专项11 科学探究题20题（原卷版+解析版）

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【全国版】2024年中考化学压轴必刷题
专项11 科学探究题（20题）
1．某化学小组用下图所示实验装置，探究铝、铜、银的金属活动性顺序。
【实验分析】
(1)实验一段时间后，两支试管内均无明显变化，分析可能的原因： 。
(2)经改正后，装置B中观察到的现象是 ，写出装置A中发生反应的化学方程式： 。
【继续探究】
(3)通过图示实验不能验证铝、铜、银的金属活动性顺序，请补充下列实验过程。
实验步骤 实验现象
将铜丝插入硝酸银溶液中 。
【延伸探究】为科学处理实验后产生的废液，小组同学将废液缸中液体进行过滤，得到滤液和滤渣，并对滤液和滤渣的成分进行探究。
(4)取少许滤液于试管中，滴加适量氯化钠溶液，观察到有 ，得出结论：滤液中一定含有硝酸银。
(5)小组同学经过讨论后认为无须试剂检验即可确定滤渣成分中只含银，理由是 。
2．科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。A、B、C三个学习小组同学根据三个特殊的复分解反应设计了实验方案进行探究活动，并基于证据进行推理分析。
【A组】
(1)探究中和反应。向试管中加入氢氧化钠溶液后，滴几滴酚酞溶液，然后加入稀盐酸（图A），最后溶液为无色。甲同学认为溶液显中性，乙同学认为不对。乙按以下方案进行了实验：
实验步骤 实验现象 结论
取少量反应后的溶液于试管中，滴加 溶液 有气泡产生 稀盐酸过量
【B组】
(2)探究两种显碱性的溶液是可以反应的。向试管中加入澄清石灰水，再加入一定量的碳酸钠溶液（图B）后过滤。滤液中的溶质是什么？
丙同学认为溶质是NaOH；
丁同学认为溶质是NaOH、Ca（OH）2；
戊同学认为溶质还有一种可能是 ，戊同学思考后用以下方案验证了他的猜想。
实验步骤 实验现象 结论
取少量反应后的溶液于试管中，加入 戊同学猜想正确
【C组】
(3)探究两种盐溶液是可以反应的。己同学向试管中加入硫酸钠溶液，再加入一定量的硝酸钡溶液（图C）后有白色沉淀生成。己同学和C组得出结论，这两种盐溶液是可以反应的。写出所发生反应的化学方程式 。
3．某化学兴趣小组实验探究木炭还原氧化铜。
查阅资料：
(1)氧化铜为黑色固体。
(2)木炭还原氧化铜得到的固体中可能含有少量的氧化亚铜(Cu2O)，氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu
【实验操作及现象】将木炭粉和氧化铜的干燥混合物按照一定比例混合均匀后加入试管中。按图装置进行实验，观察到如下实验现象
现象1:加热一段时间后，试管①中部分黑色固体变红;
现象2:试管②中澄清石灰水变浑浊。
(1)现象1说明木炭具有 性；
(2)现象2说明生成了 气体；澄清石灰水变浑浊的原因 （用化学方程式表示）。
【反思与评价】
(3)用带有金属网罩的酒精灯给试管①加热时，试管②中导管口冒气泡的原因是 。
(4)为检验反应后的红色固体中是否含有氧化亚铜，所需的试剂是 （填名称）；若含有氧化亚铜，检验过程中实验现象是 。
(5)你认为该实验是否有不足之处，若没有说出该实验的优点 ；若有说出理由并给出改进措施 。（只回答有或没有一种情况即可）
4．在浓硫酸的催化作用下，固体草酸（H2C2O4）受热分解生成碳的氧化物和水。某化学课外兴趣小组对碳的氧化物的成分进行了实验探究。
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分。
【猜想】
(1)
猜想1 猜想2 猜想3
只有CO 只有 CO和CO2的混合物
【设计实验】基于猜想3，兴趣小组同学设计了如图实验装置：（已知：氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳）
【实验探究】
(2)实验过程中观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解时有 气体产生。
(3)实验过程中还观察到以下实验现象：
①C装置中澄清石灰水不变浑浊；
②D装置中 。
③E装置中 ，证明有CO气体。
【实验结论】通过实验探究证明：
(4)在浓硫酸的催化作用下，草酸受热分解的化学方程式 。
【问题讨论】
(5)利用上述实验装置实验时，需要先通入草酸分解生成的气体，一段时间后再加热氧化铜粉末，其目的 。
(6)装置末端酒精灯的作用是 。
5．某化学小组同学对二氧化碳和二氧化硫的有关性质进行了相应的探究实验，请根据所学知识及实验过程，回答下列问题。
(1)物理性质对比实验：将两支相同的已收集满有二氧化碳和二氧化硫的试管，倒置于盛有水的水槽中，出现如图1所示现象的原因是 。
(2)化学性质的对比实验：将二氧化碳和二氧化硫分别进行如图2实验（部分装置省略），观察到的实验现象是A与D现象接近；B与E现象相同；C与F现象差异很大，C仍为红色，F红色逐渐褪去，加热后又变回红色。化学小组同学只用澄清石灰水检验二氧化碳的方法是否可靠： （填“是”或“否”）。请写出与澄清石灰水反应的化学方程式： 。
(3)写出一种鉴别二氧化碳和二氧化硫的方法： 。
(4)实验反思：二氧化碳和二氧化硫的化学性质相似之处是 （写一点即可）。
(5)漂白是溶液褪色的原因之一，如：F装置中品红褪色的原因是漂白造成的；很多其他的化学反应也可以使某些有色溶液褪色。某研究性学习小组同学发现：将气体通入滴有酚酞试液的NaOH稀溶液中，也观察到溶液的红色褪去。该小组同学也想通过实验来探究该溶液褪色的原理，经过大家的讨论和分析后，提出了如下两种假设。
假设一：或与水反应的产物漂白了红色的溶液；
假设二：与氢氧化钠反应，降低了溶液的pH。
请你设计一个简单合理的实验方案，验证以上哪种假设成立： 。
6．九（三）班化学兴趣小组的同学往氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，没有看到明显现象。
【提出问题】氢氧化钠与盐酸是否发生了化学反应？
【查阅资料】酸与碱发生中和反应会放出热量。
【实验设计】
(1)甲、乙、丙三位同学分别设计了如下实验方案，请你帮他们完成实验报告。
同学 实验操作 现象 结论
甲 氢氧化钠与盐酸发生了 化学反应，反应的化学 方程式为 。
乙 U形玻璃管中 （填“左”或“右”）边的 红墨水液面下降 氢氧化钠与盐酸发生 了化学反应，放热。
丙 用pH试纸测定滴加稀盐酸 前后溶液的pH值的变化 最后溶液的pH （填“≥”、“≤”或“＝”）7 氢氧化钠与盐酸发生了 化学反应
【评价反思】
(2)小组同学认为乙同学的设计不合理，理由是 。
(3)从微观的角度说明酸碱中和反应发生的实质是 。
7．为探究酸的化学性质，化学兴趣小组利用盐酸进行了图1实验。
(1)写出C试管中发生反应的化学方程式： 。
(2)C试管中的稀盐酸与氢氧化钡溶液恰好完全反应，D试管中的碳酸钠溶液过量。将C、D试管反应后的溶液倒入同一烧杯中，过滤，得到白色沉淀和滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行如下探究：
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么
【猜想与假设】猜想一：；猜想二：和；猜想三：、和；猜想四： 。
【进行讨论】同学们一致认为猜想三不成立，理由是 。
【设计实验】请完成实验报告：
实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ．取少量滤液于试管中，滴加适量碳酸钠溶液 无明显现象 猜想 不成立
Ⅱ．另取少量滤液于试管中，滴加适量稀盐酸 猜想四成立
【深入探究】分别向密闭容器中的碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中缓慢滴加稀盐酸，并用数字化仪器记录数据，得到图2、图3曲线（所用碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液的浓度相同，稀盐酸的浓度也相同）。
【交流评价】
①由图2、图3知，两种溶液中碱性较强的是 溶液（填化学式）。
②由图2知，当滴加约稀盐酸时，碳酸钠恰好完全反应。此时溶液的小于7，原因是 。
8．兴趣小组利用图示装置进行电解水实验。
(1)初步实验
电解水的化学方程式为 。用燃着的木条检验气体a和b，分别观察到 、 ，说明水是由氢氧元素组成。
(2)深入探究
小组同学测得负极与正极产生气体的体积比为2.47，与理论值2不符。
【提出问题】有哪些因素导致实验结果偏差
【查阅资料】石墨电极对气体有吸附性，吸附饱和后才释放气体；石墨可与O2反应。
【形成假设】
假设I：石墨电极吸附O2比吸附H2多
假设Ⅱ：石墨电极与O2反应生成CO2被 NaOH溶液吸收
【进行实验】
步骤 实验操作 实验现象 实验结论
① 通电，观察电极产生气泡的情况 正极更早有气泡出现 石墨吸附 更多，假设Ⅰ不合理
② 断开电源，取电解后液体于试管中，滴加少量 溶液 产生 假设Ⅱ合理
(3)拓展实验
甲同学改用铂丝电极进行实验，测得负极与正极产生气体的体积比更接近理论值，则该体积比a的范围是 (填序号)。
①a<2 ②2＜a＜2.47 ③a＞2.47
乙同学想起H2难溶于水，而O2 溶于水，认为实验结果产生偏差还与气体溶解度有关，于是在甲同学实验基础上，关闭电源，打开活塞，放出气体，待液体补充至活塞位置， (补充实验方案)，测得结果符合理论值。
9．像科学家一样“做科学”——探秘金属的活动性顺序：
某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图甲所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同)。
(1)实验前用砂纸打磨金属的目的是 。
(2)一段时间后，观察到B试管中的实验现象为 ，该反应的化学方程式为： 。
(3)甲同学认为通过实验A和C可比较锌和铁的金属活动性，他依据的实验现象是 。
(4)乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，乙同学又补做了一个实验，装置如图乙所示，且实现了探究目的。乙同学的实验：X、Y物质分别为： 。
【拓展与延伸】
(5)好奇地小华在老师的指导下，把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色，此时，滤渣中一定含有 。
10．化学实验过程经常会产生一定量的废液，经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上，兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鉴别，并对废液成分展开探究。
【活动一】
(1)通过小组合作，同学们完成了如图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是 (写一个)。
【活动二】
(2)小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如图)，充分搅拌、静置。观察到杯内上层是无色溶液，下层有白色沉淀。由此可以确定：上层溶液中一定不含的离子是 。小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如图探究。
【提出问题】上层溶液中还可能含有什么离子
【猜想与假设】上层溶液中还可能含有OH-、、Ca2+中的一种或几种。
【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
方案一 ①取少量溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液 ②继续滴加稀盐酸 ①溶液变红 ②产生气泡 ①有OH- ②有、无Ca2+
方案二 ①取少量溶液于试管中，滴加足量 溶液 ②继续滴加FeCl3溶液 ①有白色沉淀生成 ② ①有、无Ca2+ ②有OH-
【反思与评价】
(3)小明同学对方案一提出质疑，他的理由是 会对OH-的检验造成干扰。
(4)将烧杯内物质过滤，滤渣回收，向滤液中加入适量 进行处理后再排放。
①稀盐酸 ②熟石灰 ③硫酸铜
11．《梦溪笔谈》中有关湿法炼铜的描述，表明我国很早就开始利用硫酸铜。化学兴趣小组开展了有关硫酸铜的项目式探究。
(1)项目一：硫酸铜的性质
①硫酸铜是一种白色粉末，这句话描述的是硫酸铜的 性质（填“物理”或“化学”）。
②将一根打磨过的铁丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中，一段时间后观察到的现象是 ，反应后溶液的质量 （填“增加”、“不变”或“减少”）。
(2)项目二：硫酸铜的用途
硫酸铜和石灰乳混合可以配制农业上常用的杀菌剂波尔多液，反应的化学方程式为 。
(3)项目三：硫酸铜的制备
【查阅资料】制备硫酸铜的方案：。
【进行实验】将反应物装入烧杯中，开始时产生少量气泡，后来反应剧烈产生大量气泡，放出热量，溶液呈蓝色，该溶液即为硫酸铜溶液。
【提出疑问】实验中为什么有气体生成？同学们进行了如下探究。
项目四：实验异常现象探究
【查阅资料】制备硫酸铜过程中，发生了分解反应。
【提出问题】什么因素加快了的分解？
【猜想与假设】同学们作出以下猜想：猜想一：生成的；猜想二：温度升高；猜想三： 。
【实验探究】设计实验如图：
【实验分析】
实验现象：实验一产生气泡；实验二无明显现象；实验三产生气泡；实验四快速产生气泡。对比实验一和实验二可以得出的结论是 。为了验证温度升高能加快的分解，甲同学的方案是实验二和实验三对比；乙同学的方案是实验一和实验四对比。你认为 同学的方案更严谨，理由是 。
【实验结论】猜想三正确。
12．某工厂对印刷电路板刻蚀废液(主要成分为CuCl2和HCl)进行资源化利用。
(1)探究铜的性质。
步骤I、向装有铜片的试管A中加入稀盐酸，无明显现象，原因是 。
步骤Ⅱ、向试管A中继续滴入H2O2溶液，溶液变为蓝色，反应的化学方程式为 。
步骤Ⅲ、向试管A中再次滴入H2O2溶液，快速产生气泡，原因可能是 。
(2)刻蚀废液与Na2CO3溶液混合制备杀菌剂碱式碳酸铜。制备装置如图-1所示。
①为减少副产物Cu(OH)2的生成，合适的加料方式为：将M溶液缓慢滴入N溶液中。则M溶液为 (填“刻蚀废液”或“Na2CO3溶液”)。
②碱式碳酸铜中会含有一定量的Cl-而影响产品纯度，反应的pH对产品中铜和氯元素质量分数的影响如图-2所示。要获得较高纯度的产品，适宜的pH为 。
(3)碱式碳酸铜【Cux(OH)y(CO3)z】加热到220℃会分解为三种常见的氧化物。取碱式碳酸铜固体充分加热，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收。
①实验测得浓硫酸增重0.36g，碱石灰增重1.76g。则碱式碳酸铜的化学式为 。
②若碱石灰吸收了空气中的水蒸气和CO2，则测得的化学式中x值 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
13．化学兴趣小组的同学们在帮助老师整理实验室时发现一瓶白色固体，标签如图所示。
(1)同学们对电石的性质产生了好奇，计划将电石与水混合，为控制反应速率，应选择装置 (填字母)进行实验。
向一小块电石上小心的加入一定量水后，发现两者剧烈反应，产生的气体可以燃烧，同时在锥形瓶底部的溶液中产生白色浑浊物。将锥形瓶中的混合物过滤后，得到滤液和滤渣，并分别进行了如下探究。
【提出问题】滤渣的成分是什么？
【做出猜想】同学们认为滤渣的成分可能是CaSO4、CaCO3、Ca(OH)2中的一种或多种。
【讨论交流】
(2)经过讨论，大家认为滤渣中不可能有CaSO4，理由是 。
【实验探究】
(3)
实验方案 实验现象 实验结论
甲组 。 电石与水反应生成的白色浑浊物是Ca(OH)2
乙组 溶液变为红色
乙组实验所用X是 溶液。
【提出问题】电石与水混合产生的气体由什么元素组成？
【提出猜想】该可燃性气体中可能含有碳、氢、氧三种元素中的一种或几种。
【查阅资料】白色无水硫酸铜固体遇水会变为蓝色。
【进行实验】同学们将产生的可燃性气体燃烧后的生成物依次通过下列装置，观察到无水硫酸铜固体变蓝，澄清石灰水变浑浊。
【得出结论】
(4)电石与水反应后产生的无色气体一定含有 元素。
【表达交流】
(5)实验过程中将AB装置调换顺序对实验结果 影响。(选填“有”或“无”)
(6)石灰水变浑浊的化学反应方程式是 。
14．造纸是中国古代四大发明之一，是古代劳动人民智慧的结晶，某兴趣小组的同学对古代造纸术产生了浓厚的兴趣。
同学们查阅资料得知古代造纸的流程如下：
(1)竹、麻加入生石灰、草木灰（主要成分是K2CO3）和水浸泡、打浆过程中发生复分解反应的化学方程式 。
活动一：探究造纸黑液的成分
【查阅资料】
①纸的主要成分是纤维素，竹、麻等植物中含有纤维素、油脂、木质素等成分，造纸时加入碱性物质是与油脂、木质素反应，提取植物中的纤维素。
②造纸工业的碱法制浆工艺产生的黑液含木质素、半纤维素等有机物，呈黑褐色，故称作黑液，即废液。
同学们模拟古代造纸的过程，得到了一定量的黑液，黑液中除了有机物还有哪些成分呢？同学们结合过程中发生的化学反应提出了猜想：
【猜想假设】
(2)猜想一：只含有KOH；猜想二：含有KOH、 ；猜想三：含有KOH、K2CO3
【设计实验】
(3)请完善下面表格。
实验步骤 实验现象 实验结论
1.取废液少许于试管中，滴加 溶液 猜想二不正确
2.取废液少许于试管中，滴加 溶液 产生气泡 猜想三正确
活动二：定量测定
同学们利用电子天平设计如图实验测定黑液中K2CO3的含量。
【反思评价】
(4)该小组同学按上述实验规范操作，测得样品中K2CO3的质量分数偏小，原因可能是 。（写一条）
【拓展延伸】
(5)在沿海城市，有人建议未来可以利用废弃贝壳磨细，溶入少量15%的聚乙烯和5%的胶合剂来制“石头纸”，与传统纸相比，“石头纸”的优点为 （答1点即可）。
15．现有一包固体粉末，含有氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、氯化铜中的一种或几种，为了确定其成分，化学兴趣小组的同学们进行实验探究。
【提出问题】固体粉末的成分是什么
【实验探究1】同学们进行如下实验
(1)通过上述实验证明固体粉末中一定没有 。
【实验探究2】
取少量探究1所得溶液进行如图实验：
(2)写出滴加硝酸银溶液，一定发生的化学反应方程式： ；（写一个）
(3)通过实验能得出的结论：固体粉末中一定不含硫酸钾，原因是 ﹔但还无法确定 是否存在。
【实验探究3】
(4)为了证明固体粉末中不确定的存在，同学们讨论后重新取探究1所得溶液于试管中，加入适量的 溶液，充分反应后过滤出蓝色沉淀，再向滤液中加入适量的 溶液，至恰好不再产生白色沉淀后过滤，将滤液再经过 操作，观察到有白色固体出现的现象，最终确定固体粉末的成分为氯化钾和氯化铜。
【反思与总结】
(5)如图是同学们绘制的【实验探究3】③的操作过程溶液中某离子的变化趋势图，其中表示Cl-数量变化趋势的是 （填序号“A”或“B”）；
16．定律是对自然现象或关系的描述。通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料：
(1)玻义耳实验中，金属灰增加的质量是 ；
(2)质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有______（多选，填字母）。
A．要善于总结前人的成果和经验
B．实验的成功与否，取决于药品的选择
C．定量方法是科学研究的重要方法
D．定量实验要尽量减少实验误差，使得实验更准确
(3)受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。
小丽选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
Ⅰ、锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；
Ⅱ、取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；
①Ⅲ、待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察 。
【实验结论】参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【交流反思】②要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是 。
③反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出上述结论，并请说明理由 。
④气球的作用有 、 。（答两点）
(4)从微观看质量守恒定律。如图是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图。
①上述变化Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，属于化学变化的是 ，该变化的化学方程式为 。
②变化I中，一定不变的微粒是 （填微粒名称）。
17．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
【提出问题】①氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计并完成实验】实验Ⅰ：将24.5g氯酸钾放在试管中加热
实验Ⅱ：将24.5g氯酸钾与5.0g二氧化锰均匀混合加热
实验Ⅲ：将Xg氯酸钾与5.0g氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
(1)Ⅲ中X的值应为 。
(2)将实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明 。
(3)将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到5.0g黑色粉末，再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同，此步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后 不变。
(4)【结论】氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂。请写出实验Ⅲ中的化学反应方程式 。
(5)【实验反思】实验Ⅱ和Ⅲ对比是为了证明 。
【提出问题】双氧水分解速度和什么因素有关？
【设计并完成实验】
双氧水的质量 双氧水的浓度 MnO2的质量 相同时间内产生产生O2体积
Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 9mL
Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 16mL
Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 31mL
(6)本实验中，测量O2体积的装置是______（填编号）
A． B． C．
(7)【结论】根据上表可知：在相同条件下，双氧水的浓度越大，双氧水分解得越 （填“慢”或“快”）。
18．“暖宝宝”是我们生活中的常用物品，其主要成分为铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质，某兴趣小组对其取暖原理与铁生锈的关系展开探究。
实验1：用铁钉探究铁的锈蚀
该小组同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计如图所示的实验。
(1)该实验中将蒸馏水煮沸的目的是 ；
(2)经过一周的观察，试管B和试管C中的铁钉无明显变化，试管A中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈是铁与 同时发生化学反应而生成；
实验2：探究“暖宝宝”中活性炭和氯化钠对铁生锈的影响
兴趣小组的同学设计了以下三个方案进行探究：
方案 药品
方案1 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案2 4g铁粉、2mL水、xg活性炭
方案3 4g铁粉、2mL水、3g活性炭、yg氯化钠
根据实验方案，将装有混合均匀的药品的无纺布袋放入锥形瓶中。利用图1装置收集数据并生成曲线。方案1、方案2生成曲线均为图2，方案3生成曲线为图3。
(3)方案2、3中的x和y分别为 ；
(4)分析实验方案及图2、图3，“暖宝宝”能迅速升温的原因是 ；
(5)“暖宝宝”要打开后，才会迅速升温的原因是 ；
(6)制作“暖宝宝”时要控制产品结构成分中各物质质量比的原因是 。
19．实验课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁粉末中的一种或两种，为确定该粉末的成分，同学们进行了如下探究：
【作出猜想】
(1)①铜粉；② ；③铜粉和氧化铁粉末。
【进行实验】
(2)同学们取少量红色粉末于试管中，滴加足量的 （选填“氯化钠溶液”或“稀盐酸”）振荡，若观察到红色粉末逐渐减少，则说明猜想 不正确。
(3)同学们又取红色粉末放入硬质玻璃管中（装置气密性良好，如图），先通一会CO，然后用酒精喷灯加热至充分反应后，停止加热并继续通入CO气体至玻璃管冷却。实验过程中观察到硬质玻璃管中的红色粉末全部变为 且澄清石灰水变浑浊，则证明猜想②正确，写出硬质玻璃管内发生反应的化学方程式： 。
(4)上面实验中，停止加热并继续通入CO气体的目的是 。
(5)上图中虚线框内的装置是用于吸收CO2并收集CO气体的，请从图中选择最合适的装置_______（填字母）。
A． B． C．
20．化学课堂上老师将氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后发现并无明显现象。如何证明无明显实验现象的化学反应真实发生了呢
探究一：从反应物消失的角度设计实验
【活动1】按图一所示连接装置，将注射器内的稀盐酸缓慢地全部注如滴有酚酞的氢氧化钠溶液中，并用pH传感器测得烧瓶内溶液的pH变化如图二所示。
(1)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中加入稀盐酸，观察到 ，证明氢氧化钠与盐酸发生了反应，写出化学方程式为 。
(2)图中d点所示溶液中所含溶质是 (填化学式)。
探究二：从有新物质生成的角度设计实验
【活动2】为验证中和反应有水生成，同学们在老师的指导下，查阅了相关资料，用变色硅胶、无水醋酸和氢氧化钠固体进行如下图所示的三个实验。
【查阅资料】变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。
(3)能证明酸和碱反应有水生成的现象是 。
(4)实验过程中，观察到丙的U形管内液面 。
探究三：从能量变化的角度设计实验
【活动3】将图一装置中pH传感器换成温度传感器，得到温度变化曲线如图三所示。
(5)图三中，V的数值最接近 (填“6”、“12”或“16”)mL，由实验可知，氢氧化钠和盐酸反应是 反应(填“放热”或.“吸热”)。
(6)某同学向盛有氢氧化钠固体的试管中加入稀盐酸，观察到试管壁发烫，于是得出氢氧化钠能与盐酸发生反应的结论，你认为该同学的实验方案是否合理，理由是 。
试卷第2页，共17页
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专项11 科学探究题（20题）
1．某化学小组用下图所示实验装置，探究铝、铜、银的金属活动性顺序。
【实验分析】
(1)实验一段时间后，两支试管内均无明显变化，分析可能的原因： 。
(2)经改正后，装置B中观察到的现象是 ，写出装置A中发生反应的化学方程式： 。
【继续探究】
(3)通过图示实验不能验证铝、铜、银的金属活动性顺序，请补充下列实验过程。
实验步骤 实验现象
将铜丝插入硝酸银溶液中 。
【延伸探究】为科学处理实验后产生的废液，小组同学将废液缸中液体进行过滤，得到滤液和滤渣，并对滤液和滤渣的成分进行探究。
(4)取少许滤液于试管中，滴加适量氯化钠溶液，观察到有 ，得出结论：滤液中一定含有硝酸银。
(5)小组同学经过讨论后认为无须试剂检验即可确定滤渣成分中只含银，理由是 。
【答案】(1)试管A：观察不到变化是因为铝和银都是银白色金属，反应不剧烈，不容易发现现象；试管B：铝丝与与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，使得活泼的铝无法跟溶液里的铜离子接触；
(2) 铝丝表面附着一层红色固体 Al+3AgNO3=3Ag+Al(NO3)3
(3)铜表面附着一层银白色固体，溶液由无色变为蓝色
(4)白色沉淀生成
(5)因为滤液中一定含有硝酸银，则滤渣中一定不含活动性比银强的单质
【详解】（1）实验一段时间后，两支试管内均无明显变化，分析可能的原因：试管A：观察不到变化是因为铝和银都是银白色金属，反应不剧烈，不容易发现现象；试管B：铝丝与与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，使得活泼的铝无法跟溶液里的铜离子接触；
（2）①装置B中铝和硝酸铜反应生成硝酸铝和铜，观察到的现象是铝丝表面附着一层红色固体；
②装置A中铝和硝酸银反应生成硝酸铝和银，反应的化学方程式为：Al+3AgNO3=3Ag+Al(NO3)3；
（3）将铜丝插入硝酸银溶液中，生成硝酸铜和银单质，观察到的现象是铜表面附着一层银白色固体，溶液由无色变为蓝色；
（4）由题干可知，氯化钠与硝酸银发生反应，银离子与氯离子反应生成氯化银白色沉淀；
（5）由于第（4）题得出结论：滤液中一定含有硝酸银，则滤渣中一定不含活动性比银强的金属单质，即滤渣中只有银，无需试剂检验即可确定。
2．科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。A、B、C三个学习小组同学根据三个特殊的复分解反应设计了实验方案进行探究活动，并基于证据进行推理分析。
【A组】
(1)探究中和反应。向试管中加入氢氧化钠溶液后，滴几滴酚酞溶液，然后加入稀盐酸（图A），最后溶液为无色。甲同学认为溶液显中性，乙同学认为不对。乙按以下方案进行了实验：
实验步骤 实验现象 结论
取少量反应后的溶液于试管中，滴加 溶液 有气泡产生 稀盐酸过量
【B组】
(2)探究两种显碱性的溶液是可以反应的。向试管中加入澄清石灰水，再加入一定量的碳酸钠溶液（图B）后过滤。滤液中的溶质是什么？
丙同学认为溶质是NaOH；
丁同学认为溶质是NaOH、Ca（OH）2；
戊同学认为溶质还有一种可能是 ，戊同学思考后用以下方案验证了他的猜想。
实验步骤 实验现象 结论
取少量反应后的溶液于试管中，加入 戊同学猜想正确
【C组】
(3)探究两种盐溶液是可以反应的。己同学向试管中加入硫酸钠溶液，再加入一定量的硝酸钡溶液（图C）后有白色沉淀生成。己同学和C组得出结论，这两种盐溶液是可以反应的。写出所发生反应的化学方程式 。
【答案】(1)碳酸钠（合理即可）
(2) 碳酸钠、氢氧化钠 足量稀盐酸 有气泡产生
(3)
【详解】（1）氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液，溶液呈红色，滴加稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，氢氧化钠恰好完全反应时，溶液呈无色，稀盐酸不能使无色酚酞溶液变色，稀盐酸过量后，溶液仍然呈无色，向溶液中滴加碳酸钠溶液，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，如观察到有气泡产生，则稀盐酸过量；
（2）①向试管中加入澄清石灰水，再加入一定量的碳酸钠溶液后过滤，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，当氢氧化钙未完全反应时，溶液中的溶质为氢氧化钠和氢氧化钙，当恰好完全反应时，溶液中的溶质为氢氧化钠，当碳酸钠过量后，溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠，故戊同学的猜想为：碳酸钠、氢氧化钠；
②如戊猜想正确，取少量反应后的溶液于试管中，加入足量稀盐酸，稀盐酸先和氢氧化钠反应，再和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水；
③稀盐酸先和氢氧化钠反应，再和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，可以观察到有气泡产生；
（3）己同学向试管中加入硫酸钠溶液，再加入一定量的硝酸钡溶液后有白色沉淀生成，硫酸钠和硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠，化学方程式为：Ba(NO3)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaNO3。
3．某化学兴趣小组实验探究木炭还原氧化铜。
查阅资料：
(1)氧化铜为黑色固体。
(2)木炭还原氧化铜得到的固体中可能含有少量的氧化亚铜(Cu2O)，氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu
【实验操作及现象】将木炭粉和氧化铜的干燥混合物按照一定比例混合均匀后加入试管中。按图装置进行实验，观察到如下实验现象
现象1:加热一段时间后，试管①中部分黑色固体变红;
现象2:试管②中澄清石灰水变浑浊。
(1)现象1说明木炭具有 性；
(2)现象2说明生成了 气体；澄清石灰水变浑浊的原因 （用化学方程式表示）。
【反思与评价】
(3)用带有金属网罩的酒精灯给试管①加热时，试管②中导管口冒气泡的原因是 。
(4)为检验反应后的红色固体中是否含有氧化亚铜，所需的试剂是 （填名称）；若含有氧化亚铜，检验过程中实验现象是 。
(5)你认为该实验是否有不足之处，若没有说出该实验的优点 ；若有说出理由并给出改进措施 。（只回答有或没有一种情况即可）
【答案】(1)还原
(2) 二氧化碳/CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳气体
(4) 稀硫酸 反应后溶液显蓝色
(5) 没有探究试管①中只有部分黑色固体变红的原因 理由：木炭还原氧化铜生成铜单质，实验现象应该是黑色固体变红，但是该实验中只有部分黑色固体变红，所以需要改进实验；
改进措施：将木炭粉和氧化铜按照不同比例混合，再进行加热，观察现象。
【详解】（1）木炭将氧化铜还原成铜单质，说明木炭具有还原性；
（2）①试管②中澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳气体；
②二氧化碳跟澄清石灰水中氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，溶液变浑浊，化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（3）用带有金属网罩的酒精灯给试管①加热时，试管②中导管口冒气泡的原因是炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳气体；
（4）①根据题目信息可知，氧化亚铜溶于稀硫酸生成蓝色硫酸铜，结合已有知识，铜与稀硫酸不反应，可以根据溶解固体，观察溶液是否变蓝，判断有无氧化亚铜的生成；
②若含有氧化亚铜，检验过程中实验现象是反应后溶液显蓝色；
（5）①实验不足之处：没有探究试管①中只有部分黑色固体变红的原因
②理由：木炭还原氧化铜生成铜单质，实验现象应该是黑色固体变红，但是该实验中只有部分黑色固体变红，所以需要改进实验；
改进措施：将木炭粉和氧化铜按照不同比例混合，再进行加热，观察现象。
4．在浓硫酸的催化作用下，固体草酸（H2C2O4）受热分解生成碳的氧化物和水。某化学课外兴趣小组对碳的氧化物的成分进行了实验探究。
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分。
【猜想】
(1)
猜想1 猜想2 猜想3
只有CO 只有 CO和CO2的混合物
【设计实验】基于猜想3，兴趣小组同学设计了如图实验装置：（已知：氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳）
【实验探究】
(2)实验过程中观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解时有 气体产生。
(3)实验过程中还观察到以下实验现象：
①C装置中澄清石灰水不变浑浊；
②D装置中 。
③E装置中 ，证明有CO气体。
【实验结论】通过实验探究证明：
(4)在浓硫酸的催化作用下，草酸受热分解的化学方程式 。
【问题讨论】
(5)利用上述实验装置实验时，需要先通入草酸分解生成的气体，一段时间后再加热氧化铜粉末，其目的 。
(6)装置末端酒精灯的作用是 。
【答案】(1)CO2/二氧化碳
(2)CO2/二氧化碳
(3) 黑色粉末变成红色 澄清石灰水变浑浊
(4)
(5)将装置内的空气排尽，防止发生爆炸
(6)把未反应的一氧化碳转化成二氧化碳，防止污染环境
【详解】（1）根据猜想1和3可知，猜想2是只有CO2;
（2）二氧化碳遇澄清石灰水，可使石灰水变浑浊，所以A装置中的澄清石灰水变浑浊，能够证明有CO2气体;
（3）①D装置中氧化铜被还原，可以观察到黑色粉末变成红色;
②E中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明还原气体是CO；
（4）草酸受热分解为二氧化碳、一氧化碳和水，反应的化学方程式为: ；
（5）一氧化碳是可燃性气体，不纯的一氧化碳受热可能会爆炸，所以先通入草酸分解生成的气体，一段时间后再加热氧化铜粉末，目的是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸;
（6）因为一氧化碳有毒，不能排放到空气中，装置末端酒精灯的作用是为了把未反应的一氧化碳转化成二氧化碳，防止污染环境。
5．某化学小组同学对二氧化碳和二氧化硫的有关性质进行了相应的探究实验，请根据所学知识及实验过程，回答下列问题。
(1)物理性质对比实验：将两支相同的已收集满有二氧化碳和二氧化硫的试管，倒置于盛有水的水槽中，出现如图1所示现象的原因是 。

(2)化学性质的对比实验：将二氧化碳和二氧化硫分别进行如图2实验（部分装置省略），观察到的实验现象是A与D现象接近；B与E现象相同；C与F现象差异很大，C仍为红色，F红色逐渐褪去，加热后又变回红色。化学小组同学只用澄清石灰水检验二氧化碳的方法是否可靠： （填“是”或“否”）。请写出与澄清石灰水反应的化学方程式： 。

(3)写出一种鉴别二氧化碳和二氧化硫的方法： 。
(4)实验反思：二氧化碳和二氧化硫的化学性质相似之处是 （写一点即可）。
(5)漂白是溶液褪色的原因之一，如：F装置中品红褪色的原因是漂白造成的；很多其他的化学反应也可以使某些有色溶液褪色。某研究性学习小组同学发现：将气体通入滴有酚酞试液的NaOH稀溶液中，也观察到溶液的红色褪去。该小组同学也想通过实验来探究该溶液褪色的原理，经过大家的讨论和分析后，提出了如下两种假设。
假设一：或与水反应的产物漂白了红色的溶液；
假设二：与氢氧化钠反应，降低了溶液的pH。
请你设计一个简单合理的实验方案，验证以上哪种假设成立： 。
【答案】(1)二者都能溶于水且二氧化硫比二氧化碳的溶解性大
(2) 否
(3)将气体通入品红溶液中
(4)与水反应（或与石灰水反应）
(5)褪色的溶液中再加入足量氢氧化钠溶液（或加热），若不变红，假设一正确（加热若不变红假设二正确）
【详解】（1）由题图1可知试管中液面上升，而且右边试管比左边试管中液面上升高度更高，说明二氧化碳和二氧化硫都能溶于水且二氧化硫比二氧化碳的溶解性大。
（2）根据B与E现象相同可知，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，所以只用澄清石灰水检验二氧化碳的方法不可靠。二氧化硫与澄清石灰水反应生成亚硫酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O。
（3）根据将二氧化碳通入C装置中品红仍为红色，二氧化硫通入F装置中品红颜色逐渐褪去，说明二氧化硫能使品红褪色，二氧化碳不能使品红褪色，因此鉴别二氧化碳和二氧化硫的方法是将气体通入品红溶液中，若溶液由红色变为无色，则该气体是二氧化硫；若溶液仍为红色，则该气体是二氧化碳。
（4）根据题图1和图2实验现象可知，二氧化碳和二氧化硫都能溶于水，都能与水反应生成相应的酸，都与澄清石灰水反应。
（5）如果是因为二氧化硫与氢氧化钠溶液反应导致溶液的pH降低，从而使溶液褪色，可向褪色后的溶液中加入氢氧化钠溶液观察溶液是否恢复红色来确定该假设是否成立。如果是因为二氧化硫或二氧化硫与水反应的产物漂白了红色溶液，可把褪色后的溶液加热，观察是否恢复红色来确定该假设是否成立。
6．九（三）班化学兴趣小组的同学往氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，没有看到明显现象。
【提出问题】氢氧化钠与盐酸是否发生了化学反应？
【查阅资料】酸与碱发生中和反应会放出热量。
【实验设计】
(1)甲、乙、丙三位同学分别设计了如下实验方案，请你帮他们完成实验报告。
同学 实验操作 现象 结论
甲 氢氧化钠与盐酸发生了 化学反应，反应的化学 方程式为 。
乙 U形玻璃管中 （填“左”或“右”）边的 红墨水液面下降 氢氧化钠与盐酸发生 了化学反应，放热。
丙 用pH试纸测定滴加稀盐酸 前后溶液的pH值的变化 最后溶液的pH （填“≥”、“≤”或“＝”）7 氢氧化钠与盐酸发生了 化学反应
【评价反思】
(2)小组同学认为乙同学的设计不合理，理由是 。
(3)从微观的角度说明酸碱中和反应发生的实质是 。
【答案】(1) 溶液由红色变成无色 HCl＋NaOH=NaCl＋H2O 左 ≤
(2)氢氧化钠固体溶于水也会放出热量
(3)氢离子和氢氧根离子反应生成水分子
【详解】（1）①酚酞试液遇到碱溶液变红，遇到中性溶液或酸性溶液不变色，所以氢氧化钠中滴加盐酸使，当把氢氧化钠反应完了，溶液就会变为无色；
②反应物是氢氧化钠和盐酸，生成物是氯化钠和水，所以方程式是：HCl+NaOH=NaCl+H2O；
③氢氧化钠固体溶于水会放出大量的热，氢氧化钠与盐酸反应也能放出热量，会导致瓶内温度升高，由于热胀冷缩，所以U型玻璃管中液面左侧下降右侧上升；
④中性溶液或酸性溶液都不能使酚酞试液变色所以最后所得溶液的pH可能小于7，也可能等于7；
（2）由于氢氧化钠固体溶于水会放出热量，到底热量是氢氧化钠与盐酸反应放出的，还是氢氧化钠固体溶于水放出的，无法判断；
（3）微观的角度说明酸碱中和反应发生的实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水分子。
7．为探究酸的化学性质，化学兴趣小组利用盐酸进行了图1实验。
(1)写出C试管中发生反应的化学方程式： 。
(2)C试管中的稀盐酸与氢氧化钡溶液恰好完全反应，D试管中的碳酸钠溶液过量。将C、D试管反应后的溶液倒入同一烧杯中，过滤，得到白色沉淀和滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行如下探究：
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么
【猜想与假设】猜想一：；猜想二：和；猜想三：、和；猜想四： 。
【进行讨论】同学们一致认为猜想三不成立，理由是 。
【设计实验】请完成实验报告：
实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ．取少量滤液于试管中，滴加适量碳酸钠溶液 无明显现象 猜想 不成立
Ⅱ．另取少量滤液于试管中，滴加适量稀盐酸 猜想四成立
【深入探究】分别向密闭容器中的碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中缓慢滴加稀盐酸，并用数字化仪器记录数据，得到图2、图3曲线（所用碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液的浓度相同，稀盐酸的浓度也相同）。
【交流评价】
①由图2、图3知，两种溶液中碱性较强的是 溶液（填化学式）。
②由图2知，当滴加约稀盐酸时，碳酸钠恰好完全反应。此时溶液的小于7，原因是 。
【答案】(1)
(2) 和 碳酸钠和氯化钡不能共存 二 有气泡产生 二氧化碳溶于水形成碳酸，碳酸显酸性
【详解】（1）C试管中是稀盐酸和氢氧化钡反应生成氯化钡和水，反应的化学方程式为：；
（2）[猜想与假设]
猜想一：碳酸钠和氯化钡恰好完全反应时是NaCl；
猜想二：氯化钡过量时是NaCl和BaCl2；
猜想三：NaCl、BaCl2和Na2CO3；
猜想四：碳酸钠过量时是NaCl、Na2CO3；
[进行讨论]
经过讨论，同学们一致认为猜想三不正确，理由是碳酸钠和氯化钡不能共存；
[设计实验]
Ⅰ．取少量滤液于试管中，滴加适量的碳酸钠溶液，无明显现象，说明溶液中不含有氯化钡，猜想二不正确；
Ⅱ．另取少量滤液于试管中，滴加适量的稀盐酸，产生气泡，是因为碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，说明溶液中含有碳酸钠，猜想四成立；
[交流评价]
①由图2和图3开始时的pH可以判断两者碱性的强弱，pH越大碱性越强，所以可以看出图2中pH大，因此碳酸钠碱性强；
②二氧化碳与水可生成碳酸，碳酸为酸性，所以溶液显酸性，使pH小于7。
8．兴趣小组利用图示装置进行电解水实验。
(1)初步实验
电解水的化学方程式为 。用燃着的木条检验气体a和b，分别观察到 、 ，说明水是由氢氧元素组成。
(2)深入探究
小组同学测得负极与正极产生气体的体积比为2.47，与理论值2不符。
【提出问题】有哪些因素导致实验结果偏差
【查阅资料】石墨电极对气体有吸附性，吸附饱和后才释放气体；石墨可与O2反应。
【形成假设】
假设I：石墨电极吸附O2比吸附H2多
假设Ⅱ：石墨电极与O2反应生成CO2被 NaOH溶液吸收
【进行实验】
步骤 实验操作 实验现象 实验结论
① 通电，观察电极产生气泡的情况 正极更早有气泡出现 石墨吸附 更多，假设Ⅰ不合理
② 断开电源，取电解后液体于试管中，滴加少量 溶液 产生 假设Ⅱ合理
(3)拓展实验
甲同学改用铂丝电极进行实验，测得负极与正极产生气体的体积比更接近理论值，则该体积比a的范围是 (填序号)。
①a<2 ②2＜a＜2.47 ③a＞2.47
乙同学想起H2难溶于水，而O2 溶于水，认为实验结果产生偏差还与气体溶解度有关，于是在甲同学实验基础上，关闭电源，打开活塞，放出气体，待液体补充至活塞位置， (补充实验方案)，测得结果符合理论值。
【答案】(1) 木条燃烧更旺 气体燃烧，产生淡蓝色火焰
(2) 氢气/H2 氯化钙（合理即可） 白色沉淀
(3) ② 不易 重新实验
【详解】（1）水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：；
电解水实验中，根据“正氧负氢、氧一氢二”，a管产生的气体较少，为氧气，氧气具有助燃性；b管产生的气体较多，为氢气，氢气具有可燃性，用燃着的木条检验气体a和b，分别观察到木条燃烧更旺、气体燃烧，产生淡蓝色火焰，说明水是由氢氧元素组成；
（2）步骤①：根据实验结论假设Ⅰ不合理，通电，观察电极产生气泡的情况，正极更早有气泡出现，说明石墨吸附氢气更多，则假设Ⅰ不合理；
步骤②：根据实验结论假设Ⅱ合理，即石墨电极与氧气反应生成二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，断开电源，取电解后液体于试管中，滴加少量氯化钙溶液，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，可观察到产生白色沉淀；
（3）石墨电极会与氧气反应生成二氧化碳，导致正极产生的氧气较少，改用铂丝电极进行实验，避免了石墨电极造成的氧气的减少，则a＜2.47；另外由于氢气难溶于水，氧气不易溶于水，则正极产生的氧气较少，则a＞2，故该体积比a的范围是2＜a＜2.47，故选②；
H2难溶于水，而O2不易溶于水，认为实验结果产生偏差还与气体溶解度有关；
在甲同学实验基础上，关闭电源，打开活塞，放出气体，待液体补充至活塞位置，重新实验，因a管中的水已经是氧气的饱和溶液，不再继续溶解氧气，则测得结果符合理论值。
9．像科学家一样“做科学”——探秘金属的活动性顺序：
某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图甲所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同)。
(1)实验前用砂纸打磨金属的目的是 。
(2)一段时间后，观察到B试管中的实验现象为 ，该反应的化学方程式为： 。
(3)甲同学认为通过实验A和C可比较锌和铁的金属活动性，他依据的实验现象是 。
(4)乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，乙同学又补做了一个实验，装置如图乙所示，且实现了探究目的。乙同学的实验：X、Y物质分别为： 。
【拓展与延伸】
(5)好奇地小华在老师的指导下，把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色，此时，滤渣中一定含有 。
【答案】(1)除去表面的氧化物和污垢
(2) 铜片表面有银白色物质析出，溶液由无色变成蓝色 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(3)锌片和铁片表面均产生气泡，且C中锌片表面产生气泡的速率比A中铁片快
(4)铁片和硫酸铜溶液或铜片和硫酸亚铁溶液或X是铜片，Y是稀盐酸
(5)铜和银
【详解】（1）由于金属易与空其中的氧气反应在其表面形成氧化物的薄膜，所以实验前用砂纸打磨金属的目的是除去表面的氧化物和污垢；
（2）B试管中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，所以一段时间后，观察到铜片表面有银白色物质析出，溶液由无色变成蓝色，这说明铜比银的金属活动性强，该反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag；
（3）锌和铁都与盐酸反应，锌反应的速率比铁快，说明锌在铁的前面，所以甲同学认为通过实验A和C可比较锌和铁的金属活动性，他依据的实验现象是：锌片和铁片表面均产生气泡，且C中锌片表面产生气泡的速率比A中铁片快；
（4）A试管中铁能与稀盐酸反应，说明金属活动性Fe＞H；B试管中铜能与硝酸银反应，说明金属活动性Cu＞Ag；C试管中锌能与稀盐酸反应，说明金属活动性Zn＞H，A、C对比，锌片表面产生气泡的速率比铁片快，说明金属活动性Zn＞Fe；故通过A、B、C，能说明Zn＞Fe＞H，Cu＞Ag；但不能说明铁和铜的活动性，故可以通过金属与酸或金属与盐溶液的反应来证明铁和铜的活动性强弱，所以可选用的金属X是Fe，Y是CuSO4溶液（铁能与硫酸铜反应，说明金属活动性Fe＞Cu）；或X是铜片，Y是硫酸亚铁溶液（铜不能与硫酸亚铁溶液，说明金属活动性Fe＞Cu）或X是Cu，Y是稀盐酸（铜不能与稀盐酸反应，说明金属活动性H＞Cu）；可说明四种物质的金属活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag；
（5）根据金属活动性顺序Zn＞H＞Cu＞Ag，把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银反应完全，若锌有剩余，锌会与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜；充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色，说明滤液中一定不含有硝酸铜（硝酸铜溶液呈蓝色），即硝酸银和硝酸铜反应完全，即硝酸银中的银和硝酸铜中的铜已被完全置换出来，无法判断锌是否反应完全，故滤渣中一定含有银和铜，可能含有锌。
10．化学实验过程经常会产生一定量的废液，经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上，兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鉴别，并对废液成分展开探究。
【活动一】
(1)通过小组合作，同学们完成了如图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是 (写一个)。
【活动二】
(2)小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如图)，充分搅拌、静置。观察到杯内上层是无色溶液，下层有白色沉淀。由此可以确定：上层溶液中一定不含的离子是 。小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如图探究。
【提出问题】上层溶液中还可能含有什么离子
【猜想与假设】上层溶液中还可能含有OH-、、Ca2+中的一种或几种。
【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
方案一 ①取少量溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液 ②继续滴加稀盐酸 ①溶液变红 ②产生气泡 ①有OH- ②有、无Ca2+
方案二 ①取少量溶液于试管中，滴加足量 溶液 ②继续滴加FeCl3溶液 ①有白色沉淀生成 ② ①有、无Ca2+ ②有OH-
【反思与评价】
(3)小明同学对方案一提出质疑，他的理由是 会对OH-的检验造成干扰。
(4)将烧杯内物质过滤，滤渣回收，向滤液中加入适量 进行处理后再排放。
①稀盐酸 ②熟石灰 ③硫酸铜
【答案】(1)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl/Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(2) H+/氢离子 氯化钡 产生红褐色沉淀
(3)碳酸钠溶液显碱性
(4)①
【详解】（1）碳酸钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，碳酸钙是白色沉淀，实验中生成白色沉淀的化学方程式是Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl、Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。
（2）将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如图)，充分搅拌、静置。观察到杯内上层是无色溶液，下层有白色沉淀，白色沉淀是碳酸钙，碳酸钙与氢离子不能共存，由此可以确定：上层溶液中一定不含的离子是氢离子。
方案一、实验步骤：①取少量溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液，②继续滴加稀盐酸，实验现象：①溶液变红，②产生气泡，实验结论：①有OH-，②有、无Ca2+。
方案二、实验步骤：①取少量溶液于试管中，滴加足量某溶液，实验现象：有白色沉淀生成，实验结论：有、无Ca2+，碳酸钙与氯化钙溶液反应有白色沉淀生成，则滴加足量某溶液是氯化钙溶液。
②继续滴加FeCl3溶液，实验结论：有氢氧根离子，氢氧根离子与铁离子反应生成红褐色沉淀，实验现象：产生红褐色沉淀。
（3）小明同学对方案提出质疑，他的理由是碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色，因此不能确定溶液中是否含有氢氧根离子。
（4）滤液中含有碳酸根离子和氢氧根离子
①、向滤液中加入适量稀盐酸可以除去氢氧根离子和碳酸根离子，进行处理后再排放，符合题意；
②、向滤液中加入适量的熟石灰，除去碳酸根离子同时有氢氧根离子生成，不能除去氢氧根离子，不符合题意；
③、向滤液中加入适量硫酸铜，可除去碳酸根离子和氢氧根离子，但铜元素属于重金属元素，会污染水体资源，不符合题意；
故选：①。
11．《梦溪笔谈》中有关湿法炼铜的描述，表明我国很早就开始利用硫酸铜。化学兴趣小组开展了有关硫酸铜的项目式探究。
(1)项目一：硫酸铜的性质
①硫酸铜是一种白色粉末，这句话描述的是硫酸铜的 性质（填“物理”或“化学”）。
②将一根打磨过的铁丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中，一段时间后观察到的现象是 ，反应后溶液的质量 （填“增加”、“不变”或“减少”）。
(2)项目二：硫酸铜的用途
硫酸铜和石灰乳混合可以配制农业上常用的杀菌剂波尔多液，反应的化学方程式为 。
(3)项目三：硫酸铜的制备
【查阅资料】制备硫酸铜的方案：。
【进行实验】将反应物装入烧杯中，开始时产生少量气泡，后来反应剧烈产生大量气泡，放出热量，溶液呈蓝色，该溶液即为硫酸铜溶液。
【提出疑问】实验中为什么有气体生成？同学们进行了如下探究。
项目四：实验异常现象探究
【查阅资料】制备硫酸铜过程中，发生了分解反应。
【提出问题】什么因素加快了的分解？
【猜想与假设】同学们作出以下猜想：猜想一：生成的；猜想二：温度升高；猜想三： 。
【实验探究】设计实验如图：
【实验分析】
实验现象：实验一产生气泡；实验二无明显现象；实验三产生气泡；实验四快速产生气泡。对比实验一和实验二可以得出的结论是 。为了验证温度升高能加快的分解，甲同学的方案是实验二和实验三对比；乙同学的方案是实验一和实验四对比。你认为 同学的方案更严谨，理由是 。
【实验结论】猜想三正确。
【答案】(1) 物理 析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色 减小
(2)
(3) 生成的和温度升高共同影响 能加快的分解 甲 实验一和实验四中影响过氧化氢分解的因素除了温度还有硫酸铜，而实验二和实验三影响过氧化氧分解的因素只有温度，没有硫酸铜的干扰
【详解】（1）①硫酸铜是一种白色固体粉末，该性质不需要通过化学变化就可以表现出来，属于物理性质；
②铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，可观察到铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色变成浅绿色；该反应的化学方程式为：，每56份质量的铁能置换出64份质量的铜，反应后固体质量增加，则反应后溶液质量减小；
（2）石灰乳中含有氢氧化钙，氢氧化钙与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钙，化学方程式为：；
（3）[猜想与假设]根据猜想一、猜想二的分析可知，猜想三为生成的CuSO4与温度升高共同影响；
[实验分析]实验一和实验二的变量为硫酸铜与水，实验观察到的现象：实验一产生气泡；实验二无明显现象；则可以得出结论：CuSO4能加快H2O2的分解；
为了验证温度升高能加快 H2O2 的分解，乙同学的方案是实验一和实验四对比，影响过氧化氢分解的因素除了温度还有硫酸铜；而甲同学的实验二和实验三对比，实验中没有CuSO4的干扰，变量为温度，则更加严谨。
12．某工厂对印刷电路板刻蚀废液(主要成分为CuCl2和HCl)进行资源化利用。
(1)探究铜的性质。
步骤I、向装有铜片的试管A中加入稀盐酸，无明显现象，原因是 。
步骤Ⅱ、向试管A中继续滴入H2O2溶液，溶液变为蓝色，反应的化学方程式为 。
步骤Ⅲ、向试管A中再次滴入H2O2溶液，快速产生气泡，原因可能是 。
(2)刻蚀废液与Na2CO3溶液混合制备杀菌剂碱式碳酸铜。制备装置如图-1所示。
①为减少副产物Cu(OH)2的生成，合适的加料方式为：将M溶液缓慢滴入N溶液中。则M溶液为 (填“刻蚀废液”或“Na2CO3溶液”)。
②碱式碳酸铜中会含有一定量的Cl-而影响产品纯度，反应的pH对产品中铜和氯元素质量分数的影响如图-2所示。要获得较高纯度的产品，适宜的pH为 。
(3)碱式碳酸铜【Cux(OH)y(CO3)z】加热到220℃会分解为三种常见的氧化物。取碱式碳酸铜固体充分加热，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收。
①实验测得浓硫酸增重0.36g，碱石灰增重1.76g。则碱式碳酸铜的化学式为 。
②若碱石灰吸收了空气中的水蒸气和CO2，则测得的化学式中x值 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1) 铜的活动性比氢弱 铜、稀盐酸以及过氧化氢反应生成氯化铜，氯化铜催化过氧化氢分解，加快反应速率
(2) Na2CO3溶液 7
(3) 偏大
【详解】（1）步骤I、在铜片中滴加稀盐酸不反应，说明铜的活动性比氢弱；
步骤Ⅱ、铜、稀盐酸以及过氧化氢反应生成氯化铜和水，该反应的化学方程式为；
步骤Ⅲ、再向溶液中滴加过氧化氢溶液，发现产生大量气泡，可能是由于铜、稀盐酸以及过氧化氢反应生成氯化铜，氯化铜催化过氧化氢分解，加快反应速率；
（2）①刻蚀废液呈酸性，Na2CO3溶液呈碱性，则为减少副产物Cu(OH)2的生成，最好使溶液呈酸性，所以M溶液为Na2CO3溶液，N溶液为刻蚀废液；
②碱式碳酸铜中会含有一定量的Cl-而影响产品纯度，根据图示可知，当反应的pH为7时，对产品中铜元素的质量分数最大，而氯元素质量分数较小，则要获得较高纯度的产品，适宜的pH为7；
（3）①碱式碳酸铜【 】加热到220℃会分解为三种常见的氧化物，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重0.36g，碱石灰增重1.76g，则碱式碳酸铜受热分解的产物为氧化铜、水和二氧化碳，该反应化学方程式为，根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子数目不变，则反应前后氧原子数目关系应为 ，又由于水的质量为0.36g，则水中氢元素的质量为 ，二氧化碳的质量为1.76g，则二氧化碳中碳元素的质量为 ；则氢元素与碳元素的质量比为 ，则碱式碳酸铜中氢原子与碳原子个数比为 ， 根据和，解得 ，则碱式碳酸铜的化学式为；
②空气中的二氧化碳会与氢氧化钠反应，使氢氧化钠的质量增重偏大，且氢氧化钠具有吸水性，空气中的水蒸气会被氢氧化钠吸收，使氢氧化钠的质量增重偏大，从而使测出的碱式碳酸铜中碳元素质量增大，则碳原子数目增大，再由根据上述第一问可知，，则x数值偏大。
13．化学兴趣小组的同学们在帮助老师整理实验室时发现一瓶白色固体，标签如图所示。
(1)同学们对电石的性质产生了好奇，计划将电石与水混合，为控制反应速率，应选择装置 (填字母)进行实验。
向一小块电石上小心的加入一定量水后，发现两者剧烈反应，产生的气体可以燃烧，同时在锥形瓶底部的溶液中产生白色浑浊物。将锥形瓶中的混合物过滤后，得到滤液和滤渣，并分别进行了如下探究。
【提出问题】滤渣的成分是什么？
【做出猜想】同学们认为滤渣的成分可能是CaSO4、CaCO3、Ca(OH)2中的一种或多种。
【讨论交流】
(2)经过讨论，大家认为滤渣中不可能有CaSO4，理由是 。
【实验探究】
(3)
实验方案 实验现象 实验结论
甲组 。 电石与水反应生成的白色浑浊物是Ca(OH)2
乙组 溶液变为红色
乙组实验所用X是 溶液。
【提出问题】电石与水混合产生的气体由什么元素组成？
【提出猜想】该可燃性气体中可能含有碳、氢、氧三种元素中的一种或几种。
【查阅资料】白色无水硫酸铜固体遇水会变为蓝色。
【进行实验】同学们将产生的可燃性气体燃烧后的生成物依次通过下列装置，观察到无水硫酸铜固体变蓝，澄清石灰水变浑浊。
【得出结论】
(4)电石与水反应后产生的无色气体一定含有 元素。
【表达交流】
(5)实验过程中将AB装置调换顺序对实验结果 影响。(选填“有”或“无”)
(6)石灰水变浑浊的化学反应方程式是 。
【答案】(1)B
(2)根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中不含硫元素（答案合理即可）
(3) 固体完全溶解，未产生气泡 无色酚酞（或酚酞）
(4)碳和氢（或C和H）
(5)有
(6)
【详解】（1）电石与水的反应，属于固液不加热反应，为了控制反应速率，发生装置可选B，B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Ca、C、H、O，反应物中不含硫元素，不可能生成硫酸钙；
（3）实验结论为电石与水反应生成的白色浑浊物是氢氧化钙，氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水，故现象是：固体完全溶解，未产生气泡；
氢氧化钙微溶于水，氢氧化钙溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，故乙组实验所用X是无色酚酞溶液；
（4）将产生的可燃性气体燃烧后的生成物依次通过下列装置，观察到无水硫酸铜固体变蓝，说明燃烧生成了水，澄清石灰水变浑浊，说明燃烧生成了二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含C、H、O，反应物氧气由氧元素组成，故该气体中一定含有C、H元素；
（5）实验过程中将AB装置调换顺序，气体会从B装置中携带出水蒸气，影响水的检验，故对实验结果有影响；
（6）石灰水变浑浊的反应是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：。
14．造纸是中国古代四大发明之一，是古代劳动人民智慧的结晶，某兴趣小组的同学对古代造纸术产生了浓厚的兴趣。
同学们查阅资料得知古代造纸的流程如下：

(1)竹、麻加入生石灰、草木灰（主要成分是K2CO3）和水浸泡、打浆过程中发生复分解反应的化学方程式 。
活动一：探究造纸黑液的成分
【查阅资料】
①纸的主要成分是纤维素，竹、麻等植物中含有纤维素、油脂、木质素等成分，造纸时加入碱性物质是与油脂、木质素反应，提取植物中的纤维素。
②造纸工业的碱法制浆工艺产生的黑液含木质素、半纤维素等有机物，呈黑褐色，故称作黑液，即废液。
同学们模拟古代造纸的过程，得到了一定量的黑液，黑液中除了有机物还有哪些成分呢？同学们结合过程中发生的化学反应提出了猜想：
【猜想假设】
(2)猜想一：只含有KOH；猜想二：含有KOH、 ；猜想三：含有KOH、K2CO3
【设计实验】
(3)请完善下面表格。
实验步骤 实验现象 实验结论
1.取废液少许于试管中，滴加 溶液 猜想二不正确
2.取废液少许于试管中，滴加 溶液 产生气泡 猜想三正确
活动二：定量测定
同学们利用电子天平设计如图实验测定黑液中K2CO3的含量。

【反思评价】
(4)该小组同学按上述实验规范操作，测得样品中K2CO3的质量分数偏小，原因可能是 。（写一条）
【拓展延伸】
(5)在沿海城市，有人建议未来可以利用废弃贝壳磨细，溶入少量15%的聚乙烯和5%的胶合剂来制“石头纸”，与传统纸相比，“石头纸”的优点为 （答1点即可）。
【答案】(1)Ca（OH）2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH
(2)Ca（OH）2
(3) Na2CO3 无白色沉淀产生 （足量）HCl
(4)锥形瓶中残留二氧化碳
(5)环保
【详解】（1）生石灰与水反应生成氢氧化钙，该反应是由两种物质反应生成一种物质，基本反应类型属于化合反应，氢氧化钙与草木灰主要成分K2CO3反应生成碳酸钙和氢氧化钾，该反应是由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，基本反应类型属于复分解反应，该反应的化学方程式为：Ca（OH）2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH；
（2）据反应Ca（OH）2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH，结合猜想一：只含有KOH（恰好完全反应）；猜想三：含有KOH、K2CO3（K2CO3过量，氢氧化钙完全反应），所以猜想二：含有KOH、Ca(OH)2（K2CO3完全反应，氢氧化钙过量）；
（3）1.由实验结论猜想二不正确，说明黑液中无Ca(OH)2，所以取废液少许于试管中，滴加可溶性碳酸盐溶液如K2CO3溶液等，观察到无白色沉淀产生现象，可得出猜想二不正确；无白色沉淀产生；2.根据实验结论猜想三正确，黑液含有KOH、K2CO3，结合实验现象产生气泡，检验黑液中含K2CO3，.取废液少许于试管中，滴加足量稀盐酸或稀硫酸；
（4）按上述实验规范操作，测得样品中K2CO3的质量分数偏小，原因可能是锥形瓶中残留二氧化碳；
（5）与传统纸相比，“石头纸”的优点为节约木材、环保、结实、防水等。
15．现有一包固体粉末，含有氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、氯化铜中的一种或几种，为了确定其成分，化学兴趣小组的同学们进行实验探究。
【提出问题】固体粉末的成分是什么
【实验探究1】同学们进行如下实验
(1)通过上述实验证明固体粉末中一定没有 。
【实验探究2】
取少量探究1所得溶液进行如图实验：
(2)写出滴加硝酸银溶液，一定发生的化学反应方程式： ；（写一个）
(3)通过实验能得出的结论：固体粉末中一定不含硫酸钾，原因是 ﹔但还无法确定 是否存在。
【实验探究3】
(4)为了证明固体粉末中不确定的存在，同学们讨论后重新取探究1所得溶液于试管中，加入适量的 溶液，充分反应后过滤出蓝色沉淀，再向滤液中加入适量的 溶液，至恰好不再产生白色沉淀后过滤，将滤液再经过 操作，观察到有白色固体出现的现象，最终确定固体粉末的成分为氯化钾和氯化铜。
【反思与总结】
(5)如图是同学们绘制的【实验探究3】③的操作过程溶液中某离子的变化趋势图，其中表示Cl-数量变化趋势的是 （填序号“A”或“B”）；
【答案】(1)KOH/氢氧化钾
(2)2AgNO3+CuCl2=Cu(NO3)2+2AgCl↓/BaCl2+2AgNO3=Ba（NO3）2+2AgCl↓
(3) 硫酸钾能与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，加入氯化钡溶液无现象说明不含硫酸钾 氯化钾/KCl
(4) 氢氧化钡 硫酸 蒸发
(5)A
【详解】（1）固体溶解后得到了蓝色透明溶液，说明溶液中一定存在氯化铜，那么一定不存在氢氧化钾，因为氢氧化钾与氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钾，故填：KOH（或者氢氧化钾）；
（2）加入适量硝酸银溶液，有白色沉淀生成，但是不能确定是否含有氯化钾，因为氯化铜能与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸铜，反应的化学方程式为，加入的氯化钡也都可以与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钡，反应的化学方程式为，故填：或者；
（3）溶液中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明白色固体中不含硫酸钾，因为硫酸钾会和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，加入适量硝酸银溶液，有白色沉淀生成，但是不能确定是否含有氯化钾，因为氯化铜和氯化钡均能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，故填：硫酸钾能与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，加入氯化钡溶液无现象说明不含硫酸钾；氯化钾（或者KCl）；
（4）产生蓝色沉淀，则是氢氧化铜，所以加入的是碱溶液，可以加入氢氧化钡溶液，此时氯化铜与氢氧化钡反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钡，向滤液中加入适量的硫酸（除去溶液中的钡离子，氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化氢），至恰好不再产生白色沉淀后过滤，将滤液再经过蒸发操作（氯化氢受热易挥发），若观察到有白色固体出现的现象，则能确定氯化钾的存在，最终确定固体粉末的成分为氯化钾和氯化铜，故填：氢氧化钡；硫酸；蒸发；
（5）[实验探究3]③的操作过程溶液中含有氯化钾与氯化氢，给滤液进行加热，氯化氢先挥发出去，此时氯离子数目减少，当溶液变成氯化钾的饱和溶液后再继续蒸发，此时氯化钾在从溶液中析出来，溶液中氯离子的数目减小的速度变快直至氯化钾固体全部析出，氯离子数目变为零，故图中可以表示Cl-数量变化趋势的是A，故填：A。
16．定律是对自然现象或关系的描述。通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料：
(1)玻义耳实验中，金属灰增加的质量是 ；
(2)质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有______（多选，填字母）。
A．要善于总结前人的成果和经验
B．实验的成功与否，取决于药品的选择
C．定量方法是科学研究的重要方法
D．定量实验要尽量减少实验误差，使得实验更准确
(3)受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。
小丽选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
Ⅰ、锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；
Ⅱ、取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；
①Ⅲ、待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察 。
【实验结论】参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【交流反思】②要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是 。
③反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出上述结论，并请说明理由 。
④气球的作用有 、 。（答两点）
(4)从微观看质量守恒定律。如图是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图。
①上述变化Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，属于化学变化的是 ，该变化的化学方程式为 。
②变化I中，一定不变的微粒是 （填微粒名称）。
【答案】(1)参加反应的氧气质量或氧化汞中氧元素的质量
(2)ACD
(3) 天平是否平衡 白磷燃烧产生大量白烟 能，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变 形成密闭空间 调节压强，防止瓶塞因压强过大而冲出
(4) Ⅰ 2CO+O22CO2 碳原子、氧原子
【详解】（1）金属灰是汞与氧气反应生成的氧化汞，故金属灰增加的质量为参加反应的氧气质量或氧化汞中氧元素的质量；
（2）A、要善于总结前人的成果和经验，根据质量守恒定律的发现过程可以带给我们该选项启示；
B、科学家们用不同的药品进行实验得出了相似的结论，实验的成功与否，不完全取决于药品的选择，根据质量守恒定律的发现过程不可以带给我们该选项启示；
C、定量方法是科学研究的重要方法，根据质量守恒定律的发现过程可以带给我们该选项启示；
D、定量实验要尽量减少实验误差，使得实验更准确，根据质量守恒定律的发现过程可以带给我们该选项启示；
故选ACD；
（3）该实验是为了比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等，故反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡；
白磷燃烧的现象是产生大量白烟，故要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是产生大量白烟；
若白磷有剩余，剩余部分白磷未参加反应，反应前后质量不变，故若白磷有剩余，仍能得出上述结论；
该反应消耗氧气，产生大量白烟，该实验为了验证反应前后的质量，故要保证装置的密闭，该反应过程放热，白磷燃烧过程中压强变大，若压强过大，会导致橡胶塞被冲出，故气球的作用是形成密闭空间、调节压强，防止瓶塞因压强过大而冲出；
（4）变化Ⅰ中生成了新分子，变化Ⅱ、Ⅲ中无新分子生成，故属于化学变化的是变化I；
如图所示，该反应是一氧化碳和氧气在一定条件下反应生成二氧化碳，化学方程式是：
化学变化中原子的种类一定不变，A中含有的是氧分子、一氧化碳分子，B中含有的是二氧化碳分子，故变化I中，一定不变的微粒是碳原子、氧原子。
17．某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
【提出问题】①氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计并完成实验】实验Ⅰ：将24.5g氯酸钾放在试管中加热
实验Ⅱ：将24.5g氯酸钾与5.0g二氧化锰均匀混合加热
实验Ⅲ：将Xg氯酸钾与5.0g氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
(1)Ⅲ中X的值应为 。
(2)将实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明 。
(3)将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到5.0g黑色粉末，再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同，此步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后 不变。
(4)【结论】氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂。请写出实验Ⅲ中的化学反应方程式 。
(5)【实验反思】实验Ⅱ和Ⅲ对比是为了证明 。
【提出问题】双氧水分解速度和什么因素有关？
【设计并完成实验】
双氧水的质量 双氧水的浓度 MnO2的质量 相同时间内产生产生O2体积
Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 9mL
Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 16mL
Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 31mL
(6)本实验中，测量O2体积的装置是______（填编号）
A． B． C．
(7)【结论】根据上表可知：在相同条件下，双氧水的浓度越大，双氧水分解得越 （填“慢”或“快”）。
【答案】(1)24.5
(2)氧化铜能否加快氯酸钾的分解
(3)质量和化学性质
(4)
(5)氧化铜对氯酸钾的催化效果是否比二氧化锰更好
(6)B
(7)快
【详解】（1）根据实验目的，进行实验探究时要注意控制变量，故X为24.5；
（2）实验Ⅰ：将24.5g氯酸钾放在试管中加热实验Ⅱ：将24.5g氯酸钾与5.0g二氧化锰均匀混合加热，实验Ⅰ和Ⅲ比较证明氧化铜能否加快氯酸钾的分解；
（3）将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称量得到5.0g黑色粉末，再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同，此步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后的质量和化学性质都不变；
（4）氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂，实验Ⅲ中氯酸钾在氧化铜的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为：；
（5）实验Ⅱ和Ⅲ中只有催化剂的类别不同，对比是为了证明氧化铜对氯酸钾的催化效果是否比二氧化锰更好；
（6）氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，本实验中，氧气从短管进入才能将水从长管排出，进入量筒中液体的体积即为生成氧气的体积，故测量O2体积的装置是B;
（7）根据上表可知，在相同条件下，过氧化氢溶液的浓度越大，相同时间内产生产生O2体积越大，即双氧水分解得越快。
18．“暖宝宝”是我们生活中的常用物品，其主要成分为铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质，某兴趣小组对其取暖原理与铁生锈的关系展开探究。
实验1：用铁钉探究铁的锈蚀
该小组同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计如图所示的实验。
(1)该实验中将蒸馏水煮沸的目的是 ；
(2)经过一周的观察，试管B和试管C中的铁钉无明显变化，试管A中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈是铁与 同时发生化学反应而生成；
实验2：探究“暖宝宝”中活性炭和氯化钠对铁生锈的影响
兴趣小组的同学设计了以下三个方案进行探究：
方案 药品
方案1 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案2 4g铁粉、2mL水、xg活性炭
方案3 4g铁粉、2mL水、3g活性炭、yg氯化钠
根据实验方案，将装有混合均匀的药品的无纺布袋放入锥形瓶中。利用图1装置收集数据并生成曲线。方案1、方案2生成曲线均为图2，方案3生成曲线为图3。
(3)方案2、3中的x和y分别为 ；
(4)分析实验方案及图2、图3，“暖宝宝”能迅速升温的原因是 ；
(5)“暖宝宝”要打开后，才会迅速升温的原因是 ；
(6)制作“暖宝宝”时要控制产品结构成分中各物质质量比的原因是 。
【答案】(1)除去水中的氧气
(2)氧气和水
(3)3和2
(4)氯化钠与活性炭能加速铁粉生锈，加快放出热量
(5)使铁粉与空气充分接触，发生缓慢氧化，放出热量
(6)节约原料，充分反应，发挥出最好的效果(合理即可)
【详解】（1）气体溶解度随温度的升高而减小。该实验中将蒸馏水煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，避免产生干扰；
（2）试管A中铁钉与水和氧气同时接触，铁钉明显锈蚀，试管B中铁钉只与水接触、试管C中铁钉只与氧气接触都无明显变化，说明铁锈是铁与水和氧气同时发生化学反应而生成；
（3）该实验是探究活性炭和氯化钠对铁生锈的影响，变量需唯一，则如使用氯化钠，氯化钠的质量应相同，如使用活性炭，活性炭的质量应相同。所以x=3，y=2；
（4）对比实验方案和图2、图3可知，“暖宝宝”能迅速升温，是因为氯化钠与活性炭能加速铁粉生锈，更快放出热量；
（5）“暖宝宝”要打开后，才会迅速升温，是因为它里面的铁粉与空气接触会发生缓慢氧化，所以一拆开包装就会有发热的情况；
（6）为了节约原料，充分反应，发挥出最好的效果，所以制作“暖宝宝”时要控制产品结构成分中各物质质量比。
19．实验课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁粉末中的一种或两种，为确定该粉末的成分，同学们进行了如下探究：
【作出猜想】
(1)①铜粉；② ；③铜粉和氧化铁粉末。
【进行实验】
(2)同学们取少量红色粉末于试管中，滴加足量的 （选填“氯化钠溶液”或“稀盐酸”）振荡，若观察到红色粉末逐渐减少，则说明猜想 不正确。
(3)同学们又取红色粉末放入硬质玻璃管中（装置气密性良好，如图），先通一会CO，然后用酒精喷灯加热至充分反应后，停止加热并继续通入CO气体至玻璃管冷却。实验过程中观察到硬质玻璃管中的红色粉末全部变为 且澄清石灰水变浑浊，则证明猜想②正确，写出硬质玻璃管内发生反应的化学方程式： 。
(4)上面实验中，停止加热并继续通入CO气体的目的是 。
(5)上图中虚线框内的装置是用于吸收CO2并收集CO气体的，请从图中选择最合适的装置_______（填字母）。
A． B． C．
【答案】(1)氧化铁粉末
(2) 稀盐酸 ①
(3) 黑色
(4)防止生成的铁被空气中的氧气氧化（合理即可）
(5)C
【详解】（1）该粉末可能是铜粉和氧化铁粉末中的一种或两种，结合已有猜想，则猜想②为氧化铁粉末，故填：氧化铁粉末。
（2）取少量红色粉未放入试管中，滴加足量的稀盐酸振荡，观察到红色粉末逐渐减少，说明其中含有氧化铁，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，则猜想①不正确，故①填：稀盐酸，②填：①。
（3）一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，则实验过程中观察到硬质玻璃管中的红色粉末全部变为黑色且澄清石灰水变浑浊；硬质玻璃管内发生反应为氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，故①填：黑色，②填：。
（4）上面实验中，停止加热并继续通入CO气体的目的是防止生成的铁被空气中的氧气氧化，故填：防止生成的铁被空气中的氧气氧化（合理即可）。
（5）上图中虚线框内的装置是用于吸收CO2，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，可用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，且洗气应“长进短出”，这样反应比较充分；一氧化碳的密度比液体小，用该装置收集CO气体，液体应从长管排出，则最合适的装置是C，故填：C。
20．化学课堂上老师将氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后发现并无明显现象。如何证明无明显实验现象的化学反应真实发生了呢
探究一：从反应物消失的角度设计实验
【活动1】按图一所示连接装置，将注射器内的稀盐酸缓慢地全部注如滴有酚酞的氢氧化钠溶液中，并用pH传感器测得烧瓶内溶液的pH变化如图二所示。
(1)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中加入稀盐酸，观察到 ，证明氢氧化钠与盐酸发生了反应，写出化学方程式为 。
(2)图中d点所示溶液中所含溶质是 (填化学式)。
探究二：从有新物质生成的角度设计实验
【活动2】为验证中和反应有水生成，同学们在老师的指导下，查阅了相关资料，用变色硅胶、无水醋酸和氢氧化钠固体进行如下图所示的三个实验。
【查阅资料】变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。
(3)能证明酸和碱反应有水生成的现象是 。
(4)实验过程中，观察到丙的U形管内液面 。
探究三：从能量变化的角度设计实验
【活动3】将图一装置中pH传感器换成温度传感器，得到温度变化曲线如图三所示。
(5)图三中，V的数值最接近 (填“6”、“12”或“16”)mL，由实验可知，氢氧化钠和盐酸反应是 反应(填“放热”或.“吸热”)。
(6)某同学向盛有氢氧化钠固体的试管中加入稀盐酸，观察到试管壁发烫，于是得出氢氧化钠能与盐酸发生反应的结论，你认为该同学的实验方案是否合理，理由是 。
【答案】(1) 溶液由红色变为无色 NaOH+HCl=NaCl+H2O
(2)NaCl、HCl/HCl、NaCl
(3)甲、乙中变色硅胶不变色，丙中变色硅胶由蓝色变为红色
(4)左低右高
(5) 12 放热
(6)不合理，氢氧化钠固体溶解放热
【详解】（1）氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红色，向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中加入稀盐酸，观察到溶液由红色变为无色，说明氢氧化钠被消耗，则可证明氢氧化钠与盐酸发生了反应，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式为：；
（2）图中d点溶液的pH＜7，显酸性，说明盐酸过量，所示溶液中所含溶质是氯化钠和氯化氢，化学式为NaCl、HCl；　
（3）根据变色硅胶吸水后由蓝色变为红色，甲中氢氧化钠固体不能使变色硅胶变色，乙中无水醋酸不能使变色硅胶变色，而丙中氢氧化钠固体和无水醋酸混合能使变色硅胶由蓝色变为红色，即可说明酸和碱反应有水生成；
（4）无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水，该反应是酸和碱反应生成盐和水，属于中和反应，该反应放热，瓶中温度升高，压强增大，导致U形管内液面左低右高；
（5）由图三可知，随着反应的进行温度升高，说明中和反应放热，f点温度最高，说明盐酸和氢氧化钠恰好完全反应，此时溶液中的溶质为氯化钠，溶液显中性，pH=7，对比图一，故V的数值最接近12；
（6）由于氢氧化钠固体溶于水也会放热，也会导致试管壁发烫，所以该方案不合理。
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试卷第2页，共31页
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