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专题五 科学探究专题
类型1 物质成分的探究
1.(2024广东)【科学探究】
盐湖蕴藏着丰富的资源。兴趣小组围绕盐湖展开相关的探究活动。
(1)探源盐文化。
i.《说文解字》云:“盐,卤也。”甲骨文中的“卤”(如图1)蕴含
的获取盐的方法是__________。
蒸发结晶
ii.夏天晒“盐”得到的 的用途有____________________________
__________________________(写一种),冬天捞“碱”得到的
的俗称是__________________。
作调味品(或“配制生理盐水”
或“农业选种”等,合理即可)
纯碱(或“苏打”)
(2)探秘冬天捞“碱”。
据图2分析,冬天适合捞“碱”的原因是________________________
___________________________。
将含和 的模拟盐湖水降温结晶,检验得到的晶体中是
否含有 。
冬天温度降低,碳酸钠的
溶解度明显减小,易结晶析出
【查阅资料】为白色固体,不溶于水和稀硝酸; 为白
色固体,微溶于水。
【方案研讨】
方案 方案设计 评价交流
1
方案 方案设计 评价交流
2 滴加稀盐酸发生反应的化学方程式
为____________________________
___________;有同学提出该方案
也不严谨,原因是______________
___________________________
盐酸也能和溶液反应生成白色沉淀
续表
【方案优化】 将方案2中的稀盐酸换成___(填字母)。
溶液.稀硝酸 .稀硫酸
【实验及结果】实施优化后的方案,结果表明含有 。
【废液处理】 提出合理处理实验废液的措施:________________
_____________(写一条)。
回收集中处理
(合理即可)
2.传统美食松花蛋因胶冻状蛋体表面的松花状结晶而得名。
(1)腌制配料:生石灰、草木灰(含 )、食盐、水等,生
石灰的主要成分是________(填名称)。
氧化钙
(2)同学们收集松花状结晶并对其展开研究,经仪器分析发现其
为富含 的难溶物。
①提出假设:
松花状结晶的主要成分为:;._________; .两者都有。
②定性研究:
实验操作 实验现象 结论
固体溶解,_____ ____________
无气
泡生成
③定量测定:[相对原子质量:,,
将②实验后的混合液过滤,用蒸馏水洗涤滤渣 遍,将洗涤液
与滤液合并,再向其中滴加 溶液至产生大量白色沉淀,静置,
向上层清液中继续滴加 溶液,若__________________,则所
加溶液已足量。过滤,洗涤,低温烘干,得到固体 ,
则晶体中 的质量分数为______。若没有将洗涤液合并入滤液,
则测定结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
不再生成白色沉淀
偏小
(3)为探究松花状结晶形成过程中 的来源,用原子吸收分
光光度法测定腌制过程中鸭蛋不同部位的 含量,结果如图所
示,形成结晶的 来自____________。
蛋壳、蛋黄
(4)食用松花蛋时蘸取食醋口感更佳。松花状结晶会与食醋
反应生成 ,则该反应的化学方程式为
______________________________________________。
3.(2022广东)侯德榜是我国制碱工业的先驱,为纯碱和氮肥工业
的发展作出了杰出贡献。工业纯碱中可能混有少量 ,同学们
对工业纯碱样品展开探究。
探究一: 确定纯碱样品中是否含有
实验操作 现象 结论
取样品加水溶解,加入过量稀盐 酸至反应完全 有______产生
有__________产生 有同学认为该实验方案有错误,正确方案应选用___(填字母)代
替稀盐酸。
溶液.稀硝酸 溶液
气泡
白色沉淀
探究二: 测定纯碱样品中 的质量分数
【方案1】 将样品溶解,加入过量 溶液,搅拌至反应完全,
该反应的化学方程式为_________________________________。过
滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量,计算 的质量分数。
【方案2】 如图1所示,取样品于锥形瓶中,加入足量稀盐酸,反
应结束后,根据干燥管增重计算 的质量分数。若结果大于
,可能的原因是______________________________________
___________________________________________。
固体还吸收了和
(或“固体还吸收了空气中的和”)
【讨论】 上述两个方案中,你认为方案___更优。
1
【拓展】 图2为和的溶解度曲线。为提纯含少量
的纯碱样品,将其浓溶液从冷却至, 的最优范围是
__(填字母)。
类型2 反应后物质的成分的探究
4.已知与菱铁矿(主要成分 ,其他成分不参与反应)反应
制成纳米铁粉。某小组进行探究并完成如下实验:
资料:能与反应生成, 能使无水硫酸铜变蓝;
与无水硫酸铜不反应。
(1)某同学探究反应后气体成分,先将反应后气体通入无水硫酸
铜,无水硫酸铜变蓝,证明气体中含有________,再通入足量的
澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为_________
______________________。
水蒸气
(2)对剩余气体成分进行以下猜想:
猜想一:;猜想二:____;猜想三:和 。
浓 的作用:_________________________________________
___。
除去剩余气体中的水蒸气,防止影响氢气的检
验
猜想____
正确
黑色粉末变红
三
(3)热处理后的纳米铁粉能够除去地下水中的磷元素,如图2所
示为或热处理纳米铁粉的除磷率与溶液 的关系,
分析:_____ 时以及______(填“酸性”或“碱性”)处理效果更好。
550
酸性
5.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 ______________________________________________
_________________________________________________________
_________________ 。
稀盐酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,食盐水显
中性,不能使紫色石蕊溶液变色,澄清石灰水显碱性,能使紫色
石蕊溶液变蓝色
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)中有气泡产生,证明 中溶液是________。
稀盐酸
(3)中产生__________(填实验现象),证明 中溶液是澄清石
灰水。 中无明显现象。
白色沉淀
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。
【猜想假设】
(4)该组同学的猜想如下:
猜想一:只有______; 猜想二:有和 ;
猜想三:有和; 猜想四:有、和 。
另一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 ______________________。
和不能共存
【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
无明显现象 猜想____不
成立
Ⅱ.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
Ⅲ.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
三
气泡
【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,错误的原因是_
_________________________________________________________
__________________________________________。
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
【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__________________。
反应物是否有剩余
类型3 有关异常现象的探究
6.化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时,
将酚酞溶液滴入 溶液中,溶液变成了红色,但过一会儿红色
却消失了。于是,兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。
图1
图2
【提出问题】滴有酚酞的 溶液由红色褪为无色的原因是什么?
【猜想与假设】 甲同学:酚酞与发生了反应;乙同学:
溶液与空气中的发生了反应;丙同学:与 溶液浓度大小
有关;你的猜想:____________________________(写一条)。
可能是所用的酚酞溶液变质了
【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想,设计
并进行了如下实验,请你与他们一起探究。
(1)甲同学设计并完成如下实验:
实验步骤 实验目的 实验现象 实验结论
____________ ____________ ______ 溶液变 红,过一 会儿红色 消失 甲同学的猜
想________
___(填“正确”或“不正
确”)
②将①中的溶液冷却后滴 入酚酞溶液,并滴一些植 物油在其上方 ________ 除去氢氧化钠
溶液中溶解的
氧气
隔绝氧气
不正确
(2)乙同学设计如图1所示的装置进行实验,一段时间后,试管
中溶液的红色褪去,他认为自己的猜想正确,试管中反应的化学
方程式为______________________________。丁同学认为乙同学
的猜想不正确,理由是_____________________________________
___________________,丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色
褪去的原因,用试纸测量试管中的溶液,结果 ,说明溶
液显____性,造成试管中溶液红色褪去的原因可能是___________
___________________________________________________。
二氧化碳中可能混有氯化氢气体,氯化氢
也能与氢氧化钠反应
酸
浓盐酸具有
挥发性,挥发出的氯化氢和氢氧化钠反应,且氯化氢过量
(3)丙同学为了验证自己的猜想,使用色度传感器测量溶液颜色
的变化(说明:溶液无色时,色度传感器测得的数值为 )。
他在三个专用容器中分别加入等量的、、的 溶
液,然后各滴加2滴酚酞溶液,同时放入色度传感器进行测量,测
出溶液颜色的变化曲线如图2所示,由此判断自己的猜想正确。你
能从变化曲线中总结出的规律有_____________________________
_________________________________________________________
(写一条)。
氢氧化钠溶液的浓度越大,酚酞变红后褪色越快(或“氢氧化钠溶液的浓度越大,起始颜色越深”)
【实验结论】滴有酚酞的溶液由红色褪为无色与 溶液
的浓度有关。
7.同学们用的溶液和的溶液制备 ,有同
学并未得到预期的蓝色沉淀,而是得到浅绿色沉淀(经测定为碱
式硫酸铜);还有同学观察到一段时间后蓝色沉淀中出现黑色物
质(经测定为氧化铜)。针对这些异常现象,小金在室温下进行
了以下探究。
探究一:生成沉淀颜色与反应物的质量比的关系
两种溶液取用的质量及实验现象如表所示(两种溶液混合后充分
振荡试管)。#1.1.1
编号 沉淀颜色
① 2 2 浅绿色 不出现
② 4 待填 蓝色中混 有浅绿色 5
③ 6 2 蓝色 3
(1)根据探究目的及相关实验现象,②中的 溶液的质量
应为___(填“2”“4”或“6”) 。
(2)③中生成蓝色沉淀的化学方程式为______________________
________________。
2
探究二: 分解难易与溶液碱性强弱的关系
按探究一中③的方法制备5份含蓝色沉淀的混合物,处理方式和实
验结果如表所示。#1.2.1
编号 ① ② ③ ④ ⑤
处理方式 不 作 处 理
编号 ① ② ③ ④ ⑤
3 11 17 不出现 不出现
续表
(3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是______________
_________________________________________________________。
(4)分析实验结果,可得出 分解难易与溶液碱性强弱的
关系是______________________________。
取适量洗涤液
于试管中,滴加酚酞溶液,酚酞溶液不变色,说明洗涤液显中性
碱性越强,氢氧化铜越容易分解
类型4 物质的性质探究
图1
8.(2025广东)【科学探究】
在生产生活中应用广泛。兴趣小组开展
制备方法的研究,并探究 溶解度的影响因素。
(1)海水晒盐:据图1分析,从海水中获得粗盐
的方法是______结晶。
蒸发
(2)精制 。
【查阅资料】
.一种精制的方法是将气体通入饱和食盐水中,析出
晶体。
时,水中最多能溶解的质量随通入 的质量变
化如表。
0.0 5.4 16.8 25.9
36.0 32.4 25.1 19.4
【交流讨论】时,的溶解度随 质量的增大而______,
原因是和 在水中解离出相同的____(填离子符号)。
减小
(3)探究对 溶解度的影响。
【提出猜想】在水中能解离出,会降低 的溶解度。
图2
【实施实验】
.配制溶液:配制饱和 溶液,如图2
中不需要用到的玻璃仪器是______
(填名称)。
漏斗
.实验探究:向等质量的饱和溶液中加入不同质量的 固
体,测得溶液中的质量分数(用 表示)如表。
实验序号
1 25 0.0
2 25 10.0
3 25 30.0
【分析讨论】i._______(结果精确到 )。
ii.实验证明猜想成立,得出该结论的依据是_____________
(用 的大小关系表示)。
【拓展延伸】 科研人员将一定质量的 加入海水中进行电解,
发现析出了 晶体,分析原因:
i.水因电解而减少。电解水的化学方程式为____________________。
ii.___________________________________________。
一定条件下,降低了在水中的溶解度
9.(2025佛山南海区模拟)【科学探究】草木灰是农家肥料。项
目小组同学对草木灰浸出液的性质、成分、用途展开探究。
(1)性质:用玻璃棒蘸取浸出液滴到 试纸上,把试纸显示的颜
色与____________比较,读出 ,浸出液呈____性。
标准比色卡
碱
(2)成分:浸出液的溶质成分
【查阅资料】①草木灰是作物秸秆、枯枝等燃烧后的灰烬,富含
钾元素,可能含有碳酸钾、硫酸钾、氯化钾中的一种或两种。
②碳酸钾的溶液呈碱性;硫酸钾、氯化钾溶液都呈中性。
③硫酸银微溶于水,水中未溶解的硫酸银为白色沉淀,不溶于稀
硝酸。
【提出问题】草木灰浸出液的溶质有什么呢?
【作出猜想】 猜想Ⅰ:只有碳酸钾;猜想Ⅱ:含有碳酸钾和硫酸钾;
猜想Ⅲ:含有________________。
【实验探究】
碳酸钾和氯化钾
实验步骤 实验现象及分析 实验
结论
取少量浸出液于试管中,依次 滴入足量的硝酸银溶液和 _________(填名称) 先产生白色沉淀;然后 沉淀__________,并且 产生大量气泡 猜想Ⅲ
成立
稀硝酸
部分溶解
【分析评价】 有同学认为上述实验结论不够准确,理由是______
_________________________________________________________。
如果
含有硫酸钾也能观察到产生白色沉淀,且沉淀部分不溶解的现象
【修改实验】 同学们将上述实验中的硝酸银溶液更改为________
_____________(填化学式)溶液后,得到相同的实验现象,他们
得出猜想Ⅱ成立的结论。
(合理即可)
【交流】 在修改的实验中,产生不溶于酸的白色沉淀所发生反应
的化学方程式为_______________________________。
(3)用途: .制碱:碳酸钾与熟石灰浊液混合可以制氢氧化钾;
.给作物施加草木灰能起到抗病虫害和抗______作用。
倒伏
类型5 影响化学反应因素的探究
10.如图是一个趣味变色实验,同学们对混合后溶液变色时间的影
响因素进行探究。
资料:碘酒为碘的乙醇溶液;淀粉遇 变蓝,在本实验中作为
指示剂,指示 是否存在。
【进行实验】向烧杯A中加入一定体积的 溶液、水和
淀粉溶液。向烧杯B中加入一定体积的 碘酒、水和2粒
维生素C片,将两只烧杯中的溶液混合,记录混合后溶液由无色变
为蓝色的时间。(说明:本实验中,溶液总体积可看作是各液体
的体积之和)#1.3
序 号 烧杯A 烧杯B
① 10 32 2 25 595
② 10 32 5 25 193
③ 10 32 10 25 39
④ 5 32 5 25 399
⑤ 20 32 5 25 78
【解释与结论】
(1) 溶液中,溶质是__________。
(2)①②③的目的是______________________________________
___。
(3)由②④⑤可以得到的结论是____________________________
_____________________。
(4)①中,若将碘酒体积改为 ,则混合后溶液变色时间___
(填“ ”“ ”或“”) 。
过氧化氢
探究碘酒体积对混合后溶液变色时间的影响
相同条件下,过氧化氢溶液体
积越大,变色时间越短
【继续实验】
(5)补做实验证明了维生素C用量对混合后溶液变色时间也有影
响。实验方案:向烧杯A中加入溶液、 水、
淀粉溶液,向烧杯B中加入__________________________
____,加入一定体积的水,使溶液体积为 ,将两只烧杯混合,
记录____________________,与实验⑤对比。
的碘酒、4粒维生素
C片
混合后溶液变色时间
(6)同学们进一步证明了 与维生素C能发生反应,实验时向烧
杯中依次加入碘酒、水、淀粉溶液,再加入维生素C片,实验过程
中观察到__________________________________。
溶液由棕黄色变为蓝色,后变为无色
11.在课外实践活动中,同学们学习了豆腐的制作,主要流程如图1。
图1
【原料认识】 黄豆是制作豆腐的主要原料,表中是某黄豆的主要
营养成分信息,其中含量最高的是___(填字母)。
营养成分 糖类 蛋白质 油脂 水
A
A.糖类 B.蛋白质 C.油脂 D.水
【反思总结】同学们经过多次实验,发现以下因素会影响豆腐出
品率(制得豆腐与所用黄豆的质量百分比)。
图2
(1)磨浆时黄豆与水的质量比。
实验后,同学们绘制如图2图像。由图2可知,
磨浆时黄豆与水的质量比为_____时,豆腐出
品率最高。
(2)点卤时凝固剂与黄豆的质量百分比。
实验序号 凝固剂与黄豆 的质量百分比 豆腐出品率
1 点卤后形成豆花少,豆腐压制不成型
2
3
4
5 点卤后形成豆花较碎,豆腐不易压制
成型
①有同学认为“凝固剂与黄豆的质量百分比越大,豆腐出品率越
高”,根据表中数据分析,这一观点______(填“正确”或“错误”)。
②把卤水(凝固剂与水的混合物)均匀分散到豆浆中,需进行的
操作是______。
错误
搅拌
【拓展延伸】实践基地的凝固剂有和 ,本次实践使用
的是哪一种?
【查阅资料】时,的溶解度是, 的溶解度
是 。
【进行实验】时,取凝固剂于试管中,加入 水,充分
振荡,完全溶解。
【实验结论】 本次使用的凝固剂是_______(填化学式)。请写
出一个能生成该凝固剂的化学方程式:
________________________________________。
(合理即可)
类型6 项目式探究
12.(2023广东)【科学探究】耕地盐碱
化影响粮食安全,盐碱地综合治理与利
用可促进农业高质量发展,兴趣小组开
展了与土壤盐碱化相关的探究活动。
(1)成因:由农业灌溉或化肥施用引起的土壤盐碱化如图所示,
当进入土壤中盐的量超出植物的吸收能力时,随着水分蒸发,
____________导致土壤盐碱化。
盐残留聚集
(2)检测:配制土壤样品浸出液,用________测定,若 ,
则浸出液显____性。
试纸
碱
(3)探究:某地土壤盐碱化可能由、 中的一种或
两种引起,教师提供模拟盐碱化土壤样品浸出液。
【查阅资料】易溶于水; 为白色固体,难溶于水;
为白色固体,难溶于水和盐酸。
【提出问题】样品中的钠盐是什么?
【作出猜想】 猜想 ;猜想2:________;猜想
和 。
【实验探究】 取少量浸出液分别加入试管A、B中。
实验序号 操作 现象 结论
1 产生白色沉淀
2 向B中滴加过量稀盐酸 __________
产生气泡
【分析评价】 有同学认为实验1结论不够严谨,理由是_________
_________________________(用化学方程式解释)。
【补充实验】
实验序号 操作 现象 结论
3 __________ ________ 猜想3成立
产生白色沉淀
(4)交流:应对土壤盐碱化的合理措施有____(多选,填字母)。
.合理施肥 .引海水灌溉
.用熟石灰改良 .种植耐盐碱作物
13.某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开展了系列研学活
动。
活动一:了解我国古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料,经过
如图多道工序而制成。#1.1.1
【分析交流】 古代造纸过程中步骤1加的生石灰 与水反应的
化学方程式为______________________,该反应属于___
(填字母)。
A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应
A
同学们对黑液成分产生兴趣,将少量黑液带回实验室进行探究。
活动二:探究黑液成分
【提出问题】黑液中除了有机物还有哪些成分呢?
【查阅资料】①黑液呈碱性;②氢氧化钙与草木灰(主要成分为
碳酸钾)反应生成氢氧化钾和碳酸钙。
【提出猜想】猜想一:;猜想二:和 ;猜想三:
和 。
【实验方案】 该兴趣小组分别设计如下实验方案进行探究。
实验 方案 实验操作 实验现象 实验
结论
方案 一 试管中无明显现象 猜想
____
成立
二
实验 方案 实验操作 实验现象 实验
结论
方案 一 猜想
____
成立
二
续表
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案二 取适量黑液于试管 中,向其中滴加_____ ___溶液,观察现象 试管中有________ ___生成 与方案一
的结论
一致
氯化钙
白色沉
淀
【废液处理】 造纸会产生碱性废水,加酸调节至接近中性方可排
放,生成的盐可用来制备____肥,促进植物生长,增强抗倒伏能力。
钾
续表
活动三: 展望造纸发展前景
现代壁纸、包装纸要求纸张具有阻燃性,氢氧化铝是常见的阻燃
剂,其受热至 开始分解生成氧化铝和水,氧化铝覆盖在纸
张表面,起到__________的作用。
隔绝氧气
【成果分享】通过研学实践,同学们认识到造纸术是我国劳动人
民长期经验的积累和智慧的结晶,是人类文明史上一项杰出的发
明创造,并且在不断创新中传承。
14.(2025黑龙江)同学们在学校大扫除活动中,发
现使用洗涤剂洗的抹布更干净,对这一现象产生了浓
厚的兴趣,决定围绕洗涤剂的性质及变迁开展项目式
学习活动。
(1)任务一:谈古——古代洗涤剂“灰”
查阅资料1:“灰”是植物秸秆燃烧后得到的草木灰,其主要成分是
碳酸钾,古代利用灰汁洗浴、印染。
【提出问题】灰汁是否显碱性?
【实验探究1】第一小组实验:
实验操作 实验现象 实验结论
取一定量草木灰,加适量水浸泡并过 滤。取少量滤液于试管中,滴加______ ____溶液 溶液变为 红色 草木灰汁显
碱性
无色酚酞
(2)任务二:论今——现代洗涤剂
同学们调查发现所使用的洗涤剂主要成分是过碳酸钠,遇水后发
生分解生成和 。
查阅资料2:溶液的碱性越强,去油污效果越好。
【提出问题】溶液和 溶液都显碱性,为什么通常
选择 用作洗涤剂的生产?
【实验探究2】 第二小组测定等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶
液的 分别是11和9,经多次验证后发现,碳酸钠溶液比碳酸氢钠
溶液的碱性____(填“强”或“弱”)。
强
【实验结论】碳酸钠用作洗涤剂的效果比碳酸氢钠好。
【实验探究3】
第三小组实验:如图,现象为立即产生气泡。
【提出问题】实验后溶液中的溶质是什么?
【猜想与假设】 猜想Ⅰ:;猜想Ⅱ:、 ;猜想Ⅲ:
___________。
、
【探究过程】
实验操作 实验现象 实验结论
取适量实验后的溶液于试管中, 滴加________ ____________ 猜想Ⅱ成立
小利向 碳酸钠溶液中慢慢滴加稀盐酸,开始无明显现象,过
一会儿有气泡产生,困惑中查阅到资料:
、
稀盐酸
有气泡生成
,同学们分析开始无明显
现象是因为生成了__________________(填化学式)。
和
【反思交流】 小利和第三小组所用试剂种类和浓度均相同,但实
验现象不同,主要原因与________________有关。通过以上探究,
同学们对分析溶液中溶质的成分有了新的认知。
滴加试剂的顺序