备战2023年新中考二轮化学专题导练 考点04 科学探究的一般步骤 (1)

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考点04 科学探究的一般步骤
考点精讲
实验探究题侧重于考查学生的综合实验能力，注重探究性实验题和综合性实验题的考查，考查特点: 信息材料→发散思维→设计实验→猜想→分析→实验验证→得出结论→完成报告。“实验与探究”命题思路的特点：挖掘教材已有实验，加大对学生知识迁移的考核。
1. 成分探究
2. 方法探究
3. 定量探究
4. 实验设计
考向一、成分探究
1. 没有真正理解实验中所蕴藏的化学知识；
2. 不能灵活运用所学化学知识来解决教材实验中所出现的新问题。
对题干猜想所涉及的物质进行实验验证，必须排除组内能够直接发生反应的组合。需熟练掌握常见物质的检验和鉴别方法，如：针对液体混合物成分的探究，可以通过检验构成物质的阴、阳离子的特征现象来确定物质的成分。设计实验方案并得出结论，掌握实验操作(试剂的选择)、实验现象、实验结论三者之间的对应关系：一般包括实验操作(试剂选择)、实验现象和实验结论三部分，它们之间的对应关系：物质＋试剂；现象；结论。
具体解答方法：
①若实验结论未知，利用现象确定，即根据所作出的猜想设计实验，并根据实验现象推断实验结论(即验证猜想)，在设计实验时，要结合猜想中物质的特征性质(如产生气泡、生成沉淀等) 选择合适的药品。
②若实验结论已知：
a.试剂和现象之间相互确定；
b.选择合理者均可以运用①中的具体说明进行反推，分别确定试剂和现象。
(1)探究某物质中是否含有某种酸(或碱或盐)，常通过该酸(或碱或盐)的阴、阳离子的特征性质确定是否存在，两种离子均存在时，才说明存在该物质。
(2)探究某物质中是否含有某种金属时，可以利用该金属与酸反应产生气体、与盐溶液反应后是否析出晶体及溶液的颜色变化来判断。
(3)判断某物质中是否含有某一种气体时，常结合该气体的性质，通常为与其他物质反应产生的明显现象(如沉淀、遇酸碱指示剂变色等)。




真题解析

1. 某化学小组对人体吸入的空气和呼出气体进行了如下实验探究。

（提出问题）人体吸入的空气与呼出气体组成有什么不同？
（资料）①白磷着火点约40℃；②通常条件下，氢氧化钠溶液与白磷不反应，氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体。
（1）（实验操作）实验一：（如图1）
①检查好装置气密性后装入试剂，医用输液袋中收集VmL空气。
②打开弹簧夹________，缓慢将袋中空气全部排入锥形瓶中，读出量筒内收集到液体V1mL．由此测得空气中________的体积为________mL。
（2）关闭弹簧夹K1、K2 ， 再用________方法（填具体操作），使燃烧匙内的白磷迅速燃烧，反应的化学方程式为________。充分反应后，冷却至室温，打开K2 ， 量筒内剩余液体为V2mL。由此测得氧气在空气中所占的体积分数可表示为________。
实验二：（如图2）
（3）把测定氧气、二氧化碳、水蒸气的传感器放入食品保鲜袋，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图3所示，表示氧气体积分数变化的________。（填“X”、“Y”或“Z”）。Y的体积分数在60s之后逐渐减小的原因是________。
（4）（数据处理）实验二中，200s时没有被采集数据的其他所有气体的总体积分数为________%。
（5）（评价与反思）由实验二分析，人体呼出气体与空气相比，组成上的差异是________。
【答案】（1）K1、K2；CO2；V-V1
（2）加入热水（热水温度大于40℃）；4P + 5O22P2O5； ×100%
（3）X；水蒸气冷凝
（4）76.66
（5）氧气含量比空气低，二氧化碳、水蒸气含量比空气高   
【解析】（1）打开弹簧夹K1、K2；缓慢将袋中的空气全部排入锥形瓶中。读出量筒中液体体积为V 1 mL，氢氧化钠溶液易与二氧化碳反应生成可以溶于水的碳酸钠和水，锥形瓶中氢氧化钠溶液的作用是吸收气体中的二氧化碳，减少的液体体积等于二氧化碳体积，二氧化碳的体积=V﹣V 1；
（2）关闭弹簧夹K1、K2， 再向烧杯中加入热水（热水温度大于40℃），以促使白磷迅速燃烧。磷燃烧产生五氧化二磷，化学反应式为4P + 5O22P2O5；待瓶中气体冷却至室温，打开K2。量筒中的水倒吸，读出量筒中液体体积为V 2mL，反应消耗的氧气体积= V1- V2， 测定出的气体成分在空气中所占的体积分数可表示= ×100%；
（3）由于呼出气体中二氧化碳增多和水蒸气增多，氧气减少。把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数据（如图1），然后向袋内吹入气体，采集的数据经处理得到图3，表示氧气体积分数变化的是X，Y的体积分数在60s后逐渐减小的原因是水蒸气冷凝；
（4）由图示可知：200s时未采集数据的所有气体，总体积分数=100%-17.17%-3.67%-2.50%=76.66%；
（5）人体的新陈代谢需要消耗氧气，同时产生二氧化碳，因此呼出气体中所含的氧气的含量比人体吸入空气中氧气含量低，二氧化碳的含量比人体吸入空气中的二氧化碳多。
2. 【2019湖南娄底】实验室有一瓶标签被腐蚀的无色溶液，是稀硫酸和氢氧化钠溶液中的一种。在老师的指导下，小红和小明用不同方法鉴定。
（1）实验一：
实验步骤
实验现象
实验结论
小红取少量该溶液于试管中，向其中插入没有打磨的铝片
开始无明显现象，后产生________
小红认为该溶液为稀硫酸
小明用pH试纸测定其pH
pH=13
小明认为该溶液为氢氧化钠溶液
小红和小明操作均无误。
（2）（提出问题）
该溶液到底是稀硫酸还是氢氧化钠溶液？
（查阅资料）
铝、氧化铝既能与酸反应，又可与强碱溶液反应，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和一种氧化物。NaAlO2易溶于水，其水溶液呈碱性， NaAlO2与铝、氧化铝均不反应。
（分析实验得出结论）该溶液为________溶液。
（交流反思）实验一中，小红所做实验开始无明显现象的原因是 。
（用化学方程式表示）
（拓展应用）有一种管道疏通剂，主要成分为铝粉和氢氧化钠粉末。工作原理是：利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热，加快氢氧化钠对油脂和毛发等淤积物的腐蚀，同时产生氢气增加管道内气压，利于疏通。
（3）实验二：小明用如右图所示的玻璃弯管模拟家庭下水道，并用动物脂肪和毛发堵在弯管处，他按照使用说明从左端管口加入管道疏通剂，并用胶塞堵住弯管左端上口，可能出现的现象为________（填字母序号）。

A 产生大量气体 B 弯管内温度升高 C 堵塞物变软被气体赶出，落入烧杯中
（4）实验三：为了证明烧杯中废液里是否还含有氢氧化钠，小明做了如下实验
实验操作
实验现象
实验结论
取少量澄清废液于试管中，滴入酚酞
溶液变红
废液中有氢氧化钠剩余
小红对小明的结论提出了质疑，理由是 ，小红把酚酞改用________（填药品）进行实验，得出废液中还含有氢氧化钠。管道疏通剂中氢氧化钠过量，可确保铝粉反应完全，并且过量的氢氧化钠对下水道有清污的作用。
【答案】 （1）气泡，铝片逐渐溶解
（2）氢氧化钠；Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
（3）ABC
（4）NaAlO2易溶于水，其水溶液呈碱性，也能使无色酚酞试液变红；硫酸铜溶液等
【解析】实验一：
铝和氧气生成氧化铝，没有打磨的铝片，表面有氧化铝，氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和水，反应完全，铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气。
实验步骤
实验现象
实验结论
小红取少量该溶液于试管中，向其中插入没有打磨的铝片
开始无明显现象，后产生气泡，铝片逐渐溶解
小红认为该溶液为稀硫酸
小明用pH试纸测定其pH
pH=13
小明认为该溶液为氢氧化钠溶液
[分析实验得出结论] 氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠（ NaAlO2）和一种氧化物。NaAlO2易溶于水，其水溶液呈碱性， NaAlO2与铝、氧化铝均不反应，用pH试纸测定其pH，溶液的pH=13，故溶液为氢氧化钠溶液。
[交流反思]实验一中，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，故实验开始无明显现象，化学方程式为 Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O。
实验二：管道疏通剂是铝粉和氢氧化钠粉末。工作原理是：铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热，加快氢氧化钠对油脂和毛发等淤积物的腐蚀，同时产生氢气增加管道内气压，利于疏通产生大量气体，弯管内温度升高，堵塞物变软被气体赶出，故可能出现的现象为ABC。
实验三： NaAlO2易溶于水，其水溶液呈碱性，也能使无色酚酞试液变红，小红把酚酞改用硫酸铜溶液等进行实验，得出废液中还含有氢氧化钠。管道疏通剂中氢氧化钠过量，可确保铝粉反应完全，并且过量的氢氧化钠对下水道有清污的作用。
3. 为探究金属镁的化学性质，甲、乙两化学兴趣小组分别完成了下列实验：
【甲组同学实验】将光亮的镁条放入滴有酚酞的NaHCO3饱和溶液中，产生大量气泡和白色固体，溶液红色加深。
【乙组同学实验】将点燃的镁条插入盛满CO2的集气瓶内，镁条继续剧烈燃烧，生成白色固体并有黑色物质附着于集气瓶内壁。
【提出问题】①甲组同学实验产生的气体和白色固体成分； ②乙组同学实验反应后的产物。
【对甲组同学实验进行探究】确定气体和固体的成分
【查阅资料】①Mg(HCO3)2能溶于水；   ②硫酸铜固体为白色，遇水变蓝；
③MgCO3、Mg(OH)2加热易分解，分别生成两种氧化物。
（1）溶液红色加深，则反应后溶液的碱性________ (填“增强”、“不变”或“减弱”)。
（2）点燃产生的气体，火焰淡蓝色；将燃烧产物通入澄清石灰水中，无现象。则该气体为________ (写化学式)。
（3）对白色固体做出如下猜测并进行实验：
【作出猜想】猜想Ⅰ：白色固体可能是MgCO3； 猜想Ⅱ：白色固体可能是________；
猜想Ⅲ：白色固体可能是MgCO3和Mg(OH)2。
（4）【初步验证】 取洗净后的白色固体，加入足量的________溶液，观察到________，则白色固体一定含有MgCO3 ， 得出猜想Ⅱ错误。
（5）【设计实验】为进一步确定固体的成分，设计了下列实验方案，请你一起参与探究活动。
实验操作
实验现象
实验结论
取干燥的白色固体充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体通入盛有________的U型管
________
猜想Ⅲ正确
（6）【对乙组同学实验进行探究】确定实验反应后的产物
【查阅资料】
①MgO+H2O(热水)＝Mg(OH)2，Mg(OH)2在热水中溶解度增大，在热水中显碱性；
② MgC2+2H2O＝Mg(OH)2+C2H2↑。
【作出猜想】猜想Ⅰ：产物是MgO和C；   猜想Ⅱ：产物是MgO、MgC2和C。
提出以上猜想的依据是________。
（7）【实验分析】为探究白色固体的成分，兴趣小组同学进行了如下实验：
①取少量反应后的固体混合物放入试管，加入足量热水，无气体放出，说明猜想________不正确；
②为了验证另一种猜想中白色固体成分，请设计一个简单实验。实验操作是________；
（8）【实验反思】通过本实验，对“CO2不助燃”，你有什么新的认识：________。
【答案】（1）增强
（2）H2
（3）白色固体可能是Mg(OH)2
（4）稀盐酸或硫酸、稀硝酸；有气泡产生
（5）硫酸铜；固体由白色变为蓝色
（6）质量守恒定律或化学反应前后元素的种类不变
（7）Ⅱ；取步骤①试管中的上层清液，滴加酚酞溶液，溶液变红 (或取样于试管中加热水，滴加酚酞溶液，溶液变红)
（8）CO2不助燃是相对的，应辩证地认识物质的性质(合理即可)
【解析】（1）溶液红色加深，则反应后溶液的碱性增强；（2）点燃产生的气体，火焰淡蓝色；将燃烧产物通入澄清石灰水中，无现象．则该气体为氢气，氢气的化学式是H2；（3）【作出猜想】白色固体可能是MgCO3， 白色固体可能是Mg(OH)2 ， 白色固体可能是MgCO3和Mg(OH)2；则 猜想Ⅱ：白色固体可能是Mg(OH)2；
【初步验证】取洗净后的白色固体，加入足量的稀盐酸溶液，观察到有气泡产生，则白色固体一定含有MgCO3， 得出猜想Ⅱ错误。
【设计实验】取干燥的白色固体充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体通入盛有硫酸铜粉末的U型管，固体由白色变为蓝色，说明有水生成，则猜想Ⅲ正确；
【提出猜想】镁与二氧化碳反应产物的猜想依据是质量守恒定律(化学反应前后元素种类不变) 及实验的现象产生白色固体提出猜想；
【实验与分析】镁与二氧化碳反应后的固体加入足量热水无气体放出，说明没有乙炔产生，即没有碳化镁生成，故猜想Ⅱ不正确；
【实验反思】所以镁等活泼金属着火时不能用二氧化碳灭火器灭火，“二氧化碳不助燃”是指二氧化碳不支持一般可燃物的燃烧。
4.某化学兴趣小组的同学，通过咨询老师准备用亚硫酸钠溶液与浓硫酸反应来制备一 定量的SO2(Na2SO3 +H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O]。老师给他们提供了一瓶亚硫酸钠溶液并告知该瓶溶液放置时间可能较长，不知是否变质。兴趣小组的同学分成甲、乙两小组对该瓶亚硫酸钠溶液成分进行实验探究。
【提出问题】①该瓶溶液中溶质的成分是什么?
②该瓶溶液中亚硫酸钠的质量分数是多少?
【查阅资料】
①Na2SO3有较强还原性，在空气中易被氧气氧化:2 Na2SO3 +O2=2Na2SO4；
②Na2SO3能与酸反应产生SO2气体;
③SO32-、SO42-均能与Ba2+反应产生白色沉淀，BaSO3可溶于稀盐酸。
（1）【作出猜想】
猜想1:没有变质，成分是Na2SO3;
猜想2完全变质，成分是Na2SO4;
你认为还可能有的猜想3:________。
（2）【实验探究I】甲、乙两组分别进行实验探究溶液是否变质:
小组
实验操作
现象
结论
甲组
取少量样品于试管中加入过量稀盐酸;
产生气泡
没有变质，还是Na2SO3
乙组
取少量样品于试管中加入氯化钡溶液，再加入足量稀盐酸。
________
已部分变质
【评价】有同学质疑甲组方案不合理，理由是_ 。
（3）【实验探究II】
甲组设计如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。(注:空气中二氧化碳的影响忽略不计)  


①连好装置并检查装置气密性，在锥形瓶中放入126g该样品
②实验前称量C装置的质量；
③关闭活塞K，用注射器推入浓硫酸至不再产生气泡；
④打开活塞K，缓缓鼓入一定量的氮气，关闭活塞K；
⑤再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g。
由此，计算出该溶液中Na2SO3的质量分数为________；
【解释】若没有进行第4步操作，则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的________(填”偏小”或”偏大”)。
（4）乙组仍使用第一次实验的原理，进行如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。
第一步:称取试样ag；
第二步:在溶液中加入过量氯化钡溶液和足量稀盐酸；
第三步:过滤、洗涤、烘干沉淀；
第四步:称量沉淀的质量为bg；
第五步:计算溶液中Na2SO3的溶质质量分数=(1-142b/233a) ×100%。
试完成下列问题:
①加入氯化钡溶液过量的目的是 ；
②第三步操作要洗涤沉淀的原因是 ；
【反思】由此可得出，保存亚硫酸钠时应 。
【答案】（1）部分变质，成分是Na2SO3和Na2SO4
（2）产生白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀部分消失，生成气体；部分变质也会产生气泡
（3）10%；偏小
（4）使溶液中Na2SO4全部转化成沉淀；沉淀表面溶液中含有NaCl、BaCl2，烘干时一并析出造成沉淀质量偏大；密村保存防止氧化
【解析】本题通过实验探究物质的组成成分以及含量，主要考查了盐、酸、碱的性质，根据化学方程式的计算等。认真审题，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断得出正确的结论。
作出猜想：猜想1是没有变质，成分是Na2SO3；猜想2完全变质，成分是Na2SO4；还可能有的猜想3是部分变质：成分是Na2SO3和Na2SO4；
实验探究I：若已部分变质，则固体成分是Na2SO3和Na2SO4 ， BaCl2与Na2SO3和Na2SO4能发生复分解反应生成BaSO3和BaSO4沉淀，其中Na2SO3能与盐反应产生SO2气体，BaSO4不能与盐酸反应，所以取少量样品于试管中加入氯化钡溶液，再加入足量稀盐酸，产生白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀部分消失，生成气体，则亚硫酸钠已部分变质；
评价：由实验探究I的分析可知，部分变质也会产生气泡，甲组方案不合理；
实验探究II：甲组实验：氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫，C装置的质量发现比反应前增重6.4g，说明反应过程生成了6.4g的二氧化硫。设：生成6.4g的二氧化硫需亚硫酸钠的质量为x，
Na2SO3 +H2SO4(浓)=Na2SO4+ SO2↑+H2O
126 64
x 6.4g
＝
 x=12.6g
溶液中Na2SO3的质量分数= ×100%=10%；
解释：反应后的装置中充满了生成的二氧化硫，若没有进行第4步操作，生成的二氧化硫没有全部吸收，测得的二氧化硫质量偏小，测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的偏小；乙组实验：①BaCl2与Na2SO4能发生复分解反应生成BaSO4沉淀，加入氯化钡溶液过量的目的是使溶液中Na2SO4全部转化成沉淀；②第三步操作要洗涤沉淀的原因是沉淀表面溶液中含有NaCl、BaCl2， 烘干时一并析出造成沉淀质量偏大；反思：通过上述实验可知，亚硫酸钠在空气中易氧化变质，保存亚硫酸钠时，应密村保存防止氧化。
5．某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种。

（1）【提出猜想】放出的气体可能是SO2、O2、H2。提出猜想的依据是________。
【查阅资料】SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳相似，它能使澄清石灰水变浑浊。生成CaCO3。
（2）【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学设计了如下实验方案：
①甲同学认为是O2：则检验方法是________。
②乙同学认为是SO2。则只需将放出的气体通入澄清石灰水中，看澄清石灰水是否变浑浊。写出SO2与Ca(OH)2反应的化学方程式________。
③实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。
实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；则此反应的化学方程式为________。
（3）【结论】铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是________。
【答案】（1）质量守恒定律
（2）用带火星的木条检验，看木条是否复燃；SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O；H2+CuOCu+H2O
（3）氢气
【解析】（1）铁粉投入硫酸铜溶液中，反应前含有S、O、H、Cu元素，依据质量守恒定律可以得出猜想；故答案为：质量守恒定律；
（2）【方案设计】①氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以可用带火星的木条检验；故答案为：用带火星的木条检验，看木条是否复燃；②二氧化硫和氢氧化钙反应会生成亚硫酸钙和水；故答案为：SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O；③A装置中溶液不变浑浊，说明没有二氧化硫，H2可以使CuO还原成红色的Cu，故产生的气体为氢气，氢气能和氧化铜反应生成铜和水，反应的化学方程式为H2+CuOCu+H2O；故答案为：H2+CuOCu+H2O；
（3）【结论】H2可以使CuO还原成红色的Cu，故产生的气体为氢气．故答案为：氢气．
【分析】（1）提出猜想：进行猜想要考虑到反应前后元素种类不变；①氧气具有助燃性，可以通过检验气体的助燃效果进行判断；②根据题中信息结合化学方程式的写法考虑；③根据氢气能和氧化铜反应生成铜和水进行解答；【结论】根据实验现象分析实验结论，因为加入金属铁有氢气生成，所以溶液中可能含有酸。




突破提升




一、单选题
1．下列有关实验现象的描述，正确的是( )
A．红磷在空气中燃烧，产生大量的白色烟雾
B．硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
C．铁在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体
D．木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳气体
二、推断题
2．归纳总结是学习化学的重要方法，在学习HCl与Ca（OH）2溶液的化学性质时构建了如下知识网络图，A、B、C、D是氧化物，酸碱盐不同类别的物质，其中C属于盐，“—”表示相连的物质在一定条件下可以发生化学反应。

(1)为验证二者与酸碱指示剂的作用，小红同学将紫色石蕊试液滴入稀盐酸中，溶液变为______色，滴入Ca（OH）2溶液中，溶液变为______色。
(2)反应①的化学方程式为______，实验现象为______。
(3)写出符合反应②的一个化学方程式______。
(4)写出图中属于中和反应的化学方程式：______。
(5)写出D物质所属的类别是______。
三、实验题
3．实验小组同学用如图1所示装置测定空气中氧气的含量。

(1)图1中红磷燃烧的化学方程式为_______。
(2)下列有关该实验的说法中，正确的是 填字母序号，下同。
A．该实验可以说明空气是混合物
B．冷却过程中有空气进入集气瓶，导致测量结果偏小
C．红磷点燃后，燃烧匙缓慢伸入集气瓶会导致测量结果偏大
D．装置未冷却至室温就打开弹簧夹立即读数，导致测量结果偏大
(3)该小组同学尝试使用其他物质代替红磷进行上述实验，并且查阅了相关资料，如图2所示，下列物质中，不能用于代替红磷进行该实验的有 。
A．木炭 B．铁丝 C．镁条
(4)该小组同学又查阅了以下的资料：
资料：SO2和NaOH在常温下反应生成H2O和易溶于水的Na2SO3.据此改进实验装置，如图3所示。用硫粉代替红磷进行实验。待装置冷却至室温，将足量的浓氢氧化钠溶液挤入瓶中，并充分振荡。之后打开弹簧夹，实验获得成功。此实验能用硫粉代替红磷的原因是_______。
4．实验小组同学用如图1所示装置测定空气中氧气的含量。

(1)连接仪器，检查装置气密性，点燃燃烧匙内足量的红磷后，应立即伸入瓶中并塞紧瓶塞，原因是___。整个实验过程中观察到的现象是_____，实验结论是_____。
(2)红磷燃烧的化学方程式为_____，在整个实验过程中集气瓶内压强的变化为 _____。
(3)下列有关该实验的说法中，正确的是 （填字母序号，下同）。
A．红磷点燃后，燃烧匙缓慢伸入集气瓶会导致测量结果偏大
B．装置未冷却至室温就打开弹簧夹立即读数，导致测量结果偏大
C．冷却过程中有空气进入集气瓶，导致测量偏小
D．该实验可以说明空气是混合物
(4)该小组同学尝试使用其他物质代替红磷进行上述实验，并且查阅了相关资料，如图2所示，下列物质中，不能用于代替红磷进行该实验的有 。
A．木炭 B．铁丝 C．镁条
(5)该小组同学又查阅了以下的资料：
资料：SO2和NaOH在常温下反应生成H2O和易溶于水的Na2SO3。据此改进实验装置，如图3所示。用硫粉代替红磷进行实验。待装置冷却至室温，将足量的浓氢氧化钠溶液挤入瓶中，并充分振荡。之后打开弹簧夹，实验获得成功。此实验能用硫粉代替红磷的原因是__________。
四、科学探究题
5．某化学兴趣小组在学习酸碱中和反应实验时，进行了如下探究：
Ⅰ.探究酸和碱能否发生反应
①甲同学向盛有少量KOH溶液的试管中滴入几滴无色酚酞试液，振荡，继续加入稀盐酸，观察到溶液由_________色变成无色。甲同学得出结论：酸和碱能发生反应。
②请写出稀盐酸和氢氧化钾溶液反应的化学方程式________。
Ⅱ.探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分
乙同学对探究Ⅰ中甲同学实验后的无色溶液展开探究
【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么？
【提出猜想】（1）KCl；（2）KCl和__________ （填化学式）。
【设计实验】
方案
实验操作
实验现象及方程式
实验结论
方案1
试管中加入少量________，然后加入过量甲同学实验后的无色溶液
可观察到溶液中有气泡产生
猜想（2）成立
方案2
用玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在pH试纸上
pH________7(填“>“<”或“=”)
方案3
取少量实验后的无色溶液于试管中，然后慢慢加NaOH溶液，并不断振荡试管
开始无明显现象，过一会发现________

【知识拓展】
为了验证猜想（2）成立，你认为还可以选择的物质是________ (填选项)。
A．二氧化碳               B．硝酸银溶液             C．氧化铜             D．紫色石蕊试液
6．思维模型的建构既便于问题的解决，又能促进深度学。某小组同学对解决“气体检验”类问题建构了图1五个环节的思维模型：

【提出问题】检验甲烷燃烧后的气体产物成分是什么？
【推断猜想】猜想1：SO2、H2O；猜想2：CO2、H2O；猜想3：CO、H2O；猜想4：CO、CO2、H2O。
【分析讨论】“猜想1”不成立的原因是_____；
【查阅资料】Ⅰ．白色无水硫酸铜固体遇水会变成蓝色；
Ⅱ．CO2能与NaOH发生反应，而CO不能；
Ⅲ．相同条件下，NaOH在水中的溶解能力比Ca（OH）2强。
【设计实验】应用模型设计如图2方案（固定装置未画出），将气体产物通过该方案进行实验。
【分析讨论】如图2实验方案中，装置C属于上述思维模型中的_____环节；
【操作现象】Ⅰ．向装置中通入气体产物，观察到A中无水硫酸铜变蓝，B中澄清石灰水变浑浊，E中澄清石灰水不浑浊。说明气体产物成分中一定有_____；
Ⅱ．通入一段时间气体产物后，点燃酒精灯，D中有红色固体生成，E中澄清石灰水变浑浊。请写出D中玻璃管里反应的化学方程式_____；
Ⅲ．关闭止水夹，熄灭酒精灯。
【得出结论】猜想4成立；
【分析讨论】装置E的作用是_____（选填字母序号）。
A．检验CO2
B．防止污染环境
C．防止加热时发生爆炸
7．84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。
【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）。
【实验1】取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生，然后_______（填写实验操作和现象），证明产生的气体是氧气。
【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？
【作出猜想】猜想一：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应：
猜想二：作_________，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。
【实验2】按图所示组装实验装置进行实验。

（1）实验装置组装后，要先进行的操作是________。
（2）向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入25mLH2O2溶液。
（3）将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响）见下表。

第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
收集气体的总体积/mL
140
280
365
x
375

①表中的数据x=_______。
②分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是________。
【拓展反思】75%酒精、过氧乙酸等也可作消毒剂。在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质。生活中下列使用消毒剂的做法正确的是________。
A．不同的消毒剂可随意混合使用
B．使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾
C．使用84消毒液的浓度越高越好
D．84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
8．某化学兴趣小组进行以下实验，探究“CO2与NaOH的化学反应”。
【实验1】配制NaOH溶液与CO2制备
(1)用NaOH固体配制20g20%NaOH 溶液，无需用到的玻璃仪器有_________(填标号)。
A．胶头滴管     B．酒精灯     C．量筒     D．烧杯     E.玻璃棒
【实验2】按如图1所示装置进行实验。

(2)实验前U型管两端液面相平，将NaOH溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面____(填“左高右低”或“左低右高”)。据此，甲同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。
(3)上述结论的证据不充足，理由是__________。
【实验3】乙同学用排水法和排空气法各收集一锥形瓶(100mL)CO2.如图将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注入用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内(NaOH溶液均过量)，并利用压强传感器数据采集器和计算机等数字化实验设备，得到如图2所示的压强随时间变化的曲线图。
(4)请用化学方程式说明锥形瓶内压强变化的原因__________。
(5)该实验说明___________ 收集到CO2的含量较高(填“排水法”或“排空气法”)。
(6)反应进行到 150s时，锥形瓶内溶液中溶质的成分为___________(填化学式)，在该溶液中滴加足量的稀硫酸，产生气泡，该现象对应的化学方程式为__________。
9．某化学兴趣小组的同学在进行微专题复习时，围绕酸、碱中和反应这一主题展开了深度学习。请你参与其中，按要求回答问题和开展探究。
（1）下列选项的应用与中和反应的原理无关的是______。
A、使用浓硫酸干燥CO2气体
B、使用熟石灰改良酸性土壤
C、服用含有Al（OH）3的药物治疗胃酸过多症
D、利用氢氧化钠溶液洗涤石油产品中的残余硫酸
（2）做酸碱中和反应实验时，向烧杯内的氢氧化钙溶液中加入一定量的稀盐酸后，发现忘记了滴加酸碱指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯中溶液的溶质成分进行探究。
【提出问题】该烧杯中溶液的溶质是什么？
【猜想】猜想一：只含有CaCl2
猜想二：含有CaC12、HCl和Ca（OH）2
猜想三：含有______2
猜想四：含有CaCl2和HCl。
同学们讨论后一致认为猜想二不合理，理由是______。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】同学们设计了如下不同的实验方案，证明猜想四是成立的。
请帮他们填写有关实验步骤和实验现象。
方案
实验步骤
实验现象
一
取少量烧杯中的溶液于试管中，滴加几滴紫色石蕊溶液。
______
二
将一颗生锈铁钉放入另一支试管中，取一定量烧杯中的溶液加入其中、
______
三
另取少量烧杯中的溶液于第三支试管中，加入______
产生气泡

【反思与拓展】①要使烧杯内溶液的溶质只含有CaCl2，需要除去杂质，其中的一种方法是向烧杯中加入过量的某种物质，然后过滤，该除杂原理用化学方程式表示为______。
②为了验证猜想四中不含有Ca（OH）2，小智的方案是：取少量烧杯中溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡，观察到酚酞溶液不变色，即说明猜想四不正确。你还有什么方案，请说出一种：______。
③结合如图，分析HCl和NaOH反应的实质：______。

五、计算题
10．某化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，先将10 g样品放入烧杯中，再把100 g稀盐酸分5次加入该样品中（该实验条件下，杂质不与酸反应，也不溶解于水，忽略稀盐酸挥发），得实验数据如下表格。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
加入稀盐酸的质量/g
20
20
20
20
20
产生气体总质量/g
0.88
______
2.64
3.52
3.52

(1)第二次产生气体总质量是______。
(2)求稀盐酸的溶质质量分数。（写出计算过程，结果精确到0.1%）
(3)在如图中画出加入稀盐酸质量与产生气体总质量之间的关系图，并标出转折点的坐标。