题型复习(四) 实验与探究题题型之一 物质组成成分的探究1．(2022·昆明)我国西北地区有很多咸水湖，其中最大的是柴达木盆地的察尔汗盐池。某盐湖附近的农民通过“冬天捞碱，夏天晒盐”获得大量湖盐。小伟同学取该湖盐样品进行探究。【提出问题】该湖盐样品的成分是什么？【查阅资料】冬天捞碱的“碱”指Na2CO3，夏天晒盐的“盐”指NaCl。【猜想与假设】猜想一：Na2CO3猜想二：NaCl猜想三：Na2CO3和NaCl【实验探究】实验实验操作实验现象实验结论实验一取少量样品于试管中，加适量水溶解后，加入过量稀HNO3产生能使澄清石灰水变浑浊的气体①猜想__二__不成立实验二②向实验一所得的溶液中加入适量的__硝酸银溶液__③__产生白色沉淀__猜想三成立【拓展延伸】为进一步确定该湖盐样品中Na2CO3的质量分数，小伟同学再取该湖盐样品10.00g做了如图所示的补充实验。(1)反应结束之后通入空气的目的是__将装置B中生成的二氧化碳全部赶入装置D中__。(2)装置A中浓NaOH溶液的作用是__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__(用方程式表示)。(3)实验结束后测得装置D增重0.44g，则湖盐样品中Na2CO3的质量分数为__10.6__%(结果精确到0.1%)。2．(2022·大理祥城一中三模)某校化学兴趣小组的同学在实验室发现一瓶装有石灰水的试剂瓶，瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末。为了弄清楚白色粉末的成分及形成原因，他们进行了如下探究。【提出问题】白色粉末的成分猜想和成因分析。【作出假设】猜想一：白色粉末可能是CaCO3，原因是石灰水与空气中的CO2反应。猜想二：白色粉末可能是(1)__Ca(OH)2__，原因是溶剂蒸发，溶液中的溶质结晶析出。猜想三：白色粉末可能是(2)__CaCO3、Ca(OH)2__，原因是溶液部分变质，以上两种成分都有。【实验探究】同学们取白色粉末于试管中，加水振荡后发现试管底部有白色固体。为了得出较严谨的结论，他们进行了以下实验。实验实验操作实验现象实验结论实验一取上述试管中的上层清液，滴加1～2滴无色酚酞试剂溶液变红白色粉末中含有(3)__Ca(OH)2__实验二取上述试管中残留的白色固体于试管中，滴加稀盐酸溶液(4)__产生气泡__白色粉末中含有CaCO3由上述实验可知，猜想(5)__三__正确。15\n【扩展反思】通过上述实验探究，同学们提出了保存、使用易变质溶液的几点建议，其中不合理的是(6)__C__。A．密封保存B．使用前临时配制C．禁止使用该试剂3．(2022·云南)有一包白色粉末，可能由CuSO4、Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种组成。为探究其组成，同学们查阅资料得知NaCl、BaCl2溶液呈中性，经过思考设计并进行了以下实验：请分析实验过程，回答下列问题：(1)白色粉末中一定不含有__CuSO4和Na2SO4__；可能含有__NaOH__。(2)生成白色沉淀的化学方程式为__Na2CO3__＋__BaCl2===__BaCO3__↓＋2NaCl__。(3)为了最终确定白色粉末的组成，还需要对无色滤液中呈碱性的物质进行探究。【提出问题】无色滤液中呈碱性的物质是什么？【作出猜想】猜想I：Na2CO3猜想Ⅱ：NaOH猜想Ⅲ：Na2CO3和NaOH【进行实验】实验步骤实验现象实验结论①取无色滤液少许于试管中，滴加过量的BaCl2溶液产生白色沉淀猜想Ⅱ不成立②在①反应后的试管中滴加__酚酞____溶液变为红色猜想Ⅲ成立【得出结论】白色粉末的成分是__Na2CO3、BaCl2、NaOH__。4．(2022·昆明一中二模)小军家的下水管道堵了，爸爸买回一种“管道通”，使用后堵塞的管道畅通无阻了。小军对此很好奇，于是想探究“管道通”中的物质成分。【提出问题】“管道通”中的物质是什么？【查阅资料】主要内容如下：(1)下水管道里的淤积物主要为油污、食物残渣、毛发等。(2)氢氧化钠是强碱，能去除油污，腐蚀毛发一类的东西，常用于疏通管道。(3)铝粉为银灰色固体，铝粉与酸、碱溶液都能反应放出氢气，反应时放出大量热。①铝与盐酸反应的化学方程式是__2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑__。②铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。【猜想与验证】小军打开一盒“管道通”，内有一袋白色固体颗粒和一袋银灰色粉末。(1)猜想：白色固体颗粒为氢氧化钠。实验操作实验现象①将几粒白色固体颗粒放在表面皿上，放置一会儿__表面潮湿并逐渐溶解__②将适量白色固体颗粒放入盛有适量水的试管中，并用手触摸试管外壁试管外壁发烫③向步骤②得到的溶液中放入一段羊毛线，加热一段时间 羊毛线逐渐消失结论：白色固体颗粒为氢氧化钠。15\n(2)猜想：银灰色粉末为铝粉。实验操作实验现象①按照下图安装两套仪器②一套仪器中加入银灰色粉末和稀盐酸；另一套仪器中加入银灰色粉末和__氢氧化钠溶液__都产生大量无色气体，试管外壁温度明显升高③待导管口有气泡均匀持续冒出时，分别收集1试管气体，验纯用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，松开拇指，__听到爆鸣声__④在导管口点燃气体火焰颜色为__蓝色__【结论】银灰色粉末为铝粉。【反思】①老师告诉小军，氢氧化钾和氢氧化钠的性质非常相似。要确认猜想(1)是否正确，还需要学习如何检验钠元素的存在；②根据本实验分析，使用“管道通”时，应注意的事项有__防止管道通和皮肤接触__(填一条即可)。5．(2022·青岛)某兴趣小组在实验室里准备常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中，有一瓶未盖瓶塞且标签破损的溶液(如图)，他们决定对这瓶溶液的成分进行探究。【提出问题】这瓶溶液的溶质是什么？【获得信息】(1)酸、碱、盐的性质实验中用到含钠元素的物质有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠。(2)实验室里盛放碱性溶液的试剂瓶通常使用橡胶塞。(3)碳酸氢钠溶液与氯化钡溶液不反应；氯化钡溶液呈中性。【提出猜想】猜想一：氢氧化钠；猜想二：碳酸钠；猜想三：碳酸氢钠。【实验探究】(1)小军取样滴加稀盐酸有__气泡__产生，得出结论：该溶液的溶质是碳酸钠或者是__碳酸氢钠__。(2)小军另取样加入过量的氯化钡溶液，观察到有__白色沉淀__产生，进而得出结论：该溶液的溶质是碳酸钠。(3)小华认为小军的结论不完全正确，理由是__露置于空气中的NaOH溶液与空气中的CO2反应也生成碳酸钠__。小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：(4)取小军第二次实验后的上层清液，滴入无色酚酞试液，溶液呈红色。【实验结论】这瓶溶液的原溶质是__氢氧化钠__。【探究启示】实验中取用液体药品时，应注意__应立即盖好瓶盖__。15\n题型之二 反应后物质成分的探究1．(2022·曲靖)某探究小组的同学通过查阅资料得知：在加热条件下，镁不仅能与水反应还能与氯化铵溶液反应，小组同学对此产生兴趣，他们将砂纸打磨过的镁条加入氯化铵溶液中并加热，迅速产生大量气体。为确定生成气体的成分，他们进行如下探究：【查阅资料】(1)镁与氯化铵溶液反应生成两种气体，每种气体只含有氮、氢两种元素中的一种或两种。(2)镁与水在加热条件下反应生成氢氧化镁和氢气。(3)氨气是一种极易溶于水的气体，能与酸反应。【提出问题】该气体成分是什么？【做出猜想】猜想一：H2和N2猜想二：N2和NH3猜想三：__H2和NH3__【进行实验】步骤一：小组同学闻气体气味，发现该气体有刺激性气味，则猜想__一__不成立。步骤二：同学们把产生的气体通入盛有水的A装置中除去__氨气(或NH3)__，再将剩余气体依次通入B、C、D装置中，一会儿后，加热试管中的氧化铜，观察到B中溶液不变色，C中无明显现象，D中黑色粉末变成红色固体，试管口有小水珠。装置C的作用是__干燥气体__(合理即可)，装置D中发生反应的化学方程式为__H2＋CuOCu＋H2O__。【得出结论】猜想__三__成立。【拓展延伸】经过讨论，小华同学认为用点燃木条检验气体的方法代替装置D也能达到相同的探究目的。你认为是否可行？__可行__(填“可行”或“不可行”)。2．(2022·云南)某同学在课外阅读中得知：实验室用电石(主要成分CaC2)与水反应制取乙炔(C2H2)反应的方程式为CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑。在实验室中该同学把一定量的CaC2加入Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【猜想与假设】猜想一：NaOH猜想二：NaOH，Ca(OH)2猜想三：NaOH，Na2CO3【设计并实验】实验实验操作实验现象实验结论实验一取少量滤液于试管中，向试管中滴入适量的碳酸钠溶液__无明显现象__猜想二不成立实验二另取少量滤液于试管中，向其中加入过量稀盐酸产生气泡猜想__三__成立写出实验二中产生气泡的化学方程式：__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑__。【拓展延伸】(1)若向Cu(NO3)2溶液中加少量CaC2，充分反应，产生的现象是__有气泡产生，出现蓝色沉淀__。(2)实验室保存电石应注意__密封保存__。15\n3．(2022·曲靖)某学习小组在实验室制取CO2气体的过程中，不慎用到了浓盐酸，导致制得的CO2气体中混有氯化氢气体，他们设计了如下除去氯化氢气体并探究CO2与过氧化钠(Na2O2)反应的实验。查阅资料得知：过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体，能与CO2、H2O发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。请回答下列问题：(1)装置A的作用是__除去氯化氢气体__。(2)为确定反应后装置B硬质玻璃管中固体的成分，小组同学取适量固体于试管中，加入足量的蒸馏水溶解形成溶液M，无气泡产生，则该固体中不含__过氧化钠(Na2O2)__。该小组同学继续进行探究。【提出问题】反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么？【作出猜想】猜想一：Na2CO3猜想二：NaOH猜想三：Na2CO3和NaOH经过讨论，大家一致认为猜想__二__不合理，理由是__CO2会与氢氧化钠反应，固体中一定含有碳酸钠，不一定含有氢氧化钠(答案合理即可)__。【实验验证】小组同学取上述形成的溶液M于试管中，向其中加入过量的__氯化钙(或氯化钡或硝酸钙或硝酸钡)(答案合理即可)__溶液，若产生白色沉淀，过滤，向滤液中滴加几滴酚酞试液，滤液变红，则证明猜想三成立。【交流反思】小组中有同学认为，将上述滤液中滴加的酚酞试液换成硝酸铜溶液，也能得出同样的结论，你认为该同学的观点__正确__(填“正确”或“错误”)，理由是__换成硝酸铜溶液后，有蓝色沉淀生成，也能证明溶液中含有NaOH__。【拓展延伸】在盛有氯化铵(NH4Cl)浓溶液的试管中，加入足量的过氧化钠(Na2O2)固体，有气泡产生，产生的气体是__氧气和氨气__。4．(2022·云南)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙(CaH2)遇水反应生成氢氧化钙和氢气。探究小组的同学把一定量的CaH2加入Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。经检验滤渣的成分是碳酸钙。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【猜想与假设】猜想一：NaOH猜想二：NaOH、Ca(OH)2猜想三：NaOH、Na2CO3猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因：__Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH__。【实验验证】实验现象结论实验一：取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液无明显现象猜想__二__不成立实验二：另取滤液，向其中加入足量稀盐酸__有气泡产生__猜想三成立【反思与拓展】(1)若向NH4Cl的溶液中加一定量CaH2，充分反应，产生的气体是__氢气、氨气__。15\n(2)登山运动员常用CaH2作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是__氢化钙是固体，携带方便__。5．(变式训练)(2022·云南民大附中期末)小明同学将一定量的氢化钙(CaH2)加入到足量的Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，分离出滤渣和滤液。(1)【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【查阅资料】CaH2遇水迅速反应生成Ca(OH)2和H2。反应的化学方程式为__CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑__。(2)【猜想与假设】猜想一：滤液中溶质为NaOH、Na2CO3猜想二：滤液中溶质为NaOH、Ca(OH)2猜想三：滤液中溶质为__NaOH__。(3)【实验验证】请结合题意，在下列表格的空白中填写恰当的内容。实验方法实验现象实验结论取滤液少许，向其中滴加Na2CO3溶液无明显现象__猜想二不成立____取滤液少许，向其中加入足量的稀盐酸__有气体放出猜想一成立(4)【反思与拓展】①如果要从上述滤液中以最小生产成本获得大量NaOH，你建议向滤液中加入适量的__Ca(OH)2__溶液。②小明同学认为CaH2与H2O的反应是复分解反应。请谈谈你的看法并说明理由__CaH2与H2O的反应不是复分解反应，复分解反应是在溶液中两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应__。6．(2022·昆明)在老师的指导下，小乐同学探究金属和盐溶液反应规律时，发现将钠放入MgCl2溶液中有气泡和白色沉淀产生。为了进一步探究，小乐同学将充分反应后的混合物过滤，得固体A和滤液B。【查阅资料】①钠与水反应生成氢氧化钠和氢气；②MgCl2溶液呈酸性。【分析与思考】小乐同学根据所学知识对产生的气体和固体A进行判断；(1)产生的气体是__②__(填序号)。①CO2 ②H2 ③Cl2(2)取A加入过量稀盐酸，A全部溶解，无气泡产生，则A的化学式是__Mg(OH)2__。【提出问题】滤液B中溶质的成分是什么？【作出猜想】猜想一：NaCl猜想二：NaCl、MgCl2猜想三：NaCl、NaOH猜想四：NaCl、MgCl2、NaOH小乐同学认为猜想__四__不成立，理由是__氯化镁和氢氧化钠会生成氢氧化镁沉淀，不能共存__。【实验探究】实验操作实验现象实验结论步骤一：取少量滤液B于试管中，滴加几滴无色酚酞，振荡，观察现象溶液__无明显现象__猜想三不成立步骤二：取少量滤液B于试管中，滴加适量NaOH溶液，振荡，观察现象产生白色沉淀猜想__二__成立【结论】在金属活动性顺序里，钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来。【拓展】将钠与MgCl2固体隔绝空气加热到一定温度时，钠可以从MgCl2中置换出镁，该反应的化学方程式是__2Na＋MgCl22NaCl＋Mg__。15\n7．(2022·昆明)我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到一定温度，可以得到一种外观似金子的锌和铜的合金，不法分子用它来冒充黄金。小晨同学在实验室进行了木炭粉还原氧化亚铜的实验(主要反应：C＋Cu2O2Cu＋CO↑)，她观察到反应后的固体不完全是紫红色，于是对该固体的成分进行了实验探究：【提出问题】该固体的成分是什么？【查阅资料】①Cu是紫红色固体；②Cu2O是红色固体；③Cu2O＋H2SO4(稀)===CuSO4＋Cu＋H2O。【猜想与假设】猜想一：Cu猜想二：Cu、Cu2O猜想三：Cu、C猜想四：Cu、Cu2O、C小晨同学认为猜想__一__不正确，因为反应后的固体不完全是紫红色。【实验探究】实验操作实验现象实验结论步骤一：取少量固体置于烧杯中，加入足量稀硫酸，观察溶液颜色溶液呈__蓝__色猜想三不正确步骤二：把步骤一中所得混合物过滤，将滤渣干燥后置于滤纸上，观察固体颜色固体为紫红色、黑色猜想__四__正确【实验反思】由于受反应物质量比、反应物接触面积和反应温度等因素的影响，固体物质之间的反应可能无法完全进行。【拓展延伸】(1)从理论上看，碳与氧化亚铜的质量比应为1∶12，但实际做实验时却将碳与氧化亚铜的质量比控制在约1∶10。这样操作的理由是__一部分碳会与氧气反应生成二氧化碳__。(2)下列可以用于鉴别真、假黄金的方法是__BCD__(填字母)。A．观察颜色 B．加热固体C．滴加稀硫酸D．滴加硝酸银溶液8．(2022·昆明)某化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气时，发现制得的气体有刺激性气味，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？【查阅资料】(1)氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在；(2)氯气(Cl2)是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。【猜想与假设】猜想一：该气体为O2；猜想二：该气体为Cl2；猜想三：该气体为__O2、Cl2__。【实验探究】序号实验操作实现现象实验结论(1)小丽用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星的木条伸入A中；将湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸不变色猜想__一__成立(2)C中带火星木条复燃，D中淀粉碘化钾试纸__变蓝__猜想三成立15\n小岚用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中；将湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中【反思与评价】(1)小涛认为小丽的结论不正确，原因是__氯气能溶于水(合理答案即可)__。(2)还可用更简便的方法检验Cl2的存在，该方法是__闻气味，若有刺激性气味，则该气体中混有氯气(合理答案即可)__。【拓展与应用】(1)若取氯酸钾和二氧化锰混合加热后的少量固体，加入足量水溶解，过滤，滤液呈紫红色，该现象说明反应还生成了__KMnO4__(填化学式)。(2)MnO2不仅能作催化剂还可以作反应物。实验室通常用MnO2与浓盐酸共热制取Cl2，请完成该反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋__2H2O__＋Cl2↑。9．(2022·云南)小明同学在课外阅读中得知：钠是一种活泼金属，常温下能与氧气、水发生反应，其中钠与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。在实验室，该同学先取50mL一定溶质质量分数的硫酸铜溶液于烧杯中，再取绿豆大小的钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【查阅资料】已知Na2SO4的水溶液呈中性。【猜想与假设】猜想一：Na2SO4猜想二：__Na2SO4__、NaOH__猜想三：Na2SO4、CuSO4猜想四：Na2SO4、CuSO4、NaOH其中猜想不合理的是__猜想四__。【实验方案与验证】实验实验操作实验现象实验结论实验一取少量滤液于试管中，观察现象溶液为无色猜想__三__不成立实验二另取少量滤液于试管中，向其中滴加酚酞试液无明显现象猜想__二__不成立实验三常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度pH＝7猜想__一__成立【拓展延伸】金属钠在运输、保存中应注意：____密封保存(合理即可)__。10．(2022·昆明官渡区一模)某化学兴趣小组在学习金属的化学性质时得知铁与冷、热水均不反应，那么铁能否与水蒸气反应呢？他们对此产生了疑问并进行了如下探究：(1)兴趣小组按下图装好药品、连接好装置。其中湿棉花的作用是__产生水蒸气__，加热一段时间后，观察到蒸发皿中的肥皂液周围有大量气泡，用燃着的火柴靠近气泡，产生爆鸣声，该气体是__氢气__。(2)反应结束后，大家对试管内剩余的黑色固体成分进行探究。【作出猜想】小组讨论后认为黑色固体的成分是铁的一种氧化物，可能还含有过量的铁粉。【查阅资料】铁有三种氧化物(FeO、Fe2O3和Fe3O4)，其中FeO接触到空气后立即由黑色变为红棕色：铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应。【进行实验】实验步骤实验现象实验结论倒出试管中的黑色固体，平铺于白纸上，观察黑色固体不变色黑色固体中一定没有__FeO__15\n另取适量黑色固体于试管中，加入足量硫酸铜溶液__有红色固体析出，溶液颜色由蓝色变为浅绿色__黑色固体中一定有Fe3O4和Fe。【得出结论】铁与水蒸气高温下发生反应的化学方程式为__3Fe＋4H2O(水蒸气)Fe3O4＋4H2__。题型之三 物质变质的探究1．(2022·红河)化学兴趣小组在进行探究酸、碱、盐的性质实验时，发现了一瓶氢氧化钠溶液未盖瓶塞，针对这一现象，该小组同学对这瓶溶液进行了如下探究：【提出问题】这瓶氢氧化钠溶液是否变质？若变质，变质程度如何？【查阅资料】a．氢氧化钠溶液会与二氧化碳发生化学反应。b．氯化钡溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性，两者能发生如下化学反应：BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl。【作出猜想】猜想一：该溶液没有变质，溶质是NaOH。猜想二：该溶液完全变质，溶质是Na2CO3。猜想三：该溶液部分变质，溶质是__NaOH和Na2CO3__。【实验验证】(1)为验证该溶液是否变质，小车和小华分别进行如下实验：①小车取少许该溶液于试管中，滴加酚酞试液，溶液变红，于是得出“该溶液没有变质”的结论。②小华取少许该溶液于试管中，滴加稀盐酸，观察到__有气泡产生__，得出“该溶液已变质”的结论。你认为__小华__的结论正确。(2)为探究该溶液的变质程度，小丽进行了如下实验：取少许该溶液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀，过滤后，在滤液中滴加酚酞试液，溶液变红，证明猜想三__成立__(填“成立”或“不成立”)。如果将氯化钡溶液换成氢氧化钡溶液，不能得出相同的结论，原因是__氢氧化钡显碱性，也能使酚酞试液变红，会对NaOH的检测造成干扰__。【交流反思】氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__，因此，氢氧化钠应__密封__保存。2．(2022·巴中)小明在实验室发现一瓶未密封的KOH固体，对其成分进行实验探究。【查阅资料】：①KOH与NaOH的化学性质相似。请用化学方程式解释KOH变质的原因是__2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O__。②K2CO3溶液呈碱性，CaCl2溶液、KCl溶液呈中性。【猜想假设】：假设Ⅰ：只含KOH；假设Ⅱ：含KOH和K2CO3；假设Ⅲ：只含K2CO3。【进行实验】15\n实验操作步骤实验现象实验结论(1)取少量样品于试管中，加入足量的稀盐酸有气泡产生假设__Ⅰ__不正确(2)另取少量样品于试管中，加水溶解，加入过量的CaCl2溶液，振荡，静置__产生白色沉淀__假设Ⅱ正确(3)取②中上层清液，滴加无色的酚酞试液__酚酞试液变红色__【拓展应用】：完全变质的KOH也有利用价值，从K2CO3的组成或性质来看，K2CO3在农业上的用途是__用作钾肥__(填一种即可)。3．(2022·绵阳)美羊羊同学在购买回的袋装薯片中发现还有一个小袋，上面标有“成分：CaO、Fe；作用：防潮、防氧化；警告：禁止食用”等字样，撕开小袋，发现里面的固体粉末有少许是棕红色，大多数是灰白色的。经过分析，她认为棕红色粉末是Fe2O3，灰白色粉末应该含有CaCO3和Fe，为验证自己的判断，美羊羊同学打算进行实验探究，请你一同参与。【实验目的】证实灰白色粉末中含有CaCO3和Fe。【实验设计】装置如图所示：【实验预测与分析】(1)若要证实样品中含有CaCO3，观察到的实验现象是__A中产生气泡，B中澄清的石灰水变浑浊__，B中发生反应的化学方程式为__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。(2)若要证实样品中含有Fe，E中应该观察到的现象是__白色粉末变蓝__，此时C装置的作用是__除去水__。(3)看了美羊羊同学的分析结论，有同学认为小袋内灰白色粉末中还应该有别的物质，请你写出其中一种物质的化学式__Ca(OH)2__。题型之四 物质性质的探究1．(2022·南京)兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。【实验回顾】(1)铝与稀盐酸反应。①用如图1所示装置制取氢气。铝与稀盐酸反应的化学方程式为__2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑__。②用B装置收集氢气的原因是__氢气难溶于水，不与水反应__。(2)在金属活动性顺序里，金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢，判断的依据是__金属是否位于氢前面，位于氢前面的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢，位于氢后面的金属不能置换出盐酸和稀硫酸中的氢(钾、钙、钠除外)__。【提出问题】铝能否与水反应生成氢气？【查阅资料】物质钠与水铝与水汞与水15\n能否发生反应能反应能反应不反应【交流与讨论】(1)铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为__4Al＋3O2===2Al2O3__。(2)除去铝表面氧化铝薄膜的方法(举一例)__用砂纸打磨__。除上述方法外，还可以将铝片浸入氯化汞(HgCl2)溶液中，形成铝汞齐(铝汞合金)，破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。【实验探究】(1)将铝片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1分钟左右，取出，立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图2)，其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为__2Al＋3HgCl2===2AlCl3＋3Hg__。(2)在导管口a处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，用燃着的木条点燃气泡，发出爆鸣声。【实验结论】铝能与水反应生成氢气。写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式__2Al＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2↑__。【实验反思】汞有毒，会污染环境，兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞，用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。2．(2022·长沙)在小英家的仓库里，堆放着一袋袋化肥——碳酸氢铵(NH4HCO3)。过了一个夏天，小英发现这种化肥所持有的刺激性气味变得更浓烈了，有些化肥袋里碳酸氢铵变少了，检查发现变少的化肥包装袋没有密封，化肥也没有撒落在地上，更没有人进过仓库开袋使用。为了探究这些化肥减少的原因，小英在实验室取了一些碳酸氢铵粉末，放在蒸发皿中加热，过一会儿观察到粉末完全消失，同时也闻到了这种刺激性气味。粉末为什么会消失呢？【提出问题】碳酸氢铵粉末消失的原因是什么？【猜想】①碳酸氢铵粉末在不加热或加热条件下由固态变成它的气态。②碳酸氢铵在不加热或加热条件下发生分解反应，可能产生的物质有氨气和一些氧化物。【查阅资料】①碳酸氢铵属于氨肥，不具有升华的性质，说明上述猜想__①__(填序号)不成立；②氨气(化学式NH3)具有特殊的刺激性气味，极易溶于水，其水溶液呈碱性，但干燥的氨气不能使干燥的红色石蕊试剂变蓝；③NO2为红棕色气体。NO为无色气体，在空气中易发生反应：2NO＋O2===2NO2。【实验操作、现象与结论】实验操作实验现象实验结论①取适量碳酸氢铵于试管中加热，如图一所示，将干燥的红色石蕊试纸接近导管口产生强烈的刺激性气味，试管壁上有无色液滴且试纸变蓝，但未见红棕色气体分解产物中有__水、氨气__，没有__二氧化氮__②按如图二所示装置继续实验，直到反应完全澄清石灰水变浑浊分解产物中有__二氧化碳__【应用】①利用氨气的化学性质，请写出实验室检验氨气的方法(写出实验操作、现象、结论)：__实验步骤：把湿润的红色石蕊试纸伸入气体中；实验现象：湿润的红色石蕊试纸变蓝色；实验结论：气体是氨气__；②如果你家里有碳酸氢铵化肥，你应该如何保存？__密封放在阴凉干燥处__。题型之五 其他探究15\n1．(2022·昆明)“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。【实验探究】实验步骤实验现象Ⅰ.分别量取5mL5%的过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象Ⅱ.待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次实验，观察现象试管中均产生气泡，带火星木条均复燃Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为agⅣ.分别量取5mL5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象【实验结论】(1)A中产生的气体是__氧气__。(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的__质量__和__化学性质__在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂。(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式__2H2O22H2O＋O2↑__。【实验评价】(1)设计实验Ⅳ的目的是__比较分析氧化铁与二氧化锰哪一个更适合作过氧化氢分解生成氧气的催化剂__。(2)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是__二氧化锰更适合作过氧化氢分解生成氧气的催化剂__。【实验拓展】查阅资料得知：CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是__B__。A．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂B．同一个化学反应可以有多种催化剂C．催化剂只能加快化学反应的速率D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物E．酶是一种重要的生物催化剂，它属于糖类2．(2022·曲靖)某探究性学习小组，利用下列改进装置对物质燃烧的条件进行探究。【查阅资料】①白磷有剧毒，可以用酸性高锰酸钾溶液除去白磷。②五氧化二磷扩散到空气中，刺激人的呼吸道，影响健康、污染环境。【实验过程】(1)打开止水夹，缓缓推动注射器活塞，观察到烧瓶中白磷周围产生火星，液面上方产生大量白烟。该现象说明过氧化钠能与水反应生成__氧气__，同时证明了燃烧的条件之一是__与氧气接触__。15\n(2)此实验充分体现了绿色化学的要求，对有害物质进行了处理。氢氧化钠的作用是__吸收白磷燃烧产生的五氧化二磷，防止其逸散，危害人体健康__。实验结束后为了处理掉残留的少量白磷，可以把氢氧化钠溶液换成酸性高锰酸钾溶液，然后__向外拉注射器__(填操作方法)，使溶液进入烧瓶中除去残留的白磷。(3)小组成员对“过氧化钠(Na2O2)与水反应生成的另一种物质是什么”进行了以下探究：【猜想】猜想一：氢氧化钠；猜想二：碳酸钠。经过大家讨论，猜想二不成立，原因是__反应物质中没有碳元素__。对于猜想一是否成立，同学们进行了如下实验：【实验论证】实验操作实验现象实验结论取少量过氧化钠固体于试管中，加足量水，并向其中滴入少量__无色酚酞试液____溶液变红色__猜想一成立【结果表达】过氧化钠与水反应的化学方程式为__2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑__。【拓展延伸】过氧化钠是一种黄色固体，还会与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，潜水艇中常利用该反应来提供氧气。判断一瓶空气中长久放置的过氧化钠是否变质的方法是__加入稀盐酸，如果产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则证明变质__。3．(2022·仙桃)为探究分子的运动及影响分子运动速率的因素，某同学设计了以下三种实验方案，请回答有关问题。【实验方案一】如图1。(1)观察到的实验现象是__酚酞溶液变红色__。(2)该方案的不足之处是__没有设计对比实验__。(说出一点即可)【实验方案二】如图2、图3。图中无色透明塑料瓶的材质、大小、形状完全相同，瓶内用细线固定有用滤纸折叠成的大小和形状相同的小纸花，小纸花上都均匀喷有酚酞溶液，按照图4的操作方式分别用注射器向图2和图3的塑料瓶中同时注入5滴浓氨水，然后将针孔处密封，再将两个塑料瓶分别同时放入等体积的冷水和40℃的热水中。(1)观察到的现象是__小纸花由下而上依次变红色，并且图3比图2变色快__。(2)图2、图3采用对照实验的方法，变量只有一个，被控制的量有多个，请说出4个被控制的量__塑料瓶的材质、大小、形状完全相同；小纸花大小和形状相同；小纸花上都均匀喷有酚酞溶液；用注射器向图2和图3的塑料瓶中同时注入5滴浓氨水__。(3)若图4中的小纸花上喷有__石蕊溶液__，而注射器向瓶中注入的是浓盐酸，可以观察到小纸花的颜色从下至上变为红色。图5【实验方案三】如图5。用长柄V形玻璃管进行实验，向左、右两端的V形玻璃管口分别同时滴入等量的浓氨水和浓盐酸，塞紧橡皮塞。(1)过一会儿后，从图5中观察到有白烟产生且位置偏右，说明__15\n氯化氢和氨气发生了化学反应，氨分子运动得比氯化氢分子快__。(2)图5中生成白烟的反应为化合反应，其化学方程式为__NH3＋HCl===NH4Cl__。【实验结论】上述实验证明：分子是不断运动的，且分子的运动速率与__相对分子质量__有关。(说出一点即可)4．(2022·绥化)实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置(部分固定装置已略去)进行实验。已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质。②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑探究过程如下：Ⅰ.称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m1、m2。Ⅱ.将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热。Ⅲ.待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却。Ⅳ.再次称量装置C、D的质量，分别为m3、m4。请回答下列问题。(1)装置A中碱石灰的作用是__吸收空气中的水蒸气和二氧化碳__。(2)装置C中所装药品为__浓硫酸__。(3)装置D中发生反应的化学方程式为__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__。(4)装置E的作用是__防止空气中的二氧化碳进入D装置中__。(5)依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为__%__(用相关字母表示)。(6)误差分析。按上述实验步骤测得该样品中小苏打的质量分数__偏大__(填“偏大”“偏小”或“准确”)，理由是__加热样品前没有把装置中的空气排出__。5．(2022·呼和浩特)根据大量的实验总结得出酸碱盐之间相互发生复分解反应的条件是：生成物中有沉淀、气体或水。依据该条件，某化学小组的同学推断稀硫酸和氯化镁溶液不能发生复分解反应。为了进一步确认该推断的可靠性，该小组同学将一定量稀硫酸和一定量氯化镁溶液在烧杯中混合后，进行了如下探究活动。(1)甲同学取烧杯中混合溶液分别进行以下两个实验，记录实验现象如下。请依据实验现象填写实验结论：实验实验现象实验结论溶液变红溶液中含有__H＋__(写离子符号)产生白色沉淀溶液中含有__SO__(写离子符号)【甲同学的结论】稀硫酸与氯化镁溶液没有发生反应15\n(2)乙同学看到甲同学的实验报告后，认为甲同学的结论不正确，原因是__可能反应后硫酸有剩余__。为了进一步确认两者没发生反应，还需检验烧杯内的混合液中是否含有氯化镁。于是，乙同学设计了如下两个实验：①取少量烧杯内的混合液于试管中，逐滴加入过量的__氢氧化钠__溶液，证明了混合液中含有Mg2＋。整个实验过程中乙同学观察到的实验现象是__产生白色沉淀__。②乙同学另取少量烧杯内的混合液，通过实验成功地检验出混合液中含有Cl－。他设计的方案为__向反应后的溶液中加入过量的稀硝酸，然后加入硝酸银，产生白色沉淀__(写出操作和现象)。【总结】通过上述实验，该小组同学证明了稀硫酸和氯化镁溶液确实没有发生反应。15
