压轴题01实验探究设计题-2023年中考化学压轴题专项训练

压轴题01实验探究设计题实验探究设计题有以实验综合反应装置图的形式考查，也有借助物质的检验、鉴别分离、除杂及溶液的配制等内容以表格或文字叙述的形式考查，一般会从实验目的、实验操作、实验现象及分析、实验反思、评价等角度考查。一、实验方案的设计1．常见化学实验方案设计的高频考点(1)物质制取的实验设计；(2)物质性质的实验设计；(3)物质成分测定与检验的实验设计；(4)装置组合、仪器改进、药品选择的实验设计；(5)操作步骤的实验设计；(6)实验方案的重新设计。2．解答实验设计题的基本思路(1)明确目的、原理——明确实验目的，弄清题给信息。(2)选择仪器、药品——选择合适的仪器和药品。(3)设计装置、步骤——设计出合理的实验装置和操作步骤。(4)记录现象和数据——全面、及时而又准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得到结论——根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等得出正确的结论。3．设计方案时注意事项(1)实验操作顺序装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。(2)加热操作的先后顺序若气体制取实验需加热，应先预热气体发生装置，再给实验中需要加热的物质加热，用得到的气体排出装置中的空气。如实验室用KClO3制取O2。熄灭酒精灯的顺序则相反。(3)仪器选用及连接顺序二、实验方案的评价1．常见的高频考点：包括对实验原理及实验方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。2．明确评价的基本要求3．最佳方案的选择原则几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。4．关注实验方案的易错点一、科学探究题1．（2023·上海崇明·统考一模）乙活动小组的同学利用下列实验装置进行了系列探究实验。(1)探究一：CO与CuO的反应I.连接装置BC，m处放入CuO，实验开始前先通一段时间CO的目的是____。II.CO与CuO的反应中，表现出还原性的物质是________。III.说明CO可以与CuO反应的证据之一是装置C中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为________。(2)探究二：除去CO中的CO2方案1：在装置C中，缓缓通入混合气体。方案2：连接装置AC，缓缓通入混合气体。I.装置C中储气袋的作用是：_____。II.比较方案1和方案2，写出各自的一条优点：_____。(3)探究三：检验N2中的O2Cu可形成化合价为+1和+2的化合物，其中+1价化合物称为亚铜化合物。I.氧化亚铜的化学式为_____。II.氧化亚铜是一种红色粉末，加热时氧化亚铜能与氧气发生化合反应。利用该性质可检验氮气中是否含有氧气，装置D所示，判断氮气中含有氧气的现象是：____。【答案】(1)排尽装置内的空气防止一氧化碳不纯发生爆炸CO/氧化铜CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(2)收集一氧化碳方案1操作简单（或能得到较纯的一氧化碳），方案2可以增加一氧化碳的量(3)Cu2O红色粉末变成黑色【解析】（1）I.当可燃性气体中混有氧气时，在加热或点燃时可燃发生爆炸连接装置BC，m处放入CuO，实验开始前先通一段时间CO的目的是排尽装置内的空气防止一氧化碳不纯发生爆炸；可燃性气体中混有氧气在加热或点燃时可燃发生爆炸II.CO与CuO的反应中，氧化铜失去氧元素，表现出氧化性，一氧化碳得到氧元素，表现为还原性，表现出还原性的物质是一氧化碳（CO）。III.说明CO可以与CuO反应的证据之一是装置C中澄清石灰水变浑浊，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；（2）I.二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，澄清石灰水能吸收二氧化碳，装置C中储气袋的作用是：收集一氧化碳；II.比较方案1和方案2，优点：方案1操作简单（或能得到较纯的一氧化碳），方案2可以增加一氧化碳的量，二氧化碳与碳在高温条件下生成一氧化碳；（3）I.氧化亚铜中铜元素显+1价，氧元素显2价，书写化学式时，一般正价的写在左边，负价的写在右边，根据化合物中各元素化合价代数和为零，其化学式为Cu2O；II.根据“氧化亚铜是一种红色粉末，加热时氧化亚铜能与氧气发生化合反应”可知，加热时氧化亚铜能与氧气发生化合反应能生成氧化铜。氧化铜是一种黑色粉末。利用该性质可检验氮气中是否含有氧气，装置D所示，判断氮气中含有氧气的现象是：红色粉末变成黑色。2．（2023·上海宝山·一模）实验是形成“科学思维”和“科学探究与实践”化学素养的重要手段。某化学研究性学习小组开展了下列实验活动。活动1：探究影响化学反应速率的因素实验一实验二实验三将空气中点燃后的木炭放入氧气中向块状和粉末状大理石中分别加入稀盐酸同时加热两支试管中等质量的氯酸钾a空气：燃烧，发出红光b氧气：燃烧更旺，发出白光a试管：产生气泡b试管：迅速产生大量气泡b试管中氯酸钾较快反应完(1)木炭燃烧的化学方程式为_________，二氧化锰是氯酸钾分解反应的_________；(2)上述三个实验说明，影响化学反应的速率因素有________等。活动2：探究天然气燃烧产物为什么家里的天然气热水器都是安装在浴室外开放空间的呢？小组同学为此对天然气的燃烧产物开展探究活动。【提出问题】天然气燃烧产物是什么？【查阅资料】天然气主要成分甲烷（CH4）具有可燃性：含碳元素物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO。【猜想与假设】甲：CO2和H2O，乙：CO2、CO和H2O，丙：CO和H2O，丁：H2、CO2【实验方案】为验证上述猜想，小组同学将甲烷在一定量氧气中的燃烧产物通过下列实验装置（夹持仪器省略）。【收集证据】A中白色粉末变蓝，B、E中石灰水变浑浊，打开D中黑盒子可观察实验现象。【分析与论证】(3)A中反应的生成物为________（写物质名称）；(4)结合A、B中的实验现象，可初步推断_______猜想错误；(5)装置D黑盒子中的试剂可能是___________；有同学认为不用打开D中的黑盒子，也可根据E中石灰水变浑浊直接判定CO的存在，请谈谈你对此观点的认识________。【交流与评价】甲烷燃烧会产生CO，燃气热水器安装在浴室内容易发生CO中毒；整套装置设计缺少尾气处理等。【答案】(1)C+O2CO2催化剂(2)反应物浓度、反应物接触面积、催化剂(3)胆矾/五水合硫酸铜/蓝矾(4)丙、丁(5)氧化铜/CuO若C能将产物CO2吸收完全，则通过E中石灰水变浑浊直接判断CO的存在【解析】（1）①木炭与氧气在点燃条件下生成二氧化碳，化学方程式为：，故填写：；②由表可知，b试管加入二氧化锰后加热，氯酸钾较快反应完，但二氧化锰的化学性质和质量，在反应前后不变，符合催化剂“一变两不变”的特征，因此，二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂，故填写：催化剂。（2）由表可知，实验一影响化学反应速率的因素是氧气浓度，即反应物浓度，实验二影响化学反应速率的因素是反应物接触面积，实验三影响化学反应速率的因素是催化剂，故填写：反应物浓度、反应物接触面积、催化剂。（3）A中为硫酸铜粉末，由白色变蓝色，硫酸铜粉末与水结合形成蓝色的硫酸铜晶体，反应的化学方程式为：，该蓝色晶体学名：五水合硫酸铜，俗名：胆矾、蓝矾，故填写：胆矾或蓝矾或五水合硫酸铜。（4）A中为硫酸铜粉末，由白色变蓝色，说明天然气产物中有水蒸气，而猜想丁中没有水蒸气，因此，此猜想错误，B中石灰水变浑浊，说明天然气产物中有二氧化碳，猜想丙中没有二氧化碳，所以，此也猜想错误，故填写：丙、丁。（5）①甲、乙两种猜想的区别在于乙猜想中有一氧化碳，而一氧化碳具有还原性，要想证明一氧化碳的存在，可以在黑盒子里放能跟一氧化碳发生氧化还原反应的金属氧化物，但是，黑盒子外面是酒精灯，说明该金属氧化物与一氧化碳反应，需要的能量较低，符合氧化铜与一氧化碳反应的条件，故填写：氧化铜或CuO；②事实上，不用打开D中的黑盒子，也可根据E中石灰水变浑浊直接判定CO的存在，当C中氢氧化钠能将产物CO2吸收完全，则通过E中澄清石灰水时，石灰水变浑浊直接判断CO的存在，因为金属氧化物与一氧化碳反应，除了生成金属外，还生成二氧化碳，我们可以通过检验产物二氧化碳的存在，来证明一氧化碳的存在。3．（2023·上海徐汇·统考一模）社团同学用如图所示装置做木炭还原氧化铜的实验。(1)写出试管a中反应的化学方程式________。(2)实验结束时，先移走试管b，再熄灭酒精喷灯，用弹簧夹迅速夹紧橡胶管，这些操作的目的是_________。(3)试管冷却后倒出生成物，观察到红色金属中混有黑色固体。社团同学对黑色固体的成分提出三种猜想：i_______，ii木炭，iii氧化铜和木炭。为验证猜想，他们将生成物分为两份，做了以下两个实验：实验一：装置见下图（省略夹持装置）。①试管口略微向下倾斜的目的是________。②点燃酒精灯a，写出试管中发生反应的化学方程式______，二氧化锰的作用是_______。③待澄清石灰水中的导管口出现均匀连续的气泡，点燃酒精灯b。一段时间后，澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式_______。该实验现象证明黑色固体中含________。实验二：在5支试管中分别混合对应的试剂，记录实验现象。试管编号试剂组合实验现象1稀硫酸+木炭无明显现象2稀硫酸+铜无明显现象3稀硫酸+氧化铜无色溶液变为蓝色4稀硫酸+木炭+铜无明显现象5稀硫酸+混有黑色固体的红色金属无色溶液变为蓝色①稀硫酸中溶质的化学式为________。②根据实验现象，证明猜想_______正确。【答案】(1)C+2CuO2Cu+CO2↑(2)防倒吸，防止Cu被氧化(3)氧化铜防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂催化CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O木炭H2SO4iii【解析】（1）试管a中木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：；（2）实验结束时，先移走试管b，再熄灭酒精喷灯，用弹簧夹迅速夹紧橡胶管，这些操作的目的是防止试管口中有澄清的石灰水到吸入试管中，使试管炸裂，同时防止热的氧化铜再次被氧化；（3）黑色固体的成分可能为氧化铜或木炭或氧化铜和木炭的混合物，故猜想i为：氧化铜；实验一：①试管口略微向下倾斜的目的是防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂；②试管中氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：；二氧化锰起催化作用；③澄清的石灰水变浑浊是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；澄清的石灰水变浑浊说明有二氧化碳产生，证明黑色固体中含木炭；实验二：①稀硫酸中溶质化学式为H2SO4；②根据试管3中稀硫酸能和氧化铜反应生成硫酸铜和水，无色溶液变为蓝色，证明其中含有氧化铜，根据试管5中稀硫酸+混有黑色固体的红色金属反应，无色溶液变为蓝色，木炭和铜加热反应生成氧化铜，氧化铜再和稀硫酸反应生成硫酸铜，因此证明猜想iii正确。4．（2023·上海杨浦·校考二模）为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以下探究过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、CO2、CO和H2O【查阅资料】；【设计方案】：化学学习小组的同学经过讨论，设计了如下图所示的装置进行“猜想”的实验探究。已知：A为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装有澄清石灰水。【讨论与交流】(1)该系列装置还缺少尾气处理装置，你认为尾气处理的方法可以______；（写一种即可）(2)请你设计完成上图方框内的实验方案（选用下列装置，按连接顺序填写）_______。(3)原气体中若含有CH4，则D中的现象是_____，E中发生的化学方程式是：______。(4)老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定______气体是否存在。(5)小王同学和小李同学想通过定量实验的方法检验尚不能确定的气体，于是对实验方案进行了改进，E装置中的试剂改为足量的X溶液，可达到更好的吸收效果。则X为_____，试验后为证明X有剩余，可以通过加入______和_____验证。(6)同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据记入下表中：反应前反应后D装置100g103.6gE装置120g125.5g你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论？请简要分析_____。(7)实验中若试剂用量充足调换B跟D的位置，对测定结果有无影响？_____（填“有”或“无”）。【答案】(1)点燃等(2)2、1、3(3)白色粉末变蓝(4)CO/一氧化碳(5)NaOHCaCl2溶液酚酞试液(6)CH4与CuO反应，生成3.6g水的同时会生成4.4g水，而E增重5.5g，说明有CO与CuO反应生成了1.1gCO2，因此，原气体中含有CO(7)有【解析】（1）尾气是一氧化碳，可以用点燃的方法处理尾气，故填：点燃；（2）在气体鉴别时应该先检验水，所以第一个放2无水硫酸铜，若有水则无水硫酸铜变蓝，再放1澄清石灰水检验二氧化碳，3氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，以防止后续对一氧化碳、甲烷的检验。故填：2、1、3；（3）甲烷与氧化铜反应生成水，白色的无水硫酸铜遇水变蓝，故若含有甲烷，则D中现象为：白色粉末变蓝；反应生成二氧化碳，二氧化碳遇澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，故填：；（4）因为甲烷与一氧化碳均能与氧化铜反应生成铜单质和二氧化碳，所以验证含有甲烷后，无法判断是否含有一氧化碳，故填：CO；（5）若想用定量的方法检验是否含有一氧化碳，可以再E中加入足量的氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，并对试验后的DE装置进行称量，判断生成的二氧化碳均是甲烷反应产生，还是一氧化碳与甲烷共同作用的结果，故X为氢氧化钠溶液，检验氢氧化钠溶液是否剩余的方法是加入足量氯化钙溶液，将反应生成的碳酸钠完全消耗，再加入酚酞溶液，若酚酞变红则氢氧化钠剩余，反之不剩余；（6）CH4与CuO反应，生成3.6g水的同时会生成4.4g水，而E增重5.5g，说明有CO与CuO反应生成了1.1gCO2，因此，原气体中含有CO；（7）D可以检验C装置中反应是否生成水，若生成则含有甲烷，反之则没有甲烷，B只能吸收水，但是不能检验水，剩余调换位置对实验有影响。5．（2022秋·上海青浦·九年级校考期末）图是某小组设计的可用于制备并验证CO2性质的装置。(1)写出仪器A名称：______；(2)写出实验室制取CO2的化学反应方程式______；(3)小组同学对装置进行气密性检查完好后，打开K1、关闭K2时，开始制备CO2。装置Ⅰ中的现象______；装置Ⅰ和Ⅱ组合使用能否控制Ⅰ中反应的进行，请写出理由______；(4)实验中，同学们将______的木条放在a处，木条熄灭。关闭K1，瓶内CO2按如图操作实际不能集满，请从图装置分析原因______。为能集满CO2，你的改进方法是______；(5)利用Ⅰ、Ⅲ装置组合，当打开K2、关闭K1时，可验证CO2的有关性质。请完成下列表格装置Ⅲ中物质实验现象实验结论____________与水反应______变浑浊__________________【答案】(1)长颈漏斗(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(3)溶液中产生气泡不能通过固液分离来控制反应进行(4)燃着CO2密度大于空气，会从右侧导管漏出，而空气却不能排出装置Ⅱ中导管长进短出(5)水中滴加紫色石蕊试液石蕊试液由紫变红澄清石灰水能与澄清石灰水反应蜡烛由下至上熄灭CO2密度大于空气，CO2不可燃不助燃【解析】（1）图中仪器A是长颈漏斗；（2）实验室用大理石和稀盐酸反应制取CO2，大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应的化学反应方程式是；（3）大理石和稀盐酸反应制取CO2的现象是产生气泡；关闭K1，锥形瓶中固体药品与液体药品无法分离，则装置Ⅰ和Ⅱ组合不能通过固液分离来控制反应进行；（4）二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，则可以用燃着的木条来检验CO2是否集满；CO2密度大于空气，会从右侧导管漏出，而空气却不能排出，则该装置无法集满二氧化碳；为能集满CO2，应将装置Ⅱ中导管改为长进短出；（5）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性可以使紫色石蕊试剂变红；则可以设计实验：在烧杯中加入滴有紫色石蕊试剂的水溶液，通入CO2后，若观察到紫色石蕊试剂变红，则证明CO2能与水反应；二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与水；则可以设计实验：在烧杯中装入澄清的石灰水，通入CO2后，若观察到澄清的石灰水变浑浊，则证明CO2能与澄清的石灰水反应；二氧化碳的密度比空气大，且不能燃烧也不支持燃烧，则实验中将CO2倒入装有阶梯蜡烛的烧杯中，可以观察到蜡烛由下至上熄灭，该实验也验证了CO2密度大于空气，且不可燃不助燃。6．（2023秋·上海杨浦·九年级上海市三门中学（上海财经大学附属初级中学）校考期末）某校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂，该校兴趣小组的同学在老师的指导下，对该生石灰取样开展了以下探究活动：【提出问题】生石灰样品的成分是什么？【猜想假设】生石灰样品的成分可能是CaO、Ca(OH)2和CaCO3中的一种或几种。【设计实验】兴趣小组设计出如下实验进行探究。实验操作实验现象实验结论①取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁烧杯壁发热样品中有___。②将①中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入______。溶液变红有Ca(OH)2③取②中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸。___。有CaCO3【反思评价】④经过讨论，发现通过②不能得出样品中一定含有Ca(OH)2，理由是______。⑤通过小组合作，最后得出样品中肯定含有CaO和CaCO3，可能含有Ca(OH)2。请写出生成CaCO3的化学方程式______。【应用交流】生石灰要______保存。【答案】CaO/氧化钙酚酞溶液有气泡产生CaO与水反应生成Ca(OH)2，使溶液显碱性密封【解析】设计实验:实验①：取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯壁，发烫，是因为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，放热，说明样品中含有氧化钙；实验②：将实验①中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入酚酞试液，溶液变红色，说明溶液显碱性，因为酚酞遇碱变红；实验③：取实验②中的少许滤渣于试管中，向其中滴加少量稀盐酸，产生气泡，可证明有碳酸钙，因为碳酸钙和稀盐酸反应会产生二氧化碳；反思评价:④经过讨论，发现通过②不能得出样品中一定含有Ca(OH)2，理由是CaO与水反应生成Ca(OH)2，使溶液显碱性；⑤氧化钙和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沉淀和水，反应的化学方程式：；应用交流:生石灰暴露在空气中容易变质，要密封保存。7．（2023秋·上海杨浦·九年级校考期末）装品牌苏打饼干的配料和营养成分如下表，研究性学习小组对其成分进行了探究。配料营养成分(每100g)小麦粉，食用植物油，洋葱粉，食用盐，碳酸钙，食品添加剂(碳酸氢钠)，香葱，酵母，麦精，食用香精等能量蛋白质脂肪碳水化合物钠钙2017千焦8.5克21.0克63.5克500毫克280毫克【查阅资料】饼干制作的烘焙过程中，配料中的碳酸氢钠的全部受热分解转化为碳酸钠，而碳酸钠不分解。除碳酸盐以外其余物质忽略与盐酸的反应。Ⅰ.定性判断饼干中有关成分的确认。取一小包饼干。研碎后放入烧杯，加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，得到待检液。实验操作和现象实验结论①淀粉的检验取少量待检液于试管中，滴入2滴碘水，观察到溶液变成蓝色饼干中含有淀粉②碳酸盐的检验另取少量待检液于试管中，加入_______，有气泡产生；将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊饼干中含有___(填名称)【交流讨论】（1）饼干中的_______元素可减少人体骨质疏松、畸形、佝偻病的发生，有利于人体健康。（2）饼干中的碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为_______。【深入探究】如何进一步确认饼干中含有两种碳酸盐？将剩余待检液过滤，用蒸馏水洗涤固体2至3次；将_______与稀盐酸反应，根据反应的现象，则证明讲干中既有碳酸钙，又有碳酸钠。Ⅱ.定量检测：饼干中碳酸钠质量的测定。【实验装置】【实验步骤】①按图连接好装置，检查气密性；②取一小包饼干研碎后放入烧杯，加入适量蒸馏水、用玻璃棒充分搅拌后，过滤，洗涤；③将滤液和洗涤液合并后倒入容器A，按图示装入其他药品(试剂X用于吸收挥发出来的HCl，它不与CO2反应)；④打开止水夹，向装置中通入一段时间N2后，关闭止水夹；⑤用电子天平称量干燥管I的质量，记录数据m1；⑥逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡时，停止滴加；⑦_______；⑧重复步骤⑤，记录数据m2。【交流讨论】（3）II中碱石灰的作用为：_______。（4）步骤③将滤液和洗涤液合并的原因是_______。（5）第⑦步如果没有进行操作，会使结果_______(填“偏大”、“不变”、“偏小”)。（6）实验后若要证明A中残留液体中盐酸过量，可以向残液加入生锈的铁钉，若看到铁锈减少，且溶液颜色变为_____色，甚至看到有气泡产生，则可证明盐酸过量。请写出相关反应方程式：____。【数据处理】m2m1=0.88g，则这包饼干中碳酸钠的质量为_______g。【答案】足量稀盐酸碳酸钠钙洗涤的固体和滤液分别打开止水夹，向装置中通入一段时间N2后，关闭止水夹防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅰ中，影响实验结果确保样品的碳酸钠不损失，全部参与反应偏小黄Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O、Fe+2HCl═FeCl2+H2↑0.212【解析】Ⅰ．依据方案中的待检液，加入足量稀盐酸，有气泡产生；将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，得出结论是含有碳酸钠；[交流讨论]（1）依据饼干的配料表可知饼干中含有钙元素，钙元素能减少人体骨质疏松、畸形、佝偻病的发生；（2）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；[深入探究]因为碳酸钙存在于滤出的固体中，碳酸钠存在于滤液中，所以实验步骤是将洗涤的固体和滤液分别与稀盐酸反应，根据反应的现象；证明饼干中既有碳酸钙，又有碳酸钠；[实验步骤]为了将生成的二氧化碳全部推入Ⅰ中，被碱石灰全部吸收，步骤⑦的操作是：打开止水夹，向装置中通入一段时间N2后，关闭止水夹；[交流讨论]（3）装置II与空气连接，II中碱石灰的作用为防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅰ中，影响实验结果；（4）本实验目的是饼干中碳酸钠质量的测定，实验原理是利用碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳被碱石灰吸收测其质量，从而计算出碳酸钠的质量，所以实验步骤③将滤液和洗涤液合并的原因，是确保样品的碳酸钠不损失，全部参与反应；（5）步骤⑦向装置中通入一段时间N2目的是将生成的二氧化碳全部推入Ⅰ中，被碱石灰全部吸收，如果缺少这一步骤测定二氧化碳的质量会偏小，计算出碳酸钠得质量也会偏小；（6）铁锈的主要成分是氧化铁，能和稀盐酸反应生成氯化铁和水，可看到铁锈逐渐消失，溶液颜色变为黄色，反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；有气泡产生是因为铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；[数据处理]设饼干中碳酸钠的质量为x，                        

x=0.212g。8．（2022秋·上海徐汇·九年级校联考期末）水煤气是一种气态燃料，工业上用水蒸气(H2O)通过炽热的焦炭层(C)所得气体即为水煤气。某化学兴趣小组同学欲探究水煤气的成分，开展如下活动：【查阅资料】H2的化学性质与CO相似，也能与氧化铜反应，产物为铜和水；浓硫酸有吸水性，可用于干燥气体。【设计方案】小组同学验证猜想的方案如图所示(夹持仪器省略)，并进行实验。【实验分析】①实验中观察到A装置内___________，则说明水煤气中含有H2O；②实验中若观察到B中澄清石灰水变浑浊，则说明水煤气中含有CO2，写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式____________；③推断出水煤气中含有CO的依据是____________；【实验评价】根据E中实验现象不能确认水煤气中是否含有H2，理由是__________。从环保角度考虑，该装置存在的问题是___________。【实验改进】添加盛有浓硫酸的装置G验证水煤气中含有H2，应连接在__________处(选填“Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ或Ⅳ”)。【实验结论】根据上述现象，兴趣小组推断出水煤气中含有H2O、CO2、H2和CO。【答案】白色固体变蓝C中澄清石灰水不浑浊，D中黑色固体变成红色，F中澄清石灰水变浑浊D前无吸收水的装置，无法确定D中是否有水生成，无法确定水煤气中是否有氢气未进行尾气处理Ⅲ【解析】[实验分析]①、无水硫酸铜遇水变蓝，A装置白色固体变蓝，说明水煤气中含有水，故填：白色固体变蓝；②、澄清石灰水与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：，故填：；③、C装置的澄清石灰水变浑浊证明水煤气中的二氧化碳已被吸收，没有二氧化碳进入D装置，D装置中的黑色固体变为红色，说明水煤气中有能还原氧化铜的一氧化碳或则氢气，F装置中澄清石灰水变浑浊，说明D装置中反应生成了二氧化碳且不是水煤气中就有的，又因为一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳，所以可证明水煤气中有一氧化碳，故填：C中澄清石灰水不浑浊，D中黑色固体变成红色，F中澄清石灰水变浑浊；[实验评价]D前无吸收水的装置，E中的无水硫酸铜变蓝，无法确定这个水是水煤气中就有的，还是反应生成的，所以无法确定D中是否有水生成，进而无法确定水煤气中是否有氢气，在该实验中有一氧化碳有毒性气体参与，装置中又无尾气处理装置，一氧化碳排放到空气中会污染空气，故填：D前无吸收水的装置，无法确定D中是否有水生成，无法确定水煤气中是否有氢气；未进行尾气处理；[实验改进]验证水煤气中含有H2需在D装之前添加除水装置，E中的无水硫酸铜变蓝，可以确定这个水是反应生成的，而不是水煤气中原有的，又因为氢气还原氧化铜反应生成水，确定水煤气中有氢气，所以浓硫酸的装置G应连接在CD之间，故填：Ⅲ。9．（2022秋·九年级单元测试）元旦联欢会上，化学老师给同学们表演了一个“水能生火”的魔术(如图1所示)，他将包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉放在石棉网上，向脱脂棉上滴了几滴水，脱脂棉立刻燃烧了起来，同学们产生了浓厚的兴趣，为什么脱脂棉会燃烧起来呢？【提出猜想】a.小明认为过氧化钠(Na2O2)与水反应时放出了热量。b.小刚又根据燃烧的条件，对小明的猜想进行了补充：________________。【实验与分析】同学们设计了如图2所示的实验装置。（1）打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速率，看到试管中有气泡产生，将带火星的木条靠近P出口，观察到带火星的木条复燃，证明小刚的猜想正确。（2）实验中还观察到烧杯中的现象是_________。（3）完成了以上实验，老师介绍该反应的产物一共有两种，于是同学们又展开了进一步的研究，继续探究反应后生成的另一种物质。请你回答：另一种产物必含的元素是________，你的判断依据是______。【老师介绍】过氧化钠不仅可以和水发生反应生成氧气，也可以和二氧化碳反应生成氧气。因此，过氧化钠经常被用于潜水艇和防毒面具中提供氧气。【补充实验】明确了以上性质，小芳同学又设计了一个实验(如图3)。将一团包有过氧化钠粉末的脱脂棉塞到漏斗的管中，漏斗下方点燃一支短蜡烛(蜡烛火焰与脱脂棉不接触)。片刻后脱脂棉燃烧起来，这主要是因为蜡烛燃烧生成能与过氧化钠(Na2O2)反应的物质________(填物质名称)，同时反应放热。【实验结论】CO2与Na2O2反应生成了氧气与一种化合物，且该化合物由三种元素组成，反应的化学方程式为_______。【反思与评价】通过小芳的实验，我们可以得到的一条灭火启示是______。【答案】过氧化钠能与水反应生成氧气烧杯中有气泡产生钠元素和氢元素质量守恒定律水和二氧化碳并不是所有物质着火都能用二氧化碳来灭火【解析】[提出猜想]根据验证小刚的实验现象，产生的气体能使带火星的木条复燃，则说明生成物有氧气，则小刚的猜想为：过氧化钠与水反应生成有氧气。[实验与分析]（2）过氧化钠与水反应放热，则锥形瓶中的气体受热膨胀，则烧杯中的导管有气泡产生。（3）根据元素守恒，反应物中含有钠元素、氢元素和氧元素，而生成物氧气中含有氧元素，则说明另一种产物中一定含有钠元素和氢元素。[补充实验]由于蜡烛燃烧能生成水和二氧化碳，而过氧化钠能与水、二氧化碳反应，故填二氧化碳和水。[实验结论]二氧化碳和过氧化钠中含有钠元素、碳元素和氧元素，根据元素守恒，则生成的化合物中也含这三种元素，则为碳酸钠，则二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为。[反思与评价]过氧化钠能与二氧化碳反应，此时会引起脱脂棉燃烧起来，则说明并不是所有物质着火都能用二氧化碳来灭火。10．（2023·上海徐汇·九年级上海民办位育中学校考期末）领略化学装置之酷(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制取较为纯净的氧气，反应的化学方程式为_______，反应类型是_____，选取的仪器和用品是D、E、G、I、N、P和_____组装(全部用字母表示)进行实验。(2)用收集的气体做铁丝燃烧的实验①如图是进行实验时的引燃操作，更能提高实验成功率的方式是_____；(填编号)②发现铁丝没能燃烧，可能原因是_________(除题中已呈现的原因)。③经改进后重做实验，铁丝燃烧，现象是______，化学方程式为________。(3)某学校实验室准备用30%的双氧水溶液(密度为1.11g/cm3)和二氧化锰为原料制氧气。分组得到以下几种实验方案并进行了探究：【甲组】：选择合适的发生装置。原本选用了A、C、H、L进行组装，发现速度太快，无法获得平稳的气流。讨论后考虑选用______(填仪器名称)代替C，经试验发现反应速率依然很快。组内同学讨论决定_______(选择I或II)，从而达到了实验目的。I.将30%的双氧水溶液加入到装置A中的水里II.将水加入到装置A中的30%的双氧水溶液里【乙组】：配制合适浓度的双氧水溶液。查阅资料：5%的双氧水溶液最适合实验室制取氧气。现欲配制300克5%的双氧水溶液，部分实验步骤如下：I.计算。需要30%的双氧水溶液的体积为多少mL______(写出解题过程)。II.……III、稀释。II、III两步需要的实验仪器有______。A．量筒

B．电子天平

C．烧杯

D．胶头滴管

E.玻璃棒

F.漏斗IV装瓶贴签。标签上需标注________。【丙组】：探究适宜的催化剂。实验方案如下：I、用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。II、取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到如下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因_______。②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落，其原因是_______。③从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是____，该反应的化学方程式为_____。【答案】(1)2KClO32KCl+3O2↑分解反应B、F、K、O(2)c铁丝表面有铁锈剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体3Fe+2O2Fe3O4(3)分液漏斗I解：300克5%的双氧水溶液中过氧化氢的质量=300克×5%=15克需要30%的双氧水溶液的质量=15克÷30%=50克30%的双氧水溶液的体积=50克÷1.11g/cm3≈45.0cm3答：需要30%的双氧水溶液的体积为45.0cm3。ACDE溶液的名称和溶液的浓度使催化剂的质量相同反应速率较快，瓶口橡皮塞被弹出CuO2H2O22H2O+O2↑【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，故反应的化学方程式写为：2KClO32KCl+3O2↑；由化学方程式可知，该反应是一种物质生成两种新物质的反应，符合分解反应的特点，属于分解反应，故填分解反应；加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，是加热固体生成气体的反应，应选择固体受热发生装置，需要上述仪器中的铁架台、酒精灯、试管、单孔橡皮塞、橡胶管、短钝角玻璃管和长锐角导管，即D、E、F、G、I、K、N，收集纯净的氧气应选择排水法，需要上述仪器中的水槽、集气瓶和毛玻璃片，即仪器B、O、P，所以选取的仪器和用品是D、E、G、I、N、P和B、F、K、O，故填B、F、K、O。（2）①氧气的密度比空气大，聚集在容器的下部，火柴头向下倾斜容易燃烧，容易点燃铁丝，故填c。②发现铁丝没能燃烧，可能原因是铁丝表面有铁锈，隔绝了氧气，故填铁丝表面有铁锈。③铁丝在氧气中燃烧，观察到的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，故填剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体；贴与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，故反应的化学方程式写为：3Fe+2O2Fe3O4。（3）{甲组}固液发生装置中，用分液漏斗代替仪器C（长颈漏斗），能够通过玻璃开关的控制滴加液体的速率来控制反应的速率，故填分液漏斗；换用分液漏斗后，反应速率仍较快，说明使用的过氧化氢溶液的浓度较大，可以将30%的双氧水溶液加入到装置A中的水里，控制装置A中的过氧化氢溶液的浓度，进而控制反应的速率，故填I。{乙组}I.计算：见答案II.……III、稀释：用30%过氧化氢溶液配制300克5%过氧化氢溶液，用到的仪器有量筒、胶头滴管、烧杯和玻璃棒，故填ACDE；IV装瓶贴签：标签上需标注溶液的名称和溶液的浓度，故填溶液的名称和溶液的浓度。{丙组}①探究不同催化剂对实验的催化效果，应保持催化剂的质量相同，所以每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是使催化剂的量相同，故填使催化剂的量相同。②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落，其原因是反应速率较快，瓶口橡皮塞被弹出，故填反应速率较快，瓶口橡皮塞被弹出。③从实验曲线看，MnO2作催化剂反应速率太快，不易收集，Fe2O3、Cr2O3作催化剂反应速率太慢，所以催化效果较好、反应温和的催化剂是CuO，故填CuO；过氧化氢在氧化铜作催化剂的条件是反应生成水和氧气，故反应的化学方程式写为：2H2O22H2O+O2↑。11．（2023·上海·九年级专题练习）学习了酸、碱、盐的相关知识后，某兴趣小组同学在老师的指导下开展了以下探究活动。实验一：验证酸、碱、盐之间能发生化学反应。【进行实验】(1)为了验证硫酸与碳酸钠能发生化学反应，小明做了如上图所示实验，观察到试管中的现象为_________________________，则证明两种物质发生了化学反，该反应的化学方程式为____________________________。【设计实验】为了验证硫酸与氢氧化钠能发生化学反应，小刚设计了如下实验方案。实验操作预期实验现象实验结论步骤一：将氢氧化钠溶液滴入稀硫酸中并振荡溶液呈无色硫酸与氢氧化钠能发生化学反应步骤二：向步骤一所得无色溶液中滴加几滴酚酞溶液溶液呈无色(2)请你评价小刚设计的实验方案是否可行，并说明理由__________________________。【反思提高】(3)证明无色溶液之间能发生化学反应的方法有很多，请你举出一个通过生成沉淀来证明发生化学反应的实例______________（只要求写出两种反应物）。【答案】(1)产生气泡(2)此方案可行，滴加酚酞溶液后溶液仍然为无色，说明溶液中氢氧化钠消失了，进而说明了氢氧化钠与硫酸发生了化学反应(3)碳酸钠溶液、氢氧化钙溶液【解析】（1）实验一：进行实验：硫酸与碳酸钠发生化学反应生成硫酸钠、水和二氧化碳气体，所以观察到试管中产生气泡，则证明两种物质发生了化学反应，该反应的化学方程式为；；（2）小刚设计的实验方案可行，因为酚酞试液遇碱溶液会变红，滴加酚酞溶液后溶液仍然为无色，说明溶液中氢氧化钠消失了，进而说明了氢氧化钠与硫酸发生了化学反应；（3）生成沉淀的反应很多：如碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液，,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。12．（2023·上海·九年级专题练习）某兴趣小组的同学们以“稀盐酸与氢氧化钡溶液能否反应”为课题进行了科学探究。他们做了如图所示的实验：同学们在烧杯中加入10mL氢氧化钡溶液，然后滴加无色酚酞试液，继续向烧杯中滴加稀盐酸，边滴边搅拌，观察到___________，从而得出稀盐酸与氢氧化钡能发生反应的结论。他们继续向溶液M中滴加碳酸钠溶液，发现只有白色沉淀产生，无其它实验现象。由此可知，溶液M中除了含有酚酞外，还含有的溶质是___________（填化学式）。【提出问题】反应最终所得溶液N的溶质成分是什么（不考虑酚酞）？【猜想与假设】甲同学猜想：NaCl、BaCl2乙同学猜想：NaCl丙同学猜想：NaCl、Na2CO3【分析与交流】上述猜想中不合理是___________同学的猜想。甲同学猜想溶液N中含有NaCl的依据是___________（用化学方程式表示）。【活动与探究】同学们取少量溶液N，向其中滴加___________，观察到___________，即可确定乙同学的猜想正确。【总结与提升】通过上述探究可知：一般我们都是从生成物和反应物两个角度对反应后溶质成分做出猜想，并结合___________排除不合理猜想。然后再设计实验验证猜想。【答案】溶液由红色变为无色BaCl2丙碳酸钠溶液没有白色沉淀生成实验现象【解析】氢氧化钡稀释溶液始终为碱性，不能使酚酞变红。而氢氧化钡和稀盐酸反应生成氯化钡和水，恰好完全反应或酸过量，溶液变为中性或酸性可使酚酞变为无色。所以观察到溶液由红色变为无色，从而得出稀盐酸与氢氧化钡能发生反应的结论；继续向溶液M中滴加碳酸钠溶液，发现只有白色沉淀产生，无其它实验现象。说明溶液M中没有盐酸，因为盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，溶液M中没有氢氧化钡，因为氢氧化钡溶液呈碱性，酚酞遇到碱性溶液变红，所以溶液M中只有生成的氯化钡化学式BaCl2；[分析与交流]上述猜想中不合理是丙同学的猜想。向溶液M中滴加碳酸钠溶液，发现只有白色沉淀产生，无其它实验现象，说明没有碳酸钠，因为碳酸钠溶液呈碱性，酚酞遇到碱性溶液变红；甲同学猜想溶液N中含有NaCl的依据是碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为；[活动与探究]乙同学的猜想正确，说明没有氯化钡，碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，取少量溶液N，向其中滴加碳酸钠溶液，观察到没有白色沉淀生成，即可确定乙同学的猜想正确；[总结与提升]通过上述探究可知：一般我们都是从生成物和反应物两个角度对反应后溶质成分做出猜想，并结合实验现象排除不合理猜想。然后再设计实验验证猜想。13．（2022秋·上海浦东新·九年级上海市进才中学北校校考期末）同学们对甲烷进行探究学习：探究Ⅰ：甲烷的制取【查阅资料】实验室通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，甲烷是天然气的主要成分，密度小于空气，难溶于水，具有可燃性。(1)制取甲烷的发生装置应选__________（填序号，下同），选用装置C收集甲烷时气体应从__________端进入。探究Ⅱ：甲烷的组成元素(2)点燃干燥的甲烷气体，在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯（见图E），烧杯内壁有__________生成，向烧杯中倒入少量澄清石灰水，振荡，现象为_________。由此推断，甲烷中一定含C、H两种元素。(3)点燃甲烷前，通常应先__________。(4)同学们通过隔绝空气对甲烷气体加强热，也得出了甲烷的组成元素，反应的化学方程式为：_______。探究Ⅲ：甲烷的化学性质【提出问题】通过以上探究，甲烷除具有可燃性、能分解外，还具有什么化学性质？(5)写出甲烷燃烧的化学方程式__________。【查阅资料】I无水硫酸铜粉末遇水由白色变蓝色；Ⅱ甲烷具有还原性。【验证实验】该同学按如图装置进行实验：【实验现象与结论】甲中黑色固体变为红色，乙中无水硫酸铜变为蓝色，丙中澄清石灰水变浑浊。(6)根据实验现象，说明甲烷还原氧化铜的产物有_________。【反思与评价】(7)实验时，要先向装置中通入一段时间的氮气，再通入甲烷加热的目的是__________。【答案】(1)Ab(2)水雾澄清石灰水变浑浊(3)检验纯度(4)H2(5)(6)铜（或Cu）、水（或H2O）、二氧化碳（或CO2）(7)排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸【解析】（1）①实验室通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，反应物为固体，反应条件是加热，选择固体加热型发生装置即装置A，故填：A。②装置C有长短导管，甲烷密度比空气小，会聚集在空气上方，所以甲烷由短导管即b管口进入，把空气从c管口排出，故填：b。（2）甲烷燃烧有水和二氧化碳生成，所以在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁观察到有水雾生成，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，则观察到的现象为：澄清的石灰水变浑浊，故填：水雾；澄清石灰水变浑浊。（3）可燃性气体与空气混合点燃易发生爆炸，所以甲烷点燃前，应先检验纯度，故填：检验纯度。（4）根据质量守恒定律反应前后原子种类、原子个数都不变，由化学方程式可知反应前1个碳原子，4个氢原子，反应后已有1个碳原子，还差4个氢原子，因为该化学式的化学计量数为2，所以该化学式为H2，故填：H2。（5）甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：，故填：。（6）甲中黑色固体变为红色，说明有铜生成，乙中无水硫酸铜变为蓝色，说明有水生成，丙中澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，所以甲烷还原氧化铜的产物有：铜（或Cu）、水（或H2O）、二氧化碳（或CO2），故填：铜（或Cu）、水（或H2O）、二氧化碳（或CO2）。（7）甲烷和空气混合物加热可能发生爆炸，故先通氮气排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸，故填：排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸。14．（2022秋·上海杨浦·九年级校考阶段练习）单质碳、氢气和一氧化碳有着相似的化学性质—可燃性和还原性。学校兴趣小组设计实验进行了验证：甲实验：其中反应的化学方程式______，还原剂是______。试管口略向下倾斜的原因是______。乙实验：能够证明试管中反应已经发生的明显现象有：______。A．红色粉末变为黑色

B．导管口出现气泡C．澄清石灰水大量浑浊

D．试管口有无色液滴【讨论】有同学认为该实验可能会有一氧化碳生成。你赞同吗？请说明理由______。【探究】某兴趣小组在做完乙实验，后进行了如图所示的探究：【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是：猜想Ⅰ、石墨棒；猜想Ⅱ、铝箔。【实验】用天平称量1.5g氧化铜粉末，直接用铝箔纸包裹。按上述操作步骤实验，黑色粉末______，那么猜想Ⅱ不成立。【结论】石墨棒能使氧化铜还原成铜，该反应的化学方程式为______。【改进】把石墨棒换成铝粉，重复上述操作，又获成功。改进后的实验证明，铝粉能还原氧化铜，其反应的化学方程式是______。【拓展】称取等量的铝粉并进行同样的操作，其目的是______。如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜，效果更好。联想在空气中灼热的铁丝不能燃烧而铁粉能燃烧的事实，说明物质间反应的难易和剧烈程度与______有关。丙实验：反应的化学方程式为______。检验一氧化碳的纯度后开始实验，先______（选“通一氧化碳”或“点燃A处酒精灯”），原因是______。其中澄清石灰水的作用______。反应结束时，应该先撤______（选“A”或“B”）处酒精灯，为了______。【探究】有同学提出，用以下装置也能完成丙实验。你赞同吗？请说明理由______。【答案】H2+CuOCu+H2O氢气/H2防止冷凝水倒流，炸裂试管BC/CB赞同，CO2在高温条件下可以与C反应生成CO不变色3CuO+2Al3Cu+Al2O3控制变量作对比实验接触面积CO+CuOCu+CO2通一氧化碳排出装置中的空气，防止混合气体加热发生爆炸检验反应生成的CO2A处理尾气赞同，C装置可以收集尾气CO【解析】甲实验：氢气与氧化铜在加热条件下生成铜和水，反应的化学方程式为；在该反应中，氢气夺去了氧化铜中的氧元素，属于还原剂；加热固体时，为了防止冷凝水倒流，试管口应略向下倾斜。乙实验：碳与黑色的氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则现象为黑色粉末变红色，导管口有气泡产生，且澄清石灰水变浑浊，故选BC。[讨论]由于碳在高温条件下能与二氧化碳反应生成一氧化碳，则该实验中可能会有一氧化碳生成。[实验]结论为铝箔不能把氧化铜还原成铜，则将铝箔纸包裹氧化铜粉末，加热后无明显现象。[结论]碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为[改进]铝粉还原氧化铜生成铜和氧化铝，反应的化学方程式为。[拓展]称取等量的铝粉并进行同样的操作，目的是控制变量做对比实验，可通过等质量的铝粉与碳粉与氧化铜反应，比较效果；铝箔不能还原氧化铜，而铝粉可以，且铁丝不能在空气中燃烧，而铁粉可以，则说明物质间反应的难易和剧烈程度与接触面积有关。丙实验：一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为；由于一氧化碳不纯点燃时会发生爆炸，则实验开始时，先通一段时间一氧化碳，除去装置中的空气，然后再点燃A处酒精灯；由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则其中澄清石灰水的作用为检验生成的二氧化碳；反应结束时，应先熄灭A处的酒精灯，继续通一氧化碳至装置冷却为止，而B处酒精灯的作用为处理尾气，则应等停止通入一氧化碳后再熄灭，则应先熄灭A处酒精灯。[探究]由于一氧化碳难溶于水，而C装置可收集一氧化碳，则该装置也能完成丙实验。15．（2021秋·上海静安·九年级上海市民办扬波中学校考阶段练习）小明参观某养鱼池时，好奇地发现农民向养鱼池撒一种叫做过氧化钙的淡黄色固体，用来增加鱼池中的含氧量。小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙制取氧气。【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气？【查阅材料】部分内容如下：过氧化钙（CaO2）室温下稳定，在300℃时分解生成氧气，可做增氧剂、杀菌剂等。【猜想与验证】（1）小明通过【查阅资料】获知______，提出猜想Ⅰ：加热过氧化钙可制取氧气。然后进行以下实验：实验装置实验主要过程①检验装置气密性。操作如下：先______，再双手紧捂试管，观察到______，松开手后，有液体进入导管，则气密性良好。②加入过氧化钙于试管中，固定试管后加热，导管口有大量气泡冒出。③收集满一瓶气体。④停止加热。熄灭酒精灯前，应______。⑤检验气体。方法是______。实验结论：加热过氧化钙可制取氧气。（2）小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气①检验装置气密性。②加入过氧化钙和水后，有少量小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。【实验结论】不能用过氧化钙与水反应制取氧气。【分析与反思】①虽然没有快速收集到大量氧气，但根据实验现象，小明认为农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是______。②小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？你的合理建议：______。【答案】过氧化钙在300℃时可分解出氧气将导管伸入水中导管口有气泡冒出将导管从水槽中取出将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气过氧化钙能与水缓慢反应、持续地放出氧气加入催化剂（合理即可）【解析】猜想与验证（1）因为过氧化钙（CaO2）室温下稳定，在300℃时分解成氧气，提出猜想Ⅰ．故填：过氧化钙在300℃时可分解出氧气；实验主要过程：①检查装置气密性。操作如下：先将导管一端伸入水中，再双手紧捂试管，观察到导管口有气泡冒出，松开手后，有液体进入导管，则气密性良好。④为了防止冷水倒吸，炸裂试管，所以熄灭酒精灯前要先将导管从水槽中取出；⑤氧气具有助燃性，所以收集结束后，检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气；（2）分析与反思①虽然没有快速收集到大量氧气，小明认为农民用过氧化钙作增氧剂的主要原因是：过氧化钙能与水缓慢反应、持续地放出氧气；②为了使过氧化钙更快地放出氧气，可以向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂或者加热反应物等。16．（2022·上海·九年级专题练习）某化学兴趣小组对课本“测定空气中氧气的含量”实验完毕后集气瓶中是否还含有氧气产生质疑，于是同学们设计了如图1装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？【作出猜想】猜想①：有氧气剩余；猜想②：无氧气剩余。【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷居然也被点燃。（1）激光笔的作用是_______。（2）红磷燃烧产物与瓶底的热水发生化合反应生成磷酸(化学式为H3PO4)，其反应的化学方程式为_______。【实验结论】（3）根据上述实验现象，得出的结论是：猜想_______正确。（4）课本上用红磷燃烧的方法_______(填“能”或“不能”)精确地测定空气中氧气的含量，理由是_______。【拓展延伸】图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。（5）在图2中_______(填“A、B、C、D、E”)点时红磷燃烧熄灭；白磷开始燃烧至燃烧结束对应的曲线为_______段(用图2中字母表示))。【反思与评价】（6）兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段，得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验：_______(填物质名称)在空气中不能点燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。【答案】使温度达到红磷、白磷的着火点①不能红磷不能把装置中的氧气耗尽CDE铁【解析】(1)激光笔照射可以升高可燃物(红磷、白磷)周围的温度，使其达到可燃物的着火点，燃烧起来，故填写：使温度达到红磷、白磷的着火点。(2)红磷燃烧产物是五氧化二磷，它与水反应生成磷酸，化学方程式为：，故填写：。(3)白磷燃烧，说明红磷燃烧后氧气有剩余，猜想①正确，故填写：①。(4)由图2可知，红磷燃烧并未完全消耗完四颈平底瓶内氧气，因此，课本上用红磷燃烧的方法是不能精确地测量空气中氧气的含量，故填写：不；理由是红磷不能把装置中的氧气耗尽，故填写：红磷不能把装置中的氧气耗尽。(5)由图2可知，氧气含量第一次大幅度下降是BC段，该段表示红磷燃烧消耗氧气，因此，C点时红磷熄灭，故填写：C；由图2可知，氧气含量第二次大幅度下降是DE段，该段表示白磷燃烧消耗氧气，故填写：DE。(6)由“铁丝在氧气中燃烧实验”可知，铁在空气中不能点燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧，故填写：铁。17．（2022秋·上海·九年级校考期中）学校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶膨胀破裂，在老师的指导下，兴趣小组同学对该生石灰取样开展了如下探究：【提出问题】生石灰样品的成分是什么？【提出假设】生石灰样品的成分可能是氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙中的一种或几种。【设计实验】兴趣小组设计如下实验进行探究。实验操作实验现象实验结论a取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁烧杯壁发热______b将步骤a中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中加入____________有氢氧化钙c取步骤b中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量____________有碳酸钙【反思评价】经过讨论，同学们发现通过步骤不能得到样品中一定含有氢氧化钙的结论，理由是______。通过小组合作，最后得出样品中肯定含有氧化钙和碳酸钙，可能含有氢氧化钙。请写出样品中有碳酸钙生成的化学方程式______。【应用交流】生石灰要密封保存【拓展思考】如果取ag生石灰放置于空气中，一段时间后称得固体质量为bg，若bg固体全部是碳酸钙，则a、b之间的关系是______。【答案】样品中含有氧化钙酚酞试液溶液变红稀盐酸固体溶解，产生气泡氧化钙能和水反应生成氢氧化钙【解析】[设计实验]a、取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁，烧杯壁发热，说明物质溶于水放出热量，则生石灰样品中有CaO；故填：CaO；b、由于生石灰样品中有Ca(OH)2，利用其溶液显碱性，可将步骤a中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入无色酚酞溶液，溶液变红；故填：酚酞溶液；溶液变红；c、由于生石灰样品中有CaCO3，则取步骤b中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸，会看到有气泡产生；故填：稀盐酸；固体溶解，产生气泡；[反思评价]步骤b不能得到样品中一定含有Ca(OH)2，因为a步骤中CaO与水反应会生成Ca(OH)2；样品中氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为；[拓展思考]如果取ag生石灰放置于空气中，一段时间后称得固体质量为bg，若bg固体全部是碳酸钙，说明生石灰全部变为碳酸钙，根据质量守恒定律，碳酸钙中钙元素与氧元素的质量之和等于生石灰的质量，即ag，碳酸钙中钙元素与氧元素的质量之和为，即，得出。18．（2020秋·上海杨浦·九年级统考期中）某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：(1)讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体，他们应该选择（填编号）___________。A．蜡烛 B．红磷 C．硫粉 D．镁带(2)小组同学共同设计了如图的装置，你认为合理的是（填编号）___________。为了确保实验的成功，在装药品之前应该___________。(3)该小组按设计方案实验后，瓶内上方气体主要是氮气。但得到的氮气密度（假设要除去的气体均已除净）与氮气的实际密度有误差，产生误差的原因___________。(4)实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，下列对这种现象解释合理的是_______A．甲同学使用红磷的量太少，瓶内氧气没有消耗完B．甲同学实验过程中，弹簧夹没有夹紧中间的乳胶管C．甲同学未等到冷却至室温就打开弹簧夹D．甲同学插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出(5)乙同学用如下装置测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备将集气瓶内气体压强精确地记录保存下来。图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p'分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压，已知相同条件下集气瓶中气体压强与气体所占体积成正比）。下列说法正确的是______________A．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响B．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大均是由燃烧瞬间产生了大量气体引起的C．图3中p'0是因为该实验装置漏气造成的D．由图2中p0.790可推出空气中氧气的体积占总体的21%【实验改进】(6)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，测得结果与理论值误差较大。Ⅰ、铁生锈原理：铁与氧气、水作用生成铁锈。根据铁在空气中生锈的原理设计下图实验装置，再次测定空气中氧气含量、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。【交流表达】①铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁，写出该反应的方程式___________。②根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是___________（计算结果精确到0.1%）。测量项目实验前实验后体积/ml烧杯中水的体积烧杯中剩余水的体积集气瓶（扣除内容物）和导管的容积80.054.5126.0③从实验原理和操作角度分析，改进后的实验比（5）中的实验测量结果更准确的原因是：①___________。②___________。【答案】(1)B(2)A检查装置的气密性(3)得到的气体中还含有稀有气体(4)AC(5)BD(6)20.2%铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确【解析】（1）A、蜡烛燃烧消耗氧气，生成二氧化碳和水，故A不符合题意；B、红磷燃烧只消耗氧气，生成五氧化二磷固体，故B符合题意；C、硫粉燃烧消耗氧气，生成二氧化硫气体；故C不符合题意；D、镁带能和空气中的氧气、氮气等物质反应，故D不符合题意；故填：B。（2）①装置A合理，因为氧气密度比空气大，红磷在集气瓶中下部，更利于氧气完全反应，故填：A。②为了确保实验的成功，在装药品之前应该检查装置的气密性，故填：检查装置的气密性。（3）按设计方案实验后，得到的气体主要是氮气，还含有稀有气体，所以得到的氮气密度与氮气的实际密度有误差，故填：得到的气体中还含有稀有气体。（4）A、使用红磷的量太少，瓶内氧气没有消耗完，使进入瓶内水的体积小于瓶内空气体积的1/5，故A符合题意；B、实验过程中，弹簧夹没有夹紧中间的乳胶管，会导致实验过程中，装置内气体膨胀而逸出，使进入瓶内水的体积大于瓶内空气体积的1/5，故B不符合题意；C、未等到冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内水的体积小于瓶内空气体积的1/5，故C符合题意；D、甲同学插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出，使进入瓶内水的体积大于瓶内空气体积的1/5，故D不符合题意；故填：AC。（5）A、燃烧匙内所装红磷或木炭过少，不能耗尽装置中的氧气，使测得的结果偏小，故A不符合题意；B、反应开始时物质燃烧放出大量的热，集气瓶中的气体膨胀，使瓶中压强瞬间变大，故B符合题意；C、图3中p'=ρ0是因为木炭燃烧消耗了氧气，生成了二氧化碳，反应前后气体的体积不变，使瓶中的气体压强不变，故C不符合题意；D、相同条件下集气瓶中气体压强与气体所占体积成正比，由图2中p=0.79ρ0知，瓶中剩余气体的体积占空气体积的79%，瓶中气体的气压减少了0.21ρ0，可推出空气中的气体体积减少了0.21体积，即氧气的体积是21%，故D符合题意；故填：BD。（6）①铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁，反应的化学方程式为：，故填：。②根据表中数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数为：，故填：20.2%。③从实验原理角度分析，铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确，故填：铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确。④从操作角度分析，测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确，故填：测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确。19．（2022秋·九年级单元测试）学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”，化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中，对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。(1)【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。实验步骤实验现象实验结论步骤①木条不复燃；步骤②产生气泡，溶液变蓝色；步骤③___________。硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂，反应的化学方程式为___________。(2)【评价改进】大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确，还需证明硫酸铜的___________在反应前后都没有发生改变。(3)【讨论交流】大家认为：在甲同学实验的基础上，乙同学将甲同学实验时试管中的溶液蒸发、干燥得到白色固体，再称其质量为___________g，然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中，仍然可以加速过氧化氢分解。由此可以得出甲同学的实验结论。(4)【拓展延伸】比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果，实验过程中不需要控制的条件是___________（填序号）。A．溶液的起始温度B．催化剂的质量C．溶液的浓度D．反应起始时间【答案】(1)木条复燃(2)质量和化学性质(3)m1(4)D【解析】（1）实验探究：步骤①中未加入硫酸铜，带火星的木条不复燃，步骤②中加入硫酸铜，产生气泡，溶液变蓝色，将带火星的木条放在试管口，带火星的木条复燃，说明硫酸铜能加快过氧化氢的分解；过氧化氢在硫酸铜的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：；故填：木条复燃；；（2）评价改进：催化剂能改变化学反应速率，且化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，故还需证明硫酸铜的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变，故填：质量和化学性质；（3）讨论交流：化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，故还可在甲同学实验的基础上，乙同学将甲同学实验时试管中的溶液蒸发、干燥得到白色固体，再称其质量为m1g，说明反应后质量不变，然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中，仍然可以加速过氧化氢分解，说明反应后，化学性质不变，故填：m1；（4）拓展延伸：比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果，除了催化剂的种类不同，其它因素均应相同，故溶液的起始温度、催化剂的质量、溶液的浓度应相同，反应起始时间不需要控制。故选D。20．（2023·上海·九年级专题练习）某化学兴趣小组向盛有一定量Na2CO3溶液的烧杯里滴入澄清石灰水，观察到产生白色沉淀，接着将烧杯内的物质过滤，请你参与同学们对滤液成分的探究实验。【提出问题】滤液中的溶质是什么？【猜想与假设】实验小组的同学对滤液中的溶质作出了如下五种猜想。猜想一：滤液中的溶质只有NaOH；猜想二：滤液中的溶质只有Na2CO3；猜想三：滤液中的溶质只有Ca（OH）2；猜想四：滤液中的溶质是NaOH和Ca（OH）2；猜想五：滤液中的溶质是_____。【小组讨论】同学们分组讨论后一致认为猜想二和猜想三不成立，理由是_____（用化学方程式表示）。【实验探究】为进一步确定哪种猜想成立，同学们分组开展下列实验设计和探究活动。组次实验设计或操作实验现象实验结论1无明显现象猜想_____不成立，但不能确定其他猜想哪一个成立。2_____猜想五成立。【反思交流】同学们认为要确定该滤液中的溶质，关键在于确定滤液中是否有Ca（OH）2或Na2CO3，实质是检验滤液中是否有Ca2+或。有同学提出除了澄清石灰水，还可向滤液中加入其他试剂判断猜想五是否成立。请你列举两种类别不同的其他试剂_____。【答案】NaOH和Na2CO3Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH四有白色沉淀生成盐酸、氯化钡溶液等【解析】猜想与假设：碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以滤液中一定有氢氧化钠，可能有碳酸钠或氢氧化钙中的一种剩余。所以猜想五：滤液中的溶质是NaOH和Na2CO3。小组讨论：碳酸钠和氢氧化钙一定发生反应，则一定有氢氧化钠，所以猜想二和猜想三不成立，化学方程式为。实验探究：组次1：加入碳酸钠无明显现象，说明无氢氧化钙，因为如有氢氧化钙会出现白色沉淀。所以猜想四不成立。组次2：猜想五成立说明有碳酸钠，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，所以实验现象为有白色沉淀生成。反思交流：判断猜想五主要