（4）变质类探究——2022届中考化学科学探究题型专练

（4）变质类探究

1.小娟同学发现，上个月做化学实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，小娟和同学们进行了如下探究活动。

【提出问题】该瓶氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度？

【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。

【猜想假设】①该溶液没有变质；

②该溶液全部变质；

③该溶液部分变质。

【进行实验】小娟和同学们按如下方案进行了实验。

【问题讨论】

（1）操作Ⅰ的名称是__________。

（2）写出产生白色沉淀的化学反应方程式：__________。由此现象可得出：猜想__________（填序号）错误。

（3）结合操作Ⅰ和Ⅱ，若“现象X”是溶液不变色，则猜想__________（填序号）正确；若“现象X”是__________，则猜想③正确。

【拓展应用】

（1）小娟和同学们通过以上实验探究得出，实验室保存氢氧化钠溶液的方法是__________。

（2）如果氢氧化钠溶液中混有少量碳酸钠杂质，常加入适量__________[填“”或“”]除去。

2.化学实验室常用的干燥剂“碱石灰”是由固体烧碱（NaOH）和生石灰（CaO）组成的混合物，极易与空气中水蒸气和反应而变质。某探究小组对一瓶久置空气中的“碱石灰”作了如下探究：

【假设与猜想】

猜想Ⅰ：没有变质，“碱石灰”只含有CaO、固体NaOH；

猜想Ⅱ：已完全变质，“碱石灰”全部变成了和。

则CaO与水反应的化学方程式为___________。

【活动与探究】如图所示：

【解释与结论】（1）若、和投入到水中不会放热，则由操作②现象判断：猜想Ⅱ______（填“成立”或“不成立”）。

（2）操作④发生反应的化学方程式为______________；由操作⑤⑥的现象判断：滤液中含有____（写化学式）；由此判断猜想Ⅰ_________（填“成立”或“不成立”）。

（3）综合（1）和（2）的结论，判断该样品变质情况为__________。

【应用与拓展】由上述实验说明，化学实验室中干燥剂“碱石灰”应采用的保存方法为_________；操作③中玻璃棒的作用是_____。

3.某同学发现，做实验用的NaOH溶液忘记盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们开始进行实验探究。

【提出问题】溶液中的溶质是什么？

【猜想与假设】A同学：该溶液没有变质，含有NaOH；

 B同学：该溶液全部变质，含有；

C同学：溶液部分变质，含有NaOH和。

【查阅资料】B同学为了验证自己的猜想，取少量溶液于试管中，向其中滴加少量的稀盐酸，观察到无明显现象。由此B同学得出结论：自己的猜想不成立，A同学的猜想成立。

【评价与交流】请你评价B同学的结论：__________________。

同学们经过讨论后一致认为B同学在验证自己的猜想时，若将所加试剂调换成足量的另一种试剂____________（填化学式），观察到有__________产生，待不反应后，继续滴加________，既能验证自己的猜想，也能确定溶液中溶质的成分。

C同学通过该方案进行实验，最终确定了溶液中的溶质成分。

【归纳与总结】通过上述实验我们能够总结出：在确定氢氧化钠的变质程度时，一般先___________，再____________，就可以确定溶液中的溶质成分。

4.小明发现某食品包装袋中有一个小袋，上面标有“成分：生石灰、铁粉；作用：防潮、防氧化”等字样。他想了解袋内粉末是否已失效，取少量粉末在水中充分溶解，滴入无色酚酞发现不变色。通过查阅资料获知，常温下铁在空气中不能反应生成和FeO。于是对粉末成分作出如下猜想：

猜想一：可能是和Fe；

猜想二：可能是和；

猜想三：可能是______。

【实验设计】小明设计了如图所示的实验：

【实验与分析】

（1）向A装置中加入稀盐酸，B装置中出现浑浊现象，证明样品中含有。

（2）若粉末中含有Fe，装置E中应观察到的现象是______。

【评价与反思】上述实验中，如果将E装置去掉，是否还能验证粉末中含有Fe，请说明理由：______。

5.某化学小组用熟石灰配制石灰水时，发现装满熟石灰的塑料试剂瓶已经破埙。

【提出向题1】试剂是否变质？

【猜想】①没有变质，成分是氢氧化钙

②全部变质，成分是碳酸钙

③部分变质，成分是氢氧化钙和碳酸钙

【进行实验1】

【提出问题2】如何测定试剂中碳酸钙的质量分数？

【进行实验2】小丽同学设计了如图甲所示装置进行碳酸钙的质量分数测定：

取一定质量的样品放入锥形瓶中，加入过量稀盐酸（不考虑稀盐酸的挥发）测量装置C在反应前后的总质量，即可计算出试剂中碳酸钙的质量分数。请写出稀盐酸与碳酸钙发生反应的化学方程式：_____________________。

说明：装置气密性良好，操作无误，各步反应完全。

【反思与评价】

（1）小明同学认为小丽得到的结果有较大的误差，理由是_____________。

（2）小明同学用如图乙所示装置（注射器活塞的摩擦力很小，忽略不计），完成测量。注射器除了贮存、加注稀盐酸外，还有的作用是_________________。

6.中国医学著作博大精深，许多化学物质很早就出现在了我国医书中。如李时珍的《本草纲目》中就有绿矾（）的相关记载。绿矾又名皂矾、青矾，性酸、凉、无毒，主要药用功能是除湿、解毒、收敛、止血。

（1）请写出铁与稀硫酸反应的化学方程式：___________。

（2）某实验小组欲用久置的硫酸亚铁溶液制备绿矾（）晶体，小明同学提出该硫酸亚铁溶液可能变质了，于是进行了以下探究活动：

【查阅资料】

①易被空气中的氧气氧化成而变质。

②在溶液中呈浅绿色，在溶液中呈黄色。

③的检验：向含的溶液中滴加无色的KSCN（硫氰化钾）溶液，溶液会变为血红色。

【猜想与假设】猜想Ⅰ：该硫酸亚铁溶液没有变质；

猜想Ⅱ：该硫酸亚铁溶液已经变质。

【设计实验并验证】

【实验拓展1】下列各组物质在溶液中能大量共存，且形成无色溶液的是___________。

A.、、

B.

C.

D.

【实验拓展2】该实验小组继续查阅资料得知，单质铁能与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁。于是向上述久置的硫酸亚铁溶液中加入过量铁粉，写出其中的化学方程式：___________。

7.某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钙固体的化学成分产生了兴趣，他们根据自己所学知识进行如下探究：

【提出问题】该瓶药品的化学成分是什么？

【查阅资料】（1）氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应而变质。

（2）氢氧化钙的溶解度曲线如图：

【猜想假设】猜想一：；

猜想二：_______；

猜想三：。

【实验验证】

【得出结论】甲同学认为猜想二正确。

【反思交流】

（1）乙同学认为甲同学的结论不合理，他认为猜想_______也可能正确，原因是_______。

（2）丙同学认为要想验证猜想二正确，还需做如下实验：取实验（1）中未溶解固体于试管中，向试管中滴加适量稀盐酸，如有_______，则猜想二正确。

【拓展提升】要想验证反应后物质的成分，除需验证有生成物以外，还应考虑反应物是否_______。

8.化学老师交给某研究性学习小组一个任务：测定实验室里一瓶久置的NaOH固体是否变质。该小组的同学进行了如下实验探究：

（提出问题）

猜想Ⅰ：没变质，全部是_____；

猜想Ⅱ：部分变质，既含有NaOH又含有；

猜想Ⅲ：完全变质，全部是。

（查阅资料）

部分盐溶液在常温下的pH如下：

（设计方案并进行实验）

（分析）滴加过量溶液的目的是_______。

（实验结论）通过实验，说明上述猜想中_______（填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）是正确的。

（拓展）该小组同学为测定出该NaOH固体的变质程度，继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥，称得其质量为9.85g，则原试剂中NaOH的质量分数为_______（假定试剂中无其他杂质，忽略实验损耗）。

（反思）久置氢氧化钠变质的原因是：______（用化学方程式表示）。

（提升）能否通过取适量试剂溶于水，然后滴加酚酞的方法作出判断：______（填“能”或“不能”），理由是_____。

答案以及解析

1.答案：【问题讨论】（1）过滤

（2）；①

（3）②；溶液变红色

【拓展应用】（1）密封保存

（2）

解析：【问题讨论】（1）操作Ⅰ得到的是固体和液体，故操作Ⅰ的名称是过滤。

（2）加入的氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，由于有白色沉淀生成，说明原样品中含有碳酸钠，故猜想①错误。

（3）加入酚酞试液，“现象X”是溶液不变色，则说明样品中不含有氢氧化钠，从而说明猜想②正确；若“现象X”是溶液变红，说明含有氢氧化钠，则猜想③正确。

【拓展应用】（1）由于氢氧化钠能与二氧化碳反应，故需要密封保存。

（2）要除去氢氧化钠中的碳酸钠，加入的试剂需要将碳酸根离子反应掉，且不能产生新的杂质，氢氧化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，而氯化钡与碳酸钠反应生成了氯化钠，有新杂质，故选氢氧化钡。

2.答案：【假设与猜想】

【解释与结论】（1）不成立

（2）；；不成立

（3）部分变质

【应用与拓展】密封；引流（或导流），防止溶液外溅

解析： 【假设与猜想】直接写出氧化钙和水反应的化学方程式。

【解释与结论】（1）和投入到水中不会放热，而步骤②中放出热量，所以猜想Ⅱ不成立。

（2）向滤渣中加入稀盐酸产生气体，可以知道该滤渣中含有碳酸钙，向滤液中加入稀盐酸和氢氧化钙后产生了气体和沉淀，可以判断在滤液中含有碳酸钠，这说明在固体中有碳酸钙和碳酸钠，所以猜想Ⅰ不成立，操作④发生反应的化学方程式为。

（3）结合实验，可以判断干燥剂是部分变质。

【应用与拓展】对于能够和空气中的成分反应而发生变质的物质，必须密封保存，在过滤时玻璃棒的作用是引流，防止溶液外溅。

3.答案：【评价与交流】B同学的结论错误，如果溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠，少量的稀盐酸会先与氢氧化钠反应，所以也看不到有气泡产生；；白色沉淀；酚酞溶液

【归纳与总结】加入足量的中性试剂除去碳酸钠；滴加试剂验证氢氧化钠是否存在

解析：因为氢氧化钠也能与盐酸反应，此反应过程中没有明显现象产生，所以B同学加入少量的盐酸后，根据现象得出的结论是不准确的，应该加入过量的盐酸；可将碳酸根离子转化为沉淀来进行检验，可通过加入硝酸钙溶液，观察是否生成白色沉淀的方法进行，至不再产生沉淀后，再滴加酚酞溶液，根据溶液是否变红色，证明原溶液中有没有氢氧化钠存在。

4.答案： 和Fe

【实验与分析】（2）无水硫酸铜变蓝

【评价与反思】能，因为仍能通过D中CuO的颜色变化来判断

解析：因为生石灰在空气中与水蒸气反应生成氢氧化钙，氢氧化钙又能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，又因为取少量粉末在水中充分溶解，滴入无色酚酞发现不变色，说明粉末中不含有氢氧化钙，则样品中的氧化钙完全变质转化为碳酸钙；铁在常温下能与空气中的水和氧气反应生成铁锈，即，而不能反应生成和，所以粉末中可能含有的是和剩余Fe。

【实验与分析】（2）若粉末中含有铁，则铁与稀盐酸反应生成氢气，氢气能还原氧化铜生成铜和水，无水硫酸铜遇水变蓝，所以在装置E中可能观察到的现象是无水硫酸铜变蓝。

【评价与反思】因为氢气还原氧化铜的现象是黑色固体逐渐变红，所以如果不添加E装置，也能证明粉末中铁的存在。

5.答案：【进行实验1】酚酞溶液变红色；盐酸；产生气泡

【进行实验2】

【反思与评价】（1）反应生成的二氧化碳不能被氢氧化钠溶液全部吸收

（2）测定生成二氧化碳的体积

解析：【进行实验1】取样品于试管中，加水，滴入2~3滴酚酞溶液，酚酞溶液变红色，说明溶液中含有氢氧化钙。向试管中继续加入过量的稀盐酸，产生气泡，是因为碳酸钙和盐酸反应生成了二氧化碳。

【进行实验2】稀盐酸与碳酸钙发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为。

【反思与评价】（1）小明同学认为小丽得到的结果有较大的误差，理由是反应生成的二氧化碳不能被氢氧化钠溶液全部吸收，一部分留在A、B装置中。

（2）注射器除了贮存、加注稀盐酸外，还有的作用是测定生成二氧化碳的体积，即反应前后注射器的刻度差即为生成二氧化碳的体积。

6.答案：（1）

（2）【设计实验并验证】KSCN（或硫氰化钾）；该硫酸亚铁溶液已经变质

【实验拓展1】D

【实验拓展2】

解析：（1）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，对应的化学方程式为。

（2）【设计实验并验证】由于试管中溶液变成血红色，根据资料“向含的溶液中滴加无色的KSCN（硫氰化钾）溶液，溶液会变为血红色”，可知加入的是KSCN溶液，检测到铁离子的存在，所以实验结论为“该硫酸亚铁溶液已经变质”，即猜想Ⅱ正确。

【实验拓展1】A项，中，硫酸铜本身呈蓝色，且能和氢氧化钡反应成沉淀，而氯化铵和氢氧化钡反应生成氨气，所以不能共存，故选项A错误；B项，中，硫酸亚铁呈浅绿色，能共存但不是无色溶液，故选项B错误；C项，中，氯化铁呈黄色，氯化铁和氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，氢氧化钠和氯化氢反应生成氯化钠和水，不能共存，故选项C错误；D项，彼此不反应，且无色，能共存，故选项D正确。故选D。

【实验拓展2】该实验小组继续查阅资料得知，单质铁能与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁，向题述久置的硫酸亚铁溶液中（根据上面的信息可知是变质成硫酸铁）加入过量铁粉，硫酸铁和铁反应生成硫酸亚铁，对应的化学方程式为。

7.答案：【猜想假设】

【实验验证】溶液由无色变成红色

【反思交流】（1）一；氢氧化钙微溶于水，烧杯底部较多未溶解的固体可能是氢氧化钙

（2）气泡产生

【拓展提升】有剩余

解析：【猜想假设】氢氧化钙能够和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙而变质，若完全变质则药品中只有碳酸钙，若没有变质则药品中只有氢氧化钙，若部分变质则药品中有碳酸钙和氢氧化钙。

【实验验证】已知实验结论为样品中含有，则实验现象为无色酚酞溶液变红。

【反思交流】（1）氢氧化钙微溶于水，烧杯底部较多未溶解的固体可能是氢氧化钙，猜想一也可能是正确的。

（2）取实验（1）中未溶解固体于试管中，向试管中滴加适量稀盐酸，如有气泡产生，说明固体中含有碳酸钙，则猜想二正确。

【拓展提升】要想验证反应后物质的成分，除需验证生成物以外，还应考虑反应物是否有剩余。

8.答案：NaOH

产生白色沉淀；干燥、洁净的玻璃棒；标准比色卡；NaOH

验证碳酸钠的存在并将碳酸钠除尽，防止其对氢氧化钠的验证产生干扰

猜想Ⅱ

47%

不能；氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，都能使无色酚酞试液变红色

解析：提出问题：氢氧化钠容易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水；如果没有变质，那么全部为氢氧化钠固体，故猜想Ⅰ：没变质，全部是NaOH。

设计方案并进行实验：①实验操作为，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，实验结论为久置固体中，一定含有，因为氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀，故实验现象为产生白色沉淀。

②实验步骤①中加入过量的氯化钡，充分反应后的上层清液溶液一定含有碳酸钠与氯化钡反应生成的氯化钠和过量的氯化钡，由题意可知，氯化钠和氯化钡溶液显中性，但是实验现象为pH=11，显碱性，说明久置固体中，还一定含有碱性的氢氧化钠（NaOH）。实验操作是测定pH，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在pH试纸上，变色后，与标准比色卡比较，测出pH。

分析：碳酸钠溶液pH>7，显碱性；滴加过量溶液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，可以验证碳酸钠的存在并将碳酸钠除尽，防止其对氢氧化钠的验证产生干扰。

实验结论：通过实验说明固体中含有氢氧化钠和碳酸钠，故上述猜想中猜想Ⅱ是正确的。

拓展：设样品中碳酸钠的质量为，

样品中氢氧化钠的质量分数为。

反思：氢氧化钠变质是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：。

提升：氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，都能使无色酚酞试液变红色，故不能通过试剂溶于水，然后滴加酚酞的方法作出判断。