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专题19 实验探究题
【考点1】有关物质成分的探究(固体成分、气体成分、溶质成分、组成元素)
1．已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解。某实验小组对其分解产物进行探究。
【查阅资料】草酸钙加热分解产生金属氧化物和非金属氧化物。
【提出问题】非金属氧化物的成分是什么？
【提出猜想】猜想一：CO
猜想二：CO2
猜想三：CO和CO2
猜想四：H2O
【提出质疑】
（1）猜想四不成立，原因是 。
【设计实验】
（2）实验装置如图：
实验现象 结论
B中观察到澄清石灰水变浑浊 非金属氧化物中有
D中观察到 非金属氧化物中有CO
【实验结论】
（3）猜想 成立，则草酸钙分解的化学方程式为 。
【交流反思】
（4）从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是 。
2．实验室有两瓶试剂，分别为待测液A、待测液B，已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸，另一瓶是NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。同学们对待测液的成分进行了探究。
（1）小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上，测出待测液A的pH约为3，则待测液A是 溶液(填“酸”或“碱”)。
（2）为进一步确定溶液中溶质成分，小芳又做了四组实验。请你帮助她完善如表并分析：
实验序号 实验一 实验二 实验三 实验四
所加试剂 锌粒 BaCl2溶液 紫色石蕊溶液 Na2CO3溶液
现象 待测液A 产生白色沉淀 变红 产生气泡
待测液B 无明显现象 产生白色沉淀 变蓝 无明显现象
根据实验现象，可推测出待测液A是 (填化学式)溶液。以上四组实验中，只根据其中一组的实验现象即可证明待测液B为NaOH溶液的是 (填实验序号)。
【质疑讨论】
（3）小强对实验二中待测液B产生白色沉淀的现象提出质疑，经过讨论，大家一致认为待测液B已变质，写出待测液B变质的化学方程式 。
【提出问题】NaOH溶液变质后，溶质的成分是什么？
【猜想假设】
（4）猜想一：NaOH、Na2CO3；猜想二： 。
【设计实验】
（5）小强设计了如下实验，请你帮助他完善下表，得出正确结论。
实验方案及操作步骤 实验现象 实验结论
步骤一：取少量变质后的NaOH溶液于试管中，加入过量BaCl2溶液充分反应，过滤。 产生白色沉淀 猜想一成立
步骤二：取少量步骤一中的滤液于试管中，向其中滴加 。 溶液变红
【反思拓展】
（6）解决同一个问题的方法有很多种，上表步骤二还可以用下列 (填字母代号)方案代替，产生其他的现象后，也能得到相同的结论。
a．滴加CuCl2溶液 b．滴加MgSO4溶液 c．通入CO2
3.“锡纸烤鸡蛋”是一种特色小吃，它的一种做法是用“锡纸”包裹住鸡蛋，在炭火上烘烤。“锡纸”是由金属材料制成的，“锡纸”包裹的鸡蛋能被烤熟。体现了金属的物理性质是 ；烘烤结束后，用水熄灭炭火，其灭火的原理是 ；
某化学兴趣小组收集了残留的鸡蛋壳碎片，查阅资料得知。鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，在不考虑鸡蛋壳中其它成分影响的情况下，小组成员进行了如下探究。
[进行实验]
实验一，取蛋壳碎片。除去卵壳膜，灼烧蛋壳碎片得到白色固体，冷却备用。
[提出问题]
白色固体中主要含有什么物质？
[形成假设]
猜想一：有CaCO3，猜想二：有CaO 猜想三： 有CaCO3和CaO
[实验验证]
实验二：取少量白色固体。装入一支洁净的试管中。再向试管中加入适量的水，用手触碰试管外壁，有发热现象。滴入酚酞溶液，溶液呈 色；
实验三：取实验二中溶液的液体，用吸管向液体中吹入呼出的气体。观察到澄清的石灰水变浑浊，用化学方程式解释变浑浊的原因 ；
实验四：另取少量白色固体。加入足量的稀盐酸，有气泡产生。
[形成结论]
由实验二至实验四得出的结论是：猜想 成立。
[表达交流 ]
在实验一至实验四的过程中，没有涉及到的化学反应类型是 。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
4.人类研发使用可降解塑料，是防治“白色污染"的重要途径之一。某化学兴趣小组查阅资料得知，以聚乳酸为原料加工而成的一种餐具能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水。该小组对这种餐具组成元素进行探究。请回答下列问题。
【提出问题】这种餐具的组成元素是什么？
【提出猜想】猜想1：这种餐具由碳、氢元素组成，猜想2：这种餐具由 元素组成。
【查阅资料】硫酸铜粉末吸水由白色变为蓝色。
【实验验证】检查装置气密性后，装入餐具碎片，按图连接各仅器（夹特装置已略去），开始实验……
【解释与结论】
（1）装置A中发生反应的化学方程式为 。
（2）根据 的现象，可证明这种餐具中含有氢元素和碳元素。
（3）实验过程中通N2的作用是 。
（4）测得装置C中餐具碎片的起始质量为0.72g，反应后装置C中硬质玻璃管内无固体残留。装置D增重0.36g，装置E和F一共增重1.32g。经计算确认猜想 成立。
【评价与改进】小组内有同学指出餐具碎片可能未完全燃烧，产物为CO，CO2，H2O的混合物，从而影响对其组成元素的测定，建议 。
5．化学实验室有一包白色粉末，可能由碳酸钡、氯化钾、硫酸钠、氯化钡、硫酸铜中的一种或几种组成，化学兴趣小组的同学对其成分进行了如下探究。
【提出问题】
该粉末的成分是什么？
【实验探究】
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取适量粉末于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，过滤 产生白色沉淀和无色溶液 原粉末中一定不含有
步骤2：取少量步骤1的白色沉淀于试管中，加入过量的 沉淀部分溶解，并产生气泡 白色沉淀是 ；原粉末中一定含有
【实验分析】
（1）步骤1中生成白色沉淀反应的化学方程式为 。
（2）步骤2中沉淀部分溶解反应的化学方程式为 。
【反思评价】
小亮认为上述实验还不能确定氯化钾是否存在，因此继续进行了如下实验：取少量步骤1所得溶液于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成。由此得出结论：原白色粉末中一定含有氯化钾。小明认为小亮的实验不能确定氯化钾的存在，理由是 。
【考点2】 物质规律、性质的探究
6．某校化学兴趣小组的同学设计实验探究氢氧化钠的化学性质，请你一起参与探究。
【实验过程与分析】
实验一 实验二 实验三
实验操作
实验现象 _______ _______ 无明显现象
实验结论 氢氧化钠能与紫色石蕊反应 氢氧化钠能与硫酸铜反应 氢氧化钠不能与盐酸反应
（1）实验一的现象： 。
（2）实验二的现象： 。
【实验反思与拓展】
（3）实验二中发生反应的化学方程式 。
（4）某同学认为实验三的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡，再滴入稀盐酸，观察到溶液由 色变为无色，由此可知氢氧化钠与稀盐酸确实发生了反应，该反应的化学方程式为 。
（5）由实验三联想到把二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中也没有明显现象，那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢？（本实验中忽略溶于水）
①甲同学设计了如图所示实验，当观察到 现象时，说明两者发生了化学反应。
②乙同学重新设计实验：取溶液于试管中，通入少量，然后向所得溶液中加入 溶液，当观察到 现象时，也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
7．兴趣小组对“化学反应前后物质的质量关系”进行探究，实验方案如下：
【分析交流】
（1）方案A中红磷燃烧的现象为 ，方案B中铁与硫酸铜反应的化学方程式为 。两个方案反应前后天平均保持平衡，说明上述两个化学反应前后物质的总质量不变。
【发现问题】方案A中因有氧气参加反应，故采用密闭装置。但方案B中铁与硫酸铜反应，反应物和生成物都没有气体，为什么也要用密闭装置呢？
（2）于是在老师的指导下，小组同学再次实验，并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH，其数据如下图。分析图像可知，反应开始阶段溶液的酸性逐渐 （填“增强”或“减弱”），那么导致这一现象出现的原因又是什么？
【提出猜想】
猜想甲：硫酸铜溶液和铁作用所致；
猜想乙：硫酸铜溶液和空气作用所致；
猜想丙：硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。
【进行实验】
（3）为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等，实验过程如下表，请完成表格中①、②两处填空。
实验序号 实验1 实验2 实验3
实验内容 （部分仪器略去）
实验现象 pH先减小后略增大 pH略增大 pH不变
实验结论 猜想 成立
【反思拓展】
（4）通过以上探究活动，请分析方案B中用橡胶塞形成密闭装置的原因可能是 。
（5）蜡烛燃烧后固体质量减小，请设计实验验证该反应是否遵守质量守恒定律。写出你的简明方案： 。
8某学习小组的同学对物质的酸碱性进行探究。
【设计实验】在两支试管中分别加入少量白醋、肥皂水，各滴入2滴无色酚酞溶液。
【预测现象】滴入无色酚酞溶液的白醋呈 色，滴入无色酚酞溶液的肥皂水呈红色。
【提出问题】实验发现，肥皂水未能使无色酚酞溶液变红，产生疑惑。
【猜想与验证1】
（1）甲同学提出，可能是因为所用的无色酚酞溶液变质了。在试管中加入少量氢氧化钠溶液，然后滴人两滴无色酚酞溶液，溶液呈 色，说明甲同学的猜想不成立。
（2）乙同学提出，可能是因为所用的肥皂水不显碱性。用pH计测定肥皂水的酸碱度，测得pH为7.8，说明乙同学的猜想不成立。
【猜想与验证2】丙同学提出，可能是因为所用的pH为7.8的肥皂水碱性较弱，不足以使无色酚酞溶液变红。
学习小组同学讨论后，继续探究。向800 mL、600 mL、400 mL、300mL蒸馏水中分别加入0.5g某种肥皂，充分搅拌后，取样，各滴人两滴无色酚酞溶液，观察现象并用pH计测定酸碱度（实验结果如表）。
肥皂的质量/g 0.5 0.5 0.5 0.5
蒸馏水的体积/mL 800 600 400 300
酚酞显示的颜色 无色 浅红色 红色 红色
pH 7.9 8.5 9.4 10.1
表中pH为 时，肥皂水不能使无色酚酞溶液变红，说明丙同学的猜想成立，由表中信息可知，肥皂水的浓度越 ，pH越 ， 其碱性越强。
【得出结论】根据上述探究可知，无色酚酞溶液在中性液体、 液体、 液体中颜色不发生变化。
【查阅资料】学习小组同学通过查阅资料，证明上述结论成立。
【拓展探究1】取三份相同体积相同浓度的氢氧化钠溶液，分别滴入两滴无色酚酞溶液，再以相同的速度同时滴加不同浓度的盐酸，得到溶液的pH随时间变化的曲线如图。
（1）从微观角度分析，氢氧化钠与盐酸反应的实质是： 。
（2）在a、b、c三种曲线所示的实验中，所用盐酸的浓度由大到小的顺序为 ；溶液颜色最先褪去的是 ，20分钟时溶液的酸性强弱顺序是 。
【拓展探究2】取三份相同质量、相同浓度的稀盐酸，分别与溶质质量分数为1%、2%、3%的氢氧化钠溶液发生反应，恰好完全反应时，消耗溶质质量分数为1%、2%、3%的氢氧化钠溶液的质量比为： 。
9．人类的生活和生产离不开金属。了解金属的性质对科学的利用金属材料是十分重要的。
（1）使用铜制导线是利用铜的延展性和 。
（2）为探究铁、铜、锰(Mn)的金属活动性顺序，某同学进行了如下三个实验(金属片均已打磨且形状、大小相同，试管中所用5%的盐酸体积相同)。
实验一 实验二 实验三
实验操作
实验现象 立即产生气泡，速率较慢 立即产生气泡，速率较快
实验结论 实验一反应的化学方程式为 铁、铜、锰的金属活动性顺序(由强到弱)为
10．某校初三化学兴趣小组的同学为验证氢氧化钠的化学性质做了如下实验探究。请你根据实验回答有关问题。
（1）实验1的试管中可观察到的实验现象是 。
（2）甲同学观察到实验2无明显现象，他得出结论：氢氧化钠与盐酸不发生反应。乙同学认为甲同学的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴 并振荡，再逐滴滴入稀盐酸，观察到溶液由红色变无色，由此可知氢氧化钠与稀盐酸 （填“发生”或“不发生”）化学反应。
（3）小亮同学由实验2联想到在氢氧化钠溶液中通入二氧化碳也没有明显现象，那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢？（本实验中忽略CO2溶于水）
I、王敏同学从实验3得到的溶液中取出少量，加入试管中，滴入 溶液，观察到有白色沉淀生成，其反应的化学方程式为 ，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
Ⅱ、为了验证CO2和NaOH溶液发生了化学反应，晓霞同学设计了实验4图示实验方案，当观察到 现象时，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应。
Ⅲ、通过对氢氧化钠化学性质的探究，同学们得出保存氢氧化钠固体的方法是 。
【考点3】 反应后物质成分的探究
11．某化学兴趣小组的同学，用下面实验“DIY”的形式探究酸、碱、盐的化学性质。
【学习交流】
（1）步骤I是向镁带和少量碳酸钙的混合物中加入稀盐酸后关闭分液漏斗的活塞，如上图所示。实验中，观察到甲中镁带逐渐减少，碳酸钙逐渐消失，乙和丙中始终只有无色气泡，再无其他明显现象。则气体X是 ，乙中反应的化学方程式为 。
（2）步骤II是在甲中碳酸钙完全消失后，将甲、乙、丙的导管接口重新进行了连接，如上图所示。实验中，当观察到乙中液面下降时，丙中同时产生 ，随后结束实验。
【提出问题】
实验结束后，丙中溶液的溶质成分是什么？
【做出猜想】
猜想一：NaOH 猜想二：NaOH、
猜想三：NaOH、 猜想四：NaOH、、
（3）小组讨论后，确定只有猜想四不合理。你认为理由是
【实验验证】
（4）小王同学认为选择无色酚酞溶液、溶液、稀盐酸即可验证以上三种合理猜想。你认为不用上述试剂中的 也能达到实验目的。
小王同学用三支试管各取少量实验后丙中的溶液，并分别做如下实验：
（5）实验中观察到A中溶液颜色变红，B中无明显现象，C中有气泡生成，则证明猜想 成立。
【拓展反思】
（6）实验结束后，将甲、乙、丙中的溶液倒入废液缸中，测得废液的，则废液中溶质的成分除HCl外，还有 种。
12．某校化学课上，老师让同学们设计实验鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水三种无色溶液并进行性质实验。同学们设计实验如下：
（1）第1兴趣小组：用紫色石蕊溶液鉴别三种溶液，他们如此设计的理由是 ；
第2兴趣小组：分别用三支试管取少量上述三种溶液，各加入一定量的碳酸钠溶液，观察现象：
（2）a中有气泡产生，证明a中溶液是 。
（3）b中产生 （填实验现象），证明b中溶液是澄清石灰水。
c中无明显现象。
第3兴趣小组：为进一步探究稀盐酸和澄清石灰水反应后所得溶液中溶质的成分，进行如下探究活动。
【假设猜想】
（4）该组同学的猜想如下：
猜想一：只有
猜想二：有和HCl
猜想三：有和
猜想四：有、HCl和
其他各兴趣小组的同学对以上猜想提出质疑，认为猜想四不合理，理由是 。
【实验探究】
（5）为证明其余猜想是否正确，第3兴趣小组的同学们进行了如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
（1）取少量反应后的溶液于试管中，加入溶液，观察现象。 无明显现象 猜想 不成立
（2）用镊子将锌粒放入试管中，向其中滴加反应后的溶液，观察现象。 有 产生 猜想二成立
（3）取少量反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，观察现象。 有白色沉淀生成 猜想一成立
【交流评价】
（6）老师对同学们能用多种方法进行探究，并且能够得出结论给予表扬，同时指出上述实验探究中有明显的错误。同学们经过反思后发现了错误，错误的原因是 。
【反思拓展】
（7）在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑 。
13．CaCl2可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后，欲对剩余废液的组成进行探究，并制定回收CaCl2的方案。
【提出问题】实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2猜想二：CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份，甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究：
甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成 色，证明猜想二成立。
乙组同学用图1装置进行实验，将80mL一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液，测得数据如图2。
【数据分析】乙组同学对图2数据进行讨论分析，证明猜想二成立。
I.a点的实验现象为 。
Ⅱ.b点发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.c点对应溶液中全部溶质的化学式为 。
【探究活动二】丙组同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2，理由是 。
【交流与反思】甲组同学认为丙组同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其它试剂和仪器的情况下，除去废液中对空气造成污染的物质，建议最好先在废液中加入下面 (填选项序号)试剂。
A．CaO B．Ca(OH)2 C．CaCO3
14.学习了金属与盐反应的知识，思雨同学在“实验开放日”，将一定量的锌粉加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，她对滤液中溶质成分产生了兴趣并作进一步探究(温馨提示：本题中番号①～④为答题卡上的序号)。
【提出问题】滤液中溶质是什么？
【猜想与假设】
（1）猜想一：AgNO3；猜想二：Zn(NO3)2；猜想三：AgNO3、Zn(NO3)2；
经分析猜想一错误，其理由是① 。
【设计并进行实验】
（2）
操作 现象 结论 用化学方程式解释
取少量滤液于试管中，加入氯化钠溶液 ② 猜想三正确 ③
【反思与拓展】
（3）①反应物的量不同，可能导致得到的物质种类不同。
②滤渣中含有④ 。
15.某兴趣小组的同学们以“稀盐酸与氢氧化钙溶液能否反应”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氢氧化钙溶液，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钙能发生反应的结论。
他们继续向溶液A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A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B的溶质成分是什么（不考虑酚酞）？
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。
【猜想与假设】
甲同学猜想：NaCl、CaCl2
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B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B，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。
16．做“酸碱中和反应”实验时，甲同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加了一定量的稀盐酸后，发现忘记加入酸碱指示剂，于是停止了实验。
【提出问题】
乙同学提出疑问：反应后烧杯中溶液的溶质是什么？
【提出猜想】
丙同学提出了四种猜想：
猜想一：只有 （填化学式）
猜想二：有NaCl和HCl
猜想三：有NaCl和NaOH
猜想四：有NaCl、HCl和NaOH
丁同学认为猜想四不合理，用化学方程式说明原因 。
【实验探究】
为进一步验证其余三种猜想，甲、乙、丙三位同学分别进行了如下探究实验：
①甲同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量AgNO3溶液，观察到产生白色沉淀。因此，甲同学认为溶液中含HC1。
②乙同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量Na2CO3溶液，观察发现无明显现象。因此，乙同学认为溶液中不含HC1。
③丙同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量CuSO4溶液，观察到有蓝色沉淀生成。因此，丙同学认为溶液中含NaOH。
【讨论分析】
丁同学对三位同学的探究实验进行了分析评价，他认为甲同学的结论不正确。你认为丁同学的理由是： 。
【继续探究】
丁同学用pH试纸测得烧杯中溶液的pH>7，说明溶液显 性。
【得出结论】
通过探究和讨论，最终大家一致认为猜想 是正确的。
【交流思考】
为防止污染环境，你认为烧杯中的废液应如何处理： 。
17．化学实验活动课上，同学们进行了如图所示实验，请你参与他们的探究活动：
（1）通过A实验验证了氢氧化钙溶液显碱性。
（2）B实验试管中无明显现象，为证明两者反应，某同学向A实验试管中逐滴滴加足量的稀盐酸，当观察到溶液由红色变为无色时，证明两者发生了反应。
【提出问题】取B实验试管中反应后的溶液进行分析，溶液中所含溶质是什么？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2
猜想二：CaCl2、Ca(OH)2和HCl
猜想三：
猜想四：CaCl2、Ca(OH)2
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【交流讨论】经过讨论，同学们一致认为，猜想二是不成立的，原因是 （用化学方程式回答）。
【进行实验】为进一步探究溶质成分，确定其他猜想是否成立，进行了如下实验：
实验操作 实验现象 实验结论
甲同学取B实验试管中反应后的溶液少许于另一试管中，向里面加入适量碳酸钠溶液 有气泡产生 猜想 不成立
乙同学取B实验试管中反应后的溶液少许，测定其pH pH （选填“＜”、“=”或“＞”）7 猜想三成立
【反思评价】实验过程中，丙同学取B实验试管中反应后的溶液少许于另一试管中，向里面加入适量硝酸银溶液，现象是 ，他也得出猜想三成立的结论。但其他同学认为，丙同学的方案无法证明猜想三是成立的，原因是 。
【拓展与应用】除以上方法外，要证明猜想三成立，以下选项能达到实验目的的是 。
A．氢氧化钠溶液 B．氧化铜 C．锌
（3）C实验试管中反应的化学方程式是 ，工业上常用该反应制取烧碱。
【考点4】 其他类型
18．“瑞雪兆丰年”，2024年初春青岛的大雪预示着粮食大丰收。为保障市民正常出行，市政人员及时向道路撒融雪剂。“圆梦”小组开展了以“探秘融雪剂”为主题的项目式学习，请结合任务回答问题。
【任务一】了解融雪原理
查阅资料：最初我国的融雪剂主要是氯化钠型，后来又出现了氯化钙型、氯化钠和氯化钙混合型等多种融雪剂。标准大气压下，水的凝固点是0℃，加入氯化钠后形成的溶液最低凝固点为，加入氯化钙后形成的溶液最低凝固点为。
（1）表达交流：融雪剂融雪的原理是 。
【任务二】探秘融雪剂成分
（2）某品牌融雪剂主要成分可能是氯化钠和氯化钙中的一种或两种。小组同学设计了以下实验，探究其成分（忽略杂质对实验现象和数据的影响）。
实验步骤 实验操作 实验现象 实验结论
① 取10.0g融雪剂，加适量蒸馏水充分溶解，向所得溶液中加入足量 生成白色沉淀 该融雪剂一定含有氯化钙
② 将步骤①所得沉淀过滤、洗涤、 、称量，得到固体质量为5.0g \ 该融雪剂的主要成分是
（3）请计算说明你是如何确定该融雪剂成分的（根据化学方程式计算，写出计算过程）。
【任务三】选择融雪剂
小组同学调查了市面上几种类型的融雪剂，收集信息如下：
融雪剂种类 融雪速率 对路面的腐蚀性 对土壤的影响 适用温度 每吨价格
氯化钠型 慢 强 土壤板结 约300元
氯化钙型 快 较强 土壤轻度板结 约500元
新型融雪剂 较快 几乎无 土壤几乎不板结 约1000元
（4）普通道路主要选用氯化钙型融雪剂的原因是 （写一条即可），对路面质量要求非常高的机场融雪，你推荐使用的融雪剂是 。
19．化学反应需要一定的条件，控制条件可以调控化学反应。“启航”小组以“调控化学反应”为主题展开探究，请回答下列问题。
【生火有道】
（1）观察生活：小组同学观察到天然气、木炭能燃烧，而水和石头不能燃烧，得出燃烧的条件之一是 。
实验探究：为继续探究燃烧的条件，小组同学设计并完成了图1所示实验。
已知：白磷着火点40℃，红磷着火点240℃。磷燃烧时产生污染空气的五氧化二磷白烟。
【现象与结论】
（2）①铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，得出燃烧的条件之一是 。
②小红根据 现象，得出燃烧的条件之一是可燃物与氧气接触。
【评价与反思】
（3）①实验中小组同学认为图1装置存在不足，于是设计了图2所示装置。图2装置的优点为 。
②小明对小红的结论提出质疑，设计了图3所示装置，对燃烧过程中的氧气含量进行测定，得到图4所示图像。结合图像分析，“可燃物与氧气接触”应准确地表述为 。
【调控有术】
化学反应速率与多种因素有关，为探究影响过氧化氢分解速率的因素，小组同学分别取足量且等质量的过氧化氢溶液完成了下列实验。
实验序号 过氧化氢溶液的浓度 二氧化锰粉末的质量/g 温度/℃ 10秒共收集到氧气的体积/mL
① 3% 0 10 几乎无
② 5% 0 20 几乎无
③ 5% 0.5 20 14
④ 10% 0.5 20 80
（4）探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，应选择的实验序号是 ；对比实验③和实验④，可得出的结论是 ；上述实验无法探究出 因素对过氧化氢分解速率的影响（写一条即可）。
【应用有方】
（5）通过探究，小组同学认识到，生活中也可以通过控制条件促进或抑制化学反应。
①用天然气做饭，发现炉火火焰呈黄色，锅底出现黑色物质，这时需要 （填“调大”或“调小”）灶具的进风口。
②炒菜时如果油锅着火，可采取的灭火措施是 （写一条即可）。
20．化学视角认识蒸汽眼罩蒸汽眼罩逐渐走进日常生活，它借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
（1）探究一：检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂 预计观察到的实验现象 涉及的化学方程式
（2）探究二：蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈，是铁与 共同作用的结果，但放热缓慢。哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：
(查阅资料：蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一 4g铁粉、2mL水
方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四 4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照？若能，请指出变量；若不能，请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图：
对比分析图像，你获得的结论是
（3）探究三：测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示：①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据，计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外，影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
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专题19 实验探究题
【考点1】有关物质成分的探究(固体成分、气体成分、溶质成分、组成元素)
1．已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解。某实验小组对其分解产物进行探究。
【查阅资料】草酸钙加热分解产生金属氧化物和非金属氧化物。
【提出问题】非金属氧化物的成分是什么？
【提出猜想】猜想一：CO
猜想二：CO2
猜想三：CO和CO2
猜想四：H2O
【提出质疑】
（1）猜想四不成立，原因是 。
【设计实验】
（2）实验装置如图：
实验现象 结论
B中观察到澄清石灰水变浑浊 非金属氧化物中有
D中观察到 非金属氧化物中有CO
【实验结论】
（3）猜想 成立，则草酸钙分解的化学方程式为 。
【交流反思】
（4）从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是 。
【答案】（1）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，不可能生成水
（2）二氧化碳/CO2 黑色固体逐渐变为红色
（3）三
（4）缺少尾气处理装置
【解析】（1）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、O，不含氢元素，不可能生成水，故猜想四不成立，故填：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，不可能生成水；
（2）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故B中观察到澄清石灰水变浑浊，说明非金属氧化物中有二氧化碳；
结论为非金属氧化物中有CO，一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，故D中观察到黑色固体逐渐变为红色；
（3）由以上分析可知，非金属氧化物的成分是一氧化碳和二氧化碳，则猜想三成立；
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元素，则草酸钙加热分解生成的金属氧化物是氧化钙，还生成了一氧化碳和二氧化碳，则该反应的化学方程式为：；
（4）一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，故从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是：缺少尾气处理装置。
2．实验室有两瓶试剂，分别为待测液A、待测液B，已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸，另一瓶是NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。同学们对待测液的成分进行了探究。
（1）小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上，测出待测液A的pH约为3，则待测液A是 溶液(填“酸”或“碱”)。
（2）为进一步确定溶液中溶质成分，小芳又做了四组实验。请你帮助她完善如表并分析：
实验序号 实验一 实验二 实验三 实验四
所加试剂 锌粒 BaCl2溶液 紫色石蕊溶液 Na2CO3溶液
现象 待测液A 产生白色沉淀 变红 产生气泡
待测液B 无明显现象 产生白色沉淀 变蓝 无明显现象
根据实验现象，可推测出待测液A是 (填化学式)溶液。以上四组实验中，只根据其中一组的实验现象即可证明待测液B为NaOH溶液的是 (填实验序号)。
【质疑讨论】
（3）小强对实验二中待测液B产生白色沉淀的现象提出质疑，经过讨论，大家一致认为待测液B已变质，写出待测液B变质的化学方程式 。
【提出问题】NaOH溶液变质后，溶质的成分是什么？
【猜想假设】
（4）猜想一：NaOH、Na2CO3；猜想二： 。
【设计实验】
（5）小强设计了如下实验，请你帮助他完善下表，得出正确结论。
实验方案及操作步骤 实验现象 实验结论
步骤一：取少量变质后的NaOH溶液于试管中，加入过量BaCl2溶液充分反应，过滤。 产生白色沉淀 猜想一成立
步骤二：取少量步骤一中的滤液于试管中，向其中滴加 。 溶液变红
【反思拓展】
（6）解决同一个问题的方法有很多种，上表步骤二还可以用下列 (填字母代号)方案代替，产生其他的现象后，也能得到相同的结论。
a．滴加CuCl2溶液 b．滴加MgSO4溶液 c．通入CO2
【答案】（1）酸
（2）产生气泡 H2SO4 实验四
（3）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
（4）Na2CO3/碳酸钠
（5）2～3滴无色滴酚酞溶液
（6）ab
【解析】（1）pH<7，溶液呈酸性，小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上，测出待测液A的pH约为3，则待测液A是酸溶液，故填：酸；
（2）锌粒与碱不反应，与酸溶液反应生成氢气，则可观察到的现象是产生气泡，故填：产生气泡；
实验二中BaCl2溶液与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀，则可推测待测液A是H2SO4溶液，故填：H2SO4；
氢氧化钠溶液与碳酸钠不反应，而盐酸、硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀，所以四个实验中，只根据其中一个实验的现象即可证明2号试管中原溶液为氢氧化钠溶液的是实验四，故填：实验四；
（3）氢氧化钠变质，即氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，变质后的碳酸钠可以和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡，故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
（4）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，若氢氧化钠部分变质，猜想一：NaOH、Na2CO3，若氢氧化钠完全变质，则猜想二：Na2CO3，故填：Na2CO3；
（5）猜想一成立，即变质后溶质的成分是NaOH、Na2CO3，碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，余下的溶液中含有氢氧化钠，滴加无色酚酞溶液，溶液变红，则步骤二：取步骤一中的滤液少量于试管中，向其中滴加2～3无色滴酚酞溶液，故填；2～3无色滴酚酞溶液；
（6）a、滴加CuCl2溶液，氯化铜溶液和氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和氯化钠，有蓝色沉淀生成，该方案可行，故a符合题意；
b、滴加MgSO4溶液，MgSO4溶液和氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化镁和硫酸钠，有白色沉淀产生，该方案可行，故b符合题意；
c、通入CO2，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，无明显现象，该方案不可行，故c不符合题意；
故答案为：ab。
3.“锡纸烤鸡蛋”是一种特色小吃，它的一种做法是用“锡纸”包裹住鸡蛋，在炭火上烘烤。“锡纸”是由金属材料制成的，“锡纸”包裹的鸡蛋能被烤熟。体现了金属的物理性质是 ；烘烤结束后，用水熄灭炭火，其灭火的原理是 ；
某化学兴趣小组收集了残留的鸡蛋壳碎片，查阅资料得知。鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，在不考虑鸡蛋壳中其它成分影响的情况下，小组成员进行了如下探究。
[进行实验]
实验一，取蛋壳碎片。除去卵壳膜，灼烧蛋壳碎片得到白色固体，冷却备用。
[提出问题]
白色固体中主要含有什么物质？
[形成假设]
猜想一：有CaCO3，猜想二：有CaO 猜想三： 有CaCO3和CaO
[实验验证]
实验二：取少量白色固体。装入一支洁净的试管中。再向试管中加入适量的水，用手触碰试管外壁，有发热现象。滴入酚酞溶液，溶液呈 色；
实验三：取实验二中溶液的液体，用吸管向液体中吹入呼出的气体。观察到澄清的石灰水变浑浊，用化学方程式解释变浑浊的原因 ；
实验四：另取少量白色固体。加入足量的稀盐酸，有气泡产生。
[形成结论]
由实验二至实验四得出的结论是：猜想 成立。
[表达交流 ]
在实验一至实验四的过程中，没有涉及到的化学反应类型是 。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】导热性 降低温度 红 三 BC
【解析】金属具有导热性，所以“锡纸”包裹的鸡蛋能被烤熟；用水熄灭炭火，水蒸发吸热，可以降低温度到可燃物着火点以下，灭火原理是降低温度；
实验验证：
实验二：用手触碰试管外壁，有发热现象，说明存在氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，反应放热；氢氧化钙溶液显碱性，能使酚酞变红，滴入酚酞溶液，溶液呈红色；
实验三：呼出的气体中含有二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：；
形成结论：
由实验二得出固体中含有氧化钙；实验四：向白色固体中加入稀盐酸，有气泡产生，说明含有碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体，所以猜想三成立；
表达交流：
氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应符合“多变一”，属于化合反应；碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体、氯化钙、水，该反应属于复分解反应，没有涉及的反应类型是分解反应、置换反应，故选BC。
4.人类研发使用可降解塑料，是防治“白色污染"的重要途径之一。某化学兴趣小组查阅资料得知，以聚乳酸为原料加工而成的一种餐具能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水。该小组对这种餐具组成元素进行探究。请回答下列问题。
【提出问题】这种餐具的组成元素是什么？
【提出猜想】猜想1：这种餐具由碳、氢元素组成，猜想2：这种餐具由 元素组成。
【查阅资料】硫酸铜粉末吸水由白色变为蓝色。
【实验验证】检查装置气密性后，装入餐具碎片，按图连接各仅器（夹特装置已略去），开始实验……
【解释与结论】
（1）装置A中发生反应的化学方程式为 。
（2）根据 的现象，可证明这种餐具中含有氢元素和碳元素。
（3）实验过程中通N2的作用是 。
（4）测得装置C中餐具碎片的起始质量为0.72g，反应后装置C中硬质玻璃管内无固体残留。装置D增重0.36g，装置E和F一共增重1.32g。经计算确认猜想 成立。
【评价与改进】小组内有同学指出餐具碎片可能未完全燃烧，产物为CO，CO2，H2O的混合物，从而影响对其组成元素的测定，建议 。
【答案】碳、氢、氧 D装置中硫酸铜粉末变蓝，E装置中澄清石灰水变浑浊 使反应生成的水和二氧化碳全部被D、E、F装置吸收 2 在C、D装置间增加一个盛有足量灼热氧化铜的装置
【解析】提出猜想：这种餐具能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，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元素，故该餐具中一定含碳、氢元素，可能含氧元素，故猜想2：这种餐具由碳、氢、氧元素组成；
解释与结论：（1）装置A中发生反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：；
（2）D装置中硫酸铜粉末变蓝，说明反应生成了水，说明这种餐具中含氢元素，E装置中澄清石灰水变浑浊，说明反应生成了二氧化碳，说明这种餐具中含碳元素；
（3）实验过程中通入氮气的作用是：使反应生成的水和二氧化碳全部被D、E装置吸收，防止影响实验结果；
（4）装置D增加的质量为反应生成水的质量，装置E和F增加的质量为反应生成二氧化碳的质量，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，这种餐具中氢元素的质量为：，碳元素的质量为：，0.36g+0.04g=0.4g小于0.72g，故该餐具中含有氧元素，故猜想2成立；
评价与改进：一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成二氧化碳和铜，故可在C、D装置间增加一个盛有足量灼热氧化铜的装置，将一氧化碳完全转化为二氧化碳，防止产生误差。
5．化学实验室有一包白色粉末，可能由碳酸钡、氯化钾、硫酸钠、氯化钡、硫酸铜中的一种或几种组成，化学兴趣小组的同学对其成分进行了如下探究。
【提出问题】
该粉末的成分是什么？
【实验探究】
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取适量粉末于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，过滤 产生白色沉淀和无色溶液 原粉末中一定不含有
步骤2：取少量步骤1的白色沉淀于试管中，加入过量的 沉淀部分溶解，并产生气泡 白色沉淀是 ；原粉末中一定含有
【实验分析】
（1）步骤1中生成白色沉淀反应的化学方程式为 。
（2）步骤2中沉淀部分溶解反应的化学方程式为 。
【反思评价】
小亮认为上述实验还不能确定氯化钾是否存在，因此继续进行了如下实验：取少量步骤1所得溶液于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成。由此得出结论：原白色粉末中一定含有氯化钾。小明认为小亮的实验不能确定氯化钾的存在，理由是 。
【答案】硫酸铜/CuSO4 稀盐酸 碳酸钡和硫酸钡 碳酸钡、硫酸钠和氯化钡 BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑ 氯化钡溶液也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，干扰氯化钾的检验
【解析】[实验探究]
步骤1：取适量粉末于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，过滤产生白色沉淀和无色溶液，说明原粉末中一定不含有硫酸铜，因为硫酸铜溶液是蓝色溶液；白色沉淀可能是硫酸钡和碳酸钡中的一种或两种。
步骤2：取少量步骤1的白色沉淀于试管中，加入过量的稀盐酸，沉淀部分溶解，并产生气泡，说明白色沉淀是含有碳酸钡和硫酸钡，因为碳酸钡能与盐酸反应生成二氧化碳气体，硫酸钡不能溶于酸；则原粉末中一定含有碳酸钡、硫酸钠和氯化钡。
故填：硫酸铜；稀盐酸；碳酸钡和硫酸钡；碳酸钡、硫酸钠和氯化钡。
[实验分析]
（1）步骤1中硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为：BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl。
故填：BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl。
（2）步骤2中，碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑。
故填：BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑。
[反思评价]
氯化钡中也含有氯元素，氯化钡也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，故不能确定溶液中是否含有氯化钾。
故填：氯化钡溶液也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，干扰氯化钾的检验。
【考点2】 物质规律、性质的探究
6．某校化学兴趣小组的同学设计实验探究氢氧化钠的化学性质，请你一起参与探究。
【实验过程与分析】
实验一 实验二 实验三
实验操作
实验现象 _______ _______ 无明显现象
实验结论 氢氧化钠能与紫色石蕊反应 氢氧化钠能与硫酸铜反应 氢氧化钠不能与盐酸反应
（1）实验一的现象： 。
（2）实验二的现象： 。
【实验反思与拓展】
（3）实验二中发生反应的化学方程式 。
（4）某同学认为实验三的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡，再滴入稀盐酸，观察到溶液由 色变为无色，由此可知氢氧化钠与稀盐酸确实发生了反应，该反应的化学方程式为 。
（5）由实验三联想到把二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中也没有明显现象，那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢？（本实验中忽略溶于水）
①甲同学设计了如图所示实验，当观察到 现象时，说明两者发生了化学反应。
②乙同学重新设计实验：取溶液于试管中，通入少量，然后向所得溶液中加入 溶液，当观察到 现象时，也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
【答案】（1）紫色石蕊溶液变为蓝色
（2）产生蓝色沉淀
（3）
（4）红
（5）气球膨胀 溶液 有白色沉淀
【解析】（1）将紫色石蕊溶液滴入氢氧化钠溶液中，紫色石蕊溶液遇碱性溶液会变蓝；所以实验一的现象：紫色石蕊溶液变为蓝色；
（2）氢氧化钠溶液能和硫酸铜溶液反应，生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，所以实验二的现象：产生蓝色沉淀；
（3）氢氧化钠溶液能和硫酸铜溶液反应，生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，所以实验二中发生反应的化学方程式：；
（4）酚酞溶液遇碱性溶液会变红，再滴入稀盐酸，稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠溶液呈中性，所以观察到溶液由红色变为无色，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，化学方程式NaOH+HCl=NaCl+H2O；
（5）由于氢氧化钠溶液与二氧化碳反应，装置内压强减小，小于外界压强，就会观察到气球膨胀，即说明两者发生了化学反应；
由于氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，检验碳酸钠的存在即检验碳酸根离子的存在，可向溶液中滴加氯化钙等溶液，氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，所以向所得溶液中加入氯化钙溶液，当观察到产生白色沉淀时，也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
7．兴趣小组对“化学反应前后物质的质量关系”进行探究，实验方案如下：
【分析交流】
（1）方案A中红磷燃烧的现象为 ，方案B中铁与硫酸铜反应的化学方程式为 。两个方案反应前后天平均保持平衡，说明上述两个化学反应前后物质的总质量不变。
【发现问题】方案A中因有氧气参加反应，故采用密闭装置。但方案B中铁与硫酸铜反应，反应物和生成物都没有气体，为什么也要用密闭装置呢？
（2）于是在老师的指导下，小组同学再次实验，并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH，其数据如下图。分析图像可知，反应开始阶段溶液的酸性逐渐 （填“增强”或“减弱”），那么导致这一现象出现的原因又是什么？
【提出猜想】
猜想甲：硫酸铜溶液和铁作用所致；
猜想乙：硫酸铜溶液和空气作用所致；
猜想丙：硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。
【进行实验】
（3）为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等，实验过程如下表，请完成表格中①、②两处填空。
实验序号 实验1 实验2 实验3
实验内容 （部分仪器略去）
实验现象 pH先减小后略增大 pH略增大 pH不变
实验结论 猜想 成立
【反思拓展】
（4）通过以上探究活动，请分析方案B中用橡胶塞形成密闭装置的原因可能是 。
（5）蜡烛燃烧后固体质量减小，请设计实验验证该反应是否遵守质量守恒定律。写出你的简明方案： 。
【答案】（1）剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
（2）增强
（3） 丙
（4）防止溶液酸性增大与铁钉反应产生氢气使装置质量减小，无法验证质量守恒定律
（5）取一套装置气密性良好的集气瓶和带有燃烧匙的橡皮塞，将蜡烛固定在燃烧匙上，将蜡烛、橡皮塞、燃烧匙和集气瓶放在天平上称量后，放置在桌面上，点燃蜡烛迅速将蜡烛伸入集气瓶并塞紧橡皮塞，待蜡烛熄灭后将装置整体放在天平上称量，若质量不变，则遵循适量守恒定律
【解析】（1）红磷燃烧会产生大量白烟，放出热量，故填：剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量；
铁和硫酸铜会生成硫酸亚铁和铜，故填：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
（2）图中pH值下降，说明溶液的酸性增强，故填：增强；
（3）实验1可以中硫酸铜溶液和铁、空气接触；实验2中硫酸铜和铁接触，需要控制其他变量相同，加入5mL硫酸铜溶液；实验3硫酸铜接触到空气；
实验1、2对比说明pH减小与空气有关，实验1、3对比说明pH减小与铁有关，则pH减小使硫酸铜与铁和空气共同作用所致，故填：5；丙；
（4）装置B中硫酸铜与铁和氧气接触，可能会导致溶液酸性增强与铁反应产生氢气，如果在敞口容器中，氢气会逸出，导致装置质量减小，无法验证质量守恒定律，故填：防止溶液酸性增大与铁钉反应产生氢气使装置质量减小，无法验证质量守恒定律；
（5）蜡烛燃烧会产生二氧化碳和水，需要在密闭容器中验证，可以将蜡烛在密闭的集气瓶中燃烧测定反应前后的质量不变来验证质量守恒定律，故填：取一套装置气密性良好的集气瓶和带有燃烧匙的橡皮塞，将蜡烛固定在燃烧匙上，将蜡烛、橡皮塞、燃烧匙和集气瓶放在天平上称量后，放置在桌面上，点燃蜡烛迅速将蜡烛伸入集气瓶并塞紧橡皮塞，待蜡烛熄灭后将装置整体放在天平上称量，若质量不变，则遵循适量守恒定律。
8某学习小组的同学对物质的酸碱性进行探究。
【设计实验】在两支试管中分别加入少量白醋、肥皂水，各滴入2滴无色酚酞溶液。
【预测现象】滴入无色酚酞溶液的白醋呈 色，滴入无色酚酞溶液的肥皂水呈红色。
【提出问题】实验发现，肥皂水未能使无色酚酞溶液变红，产生疑惑。
【猜想与验证1】
（1）甲同学提出，可能是因为所用的无色酚酞溶液变质了。在试管中加入少量氢氧化钠溶液，然后滴人两滴无色酚酞溶液，溶液呈 色，说明甲同学的猜想不成立。
（2）乙同学提出，可能是因为所用的肥皂水不显碱性。用pH计测定肥皂水的酸碱度，测得pH为7.8，说明乙同学的猜想不成立。
【猜想与验证2】丙同学提出，可能是因为所用的pH为7.8的肥皂水碱性较弱，不足以使无色酚酞溶液变红。
学习小组同学讨论后，继续探究。向800 mL、600 mL、400 mL、300mL蒸馏水中分别加入0.5g某种肥皂，充分搅拌后，取样，各滴人两滴无色酚酞溶液，观察现象并用pH计测定酸碱度（实验结果如表）。
肥皂的质量/g 0.5 0.5 0.5 0.5
蒸馏水的体积/mL 800 600 400 300
酚酞显示的颜色 无色 浅红色 红色 红色
pH 7.9 8.5 9.4 10.1
表中pH为 时，肥皂水不能使无色酚酞溶液变红，说明丙同学的猜想成立，由表中信息可知，肥皂水的浓度越 ，pH越 ， 其碱性越强。
【得出结论】根据上述探究可知，无色酚酞溶液在中性液体、 液体、 液体中颜色不发生变化。
【查阅资料】学习小组同学通过查阅资料，证明上述结论成立。
【拓展探究1】取三份相同体积相同浓度的氢氧化钠溶液，分别滴入两滴无色酚酞溶液，再以相同的速度同时滴加不同浓度的盐酸，得到溶液的pH随时间变化的曲线如图。
（1）从微观角度分析，氢氧化钠与盐酸反应的实质是： 。
（2）在a、b、c三种曲线所示的实验中，所用盐酸的浓度由大到小的顺序为 ；溶液颜色最先褪去的是 ，20分钟时溶液的酸性强弱顺序是 。
【拓展探究2】取三份相同质量、相同浓度的稀盐酸，分别与溶质质量分数为1%、2%、3%的氢氧化钠溶液发生反应，恰好完全反应时，消耗溶质质量分数为1%、2%、3%的氢氧化钠溶液的质量比为： 。
【答案】无 红 7.9 高 大 酸性 弱碱性 酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合形成了水分子 a＞b＞c a a＞b＞c 6:3:2
【解析】[预测现象]
白醋呈酸性，不能使无色酚酞溶液变色，故滴入无色酚酞溶液的白醋呈无色。
[猜想与验证1]
氢氧化钠溶液呈碱性，使无色酚酞溶液变红，溶液呈红色，说明所用的无色酚酞溶液未变质，甲同学的猜想不成立。
[猜想与验证2]
表中pH为7.9时，肥皂水不能使无色酚酞溶液变红，说明碱性较弱，不足以使无色酚酞溶液变红，丙同学的猜想成立，由表中信息可知，加入蒸馏水的体积越小，肥皂水的浓度越高，pH越大， 其碱性越强。
[得出结论]
根据上述探究可知，无色酚酞溶液在中性液体、酸性液体、弱碱性液体中颜色不发生变化。
[拓展探究1]
（1）从微观角度分析，氢氧化钠与盐酸反应的实质是因为盐酸是强酸，含有大量的氢离子，而氢氧化钠是强碱，所以含有大量的氢氧根离子，酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合形成了水分子。
（2）向氢氧化钠中滴加盐酸，盐酸和氢氧化钠生成水和氯化钠，反应物浓度越大，反应速率越快，pH减小越快，故所用盐酸的浓度由大到小的顺序为a、b、c，溶液颜色最先褪去的是a。pH小于7，溶液呈酸性，pH越小，酸性越强，由图知，20分钟时溶液的酸性强弱顺序是a＞b＞c。
[拓展探究2]
取三份相同质量、相同浓度的稀盐酸，分别与溶质质量分数为1%、2%、3%的氢氧化钠溶液发生反应，恰好完全反应时，消耗氢氧化钠的质量相同，设为m，则消耗溶质质量分数为1%、2%、3%的氢氧化钠溶液的质量比为。
9．人类的生活和生产离不开金属。了解金属的性质对科学的利用金属材料是十分重要的。
（1）使用铜制导线是利用铜的延展性和 。
（2）为探究铁、铜、锰(Mn)的金属活动性顺序，某同学进行了如下三个实验(金属片均已打磨且形状、大小相同，试管中所用5%的盐酸体积相同)。
实验一 实验二 实验三
实验操作
实验现象 立即产生气泡，速率较慢 立即产生气泡，速率较快
实验结论 实验一反应的化学方程式为 铁、铜、锰的金属活动性顺序(由强到弱)为
【答案】（1）导电性
（2）无明显现象(合理即可) 锰>铁>铜
【解析】（1）使用铜制导线是利用铜的延展性和导电性；
（2）铜活泼性弱不和酸反应，加入酸无现象，铁和酸反应立即产生气泡，速率较慢，化学方程式为，锰和酸反应立即产生气泡，速率较快，铁、铜、锰的金属活动性顺序(由强到弱)为锰>铁>铜。
10．某校初三化学兴趣小组的同学为验证氢氧化钠的化学性质做了如下实验探究。请你根据实验回答有关问题。
（1）实验1的试管中可观察到的实验现象是 。
（2）甲同学观察到实验2无明显现象，他得出结论：氢氧化钠与盐酸不发生反应。乙同学认为甲同学的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴 并振荡，再逐滴滴入稀盐酸，观察到溶液由红色变无色，由此可知氢氧化钠与稀盐酸 （填“发生”或“不发生”）化学反应。
（3）小亮同学由实验2联想到在氢氧化钠溶液中通入二氧化碳也没有明显现象，那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢？（本实验中忽略CO2溶于水）
I、王敏同学从实验3得到的溶液中取出少量，加入试管中，滴入 溶液，观察到有白色沉淀生成，其反应的化学方程式为 ，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
Ⅱ、为了验证CO2和NaOH溶液发生了化学反应，晓霞同学设计了实验4图示实验方案，当观察到 现象时，证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应。
Ⅲ、通过对氢氧化钠化学性质的探究，同学们得出保存氢氧化钠固体的方法是 。
【答案】有红褐色沉淀生成 酚酞溶液 发生 CaCl2或BaCl2（其他合理答案也可） 或BaCl2+Na2CO3=2NaCl+BaCO3↓ 锥形瓶中的气球变大 密封保存
【解析】（1）氢氧化钠与氯化铁反应生成红褐色氢氧化铁沉淀和氯化钠，实验1的试管中可观察到的实验现象是有红褐色沉淀生成；
（2）氧氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红色，氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，氯化钠溶液呈中性，不能使无色酚酞溶液变色，因此该实验方案为：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡，再逐滴滴入稀盐酸，观察到溶液由红色变无色，由此可知氢氧化钠与稀盐酸发生化学反应；
（3）I、氧氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。氢氧化钠与氯化钙、氯化钡溶液不反应，而碳酸钠能与氯化钙或氯化钡溶液反应生成碳酸钙或碳酸钡白色沉淀，因此王敏同学从实验3得到的溶液中取出少量，加入试管中，滴入氯化钙或氯化钡溶液，观察到有白色沉淀生成，其反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓或BaCl2+Na2CO3=2NaCl+BaCO3↓，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应；
Ⅱ、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，导致锥形瓶内的压强减小，在外界大气压的作用下，锥形瓶内的气球变大，此现象可以说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应；
Ⅲ、通过对氢氧化钠化学性质的探究可知，氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应变质，得出保存氢氧化钠固体的方法是密封保存。
【考点3】 反应后物质成分的探究
11．某化学兴趣小组的同学，用下面实验“DIY”的形式探究酸、碱、盐的化学性质。
【学习交流】
（1）步骤I是向镁带和少量碳酸钙的混合物中加入稀盐酸后关闭分液漏斗的活塞，如上图所示。实验中，观察到甲中镁带逐渐减少，碳酸钙逐渐消失，乙和丙中始终只有无色气泡，再无其他明显现象。则气体X是 ，乙中反应的化学方程式为 。
（2）步骤II是在甲中碳酸钙完全消失后，将甲、乙、丙的导管接口重新进行了连接，如上图所示。实验中，当观察到乙中液面下降时，丙中同时产生 ，随后结束实验。
【提出问题】
实验结束后，丙中溶液的溶质成分是什么？
【做出猜想】
猜想一：NaOH 猜想二：NaOH、
猜想三：NaOH、 猜想四：NaOH、、
（3）小组讨论后，确定只有猜想四不合理。你认为理由是
【实验验证】
（4）小王同学认为选择无色酚酞溶液、溶液、稀盐酸即可验证以上三种合理猜想。你认为不用上述试剂中的 也能达到实验目的。
小王同学用三支试管各取少量实验后丙中的溶液，并分别做如下实验：
（5）实验中观察到A中溶液颜色变红，B中无明显现象，C中有气泡生成，则证明猜想 成立。
【拓展反思】
（6）实验结束后，将甲、乙、丙中的溶液倒入废液缸中，测得废液的，则废液中溶质的成分除HCl外，还有 种。
【答案】（1）H2 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
（2）白色沉淀
（3）Na2CO3、Ca(OH)2能发生反应，不能共存
（4）无色酚酞溶液
（5）二
（6）3
【解析】（1）镁带、碳酸钙都能与稀盐酸反应，分别是：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，氢气不能与氢氧化钠溶液反应。步骤I是向镁带和少量碳酸钙的混合物中加入稀盐酸后关闭分液漏斗的活塞，如上图所示。实验中，观察到甲中镁带逐渐减少，碳酸钙逐渐消失，乙和丙中始终只有无色气泡，再无其他明显现象。则气体X是H2，乙中反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
（2）步骤II是在甲中碳酸钙完全消失后，将甲、乙、丙的导管接口重新进行了连接，如上图所示。实验中，当观察到乙中液面下降时，是乙中有液体被压入丙中，则丙中发生反应的化学方程式为：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，所以同时产生白色沉淀，随后结束实验。
（3）小组讨论后，确定只有猜想四不合理。理由是：Na2CO3、Ca(OH)2能发生反应，不能共存。
（4）取少量溶液于试管中，加入适量碳酸钠溶液，如果有沉淀产生，Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，则猜想三成立。取少量溶液于试管中，加入适量稀盐酸，有气泡产生，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，则猜想二成立，酚酞溶液遇碱性溶液变红，三个猜想中都含有氢氧化钠，所以三种猜想的溶液都显碱性。所以不用上述试剂中的无色酚酞溶液也能达到实验目的。
（5）酚酞溶液遇碱性溶液变红，实验中观察到A中溶液颜色变红，说明溶液显碱性。B中无明显现象，则没有氢氧化钙（Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH），说明猜想三不成立，C中有气泡生成，则证明猜想二成立。
（6）实验结束后，将甲、乙、丙中的溶液倒入废液缸中，测得废液的，则废液中溶质的成分除HCl外，还有发生反应生成的氯化镁、CaCl2、NaCl 3种。
12．某校化学课上，老师让同学们设计实验鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水三种无色溶液并进行性质实验。同学们设计实验如下：
（1）第1兴趣小组：用紫色石蕊溶液鉴别三种溶液，他们如此设计的理由是 ；
第2兴趣小组：分别用三支试管取少量上述三种溶液，各加入一定量的碳酸钠溶液，观察现象：
（2）a中有气泡产生，证明a中溶液是 。
（3）b中产生 （填实验现象），证明b中溶液是澄清石灰水。
c中无明显现象。
第3兴趣小组：为进一步探究稀盐酸和澄清石灰水反应后所得溶液中溶质的成分，进行如下探究活动。
【假设猜想】
（4）该组同学的猜想如下：
猜想一：只有
猜想二：有和HCl
猜想三：有和
猜想四：有、HCl和
其他各兴趣小组的同学对以上猜想提出质疑，认为猜想四不合理，理由是 。
【实验探究】
（5）为证明其余猜想是否正确，第3兴趣小组的同学们进行了如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
（1）取少量反应后的溶液于试管中，加入溶液，观察现象。 无明显现象 猜想 不成立
（2）用镊子将锌粒放入试管中，向其中滴加反应后的溶液，观察现象。 有 产生 猜想二成立
（3）取少量反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，观察现象。 有白色沉淀生成 猜想一成立
【交流评价】
（6）老师对同学们能用多种方法进行探究，并且能够得出结论给予表扬，同时指出上述实验探究中有明显的错误。同学们经过反思后发现了错误，错误的原因是 。
【反思拓展】
（7）在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑 。
【答案】（1）稀盐酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，食盐水即氯化钠溶液显中性，不能使紫色石蕊溶液变色，澄清的石灰水即氢氧化钙溶液显碱性，能使紫色石蕊溶液变蓝
（2）稀盐酸
（3）白色沉淀
（4）CaCl2/氯化钙 HCl和Ca(OH)2不能共存
（5）三 气泡
（6）氯化钙、盐酸均能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，故加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，不能说明猜想一成立
（7）反应物是否有剩余
【解析】（1）由于稀盐酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，食盐水即氯化钠溶液显中性，不能使紫色石蕊溶液变色，澄清的石灰水即氢氧化钙溶液显碱性，能使紫色石蕊溶液变蓝。所以用紫色石蕊溶液鉴别三种溶液。故填：稀盐酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，食盐水即氯化钠溶液显中性，不能使紫色石蕊溶液变色，澄清的石灰水即氢氧化钙溶液显碱性，能使紫色石蕊溶液变蓝。
（2）由于稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，所以a中有气泡产生，证明a中溶液是稀盐酸。故填：稀盐酸。
（3）由于澄清石灰水即氢氧化钙溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，所以b中产生白色沉淀，证明b中溶液是澄清石灰水。故填：白色沉淀。
（4）由于稀盐酸和澄清石灰水即氢氧化钙溶液反应生成氯化钙和水，结合猜想二、三分析可知，猜想一：只有氯化钙。故填：氯化钙。
由于HCl和Ca(OH)2反应生成氯化钙和水，所以HCl和Ca(OH)2不能共存，即猜想四不合理。故填：HCl和Ca(OH)2不能共存。
（5）（1）取少量反应后的溶液于试管中，加入CuCl2溶液，无明显现象。说明没有氢氧化铜生成，即反应后所得溶液中没有氢氧化钙，所以猜想三不成立。故填：三。
（2）由于猜想二成立，说明反应后的溶液中含有盐酸，盐酸与锌粒反应生成氯化锌和氢气，所以用镊子将锌粒放入试管中，向其中滴加反应后的溶液，有气泡产生。故填：气泡。
（6）由于实验步骤（3）取少量反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，氯化钙与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，盐酸与硝酸银反应也生成氯化银白色沉淀，所以取少量反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，猜想一不一定成立。故填：氯化钙、盐酸均能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，故加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，不能说明猜想一成立；
（7）由于发生化学反应时反应物不一定正好完全反应，即某种反应物可能有剩余，所以在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑反应物是否有剩余。故填：反应物是否有剩余。
13．CaCl2可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后，欲对剩余废液的组成进行探究，并制定回收CaCl2的方案。
【提出问题】实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2猜想二：CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份，甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究：
甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成 色，证明猜想二成立。
乙组同学用图1装置进行实验，将80mL一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液，测得数据如图2。
【数据分析】乙组同学对图2数据进行讨论分析，证明猜想二成立。
I.a点的实验现象为 。
Ⅱ.b点发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.c点对应溶液中全部溶质的化学式为 。
【探究活动二】丙组同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2，理由是 。
【交流与反思】甲组同学认为丙组同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其它试剂和仪器的情况下，除去废液中对空气造成污染的物质，建议最好先在废液中加入下面 (填选项序号)试剂。
A．CaO B．Ca(OH)2 C．CaCO3
【答案】红 有气泡产生 NaCl Na2CO3 盐酸易挥发 C
【解析】①、紫色石蕊溶液遇酸变成红色，故猜想二CaCl2和HCl成立；
②、在a点时碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故实验现象是有气泡产生；
③、b点时盐酸被消耗完全，碳酸钠和氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀，化学方程式是；
④、c点时，盐酸和氯化钙都被反应完全，溶液内只剩下氯化钠和碳酸钠了，故全部溶质的化学式为NaCl和Na2CO3；
⑤、盐酸具有挥发性，所以直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2；
⑥、碳酸钙会和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故可除去废液中的盐酸。
14.学习了金属与盐反应的知识，思雨同学在“实验开放日”，将一定量的锌粉加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，她对滤液中溶质成分产生了兴趣并作进一步探究(温馨提示：本题中番号①～④为答题卡上的序号)。
【提出问题】滤液中溶质是什么？
【猜想与假设】
（1）猜想一：AgNO3；猜想二：Zn(NO3)2；猜想三：AgNO3、Zn(NO3)2；
经分析猜想一错误，其理由是① 。
【设计并进行实验】
（2）
操作 现象 结论 用化学方程式解释
取少量滤液于试管中，加入氯化钠溶液 ② 猜想三正确 ③
【反思与拓展】
（3）①反应物的量不同，可能导致得到的物质种类不同。
②滤渣中含有④ 。
【答案】（1）在金属活动性顺序中，锌排在银前面，故锌粉可以将银从银的盐溶液中置换出来，而锌会以锌离子的形式存在于溶液中，故滤液中的溶质不可能只有硝酸银
（2） 产生白色沉淀 AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
（3）Ag或Ag、Zn
【解析】（1）在金属活动性顺序中，锌排在银前面，故锌粉可以将银从银的盐溶液中置换出来，锌会以锌离子的形式存在于溶液中，滤液中的溶质不可能只有硝酸银，故猜想一错误；故答案为：在金属活动性顺序中，锌排在银前面，故锌粉可以将银从银的盐溶液中置换出来，锌会以锌离子的形式存在于溶液中，滤液中的溶质不可能只有硝酸银；
（2）猜想三正确，说明锌粉并不能与硝酸银恰好完全反应，锌粉少量，故滤液中会有未反应的硝酸银，检验硝酸银的办法就是使用含有氯离子的溶液与其反应如果产生白色沉淀，则说明滤液中的溶质含有硝酸银；反之，则不含硝酸银不可能只有硝酸银；硝酸银可与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，故化学方程式为：AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3；答案为：②产生白色沉淀③AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3；
（3）当加入的锌粉的量较少时，会置换出银溶液中的单质银，故此时滤渣中含有银单质；而当加入的锌粉的量很多时，过量的锌粉也会保留在滤渣中，故此滤渣的成分为银单质和锌单质；故答案为：④Ag或Ag、Zn。
15.某兴趣小组的同学们以“稀盐酸与氢氧化钙溶液能否反应”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氢氧化钙溶液，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钙能发生反应的结论。
他们继续向溶液A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A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B的溶质成分是什么（不考虑酚酞）？
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。
【猜想与假设】
甲同学猜想：NaCl、CaCl2
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B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B，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】溶液由红色变成无色 CaCl2 丙 碳酸钠（合理即可） 没有白色沉淀生成 实验现象
【解析】在烧杯中加入10mL氢氧化钙溶液，然后滴加无色酚酞试液，溶液会变红，接着继续向烧杯中滴加稀盐酸，边滴边搅拌，观察到溶液由红色变成无色，从而得出稀盐酸与氢氧化钙能发生反应的结论，因为氢氧化钙会与盐酸反应生成显中性的氯化钙和水。
继续向溶液A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，说明溶液中没有盐酸，因为盐酸会与碳酸钠反应生成氯化钠，水和二氧化碳。由此可知，溶液A中除了含有酚酞外，还含有的溶质是中和反应生成的氯化钙，即CaCl2。
[猜想与假设]
甲同学猜想： NaCl、CaCl2(反应物氯化钙过量)
乙同学猜想：NaCl（恰好完全反应）
丙同学猜想：NaCl、Na2CO3(反应物碳酸钠过量)
[分析与交流]
上述猜想中不合理是丙同学的猜想。因为如果碳酸钠过量，溶液显碱性，溶液中有酚酞，溶液会变红。甲同学猜想溶液B中含有NaCl的依据是碳酸钠会与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。对应方程式为。
[活动与探究]
乙同学的猜想正确，说明溶液中没有氯化钙，所以取少量溶液B，向其中滴加碳酸钠，观察到没有白色沉淀生成，即可确定乙的猜想仅有NaCl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。
16．做“酸碱中和反应”实验时，甲同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加了一定量的稀盐酸后，发现忘记加入酸碱指示剂，于是停止了实验。
【提出问题】
乙同学提出疑问：反应后烧杯中溶液的溶质是什么？
【提出猜想】
丙同学提出了四种猜想：
猜想一：只有 （填化学式）
猜想二：有NaCl和HCl
猜想三：有NaCl和NaOH
猜想四：有NaCl、HCl和NaOH
丁同学认为猜想四不合理，用化学方程式说明原因 。
【实验探究】
为进一步验证其余三种猜想，甲、乙、丙三位同学分别进行了如下探究实验：
①甲同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量AgNO3溶液，观察到产生白色沉淀。因此，甲同学认为溶液中含HC1。
②乙同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量Na2CO3溶液，观察发现无明显现象。因此，乙同学认为溶液中不含HC1。
③丙同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量CuSO4溶液，观察到有蓝色沉淀生成。因此，丙同学认为溶液中含NaOH。
【讨论分析】
丁同学对三位同学的探究实验进行了分析评价，他认为甲同学的结论不正确。你认为丁同学的理由是： 。
【继续探究】
丁同学用pH试纸测得烧杯中溶液的pH>7，说明溶液显 性。
【得出结论】
通过探究和讨论，最终大家一致认为猜想 是正确的。
【交流思考】
为防止污染环境，你认为烧杯中的废液应如何处理： 。
【答案】NaCl HCl+NaOH=NaCl+H2O 盐酸和氢氧化钠生成的氯化钠也可以和硝酸银反应生成白色沉淀，所以溶液中不一定有HCl 碱 三 加入适量酸，至溶液pH=7
【解析】[提出猜想]
如果恰好完全反应，所以猜想一：只有生成物NaCl。
猜想四：有NaCl、HCl和NaOH，所以猜想四一定不成立，因为盐酸和氢氧化钠会发生反应生成氯化钠和水，化学方程式为：HCl+NaOH=NaCl+H2O。
[讨论分析]
甲同学的结论不正确，因为盐酸和氢氧化钠生成的氯化钠也可以和硝酸银反应生成白色沉淀，所以溶液中不一定有HCl。
[继续探究]
pH>7，说明溶液显碱性。
[得出结论]
因为最终的溶液显碱性，且可以和硫酸铜反应生成氢氧化铜，所以猜想三是正确的。
[交流思考]
为防止污染环境，烧杯中的废液应加入适量酸，至溶液pH=7，即可排放。
17．化学实验活动课上，同学们进行了如图所示实验，请你参与他们的探究活动：
（1）通过A实验验证了氢氧化钙溶液显碱性。
（2）B实验试管中无明显现象，为证明两者反应，某同学向A实验试管中逐滴滴加足量的稀盐酸，当观察到溶液由红色变为无色时，证明两者发生了反应。
【提出问题】取B实验试管中反应后的溶液进行分析，溶液中所含溶质是什么？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2
猜想二：CaCl2、Ca(OH)2和HCl
猜想三：
猜想四：CaCl2、Ca(OH)2
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【交流讨论】经过讨论，同学们一致认为，猜想二是不成立的，原因是 （用化学方程式回答）。
【进行实验】为进一步探究溶质成分，确定其他猜想是否成立，进行了如下实验：
实验操作 实验现象 实验结论
甲同学取B实验试管中反应后的溶液少许于另一试管中，向里面加入适量碳酸钠溶液 有气泡产生 猜想 不成立
乙同学取B实验试管中反应后的溶液少许，测定其pH pH （选填“＜”、“=”或“＞”）7 猜想三成立
【反思评价】实验过程中，丙同学取B实验试管中反应后的溶液少许于另一试管中，向里面加入适量硝酸银溶液，现象是 ，他也得出猜想三成立的结论。但其他同学认为，丙同学的方案无法证明猜想三是成立的，原因是 。
【拓展与应用】除以上方法外，要证明猜想三成立，以下选项能达到实验目的的是 。
A．氢氧化钠溶液 B．氧化铜 C．锌
（3）C实验试管中反应的化学方程式是 ，工业上常用该反应制取烧碱。
【答案】CaCl2、HCl 一、四 ＜ 产生白色沉淀 氯化钙与硝酸银反应也会生成氯化银白色沉淀，猜想一、四也可能成立 BC/CB
【解析】[提出问题]
B实验试管中发生的反应为，反应所得溶液中所含溶质成分可能为CaCl2（猜想一）；CaCl2、HCl；CaCl2、Ca(OH)2（猜想四），故填：CaCl2、HCl；
[交流讨论]
猜想二不成立，原因是氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为，故填：；
[进行实验]
甲同学取B实验试管中反应后的溶液少许于另一试管中，向里面加入适量碳酸钠溶液，有气泡产生，是因为碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，因此溶质含有HCl，可知猜想三成立，猜想一、四不正确，故填：一、四；
乙同学猜想三（CaCl2、HCl）成立，溶液呈酸性，则pH<7，故填：<；
[反思评价]
丙同学取B实验试管中反应后的溶液少许于另一试管中，向里面加入适量硝酸银溶液，银离子与氯离子作用生成氯化银白色沉淀，其中氯化钙与氯化氢都含有氯离子，都能产生白色沉淀，无法证明猜想三是成立的，猜想一、四种含有氯化钙与硝酸银反应也能产生氯化银白色沉淀，故填：产生白色沉淀；氯化钙与硝酸银反应也会生成氯化银白色沉淀，猜想一、四也可能成立；
[拓展与应用]A、氢氧化钠溶液能与盐酸反应生成氯化钠和水，无明显现象，无法证明猜想三成立，不能达到实验目的；
B、氧化铜与盐酸反应生成氯化铜和水，氧化铜溶解并得到蓝色溶液，能证明猜想三成立，可以达到实验目的；
C、锌（氢前金属）能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，有气泡产生，能证明猜想三成立，可以达到实验目的。
故选BC。
（3）C实验试管中氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，反应的化学方程式为，故填：。
【考点4】 其他类型
18．“瑞雪兆丰年”，2024年初春青岛的大雪预示着粮食大丰收。为保障市民正常出行，市政人员及时向道路撒融雪剂。“圆梦”小组开展了以“探秘融雪剂”为主题的项目式学习，请结合任务回答问题。
【任务一】了解融雪原理
查阅资料：最初我国的融雪剂主要是氯化钠型，后来又出现了氯化钙型、氯化钠和氯化钙混合型等多种融雪剂。标准大气压下，水的凝固点是0℃，加入氯化钠后形成的溶液最低凝固点为，加入氯化钙后形成的溶液最低凝固点为。
（1）表达交流：融雪剂融雪的原理是 。
【任务二】探秘融雪剂成分
（2）某品牌融雪剂主要成分可能是氯化钠和氯化钙中的一种或两种。小组同学设计了以下实验，探究其成分（忽略杂质对实验现象和数据的影响）。
实验步骤 实验操作 实验现象 实验结论
① 取10.0g融雪剂，加适量蒸馏水充分溶解，向所得溶液中加入足量 生成白色沉淀 该融雪剂一定含有氯化钙
② 将步骤①所得沉淀过滤、洗涤、 、称量，得到固体质量为5.0g \ 该融雪剂的主要成分是
（3）请计算说明你是如何确定该融雪剂成分的（根据化学方程式计算，写出计算过程）。
【任务三】选择融雪剂
小组同学调查了市面上几种类型的融雪剂，收集信息如下：
融雪剂种类 融雪速率 对路面的腐蚀性 对土壤的影响 适用温度 每吨价格
氯化钠型 慢 强 土壤板结 约300元
氯化钙型 快 较强 土壤轻度板结 约500元
新型融雪剂 较快 几乎无 土壤几乎不板结 约1000元
（4）普通道路主要选用氯化钙型融雪剂的原因是 （写一条即可），对路面质量要求非常高的机场融雪，你推荐使用的融雪剂是 。
【答案】（1）盐溶液的凝固点低，溶解融雪剂后降低了凝固点
（2）碳酸钠溶液（合理即可） 干燥（或烘干等） 氯化钠、氯化钙
（3）氯化钠、氯化钙
（4）融雪速率快，且价格相对较低 新型融雪剂
【解析】（1）由题干资料可知，标准大气压下，水的凝固点是0℃，加入氯化钠后形成的溶液最低凝固点为 21℃ ，加入氯化钙后形成的溶液最低凝固点为 50℃，故融雪剂融雪的原理是：盐溶液的凝固点低，溶解融雪剂后降低了凝固点；
（2）①氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，故取10.0g融雪剂，加适量蒸馏水充分溶解，向所得溶液中加入足量碳酸钠溶液，产生白色沉淀，说明含氯化钙；
②将步骤①所得沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，可得到沉淀的质量；
由（3）的分析可知，该融雪剂的主要成分是氯化钠、氯化钙；
（3）解：设10.0g融雪剂中氯化钙的质量为x
x=5.55g小于10.0g
故该融雪剂的成分为氯化钠、氯化钙
答：该融雪剂的成分为氯化钠、氯化钙
（4）由表可知，氯化钙型融雪剂融雪速率快，且价格相对较低，故普通道路主要选用氯化钙型融雪剂；
新型融雪剂融雪速率加快，且对路面几乎无腐蚀性，土壤几乎不板结，故对路面质量要求非常高的机场融雪，推荐使用的融雪剂是：新型融雪剂。
19．化学反应需要一定的条件，控制条件可以调控化学反应。“启航”小组以“调控化学反应”为主题展开探究，请回答下列问题。
【生火有道】
（1）观察生活：小组同学观察到天然气、木炭能燃烧，而水和石头不能燃烧，得出燃烧的条件之一是 。
实验探究：为继续探究燃烧的条件，小组同学设计并完成了图1所示实验。
已知：白磷着火点40℃，红磷着火点240℃。磷燃烧时产生污染空气的五氧化二磷白烟。
【现象与结论】
（2）①铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，得出燃烧的条件之一是 。
②小红根据 现象，得出燃烧的条件之一是可燃物与氧气接触。
【评价与反思】
（3）①实验中小组同学认为图1装置存在不足，于是设计了图2所示装置。图2装置的优点为 。
②小明对小红的结论提出质疑，设计了图3所示装置，对燃烧过程中的氧气含量进行测定，得到图4所示图像。结合图像分析，“可燃物与氧气接触”应准确地表述为 。
【调控有术】
化学反应速率与多种因素有关，为探究影响过氧化氢分解速率的因素，小组同学分别取足量且等质量的过氧化氢溶液完成了下列实验。
实验序号 过氧化氢溶液的浓度 二氧化锰粉末的质量/g 温度/℃ 10秒共收集到氧气的体积/mL
① 3% 0 10 几乎无
② 5% 0 20 几乎无
③ 5% 0.5 20 14
④ 10% 0.5 20 80
（4）探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，应选择的实验序号是 ；对比实验③和实验④，可得出的结论是 ；上述实验无法探究出 因素对过氧化氢分解速率的影响（写一条即可）。
【应用有方】
（5）通过探究，小组同学认识到，生活中也可以通过控制条件促进或抑制化学反应。
①用天然气做饭，发现炉火火焰呈黄色，锅底出现黑色物质，这时需要 （填“调大”或“调小”）灶具的进风口。
②炒菜时如果油锅着火，可采取的灭火措施是 （写一条即可）。
【答案】（1）可燃物
（2）温度达到可燃物的着火点 铜片上的白磷燃烧，而热水中的白磷不燃烧
（3）环保 可燃物与足够浓度的氧气接触
（4）②③ 相同条件下，过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快 催化剂的种类
（5）调大 用锅盖盖灭
【解析】（1）小组同学观察到天然气、木炭能燃烧，而水和石头不能燃烧，得出燃烧的条件之一是可燃物，天然气、木材具有可燃性，而水和石头不具有可燃性。
（2）①白磷和红磷都属于可燃物，且都与氧气接触，铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，得出燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。
②铜片上的白磷和水中的白磷属于同一种物质，且着火点相同，小红根据铜片上的白磷燃烧，而热水中的白磷不燃烧现象，得出燃烧的条件之一是可燃物与氧气接触。
（3）①实验中小组同学认为图1装置存在不足，白磷燃烧有大量白烟生成，污染环境，图2所示装置是在密闭环境中进行实验，不会污染环境，装置的优点为环保。
②由图3和图4可知：白磷燃烧消耗试管中的氧气，氧气的含量逐渐减少，当氧气浓度小于10%时，白磷不在燃烧，结合图像分析，“可燃物与氧气接触”应准确地表述为可燃物与足够浓度的氧气接触。
（4）探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，变量是有无催化剂，过氧化氢溶液的浓度，反应时的温度必须相同，应选择的实验序号是②③；比实验③和实验④，催化剂粉末质量相同，反应时温度相同，只有过氧化氢溶液的浓度不同，浓度越大，相同时间内收集氧气的体积越大，可得出的结论是相同条件下，过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快；上述实验无法探究出催化剂的种类因素对过氧化氢分解速率的影响。
（5）①用天然气做饭，发现炉火火焰呈黄色，锅底出现黑色物质，说明氧气不充足，燃烧不充分，这时需要调大灶具进风口，使燃烧更充分。
②炒菜时如果油锅着火，可采取的灭火措施是用锅盖盖灭，对应灭火的原理是隔绝空气。
20．化学视角认识蒸汽眼罩蒸汽眼罩逐渐走进日常生活，它借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
（1）探究一：检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂 预计观察到的实验现象 涉及的化学方程式
（2）探究二：蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈，是铁与 共同作用的结果，但放热缓慢。哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：
(查阅资料：蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一 4g铁粉、2mL水
方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四 4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照？若能，请指出变量；若不能，请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图：
对比分析图像，你获得的结论是
（3）探究三：测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示：①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据，计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外，影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
【答案】（1）稀硫酸/稀盐酸 有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
（2）水、氧气 能形成对照，变量是活性炭 不能形成对照，变量不唯一 活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热
（3）取质量为m1的蒸汽眼罩内部材料于烧杯1中，称量总质量为m2，在烧杯2中加入过量的稀硫酸，称量总质量为m3，将稀硫酸全部倒入烧杯1中，待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为m4 温度(其它答案合理也可) 密封保存 既有利又有弊。利：利用反应产生的能量；弊：造成金属锈蚀，资源浪费。
【解析】（1）由于铁能与盐酸或硫酸反应生成亚铁盐和氢气，则可将铁反应稀盐酸或稀硫酸中，可观察到有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色，反应的化学方程式为或。
（2）铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
方案二和方案四中一个有活性炭，一个没有，其它条件均相同，对比可知活性炭对反应的影响。
方案一和方案四中有两个变量，则不能形成对照。
对比方案一、二，只加入氯化钠对反应没有影响，对比方案一、三，只加入活性炭对反应也没有影响，但对比二、三、四，同时加入氯化钠和活性炭能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热。
（3）由于铁能与硫酸反应生成氢气，则可通过产生氢气的质量计算铁的质量，从而计算铁的质量分数，则可取质量为m1的蒸气网罩内壁材料于烧杯1中，称量总质量为m2，然后在烧杯2中加入过量的稀硫酸，称量总质量为m3，将稀硫酸全部倒入烧杯1中，待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为 m4，根据质量守恒，m2+m3-m4的质量即为产生的氢气的质量，然后根据氢气的质量求出铁的质量，再结合m1即可求出蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
[反思评价]①影响铁生锈的因素除以上探究因素外，应还受温度等影响。
②由于铁与氧气和水共同接触会生锈，则蒸汽眼罩需要密封保存。
③铁生锈有利有弊，可根据铁生锈产生的能量，但铁生锈会造成金属锈蚀，浪费资源。
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