专题十六 猜想假设，方案设计与评价
一、复习目标
1.
根据已有的知识和经验，能对物质反应后可能存在的成分作出猜想或假设。
2.
根据问题的实际情景，提出合理的、科学的实验探究方案。
3.
能根据物质的性质设计检验物质存在的方案，在实验探究过程中根据物质反应的量、图像、反应过程中的现象等证据进行反思推导反应后物质的成分。
4.
能对实验的事实与收集的证据进行归纳、反思、总结，得出合理的结论。
5.
有对探究结果的可靠性、科学性进行评价的意识。
6.
形成科学探究的一般思路。
二、方法指引
解题线索：以实验探究为线索
提出问题→猜想与假设→实验探究→收集证据→解释与结论→反思与评价
围绕科学实验探究的路径寻找题目情景的关键信息和字词及问题
，结合已有的理论知识做出合理的猜想与假设，根据物质变化及其性质围绕猜想与假设设计实验。收集完整的、有效的证据用于做出解释并得出相关结论，对整个实验探究体系进行反思及评价，形成科学探究的一般思维方法。
三、典型例题及变式训练
【例1】某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究：
方案设计者
方案步骤
方案预估现象
方案预估结论
小亮
取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡。
酚酞试液
不变色
恰好完全中和
小丽
用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在PH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照。
PH=7
恰好完全中和
小林
取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液。
有白色沉淀
生成
盐酸过量，没有完全中和
【方案评价】请判断以上设计的三个方案中，
同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案错误的原因：
；
。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH；小丽猜想：溶质只有NaCl；
小林猜想：溶质有NaCl、HCl；
你的猜想：溶质有
（填化学式）。
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是
。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：
实验操作
实验现象
实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液
小林猜想正确
有蓝色沉淀生成
你的猜想正确
【答案】
【方案评价】
小丽
【方案反思】
盐酸呈酸性，氯化钠呈中性，两者都不能使酚酞变色；盐酸和氯化钠都能和硝酸银反应生成白色沉淀
【作出猜想】
NaCl和NaOH
；
由于氢氧化钠可以和稀盐酸反应，所以盐酸和氢氧化钠不能共存，即小亮的猜想是错误的．
【实验设计及验证】
实验操作
实验现象
实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液
产生气体
小林猜想正确
取反应后的溶液于试管中，加入氯化铜溶液
有蓝色沉淀生成
你的猜想正确
【解析】（1）盐酸和氢氧化钠溶液反应生成了氯化钠和水，氯化钠溶液为中性溶液，其pH值等于7，所以可以判断小丽的方案是正确的；根据盐酸呈酸性，而氯化钠呈中性，其中盐酸和氯化钠都不能使酚酞变色；所以不能仅仅根据酚酞不变色就判断反应恰好完全。盐酸和氯化钠都能和硝酸银反应生成白色沉淀，所以不能仅仅根据产生了白色沉淀就判断盐酸过量．
（2）如果氢氧化钠没有完全反应，则溶液的中含有氯化钠和氢氧化钠，所以可猜想溶质为NaCl和NaOH；由于氢氧化钠可以和稀盐酸反应，所以盐酸和氢氧化钠不能共存，即小亮的猜想是错误的。
碳酸钠可以和盐酸反应生成气体，取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液，若观察到有气体产生，则说明小林的猜想是正确的；氢氧化钠溶液可以和氯化铜溶液反应生成蓝色沉淀，所以取反应后的溶液于试管中，加入氯化铜溶液，若观察到蓝色沉淀产生，则说明你的猜想正确。
【变式训练】
1.某校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时，做了如图一所示的两个实验，实验结束后，小组同学将两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中（如图二所示），观察到有气泡产生，为确认烧杯内溶液中溶质的成分，同学们进行了如下探究。
【查阅资料】Na2SO4溶液、NaCl溶液呈中性。
【提出猜想】猜想1：Na2SO4、NaCl；猜想2：Na2SO4、NaCl和
；
猜想3：Na2SO4、NaCl和H2SO4；猜想4：Na2SO4、NaCl、H2SO4和Na2CO3
【交流讨论】小强同学认为猜想4一定是错误的，他的理由是
（用化学方程式表示）。
【进行实验】小明同学设计如下两个实验方案：
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入几滴紫色石蕊溶液
猜想三正确
方案二
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量铁粉
请写出方案二中有关反应的化学方程式：
【反思与总结】分析反应后溶液中溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑反应物是否过量。
【典例2】某学习小组对碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸的反应进行了探究。
（1）分别在盛有少量碳酸钠（俗称
）、碳酸氢钠固体的试管中加入足量稀盐酸，观察到都剧烈反应且产生大量气泡。碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式为
。
【提出问题】
碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的快慢是否相同？
【设计与实验】
（2）甲设计的实验如图1所示，实验时，两注射器中的稀盐酸应
（填操作），观察到图2所示现象。于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
（3）乙对甲的实验提出了质疑：
①碳酸钠、碳酸氢钠固体和稀盐酸反应都很剧烈，通过观察很难判断产生气体的快慢；
②
，他认为，应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠，若碳酸钠的质量仍为0.318g，应称取
g碳酸氢钠。
（1）小组同学在老师指导下设计了图3所示的实验。
①连通管的作用是
。
②分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液（各滴2滴酚酞溶液），以及相同体积、相同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时，溶液颜色变化记录如表1．广口瓶内压强随时间变化如图4所示。
表1：
滴入酚酞溶液
滴入稀盐酸，溶液颜色变化
碳酸钠溶液
红色
红色→浅红色→无色
碳酸氢钠溶液
浅红色
淺红色→无色
【实验结论】
（5）分析图4所示的实验数据可得到的结论是：相同条件下，
和稀盐酸反应产生二氧化碳较快，理由是
。
【反思与应用】
（6）小组同学分析表1实验现象和图：4数据，得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因是
（请用必要的文字和化学方程式说明）。
（7）通过以上探究与分析，小组同学设计了只用试管和胶头滴管鉴別碳酸钠溶液和稀盐酸的实验。
操作
现象与结论
未知溶液分別编号为a、b，取适量a于试管中，用胶头滴管逐滴滴入b并振荡
【答案】（1）纯碱、苏打；NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
同时全部注入试管中。
（3）相等质量的碳酸钠和碳酸氢钠和稀盐酸完全反应时，碳酸氢钠生成二氧化碳多；0.252。
（4）平衡压强，使稀盐酸顺利流下
（5）碳酸氢钠；产生相同体积二氧化碳时，碳酸氢钠反应需要时间短。（6）碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，反应的化学方程式：Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3，碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
（7）
操作
现象与结论
未知溶液分別编号为a、b，取适量a于试管中，用胶头滴管逐滴滴入b并振荡
如果立即产生气泡，则a是稀盐酸，b是碳酸钠溶液；
如果一段时间后产生气泡，则a是碳酸钠溶液，b是稀盐酸
【解析】解：（1）分别在盛有少量碳酸钠（俗称纯碱、苏打）、碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
（2）甲设计的实验如图1所示，实验时，两注射器中的稀盐酸应同时全部注入试管中，观察到图所示现象，于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
（3）②相等质量的碳酸钠和碳酸氢钠和稀盐酸完全反应时，碳酸氢钠生成二氧化碳多，他认为，应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠，若碳酸钠的质量仍为0.318g，应称取碳酸氢钠质量：0.3g0.252g。
（4）①连通管的作用是平衡压强，使稀盐酸顺利流下。
（5）分析图4所示的实验数据可得到的结论是：相同条件下，碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快，理由是产生相同体积二氧化碳时，碳酸氢钠反应需要时间短。
（6）小组同学分析表1实验现象和图1数据可知，碳酸钠溶液中滴加酚酞试液、稀盐酸，颜色变化是红色→浅红色→无色，碳酸氢钠溶液中滴加酚酞试液、稀盐酸，颜色变化是浅红色→无色，说明碳酸钠溶液和稀盐酸反应时，碳酸钠先和盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，后碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因：碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，反应的化学方程式：Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3，碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
【变式训练】
2.某项目学习小组进行了如下探究。
【查阅资料】
电导率越大，溶液导电性越强，离子浓度越大。
鸡蛋壳主要成分是CaCO3，其它成分对实验影响忽略不计。
鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】鸡蛋沉浮
将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中，可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到底，一会儿又慢慢上浮，到接近液面时又下沉。
（1）冒气泡的原因
（化学方程式表示）。
（2）接近液面时又下沉的原因
。
【实验二】鸡蛋壳溶解
在烧杯中加入蒸馏水，插入电导率传感器，加入蛋壳粉，搅拌，测得电导率随时间的变化如图1。
（3）搅拌的目的是
。
（4）图1中，a﹣b段电导率变化的原因
。b﹣c段电导率基本不变的原因
。
【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿
（5）查资料知，含氟牙膏（含氟成分为NaF）与蛋壳反应在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为
。
（6）先检查图2装置气密性，方法是
。再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳（用牙膏浆液浸泡、洗涤、晾干）”于锥形瓶中，用注射器抽取20mL3.5%的盐酸（模拟形成龋齿的酸环境），连接好装置，打开开关，将盐酸快速压人锥形瓶，关闭开关，测得压强随时间的变化如图3所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。
（7）图3中x﹣y段压强增大的主要原因
。
（8）根据实验三的数据分析，含氟牙膏
（填“能”或“不能”）预防龋齿，理由是
。
四、自主检测
1.某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，设计实验探究：
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；②白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色；③CO与人体内的血红蛋白结合，会造成人中毒。
【猜想与假设】猜想一：CO2、H2O；猜想二：
；猜想三：CO2、CO、H2O
【实验探究】将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过如图装置（部分夹持、固定装置省略）进行验证：
（1）实验过程中观察到A中白色粉末变为蓝色，B、E 中澄清石灰水变浑浊，D中红棕色粉末变成黑色，由此推断猜想
成立。
（2）实验过程中B装置的作用是
；
B装置中的化学反应方程式是
。
（3）D装置中发生反应的化学方程式是
。
（4）实验过程中用纯净O2而不用空气的原因是
。
（5）实验过程中B、C装置的顺序不能颠倒，原因是
。
【反思与交流】日常生活中，使用含碳燃料定要注意通风，防止
中毒
2.在化学兴趣小组的活动中,老师让甲同学给大家表演了一个小魔术:“清水变牛奶，牛奶变雪碧”。A、B、C三种溶液分别是稀盐酸、氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液中的某一种。
【实验活动】
【交流讨论】同学们根据新奇的现象展开了热烈的讨论。
乙同学:“清水变牛奶”就是无色溶液中产生白色浑浊。
丙同学:“牛奶变雪碧”就是白色浑浊消失，溶液中产生大量的气泡。
大家都点头认同。
【提出问题】甲同学:A、B、C分别是什么？为什么能出现上述现象呢？
【解释结论】丁同学:根据步骤2的现象可确定C为
（填名称）。
戊同学:产生步骤1现象的原因是
（用化学方程式表示）,但还无法确定A、B各是什么。
【实验证明】己同学:另取A于试管中,把C滴加到A中观察到的现象如图2，
因此他断定A是
（填化学式）溶液，同时也确定了B。
【深入交流】甲同学:步骤1加入B时,溶液中CO32-的数目变化趋势曲线应该是
（如图3，填a或b）。
【总结归纳】上述实验活动涉及的这类化学反应,只有当两种化合物互相
交换成分
时,复分解反应才可以发生,除此之外还可能生成
，且反应前后没有
（答一点）。
小组活动结束,老师为同学们的探究意识和探究能力点赞。
3.某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究
【提出问题】
人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？
【查阅资料】
通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。
【实验操作、记录、分析】
实验一
（1）先检查装置的
，裝入试剂，在医用输液袋中裝入VmL气体，连接装罝。
（2）打开弹簧夹
，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体枳为V1mL．氢氧化钠发生反应的化学方程式是
。
（3）关闭弹簧夹k1、k2，再
（填操作方法），以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体冷却至室温，打开k2．读出量筒中液体体枳为V2mL，其数值等于已反应的
之外的气体总体积。
实验二：
（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数椐，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图3，表示二氧化碳体枳分数变化的是
（填“X”、“Y”、“Z”），Y的体枳分数在60s之后逐渐减小的原因是
。
【数据处理】
（5）实验一中，二氧化碳的体枳分数是
，氧气的体枳分数是
。
（6）实验二中，200s时没有采集数据的所有气体的总体积分数为
。
【评价与反思】
（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是
。（填“正确”或“错误”）的，理由是
。专题十六 猜想假设，方案设计与评价
一、复习目标
1.
根据已有的知识和经验，能对物质反应后可能存在的成分作出猜想或假设。
2.
根据问题的实际情景，提出合理的、科学的实验探究方案。
3.
能根据物质的性质设计检验物质存在的方案，在实验探究过程中根据物质反应的量、图像、反应过程中的现象等证据进行反思推导反应后物质的成分。
4.
能对实验的事实与收集的证据进行归纳、反思、总结，得出合理的结论。
5.
有对探究结果的可靠性、科学性进行评价的意识。
6.
形成科学探究的一般思路。
二、方法指引
解题线索：以实验探究为线索
提出问题→猜想与假设→实验探究→收集证据→解释与结论→反思与评价
围绕科学实验探究的路径寻找题目情景的关键信息和字词及问题
，结合已有的理论知识做出合理的猜想与假设，根据物质变化及其性质围绕猜想与假设设计实验。收集完整的、有效的证据用于做出解释并得出相关结论，对整个实验探究体系进行反思及评价，形成科学探究的一般思维方法。
三、典型例题及变式训练
【例1】某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究：
方案设计者
方案步骤
方案预估现象
方案预估结论
小亮
取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡。
酚酞试液
不变色
恰好完全中和
小丽
用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在PH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照。
PH=7
恰好完全中和
小林
取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液。
有白色沉淀
生成
盐酸过量，没有完全中和
【方案评价】请判断以上设计的三个方案中，
同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案错误的原因：
；
。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH；小丽猜想：溶质只有NaCl；
小林猜想：溶质有NaCl、HCl；
你的猜想：溶质有
（填化学式）。
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是
。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：
实验操作
实验现象
实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液
小林猜想正确
有蓝色沉淀生成
你的猜想正确
【答案】
【方案评价】
小丽
【方案反思】
盐酸呈酸性，氯化钠呈中性，两者都不能使酚酞变色；盐酸和氯化钠都能和硝酸银反应生成白色沉淀
【作出猜想】
NaCl和NaOH
；
由于氢氧化钠可以和稀盐酸反应，所以盐酸和氢氧化钠不能共存，即小亮的猜想是错误的。
【实验设计及验证】
实验操作
实验现象
实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液
产生气体
小林猜想正确
取反应后的溶液于试管中，加入氯化铜溶液
有蓝色沉淀生成
你的猜想正确
【解析】（1）盐酸和氢氧化钠溶液反应生成了氯化钠和水，氯化钠溶液为中性溶液，其pH值等于7，所以可以判断小丽的方案是正确的；根据盐酸呈酸性，而氯化钠呈中性，其中盐酸和氯化钠都不能使酚酞变色；所以不能仅仅根据酚酞不变色就判断反应恰好完全。盐酸和氯化钠都能和硝酸银反应生成白色沉淀，所以不能仅仅根据产生了白色沉淀就判断盐酸过量．
（2）如果氢氧化钠没有完全反应，则溶液的中含有氯化钠和氢氧化钠，所以可猜想溶质为NaCl和NaOH；由于氢氧化钠可以和稀盐酸反应，所以盐酸和氢氧化钠不能共存，即小亮的猜想是错误的。
碳酸钠可以和盐酸反应生成气体，取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液，若观察到有气体产生，则说明小林的猜想是正确的；氢氧化钠溶液可以和氯化铜溶液反应生成蓝色沉淀，所以取反应后的溶液于试管中，加入氯化铜溶液，若观察到蓝色沉淀产生，则说明你的猜想正确。
【变式训练】
1.某校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时，做了如图一所示的两个实验，实验结束后，小组同学将两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中（如图二所示），观察到有气泡产生，为确认烧杯内溶液中溶质的成分，同学们进行了如下探究。
【查阅资料】Na2SO4溶液、NaCl溶液呈中性。
【提出猜想】猜想1：Na2SO4、NaCl；猜想2：Na2SO4、NaCl和
Na2CO3；
猜想3：Na2SO4、NaCl和H2SO4；猜想4：Na2SO4、NaCl、H2SO4和Na2CO3
【交流讨论】小强同学认为猜想4一定是错误的，他的理由是
（用化学方程式表示）。Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
【进行实验】小明同学设计如下两个实验方案：
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入几滴紫色石蕊溶液
溶液变红
猜想三正确
方案二
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量铁粉
产生气泡，溶液由无色变浅绿色
请写出方案二中有关反应的化学方程式：
Fe+
+H2SO4
=
FeSO4
+H2
↑
【反思与总结】分析反应后溶液中溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑反应物是否过量。
【例2】某学习小组对碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸的反应进行了探究。
（1）分别在盛有少量碳酸钠（俗称
）、碳酸氢钠固体的试管中加入足量稀盐酸，观察到都剧烈反应且产生大量气泡。碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式为
。
【提出问题】
碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的快慢是否相同？
【设计与实验】
（2）甲设计的实验如图1所示，实验时，两注射器中的稀盐酸应
（填操作），观察到图2所示现象。于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
（3）乙对甲的实验提出了质疑：
①碳酸钠、碳酸氢钠固体和稀盐酸反应都很剧烈，通过观察很难判断产生气体的快慢；
②
，他认为，应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠，若碳酸钠的质量仍为0.318g，应称取
g碳酸氢钠。
（1）小组同学在老师指导下设计了图3所示的实验。
①连通管的作用是
。
②分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液（各滴2滴酚酞溶液），以及相同体积、相同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时，溶液颜色变化记录如表1．广口瓶内压强随时间变化如图4所示。
表1：
滴入酚酞溶液
滴入稀盐酸，溶液颜色变化
碳酸钠溶液
红色
红色→浅红色→无色
碳酸氢钠溶液
浅红色
淺红色→无色
【实验结论】
（5）分析图4所示的实验数据可得到的结论是：相同条件下，
和稀盐酸反应产生二氧化碳较快，理由是
。
【反思与应用】
（6）小组同学分析表1实验现象和图：4数据，得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因是
（请用必要的文字和化学方程式说明）。
（7）通过以上探究与分析，小组同学设计了只用试管和胶头滴管鉴別碳酸钠溶液和稀盐酸的实验。
操作
现象与结论
未知溶液分別编号为a、b，取适量a于试管中，用胶头滴管逐滴滴入b并振荡
【答案】（1）纯碱、苏打；NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
同时全部注入试管中。
（3）相等质量的碳酸钠和碳酸氢钠和稀盐酸完全反应时，碳酸氢钠生成二氧化碳多；0.252。
（4）平衡压强，使稀盐酸顺利流下
（5）碳酸氢钠；产生相同体积二氧化碳时，碳酸氢钠反应需要时间短。（6）碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，反应的化学方程式：Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3，碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
（7）
操作
现象与结论
未知溶液分別编号为a、b，取适量a于试管中，用胶头滴管逐滴滴入b并振荡
如果立即产生气泡，则a是稀盐酸，b是碳酸钠溶液；
如果一段时间后产生气泡，则a是碳酸钠溶液，b是稀盐酸
【解析】解：（1）分别在盛有少量碳酸钠（俗称纯碱、苏打）、碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
（2）甲设计的实验如图1所示，实验时，两注射器中的稀盐酸应同时全部注入试管中，观察到图所示现象，于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
（3）②相等质量的碳酸钠和碳酸氢钠和稀盐酸完全反应时，碳酸氢钠生成二氧化碳多，他认为，应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠，若碳酸钠的质量仍为0.318g，应称取碳酸氢钠质量：0.3g0.252g。
（4）①连通管的作用是平衡压强，使稀盐酸顺利流下。
（5）分析图4所示的实验数据可得到的结论是：相同条件下，碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快，理由是产生相同体积二氧化碳时，碳酸氢钠反应需要时间短。
（6）小组同学分析表1实验现象和图1数据可知，碳酸钠溶液中滴加酚酞试液、稀盐酸，颜色变化是红色→浅红色→无色，碳酸氢钠溶液中滴加酚酞试液、稀盐酸，颜色变化是浅红色→无色，说明碳酸钠溶液和稀盐酸反应时，碳酸钠先和盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，后碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因：碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，反应的化学方程式：Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3，碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
【变式训练】
1.某项目学习小组进行了如下探究。
【查阅资料】
电导率越大，溶液导电性越强，离子浓度越大。
鸡蛋壳主要成分是CaCO3，其它成分对实验影响忽略不计。
鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】鸡蛋沉浮
将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中，可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到底，一会儿又慢慢上浮，到接近液面时又下沉。
（1）冒气泡的原因 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ （化学方程式表示）。
（2）接近液面时又下沉的原因
鸡蛋上浮至液面时，蛋壳表面气泡破裂，浮力减小下沉
。
【实验二】鸡蛋壳溶解
在烧杯中加入蒸馏水，插入电导率传感器，加入蛋壳粉，搅拌，测得电导率随时间的变化如图1。
（3）搅拌的目的是 增大接触面积，加快溶解速率 。
（4）图1中，a﹣b段电导率变化的原因 蛋壳中部分碳酸钙逐渐溶解，溶液中离子浓度增大，电导率增强 。b﹣c段电导率基本不变的原因 溶质溶解接近饱和，离子浓度则基本不变，电导率也几乎不变 。
【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿
（5）查资料知，含氟牙膏（含氟成分为NaF）与蛋壳反应在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为 CaCO3+2NaF═CaF2+Na2CO3 。
（6）先检查图2装置气密性，方法是 打开开关，拉动注射器活塞，松开后，活塞回到原位，说明气密性良好 。再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳（用牙膏浆液浸泡、洗涤、晾干）”于锥形瓶中，用注射器抽取20mL3.5%的盐酸（模拟形成龋齿的酸环境），连接好装置，打开开关，将盐酸快速压人锥形瓶，关闭开关，测得压强随时间的变化如图3所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。
（7）图3中x﹣y段压强增大的主要原因 碳酸盐与盐酸反应产生了二氧化碳气体，使瓶内压强增大 。
（8）根据实验三的数据分析，含氟牙膏 能 （填“能”或“不能”）预防龋齿，理由是 在相同的时间内未用牙膏处理的蛋壳比用牙膏处理的蛋壳生成的气体量多 。
四、自主检测
1.某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，设计实验探究：
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；②白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色；③CO与人体内的血红蛋白结合，会造成人中毒。
【猜想与假设】猜想一：CO2、H2O；猜想二：
CO、H2；猜想三：CO2、CO、H2O
【实验探究】将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过如图装置（部分夹持、固定装置省略）进行验证：
（1）实验过程中观察到A中白色粉末变为蓝色，B、E 中澄清石灰水变浑浊，D中红棕色粉末变成黑色，由此推断猜想
三
成立。
（2）实验过程中B装置的作用是
检验气体中是否含有二氧化碳
；
B装置中的化学反应方程式是
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O?。
（3）D装置中发生反应的化学方程式是
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
。
（4）实验过程中用纯净O2而不用空气的原因是
空气中含有二氧化碳和水蒸气，影响对产物的检验??
。
（5）实验过程中B、C装置的顺序不能颠倒，原因是?颠倒后无法检验气体中是否含有二氧化碳。
【反思与交流】日常生活中，使用含碳燃料定要注意通风，防止
?一氧化碳
中毒。
2.在化学兴趣小组的活动中,老师让甲同学给大家表演了一个小魔术:“清水变牛奶，牛奶变雪碧”。A、B、C三种溶液分别是稀盐酸、氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液中的某一种。
【实验活动】
【交流讨论】同学们根据新奇的现象展开了热烈的讨论。
乙同学:“清水变牛奶”就是无色溶液中产生白色浑浊。
丙同学:“牛奶变雪碧”就是白色浑浊消失，溶液中产生大量的气泡。
大家都点头认同。
【提出问题】甲同学:A、B、C分别是什么？为什么能出现上述现象呢？
【解释结论】丁同学:根据步骤2的现象可确定C为
稀盐酸（填名称）。
戊同学:产生步骤1现象的原因是
Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH（用化学方程式表示）,但还无法确定A、B各是什么。
【实验证明】己同学:另取A于试管中,把C滴加到A中观察到的现象如图2，
因此他断定A是
Na2CO3（填化学式）溶液，同时也确定了Bo
【深入交流】甲同学:步骤1加入B时,溶液中CO32-的数目变化趋势曲线应该是
b（如图3，填a或b）。
【总结归纳】上述实验活动涉及的这类化学反应,只有当两种化合物互相
交换成分
生成物中有沉淀或气体或水生成；复分解反应才可以发生,除此之外还可能生成可溶的新化合物；且反应前后没有
化合价的改变时,（答一点）。
小组活动结束,老师为同学们的探究意识和探究能力点赞。
3.某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究
【提出问题】人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？
【查阅资料】通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。
【实验操作、记录、分析】
实验一：
（1）先检查装置的 气密性 ，裝入试剂，在医用输液袋中裝入VmL气体，连接装罝。
（2）打开弹簧夹 K1、K2 ，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体枳为V1mL。氢氧化钠发生反应的化学方程式是 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O 。
（3）关闭弹簧夹k1、k2，再 向烧杯中加入热水 （填操作方法），以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体冷却至室温，打开k2．读出量筒中液体体枳为V2mL，其数值等于已反应的 氧气和二氧化碳 之外的气体总体积。
实验二：
（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数椐，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图3，表示二氧化碳体枳分数变化的是 Z （填“X”、“Y”、“Z”），Y的体枳分数在60s之后逐渐减小的原因是 水蒸气冷凝 。
【数据处理】
（5）实验一中，二氧化碳的体枳分数是 100% ，氧气的体枳分数是 100% 。
（6）实验二中，200s时没有采集数据的所有气体的总体积分数为 76.66% 。
【评价与反思】
（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是 错误 。（填“正确”或“错误”）的，理由是 由实验
2
可知，空气中水的体积分数为
1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为
0.03% 。
猜想假设，方案设计与评价
答案
【变式训练1】
【提出猜想】猜想2：Na2SO4、NaCl和
Na2CO3；
【交流讨论】Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
【进行实验】小明同学设计如下两个实验方案：
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入几滴紫色石蕊溶液
溶液变红
猜想三正确
方案二
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量铁粉
产生气泡，溶液由无色变浅绿色
请写出方案二中有关反应的化学方程式：
Fe+
+H2SO4
=
FeSO4
+H2
↑
【变式训练2】（1） CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
（2） 鸡蛋上浮至液面时，蛋壳表面气泡破裂，浮力减小下沉 。
（3） 增大接触面积，加快溶解速率 。
（4） 蛋壳中部分碳酸钙逐渐溶解，溶液中离子浓度增大，电导率增强 。 溶质溶解接近饱和，离子浓度则基本不变，电导率也几乎不变 。
（5） CaCO3+2NaF═CaF2+Na2CO3 。
（6） 打开开关，拉动注射器活塞，松开后，活塞回到原位，说明气密性良好 。
（7） 碳酸盐与盐酸反应产生了二氧化碳气体，使瓶内压强增大 。
（8） 能，在相同的时间内未用牙膏处理的蛋壳比用牙膏处理的蛋壳生成的气体量多 。
【自主检测】
1猜想二：
CO、H2；
由此推断猜想
三
成立。
（2）
检验气体中是否含有二氧化碳
；
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O?。
（3）
Fe2O3+3CO?2Fe+3CO2
。
（4）
空气中含有二氧化碳和水蒸气，影响对产物的检验??
。
（5）颠倒后无法检验气体中是否含有二氧化碳。
【反思与交流】防止
?一氧化碳
中毒。
2.【解释结论】C为
稀盐酸
Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH
【实验证明】
Na2CO3
【深入交流】
b
【总结归纳】
生成物中有沉淀或气体或水生成；可溶的新化合物；
化合价的改变时
