专题13 课外实验拓展的探究（含答案）【实验攻略】备战2024年中考化学实验

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学习小组同学通过课外学习了解到Na能在CO2中燃烧，小组同学对Na在CO2中燃烧的产物进行了下列拓展学习与探究。
【查阅资料】①白色氧化钠溶于水会生成氢氧化钠。②Na2CO3溶液显碱性。
【小组交流】
(1)制取并收集一瓶纯净、干燥的CO2气体，将燃着的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO2中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色固体物质。生成的黑色固体单质是 。
【提出问题】Na在CO2中燃烧的产物中白色物质是什么？
【作出猜想】
(2)猜想一：氧化钠；猜想二：碳酸钠；猜想三： 。
【验证猜想】
(3)
由此同学们认为猜想三正确。
【小组讨论】
(4)在老师的指导下，通过讨论，同学们认识到由上述实验探究不能确定白色物质中一定有氧化钠，其理由是 。
为了进一步确定白色物质中是否含有氧化钠，继续进行如下探究。
【继续探究】
甲组方案
(5)
通过以上探究，确定了猜想三成立。
(6)某同学分析后指出甲组方案不科学，理由是 。应该将甲组方案中的Ba(OH)2溶液改为 溶液才合理。
(7)同学们由该实验总结得出：证明NaOH和Na2CO3同时存在的思路是 ．
乙组方案：取5.3克白色固体样品进行下列操作：

(8)该组同学测得m= g，结合样品质量进行分析，最终得出结论：猜想二正确。
(9)甲方案步骤①经过修改后，发生反应的化学方程式为 。
【拓展应用】
(10) 金属钠能与冷水发生剧烈反应产生氢气，实验室里镁、钠等金属发生火灾时，可以选用的灭火方式是
（填序号）。
A．用水浇灭 B．撒干沙土盖灭 C．用液态二氧化碳灭火器
1．（2023·内蒙古通辽·统考中考真题）工业上可用高温煅烧贝壳制氧化钙。小明对贝壳的成分进行探究并测其含量。
(1)探究贝壳的成分。
【提出猜想】
小明猜想贝壳中含有碳酸钙。
小明猜想的依据之一是化学变化中元素不变，之二是贝壳难溶于水，之三是 。
【查阅资料】
①钙能与水反应生成Ca（OH）2，Ca（OH）2微溶于水。
②若用铁丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈砖红色，则可证明该溶液中含有钙的化合物。
【实验验证】
①取适量贝壳置于大试管中，加入稀盐酸使之溶解，产生 （填颜色和气味）的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。证明贝壳中含有碳酸盐。
②用铁丝蘸取贝壳与稀盐酸反应所得的溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈砖红色。证明贝壳中含有钙的化合物。
【得出结论】
贝壳中含有碳酸钙。
(2)测贝壳中碳酸钙的含量。
【查阅资料】
①Ba（OH）2易溶于水。
②BaCO3难溶于水。
【设计实验】
小明设计如图（夹持装置已略去）所示实验，测贝壳中碳酸钙的含量。

①装置A中NaOH溶液的作用是 。
②装置C中过量Ba（OH）2溶液的作用是 。
【改进实验】
为减少实验药品的使用，小明设计如图所示实验，通过测量二氧化碳体积确定碳酸钙的含量。

①称取四份质量均为ag的贝壳，分别使之与稀盐酸反应，测得二氧化碳体积分别为wL、xL、yL、zL，其中w、x、y相近，z明显偏小，其偏小的原因可能是 （写出一种即可）。
②舍弃①所测z，计算wxy平均值为b，在通常状况下，二氧化碳密度为Pg/L，则贝壳中碳酸钙的质量分数为（用含a、b、P的代数式表示，不必化简） ×100%。
【反思与期待】
受条件所限，小明未能对贝壳中含有的其他成分进行探究，他期待在今后的学习中进一步探究。
2．（2023·四川凉山·统考中考真题）CaCl2可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后，欲对剩余废液的组成进行探究，并制定回收CaCl2的方案。
【提出问题】实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2猜想二：CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份，甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究：
甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成 色，证明猜想二成立。
乙组同学用图1装置进行实验，将80mL一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液，测得数据如图2。

【数据分析】乙组同学对图2数据进行讨论分析，证明猜想二成立。
I.a点的实验现象为 。
Ⅱ.b点发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.c点对应溶液中全部溶质的化学式为 。
【探究活动二】丙组同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2，理由是 。
【交流与反思】甲组同学认为丙组同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其它试剂和仪器的情况下，除去废液中对空气造成污染的物质，建议最好先在废液中加入下面 (填选项序号)试剂。
A．CaO B．Ca(OH)2 C．CaCO3
3．（2023·四川雅安·统考中考真题）化学兴趣小组课外实验时，取出镁条，发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁条放入试管中，倒入一定浓度的盐酸，观察到有气泡产生，试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。
【提出问题】产生的气体是什么？
【查阅资料】（1）灰黑色“外衣”中含有
（2）无水遇水由白色变为蓝色
【猜想假设】猜想一：
猜想二：和水蒸气
猜想三：、水蒸气和气体
(1)猜想三中有气体的理由是 。
【设计实验】为检测产生的气体成分，同学们设计如图所示装置进行实验（部分固定装置略去）

(2)B装置中出现白色沉淀，证明产生的气体中含有 ，写出有关的化学方程式 。
(3)C装置的作用是 。
(4)甲同学观察到装置中无水由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气体中一定含有。乙同学对此提出质疑，理由是 。
(5)若颠倒装置和C装置的安装顺序， （填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是 。
【反思与评价】
(6)从安全角度考虑，你认为实验时应注意 。
4．（2023·四川广安·统考中考真题）在化学课外探究活动中，某兴趣小组进行了“黑面包”实验，向蔗糖（C12H22O11）中加入适量浓硫酸。观察到神奇的现象：蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松的“黑面包”，产生刺激性气味的气体。他们向老师请教后得知：“黑面包”实验的原理——浓硫酸先将蔗糖脱水生成炭，并放出热量，产生的炭再与浓硫酸反应，生成了常见的气体，使炭疏松，形似“黑面包”。该气体成分与木炭和浓硫酸加热时生成的气体相同。在老师的指导下，同学们对“黑面包”实验的气体成分进行了如下探究：
【提出问题】产生气体的成分是什么？
【作出猜想】
猜想一：只含有CO2
猜想二：只含有SO2
猜想三：一定含有CO2和SO2
【初步分析】甲同学根据该气体有刺激性气味认为猜想 不成立。
【查阅资料】
（1）SO2能使品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊。
（2）SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应，使溶液的颜色变浅甚至褪色，且无气体生成。
（3）CO2不能使品红溶液褪色，也不能被酸性高锰酸钾溶液吸收。
【实验设计】同学们设计了如图1的装置进行实验。（部分夹持仪器已略去）

【现象与分析】
【实验结论】猜想三成立。
【拓展延伸】回顾CO2使澄清石灰水变浑浊的原理，类推出SO2也能使澄清石灰水变浑浊的原因 。（用化学方程式回答）
【反思交流】乙同学对图1装置进行了简化，设计了图2的装置并进行实验，观察到装置B中高锰酸钾溶液颜色变浅，装置C中澄清石灰水变浑浊，也得出了同样的结论。该装置中足量酸性高锰酸钾溶液的作用： 。丙同学认为，“黑面包”实验中，炭与浓硫酸反应的产物除上述已验证的物质外，至少还有一种产物，依据是 。
5．（2023·湖南湘潭·统考中考真题）认真阅读下列材料，回答有关问题
材料一：融雪剂又称“化冰盐”，它以氯化钙和氯化钠为主要原料，并可根据需要调整配比，广泛应用于冬季道路、停车场、广场等场所的融雪和防冻，以保证人们出行安全。
材料二：节日燃放的烟花，是很多金属化合物在灼烧时呈现出的各种艳丽色彩。实验中用铂丝蘸取某些金属化合物灼烧时发现：含钠元素的火焰呈黄色，含钙元素的火焰呈砖红色。
I、研究“融雪剂”成分
结合上述材料，某兴趣小组按下图步骤进行实验，并记录实验现象。

【解释与结论】
(1)上述实验验证了样品中含有氯化钙，所依据的实验现象是 。该反应的化学方程式是 。
(2)同学们认为仅通过上述实验，无法确定样品中是否含有氯化钠，理由是 。
Ⅱ、拓展探究
(3)【提出问题】反应后上层清液的溶质成分是什么？
【进行猜想】
猜想一： ；
猜想二：氯化钠和碳酸钠；
猜想三：氯化钠和氯化钙。
【实验验证】
为进一步确定该上层清液的溶质成分，兴趣小组继续设计实验并请你一起完成下面报告
【交流讨论】以上实验是利用化合物之间发生复分解反应产生明显现象来判断物质的存在，复分解反应发生的条件是有气体或 或水生成。
Ⅲ、定量分析
取氯化钠和碳酸钠的固体混合物14.4克于烧杯中，再加入足量的稀盐酸，充分反应，产生气体的质量与稀盐酸的质量关系如图所示。请回答下列问题

(4)反应完全时产生气体的质量是 克。
(5)固体混合物中碳酸钠的质量是多少？（写出具体的解题过程，下同）
(6)A点所示溶液中溶质的质量分数是多少？（计算结果精确到0.1%）
6．（2023·广东深圳·统考中考真题）已知H2与菱铁矿（主要成分FeCO3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：
查阅资料：①H2能与CuO反应生成H2O，H2O能使无水硫酸铜变蓝
②CO2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，反应方程式为 。
(2)对剩余气体成分进行以下猜想：
猜想一：H2 猜想二： 猜想三：CO和H2

浓H2SO4的作用： 。
(3)热处理后的纳米铁粉能够除去地下水中的磷元素，如图所示450℃或者550℃热处理纳米铁粉的除磷率以及pH值如图所示，分析 ℃时以及 （酸性或碱性）处理效果更好。

7．（2023·广东广州·统考中考真题）某学习小组用不同浓度的溶液浇灌植物，研究重金属对植物生长的影响。
(1)该小组首先研究了CuSO4的影响。每次施用的浇灌液均为100mL，配液方案如下：
（本研究所用溶液很稀，密度均近似看作1g/cm3）
①补充盆3的配液数据：a＝ ，b＝ 。
②为了获得严谨的结论，合理设计盆4的配液方案：w＝ ，d＝ 。
(2)该小组还研究了BaCl2的影响。研究结束后该小组将未用完的BaCl2溶液和CuSO4溶液直接混合，准备作无害化处理。
①混合后产生大量白色沉淀，反应的化学方程式为 。
②过滤，所得蓝色滤液中含有的溶质可能是：
假设一：只有CuCl2 假设二：CuCl2和BaCl2 假设三： 。
③设计实验确定蓝色滤液的成分，完成下表：
8．（2023·北京·统考中考真题）下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
【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“”或“”)。
【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， 。
(6)同学们进一步证明了与维生素C能发生反应，实验是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 。
9．（2023·山东潍坊·统考中考真题）镁被誉为“国防金属”，在航空母舰、舰载机，导弹等武器中应用广泛。某化学学习小组观察镁与硫酸铜溶液反应时，产生大量无色气体，同时有蓝绿色不溶物和棕褐色不溶物生成。学习小组对生成物展开以下探究：
【实验一】探究无色气体的成分
【查阅资料】部分盐溶于水后，能与水分子作用解离出或，使溶液显酸性或碱性。
【作出猜想】根据文献资料和元素守恒，对气体成分作出如下猜想：猜想1；；猜想2：；猜想3： 。
【实验探究】小组成员按如图装置进行实验：
【深化探究】分别测量上述硫酸铜溶液和相同溶质质量分数的硫酸钠溶液的，发现硫酸铜溶液的，硫酸钠溶液的。
【结论】硫酸铜溶液显酸性，是由 （填微粒符号）与水分子相互作用的结果；金属镁能与溶液中的反应生成。
【实验二】探究蓝绿色不溶物的成分
【查阅资料】碱式碳酸铜为绿色固体，不溶于水但能溶于酸。
【作出猜想】猜想1：；猜想2：；猜想3：和。
【实验探究】向蓝绿色不溶物滴加足量稀硫酸，不溶物溶解，无气泡产生。则猜想 （填数字）错误。小明同学结合初中所学知识，认为猜想1也不合理，理由是 。
【查阅资料】某种碱式硫酸铜为蓝绿色固体，不溶于水能溶于酸。
【设计实验】请你帮助小明设计方案，验证蓝绿色不溶物中含有。简述实验操作及现象（可供选择的试剂：稀盐酸，稀硫酸，溶液）： 。
【实验三】探究棕褐色不溶物的成分
【查阅资料】
①棕褐色不溶物成分较为复杂，为和中的不确定组成；
②不溶于水，能与稀硫酸发生反应：。
【实验探究】取少量棕褐色不溶物于试管中，滴加稀硫酸至过量，溶液变蓝，试管底部有亮红色固体。
【交流讨论】对棕褐色不溶物成分的推测较多，以下为其中两位同学的讨论：甲同学认为一定有，乙同学反对该观点，认为没有，而是 （填化学式），也能产生上述实验现象，理由是 （结合化学方程式和必要的文字说明）。

10．（2023·湖南郴州·统考中考真题）图1为某兴趣小组用大理石和盐酸制备的CO2，来验证CO2和澄清石灰水反应的装置。实验时发现澄清石灰水中只看到出现气泡，但未见浑浊。该小组对其原因进行了探究。
查阅资料：常温常压下，HCl的溶解度为1:500，CO2的溶解度为1:0.759。

【猜想与假设】
(1)猜想一： ；猜想二：CO2中混有氯化氢气体。
【实验与验证】
(2)①甲同学取少量该澄清石灰水于试管中，用饮料管往试管内吹气，溶液 （填现象），则猜想一不成立；
②乙同学用图2所示装置进行实验，结果观察到C中溶液变浑浊；为进一步验证，再取B中反应后的溶液，滴加 （填化学式）溶液，出现白色浑浊，则猜想二成立。

【反思与评价】
(3)①通过上述实验可知，用盐酸制取气体时，往往混有HCl气体，说明盐酸具有 性；
②为除去CO2中混有的氯化氢气体，最好选用 。
a.NaOH溶液 b.浓硫酸 c.饱和NaHCO3溶液
③丙同学不理解，混有氯化氢气体的CO2为什么不能使澄清石灰水变浑浊。请你帮他解释一下： （用化学方程式表示）。
11．（2023·湖北武汉·统考中考真题）分类回收塑料制品是环境保护的重要研究课题。化学兴趣小组利用过氧化氢溶液取氧气，并用燃烧法探究塑料的组成。
I、设计氧气的发生装图

(1)图1中仪器X的名称为 （填“集气瓶”或“锥形瓶”）。
(2)图2中铂丝可催化过氧化氢分解产生氧气。实验过程中，若观察到安全管内液面上升，说明装置内压强过大，此时可以采取的安全措施是 。
Ⅱ、探究某塑料的组成
某塑料含有碳、氢元素，可能还含有氧和氯元素中的一种或两种。该塑料充分燃烧除生成二氧化碳和水蒸气外，还可能生成氯化氢气体。取mg该塑料样品与足量干燥的氧气充分反应，用图3所示装置吸收生成的气体。实验过程中，观察到装置乙溶液中产生白色沉淀。当气体被充分吸收后，测得装置甲、乙、丙的质量在反应前后分别增加m1g、m2g和m3g。（无水氯化钙可作干燥剂，装置气密性良好，装置甲、乙、丙、丁中试剂均足量）

(3)装置乙溶液中产生白色沉淀，说明该塑料含有氯元素。产生白色沉淀的化学方程式为 。
(4)该塑料样品中氢元素的质量为 （用代数式表示）。
(5)关于该实验，下列说法正确的是______。（填标号）
A．该塑料中碳原子与氯原子的个数比为73m3:88m2
B．若，则该塑料不含氧元素
C．若将装置乙与丙互换，也能够达到实验目的
D．若去除装置丁，则对测定氢元素的质量无影响
12．（2023·内蒙古赤峰·统考中考真题）人被蚊虫叮咬时，蚊虫向人的皮肤“注射”了“蚁酸”，使叮咬处红肿痛痒。化学兴趣小组的同学们对蚁酸产生了浓厚的兴趣，决定对其进行探究。
【提出问题】蚁酸的成分是什么？具有什么性质？
【查阅资料】蚁酸是一种有机酸，化学名称叫甲酸，化学式为HCOOH；蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物。
【实验探究】
(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴入几滴紫色石蕊溶液，观察到溶液变成红色，说明蚁酸溶液呈 （填“酸”或“碱”）性。
(2)小亮同学根据蚁酸中含有 元素，推测出蚁酸分解生成的氧化物之一是H2O。
(3)小亮同学对蚁酸分解生成的另一种氧化物。提出猜想：I.该氧化物是CO2；Ⅱ.该氧化物是CO。他将蚁酸分解产生的气体通过下图实验装置进行验证：

实验过程中，装置甲中无明显现象，则猜想I （填“成立”或“不成立”）；若猜想Ⅱ成立，则装置丁中的现象是 ；装置丙中发生反应的化学方程式是 。
【讨论交流】
(4)从环保角度分析，该装置存在的明显不足是 。
【拓展延伸】
(5)甲酸（HCOOH）中碳、氢、氧三种元素的原子个数比为 ，质量比为 。
(6)为缓解蚊虫叮咬的痛痒，可在叮咬处涂抹下列物质中的______。（填字母序号）
A．苏打水B．肥皂水C．醋酸实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该样品于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液
溶液变成红色
白色物质中一定有氧化钠
②另取少量该样品于试管中，滴加过量的稀盐酸
。
白色物质中一定有碳酸钠
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该样品于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量Ba(OH)2溶液，过滤
。
白色物质中含氧化钠
②向步骤①所得滤液中滴加无色酚酞溶液
溶液变红
实验现象
实验分析
图1装置B中 。
气体中含有SO2
图1装置D中品红溶液不褪色，且装置E澄清石灰水变浑浊。
气体中含有CO2
实验操作
实验现象
实验结论
取少量上层清液于试管中，滴加

猜想二成立
甲中现象： 。
乙中无水CuSO4变蓝
丙中变浑浊
猜想 正确
编号
浇灌液中CuSO4的
浓度
总体积/mL
5％CuSO4溶液的
用量/mL
水的用量/mL
盆1
5%
100
100
0
盆2
3%
100
60
40
盆3
1%
100
a
b
盆4
w
100
c
d
实验操作
现象与结论
取少量滤液于试管中， 。
说明假设二不成立。
。
，说明假设三成立。
序号
烧杯A
烧杯B
变色时间
溶液体积
溶液总体积
碘酒体积
溶液总体积
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
实验步骤
实验现象
实验结论
①扇闻导管口气体的气味
无明显气味
猜想1不成立
②
带火星的木条不复燃
猜想2不成立
③用燃着的木条靠近肥皂泡
肥皂泡破裂，燃烧，发出爆鸣声
猜想3成立