽苏打水则不含二氧化碳，但小明认为他喝入体内也会产生二氧化碳，主要是利用了碳酸氢钠的性质______（选填“一”或“二”），理由是______。（2）小明查阅了相关资料想自制苏打水，于是购买了一袋小苏打，包装袋上标注的碳酸氢钠含量是99%。真的有这么高吗？小明取了10克小苏打样品放入装置，逐次加入稀硫酸进行实验，得到相关数据。请通过计算帮助小明判断包装袋上的标注是否准确。______（2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑）（3）如果去掉装置B，测量结果将会______（选填“偏大”或“偏小”）。19．（2021四川成都）学习兴趣小组对贝壳中碳酸钙的含量进行探究。某学习小组对铁锈蚀进行探究。（提出问题）铁锈蚀与哪些因素有关？（查阅资料）（1）氯化钙固体可作干燥剂。（2）一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。（3）常温常压，氢气密度是dg/mL。（设计与实验）实验一：定性探究铁锈蚀的因素取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表。（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的______发生化学反应。（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与______有关。（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是______，写出除铁锈的化学方程式______。实验二：定量探究铁锈蚀的因素小组设计了如图装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。（4）据图，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是______。（5）据图，对比AB段和BC段说明______分析t3时刻压强突然变大的原因是______。实验三：测定铁锈含量将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得mg固体，连接如图装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。（6）完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为VmL，则该固体中铁锈质量分数表达式为______。（7）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是______，解决方法是______。（反思与评价）（8）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是______。20．（2021四川南充）（1）如图为实验室制取并收集气体的装置图，请回答下列问题：①仪器a的名称是______。②若用A装置制取氧气，写出对应的化学方程式______。③若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置是______（填装置序号）。④若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，其验满的方法是______。⑤二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，比空气的密度大，易溶于水且与水反应。若用F装置收集二氧化硫气体，则气体应从______（填“b”或“c”）端导入。（2）电解饱和食盐水可以制得氢氧化钠、氯气（Cl2）和氢气，并进而生产具有消毒、漂白作用的漂白液。①粗盐中的难溶性杂质可通过溶解、______操作除去，以免破坏电解装置。②写出电解饱和食盐水的化学方程式______。③某同学想知道某一瓶放置一段时间的漂白液是否变质，设计了下列探究实验。（查阅资料）Ⅰ．制取漂白液（有效成分为NaClO）的原理：Ⅱ．在空气中NaClO易发生反应：，HClO能使有色布条褪色，且HClO含量越高，漂白效果越好；HClO易分解，分解后丧失漂白作用Ⅲ．Ca(ClO)2易溶于水（提出问题）放置一段时间的漂白液是否变质？（提出猜想）猜想1：未变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO猜想2：部分变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO、Na2CO3猜想3：全部变质，溶液中主要成分为NaCl、Na2CO3（实验探究）写出实验操作ⅱ中产生白色沉淀的化学方程式______。（拓展应用）由（查阅资料）和如图可知，需控制pH约为______时（填整数），漂白液具有最佳漂白能力。21．（2021黑龙江）某化学小组设计如下实验探究盐的性质。（探究活动一）铵盐是一类常见的盐，易溶于水，遇碱时放出氨气。实验室有一瓶含杂质的碳酸铵样品（杂质不参加反应），利用如图装置测定样品中碳酸铵的质量分数。实验称取样品质量记为m1。反应前装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量记为m2，反应后其总质量记为m3；反应前烧杯及烧杯内溶液的总质量记为m4，反应后其总质量记为m5。（实验中所用氢氧化钠溶液、氢氧化钠固体和稀硫酸均足量）（1）反应原理：，其中X的化学式为、______。（2）关于该实验的说法正确的是______。A．可以用浓硫酸替代稀硫酸B．倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸C．球形干燥管增加的质量是反应生成水的质量D．停止加热后要通入一段时间空气，否则测定结果会偏小（3）通过测得数据计算样品中碳酸铵的质量分数为______。（探究活动二）组成里含有碳酸根离子或碳酸氢根离子的盐都能与稀盐酸发生反应生成气体。小组同学对碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸的反应进行探究，实验装置如图1所示。分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液（各滴两滴酚酞溶液），以及相同体积、相同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时，溶液颜色变化记录如下表，广口瓶内压强随时间变化图像如图2所示。①由图像中信息得到结论：相同条件下，______和稀盐酸反应产生二氧化碳较快。请结合图像中数据，分析得到这一结论的理由：______。②由图像中信息得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢。请结合上表中信息，分析得出该结论的理由：______。③通过以上探究与分析，小组同学设计了只用试管和胶头滴管鉴别碳酸钠溶液和稀盐酸的实验。22．（2021广西钦州）在学习复分解反应发生的条件后，同学们利用已学知识，对稀盐酸与下表中的四种化合物的溶液之间能否发生反应作出判断，并进行实验验证：（提出问题）对于上述无明显现象的反应，如何设计实验进行验证？（设计实验）为了验证氢氧化钠溶液与稀盐酸能发生化学反应，小刚设计了如下实验方案并进行实验。（分析讨论）小刚设计的实验方案______（填“可行”或“不可行”），说明理由：______。（总结提升）通过以上实验分析，对于无明显现象的反应，验证思路可以是：（Ⅰ）验证生成物是否存在。（Ⅱ）验证______是否消失。（拓展迁移）（1）氢氧化钠溶液与稀盐酸发生反应的微观示意图如图所示，该反应的实质是______。写出另一个符合上述反应实质的化学方程式______。（2）将一定量的氢氧化钠溶液与稀盐酸混合，充分反应后所得溶液中溶质成分可能有______种情况，具体的溶质组合情况分别是______（填化学式）。23．（2021湖南长沙）为加深对酸的主要性质的认识，通过实验解释生活中的一些现象。在学完酸的化学性质后，老师组织同学们完成了以下实验活动。（实验内容与分析）实验一：按图所示完成实验。实验二：往生锈的铁钉中加入足量的稀盐酸。实验三：往滴有酚酞的氢氧化钠溶液中加入一定量的稀盐酸。实验四：往5.3gNa2CO3粉末中加入足量的稀盐酸。（1）实验一中，观察到石蕊溶液变_______色。（2）实验二中，观察到溶液由无色变成黄色，一段时间后有气泡产生，请解释出现这两个现象的原因_______。（3）实验三中，观察到溶液由红色变成无色，由此现象分析，反应后所得溶液中，溶质成分的可能组合有(不考虑酚酞)_______(用化学式表示)。（4）请计算，实验四中理论上可以生成二氧化碳的质量为_______g。(可能用到的相对原子质量：H-1C-12O-16Na-23Cl-35.5)（应用与拓展）（5）结合以上实验内容，请设计实验方案除去铜粉中混有的氧化铜，得到纯净的铜_______。（6）小明在征得老师的同意后，继续进行了如下图所示实验。由上述实验可以得出氢氧化钙的哪些性质_______。24.（2021湖北武汉）实验室有一包白色固体，其成分为氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠。某兴趣小组为测定固体中各成分的质量分数，进行了以下实验。（探究一）测量样品与盐酸反应得到氯化钠的质量如图1所示，取3.00g样品置入锥形瓶中，加适量水溶解。逐滴加入过量的稀盐酸，用pH传感器等电子设备采集信息形成图像。将锥形瓶中最终所得溶液蒸发、结晶得到全部固体，其质量为3.48g。（1）a点溶液呈_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)。（2）ab段溶液pH降低，发生反应的化学方程式为_______(写一个即可)。（3）蒸发时除使用蒸发皿、铁架台(带铁圈)外，还需要用到的仪器有_______。（探究二）测量样品与硫酸反应生成二氧化碳的体积如图2所示，另取3.00g样品与足量稀硫酸混合，测得生成二氧化碳的体积为220mL(该条件下二氧化碳的密度为2.00g/L；装置气密性良好且忽略二氧化碳的溶解)。（4）结合探究一计算出样品中氯化钠的质量分数为_______(精确到0.1%)。（5）下列因素会导致所测样品中氯化钠的质量分数偏小的是_______(填标号)。A探究一中加入的稀盐酸量不足B探究一中蒸发时有液体溅出C探究二中俯视读取量筒中水的体积D探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留2021中考化学真题分类汇编——专题十八：科学探究参考答案1．（2021湖南永州）某研究性学习小组对铁、铜的金属活动性及实验后的废液进行探究，设计下列实验。Ⅰ.铁、铜金属活动性比较结论：通过上面实验，可知Fe的金属活动性比Cu_______(填“强”或“弱”)。Ⅱ.将上面①、②、③实验后的液体收集在一烧杯中，对该烧杯中的废液进行分析。（1）甲同学观察到废液呈现蓝色，认为废液中一定含有_______(填化学式)。（2）乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与_______比较，测得废液pH<7，表明废液中还有硫酸。（3）丙同学设想把废液进行回收，为了将废液中的溶质全部转化为FeSO4，采取向废液中加入过量的Fe粉，待反应完全后，过滤，滤渣的成分为_______(填化学式)。滤液经蒸发结晶，可得到硫酸亚铁晶体。【答案】红强CuSO4、FeSO4标准比色卡Fe、Cu【解析】Ⅰ.①将Cu丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中Cu丝无变化，没有发生化学反应，说明在金属活动性顺序里，铜排在氢后；②将Fe丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中Fe丝表面有气泡产生，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：，说明在金属活动性顺序里，铁排在氢前；③将Fe丝插入盛有2mLCuSO4溶液的试管中，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁丝表面有红色物覆盖，说明铁比铜活泼；结论：通过以上分析可知，Fe的金属活动性比Cu强；Ⅱ.（1）甲同学观察到废液呈现蓝色，故废液中一定含硫酸铜，由于铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁，硫酸亚铁不再参与反应，故废液中一定含有：CuSO4、FeSO4；（2）乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得废液pH＜7，溶液显酸性，说明还含硫酸；（3）为了将废液中的溶质全部转化为FeSO4，采取向废液中加入过量的Fe粉，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故滤渣的成分为反应生成的铜和过量的铁，故填：Fe、Cu。2．（2021四川泸州）某实验小组验证：“Fe+Ag2SO4=FeSO4+2Ag”反应并进行如下探究，已知银粉为黑色，22℃时Ag2SO4的溶解度为0.8g。①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失。③用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7。回答下列问题：(1)22℃时，硫酸银饱和溶液显___________性(填“酸”、“碱”或“中”)，其溶质质量分数为___________。(列出计算式即可)(2)取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为___________。(3)某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是___________，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许___________。(补充完设计方案)(4)仍有呈黄色是因为含有Fe3+离子。小组对Fe3+产生的原因作出如下假设：a．可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe3+；b．空气中的O2能与Fe2+反应，可产生Fe3+；c．溶液中存在___________离子能与Fe2+反应，可产生Fe3+。请设计实验证明假设a、b不是产生Fe3+的主要原因。实验方案是：向过量的铁粉中加入FeSO4溶液，振荡静置，观察到___________时即可证明。【答案】酸AgClFe于试管中，加入过量的稀盐酸，观察现象银无明显现象【解析】（1）用pH试纸检测Ag2SO4、FeSO4溶液，测得pH均小于7，说明22℃时，硫酸银饱和溶液显酸性；22℃时，硫酸银的溶解度为0.8g，硫酸银饱和溶液的溶质质量分数为：；（2）取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，可能是溶液中的银离子与氯离子结合生成了氯化银白色沉淀，化学式为：AgCl；（3）铁粉也是黑色的，故黑色粉末不一定含银，还可能是未反应的Fe；铁能与酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，银与酸不反应，故可取黑色粉末少许于试管中，加入足量的稀盐酸，观察现象，如果黑色粉末不溶解，则是银，如果黑色粉末完全溶解，产生气泡，说明是铁，如果黑色粉末部分溶解，说明是铁和银的混合物；（4）溶液显酸性，存在银离子和氢离子，氢离子与亚铁离子不反应，故可能是银离子能与亚铁离子反应生成铁离子；设计实验证明假设a、b不是产生铁离子的主要原因，故可向铁粉中加入硫酸亚铁溶液，振荡，观察到无明显现象，说明a、b不是主要原因。3．（2021安徽）关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。（任务一）认识燃烧（1）酒精、煤（含硫）、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有的现象是______（填字母序号）。A发光B产生有刺激性气味的气体C放热D产生使澄清石灰水变浑浊的气体（2）写出酒精（C2H5OH）完全燃烧的化学方程式______。（任务二）探究燃烧的条件及质量变化（3）该小组同学按下列实验步骤开展探究。步骤1：室温下，按如图组装装置，装入药品，称量装置总质量为m1g。步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1，和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是______。②m1、m2、m3的大小关系是______。（任务三）调控燃烧（4）报道显示：国内外一些煤田因发生煤层自燃，带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃，请给出一条合理的灭火建议______。（任务四）再探铁的燃烧（5）查阅文献：颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。结合已有知识，回答下列问题：①影响铁燃烧的因素有_______、_______（至少答出2点）。②铁与氧气反应的条件不同，产物不同。若5．6g铁与氧气反应可得ag产物，且铁无剩余，则a的取值范围是______。【答案】B步骤2中白磷未燃烧，步骤4中白磷燃烧，产生白烟m1>m2=m3取土填埋，隔绝空气铁的表面积氧气的浓度（温度）7.2≤a≤8.0【解析】（1）酒精、煤（含硫）、天然气燃烧都能发光发热并且产生二氧化碳气体使澄清的石灰水变浑浊，但是只有煤中含有硫会产生有刺激性气味的二氧化硫气体，故选B；（2）酒精在点燃的条件下生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；（3）①通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是步骤2中，隔绝氧气，白磷未燃烧，步骤4中，通入氧气，白磷燃烧，产生白烟；②一开始锥形瓶充满二氧化碳，步骤3中通入50mL氧气，二氧化碳的密度比空气大，故m1>m2，步骤4中白磷燃烧消耗了氧气，但是反应在密闭容器中进行，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，步骤5中恢复室温擦干锥形瓶，故m2=m3，因此m1>m2=m3；（4）一旦煤层自燃，取土填埋，隔绝空气；（5）①铁在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，说明影响铁燃烧的因素有氧气的浓度，颗粒直径为20~30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁，说明铁的表面积可以影响铁的燃烧，故影响铁燃烧的因素有：铁的表面积、氧气的浓度或温度；②铁与氧气生成FeO时产物的质量最小，设生成的产物为x，解得x=7.2g铁与氧气生成三氧化二铁，产物的质量最大，设生成的产物为y，解得y=8g故a的取值范围是7.2≤a≤8.0。4．（2021江西）化学社团的同学在探究金属化学性质时，进行了图1所示的实验。图1实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面______。锌和稀硫酸反应的化学方程式为______。实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。（提出问题）图2中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？（作出猜想）同学们对产生的气体进行了以下猜想：小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气；小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是______。（查阅资料）（1）将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。（2）二氧化硫能使品红溶液褪色。（设计并进行实验）他们设计了图3装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接，验证自己的猜想。（教师释疑）图1实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。（学生感悟）图3实验中，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得______（选填“锌”或“铜”）失去的电子生成了氢气。（得出结论）图2中两种金属触碰后铜______（选填“有”或“没有”）发生化学反应。（延伸应用）制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是______。（填序号）A．锌B．铜C．银【答案】无明显现象质量守恒定律品红溶液不褪色c锌没有A【解析】锌能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，图1实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面无明显现象。锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为。作出猜想：小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气；小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是质量守恒定律，稀硫酸中含有硫、氢、氧元素。（2）设计并进行实验：连接导管a与导管d，向品红溶液中通入气体一段时间，品红溶液不褪色，说明气体不是二氧化硫；选用正确方法收集气体一段时间后，向试管内伸入带火星的木条，木条不复燃，说明气体不是氧气；该气体应该是氢气，氢气密度比空气小，连接导管a与导管c，收集气体后用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指点火，气体燃烧，听到轻微的“噗”声，说明气体为氢气；学生感悟：图3实验中，锌失去的电子通过导线转移到铜片上，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得锌失去的电子生成了氢气。得出结论：图2中两种金属触碰后铜没有发生化学反应，是锌失去的电子形成锌离子。延伸应用：制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属，锌的金属活动性比铁强，铜、银的金属活动性比铁若，这种金属可以是锌；故填：A。5．（2021江苏盐城）化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。（1）完成“探究某种盐的性质”实验，填写下表。（2）处理“CO2的实验室制取与检验”实验废液。全班同学完成该实验共产生1000g含HCl废液（固体已除，大理石中杂质未参加反应），不能直接排放。（实验方案）先测定废液中HCl的质量分数，再用熟石灰处理废液至中性。（实验操作）①称量______NaOH固体，溶解，配制30g5%的NaOH溶液。②取100mL小烧杯，倒入20g废液样品，插入pH计测定溶液的pH，向废液样品中逐滴加入5%的NaOH溶液，实验过程中溶液pH变化如图所示。③投入______g熟石灰处理剩余废液（写出计算过程）。（实验反思）有同学提出也可以根据盐酸具有挥发性直接加热废液除去杂质HCl，并得到CaCl2。写出你的观点及理由：______。【答案】Na2CO3碱Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O4.9251.5g35.77g同意，HCl具有挥发性，蒸发后剩余固体是氯化钙【解析】（1）该盐能使酚酞溶液变红，说明溶液显碱性，能和氯化钡生成沉淀，能和稀盐酸生成气体，该盐是碳酸钠，显碱性，丙中碳酸钠和稀盐酸生成氯化钠二氧化碳和水，故填：Na2CO3；碱；Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。实验计算：解：设生成白色沉淀质量为x。x=4.925g故填：4.925。（2）[实验操作]①配制30g5%的NaOH溶液，需要氢氧化钠30g×5%=1.5g，故填：1.5g。③解设20g废液中HCl的质量为y，需要氢氧化钙质量为z。y=0.73g，HCl质量分数Z=35.77g[实验反思]同意，HCl具有挥发性，蒸发后剩余固体是氯化钙，故填：同意，HCl具有挥发性，蒸发后剩余固体是氯化钙。6．（2021海南）某兴趣小组对“人体吸入的空气和呼出的气体有什么不同”进行探究。(1)小明进行了实验并得出结论如下表，请补充完整。(2)小红认为实验③的结论不正确，并查阅到相关资料。（资料卡片）Ⅰ.经测定，人体吸入空气和呼出气体中各成分的体积分数大约是：Ⅱ.用氧气、二氧化碳传感器在烧杯顶部测量杯内两支蜡烛从点燃到全部熄灭后，杯内氧气和二氧化碳的浓度变化如图。Ⅱ.将燃着的木条插入含20%氧气和80%二氧化碳的集气瓶中，木条能正常燃烧。请结合以上资料，简述小红认为实验③结论不正确的理由。_______【答案】（1）浑浊（2）由资料Ⅲ可知，二氧化碳含量80%时木条仍能燃烧，而呼出气体中二氧化碳含量仅为4%，因此，不是呼岀气体中二氧化碳含量高导致木条熄灭。(或由资料Ⅱ可知，当氧气含量低于15.65%(约16%)时蜡烛熄灭，而呼出气体中氧气含量为16%，因此木条熄灭的原因是氧气含量不足)【解析】（1）收集两瓶呼出的气体，向其中一瓶气体中加入澄清的石灰水，振荡，呼出的气体中含有二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式；（2）由资料Ⅲ可知，二氧化碳含量80%时木条仍能燃烧，而呼出气体中二氧化碳含量仅为4%，因此，不是呼岀气体中二氧化碳含量高导致木条熄灭。(或由资料Ⅱ可知，当氧气含量低于15.65%(约16%)时蜡烛熄灭，而呼出气体中氧气含量为16%，因此木条熄灭的原因是氧气含量不足)7．（2021辽宁葫芦岛）许多化学反应无明显现象，氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应就是其中之一。（提出问题）怎样证明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应？（实验设计）同学们写出该反应的化学方程式______，并根据该反应原理分别设计了图一、图二两个实验。（实验验证）（1）第一组同学按图一所示，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。第二小组同学认为该实验不严谨，理由是______。于是同学们将该装置中氢氧化钠溶液换成______，做了对比实验，证明二者发生了反应。（2）第二组同学按图二所示，先将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到______，也证明二者发生了反应。（拓展延伸）同学们经过反思，设计并进行了图三所示的实验，观察到瓶中产生______，再次证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。（归纳总结）通过以上实验，同学们经过讨论，认为对于无明显现象的化学反应，可以通过检验反应物减少和______两个不同的角度证明反应的发生。（废液处理）实验结束后，同学们将上述实验中所有物质倒入同一洁净的烧杯中，得到无色澄清溶液，测得溶液的pH<7，且含有毒的钡离子。从环保的角度考虑，需要向烧杯中加入适量的______（填一种具体物质），将废液处理达标后再排放。【答案】（实验设计）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（实验验证）（1）二氧化碳溶于水也会产生相同现象（合理即可）等体积水（2）稀盐酸被吸入集气瓶中，集气瓶中产生大量气泡（合理即可）（拓展延伸）白色沉淀（归纳总结）有新物质生成（废物处理）Na2CO3（或碳酸钠）【解析】实验设计：氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；实验验证（1）二氧化碳会与水反应，能溶于水，所以认为根据上述实验现象不足以证明二者发生了化学反应，理由是：二氧化碳能溶于水且与水反应也会出现相同的现象，于是同学们将该装置中氢氧化钠溶液换成等体积水，做了对比实验，证明二者发生了反应；（2）第二组同学按图二所示，先将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到稀盐酸被吸入集气瓶中，集气瓶中产生大量气泡，也证明二者发生了反应；拓展延伸：同学们经过反思，设计并进行了图三所示的实验，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，观察到瓶中产生白色沉淀，证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应；归纳总结：通过以上实验，同学们经过讨论，认为对于无明显现象的化学反应，可以通过检验反应物减少和有新物质生成两个不同的角度证明反应的发生；废液处理：溶液中含有于都的钡离子，且溶液显酸性，会腐蚀下水管道，应该加入碳酸钠，碳酸钠和钡离子反应生成碳酸钡沉淀，且能中和废液的pH。故答案为：①2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；②二氧化碳溶于水也会产生相同现象（合理即可）③等体积水；④稀盐酸被吸入集气瓶中，集气瓶中产生大量气泡（合理即可）；⑤白色沉淀；⑥有新物质生成；⑦Na2CO3（或碳酸钠）。8．（2021黑龙江）已知Mg能在CO2中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO2中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：（查阅资料）①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。全属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。②Na2CO3溶液显碱性；CaCl2溶液显中性。（实验探究一）步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO2气体。步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO2中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。（问题讨论）（1）为获得纯净的CO2，可利用装置B除去CO2中混有的______；装置C中盛放的试剂是______。（2）步骤2中生成的黑色固体成分是______。（初步结论）Na能在CO2中燃烧。（提出问题）白色物质是什么？（猜想与假设）猜想一：氧化钠猜想二：碳酸钠；猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；猜想四：氢氧化钠。（3）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是______。（实验探究二）对白色物质是什么进行实验探究，方案设计如下：方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水。振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出：结论：白色物质中一定有______。方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。（反思与评价）（4）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是______。（5）请将方案2结论补充完整：______。（填化学式）（6）方案3中加入过量CaCl2溶液的目的是______。写出此反应的化学方程式______。（实验结论）（7）综上所述，你认为猜想______成立。（8）请写出Na在CO2中燃烧的化学方程式______。【答案】（实验探究一）（1）HCl浓硫酸（2）碳（3）反应物中无氢元素（实验探究二）碳酸钠（4）碳酸钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红色（5）Na2CO3（6）将碳酸钠完全除去（7）二（8）【解析】（1）大理石的成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，盐酸具有挥发性，二氧化碳气体中可能混有HCl气体，根据图示信息，装置B中装有饱和碳酸氢钠溶液，二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液，HCl气体能溶于饱和碳酸氢钠溶液中，所以，装置B除去CO2中混有的HCl；因为要收集一瓶干燥的二氧化碳，要去除水分，浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，所以可以用浓硫酸做干燥剂，故装置C中盛放的试剂是浓硫酸。故分别填：HCl；浓硫酸。（2）二氧化碳中含有碳元素和氧元素，钠中含有钠元素，盛有干燥的二氧化碳的集气瓶中还含有氧元素和氮元素，根据反应前后元素的种类不变，步骤2中生成的黑色固体成分是碳。故填：碳。（3）根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知：二氧化碳和金属钠反应生成了黑色的物质是碳，白色的物质不可能是氢氧化钠，因为反应物中无氢元素，故猜想四是错误的。故填：反应物中无氢元素。实验探究二：根据方案2，取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，则碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，所以，溶液中有气泡冒出，则白色物质中一定有碳酸钠。故填：碳酸钠。（4）根据方案1，取该样品少量于试管中，加入适量的水，根据题干信息，氧化钠溶于水生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红；但是，碳酸钠溶液也显碱性，也能使无色酚酞试液变红，所以，根据溶液变成红色不能判断白色物质中一定含有氧化钠。故填：碳酸钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红色。（5）根据方案2，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，则白色物质中一定有碳酸钠，其化学式为：Na2CO3。故填：Na2CO3。（6）向滤液中加入过量的氯化钙溶液后，出现白色沉淀，即氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，加入过量氯化钙是为了将碳酸钠完全除去，再向溶液里滴加无色酚酞试液，无明显现象，即能够证明样品中不含氧化钠；此反应的化学方程式为：。故分别填：将碳酸钠完全除去；。（7）根据方案2，取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出，则白色物质中一定有碳酸钠；向加入过量的氯化钙溶液的试管中滴加无色酚酞溶液，无明显现象，则样品中一定不含氧化钠；所以综上所述，可以证明猜想二成立。故填：二。（8）通过上述分析可知，Na在CO2中燃烧生成碳酸钠和碳，其化学方程式为：。9．（2021广东）用如图所示装置进行实验：（1）丙装置作用______。（2）如乙中澄清石灰水变浑浊，甲中发生反应的化学方程式为______。（3）探究反应后甲中黑色固体成分。已知：Fe3O4不与CuSO4反应。猜想一：黑色固体成分为Fe；猜想二：黑色固体成分为Fe3O4；猜想三：______。步骤一：步骤二：向样品A、B、C中分别加入足量CuSO4溶液。若通入CO时间为90s，要得到纯铁粉，则加热时间______s。【答案】（1）尾气处理，防止CO污染空气（2）（3）黑色固体成分为Fe、Fe3O4混合物猜想二猜想三有红色固体析出猜想一180【解析】（1）一氧化碳是有毒气体，且一氧化碳具有可燃性，一氧化碳与氧气在点燃条件下生成二氧化碳，丙装置作用尾气处理，防止CO污染空气；（2）乙中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，即一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，甲中发生反应的化学方程式为；（3）探究反应后甲中黑色固体成分：猜想一：黑色固体成分为Fe；猜想二：黑色固体成分为Fe3O4；猜想三：Fe、Fe3O4混合物铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，铁表面有红色固体析出，Fe3O4不与CuSO4反应，样品A、B、C中分别加入足量CuSO4溶液；A、无明显现象，说明产物只有四氧化三铁，则猜想二正确；B、有红色固体析出，说明有铜生成，即铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，说明反应后黑色固体中有铁；有少量黑色固体剩余，黑色固体与足量硫酸铜溶液没有完全反应，说明黑色固体中有四氧化三铁，则猜想三正确；C、猜想二、三得证，只有猜想一，即黑色固体是铁，铁和足量的硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，有红色固体析出，无黑色固体剩余，则猜想一正确；由步骤一、步骤二可知：若通入CO时间为90s，要得到纯铁粉，则加热时间为180s。10．（2021黑龙江）碳酸钠在生活中有广泛的用途，某化学兴趣小组同学为探究碳酸钠的化学性质，进行了如下实验：向盛有适量碳酸钠溶液的四支试管中分别加入下列试剂，实验现象记录如下：试管3中发生反应的化学方程式为_______________________________________。化学兴趣小组的同学对反应后溶液中溶质的成分进一步探究：小组同学将试管3中的物质过滤，得到滤液A。（提出问题）滤液A中溶质的成分是什么？（猜想与假设）猜想一：NaOH猜想二：NaOH和Na2CO3猜想三：________________猜想四：NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2（活动探究）①小组讨论：有同学认为猜想四不成立，原因是______________________________。②甲、乙两位同学分别用不同的方法进行实验：（反思与评价）①碳酸钠溶液呈______性，可以和盐酸、氢氧化钙、氯化钡等物质发生反应。②要验证反应后物质的成分，既要考虑生成物，还应考虑_____________________。【答案】溶液变红Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH（猜想与假设）NaOH、Ca(OH)2（活动探究）①碳酸钠与氢氧化钙不能共存②二有白色沉淀生成（反思与评价）①碱②反应物是否有剩余【解析】试管1中可观察到溶液变红，故填：溶液变红；试管3中碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH，故填：Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH；猜想与假设：若碳酸钠与氢氧化钙恰好完全反应，则滤液A中的溶质为氢氧化钠；若碳酸钠过量，则滤液A中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠；若氢氧化钙过量，则滤液A中的溶质为氢氧化钠和氢氧化钙，故填：NaOH、Ca(OH)2活动探究:①小组讨论：有同学认为猜想四不成立，原因是碳酸钠与氢氧化钙不能共存，故填：碳酸钠与氢氧化钙不能共存；②甲：取少量滤液A于试管中，加入过量的稀盐酸，有气泡生成，说明滤液中含有碳酸钠，实验结论为猜想二成立；乙：取少量滤液A于试管中，加入适量的Ba(NO3)2溶液，碳酸钠与Ba(NO3)2反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠，可观察到有白色沉淀生成；故填：二；有白色沉淀生成；反思与评价：①由上述的实验可知，碳酸钠溶液呈碱性，可以和盐酸、氢氧化钙、氯化钡等物质发生反应，故填：碱；②要验证反应后物质的成分，既要考虑生成物，还应考虑反应物是否有剩余，故填：反应物是否有剩余。11．（2021湖南岳阳）某化学兴趣小组用未知浓度的盐酸和碳酸钙反应，将制得的气体X通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象，同学们展开了如下探究：（提出问题）澄清石灰水未变浑浊的原因是什么？（查阅资料）①盐酸具有挥发性，易挥发出氯化氢气体②AgCl为白色且难溶于水的固体③CO2不溶于饱和的NaHCO3溶液④CO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式为：⑤CO2不与AgNO3溶液反应（作出猜想）澄清石灰水未变浑浊的原因甲同学的猜想：澄清石灰水已变质。乙同学的猜想：气体X中除了有CO2外，还有______（填化学式）气体杂质。（实验探究）同学们经过讨论后设计了如图实验装置进行探究，A、B试管中是AgNO3溶液，C试管中是澄清石灰水，连接好装置后通入气体X。①盛有AgNO3溶液的B装置的作用是______。②若A、B、C试管中的现象分别是______则甲、乙同学的猜想都正确。（实验反思）要除去上述CO2中的气体杂质，可以将气体通入到______（填字母）中。A．NaOH溶液B．Na2CO3溶液C．饱和NaHCO3溶液【答案】HCl检验氯化氢气体是否吸收干净A变浑浊、B澄清、C澄清C【解析】作出猜想：已知，盐酸具有挥发性，易挥发出氯化氢气体；氯化氢气体溶于水和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，导致石灰水不变浑浊，故猜想：气体X中除了有CO2外，还有HCl气体杂质。实验探究：①氯化氢溶于水和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银，故盛有AgNO3溶液的A装置的作用是检验并吸收氯化氢气体，盛有AgNO3溶液的B装置的作用是检验氯化氢气体是否吸收干净。②澄清石灰水已变质则二氧化碳不能使其变浑浊；若A、B、C试管中的现象分别是A变浑浊说明存在氯化氢气体、B澄清说明氯化氢气体已经被吸收干净、C澄清说明石灰水已经变质，则甲、乙同学的猜想都正确。实验反思：A．NaOH能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，以NaOH溶液能吸收二氧化碳气体，错误；B．CO2与Na2CO3溶液反应生成碳酸氢钠，故Na2CO3溶液不能用于除去上述CO2中的气体杂质，错误；C．CO2不溶于饱和的NaHCO3溶液，且饱和NaHCO3溶液能和氯化氢反应生成二氧化碳气体，故可以用于除去上述CO2中的气体杂质，正确。故选C。12．（2021山东菏泽）某化学兴趣小组为验证硫酸的部分化学性质，使用氢氧化钠、碳酸钠、金属铝和另外一种不同类别的物质A进行了相关实验。（1）实验时观察到稀硫酸与A反应有蓝色溶液生成，则A物质是______。（2）稀硫酸与氢氧化钠溶液反应时没有明显现象，为了证明二者发生了反应，该组同学设计了如图一所示实验，传感器测定的pH和温度随溶液质量变化的情况见图二、图三、则B溶液是______溶液，图三中的M与图二中X、Y、Z中的______数值相等。（3）该化学兴趣小组又做了如图所示实验：（提出问题）②号试管中无色溶液的溶质是什么？（作出猜想）猜想一：硫酸钠猜想二：硫酸钠硫酸猜想三：______（实验验证）该小组同学用试管取适量②号试管中的无色溶液，加入一种试剂后，根据产生的现象推断出了②号试管中溶质的成分，该试剂是______。（质疑反思）甲同学认为猜想三不能成立，因为①②号试管中溶液混合后烧杯中没有蓝色沉淀生成。乙同学则认为猜想三是可以成立的理由是______。【答案】CuO稀硫酸Y硫酸钠、氢氧化钠紫色石蕊试液如果①号试管中稀硫酸过量，则混合后，氢氧化钠先与稀硫酸反应生成硫酸钠和水，也不会产生蓝色沉淀【解析】（1）氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，有蓝色溶液生成，故A物质是CuO；（2）由图二可知，一开始pH大于7，随着反应的进行，pH逐渐减小至小于7，故B溶液是稀硫酸；图三中的M，温度最高，说明此时，氢氧化钠和稀硫酸恰好完全反应，氢氧化钠和稀硫酸恰好完全反应，pH=7，故与图二中Y数值相等；（3）作出猜想：氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，如果恰好完全反应，则溶质为硫酸钠，如果稀硫酸过量，则溶质为硫酸、硫酸钠，如果氢氧化钠过量，则溶质为：氢氧化钠、硫酸钠，故猜想三：硫酸钠、氢氧化钠；实验验证：该试剂可以是紫色石蕊试液，紫色石蕊试液遇酸变红，遇碱变蓝，在中性溶液中不变色，如果加入紫色石蕊试液，溶液变红，说明猜想二成立，如果溶液变蓝，猜想三成立，如果不变色，则猜想一成立；质疑反思：如果①号试管中稀硫酸过量，则混合后，氢氧化钠先与稀硫酸反应生成硫酸钠和水，也不会产生蓝色沉淀。13．（2021湖北恩施土家族苗族自治州）古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。（查阅资料）（1）铜锌合金（又称：假黄金）外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。（2）标准状况下，氢气密度p≈0.09g/L。（进行实验）同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。（实验结论）该面具是假黄金。（深入探究）为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数、小明同学利用上述方案二设计了如下实验：Ⅰ、按如图所示组装实验装置，并______。Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0g黄金面具祥品，注射器中吸入25mL稀硫酸。Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸、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），如下表。（1）上表中的数据x=______。（2）分析数据、完全反应后生成氢气的体积V=______mL。（数据处理）此黄金面具中锌的质量分数ω1=______。（反思评价）（1）小红对小明的方案和数据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：______→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数ω2。（2）鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。（表达交流）ω1和ω2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由：______。【答案】黄金表面变黑有红色固体生成，溶液从蓝色变为无色检查装置的气密性52051530.1%过滤氢气在锥形瓶内有残留【分析】本题考查计算和对数据的处理。【解析】进行实验：一、根据题意，合金中含有铜，铜和氧气反应生成黑色的氧化铜，可以通过加热来判断该金属是合金而不是黄金；三、合金中的锌可以和氯化铜溶液反应，生成无色溶液和红色的铜，因此实验现象为：有红色固体生成，溶液从蓝色变为无色；深入探究：Ⅰ、实验开始前要检查装置的气密性；（1）分析表格中数据，当第1次加入5mL稀硫酸时，产生200mL氢气，第2次加入加入5mL稀硫酸时，气体总体积为400mL氢气，以此类推，当第3次加入稀硫酸时，产生气体的总体积应该是400mL+200mL=600mL，而实际只有515mL，说明第3次已经将金属中的锌完全反应了，第4次排出的体积是5mL稀硫酸的体积，所以第4次的体积是515mL+