資源簡介

實驗探究題
例1 一種自加熱食品包裝中加熱包的成分有：生石灰、活性炭、鋁粉、鐵粉、碳酸鈉、氯化鈣、硫酸鎂。使用時需向加熱包加水，課堂上老師分別取適量加熱包中的固體樣品進行如圖實驗：
(1)實驗A中，將樣品加入水里觸摸燒杯外壁發(fā)燙，其原因是________（用化學方程式表示）。
(2)實驗B中，將一定量稀鹽酸加入錐形瓶中，劇烈反應，生成大量氣體。學習小組同學對氣體成分和錐形瓶內溶液進行探究。
I.對氣體成分進行探究。
【作出假設】假設一：只有H2 假設二：只有CO2 假設三：H2和CO2
【實驗驗證】小明同學設計如下實驗，對氣體成分進行探究。
①當氣體通過甲時，澄清石灰水變渾濁，證明假設________不成立。
②丁中出現(xiàn)________的現(xiàn)象時，證明假設三成立。
③乙的作用是________。
II.對錐形瓶內的溶液進行探究。
實驗后，小萍同學取少量錐形瓶內的溶液于試管中，向其中滴加NaOH溶液，開始一段時間無沉淀生成，其原因是錐形瓶內的溶液中存在________。
【總結反思】通過以上探究，小林同學做了如下的反思歸納：
a.加熱包應密封防潮保存
b.向用過的加熱包內的固體中加入過量稀鹽酸后過濾，可以回收活性炭
c.能與水混合放出熱量的物質，均可用作加熱包中的發(fā)熱材料
你認為其中不正確的是________（填字母）。
例2 自然界并不缺少鎂，缺少的是發(fā)現(xiàn)鎂的眼睛。某化學興趣小組開啟尋鎂之旅，現(xiàn)邀請你參與并完成相關內容。
（1）第一站：初識金屬鎂。①金屬鎂的物理性質：________（寫一條）；②金屬鎂的化學性質：鎂能與氧氣反應，反應的化學方程式為________。
（2）第二站：再遇金屬鎂。將打磨過的鎂條放入稀鹽酸中，反應現(xiàn)象是________，化學方程式為________ 。
（3）第三站：制備金屬鎂。小組同學模擬工業(yè)上從海水曬鹽剩下的苦鹵中提取鎂，流程如下：
流程中X為________。
（4）第四站：再探金屬鎂。
【提出問題】鎂能否與熱水反應 如果反應，產物是什么
【相關信息】①Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；②氫氧化鎂在熱水中能部分溶解。
實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論
鎂能與熱水反應，生成氫氧化鎂和氫氣
（5）上述尋鎂之旅中你收獲到鎂的化學性質有________。
例3 宏宏同學發(fā)現(xiàn)上個月做實驗用的氫氧化鈉溶液忘記了蓋瓶蓋。對于該溶液是否變質，宏宏邀約幾個喜歡探究的同學對此進行了探究。請你一起完成下列實驗報告。
（1）【提出問題1】該溶液是否變質？
【實驗探究1】
實驗步驟 實驗現(xiàn)象 解釋與結論
取少量該溶液放于試管中，滴加足量稀鹽酸 有________產生 說明該溶液已變質。變質的原因是________（請用化學方程式表示）。
（2）【提出問題2】該溶液變質程度怎樣？
【提出猜想】猜想一：已完全變質，該溶液中溶質只含Na2CO3
猜想二：部分變質，該溶液中溶質含有　 　。
【查閱資料】氯化鋇溶液呈中性。
【實驗探究2】
實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結論
先取少量該溶液放于試管中，加入過量氯化鋇溶液 有________生成 猜想________成立
靜置，取上層清液于另一支試管中，加入2~3滴酚酞溶液 上層清液變紅
（3）【提出問題3】怎樣提純該樣品得到純凈的氫氧化鈉固體。
【實驗探究3】為得到純凈的氫氧化鈉固體，同學們取該樣品并設計了如圖實驗方案。
請回答下列問題：
①操作a和操作b中都需用到玻璃棒，其中操作a中玻璃棒的作用為________。
②根據(jù)實驗流程可知，最終所得氫氧化鈉固體質量________變質后樣品中氫氧化鈉的質量（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）【反思交流】在【實驗探究2】中加入過量的氯化鋇溶液的目的是什么？________。
例4 如圖所示“黑面包”實驗中，蔗糖(C12H22O11)變黑，體積膨脹,變成疏松的炭，放出有刺激性氣味的氣體。
【提出問題】改變糖的種類、濃硫酸的體積、水的滴數(shù)和溫度是否會影響實驗效果呢
【進行實驗】分別取5g糖粉進行實驗，根據(jù)前2min的現(xiàn)象對實驗效果進行評分，記錄如下：
表1實驗記錄
實驗 糖 濃硫酸體積/mL 水的滴數(shù) 溫度/℃ 效果得分
1 蔗糖 4 5 22 65
2 蔗糖 5 10 30 81
3 蔗糖 6 15 50 93
4 冰糖 4 10 50 91
5 冰糖 5 15 22 88
6 冰糖 a 5 30 75
7 葡萄糖 4 15 30 0
8 葡萄糖 5 5 50 0
9 葡萄糖 6 10 22 0
【處理數(shù)據(jù)】分析表1，計算效果得分均值，結果如下：
表2 效果得分均值
因素 糖 濃硫酸體積/mL 水的滴數(shù) 溫度/℃
蔗糖 冰糖 葡萄糖 4 5 6 5 10 15 22 30 50
均值 79.7 84.7 0 52.0 56.3 56.0 46.7 57.3 60.3 51.0 52.0 61.3
依據(jù)均值推斷最佳實驗方案，均值越高，效果越好。
【解釋與結論】
(1)蔗糖變成黑色的炭，發(fā)生了_______(填“物理”或“化學”)變化。
(2)推測放出的氣體含SO2，從元素守恒角度說明理由：_______。
(3)實驗6中，a為_______mL。
(4)根據(jù)表2推斷，“黑面包”實驗最好選擇5g冰糖、5mL濃硫酸、_______滴水和50℃。
【反思與評價】
(5)表2中，22℃對應的均值為51.0,，計算該值所依據(jù)的3個數(shù)據(jù)分別是_______。
(6)綜合分析，使實驗3的效果得分高于實驗4的因素有_______。
例5 (2019 福建)某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數(shù)”的探究實驗。
【實驗 1】按圖 1 所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。
【實驗 2】按圖 2 所示裝置，在集氣瓶內壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑(其中輔助成分不干擾實驗)，利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。
(1)實驗 1 中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是___________。紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開 K，水能倒吸入集氣瓶的原因是___________。
(2)為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是___________(寫一點)。
(3)實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗 1、實驗 2 中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化的關系分別如圖 3、圖 4 所示。依據(jù)圖 3、圖 4 信息，___________(填“實驗 1”或“實驗 2")的測定方法更準確，判斷依據(jù)是___________。
(4)結合你的學習經驗，若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物。用圖 1 或圖 2 裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，該替代物應滿足的條件是___________、___________ (寫兩點)。
【實驗 3】測定用排空氣法收集到的集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。
(5)甲同學設計圖 5 所示裝置進行測定。濃 NaOH 溶液的作用是___________(用化學方程式表示)。
(6)乙同學提出，僅利用圖 6 所示裝置，在不添加其他試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。為達到實驗目的，操作方法是___________。
跟蹤訓練
1.圖一、圖二是某興趣小組探究金屬、酸的化學性質時所做的兩組實驗。實驗結束后，將兩組實驗試管中的物質分別全部倒入甲、乙兩個潔凈的燒杯中，據(jù)圖回答：
(1)在圖一所示的實驗中，試管②中發(fā)生反應的化學方程式是_________。
(2)甲燒杯中的物質完全反應后，發(fā)現(xiàn)紅色固體物質明顯增多。下列說法正確的是_________(填序號)。
A.試管②反應后的固體中一定不含鐵
B.完全反應后，甲燒杯中的固體一定含有鐵
C.完全反應后，甲燒杯的溶液中可能含有Cu2+
D.完全反應后，甲燒杯的溶液中一定含有Mg2+、Fe2+
(3)乙燒杯中的物質充分反應后，僅觀察到有白色沉淀，無其他現(xiàn)象。則試管④反應后的溶液中的溶質共有哪些_________(寫化學式)。
(4)將乙燒杯內的物質進行過濾，對所得濾液中溶質成分進行了如下探究：
實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論
步驟1：取少量濾液于試管中，向其中滴加足量硝酸鋇溶液 有白色沉淀生成 ①生成的白色沉淀是_________(寫化學式，下同)②濾液中的溶質共有哪些_________
步驟2：靜置，向上層清液中滴加無色酚酞試液 溶液變紅
(5)在上述(4)的實驗探究中，步驟1中加入足量硝酸鋇溶液的目的是_________。
2.化學是以實驗為基礎的科學，實驗是科學探究的重要手段。某化學興趣小組在一次活動中進行了如圖所示的探究實驗。
【實驗探究】
【收集證據(jù)】A燒杯中發(fā)生反應的化學方程式__________。根據(jù)C試管中的現(xiàn)象能得出B燒杯的溶液中一定沒有的離子是______(填符號)。滴加氫氧化鋇溶液的實驗現(xiàn)象______________。
【結論應用】通過上述實驗現(xiàn)象可以得出，在此過程中__________(從宏觀角度回答)。根據(jù)這個結論，若向C試管溶液中加入氯化鋇溶液有白色沉淀產生，則B燒杯的溶液中一定含有的離子是____________(填符號)。
【歸納總結】經討論我們能夠總結出，根據(jù)明顯的實驗現(xiàn)象可以得出許多結論。一般來說，常根據(jù)___________，證明物質發(fā)生了化學變化。
3.某化學活動小組在一次實驗中進行如圖所示實驗：
此時觀察到U型管左右兩側產生的現(xiàn)象分別是_________；實驗后，小組同學充分振蕩U型管，發(fā)現(xiàn)管內仍有白色固體殘留，將混合物過濾后，同學們對濾液成分產生了濃厚的興趣，于是進行了進一步的探究活動。
【提出問題】濾液中可能含有哪些溶質？
【猜想與假設】猜想一：溶質為NaCl
猜想二：溶質為NaCl和BaCl2
猜想三：溶質為NaCl、BaCl2和HC1
【評價與交流】你認為以上猜想_________不合理，理由是_________；則你的猜想為_________。；
【實驗探究】小紅為了驗證濾液成分，取濾液于試管中，向其中滴加少量的硫酸鈉溶液，觀察到無明顯現(xiàn)象。由此得出結論：猜想一成立，小剛認為小紅的結論不嚴密，因為________。
為驗證你的猜想請?zhí)顚懭绫恚?br/>實驗過程 實驗現(xiàn)象 實驗結論
_________ _________ 你的猜想成立
【歸納與總結】通過上述實驗我們能夠總結出：在確定化學反應后所得溶液中溶質成分時，除了考慮生成物外，還要考慮_________。
4.興趣小組的利用提供的試劑：稀硫酸、澄清石灰水、氯化鈉溶液、硫酸銅溶液和紫色石蕊溶液。探究酸堿鹽的性質。小清同學將氯化鈉溶液加入到稀硫酸中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，而將混合溶液加熱一段時間后，意外地聞到刺激性氣味。
【提出問題】刺激性氣味的氣體是什么
【猜想與假設】猜想1：可能是二氧化硫；猜想2：可能是氯化氫；猜想3：可能是氨氣。
大家討論后認為猜想3不合理，依據(jù)是___________。
【查閱資料】SO2和CO2的化學性質相似，都能使澄清灰水變渾濁。寫出二氧化硫和氫氧化鈣的反應的化學方程式________________________。
【實驗探究】如圖所示，小誠將產生的氣體通入紫色石蕊溶液中，觀察到________，于是他認為猜想2正確。
【評價與改進】小煜認為小誠的結論不科學，于是他利用提供的試劑通過實驗確認了猜想2正確。
實驗操作 實驗現(xiàn)象
如圖所示，將產生的氣體________________ _____________________
【結論】加熱氯化鈉與硫酸的混合溶液得到的氣體是氯化氫。
【拓展應用】實驗室可用氯化鈉和硫酸反應制取氯化氫氣體，已知氯化氫氣體極易溶于水。請推測實驗室制取氯化氫氣體最適宜的方法為________________(填序號)。
A.加熱氯化鈉溶液和稀硫酸的混合物
B.加熱氯化鈉固體和稀硫酸的混合物
C.加熱氯化鈉固體和濃硫酸的混合物
答案和解析
例1 一種自加熱食品包裝中加熱包的成分有：生石灰、活性炭、鋁粉、鐵粉、碳酸鈉、氯化鈣、硫酸鎂。使用時需向加熱包加水，課堂上老師分別取適量加熱包中的固體樣品進行如圖實驗：
(1)實驗A中，將樣品加入水里觸摸燒杯外壁發(fā)燙，其原因是________（用化學方程式表示）。
(2)實驗B中，將一定量稀鹽酸加入錐形瓶中，劇烈反應，生成大量氣體。學習小組同學對氣體成分和錐形瓶內溶液進行探究。
I.對氣體成分進行探究。
【作出假設】假設一：只有H2 假設二：只有CO2 假設三：H2和CO2
【實驗驗證】小明同學設計如下實驗，對氣體成分進行探究。
①當氣體通過甲時，澄清石灰水變渾濁，證明假設________不成立。
②丁中出現(xiàn)________的現(xiàn)象時，證明假設三成立。
③乙的作用是________。
II.對錐形瓶內的溶液進行探究。
實驗后，小萍同學取少量錐形瓶內的溶液于試管中，向其中滴加NaOH溶液，開始一段時間無沉淀生成，其原因是錐形瓶內的溶液中存在________。
【總結反思】通過以上探究，小林同學做了如下的反思歸納：
a.加熱包應密封防潮保存
b.向用過的加熱包內的固體中加入過量稀鹽酸后過濾，可以回收活性炭
c.能與水混合放出熱量的物質，均可用作加熱包中的發(fā)熱材料
你認為其中不正確的是________（填字母）。
解析 (1)氧化鈣與水反應放熱，說明樣品中含有氧化鈣，反應的化學方程式為CaO+H2O=Ca(OH)2。(2)【實驗驗證】①甲中澄清石灰水變渾濁，說明氣體中含有二氧化碳，所以假設一不成立。②已知假設三成立，氣體成分為H2和CO2，而二氧化碳在經過裝置乙時已經被除掉，丙中濃硫酸是干燥劑，丁中發(fā)生的反應是氫氣還原氧化銅，對應的現(xiàn)象是黑色固體變成紅色。③氫氧化鈉溶液可以與二氧化碳反應而將二氧化碳除去。Ⅱ中加入氫氧化鈉溶液后開始一段時間無沉淀，說明在生成沉淀前有酸先與氫氧化鈉反應，即錐形瓶內的液體中含有鹽酸。【總結反思】加熱包中含有氧化鈣，會與水發(fā)生反應，所以要注意防潮，a正確；向用過的加熱包內的固體中加入過量的稀鹽酸，只有活性炭不與稀鹽酸反應且不溶，所以加入足量的稀鹽酸后過濾，可得到活性炭，b正確；能用作加熱包，除了要求物質與水混合放熱外，還要考慮攜帶是否方便和保存是否安全等因素，c不正確。
答案 (1)CaO+H2O=Ca(OH)2 (2)【實驗驗證】①一 ②黑色固體變紅 ③吸收CO2 鹽酸(或HCl或氯化氫) 【總結反思】c
例2 自然界并不缺少鎂，缺少的是發(fā)現(xiàn)鎂的眼睛。某化學興趣小組開啟尋鎂之旅，現(xiàn)邀請你參與并完成相關內容。
（1）第一站：初識金屬鎂。①金屬鎂的物理性質：________（寫一條）；②金屬鎂的化學性質：鎂能與氧氣反應，反應的化學方程式為________。
（2）第二站：再遇金屬鎂。將打磨過的鎂條放入稀鹽酸中，反應現(xiàn)象是________，化學方程式為________ 。
（3）第三站：制備金屬鎂。小組同學模擬工業(yè)上從海水曬鹽剩下的苦鹵中提取鎂，流程如下：
流程中X為________。
（4）第四站：再探金屬鎂。
【提出問題】鎂能否與熱水反應 如果反應，產物是什么
【相關信息】①Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；②氫氧化鎂在熱水中能部分溶解。
實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論
鎂能與熱水反應，生成氫氧化鎂和氫氣
（5）上述尋鎂之旅中你收獲到鎂的化學性質有________。
解析 (1)①鎂是一種銀白色金屬，具有良好的導電性、導熱性和延展性；②鎂和氧氣生成氧化鎂，化學方程式為2Mg+O2=2MgO。(2)鎂與稀鹽酸反應生成氯化鎂和氫氣，反應現(xiàn)象是固體逐漸減少，有大量氣泡產生。(3)氫氧化鎂和鹽酸反應生成氯化鎂和水，所以X是鹽酸。(4)根據(jù)題干提供的信息可知，①Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；②氫氧化鎂在熱水中能部分溶解；探究的目的是驗證氫氣和氫氧化鎂的存在，氫氣通常用點燃有輕微爆鳴聲或產生淡藍色火焰來檢驗；而氫氧化鎂溶于水后顯堿性，可以用酚酞溶液來檢驗。(5)鎂在與鹽酸反應前需要打磨，說明鎂能與氧氣反應，結合以上分析知，鎂的化學性質有：①能與氧氣反應；②能與酸反應；③能與熱水反應。
答案 （1）銀白色 2Mg+O2=2MgO （2）產生氣泡，固體減少 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ （3）鹽酸 （4）
實驗操作 實驗現(xiàn)象
1.將打磨好的鎂條放入盛有熱水的試管中，收集氣體并點燃。2.反應后向試管中滴入酚酞溶液。 1.有輕微爆鳴聲或有淡藍色火焰2.溶液由無色變成紅色
（5）①能與氧氣反應 ②能與酸反應 ③能與熱水反應
例3 宏宏同學發(fā)現(xiàn)上個月做實驗用的氫氧化鈉溶液忘記了蓋瓶蓋。對于該溶液是否變質，宏宏邀約幾個喜歡探究的同學對此進行了探究。請你一起完成下列實驗報告。
（1）【提出問題1】該溶液是否變質？
【實驗探究1】
實驗步驟 實驗現(xiàn)象 解釋與結論
取少量該溶液放于試管中，滴加足量稀鹽酸 有________產生 說明該溶液已變質。變質的原因是________（請用化學方程式表示）。
（2）【提出問題2】該溶液變質程度怎樣？
【提出猜想】猜想一：已完全變質，該溶液中溶質只含Na2CO3
猜想二：部分變質，該溶液中溶質含有　 　。
【查閱資料】氯化鋇溶液呈中性。
【實驗探究2】
實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結論
先取少量該溶液放于試管中，加入過量氯化鋇溶液 有________生成 猜想________成立
靜置，取上層清液于另一支試管中，加入2~3滴酚酞溶液 上層清液變紅
（3）【提出問題3】怎樣提純該樣品得到純凈的氫氧化鈉固體。
【實驗探究3】為得到純凈的氫氧化鈉固體，同學們取該樣品并設計了如圖實驗方案。
請回答下列問題：
①操作a和操作b中都需用到玻璃棒，其中操作a中玻璃棒的作用為________。
②根據(jù)實驗流程可知，最終所得氫氧化鈉固體質量________變質后樣品中氫氧化鈉的質量（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）【反思交流】在【實驗探究2】中加入過量的氯化鋇溶液的目的是什么？________。
解析 （1）【提出問題1】由于氫氧化鈉易與空氣中二氧化碳反應生成碳酸鈉，碳酸鈉能與鹽酸反應生成二氧化碳氣體。向溶液中滴加稀鹽酸有氣泡產生，說明氫氧化鈉溶液已變質。（2）【提出問題2】若氫氧化鈉全部變質，則溶液中只有碳酸鈉；若部分變質，溶液中是碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物。【實驗探究2】要探究溶液中是否含有氫氧化鈉，應先將碳酸鈉除干凈。取少量該溶液加入過量氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，說明溶液中含有碳酸鈉；靜置，取上層清液，加入酚酞溶液，上層清液變紅，說明溶液中含有氫氧化鈉。（3）【實驗探究3】①操作a中玻璃棒的作用是攪拌，使反應充分進行。②根據(jù)實驗流程和反應的方程式Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH可知，該反應中有新的氫氧化鈉生成，因此最終所得氫氧化鈉固體質量大于變質后樣品中氫氧化鈉的質量。（4）【反思交流】【實驗探究2】是探究溶液中是否含有氫氧化鈉，應先將碳酸鈉完全除去，碳酸鈉能與氯化鋇反應，所以要加入過量的氯化鋇溶液。
答案 （1）【提出問題1】氣泡 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
（2）【提出猜想】NaOH、Na2CO3 【實驗探究2】白色沉淀 二
（3）【提出問題3】①攪拌，使反應充分進行 ②大于
（4）【反思交流】將碳酸鈉完全除去
例4 如圖所示“黑面包”實驗中，蔗糖(C12H22O11)變黑，體積膨脹,變成疏松的炭，放出有刺激性氣味的氣體。
【提出問題】改變糖的種類、濃硫酸的體積、水的滴數(shù)和溫度是否會影響實驗效果呢
【進行實驗】分別取5g糖粉進行實驗，根據(jù)前2min的現(xiàn)象對實驗效果進行評分，記錄如下：
表1實驗記錄
實驗 糖 濃硫酸體積/mL 水的滴數(shù) 溫度/℃ 效果得分
1 蔗糖 4 5 22 65
2 蔗糖 5 10 30 81
3 蔗糖 6 15 50 93
4 冰糖 4 10 50 91
5 冰糖 5 15 22 88
6 冰糖 a 5 30 75
7 葡萄糖 4 15 30 0
8 葡萄糖 5 5 50 0
9 葡萄糖 6 10 22 0
【處理數(shù)據(jù)】分析表1，計算效果得分均值，結果如下：
表2 效果得分均值
因素 糖 濃硫酸體積/mL 水的滴數(shù) 溫度/℃
蔗糖 冰糖 葡萄糖 4 5 6 5 10 15 22 30 50
均值 79.7 84.7 0 52.0 56.3 56.0 46.7 57.3 60.3 51.0 52.0 61.3
依據(jù)均值推斷最佳實驗方案，均值越高，效果越好。
【解釋與結論】
(1)蔗糖變成黑色的炭，發(fā)生了_______(填“物理”或“化學”)變化。
(2)推測放出的氣體含SO2，從元素守恒角度說明理由：_______。
(3)實驗6中，a為_______mL。
(4)根據(jù)表2推斷，“黑面包”實驗最好選擇5g冰糖、5mL濃硫酸、_______滴水和50℃。
【反思與評價】
(5)表2中，22℃對應的均值為51.0,，計算該值所依據(jù)的3個數(shù)據(jù)分別是_______。
(6)綜合分析，使實驗3的效果得分高于實驗4的因素有_______。
解析 (1)蔗糖(C12H2O11)變?yōu)樘?主要成分為C)，有新物質生成，為化學變化。(2)根據(jù)元素守恒，反應前后元素種類不變，反應物濃硫酸中有硫元素和氧元素；蔗糖中含有碳元素和氧元素，則生成物中氣體可能為CO、CO2和SO2，有刺激性氣味的氣體只有SO2。(3)分析表1數(shù)據(jù)，當蔗糖、葡萄糖質量相同時，選用的濃硫酸體積均為4mL、5mL和6mL，所以冰糖選用的濃硫酸體積也應為4mL、5mL和6mL。(4)依據(jù)均值越高效果越好推斷，表2中均值為最高時應選擇的是5g冰糖、5mL濃碗酸、15滴水和50℃。(5)表2中22℃時的均值為51.0，對應表1中為22℃的實驗有實驗1、實驗5和實驗9，這三個實驗對應的效果得分分別為65、88和0。(6)實驗3和實驗4均為50℃時，糖的種類、濃硫酸的體積和水的滴數(shù)不同，而表2中冰糖比蔗糖效果好，說明不是糖種類的影響；濃硫酸體積為6mL時比4mL效果好，水的滴數(shù)為15時效果最好，綜合分析，實驗3的效果得分高于實驗4的因素為濃硫酸的體積和水的滴數(shù)。
答案 (1)化學 (2)濃硫酸中有硫元素和氧元素、蔗糖中含有氧元素，則生成物中也會有硫元素和氧元素 (3)6 (4)15 (5)65，88，0 (6)濃硫酸的體積和水的滴數(shù)
例5 (2019 福建)某興趣小組開展“測定密閉容器中某種氣體的體積分數(shù)”的探究實驗。
【實驗 1】按圖 1 所示裝置，用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。
【實驗 2】按圖 2 所示裝置，在集氣瓶內壁用水均勻涂附鐵粉除氧劑(其中輔助成分不干擾實驗)，利用鐵銹蝕原理測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。
(1)實驗 1 中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是___________。紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開 K，水能倒吸入集氣瓶的原因是___________。
(2)為提高實驗的準確性，以上兩個實驗都需要注意的事項是___________(寫一點)。
(3)實驗過程中，連接數(shù)字傳感器，測得實驗 1、實驗 2 中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化的關系分別如圖 3、圖 4 所示。依據(jù)圖 3、圖 4 信息，___________(填“實驗 1”或“實驗 2")的測定方法更準確，判斷依據(jù)是___________。
(4)結合你的學習經驗，若要尋找紅磷或鐵粉除氧劑的替代物。用圖 1 或圖 2 裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，該替代物應滿足的條件是___________、___________ (寫兩點)。
【實驗 3】測定用排空氣法收集到的集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。
(5)甲同學設計圖 5 所示裝置進行測定。濃 NaOH 溶液的作用是___________(用化學方程式表示)。
(6)乙同學提出，僅利用圖 6 所示裝置，在不添加其他試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分數(shù)。為達到實驗目的，操作方法是___________。
解析 (1)紅磷在空氣中燃燒會產生大量的白煙，并放出熱量。紅磷燃燒消耗氧氣，集氣瓶內壓強減小，外部壓強大于內部壓強，當打開止水夾時，燒杯中的水會被壓入集氣瓶中。(2)圖1、圖2中的實驗在操作上要注意檢查裝置的氣密性，以免漏氣產生誤差；紅磷或除氧劑的量要足量；裝置冷卻至室溫后オ能打開止水夾。(3)依據(jù)圖3、圖4信息可知，實驗1中的氧氣并沒有完全被除盡，實驗2中的氧氣幾乎完全被除盡，因此實驗2的測定方法更準確。(4)選擇的除氧氣的物質應只能與氧氣發(fā)生反應、與氧氣反應的生成物不能是氣體等。(5)氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應，反應后集氣瓶內壓強減小，打開止水夾水會倒流入集氣瓶中，進入水的體積即為二氧化碳的體積，因此氫氧化鈉的作用是吸收二氧化碳，反應的化學方程式為2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O。(6)若要使燒杯中的氫氧化鈉溶液進入集氣瓶內，可以使集氣瓶內壓強減小，因此可將集氣瓶放入冰水中。
答案 (1)產生大量白煙(或“黃色火焰”“放熱”等合理答案) 氧氣被消耗，集氣瓶內氣體壓強小于大氣壓 (2)裝置的氣密性良好(或“紅磷和鐵粉除氧劑足量”等其他合理答案) (3)實驗 2 反應后，實驗 1集氣瓶中剩余氧氣的體積分數(shù)為 8.6%，而實驗 2集氣瓶中氧氣幾乎耗盡 (4)能夠和氧氣反應、生成物不影響測定結果(或其他合理答案) (5)2NaOH+CO2= Na2CO3+H2O (6)用冰水冷卻集氣瓶，打開 K(或其他合理答案)
跟蹤訓練
1.圖一、圖二是某興趣小組探究金屬、酸的化學性質時所做的兩組實驗。實驗結束后，將兩組實驗試管中的物質分別全部倒入甲、乙兩個潔凈的燒杯中，據(jù)圖回答：
(1)在圖一所示的實驗中，試管②中發(fā)生反應的化學方程式是_________。
(2)甲燒杯中的物質完全反應后，發(fā)現(xiàn)紅色固體物質明顯增多。下列說法正確的是_________(填序號)。
A.試管②反應后的固體中一定不含鐵
B.完全反應后，甲燒杯中的固體一定含有鐵
C.完全反應后，甲燒杯的溶液中可能含有Cu2+
D.完全反應后，甲燒杯的溶液中一定含有Mg2+、Fe2+
(3)乙燒杯中的物質充分反應后，僅觀察到有白色沉淀，無其他現(xiàn)象。則試管④反應后的溶液中的溶質共有哪些_________(寫化學式)。
(4)將乙燒杯內的物質進行過濾，對所得濾液中溶質成分進行了如下探究：
實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論
步驟1：取少量濾液于試管中，向其中滴加足量硝酸鋇溶液 有白色沉淀生成 ①生成的白色沉淀是_________(寫化學式，下同)②濾液中的溶質共有哪些_________
步驟2：靜置，向上層清液中滴加無色酚酞試液 溶液變紅
(5)在上述(4)的實驗探究中，步驟1中加入足量硝酸鋇溶液的目的是_________。
2.化學是以實驗為基礎的科學，實驗是科學探究的重要手段。某化學興趣小組在一次活動中進行了如圖所示的探究實驗。
【實驗探究】
【收集證據(jù)】A燒杯中發(fā)生反應的化學方程式__________。根據(jù)C試管中的現(xiàn)象能得出B燒杯的溶液中一定沒有的離子是______(填符號)。滴加氫氧化鋇溶液的實驗現(xiàn)象______________。
【結論應用】通過上述實驗現(xiàn)象可以得出，在此過程中__________(從宏觀角度回答)。根據(jù)這個結論，若向C試管溶液中加入氯化鋇溶液有白色沉淀產生，則B燒杯的溶液中一定含有的離子是____________(填符號)。
【歸納總結】經討論我們能夠總結出，根據(jù)明顯的實驗現(xiàn)象可以得出許多結論。一般來說，常根據(jù)___________，證明物質發(fā)生了化學變化。
3.某化學活動小組在一次實驗中進行如圖所示實驗：
此時觀察到U型管左右兩側產生的現(xiàn)象分別是_________；實驗后，小組同學充分振蕩U型管，發(fā)現(xiàn)管內仍有白色固體殘留，將混合物過濾后，同學們對濾液成分產生了濃厚的興趣，于是進行了進一步的探究活動。
【提出問題】濾液中可能含有哪些溶質？
【猜想與假設】猜想一：溶質為NaCl
猜想二：溶質為NaCl和BaCl2
猜想三：溶質為NaCl、BaCl2和HC1
【評價與交流】你認為以上猜想_________不合理，理由是_________；則你的猜想為_________。；
【實驗探究】小紅為了驗證濾液成分，取濾液于試管中，向其中滴加少量的硫酸鈉溶液，觀察到無明顯現(xiàn)象。由此得出結論：猜想一成立，小剛認為小紅的結論不嚴密，因為________。
為驗證你的猜想請?zhí)顚懭绫恚?br/>實驗過程 實驗現(xiàn)象 實驗結論
_________ _________ 你的猜想成立
【歸納與總結】通過上述實驗我們能夠總結出：在確定化學反應后所得溶液中溶質成分時，除了考慮生成物外，還要考慮_________。
4.興趣小組的利用提供的試劑：稀硫酸、澄清石灰水、氯化鈉溶液、硫酸銅溶液和紫色石蕊溶液。探究酸堿鹽的性質。小清同學將氯化鈉溶液加入到稀硫酸中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，而將混合溶液加熱一段時間后，意外地聞到刺激性氣味。
【提出問題】刺激性氣味的氣體是什么
【猜想與假設】猜想1：可能是二氧化硫；猜想2：可能是氯化氫；猜想3：可能是氨氣。
大家討論后認為猜想3不合理，依據(jù)是___________。
【查閱資料】SO2和CO2的化學性質相似，都能使澄清灰水變渾濁。寫出二氧化硫和氫氧化鈣的反應的化學方程式________________________。
【實驗探究】如圖所示，小誠將產生的氣體通入紫色石蕊溶液中，觀察到________，于是他認為猜想2正確。
【評價與改進】小煜認為小誠的結論不科學，于是他利用提供的試劑通過實驗確認了猜想2正確。
實驗操作 實驗現(xiàn)象
如圖所示，將產生的氣體________________ _____________________
【結論】加熱氯化鈉與硫酸的混合溶液得到的氣體是氯化氫。
【拓展應用】實驗室可用氯化鈉和硫酸反應制取氯化氫氣體，已知氯化氫氣體極易溶于水。請推測實驗室制取氯化氫氣體最適宜的方法為________________(填序號)。
A.加熱氯化鈉溶液和稀硫酸的混合物
B.加熱氯化鈉固體和稀硫酸的混合物
C.加熱氯化鈉固體和濃硫酸的混合物
答案 1.(1)Fe+CuCl2═FeCl2+Cu　(2)ACD　(3)NaCl、Na2CO3 (4)①BaCO3 ②NaCl、NaOH、Na2CO3　(5)檢驗并除去碳酸鈉，以防止影響檢驗氫氧化鈉
2.(1)H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O (2)SO42－ (3)A燒杯的溶液中有白色沉淀產生，D試管的溶液中有紅褐色沉淀產生，溶液由黃色變?yōu)闊o色 (4)氫氧化鋇(溶液)先和稀硫酸反應，待硫酸耗盡后再和氯化鐵(溶液)反應(合理即可) (5)H+、Fe3+、C l－、SO42－ (6)顏色改變、產生氣泡、生成沉淀、能量的變化等實驗現(xiàn)象(合理即可)
3.左側產生白色沉淀、右側產生氣泡
【評價與交流】三 當U型管內仍有白色沉淀時，溶液中的HCl一定耗盡(答出BaCO3不與HC1共存即可) NaCl和Na2CO3
【實驗探究】該現(xiàn)象只能證明溶液中不含BaCl2，無法證明溶液中是否含有Na2CO3(合理即可) 取樣，加適量稀鹽酸(或酚酞、CaCl2等)(合理即可) 有氣泡生成(或試液變紅、產生白色沉淀)
【歸納與總結】反應物是否有剩余
4.【猜想與假設】質量守恒定律(或反應物中沒有氮元素等)
【查閱資料】SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O
【實驗探究】溶液由紫色變成紅色(或溶液變紅)
【評價與改進】通入澄清石灰水中 無明顯現(xiàn)象(或不出現(xiàn)白色沉淀)
【拓展應用】C

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