第四十四讲实验探究——基础篇2022新题赏析题一：某小组同学用盐酸和氢氧化钙对酸和碱的中和反应进行探究，请你参与。甲同学向盛有氢氧化钙溶液的烧杯中加入盐酸，无明显现象。结论：两种物质未发生反应。乙同学向盛有氢氧化钙溶液（滴有几滴酚酞溶液）的试管中慢慢滴加盐酸，溶液由①色变为无色。结论：两种物质发生了反应。反应的化学方程式为②。大家认为乙的实验证明盐酸与氢氧化钙发生了中和反应，并对甲的实验继续探究。【提出问题】甲实验后的溶液中有什么溶质？【作出猜想】猜想一，只有CaCl2；猜想二，有CaCl2和Ca(OH)2；猜想三，有CaCl2和HCl。【实验探究】为验证猜想，丙同学设计了方案1和方案2，并按方案进行实验。【实验结论】丙认为猜想三正确。【实验评价】丙的实验操作和方案中有不足之处，其不足之处是③。大家讨论后通过方案3即证明了猜想三正确，其实验中应观察到的现象为④。【实验拓展】为节约资源和避免实验废液对环境污染，小组同学将方案1和方案3及甲实验后烧杯中剩余溶液混合（混合时未见明显现象），并对混合液中的盐分离回收。请将相关内容填入下表。要分离的盐所用试剂主要操作题二：根据表中信息，请回答下列问题：部分碱、酸、盐的溶解性表（20℃）阴离子阳离子OHCl-H+溶、挥溶、挥溶溶、挥溶K+溶溶溶溶溶溶Na+溶溶溶溶溶溶12\nBa2+溶溶溶不不不Ca2+微溶溶微不不Cu2+不溶溶溶—不说明：“溶”表示那种物质可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水，“挥”表示挥发性，“—”表示那种物质不存在或遇到水就分解了。（1）CaCO3属于______（填“可溶物”、“微溶物”或“不溶物”）。（2）表中可溶于水的硫酸盐有______种。（3）在溶液中，磷酸钠与氯化钙能否发生复分解反应？若能，写出化学方程式；若不能，说明理由：________________________。（4）某同学将盐酸倒入Ba(OH)2溶液中，得到溶液甲。①溶液甲中溶质的组成情况可能有______种。②实验设计：探究溶液甲中可能含有的溶质。a.探究溶液甲中是否含盐酸方案编号实验操作实验现象1取少量溶液甲于试管中，加入铁粉是否_________b.探究溶液甲中是否含Ba(OH)2方案编号实验操作实验现象2取少量溶液甲于试管中，加入_______溶液是否产生蓝色沉淀3取少量溶液甲于试管中，加入Na2SO4溶液是否产生白色沉淀上述三个方案中有一个不合理，请指出不合理的方案编号并说明理由：______________。12\n③欲从溶液甲中获得纯净的BaCl2固体，应采取的简单操作是____________________________。题一：化学实验小组的同学在用锌粒与如图所示硫酸溶液（试剂瓶标签部分被腐蚀）反应时，发现有气泡产生，并闻到有刺激性气味。他们对此气体的成分进行了探究。【提出问题】锌粒加入该硫酸溶液反应生成的气体是什么？【查阅资料】①浓硫酸能与锌反应，但不产生氢气，也不会产生氧气，能生成二氧化硫气体；②SO2有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种红色色素）溶液褪色。【猜想与假设】甲同学认为：气体可能是H2；乙同学认为：气体可能是SO2；丙同学认为：气体还可能是________________。【实验探究】为了验证上述猜想，同学们在老师的指导下设计了如下图的装置（部分夹持器材略去，假设每个能发生的反应都完全进行）进行探究：（1）图Ⅰ中a仪器的名称是________，图Ⅱ中D处气体发生装置可选图Ⅰ的________（填字母序号）。12\n（2）实验开始后，观察到E中品红溶液褪色，证明气体中含有________。（3）H装置的作用是________________，写出发生反应的化学方程式：________________。（4）F装置的作用是________________。（5）G装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的气体，目的是________________；加热一段时间后，观察到________________，证明气体中含有H2。【实验结论】________同学的猜想是正确的。【反思与交流】①锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫，为什么在反应过程中又产生了氢气呢？用文字简述原因：________________________________________。②锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以产生硫酸锌，如果需要制取硫酸锌，用锌与稀硫酸反应的优点是________________（任填一种合理的答案）。题一：化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。（1）某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验。①写出一个双球管中可能反应的化学方程式________________。②挤压右滴管并微热燃烧管，白磷燃烧而红磷不燃烧，由此可说明燃烧需要_______。③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧，消耗氧气最多的是_____。（2）实验室可利用下图实验装置制取纯净、干燥的CO，然后用CO还原Fe2O3并检验气体产物。已知CO发生装置中的反应为：H2C2O4H2O+CO2↑+CO↑①A装置中能观察到的现象是___________________。②写出B装置中反应的化学方程式__________________。③要达到实验目的，装置中导管接口从左到右的连接顺序为：一氧化碳发生装置接_________、_______接_______、_______接_______、______接_______。12\n④从环保角度考虑，还需对以上装置进行改进，改进措施为_________________。（3）将30.9g氯酸钾（KClO3）和二氧化锰的固体混合物装入试管中，加热制取氧气，同时生成氯化钾。待反应完全后，将试管冷却，称量，可以得到21.3g固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量。题一：兴趣小组获得两包制作“跳跳糖”的添加剂，一包是柠檬酸晶体，另一包是标注为钠盐的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水，混合后产生了使澄清石灰水变浑浊的气体。于是对白色粉末的化学成分进行了以下探究：【提出猜想】猜想1.碳酸钠；猜想2.碳酸氢钠；猜想3.碳酸钠和碳酸氢钠【查阅资料】①碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性；②碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解。【实验探究】小月、小妮分别对有关猜想设计方案并进行实验：实验操作实验现象实验结论小月将白色粉末溶于水后用pH试纸测定其酸碱度pH_____7（填“＞”、“＜”或“=”）溶液呈碱性，猜想1成立小妮用如图所示的装置进行实验试管A中有水珠产生，试管B中液体变浑浊猜想2成立，试管B中反应的化学方程式为________。12\n【交流反思】大家一致认为小月和小妮的结论不准确：（1）小月实验结论不准确的原因是________________________；（2）小妮的实验方案不能排除白色粉末是否含有________。【继续探究】小戚称取mg白色粉末与足量稀盐酸反应，充分反应后生成二氧化碳的质量为ng，通过计算并分析实验数据确定猜想3正确，则n的取值范围为_____________________（用含m的代数式表示）。【结论分析】探究后他们核查到添加剂的成分是柠檬酸和碳酸氢钠，分析后认为白色粉末中的碳酸钠是由碳酸氢钠分解产生的。【拓展应用】下列物质常温下放置一段时间也会分解的是________（填序号）。A.浓硫酸B.氢氧化钠C.碳酸氢铵D.氯化钠题一：高锰酸钾在生产、生活中有广泛应用。实验小组对高锰酸钾的某些性质进行研究。Ⅰ.不稳定性（1）如图所示进行实验，受热分解的化学方程式为________________，3.16gKMnO4产生O2的质量为________g。（2）用向上排空气法收集O2的原因是________________________。Ⅱ.腐蚀性【查阅资料】KMnO4溶液呈中性、有腐蚀性。【进行实验】Ⅰ.实验1：将新鲜鸡皮在不同浓度的KMnO4溶液中浸泡相同时间，现象如下表。12\nKMnO4溶液浓度0.002％0.01％0.1％1％鸡皮的变化无明显变化边缘部分变为棕黄色全部变为棕色全部变为黑色实验2：将铜片分别浸泡在4种溶液中相同的时间，现象如下表。编号①②③④实验铜片质量实验前0.540.540.540.5418小时后0.540.520.540.43【解释与结论】Ⅱ.（3）实验1的目的是________________________________________。（4）实验2中通过对比②和④，得出的结论是________________________。（5）实验2中，欲得出“KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性”的结论，需要对比_______（填编号）。（6）实验2中，铜片被腐蚀的反应如下，补全该反应的化学方程式。5Cu+2KMnO4+8H2SO4=5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+□_________12\n实验探究——基础篇2022新题赏析题一：①红②Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O③方案1中pH试纸的操作不对；方案2中加入AgNO3溶液产生白色沉淀说明溶液中有Cl-，但并不能说明溶液中一定有CaCl2④先有气体产生，后有白色沉淀产生要分离的盐所用试剂主要操作CaCl2、NaClNa2CO3、HCl混合物中加入Na2CO3溶液至不再产生沉淀，过滤，将滤液加热蒸发即得NaCl；向固体中加HCl至不再产生气体，对反应后的溶液加热蒸发即得CaCl2。详解：①由于氢氧化钙与盐酸发生的中和反应无明显现象，因此可借助酚酞试液充当该反应的“裁判”，先向氢氧化钙溶液中滴加无色酚酞试液，溶液会变成红色，然后再向变红的氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸，当溶液由红色恰好变为无色时，表明氢氧化钙与盐酸恰好完全中和；②反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O；③方案1中，将pH试纸直接浸入待测液中的操作不正确，这样会导致pH试纸因浸泡而发生颜色的变化，增大测量误差，正确的操作应该是用玻璃棒沾取待测液滴到pH试纸上；方案2中，能够与AgNO3溶液发生化学反应产生白色沉淀的物质可以是HCl，也可以是氯化物（即溶液中有Cl-的物质），因此并不能得出溶液中一定有CaCl2的实验结论；④另外，也可用向样品溶液中加碳酸钠溶液的方法，验证甲实验后的溶液中含有CaCl2和HCl（猜想三），若先有气体产生，后有白色沉淀产生：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑、CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl，则可证明猜想三正确；方案1所得溶液与甲实验后烧杯中剩余的溶液的成分一致（含有CaCl2和HCl），方案3将CaCl2和HCl转化为NaCl，则将以上溶液混合后，溶液中含有的盐是CaCl2和NaCl，可通过向其中加入适量Na2CO3的方法，将其中的CaCl2先全部转化为碳酸钙沉淀和NaCl，经过滤、蒸发可得到NaCl；然后向滤渣中加入稀盐酸：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，将CaCO3全部转化为CaCl2，从而实现两种盐的分离。题二：（1）不溶物（2）3（3）能2Na3PO4+3CaCl2=Ca3(PO4)2↓+6NaCl（4）①3②a.有气泡产生b.Cu(NO3)2（或CuCl2，其他合理答案均可）3号不合理，因为溶液中含有BaCl2，不论是否含有Ba(OH)2均会产生白色沉淀（其他合理答案均可③测溶液甲的pH，若pH≤7，蒸发结晶；若pH>7，向溶液甲中加入盐酸至溶液pH≤7，再蒸发结晶12\n（其他合理答案均可）详解：（1）由题给溶解性表可知CaCO3为不溶物。（2）表中可溶于水的硫酸盐有硫酸钠、硫酸钾和硫酸铜三种。（3）磷酸钠与氯化钙反应能生成氯化钠和不溶于水的磷酸钙，化学方程式为2Na3PO4+3CaCl2=Ca3(PO4)2↓+6NaCl。（4）①盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水，反应后溶液中溶质一定含有氯化钡；当盐酸剩余时，溶液中溶质还含有HCl；当氢氧化钡剩余时，溶液中溶质还含有Ba(OH)2，故溶液中的溶质有三种情况：BaCl2；BaCl2和HCl；BaCl2和Ba(OH)2。②a.溶液中若含有盐酸，加入铁粉，会产生气泡，反之不产生气泡；b.蓝色沉淀为氢氧化铜，溶液中加入试剂生成氢氧化铜，说明加入的试剂为可溶性铜盐，如硝酸铜或氯化铜；溶液中一定含有氯化钡，加入的硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，无论是否含有氢氧化钡都会产生白色沉淀，故方案3不合理；③溶液甲中一定含有BaCl2，可能含有HCl或Ba(OH)2，若含有氯化氢，直接加热蒸发结晶即可除去；若含有氢氧化钡，可加入盐酸将氢氧化钡反应掉，然后蒸发结晶。因此可测定溶液甲的pH，若pH≤7，蒸发结晶；若pH＞7，加入盐酸至溶液pH≤7，再蒸发结晶。题一：【猜想与假设】H2和SO2【实验探究】（1）长颈漏斗 B或C（2）SO2（3）吸收SO2 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O（4）吸收水蒸气（5）排尽装置内的空气 黑色固体变红【实验结论】丙【反思与交流】①随着反应的进行浓硫酸变成了稀硫酸②只产生氢气或无污染（合理答案均可）详解：【猜想与假设】气体还可能是H2和SO2的混合物。【实验探究】（1）由题图知a是长颈漏斗；根据反应物的状态和反应条件可知选取的发生装置为B或C。（2）由资料知SO2有刺激性气味，易溶于水，能使品红溶液褪色，观察到E中品红溶液褪色，证明气体中含有二氧化硫。（3）生成的二氧化硫会造成空气污染，所以用氢氧化钠溶液吸收，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水。12\n（4）浓硫酸具有吸水性，所以F装置中的浓硫酸可以除去混合气体中的水蒸气。（5）氢气与空气混合在加热时可能发生爆炸，因此，在加热前要先通一段时间的气体，把装置内的空气全部排出；氢气能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，会观察到黑色固体变红色。【实验结论】由以上分析得出气体中既有氢气，也有二氧化硫，故丙同学的猜想正确。【反思与交流】①随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，锌与稀硫酸反应生成氢气。②锌与浓硫酸反应会生成污染空气的二氧化硫，而与稀硫酸反应生成氢气，不会污染空气。题一：（1）①2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑（或2H2O22H2O+O2↑）②温度达到可燃物着火点③磷（2）①Ca(OH)2溶液变浑浊②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③h、g、e、f、c（或d）d（或c）b④将尾气点燃或进行收集等，防止CO污染空气（3）生成氧气的质量为30.9g-21.3g=9.6g，设原固体混合物中氯酸钾的质量为x。2KClO32KCl+3O2↑24596x9.6g解得：x=24.5g答：原固体混合物中氯酸钾的质量为24.5g。详解：（1）①双球管中分别装有石灰石、二氧化锰，当滴管中的液体滴下时，分别产生二氧化碳和氧气，书写化学方程式时注意标注反应条件、气体符号并配平；②挤压右滴管后，过氧化氢溶液与二氧化锰混合可产生氧气，燃烧管内有白磷和红磷，微热燃烧管后，白磷达到着火点而燃烧，红磷未达到着火点，不能燃烧，由此可说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点；③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧，化学方程式分别为4P+5O2点燃2P2O5、3Fe+2O2点燃Fe3O4、2Mg+O2点燃2MgO，金属与氧气的质量比分别为124:160=，168:64=1:，48:32=1:，故等质量的三种物质完全燃烧时，消耗氧气最多的是磷。（2）①CO还原Fe2O3生成CO2，因此A装置中观察到氢氧化钙溶液变浑浊；②B装置中发生的是一氧化碳还原氧化铁的反应，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO212\n，注意标注反应条件和配平；③本实验的目的是制取纯净、干燥的一氧化碳并验证气体产物，因此要先通过D装置除去二氧化碳，然后通过C装置除去水蒸气，接着通入B装置还原氧化铁，最后通入A装置验证气体产物，并且洗气及检验气体产物时，气体要“长进短出”，因此装置中导管接口从左到右的连接顺序为：一氧化碳发生装置接h、g接e、f接c（或d）、d（或c）接b；④题装置中没有尾气处理装置，可在装置末把尾气点燃或收集起来。（3）根据质量守恒定律可知，固体减少的质量即为生成氧气的质量，则氧气的质量为：30.9g-21.3g=9.6g；然后利用氯酸钾分解的化学方程式即可计算出原固体混合物中氯酸钾的质量。题一：【实验探究】＞CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O【交流反思】（1）碳酸氢钠溶液也呈碱性（2）碳酸钠【继续探究】＜n＜或＜n＜或0.42m＜n＜0.52m【拓展应用】C详解：【实验探究】由资料①知，碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性，故小月测出溶液的pH＞7；小妮将粉末加热，生成了水和能使澄清石灰水变浑浊的气体二氧化碳，因此B中反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。【交流反思】（1）小月实验结论不准确是因为碳酸氢钠溶液也呈碱性，因此不能仅依据溶液的pH＞7就断定猜想1成立；（2）小妮把粉末加热后，产生了二氧化碳和水，同时生成碳酸钠，但不能排除原来粉末中是否含有碳酸钠。【继续探究】小威称取mg白色粉末与足量稀盐酸反应，充分反应后生成二氧化碳的质量为ng，若把mg白色粉末都看成碳酸钠，则根据化学方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，可计算出n＝；若把mg白色粉末都看成碳酸氢钠，则根据化学方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，可计算出n=，因此，n的取值范围为＜n＜或＜n＜或0.42m＜n＜0.52m。【拓展应用】碳酸氢铵放置在空气中容易分解生成氨气、水、二氧化碳；浓硫酸、氢氧化钠、氯化钠在常温下放置一段时间不会分解，故选C。题二：（1）2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑0.32（2）氧气的密度比空气略大12\n（3）探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系（4）其他条件相同时，酸性高锰酸钾溶液浓度越高对铜的腐蚀性越强（5）①②③（6）8H2O详解：Ⅰ.（1）设3.16gKMnO4受热分解产生O2的质量为x。2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑316323.16gx解得：x=0.32g（2）根据氧气的密度比空气大，所以用向上排空气法。Ⅱ.（3）实验1是完成不同浓度的高锰酸钾溶液对鸡皮的腐蚀程度的分析，腐蚀现象差异是由实验变量造成的。该实验的目的是探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系。（4）通过比较实验2中的②和④可以看出，两者除了高锰酸钾浓度不同，其余反应条件相同，可以得出结论酸性高锰酸钾溶液浓度越高对铜的腐蚀性越强。（5）①证明KMnO4溶液单独作用下铜片不被腐蚀；③证明H2SO4溶液单独作用下铜片也不被腐蚀；②证明KMnO4与H2SO4共同作用时对铜才有腐蚀性。由此得出结论。（6）根据质量守恒定律，在化学反应前后，原子的种类和数目不变，得出化学方程式应为5Cu+2KMnO4+8H2SO4=5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+8H2O。12
