2022年中考化学真题分项汇编-专题20科学探究(通用版•第2辑)

专题20科学探究1.【2022广州中考】某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2，产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。（1）废液成分的确定①写出制备CO2的化学方程式_______。②推测废液所含溶质推测一：_______推测二：CaCl2和HCl③若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？_______(填标号)A.石蕊溶液B.AgNO3溶液C.锌粒D.CuO粉末（2）废液的处理实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl，小组决定用Na2CO3除去它们。【提出问题】如何估算Na2CO3固休的用量？【进行实验】取100mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。【结果讨论】①a→b阶段，观察到烧杯中的现象是_______。②b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为_______。③c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明处理100mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积_______120mL。(填“大于”“等于”或“小于”)④将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重，质量为4g。若处理10L该废液，理论上需要Na2CO3固体___g。(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1g/cm3)【答案】（1）①②CaCl2③ACD（2）①有气泡产生②③小于④424【解析】（1）①实验室用大理石（或石灰石）和稀盐酸制取CO2，大理石的主要成分碳酸钙和盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式：。②碳酸钙和盐酸恰好完全反应时溶质只有氯化钙，则推测一：氯化钙；盐酸过量时推测二：CaCl2和HCl；③根据推测，主要是证明盐酸的有无即可判断是哪种推测；A.盐酸会使石蕊试液变红色；则样品滴加石蕊试液后变红了，则有盐酸，推测二成立；如果石蕊试液不变色，推测一成立；正确；B.溶液中有氯化钙，提供了氯离子，硝酸银和氯化钙反应产生氯化银沉淀和硝酸，盐酸和硝酸银也会产生氯化银沉淀，所以不能用硝酸银溶液验证是否有盐酸，错误；C.盐酸和锌反应产生氯化锌和氢气，会产生气体；则锌粒中加入样品后产生气泡，则有盐酸，推测二成立；如果没有气泡，推测一成立；正确；D.氧化铜和盐酸反应产生氯化铜和水，固体会减少或消失，溶液变蓝色；则氧化铜中加入样品后固体会减少或消失，溶液变蓝色，则有盐酸，推测二成立；如果固体不减少，溶液不变蓝色，推测一成立；正确；故选ACD。（2）①废液中的溶质是CaCl2和HCl，向其中加入碳酸钠，碳酸钠先和盐酸反应产生氯化钠、水和二氧化碳，然后碳酸钠和氯化钙反应产生碳酸钙沉淀和氯化钠，根据图像a→b阶段，是碳酸钠和盐酸反应，则会观察到烧杯中有气泡产生。②碳酸钠溶液显碱性，b点后曲线平缓阶段，是碳酸钠和氯化钙反应，氯化钠溶液显中性，反应的化学方程式为：。③c点时，溶液显碱性，碳酸钠过量，结合图像分析，说明处理100mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积小于120mL。④100mL废液，产生碳酸钙的质量是4g，设要碳酸钠的质量是x。则10L（即：10000mL）该废液，理论上需要Na2CO3固体：。2.【2022湖北宜昌中考】运用化学知识，开展科学探究。探究一、久置的物质能否继续使用【实验探究】小明家中有久置的食品干燥剂（主要成分为生石灰）和消毒用双氧水（过氧化氢溶液），为探究能否继续使用，在老师指导下，他与同学们在实验室探究如下：食品干燥剂消毒用双氧水操作取样于烧杯中，加适量水取样于烧杯中，加适量二氧化锰现象___________没有气泡产生结论还能继续使用___________反思与交流：久置的双氧水可能失效，反应的化学方程式为___________。探究二、某些酸、碱、盐之间能否发生反应【实验探究】化学小组在实验过程中，部分记录如下表：加了酚酞的氢氧化钠溶液碳酸钠溶液硝酸钡溶液滴加稀硫酸溶液呈红色产生气泡产生白色沉淀反思与交流：（1）有白色沉淀生成的反应化学方程式为___________。（2）甲同学认为硫酸与氢氧化钠没有发生反应，其理由是___________；乙同学认为它们发生了反应，只需从“试剂用量”角度作实验改进即可证明，其方法是___________。【废液处理】实验后的废液需进行无害化处理，使溶液呈中性且不含钡离子等。经讨论，同学们将上述废液按下列步骤进行处理：步骤ⅠⅡⅢIV方法将三组废液倒入同一烧杯中静置滴加足量的硫酸钠溶液加过量的X现象浑浊，产生气泡，红色消失分层无明显现象……反思与交流：（1）步骤Ⅱ静置后的上层清液中，除酚酞外一定含有的溶质是___________（填化学式，下同）：溶质种类最多时，溶质有___________。（2）步骤Ⅳ加过量X的目的用化学方程式可表示为___________。【答案】①烧杯发热②不能继续使用③④⑤溶液颜色无明显变化⑥继续加稀硫酸至红色消失⑦NaNO3⑧NaNO3、Na2SO4、H2SO4、HNO3⑨，H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑【解析】探究一、久置的物质能否继续使用［实验探究］久置的食品干燥剂（主要成分为生石灰），取样于烧杯中，加适量水，因为得出的结论是还能继续使用，所以样品中还含有生石灰，生石灰和水反应放热，故实验现象是：烧杯发热。久置的消毒用双氧水（过氧化氢溶液），取样于烧杯中，加适量二氧化锰，如果还含有过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下能分解产生氧气，实验中可观察到有气泡产生，而实验现象是没有气泡产生，说明溶液中已不含过氧化氢，消毒作用已失去，故实验结论是不能继续使用。反思与交流：久置的双氧水失效，是因为过氧化氢分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：。探究二、某些酸、碱、盐之间能否发生反应反思与交流：（1）硝酸钡溶液中加入稀硫酸，硝酸钡和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡，故有白色沉淀生成的反应化学方程式为：。（2）氢氧化钠能使无色酚酞溶液呈红色，故加了酚酞的氢氧化钠溶液呈红色，由于滴加稀硫酸后溶液仍然呈红色，说明溶液中含有氢氧化钠，甲同学认为硫酸与氢氧化钠没有发生反应，其理由是：溶液颜色无明显变化；根据酸和碱的化学性质，稀硫酸和氢氧化钠能反应生成硫酸钠和水，甲同学的实验是滴加的稀硫酸不足，没有将氢氧化钠完全反应，所以溶液仍然呈红色，如果继续滴加稀硫酸，将氢氧化钠全部反应，溶液就会变为无色，故乙同学认为它们发生了反应，只需从“试剂用量”角度作实验改进即可证明，其方法是：继续加稀硫酸至红色消失。［废液处理］反思与交流：（1）三组实验中加入的试剂除了酚酞，还有稀硫酸、氢氧化钠、碳酸钠、硝酸钡，稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，稀硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，稀硫酸和硝酸钡反应生成硫酸钡和硝酸。三组废液混合时观察到的现象是：浑浊，产生气泡，红色消失。红色消失，说明步骤Ⅱ静置后的上层清液中不存在碳酸钠和氢氧化钠，因为这两种物质呈碱性，能使酚酞变红；产生气泡，说明稀硫酸和碳酸钠反应中，稀硫酸不足，碳酸钠有剩余，混合后碳酸钠和硝酸钡与稀硫酸反应产生的硝酸或该反应中剩余的稀硫酸反应生成二氧化碳气体，将三组废液倒入同一烧杯中，硝酸与原来和稀硫酸反应时剩余的氢氧化钠反应生成硝酸钠和水，如果废液混合前硝酸钡有剩余，硫酸钠和硝酸钡也能反应生成硫酸钡和硝酸钠，根据混合后的现象，硫酸、硝酸钡、硫酸钠、硝酸不能确定，但硝酸钡和硫酸、硫酸钠不可能同时存在，故步骤Ⅱ静置后的上层清液中，除酚酞外一定含有的溶质是硝酸钠，其化学式为：NaNO3。因为硝酸钡和硫酸、硫酸钠不可能同时存在，故溶质种类最多时，除酚酞外溶质有：NaNO3、Na2SO4、H2SO4、HNO3。（2）步骤Ⅲ向静置后的上层清液中滴加足量的硫酸钠溶液，无明显现象，说明上层清液中不含钡离子。根据实验后的废液需进行无害化处理，使溶液呈中性且不含钡离子的要求，步骤Ⅲ已证明不含钡离子，而废液中还可能含有H2SO4、HNO3，故步骤Ⅳ加过量X的目的是除去H2SO4、HNO3，因为碳酸钙能跟酸反应，过量的碳酸钙又难溶于水，所以X最好选择碳酸钙，硝酸和碳酸钙反应生成硝酸钙、水和二氧化碳，化学方程式为：；若含有硫酸，硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，化学方程式为：H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑。3.【2022湖南岳阳中考】小明在做课后习题时，看到了化学方程式，联想到医院在用X射线检查肠胃病时让患者服用的“钡餐”，其主要成分是BaSO4。【查阅资料】BaSO4不会被人体吸收，对身体无害，但Ba2＋是重金属离子，对身体危害较大。【提出问题】与BaSO4一样，BaCO3也不溶于水，有同学提出BaCO3是否也可用作“钡餐”？【实验探究】模拟胃液环境设计以下方案：实验操作实验现象实验分析实验结论取少量BaCO3粉末于试管中，向其中滴加适量____________产生该现象的化学方程式为______BaCO3不可用作“钡餐”【反思交流】从BaSO4性质角度分析，BaSO4不被人体吸收可作“钡餐”的原因是______。【答案】①稀盐酸②有气泡产生③④BaSO4不溶于水，不与胃液中的盐酸反应【解析】[实验探究]胃液中含有盐酸，则实验中滴加稀盐酸，稀盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡、水和二氧化碳，氯化钡是重金属盐，溶于水，会使人中毒，则BaCO3不可用作“钡餐”。实验操作实验现象实验分析实验结论取少量BaCO3粉末于试管中，向其中滴加适量稀盐酸有气泡产生产生该现象的化学方程式为BaCO3不可用作“钡餐”[反思交流]BaSO4不溶于水，不与胃液中的盐酸反应，BaSO4不会被人体吸收，对身体无害，故从BaSO4性质角度分析，BaSO4不被人体吸收可作“钡餐”的原因是BaSO4不溶于水，不与胃液中的盐酸反应。4.【2022湖南常德】实验室常用的干燥剂分碱性、酸性、中性三种类别。碱石灰是一种常用的碱性干燥剂，其成分为NaOH和CaO，它吸水能力强，不能干燥二氧化碳气体，在实验室应密封保存。【学习交流】碱石灰不能干燥二氧化碳气体的原因分析原因一：氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠；原因二：_______。实验室有一瓶因敞口久置后变质的碱石灰，某化学兴趣小组对其成分展开讨论与探究：【提出猜想】变质的碱石灰除含水以外，可能还含有哪些成分？猜想一：NaOHCa（OH）2猜想二：NaOHCa（OH）2CaCO3猜想三：NaOHCaCO3猜想四：Na2CO3Ca（OH）2猜想五：Na2CO3CaCO3【提出质疑】兴趣小组部分同学认为猜想_______不合理，应改为_______。【查阅资料】兴趣小组为了更好地进行实验探究，将常见盐的水溶液的酸碱性整理如下：氯化钠硝酸钠碳酸钠氯化钙硝酸钙氯化钡硝酸钡硫酸铜中性中性碱性中性中性中性中性酸性【实验探究】取少量碱石灰样品于试管中，加入足量蒸馏水。（1）若发现样品完全溶解，则证明猜想_______正确；（2）若发现样品未完全溶解，过滤后得到滤渣M和溶液N，进行相关实验。实验一：向溶液N中先滴加几滴酚酞溶液，可观察到溶液_______，仅根据此现象不能证明任一猜想是否正确，原因是_______，在此基础上，应如何设计实验证明猜想五正确？请写出实验操作及现象：_______。实验二：向滤渣M中加入适量盐酸，可看到有气泡产生，反应方程式为_______。【拓展延伸】干燥剂的选择要视被干燥气体的性质而定，碱性干燥剂不能干燥酸性气体，同理，酸性干燥剂不能干燥碱性气体。总之，干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应。【答案】①氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙②四③NaOH、Na2CO3、CaCO3④一⑤变红⑥溶液中一定含氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠中的一种或两种，溶液一定呈碱性，一定能使无色酚酞试液变红⑦取少量溶液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，充分反应后，溶液呈无色，说明猜想五正确⑧【解析】学习交流：原因二：氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，故碱石灰不能干燥二氧化碳气体；提出质疑：氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，不能共存，故猜想四不合理，如果氢氧化钠部分变质，氧化钙完全变质生成碳酸钙，则含有NaOH、Na2CO3、CaCO3；实验探究：（1）样品完全溶解，说明不含碳酸钙，则猜想一正确；（2）实验一：向溶液N中先滴加几滴酚酞溶液，溶液中一定含氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钙中的一种或两种，溶液一定呈碱性，一定能使无色酚酞试液变红，故仅根据此现象不能证明任一猜想是否正确；氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，可加入过量的氯化钙溶液，过量的氯化钙可检验碳酸钠且将碳酸钠除尽，完全反应后，溶液呈无色，说明溶液中只含碳酸钠，则猜想五正确，故填：取少量溶液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，充分反应后，溶液呈无色，说明猜想五正确；实验二：滤渣M为碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；5.【2022江苏苏州中考】铁黄（FeOOH）是重要的化工产品。某科研小组在实验室进行铁黄制备研究。已知：①铁黄制备原理②为促进生成的铁黄沉淀有序生长，实验时需加入少量已制铁黄作为晶种。（1）FeOOH可表示为xFe2O3·yH2O，其中=___________。（2）铁皮处理：取一定量铁皮，用稀硫酸除去表面铁锈。该除锈反应的化学方程式为_____。（3）制备铁黄：在如图所示装置的三颈烧瓶内进行制备。步骤一：加入一定量除锈后的碎铁皮步骤二：加入含有少量铁黄晶种的悬浊液；步骤三：滴加少量FeSO4溶液；步骤四：控制合适条件，边搅拌边鼓入空气，充分反应48小时，得到大量FeOOH沉淀。①将三颈烧瓶中所得FeOOH沉淀分离出来的实验操作是___________（填操作名称）。②为提高产品纯度，需洗涤分离出的沉淀。洗涤前沉淀表面吸附的阴离子为_________（填离子符号）。③实验中仅滴加少量FeSO4溶液，就能得到大量FeOOH沉淀，其原因是___________。【答案】（1）Ⅰ（2）（3）①过滤②③FeSO4转化为FeOOH的同时生成H2SO4，H2SO4与碎铁皮反应生成FeSO4，循环反应至碎铁皮完全消耗【解析】（1）根据铁黄的化学式可知铁原子和氢原子得个数比是：，则由可得，故填：1；（2）稀硫酸除去表面铁锈是硫酸与铁锈中的氧化铁反应生成硫酸铁和水，化学方程式为：；（3）①如图所示，三颈烧瓶中是含有晶体的悬浊液，故将FeOOH沉淀分离出来的操作是：过滤；②根据题中铁黄制备原理可知，反应后的溶液中含有硫酸，而硫酸的阴离子是硫酸根离子，故填：；根据铁黄制备原理可知反应后会生成硫酸，而硫酸会与铁皮反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁会继续和氧气以及水反应继续生成铁黄和硫酸，直至铁皮完全反应，故填：FeSO4转化为FeOOH的同时生成H2SO4，H2SO4与碎铁皮反应生成FeSO4，循环反应至碎铁皮完全消耗。6.【2022河北中考】化学课上，老师组织学生对家用除湿盒(如图1所示)进行了如下探究。【资料信息】◆吸湿区内黑色颗粒是活性炭，白色颗粒是初中化学一种常见物质。◆使用一段时间后，集水区内有大量液体和少量固体，且气温越低固体越多。【知识应用】除湿盒内活性炭的作用是除去空气中的异味，利用了其______性。【提出问题】白色颗粒是什么物质？【作出猜想】猜想Ⅰ：氧化钙；猜想Ⅱ：氢氧化钠；猜想Ⅲ：氯化钙。猜想依据：氧化钙能与水反应，氢氧化钠和氯化钙在空气中容易______水分。【交流讨论】从安全性考虑，因为氢氧化钠具有强烈的______，所以否定了猜想Ⅱ。【进行实验】已知氯化钙溶液呈中性，不与空气中的成分反应。小组同学设计并进行了图2所示的实验。【解释与结论】小组同学依据实验得出结论：白色颗粒是氯化钙。(1)步骤②的现象是______。(2)步骤③的化学方程式为______(写一个)。【拓展交流】同学们查阅到氯化钙在不同温度下的溶解度如下表：温度/℃010203040溶解度/g59.565.074.5100116(1)集水区内“气温越低固体越多”的原因是______。(2)从绿色化学的角度考虑，除湿盒使用后，对集水区内物质的处理建议是______。【答案】吸附；

吸收；

腐蚀性

；溶液为紫色；

CaCl2+Na【解析】【知识应用】活性炭具有吸附性，故除湿盒内活性炭的作用是除去空气中的异味，利用了其吸附性；故答案为：吸附性；【作出猜想】氢氧化钠和氯化钙易潮解，吸收空气中的水蒸气；故答案为：吸收；【交流讨论】氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，因此除湿盒内不会是氢氧化钠；故答案为：腐蚀性；【解释与结论】(1)紫色石蕊试液在中性溶液中不变色，白色颗粒是氯化钙，氯化钙溶液呈中性，因此滴入紫色石蕊试液，仍为紫色；故答案为：溶液为紫色；(2)钙离子与碳酸根离子结合成碳酸钙白色沉淀，因此可以是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；化学方程式为：CaCl2+Na2C【拓展交流】(1)从表中的数据可以看出，氯化钙的溶解度随着温度的升高而升高，因此集水区内“气温越低固体越多”的原因是温度低，溶解度变小，析出的固体变多；故答案为：温度低，溶解度变小，析出的固体变多；(2)从绿色化学的角度考虑，除湿盒使用后，对集水区内物质的处理建议是干燥后重复使用；故答案为：干燥后重复使用。7.【2022湖南湘潭中考】同学们在学习“化学反应中的能量变化”时，进行了如下探究实验。Ⅰ.实验中，触摸试管外壁，都有发热现象，说明实验甲和实验乙的反应均为__________（填“吸热”或“放热”）反应。实验甲反应的化学方程式是__________，其中氧化钙常用作__________。II.拓展探究【提出问题】实验乙反应后的溶液中溶质成分是什么？【进行猜想】猜想一：可能是氯化镁猜想二：可能是氯化镁和__________。【实验探究】验证猜想，设计并进行了如下实验：实验操作实验现象实验结论小明取少量该溶液于试管中，滴加2~3滴无色酚酞溶液溶液不变色猜想一成立小红取少量该溶液于试管中，逐滴加入氢氧化钠溶液先无明显现象后出现________猜想二成立【交流讨论】同学们提出小明的实验结论不正确，理由是________。【实验反思】分析反应后溶液中溶质成分时，除要考虑生成物外，还需考虑反应物是否过量。Ⅲ.定量分析为进一步确定实验乙反应后溶液中各溶质成分含量，做了如下实验。请参照图中提供的数据计算：（1）产生沉淀的质量为_______克。（2）原混合溶液中氯化镁的质量是多少？______（写出具体的解题过程，下同）（3）恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数是多少______？【答案】①放热②③干燥剂④氯化氢⑤白色沉淀⑥无色酚酞遇中性溶液和酸性溶液均不变色（1）5.8；（2）9.5g；（3）10%。【解析】Ⅰ.实验中，用手触摸试管外壁，发现都有发热现象，说明实验甲和实验乙的反应均为放热反应，故填：放热；氧化钙与水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式：，故填：；氧化钙能与水发生反应，且反应放热，则氧化钙常用作干燥剂，故填：干燥剂；II.【进行猜想】实验乙是稀盐酸与镁条反应，则反应程度可以是恰好完全反应或者稀盐酸过量或者镁过量，则实验乙反应后的溶液中溶质成分氯化镁或者氯化镁和氯化氢，故填：氯化氢；【实验探究】要证明实验乙中溶质成分为氯化氢和氯化镁，小红取少量该溶液于试管中，逐滴加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与氯化氢反应生成氯化钠和水，该反应无明显现象，氢氧化钠与氯化镁反应生成氯化钠和氢氧化镁白色沉淀，故可以观察到的实验现象为先无明显现象后出现白色沉淀，故填：白色沉淀；【交流讨论】小明取少量该溶液于试管中，滴加2~3滴无色酚酞溶液，发现溶液不变色，则该溶液可能是中性溶液也可能是酸性溶液，则该溶液中溶质的成分可能是氯化镁或者是氯化镁和氯化氢，于是同学们提出小明的实验结论不正确，理由是无色酚酞遇中性溶液和酸性溶液均不变色，故填：无色酚酞遇中性溶液和酸性溶液均不变色；Ⅲ.定量分析（1）反应前溶液的质量之和为，反应后溶液质量为234g，则完全反应产生的产生的沉淀质量为，故填：5.8。（2）反应生成的沉淀的质量为5.8g，该沉淀为氢氧化镁。解：设原混合溶液中氯化镁的质量为x。答：原混合溶液中氯化镁的质量为9.5g。⑨反应生成的沉淀的质量为5.8g，该沉淀为氢氧化镁；恰好完全反应后，溶质为氯化钠。（3）解：设与氯化镁反应的氢氧化钠的质量为x，反应生成的氯化钠的质量y。则与氯化氢反应的氢氧化钠的质量为，设与稀盐酸反应生成氯化钠的质量为z。恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数是答：恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数是10%。8.【2022江苏泰州中考】某化学兴趣小组时学对家中“管道疏通剂”进行下列探究：“管道疏通剂”包装袋上相关信息如图。查阅资料：铝和氢氧化钠固体遇水反应放出大量的热，能加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生的气体能增加管道内的气压，利于疏通。该反应的化学方程式为：。(注：NaA1O2名称为偏铝酸钠，溶液显碱性，)（1）该疏通剂与水反应产生的___在空气中遇到明火可能会引起爆炸。该疏通剂需密封保存的原因是成分中的___(填化学式)会与空气中有关物质发生反应，其中发生化合反应的化学方程式为___。（2）小华使用该疏通剂疏通某塑料软管时发现软管变形，原因可能是_____(写出一个即可)，活动二：探究成分作用（3）小夏取少量该疏通剂加入适量水，充分反应后，无固体残留，说明疏通剂中____一定已完全反应。取少量反应后溶液，向其中滴入1滴酚酞试液，可观察到溶液呈____色。（4）该疏通剂中含有硝酸钠，硝酸钠中氮元素的化合价为____。硝酸钠与氢氧化钠和铝粉均不反应，同学们对于疏通剂中硝酸钠的作用感到好奇。通过科学方法检验、该疏通剂与水反应前后硝酸钠的质量和化学性质均没有改变。由此，小夏猜测：硝酸钠可能是铝粉和氢氧化钠溶液反应的催化剂。为判断该猜测是否正确，请你设计一个实验方案：____。(实验方案包括操作、现象和结论。可选用的试剂有：铝粉、氢氧化钠溶液，硝酸钠粉末)活动三：开展定量分析（5）小文设计了图1装置测定该疏通剂样品中铝粉的质量分数。将300mg固体样品和足量水分别放在Y形管两侧，倾斜Y形管，将水倒入左侧：充分反应后，冷却到室温，利用量气管和水准管测定反应生成的氢气体积为100mL。已知该条件下氢气密度为0.09mg/mL。请计算样品中铝粉的质量分数。(写出计算过程)____。（6）小明设计了不同的实验方案，装置如图2，精确称量了该装置在反应前后的质量，将其质量差作为生成氢气的质量，由此计算出样品中铝粉的质量分数。小明和小文测定过程均操作规范，小明测定的样品中铝粉的质量分数却比小文大，原因可能是_____。【答案】（1）氢气；NaOH、Al；；（2）铝和氢氧化钠固体遇水反应放出大量的热，使塑料软管变形；（3）铝；红；（4）+5；操作：取两支相同的试管甲和乙，分别装入等量的铝粉，乙试管还要加入适量硝酸钠粉末，然后，同时加入等量足量的氢氧化钠溶液；现象：观察到乙试管产生气泡的速率比甲试管快；结论：硝酸钠能加快铝和氢氧化钠的反应；（合理即可）（5）设样品中铝粉的质量分数为x。答：样品中铝粉的质量分数是27%。（6）铝和氢氧化钠固体遇水反应放出大量的热，使水分蒸发跑出装置，装置的质量差除了氢气、还有水蒸气，所以结果偏大【解析】（1）根据题目信息，该疏通剂与水反应产生氢气，氢气可燃，氢气和空气混合遇到明火可能爆炸；该疏通剂中含有铝、氢氧化钠，NaOH和空气中的二氧化碳反应产生碳酸钠、水；Al和空气中的氧气反应产生氧化铝，该反应是两种物质反应产生一种物质的化合反应，反应的化学方程式为；所以要密封保存；（2）塑料软管变形，原因可能是铝和氢氧化钠固体遇水反应放出大量的热，使塑料管变形(合理即可)；（3）疏通剂中硝酸钠溶于水，氢氧化钠溶于水，铝不溶于水；氢氧化钠和铝反应产生的偏铝酸钠也溶于水，充分反应后，无固体残留，说明铝一定已完全反应；反应后溶液含有偏铝酸钠，其溶液显碱性，碱性溶液使酚酞试液变红；（4）硝酸钠中，钠是+1价，氧是-2价，设氮的化合价是x，则：（+1）+x+（-2）×3=0，x=+5；通过科学方法检验、该疏通剂与水反应前后硝酸钠的质量和化学性质均没有改变；所以只要证明硝酸钠能改变铝粉和氢氧化钠溶液反应的速率，即可证明硝酸钠可能是铝粉和氢氧化钠溶液反应的催化剂，因为催化剂能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质均没有改变；则设计实验：操作：取两支相同的试管甲和乙，分别装入等量的铝粉，乙试管还要加入适量硝酸钠粉末，然后，同时加入等量足量的氢氧化钠溶液；现象：观察到乙试管产生气泡的速率比甲试管快；结论：硝酸钠能加快铝和氢氧化钠的反应；（合理即可）；（5）见答案。（6）小明的实验方案是利用差量法，测定氢气的质量；但是铝和氢氧化钠固体遇水反应放出大量的热，此时水分蒸发跑出装置，则反应前后装置的质量差除了氢气、还有水蒸气，得出的氢气的质量偏大，所以结果偏大。9.【2022山西中考】胜利中学与某沿海学校建立了“手拉手，结对子”的联盟校。今年，由于受到疫情影响，两所学校的同学无法实地交流，于是借助数字化平台进行了“云端”活动，他们对海洋中海水利用概况、海水处理技术、车间废水成分以及海洋发展前景等展开了项目化学习的探究。任务一：调查海水利用概况【查阅资料】我国海水利用主要有海水直接利用、海水淡化、海水化学资源利用等。【分析交流】两所学校的同学们共同获悉，海水里的化学资源有______（写1种）。任务二：咨询海水处理技术【咨询专家】同学们通过数字化平台，向海洋专家进行了咨询，专家介绍，海水淡化使用了反渗透膜淡化技术，其工作原理如图所示。【小组讨论】同学们对以下两个问题，进行了网上交流并达成共识。（1）海水通过反渗透膜，发生改变的是______。（2）淡化后的海水可用于______（写1种）。任务三：探究海水提取车间废水成分沿海学校的同学获得一瓶海水提取车间的废水，在“云端”共同完成了如下探究。【教师指导】①提取车间未经处理的废水含有酸性物质。②BaSO4为难溶于水的白色沉淀。【猜想假设】该强腐蚀性废水中可能含有硫酸和盐酸。【进行实验】设计实验方案，探究废水成分。项目实验步骤实验现象实验结论方案①取少量废水于试管中，滴入几滴紫色石蕊溶液。______废水中含有硫酸和盐酸②另取少量废水于试管中，滴加过量Ba（NO3）2溶液，静置。产生白色沉淀③取步骤②的上层清液于试管中，滴加几滴______。产生白色沉淀【反思评价】（1）废水中不含碳酸根离子的原因是______。（2）步骤③中发生反应的化学方程式为______。任务四：展望海水发展前景【小组交流】同学们了解到随着海水农业技术的创新和推广，富含碘、硒等微量元素的海水食物将为人类健康提供必要的保障，他们一致认为，经常食用可预防的疾病是______（写1种）。【成果分享】通过“云端”合作，同学们知道了海洋作为人类重要的资源宝库，不仅可以提供丰富的自然资源，还可以通过科技手段推动再生资源的开发和利用。【答案】①氯化钠（合理即可）②含盐量降低/密度减小（合理即可）③生活用水/工业用水（合理即可）④紫色石蕊溶液变红/溶液变红⑤AgNO3溶液/硝酸银溶液⑥碳酸根离子能与氢离子发生反应⑦⑧甲状腺期肿大【解析】【分析交流】海水中含有多种类物质，含量较多的资源则是氯化钠，是食盐的主要来源之一，任意写出一种即可。【小组讨论】同学们对以下两个问题，进行了网上交流并达成共识。（1）通过图示可知，海水通过反渗透膜，海水变为淡水，则是含盐量降低，因除去了大部分可溶性的盐，其密度也随之减小。（2）淡化后的海水可直接用于生产生活，生活用水、工业用水、灌溉等；【进行实验】设计实验方案，探究废水成分。根据实验结论废水中含硫酸和盐酸，呈酸性能使紫色石蕊溶液变红，所以步骤①的实验现象是之色石蕊溶液变红；步骤②加入过量的硝酸钡，则除去了废水样品中的硫酸，剩余溶质有硝酸钡和盐酸，则步骤③是为了证明其中含有盐酸，所以应加入的试剂是硝酸银溶液。【反思评价】（1）废水中不含碳酸根离子的原因是已证明废水中含盐酸和硫酸，氢离子会与碳酸根离子发生反应，所以废水中不含碳酸根离子。（2）步骤③中发生反应是硝酸银溶液与稀盐酸反应生成氯化银沉淀和硝酸，方程式为：。【小组交流】同学们了解到随着海水农业技术的创新和推广，富含碘、硒等微量元素的海水食物将为人类健康提供必要的保障，使用含碘的食物，可以预防大脖子病（甲状腺肿大）。10.【2022四川眉州中考】同学们在学习过程中了解到Mg能在CO2中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na比Mg活泼，由此猜想Na也能在CO2中燃烧，实验小组进行以下实验探究：【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，生成白色物质氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。②Na2CO3溶液显碱性；CaC12溶液显中性。【实验探究一】Na能在CO2中燃烧吗？步骤1：制取并收集一瓶纯净干燥的CO2气体。步骤2：将燃着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）步骤2中生成的黑色固体是______。【初步结论】Na能在CO2中燃烧。【实验探究二】Na在CO2中燃烧的产物中白色物质成分的探究。【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；清想四：氢氧化钠。（2）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是______。【设计方案与实验】方案1：取该样品少里于试管中，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Na2CO3。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】（3）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是______。（4）方案3中加入过里CaC12溶液的目的是______。【实验结论】（5）综上所述，你认为猜想______成立。（6）写出Na在CO2中燃烧的化学方程式______。【答案】（1）碳（2）反应物中不含有氢元素，不能生成氢氧化钠（3）碳酸钠溶液呈碱性，也能使酚酞变红色（4）检验并除去碳酸钠（5）二（6）【解析】实验探究一：问题讨论：（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应物中含Na、C、O，故生成的黑色固体可能是碳；实验探究二：猜想与假设：（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中不含氢元素，不可能生成氢氧化钠，故猜想四是错误的；反思与评价：（3）由于碳酸钠显碱性，能使酚酞变红，故加水后溶液显碱性也有可能是因为碳酸钠的缘故，故方案1得出的结论不正确，故填：碳酸钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红色；（4）加入氯化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，故方案3中加入过量CaCl2溶液的目的是检验并且除去碳酸钠；实验结论：（5）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，说明溶液中含有碳酸钠，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象，说明溶液中不含有氢氧化钠，说明只有碳酸钠，猜想二成立，故填：二；（6）根据题意，钠和二氧化碳在点燃的条件下反应生成碳酸钠和碳，化学方程式为：。11.【2022福建中考】ZB是常用的阻燃剂。已知：I.用硼酸(H3BO3)与ZnO、H2O合成ZB，ZB的组成会受温度等合成条件的影响。Ⅱ.ZB受热，先释放出水；当温度高于350℃，生成ZnO和B2O3固体；继续升温到400℃以上，B2O3熔化玻璃态物质。（1）ZB能起阻燃作用的原因是_______(写一种)。（2）为研究温度对合成的ZB组成的影响，研究小组在不同温度下制取ZB。实验如下：m(H3BO3)/gm(ZnO)/gV(H2O)/mLt/℃实验1281010094实验2x1010098实验328y100102x、y分别为_______和_______。（3）为检测102℃时合成的ZB含水的质量分数，某同学利用如下图装置(夹持仪器已略)进行实验。①需要不断通入干燥空气的目的是_______。②实验时，需要称量获得的数据有：ZB样品的质量、_______的质量。（4）为评估102℃时合成的ZB的阻燃性能，进行木材粉末灼烧残重实验：某温度下，灼烧质量相同的两份干燥的木材粉末(一份经ZB处理)30min，测量残留固体质量；调整温度，重复实验，得到木材粉末灼烧后固体残留率(w)随温度变化关系如下图。(注：w=×100%；残留固体质量已扣除ZB的残余质量)①低于200℃时。两份木材粉末质量均保持不变的原因是_______。②图中曲线_______(填“a”或“b”)对应的木材粉末是经ZB处理的，判断的理由是_______。（5）为寻找阻燃性能最佳的ZB的合成温度，应开展的实验是_______。【答案】（1）B2O3熔化成玻璃态物质能隔绝空气（2）28；10（3）①使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出②含样品的玻璃直管加热前后（4）①木材尚未燃烧②a③曲线a对应的固体残留率比b的大（5）在相同条件下，分别取不同温度下合成的ZB，进行木材粉末灼烧残重实验【解析】（1）根据题意，ZB受热会先后释放出水，水能起到降温至着火点以下的作用，而释放出的ZnO和B2O3固体以及玻璃态的B2O3能起到隔绝空气的作用，所以ZB能起阻燃作用，故填：B2O3熔化成玻璃态物质能隔绝空气（合理即可）；（2）如图表可知温度对ZB成分的质量没有影响，故实验2中的值是28，实验3中的值是10，故填：28；10；（3）①为了使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出，所以要不断通入干燥空气，故填：使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出；②由于加热使ZB释放出水，故整个玻璃管以及管内固体质量反应前后减少的质量即生成水的质量，故除了测得ZB样品的质量外还需称量含样品的玻璃直管加热前后的质量，故填：含样品的玻璃直管加热前后；（4）①由于木炭燃烧会生成二氧化碳，而如图低于200℃时。两份木材粉末质量均保持不变，说明木材为燃烧，故填：木材尚未燃烧；②由于加入ZB会起到阻燃的作用，如图a的暂留固体占木材粉末的百分比大说明a中木材燃烧的少，故a对应的木材粉末是经ZB处理的，故填：a；曲线a对应的固体残留率比b的大；（5）为寻找阻燃性能最佳的ZB的合成温度，根据控制变量法，应在相同条件下，分别取不同温度下合成的ZB，进行木材粉末灼烧残重实验。12.【2022四川乐山中考】明代宋应星所著的《天工开物》中有煅烧炉甘石(ZnCO3)和煤炭(C)炼锌的记载，其化学反应原理为：。某化学兴趣小组在实验室用ZnCO3和C模拟古法炼锌。实验结束后，同学们设计实验对2.0g粗锌产品中含有的杂质进行探究并测定粗锌中单质锌的含量。实验装置设计如下(忽略其它因素对结果的影响)：回答下列问题：（1）如图连接好装置后，装入药品前，首先应进行的操作是_______。（2）A装置试管中加入足量稀硫酸充分反应后，仍有少量黑色固体剩余，说明粗锌中一定含有_______（3）B装置中澄清石灰水变浑浊，此时B装置中发生反应的化学方程式为_______，B装置的作用是_______。（4）综合以上实验现象可知，粗锌含有的杂质有_______。（5）C装置收集的气体为_______；实验结束后，若D处一共收集到200.0mL液体，则2.0g粗锌中含有单质锌的质量为_______g。(已知此温度下C装置收集的气体的密度p≈0.1g/L)【答案】（1）检查装置气密性（2）C（3）；检验是否有二氧化碳生成（4）ZnCO3和C（5）氢气（或H2）；0.65【解析】（1）装入药品前，首先应进行的操作是检查装置的气密性，防止气体进入或者逸出，影响实验结果。（2）A装置试管中加入足量稀硫酸充分反应后，仍有少量黑色固体剩余，说明粗锌中一定含有过量的碳。（3）B装置中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，对应此时B装置中发生反应的化学方程式为，所以B装置的作用是检验是否有二氧化碳生成。（4）综合以上实验现象：加入足量稀硫酸充分反应后，仍有少量黑色固体剩余，说明有碳；澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，二氧化碳来源于碳酸锌与稀硫酸反应生成，由此可知粗锌含有的杂质有ZnCO3和C。（5）C装置收集的气体为锌和稀硫酸反应生成的氢气；实验结束后，若D处一共收集到200.0mL液体，说明生成氢气体积为200.0mL，由此可知氢气的质量为；由方程式，可知65份质量锌反应生成2份质量的氢气，所以要生成0.02g氢气，则2.0g粗锌中含有单质锌的质量为0.65g。13.【2022湖北黄冈等中考】2021年12月9日“天宫课堂”开讲，航天员王亚平带来了有趣的“太空泡腾片实验”，地面上的同学同步做了对照实验并进行了如下拓展探究。【查阅资料】某品牌维生素C泡腾片的主要成分：维生素辅料：碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠、蔗糖、柠檬酸、橙味香料等该泡腾片中含有的营养素除了_______外，还含有糖类、无机盐等。【对照实验】同学们将该泡腾片放入盛有水的烧杯中，观察到与太空中相似的实验现象：有大量气泡产生，同时闻到橙汁香味。从分子的角度解释能闻到橙汁香味的原因，_______。拓展深究一：探究气泡中气体成分，【提出猜想】该气泡中可能含有CO2.猜想依据是_________。【设计实验】实验步骤实验现象实验结论向盛有该泡腾片的试管中加入一定量的水，塞上带导管的橡皮塞，并将导管另一端通入装有澄清石灰水的试管中_______气泡中含有CO2拓展探究二：探究该泡腾片中二氧化碳源的质量分数ω范围(二氧化碳源是指与酸反应能产生二氧化碳的物质)。【设计实验】利用下图装置进行探究(装置气密性良好；固定装置已略去；碱石灰是氢氧化钠和生石灰的混合物)，步骤如下：Ⅰ.称取10.00g该泡腾片粉末装入烧瓶中，松开弹簧夹K，通入一段时间空气；Ⅱ.称量装置D质量为220.00g，夹上弹簧夹K，滴加足量的稀硫酸；Ⅲ.松开弹簧夹，再通入一段时间空气；Ⅳ.称量装置D质量为220.88g。【讨论解释】步骤Ⅲ中通入空气的目的是________。【实验结论】该泡腾片中二氧化碳源的质量分数ω范围是_______。【答案】①维生素②分子在不断的运动③泡腾片成分中含有碳酸盐④澄清石灰水变浑浊⑤将反应产生的二氧化碳完全排入吸收装置D中⑥【解析】[查阅资料]维生素C泡腾片的主要成分：维生素，辅料：碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠、蔗糖、柠檬酸、橙味香料等，所以该泡腾片中含有的营养素除了维生素外，还含有糖类、无机盐等。[对照实验]由于分子是在不断的运动，香气分子不断运动，向四周扩散，使得人能够闻到。拓展深究一：探究气泡中气体成分，[提出猜想]泡腾片成分中含有碳酸盐，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，所以该气泡中可能含有CO2。[设计实验]二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。结论是气泡中含有二氧化碳，所以现象时澄清石灰水变浑浊；拓展探究二：[讨论解释]步骤Ⅲ中通入空气的目的是将反应产生的二氧化碳完全排入吸收装置D中。[实验结论]该泡腾片中二氧化碳源可能是NaHCO3、Na2CO3、CaCO3、它们之间两两或三者的混合物。根据反应前称量装置D质量为220.00g，反应后称量装置D质量为220.88g。所以生成的二氧化碳的质量为220.88g-220.00g=0.88g。设若生成0.88g二氧化碳时分别消耗碳酸氢钠的质量为x，消耗碳酸钠的质量为y，消耗碳酸钙的质量为z。若只有碳酸氢钠，x=1.68g；二氧化碳源的质量分数ω=；若只有碳酸钠，y=2.16g；二氧化碳源的质量分数ω=；若只有碳酸钙，z=2.00g；二氧化碳源的质量分数ω=；所以该泡腾片中二氧化碳源的质量分数ω范围是。14.【2022广西贺州中考】小明同学家里承包了一块土地，准备种植特色农产品小红薯。由于担心该地土壤的酸碱性不适合种植小红薯，特邀请学校化学兴趣小组的同学利用所学化学知识对土壤的酸碱性进行项目式探究。活动一：测定土壤的酸碱性【实验方案】（1）取少量土壤样品，加蒸馏水充分搅拌，静置澄清后过滤；（2）用玻璃棒蘸取少量滤液滴在pH试纸上，等试纸显色后与______对比，读出pH，进一步确定土壤酸碱性。【实验记录】同学们分别进行了四次实验测定土壤滤液的酸碱度，实验数据记录如下：滤液1滤液2滤液3滤液4测得的pH5665【实验结论】该土地的土壤呈______性。活动二：【调查分析】经调查，该土地之前的承包者为使自己种植的农作物生长茂盛，施用了大量化肥——硫酸铵，于是推测土壤的酸碱性出现问题的原因是土壤中含有大量的硫酸铵。【设计实验】实验步骤实验现象实验结论步骤①：取“活动一”中的滤液于试管中，滴加______溶液有______生成土壤中含有硫酸根离子步骤②：另取适量土壤样品，加熟石灰混合研磨有刺激性气味的气体产生土壤中含有______离子【实验结论】土壤中含有硫酸铵，猜想成立，写出步骤②发生反应的化学方程式______。【查阅资料】小红薯最适宜种植土壤酸碱度为6.5~7.5，人们改良土壤酸碱性的方法如下表所示：所用物质改良原理改良酸性土壤熟石灰［Ca(OH)2］氢氧化钙能与土壤中酸性物质反应草木灰（主要成分为K2CO3）______改良碱性土壤硫酸亚铁（FeSO4）硫酸亚铁能与土壤中的碱性物质反应【得出结论】兴趣小组的同学们通过分析确定用草木灰改良该土壤。【反思拓展】经过本次项目式探究，同学们也有了自己的收获，但对土壤施用化肥的利与弊产生了争执，请你选择你支持的一方并阐述自己的理由：______。【答案】①标准比色卡②酸③氯化钡（或硝酸钡）和稀硝酸④白色沉淀⑤铵根（或）⑥(NH4)