专题17 实验探究题（考点专练）-备战2021年中考化学考点微专题（解析版）

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 专题17 实验探究题

生成物成分的探究
1．（2020湖北武汉）如图1所示，小瑾将反应后试管中的物质全部倒入烧杯时，发现烧杯内白色沉淀明显增多。为了探究烧杯内物质的成分，她立即向其中逐滴加入稀硝酸，并不断搅拌，烧杯内沉淀的质量随加入稀硝酸的质量变化如图2所示。

回答下列问题：
（1）图1所示，烧杯内的白色沉淀是_________（写化学式）。
（2）BC段发生反应的化学方程式为____________。
（3）A点，烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为_____（写离子符号）。B点，烧杯内的沉淀由____________种物质组成。
（4）检验D点溶液中是否含有氯离子的方法____________。
【答案】（1）BaCO3、BaSO4 ； （2）；（3）Na+、Cl-、SO ； 2 ；（4）静置，取上层清液少许于洁净试管中，向其中滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有Cl-；反之，无
【解析】（1）图1所示，碳酸钠和氯化钡生成碳酸钡沉淀和和氯化钠，硫酸钠和氯化钡生成硫酸钡沉淀和和氯化钠，烧杯内的白色沉淀是BaCO3、BaSO4；（2）硫酸钡沉淀不溶于硝酸，而碳酸钡沉淀溶于硝酸，BC段沉淀逐渐减少，说明发生的反应是碳酸钡和硝酸反应，发生反应的化学方程式为；（3）从AB段沉淀增加，说明该段有碳酸钡沉淀转化成硫酸钡沉淀，可知硫酸钠和氯化钡反应后溶液中的溶质为硫酸钠和氯化钠，即硫酸钠有剩余，而两个反应均生成氯化钠，故A点，烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为 Na+、Cl-、SO；B点之前沉淀增多，说明有硫酸钡沉淀生成，B之后沉淀减少，说明有碳酸钡沉淀被反应掉，B烧杯内的沉淀由碳酸钡、硫酸钡两种物质组成；（4）氯离子能和银离子反应生成不溶于硝酸的氯化银沉淀，检验D点溶液中是否含有氯离子的方法静置，取上层清液少许于洁净试管中，向其中滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有Cl-；反之，无Cl-。
2．（2020山东临沂）如图所示，某实验小组的同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。

Ⅰ、从微观角度分析，中和反应的实质是______。
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分：
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想①：可能是NaCl和NaOH；
猜想②：可能只有NaCl；
猜想③：可能是_____。
【查阅资料】氯化钠溶液呈中性。
【进行实验】
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡
溶液_____色
猜想①不正确
方案二
取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量
_____
猜想②不正确，
猜想③正确
方案二发生反应化学方程式是__________。
【反思与拓展】（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑________。
（2）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有HC1，除以上方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？______（填序号）。
A．pH试纸 B．铜 C．紫色石蕊溶液
【答案】Ⅰ、氢离子和氢氧根离子反应生成水分子 【猜想】NaCl和HCl 【进行实验】不变 溶液中有气泡产生 【反思与拓展】（1）反应物是否有剩余
（2）AC
【解析】Ⅰ、中和反应是酸与碱反应生成盐和水，从微观角度分析，实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水分子。[猜想]猜想①：当氢氧化钠过量时，则烧杯内溶液中的溶质可能是NaCl和NaOH；猜想②：当氢氧化钠与盐酸刚好完全反应时，则烧杯内溶液中的溶质可能只有NaCl；猜想③：当盐酸过量时，则烧杯内溶液中的溶质可能是NaCl和HCl。[进行实验]方案一：若猜想①不正确，则溶液中不存在氢氧化钠。取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡，溶液不变色，说明溶液呈中性或酸性，溶液不含氢氧化钠；方案二：若猜想②不正确，猜想③正确，则溶液中存在盐酸和氯化钠。取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量，溶液中有气泡产生，说明溶液中含有盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳发生反应的化学方程式是。[反思与拓展]
（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑反应物是否有剩余。（2）验证烧杯内溶液中的溶质含有HC1。 A、用pH试纸测定溶液的pH值，如果溶液pH小于7 ，溶液中含有HC1，符合题意； B、铜不与稀酸反应，无法检验溶液是否含有HC1，不符合题意； C、把紫色石蕊溶液滴到溶液中，如果变红色，则溶液中含有HC1，符合题意。故选AC。
3．（2020四川自贡）某实验小组将少量氢化钙（CaH2）溶于水，形成了无色透明的溶液，再向其中加入碳酸钠溶液，有沉淀产生，经过滤后得到滤渣和滤液。然后进行了滤渣验证和滤液溶质成分的探究。
（1）（查阅资料）氢化钙在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氢气，写出该反应的化学方程式______________。
（2）（交流验证）滤渣只能是碳酸钙，用盐酸验证此滤渣的化学方程式为______________。
（3）（提出问题）滤液中溶质的成分是什么？
（4）（猜想假设）猜想一：NaOH
猜想二：NaOH和Na2CO3
猜想三：NaOH和________。
猜想四：NaOH、Na2CO3和Ca（OH）2
（5）（讨论分析）经过讨论认为最不合理的是猜想____，原因是______________。
（6）（实验与结论）
实验步骤
现象
结论
步骤I：取少量滤液，向其中加入足量盐酸溶液
________
猜想二不成立
步骤Ⅱ：另取少量滤液，向其中滴入适量Na2CO3溶液
产生白色沉淀
猜想____成立
（7）（拓展延伸）在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑___________。
【答案】（1） （2）
（3） Ca（OH）2 （4）四 （或“氢氧化钙能与碳酸钠能反应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠”） （5）没有气泡产生 三 （6）反应物是否过量
【解析】（1）氢化钙在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氢气，写出该反应的化学方程式；（2）滤渣只能是碳酸钙，用盐酸验证此滤渣的化学方程式为；（4）猜想一：氢氧化钙和碳酸钠恰好完全反应时溶质是NaOH；
猜想二：碳酸钠过量时溶质是NaOH和Na2CO3；猜想三：氢氧化钙过量时溶质是NaOH、Ca（OH）2；
猜想四：碳酸钠、氢氧化钙都过量溶质是NaOH、Na2CO3、Ca（OH）2；（5）经过分析，大家一致认为上述猜想四不需要验证，肯定是错误的，由于氢氧化钙能与碳酸钠能反应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式是：；（6）步骤I：取少量滤液，向其中加入足量盐酸溶液，由于猜想二不成立，即没有碳酸钠，所以现象是没有气泡产生；步骤Ⅱ：另取少量滤液，向其中滴入适量Na2CO3溶液，产生白色沉淀，说明氢氧化钙能与碳酸钠能反应生成了碳酸钙沉淀，所以证明溶质有氢氧化钙，猜想三成立；（7）【拓展延伸】在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑反应物是否过量。
物质变质的探究
4．（2020湖北随州）科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片断，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。
活动一：
甲组同学向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现有气泡产生，于是，他们停止了滴加稀盐酸。经询问老师得知该氢氧化钠溶液已变质，请你用化学方程式表示其变质的原因________。
活动二：
乙组同学向盛有一定量的氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现忘记了滴加指示剂，因此，他们停止了滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究：
（提出问题）溶液中的溶质含有什么物质？
（作出猜想）猜想一：溶质只有CaCl2
猜想二：溶质有CaCl2和Ca（OH）2
猜想三：溶质有__________
（査阅资料）氯化钙溶液呈中性。
（方案设计）
方案
方法步骤
实验现象
实验结论
方案
取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液
酚酞不变色
猜想一正确
酚酞变红色
猜想二正确
方案二
取少量烧杯内的溶液于试管中，加入________
________
猜想三正确
（方案评价）小组同学通过讨论后认为：
（1）方案一能证明猜想二正确，但不能证明猜想一正确。
（2）方案二可行，但小组同学在记录时未记录完整，请你替他们补充完整。
（方案反思）（1）方案一不能证明猜想一正确的理由是酚酞在中性和酸性溶液中都不变色；
（2）某同学提出将方案一中酚酞溶液换成________（填写一种试剂即可）同样可以得出猜想二正确。
活动三：
甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将大烧杯中的混合物过滤，得到滤渣和滤液。同学们对滤液中溶质成分进行再探究。大家经过讨论一致认为滤液中一定含有的溶质是________，为了进一步验证可能存在的溶质，请你帮助设计实验并进行验证（任写一种可能情况）：
你的猜想
实验步骤
实验现象
实验结论
滤液中可能含有____
_____
____
猜想正确，滤液中含有该物质
【答案】活动一：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 活动二：【作出猜想】CaCl2和HCl 【方案设计】足量的碳酸钠溶液 先有气泡产生，后有白色沉淀生成 【方案反思】石蕊试液（合理即可）
活动三：氯化钠 氯化钙（或碳酸钠） 向滤液中加入适量的碳酸钠溶液（或向滤液中加入适量的氢氧化钙溶液）（合理即可） 生成白色沉淀
【解析】活动一：氢氧化钠溶液变质的原因是和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；活动二：氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水， [作出猜想]猜想一：刚好完全反应时溶质只有CaCl2，猜想二：氢氧化钙过量时，溶质有CaCl2和Ca（OH）2；猜想三：盐酸过量时，溶质有CaCl2和HCl；[方案设计]CaCl2和HCl中加入碳酸钠溶液，碳酸钠先与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，盐酸完全反应后，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。方案二:结论“猜想三正确”，说明溶质有CaCl2和HCl，取少量烧杯内的溶液于试管中，加入足量的碳酸钠溶液，可观察到：先有气泡产生，后有白色沉淀生成；[方案反思] （2）紫色石蕊试液在中性溶液中呈紫色，在酸性溶液中呈红色，在碱性溶液中呈蓝色，将方案一中酚酞溶液换成石蕊试液，如果石蕊试液变成蓝色，同样可以得出猜想二正确；
活动三：甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，可知碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，后有白色沉淀出现，可知碳酸钠又与氯化钙反应生成了碳酸钙沉淀。即甲反应后溶液中的溶质是碳酸钠和氯化钠，乙实验后溶液中的溶质为氯化钙和氯化氢，将大烧杯中的混合物过滤，滤液中一定含有的溶质是氯化钠，可能存在的溶质是氯化钙或碳酸钠：向滤液中加入适量的碳酸钠溶液，产生白色沉淀， 猜想正确，滤液中含有氯化钙（或向滤液中加入适量的氢氧化钙溶液，产生白色沉淀， 猜想正确，滤液中含有碳酸钠）。（合理即可）
5．（2020湖南怀化）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Na2CO3；
猜想Ⅲ：完全变质，全部是Na2CO3。
（查阅资料）
i.已知息：
ⅱ.部分盐溶液在常温下的pH如下：
稀溶液
NaCl
Na2CO3
BaCl2
PH
等于7
大于7
等于7
（设计方案并进行实验）
请你与他们一起共同完成，并回答所给问题：
实验步骤
实验现象
实验结论
①称取上述氢氧化钠固体样品10.00g溶于50ml水配成溶液，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应，静置

说明久置固体中，一定含有 Na2CO3
②用____蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在一小块pH试纸上，与____比较，测出pH
pH=11
说明久置固体中，还一定含
有____（填化学式）
滴加过量BaC12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】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 氢氧化钠和碳酸钠都呈碱性，都能使无色酚酞试液变红
【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。猜想Ⅰ：没变质，全部是NaOH；
猜想Ⅱ：部分变质，既含有NaOH又含有Na2CO3；猜想Ⅲ：完全变质，全部是Na2CO3。设计方案并进行实验：①称取上述氢氧化钠固体样品10.00g溶于50ml水配成溶液，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应，静置，实验结论为说明久置固体中，一定含有Na2CO3，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实验现象为pH=11，故实验操作是测定pH值，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一小块pH试纸上，与标准比色卡比较，测出pH，①中氯化钡已经将碳酸钠除尽，上层清液pH=11，显碱性，说明含氢氧化钠，故说明久置固体中，还一定含有NaOH；
滴加过量BaC12溶液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡，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：解：设生成碳酸钠的质量为x。

x=5.3g
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：氢氧化钠和碳酸钠都呈碱性，都能是无色酚酞试液变色，故不能通过取适量试剂溶于水，然后滴加酚酞的方法作出判断，故填：不能；氢氧化钠和碳酸钠都呈碱性，都能使无色酚酞试液变红。
6．（2020湖北鄂州）了解常见物质重要的物理及化学性质，有利于我们系统地学习并运用知识解决问题。碱石灰是氧化钙和氢氧化钠固体的混合物，常用来干燥某些气体。某化学兴趣小组的同学对放置在空气中一段时间的碱石灰产生了探究兴趣。
（实验步骤）
步骤一：现将放置在空气中一段时间的碱石灰放入烧杯中，加足量水溶解，烧杯底部有白色沉淀生成；
步骤二：一段时间后过滤，取滤液，加入一定量的碳酸钠溶液，发现没有白色沉淀生成。
据此信息请你参与探究完成下列问题：
（实验探究）
（1）碱石灰中的氧化钙可做某些气体干燥剂的原因是_______________（用化学方程式表示）
（2）步骤一向烧杯内的样品中加足量的水溶解时，产生的白色沉淀是_______。
（实验反思）
（3）固体氢氧化钠曝露在空气中，容易吸收空气中的水分而潮解；同时吸收空气中的______而变质，因此氢氧化钠固体必须密封保存。
（4）综合以上信息，向烧杯内的样品中加足量的水溶解时，溶液中溶质组成的情况可能有_________（有几种情况就写几种，用化学式表示）。
【答案】（1） （2）碳酸钙 （3）二氧化碳 （4）NaOH；NaOH、Ca(OH)2
【解析】氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。（1）碱石灰中的氧化钙可做某些气体干燥剂的原因是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，故反应的化学方程式为。（2）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，故步骤一向烧杯内的样品中加足量的水溶解时，产生的白色沉淀是碳酸钙。（3）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，固体氢氧化钠曝露在空气中，容易吸收空气中的水分而潮解；同时吸收空气中的二氧化碳而变质，因此氢氧化钠固体必须密封保存。
（4）向烧杯内的样品中加足量的水溶解时，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，当氢氧化钠部分反应时，溶质为氢氧化钠；当氢氧化钙部分反应时，溶质为氢氧化钙、氢氧化钠；当氢氧化钙完全反应时，溶质为氢氧化钠，故综合以上信息，向烧杯内的样品中加足量的水溶解时，溶液中溶质组成的情况可能有NaOH；NaOH、Ca(OH)2。
混合物成分的探究
7．（2020湖北武汉）实验室有一包久置的生铁粉末（成分为碳、铁和氧化铁）。为测定各组分的质量分数，小怡取两份质量均为m的生铁粉末样品，分别进行如下实验：
Ⅰ．测定碳的含量

已知：过氧化氢溶液能将Fe2+转化为Fe3+。
（1）步骤①的具体实验操作中包括过滤，此操作中玻璃棒的作用是____________。
（2）生成滤渣丙的化学方程式为____________。
Ⅱ．测定氧化铁的质量分数
下图所示装置气密性良好。在硬质玻璃管中放入样品2，打开止水夹K，在球形干燥管出口处检验氢气纯净后，点燃酒精灯，待充分反应后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭止水夹K。

（3）打开止水夹K，观察到装置甲中的实验现象是____________。
（4）若无装置乙，会导致测得氧化铁的质量分数____________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（5）实验过程中无污染性气体生成，且实验结束，硬质玻璃管中剩余固体为单质铁，丁装置中浓硫酸质量比实验前增重了0．54g，则m=__________g（结果精确到0．01）。
【答案】（1）引流 ；（2） ；（3）液体浸没锌粒，固体逐渐减少，产生大量气泡 ；（4）偏大；（5）10．76；
【解析】（1）过滤时，玻璃棒作用是引流。（2）硫酸铁和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铁，化学方程式为。（3）打开止水夹，试管内气压减小，稀硫酸进入试管和锌粒接触，发生反应生成氢气，现象为液体浸没锌粒，固体逐渐减少，产生大量气泡。（4）乙装置浓硫酸可以去除氢气中水蒸气，若无装置乙，稀硫酸中水蒸气，会被丁浓硫酸吸收，测量水的质量偏大，水的质量偏大，根据水质量求出氧化铁质量偏大，会导致测得氧化铁的质量分数偏大。（5）第一部分氧化铁与碳单质发生还原

第二部分氧化铁与氢气发生还原

两部分氧化铁总质量=3．2g+1．6g=4．8g。4．8g氧化铁中铁元素质量=
滤渣丙为氢氧化铁，其中铁元素质量为17．12g× =8．96g。则生铁粉末中铁的质量为8．96g-3．36g=5．6g。样品质量m=碳单质质量+铁单质质量+氧化铁质量=0．36g+5．6g+4．8g=10．76g。
8．（2020山东滨州）水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。
〔猜想与假设〕①该混合气体只含有一氧化碳、氢气；
②该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气；
③该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气；
④该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气。 
〔査阅资料〕①无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色;
②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物;
③氢气与一氧化碳都具有还原性。
〔收集证据〕同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)，并进行了实验。

（1）装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有___。B中发生反应的化学方程式为____。
（2）反应前装置C中的药品为__溶液。
（3）反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色，F中无水硫酸铜由白色变为蓝色，G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是___。
〔实验结论〕猜想___正确。
〔实验反思〕经过讨论，同学们将上图装置进行了简化，只用右图所示装置并自选必要试剂就能完成探究(假设每步都完全反应)。实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到的现象是______，应补充的最后一步实验操作及现象是____________。

【答案】〔收集证据〕（1）水蒸气和二氧化碳 （2）氢氧化钠
（3）氢气和一氧化碳 〔实验结论〕② 〔实验反思〕有水珠（或水雾） 迅速将小烧杯倒转，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水变浑浊
【解析】（1）由无水硫酸铜遇水变蓝和澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊的特点可知，混合气体中有水蒸气和二氧化碳；装置B中澄清石灰水与二氧化碳反应的化学式是：；
（2）C装置中应是氢氧化钠溶液，目的是吸收混合气体中的二氧化碳； （3）E中氧化铜变红，说明有一氧化碳气体或氢气或二者的混合气体；F中无水硫酸铜变蓝，说明有氢气，因为氢气还原氧化铜可生成水；G中澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳气体，因为一氧化碳还原氧化铜可生成二氧化碳；[实验结论]
根据以上实验可知，混合气体中有氢气、一氧化碳、水蒸气、二氧化碳，故猜想②正确；[实验反思]
碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，其中的氢氧化钠固体可吸收二氧化碳，氧化钙可吸收水蒸气．因为还有氢气和一氧化碳，所以烧杯壁上有小水珠（或水雾），因氢气燃烧生成水；最后迅速将小烧杯倒转，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水变浑浊，因为一氧化碳燃烧生成了二氧化碳。
9．（2020四川宜宾）某“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙，其使用说明如下图：

某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究
探究I：发热包的发热原理
将发热包中固体倒入烧杯中，加入适量水，发生剧烈反应，水很快沸腾。反应结束后，烧杯底部有大量固体，继续加水搅拌，过滤、洗涤、干燥，得到固体混合物。
（1）发热包中的某成分与水反应放出大量的热，该反应的化学方程式是_____________。
探究Ⅱ：固体混合物的成分
查阅资料：单质铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，并产生H2
小组同学认为固体混合物的成分可能是：活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙。为进一步探究其成分，小组同学设计并进行如下实验：
（2）取少量固体于试管中，加水振荡，静置，滴入几滴酚酞溶液，溶液变为红色，证明固体中含有___________。
（3）另取少量固体于锥形瓶中，逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止（如下图），反应停止后瓶底有黑色固体剩余，溶液呈浅绿色。

①反应停止后，瓶底的黑色固体为_____________，判断依据是__________。
②当观察到___________现象，证明固体中含有CaCO3。
③证明固体中含有铁粉的现象是___________。
（4）设计实验方案证明固体混合物中含有铝粉。____________（可供选择的试剂：CuCl2溶液、稀盐酸、NaOH溶液）
【答案】（1） （2） 氢氧化钙 （3）活性炭 显黑色的固体有铁和活性炭，但铁能与稀盐酸反应，故剩余黑色固体为活性炭 澄清石灰水变浑浊 溶液呈浅绿色 （4） 取固体混合物，加入氢氧化钠溶液，若有气泡产生，则证明固体混合物中含有铝粉
【解析】探究I：（1）发热包中的某成分与水反应放出大量的热，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式是。探究Ⅱ：（2）取少量固体于试管中，加水振荡，静置，滴入几滴酚酞溶液，溶液变为红色，证明固体中含有氢氧化钙，因为活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙中，只有氢氧化钙能溶于水且显碱性。（3）①反应停止后，瓶底的黑色固体为活性炭，判断依据是：显黑色的固体有铁和活性炭，但铁能与稀盐酸反应，故剩余黑色固体为活性炭。②当观察到澄清石灰水变浑浊现象，证明固体中含有CaCO3，因为碳酸钙与稀盐酸反应生成的二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊。③铁与盐酸反应生成浅绿色的氯化亚铁溶液和氢气，证明固体中含有铁粉的现象是溶液呈浅绿色。（4）单质铝能与氢氧化钠溶液反应，产生氢气，而活性炭、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙与氢氧化钠溶液不反应，故可取固体混合物，加入氢氧化钠溶液，若有气泡产生，则证明固体混合物中含有铝粉。
标签破损的相关探究
10．（2020山东泰安）某同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液（如图甲所示），经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种，为确认溶液中的溶质，他设计并进行了如下探究活动。
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下：
物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常温下的溶解度/g
36
109
21．5
9．6
常温下稀溶液的pH
7
13
11
9
请回答下列问题：
【实验探究1】

如上图乙所示，在操作①后可确定溶质不是NaCl，则实验现象应是______；在进行操作②时有无色无味气体产生，由此又可排除的物质是__________。
【探究结论】分析四种物质的相关信息，你认为该溶液中的溶质可能是上述四种物质中的______，你的判断依据是__________。若上述探究结论是正确的，操作②发生反应的化学方程式为_____________。
【讨论质疑】有同学认为以上分析不严密，需要进一步实验确定，于是又进行了如下探究。
【实验探究2】向操作①后试管中的溶液中滴加过量CaC12溶液（中性），充分反应后，试管中溶液颜色不变，又有白色沉淀产生。
【得出结论】通过实验探究2可确定原瓶溶液中的溶质应该是_________。
【反思拓展】造成该溶液出现上述实验现象的原因是______________（用化学方程式表示）。
【答案】【实验探究1】溶液呈红色 NaOH（或氢氧化钠） 【探究结论】Na2CO3（或碳酸钠）
碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数不可能达到10%，而碳酸钠溶液可以
【得出结论】NaOH（或氢氧化钠） 【反思拓展】
【解析】实验探究1：如上图乙所示，在操作①后可确定溶质不是NaCl，则实验现象应是溶液呈红色，因为NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液均显碱性，只有NaCl溶液显中性；在进行操作②时有无色无味气体产生，由此又可排除的物质是NaOH（或氢氧化钠），因为Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸反应均有二氧化碳产生。
探究结论：分析四种物质的相关信息，你认为该溶液中的溶质可能是上述四种物质中的Na2CO3（或碳酸钠），依据是碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数不可能达到10%，而碳酸钠溶液可以，常温下碳酸氢钠的溶解度为9．6g，饱和溶液的溶质质量分数为，若上述探究结论是正确的，该物质是Na2CO3，操作②中Na2CO3与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为。得出结论：通过实验探究2，向操作①后试管中的溶液中滴加过量CaC12溶液（中性），充分反应后，试管中溶液颜色不变，又有白色沉淀产生，过量CaC12溶液将碳酸钠消耗完，生成碳酸钙白色沉淀，只有氢氧化钠使无色酚酞溶液变红，说明溶液中既有氢氧化钠也有碳酸钠，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，可确定原瓶溶液中的溶质应该是 NaOH（或氢氧化钠）。
反思拓展：造成该溶液出现上述实验现象的原因是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为。
11．（2020四川乐山）实验室中有一瓶标签破损的固态铵盐，它可能是NH4Cl、NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4中的一种，请利用下图所示的溶液进行实验探究。

【提出猜想】
猜想①：该铵盐是NH4Cl
猜想②：该铵盐是___________
猜想③：该铵盐是NH4HCO3
猜想④：该铵盐是(NH4)2SO4
【实验探究】
步骤一：取少量样品放入试管中，没有嗅到强烈的氨味，加入适量水溶解得到无色液体，选用图中的___________溶液滴入试管中，无气泡放出，则猜想③不成立。
步骤二：在步骤一所得的溶液中，滴加图中的Ba(NO3)2溶液，没有白色沉淀生成，则猜想___________不成立。
步骤三：另取适量样品放入试管中，加水溶解配成溶液，滴加图中的___________溶液，有白色沉淀生成，则猜想___________成立。
【拓展应用】铵盐可作氮肥，它会与碱性物质发生化学反应，请写出硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式___________，所以在农业生产中，为避免降低肥效，铵态氮肥不要与碱性物质混合施用。
【答案】NH4NO3 稀盐酸（或HCl） ④ 硝酸银 ① NH4NO3+NaOH=NaNO3+NH3↑+H2O
【解析】它可能是NH4Cl、NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4中的一种，其余三种猜想已给出，所以猜想②是NH4NO3．实验探究：步骤一：根据取少量样品放入试管中，没有嗅到强烈的氨味，加入适量水溶解得到无色液体，滴入这种溶液无气泡放出，题中结论是：该样品中不含碳酸氢铵，故滴入的是：稀盐酸。步骤二：NH4Cl、NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4中只有(NH4)2SO4能和硝酸钡反应生成白色沉淀，其余三种都不能和硝酸钡反应，因为实验现象是没有白色沉淀生成，故猜想④不成立；步骤三：稀盐酸和硝酸钡都已用过，只有硝酸银没有使用，且硝酸银和硝酸铵不反应，但和氯化铵反应生成氯化银白色沉淀和硝酸铵，故滴加硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明猜想①成立。拓展应用：硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液在加热条件下反应，生成硝酸钠、氨气和水，其化学方程式是：NH4NO3+NaOH=NaNO3+NH3↑+H2O。
物质性质的探究
12．（2020湖北天门、仙桃、潜江、江汉油田中考）教材中用图1实验来验证硫能在氧气燃烧，某化学兴趣小组对该实验进行了改进，改进后的实验装置如图2，请完成实验过程中的相关问题。

（1）根据图2进行实验，操作过程与现象记录如下：
①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，向广口瓶中加入足量NaOH溶液。
②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，并产生微弱的淡蓝色火焰。
③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a、______，b、品红试纸褪色，c、小气球变大。
④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO2；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后应________，并同时轻轻振荡广口瓶。
（2）问题讨论：
①图1实验设计中的不足之处是___。
②硫在氧气中燃烧更剧烈是因为_______。
③反应过程中，玻璃管内湿润的品红试纸褪色，若改放干燥的品红试纸却不褪色，说明使品红试纸褪色的物质是___________（提示：SO2与CO2的性质有相似之处）。
④广口瓶中吸收SO2的化学方程式为________。
【答案】（1）③发出明亮的蓝紫色的火焰，放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体 ④移除直角玻璃管 （2）①需要手动点燃硫，可能会有空气进入集气瓶 ②纯氧的浓度比空气中氧气的浓度高
③亚硫酸 ④
【解析】硫在氧气中点燃生成二氧化硫，二氧化硫和水反应生成亚硫酸，二氧化硫和氢氧化钠生成亚硫酸钠和水。（1）③硫在氧气中点燃生成二氧化硫，故打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a、发出明亮的蓝紫色的火焰, 放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体，b、品红试纸褪色，c、小气球变大。④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO2；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后应移除直角玻璃管，并同时轻轻振荡广口瓶。（2）①图1实验设计中的不足之处是需要手动点燃硫，可能会有空气进入集气瓶。②氧气具有助燃性，纯氧中氧气的浓度较高，故硫在氧气中燃烧更剧烈是因为纯氧的浓度比空气中氧气的浓度高。③二氧化硫和水反应生成亚硫酸，反应过程中，玻璃管内湿润的品红试纸褪色，若改放干燥的品红试纸却不褪色，说明使品红试纸褪色的物质是亚硫酸。
④广口瓶中吸收SO2的反应是二氧化硫和氢氧化钠生成亚硫酸钠和水，故反应的化学方程式为。
13．（2020山东济宁）某实验探究小组为验证氢气的还原性，在教师指导下：
【查询资料】Ⅰ．反应原理： Ⅱ．无水硫酸铜是白色粉末状固体，遇水变蓝色
【实验过程】

分析实验过程，回答：
①仪器a的名称是____________，仪器b的名称是_______________。
②写出A装置中发生反应化学方程式_______________。
③装置D处硬质玻璃管中观察到的实验现象是_______________。
④装置B的作用是_______________，装置E的作用是_______________。
⑤氢气是一种可燃性气体，为确保实验安全。实验中，需要持续通入一段时间氢气，再点燃D处酒精灯，这样操作的目的是_______________。
【答案】①分液漏斗 酒精灯 ② ③黑色粉末变红 ④干燥氢气 检验生成物水 ⑤排尽装置内的空气防止加热时发生爆炸
【解析】①仪器a的名称是分液漏斗，仪器b的名称是酒精灯。②A装置中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，发生反应的化学方程式为。③装置D处，氢气与黑色氧化铜在加热条件下反应生成红色的铜和水，故硬质玻璃管中观察到的实验现象是黑色粉末变红。④浓硫酸具有吸水性，装置B的作用是干燥氢气，无水硫酸铜遇水变蓝，装置E的作用是检验生成物水。⑤氢气是一种可燃性气体，为确保实验安全，实验中，需要持续通入一段时间氢气，再点燃D处酒精灯，这样操作的目的是排尽装置内的空气防止加热时发生爆炸。
14．（2020山东德州）小倩同学了解到：外国人把中国称为“China”，在英文中与瓷器是同一个单词。“青花瓷”又是在中国瓷器中最具代表性的。绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴（CoO）。
她查阅元素周期表发现钴【读音： 】元素符号为Co，在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。

【提出问题】小倩同学产生疑问：为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢？
【寻求帮助】
（1）【咨询老师】得知：因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点（见右图），使得二者的化学性质相似。因此把这两种元素放在一起。请你帮助小倩完成下列问题：

①钴元素在元素周期表中的原子序数为_______，一个钴原子比一个铁原子多一个_____（填序号）。
a．中子 b．电子
c．质子 d．电子层
②铁原子与钴原子具有相同的___（填序号，下同）。元素的化学性质主要与原子的______有关，因此二者的化学性质相似。
a．核电荷数 b．核外电子数
c．电子层数 d．最外层电子数
③在化学反应中，金属钴和铁一样，也能与稀盐酸发生反应放出氢气，反应的化学方程式为_____；钴在氧气中燃烧生成Co3O4，化学方程式为_________。
（2）【查阅资料】钴元素有着广泛的用途：钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。钴在电池制造中需求量增长很快，钴酸锂（已知：化学式为LiCoO2，锂元素化合价为+1）常用作手机电池的正极材料,其中钻元素的化合价为____________。
【深入探讨】
【产生问题】既然钴与铁的单质具有相似的性质，那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质？
【设计并实验验】
①根据所学知识，同学们已知下列反应可以进行，并进行实验：
观察记录实验现象：氧化亚铁为黑色固体；实验a中，随着稀盐酸的加入，黑色固体逐渐溶解，溶液呈现浅绿色；实验b中，加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀，静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最后变为红褐色。【查阅资料得知：原因是溶液中的Fe（OH）2遇空气中的氧气生成Fe（OH）3】
②同学们欲探究钴元素化合物的性质，设计并进行了如下实验：
请你依据实验现象，完成下列问题：
I．实验①中，取少量灰黑色的氧化钴放入试管中，加入稀盐酸，固体被溶解，溶液呈红色，写出反应的化学方程式________________。另取一支试管加入少量氧化钴，滴入浓盐酸，固体被溶解溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的____________有关。
Ⅱ．实验②中，加入氢氧化钠溶液，出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最终变为棕色，试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的____________有关。通过实验探究，同学们得出结论：铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。
【答案】（1）①27 bc ②cd d ③
（2）+3 浓度 氧气
【解析】（1）由图可知钴核电荷数为27，原子序数=核电荷数=27，由图可知一个钻原子比一个铁原子多一个质子同时也多一个电子。（2）铁原子与钴原子具有相同的电子层数和最外层电子数，元素的化学性质主要与原子的最外层电子数有关，因此二者的化学性质相似。（3）在化学反应中，金属钴和铁一样，故钴和稀盐酸反应生成二价钴和氢气，化学方程式为，和氧气反应生成四氧化三钴，化学方程式为。（4）根据化合价代数和为零，设钴元素化合价为x，则（+1）+x+（-2）×2=0，故x=+3，故填：+3。（5）I．实验①中，取少量灰黑色的氧化钴放入试管中，加入稀盐酸，固体被溶解，溶液呈红色，氧化钴属于金属氧化物和酸反应属于复分解反应，化学方程式为，另取一支试管加入少量氧化钴，滴入浓盐酸，固体被溶解溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的浓度有关。（6）实验②中，加入氢氧化钠溶液，出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最终变为棕色，溶液中的Fe（OH）2遇空气中的氧气生成Fe（OH）3，钴和铁化学性质似，推测沉淀物颜色变化可能与空气中的氧气有关。
无明显化学反应现象的探究
15．（2020陕西省卷）某学习小组的同学在整理归纳反应规律叶发现，有些化学反应发生时没有伴随明显的现象，他们就此进行了以下探究。
【提出问题】
怎样证明NaOH溶液分别与CO2及稀盐酸发生了反应？
【分析讨论】
同学们讨论后认为，可以用两种思路探究上述反应是否发生。
思路Ⅰ：验证有 ________；思路Ⅱ：验证反应物减少或消失。
【实验探究】同学们分两组分别设计方案进行探究。
组别
第一组
第二组
实验示意图



【实验结论】
（1）第一组同学将充满CO2气体的试管倒扣在NaOH溶液中，观察到试管内液面升高，认为NaOH溶液与CO2发生了反应。但有同学指出，还应进行CO2与 ________反应的对比实验才能得出这一结论。
（2）第二组的小文同学向丙中滴入无色酚酞溶液后，观察到溶液颜色________。得出NaOH溶液与稀盐酸发生了反应的结论。小亮同学向丁中滴入AgNO3溶液后，观察到有白色沉淀生成，由此他认为NaOH溶液与稀盐酸反应生成了NaC1，你认为小亮的结论是________（填“合理”或“不合理”）的。
（3）第二组同学进一步讨论后认为，如果将乙中的溶液蒸发结晶，再将得到的晶体溶于水，若在室温下测得该溶液的pH________________（填“>”、“