資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
重難點14 化學實驗探究與設計
命題趨勢
考點 三年考情分析 2025考向預測
1、物質的鑒別、鑒定和檢驗 2、物質的制備實驗設計 3、物質的性質探究實驗 4、實驗操作步驟的設計與優化 5、測定物質成分含量的實驗 在近三年浙江中考科學試卷中，化學實驗探究與設計考查題型多樣 。選擇題常考查實驗基本操作的正誤判斷、實驗原理的簡單應用，如判斷某氣體收集方法是否正確，或根據實驗現象判斷物質性質等 。例如，給出幾種氣體收集裝置，讓學生選擇適合收集某特定氣體的裝置 。實驗探究題是重點考查題型，要求學生根據給定的實驗目的，設計完整的實驗方案，包括選擇實驗儀器和試劑、描述實驗步驟、預測實驗現象并得出結論 。例如，給出一種未知金屬，要求設計實驗探究其活動性順序 。 預計 2025 年浙江中考科學仍會考查化學實驗探究與設計 。選擇題可能會深化對實驗原理在復雜情境中應用的考查，如分析多種物質共存時實驗現象的判斷和干擾因素排除，或者判斷在特殊條件（如高壓、低溫、有催化劑參與）下實驗設計的合理性 。實驗探究題可能會對實驗進行拓展創新，如利用數字化實驗設備（pH 傳感器、氣體傳感器等）精確測量實驗過程中的數據變化，或者設計實驗探究多種因素對化學反應的綜合影響（如溫度、濃度、催化劑種類等對反應速率和產物的影響），考查學生的創新思維和實踐能力 。
重點詮釋
【體系構建】
【重難詮釋】
知識點一、常見化學實驗考察
化學實驗題中常考察的有空氣中氧氣含量的測定，金屬活動性順序探究，酸堿中和反應探究，樣品成分測定，物質變質問題……
知識點二、化學實驗方案的設計
(1)實驗方案設計的基本要求
(2)化學實驗設計的基本思路
①明確目的和原理：首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。
②選擇儀器和藥品：根據實驗的目的和原理以及反應物和生成物的性質、反應條件，如反應物和生成物的狀態、能否腐蝕儀器和橡皮塞、反應是否需要加熱及溫度是否需要控制在一定范圍等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。
③設計裝置和步驟：根據實驗目的和原理，以及所選用的實驗儀器和藥品，設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟，并能夠識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖，實驗步驟應完整而又簡便。
④記錄現象和數據：根據觀察，全面準確地記錄實驗過程中的現象和數據。
⑤分析得出結論：根據實驗中觀察的現象和記錄的數據，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結論。
知識點三、化學實驗方案的評價與改進
對化學實驗方案進行評價，主要從正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確、可行與不可行等方面作出判斷。另外有無干擾、是否經濟、是否安全、有無污染等也是要考慮的方面。
(1)可行性方面
1)分析實驗方案是否科學可行；
2)實驗操作是否安全合理；
3)實驗步驟是否簡單方便；
4)實驗效果是否明顯。
(2)綠色化學方面
1)實驗過程中是否造成環境污染；
2)原料是否無毒、安全、易得；
3)原料利用率及反應速率是否較高；
4)反應速率是否較快。
(3)安全性方面
化學實驗從安全角度常考慮的主要因素如下：
1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸；
2)進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃前先驗純等)；
3)防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等)；
4)污染性的氣體要進行尾氣處理；有粉末狀物質參加的反應，要注意防止導氣管堵塞；
5)防吸水(如實驗取用、制取易吸水、潮解、水解的物質時宜采取必要措施，以保證達到實驗目的)。
(4)規范性方面
1)冷凝回流(有些反應中，為減少易揮發液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；
2)易揮發液體產物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻；
3)儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；
4)其他(如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等)。
限時提升訓練
1．對比實驗是實驗探究的重要方法。下列對比實驗設計能達成實驗目的的是
A．實驗①：探究燃燒的條件之一是可燃物與充足的氧氣接觸
B．實驗②：探究硬水和軟水的區分方法
C．實驗③：探究催化劑對過氧化氫分解速率的影響
D．實驗④：探究溶劑的種類影響物質的溶解性
【答案】B,C
【知識點】氧氣的實驗室制法；硬水與軟水；影響溶解快慢的因素；燃燒的條件與滅火原理探究
2．有關下圖中甲、乙、丙、丁所示實驗的說法正確的是
A．甲實驗用于探究二氧化碳的性質，只能證明二氧化碳的密度比空氣大
B．乙實驗用于探究二氧化碳與水反應生成碳酸，若④比①先變紅，②③不變紅，既能說明 CO2密度比空氣大，又能說明CO2與水反應。
C．丙實驗用于探究蠟燭燃燒的產物，可證明只有二氧化碳生成，該實驗有利于石蠟充分燃燒，防止生成黑煙，實驗現象更明顯
D．丁實驗用于探究二氧化碳的性質，既可證明二氧化碳能溶于水也可證明二氧化碳能與水反應
【答案】B
【知識點】二氧化碳的物理性質；二氧化碳的化學性質；探究二氧化碳的性質
3．某化學興趣小組通過微型實驗探究蠟燭燃燒的產物（如圖甲），用數字化實驗儀器監測密閉容器內蠟燭燃燒時氧氣、二氧化碳和水蒸氣含量的變化（如圖乙），將得到的數據繪制成如圖丙所示的曲線圖，下列說法不正確的是
A．如圖甲所示用注射器抽氣并振蕩，可觀察到澄清石灰水變渾濁
B．圖乙中二氧化碳和水蒸氣含量變化對應圖丙中的曲線分別是a和c
C．數字化實驗能為科學探究提供更為直觀的證據
D．圖甲所示的微型實驗可探究得出蠟燭燃燒后的部分產物
【答案】B
【知識點】蠟燭燃燒實驗
【解析】【解答】A、蠟燭燃燒生成二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，因此用注射器抽氣并振蕩，可觀察到石灰水變渾濁，該說法正確，不符合題意；
B、蠟燭燃燒消耗了氧氣，生成了二氧化碳和水，因此反應后氧氣含量降低，二氧化碳和水蒸氣的含量增大，即蠟燭在燃燒后生成了CO2和H2O的曲線是a和b，c應為氧氣含量變化對應的曲線，該說法錯誤，符合題意；
C、用數字化實驗監測密閉容器內蠟燭燃燒時氧氣、二氧化碳和水蒸氣含量的變化，數字化實驗能為科學探究提供更為直觀的證據，該說法正確，不符合題意；
D、蠟燭完全燃燒生成水和二氧化碳，不完全燃燒生成炭黑和一氧化碳，圖甲所示的微型實驗只探究了蠟燭燃燒后的二氧化碳，該說法正確，不符合題意。
故答案為：B.
【分析】根據蠟燭完全燃燒消耗氧氣生成水和二氧化碳，二氧化碳能使稱取石灰水變渾濁；蠟燭不完全燃燒生成炭黑和一氧化碳來解答。
4．取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥小花，按如圖所示裝置進行實驗。有關此實驗的說法不正確的是（　　）
①直接噴稀醋酸
②直接噴水
③直接放入CO2中
④噴水后放入CO2中
A．對比實驗①和②可探究：酸能使紫色石蕊小花變紅
B．對比實驗②和③可探究：水和二氧化碳都不與紫色石蕊反應
C．對比實驗③和④可探究：二氧化碳和水發生反應
D．對比實驗①和④可探究：二氧化碳和水發生反應生成了醋酸
【答案】D
【知識點】酸堿指示劑的性質及應用；探究二氧化碳的性質
【解析】【解答】A、實驗①可說明稀醋酸能使紫色干燥小花變紅，實驗②可說明水不能使紫色干燥小花變紅，通過對比可探究酸能使紫色石蕊小花變紅，不符合題意；
B、實驗②可說明水不能使紫色干燥小花變紅，實驗③可說明CO2不能使紫色干燥小花變紅，通過對比可探究水和二氧化碳都不與紫色石蕊反應，不符合題意；
C、實驗③中的紫色干燥小花變紅，實驗④中變紅，說明二氧化碳和水發生反應，且生成了酸，不符合題意；
D、石蕊遇酸性物質變紅，醋酸呈酸性，二氧化碳和水反應生成的碳酸也呈酸性，故能使紫色干燥小花變紅，符合題意。
【分析】根據要驗證二氧化碳與水反應生成了酸，需設計二氧化碳、水、醋酸分別與紫色干燥小花接觸的實驗分析。
5．下列實驗設計不能達到實驗目的是（　　）
A．探究氧氣的化學性質
B．驗證鐵釘的銹蝕與氧氣有關
C．探究酸與指示劑作用
D．同一種物質在不同溶劑中的溶解性
【答案】B
【知識點】氧氣的化學性質；溶解現象與溶解原理；酸堿指示劑的性質及應用；探究金屬銹蝕的條件
【解析】【解答】A、鐵能在氧氣中劇烈燃燒，該實驗可探究氧氣能支持燃燒。A答案正確；
B、鐵釘在兩個實驗中都沒有生銹，無法探究鐵生銹的條件。B答案錯誤；
C、酸能使紫色石蕊溶液變紅，使無色酚酞溶液不變色，該實驗可探究酸與指試劑的作用。C答案正確；
D、高錳酸鉀能溶于水，幾乎不溶于汽油，該實驗可探究同一種物質在不同溶劑中的溶解性。D答案正確；
故答案為：B。
【分析】A、根據氧氣具有助燃性分析；
B、根據鐵生銹的條件分析；
C、根據酸能使紫色石蕊溶液變紅，使無色酚酞溶液不變色分析；
D、根據同一種物質在不同溶劑中的溶解性不同分析。
6．某同學做“對人體呼入的空氣和呼出的氣體的探究”實驗時，分別收集兩瓶空氣樣品和兩瓶人體呼出的氣體，進行如圖的兩個實驗探究。
關于這兩個實驗的說法中，不正確的是
A．該同學提出“用澄清石灰水來檢驗人呼出的氣體中是否含有二氧化碳”，這一過程屬于科學探究環節中的實驗設計
B．實驗1中，甲、乙兩瓶里木條燃燒的現象不同
C．實驗2中，甲瓶里的澄清石灰水沒有明顯變化，乙瓶里的澄清石灰水變渾濁
D．實驗1和實驗2都能證明人體呼出的氣體中氧氣含量減小了
【答案】D
【知識點】科學探究的基本方法與意義；吸入空氣與呼出氣體的比較
7．人類的發展與金屬冶煉息息相關：
（1）在西漢《淮南萬畢術》中記載了“曾青(硫酸銅溶液)得鐵化為銅的濕法冶金技術，它的化學方程式是：　 　，反應的基本類型是　 　。
（2）現代工業用赤鐵礦和一氧化碳煉鐵，某同學利用該原理設計實驗，實驗裝置見圖：
①實驗中玻璃管里氧化鐵粉末的顏色變化是　 　。
②實驗前：先“通入CO”的目的是　 　。
③該實驗的不足之處是　 　。
（3）為探究鋅、鐵、銅三種金屬的活動性，小明設計了如下實驗，不可以驗證的是______。
A．ZnSO4溶液、Fe、CuSO4溶液 B．Zn、FeSO4溶液、Cu
C．Zn、Fe、Cu、稀硫酸 D．Zn、FeSO4溶液、CuSO4溶液
【答案】（1）；置換反應
（2）紅色粉末變黑色；排盡裝置中的空氣，防止發生爆炸；缺少尾氣處理裝置
（3）D
【知識點】一氧化碳還原氧化鐵；化學方程式的書寫與配平；置換反應及其應用；金屬活動性的探究
8．實驗探究是學習化學重要方法。化學興趣小組設計如圖所示五個裝置，請據圖回答：
（1）成分檢測實驗：如圖-1所示，實驗時向容積為300mL的集氣瓶中裝進50mL的紅墨水（足量），在燃燒匙中放足量的白磷，量筒中放入足量水。實驗前小組給出了四個預設，其中錯誤的是____。
A．集氣瓶中的水主要起液封導管的作用，防止集氣瓶中空氣受熱逸出
B．量筒里的水應該先增加，變紅，后減少
C．正常情況下，實驗結束時，集氣瓶中的水應該增加到大約110mL
D．用激光手電照射白磷的目的是防止空氣污染，同時可以避免空氣逸出，使實驗數據更加準確
（2）物質制備實驗：用如圖2-a所示裝置制備氣體，并隨時控制反應的發生與停止，下列所選試劑制備相應氣體合適的是____。
A．用硫酸銅粉末與過氧化氫溶液混合制備O2
B．用鋁片與稀鹽酸混合制備H2
C．用塊狀碳酸鈣與稀鹽酸混合制備CO2
（3）小明同學查閱資料得知：金屬鉑可做過氧化氫溶液分解的催化劑。設計如圖2-b的裝置，用鉑絲（可上下抽動）作催化劑。安全管下端浸沒于H2O2溶液中，將鉑絲插入溶液，立即產生O2。
寫出燒瓶中發生反應的化學方程式　 　。
（4）若燒瓶內壓強過大，安全管中出現的現象是　 　，當出現上述現象時，應采取的措施是　 　。
（5）條件探究實驗：用如圖-3所示裝置探究鐵絲生銹的條件，一段時間后，右側鐵絲出現紅色物質而左側鐵絲無明顯變化，由此得出結論　 　。
（6）性質探究實驗：用如圖-4所示裝置電解水，下列說法錯誤的是____。
A．M、N兩導管口處收集的氣體質量之比是1：8
B．水中可加入少量稀硫酸或氫氧化鈉以增強導電性
C．將帶火星的木條放在M導管口處，木條會復燃
D．N處收集的氣體，靠近火焰，若發出尖銳的爆鳴聲，說明不純
E．水是由氫氣和氧氣組成的氧化物。
【答案】（1）C
（2）B；C
（3）
（4）液面上升；將鉑絲向上提，與液體脫離接觸
（5）鐵生銹需要氧氣
（6）A；E
【知識點】氧氣與碳、磷、硫、鐵等物質的反應現象；電解水實驗；實驗探究物質的性質或變化規律；化學方程式的書寫與配平；實驗操作注意事項的探究；氣體制取裝置的探究
【解析】【解答】（1）集氣瓶中的水的作用，① 液封導管 ；②冷卻瓶內空氣，防止受熱逸出，故A說法正確；白磷燃燒時，由于瓶內溫度升高，氣壓增大，故紅墨水水會進入量筒，使得量筒里的水變紅；待白磷燃燒完后，溫度逐漸下降，由于白磷燃燒消耗了氧氣，故瓶內氣壓降低，所以量筒里的水會回流進集氣瓶，所欲液面下降，故B說法正確；氧氣約占空氣含量1/5，實驗結束時，應該大約進入1/5×（300-50）=50mL體積水，所以最后水應該為50+50=100mL，故C說法錯誤；激光手電筒瓶外點著白磷，可防止空氣污染，且避免了空氣逸出，使得數據更可信，故D說法正確。故填“C”；
（2）A、硫酸銅粉末不能放在多孔板上，固液不能分離，且該裝置不能隨時控制反應發生，故A說不符合題意；
B、鋁片與稀鹽酸制取氫氣，鋁片放置于多孔板上，稀鹽酸從長頸漏斗進入。反應開始后，關閉開關，試管中氣體增多，壓強增大，液體壓入長頸漏斗內，固液分離，反應停止；后繼續打開開關，其他導出，試管中氣體減少，壓強降低，固液發生混合反應開始，故可以控制反應發生與停止，故B符合題意；
C、用塊狀碳酸鈣與稀鹽酸混合制備CO2，碳酸鈣放置于多孔板上，稀鹽酸從長頸漏斗進入。反應開始后，關閉開關，試管中氣體增多，壓強增大，液體壓入長頸漏斗內，固液分離，反應停止；后繼續打開開關，其他導出，試管中氣體減少，壓強降低，固液發生混合反應開始，故可以控制反應發生與停止，故C符合題意；
（3）金屬鉑可做過氧化氫分解產生氧氣催化劑，故反應方程式為：
；
（4）瓶內壓強增大，氣體會擠壓液體進入導管，造成液面上升，故此時應使反應停止或者減緩反應發生，可以將鉑絲向上提，脫離與液體的接觸，故填“ 液面上升 ”與“ 將鉑絲向上提，與液體脫離接觸 ”；
（5）左側鐵絲至于氮氣環境中，右側的鐵絲置于空氣中，右側發生了銹蝕，所以得出結論，鐵生銹需要氧氣的存在，故填“ 鐵生銹需要氧氣 ”；
（6）電解水時，正極出現氧氣，負極為氫氣，所以M、N兩處氣體分別為氧氣和氫氣。方程式為：，所以質量比為16：4=4：1，故A符合題意；水中加入少許稀硫酸或氫氧化鈉會增強水的導電性，因為稀硫酸或氫氧化鈉在水中以離子形態存在，因而增強了導電性，故B不符合題意；因為M端產生氧氣，所以將帶火星的木條放在M導管口處，木條會復燃，故C不符合題意；N處為氫氣，氫氣燃燒若出現尖銳的爆鳴聲，說明不純，故D不符合題意；水是純凈物，水中不含有氫氣和氧氣，水是由氫氧兩種元素組成，故E符合題意，故填“AE”。
【分析】(1) 紅磷燃燒放出熱量，集氣瓶中的水主要起液封導管的作用；紅磷燃燒放出熱量，集氣瓶內溫度升高，氣壓增大，集氣瓶中的紅墨水進入量筒，量筒里的水應該先增加，變紅；反應結束后，由于消耗了氧氣，瓶內氣壓減小，量筒里的水進入集氣瓶內；根據氧氣約占空氣總體積的五分之一進行分析；
(2) 硫酸銅粉末不能放在多孔塑料板，固體與液體不能分離；鋁片與稀鹽酸制取氫氣，鋁片放置于多孔板上，稀鹽酸從長頸漏斗進入。反應開始后，關閉開關，試管中氣體增多，壓強增大，液體壓入長頸漏斗內，固液分離，反應停止；后繼續打開開關，其他導出，試管中氣體減少，壓強降低，固液發生混合反應開始，可以控制反應發生與停止；碳酸鈣與稀鹽酸反應分析同上；
（3）過氧化氫分解制取氧氣方程式應掌握，此題中Pt替代了書本上的MnO2作為催化劑；
（3）對于這種題，瓶內氣壓增大，那么就會把水壓入導管中，造成導管液面上升，此時我們應該停止反應或者減緩反應發生速度，故將Pt絲抽離；
（5）左右兩側有無氧氣是區別，有氧氣的一側發生了銹蝕，說明鐵生銹需要氧氣；
（6）電解水的考察，方程式要會書寫，其次應牢記正負極分別生成是什么，正極是氧氣，負極是氫氣應牢記。氧氣和氫氣生成的體積比是1；2，質量比是1；4，這里也應注意；加入少許鹽類、酸堿等物質，這些物質在水中以離子的形式存在，可以增強水的導電性；水的組成，要特別注意E選項的說法，水點解生成的氧氣和氫氣，但水中不含有氫氣和氧氣，水是由水分子組成；其次氫氣燃燒的特征也要注意，氫氣燃燒若出現尖銳爆鳴聲，說明不純。
9．某化學課外小組同學用如圖所示實驗探究質量守恒定律。請回答相關問題：
[提示：鹽酸與碳酸鈉反應，生成二氧化碳、水和氯化鈉。
（1）甲同學用圖A所示實驗探究質量守恒定律：在瓶中先鋪一層細沙，其目的是　 　，此實驗中氣球的主要作用是　 　，實驗過程中產生的現象是　 　。
（2）乙同學用B裝置探究質量守恒定律時，實驗步驟如下：將燒杯放在天平上用砝碼平衡，然后傾斜燒杯使鹽酸與碳酸鈉粉末接觸，一段時間后再把燒杯放在天平上，發現天平的指針偏右。造成天平指針向右偏轉的原因是　 　。
（3）丙同學認為B實驗也遵循質量守恒定律。請你從原子的角度說明：　 　。
（4）上述現象能用來驗證質量守恒定律的是實驗　 　。在探究質量守恒定律時，若利用有氣體參加或有氣體生成的化學反應來設計實驗，在裝置設計方面應做到　 　。
【答案】（1）防止錐形瓶底部炸裂；緩沖壓強，防止橡膠塞被沖出；白磷燃燒產生白煙，氣球先變大后縮小，天平仍然平衡
（2）產生的二氧化碳氣體逸散到空氣中
（3）化學反應前后原子的種類、數目和質量都沒有發生改變
（4）A；裝置密閉
【知識點】驗證質量守恒定律；化學反應的實質
10．某同學對“二氧化碳溶于水是否與水反應”進行實驗探究，請參與探究并回答下列問題。
（探究目的）二氧化碳溶于水是否與水反應
（1）（探究思路）
判斷物質間是否發生化學反應的根本依據是　 　。
CO2：溶于水無明顯現象，　 　（填“能”或“不能”）用觀察方法判斷是否發生反應；
（2）“實驗”的方法探究物質間是否反應的實驗設計依據是：生成物和反應物的性質差異。（提出猜想）猜想一；二氧化碳溶于水不與水反應；猜想二：　 　。
（3）（實驗設計）用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥紙花設計如下實驗：
序號 實驗設計
① 向第一朵紙花噴稀醋酸
② 請完成實驗設計：　 　。
③ 將第三朵紙花直接放入盛有二氧化碳的集氣瓶中
④ 將第四朵紙花噴水后放入盛有二氧化碳的集氣瓶中
“實驗設計③”的目的是　 　。
（4）（進行實驗）觀察記錄實驗現象，進行實驗探究。
（實驗結論）猜想二成立，支持猜想二成立的實驗現象是②③不變紅④變紅。
（反思交流）實驗探究“無明顯實驗現象時是否發生化學反應”的核心思路有____(填字母序號）
A．設計對比實驗 B．控制實驗條件
C．獲取事實證據 D．邏輯推理判斷
【答案】（1）是否產生新的物質；不能
（2）二氧化碳溶于水且與水反應
（3）向第二朵紙花噴水；驗證CO2能否使紫色石蕊紙花變紅，從而排除CO2的干擾
（4）A；B；C；D
【知識點】實驗探究物質的性質或變化規律；二氧化碳的化學性質
【解析】【解答】（1）產生新物質的變化是化學變化，判斷物質間是否發生化學反應的根本依據是：是否產生新的物質；
二氧化碳溶于水無明顯現象，不能用觀察的方法判斷二氧化碳是否與水發生反應；
（2）猜想一：二氧化碳溶于水，不與水發生反應，猜想二：二氧化碳溶于水且與水反應；
（3）第一朵紫花噴稀醋酸，紫花變紅說明酸能使紫色石蕊變紅；
向第二朵花噴水，沒有變色，說明水不能使紫色石蕊變色；
將第三朵花直接放入盛有二氧化碳的集氣瓶中，該設計的目的是：驗證二氧化碳能否使紫色石蕊試紙變紅，從而排除二氧化碳的干擾；
將第四朵紙花噴水后放入盛有二氧化碳的集氣瓶中，紫花變紅說明二氧化碳與水反應生成的物質顯酸性，能使紫色石蕊變紅；
（4）A、設計對比實驗可得出無明顯現象的反應是否發生.答案正確；
B、控制實驗條件可得出無明顯現象的反應是否發生。答案正確；
C、獲取事實證據可得出無明顯現象的反應是否發生。答案正確；
D、通過邏輯推理判斷無明顯現象的反應是否發生。答案正確；
故答案為：ABCD。
【分析】（1）根據產生新物質的變化是化學變化分析；
（2）根據二氧化碳溶于水，且能與水反應分析；
（3）根據二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液變紅分析；
（4）根據設計對比實驗、控制實驗條件、獲取事實證據、通過邏輯推理判斷無明顯現象的反應是否發生分析。
11．化學實驗小組的同學們對催化劑產生了興趣，通過查閱資料了解到氧化鐵能加快某些反應的分解。為了探究氧化鐵能否加快過氧化氫的分解，他們設計了實驗裝置，并進行氣體的制備和測量實驗。實驗時均以生咸40 mL氧氣所需時間為標準，相關實驗數據記錄如表：
實驗序號 過氧化氫濃度/% 過氧化氫溶液體積 過氧化氫溶液溫度/℃ 氧化鐵的用量/g 收集40mL氧氣所需時間/s
① 5 10 20 0 128.5
② 5 10 20 1.2 16.8
③ 15 10 20 1.2 10.5
④ 5 10 70 0 32.7
（1）通過實驗①和④對比可知，化學反應速率與溫度的關系是其他條件相同時，　 　；通過實驗　 　 對比可知，氧化鐵可以加快過氧化氫分解放出氧氣的速率。
（2）用一定量15%的過氧化氫溶液制氧氣，為了減小反應速率，可加適量的水稀釋，產生氧氣的總量　 　 （選“減小”“不變”或“增大”）
（3）同學們還想探究催化劑的顆粒大小對化學反應速率是否有影響，請你幫他們設計實驗方案進行探究：　 　。
【答案】（1）溫度越高，反應速率越快；①和②
（2）不變
（3）將等體積、等濃度且溫度相同的過氧化氫溶液與顆粒大小不同但質量相同的氧化鐵混合，測定生成40mL氧氣所需時間
【知識點】氧氣的實驗室制法；催化劑的特點與催化作用；影響化學反應速率的因素探究；定性實驗（控制變量、空白實驗、對比實驗）
【解析】【解答】（1）由表中數據可知，通過實驗①和④對比，化學反應速率與溫度的關系是溫度越高，反應速率越快；實驗①和②對比可知變量為氧化鐵的有無，可得氧化鐵可以加快過氧化氫分解放氧的速率；
（2）加水稀釋過程中，反應物的質量不變，則產物的質量不變；
（3）要探究催化劑的顆粒大小對化學反應速率的影響，需要控制變量為催化劑的顆粒大小，可以將等體積、等濃度且溫度相同的過氧化氫溶液與顆粒大小不同但質量相同的氧化鐵混合，測定生成40mL氧氣所需時間。
【分析】（1）根據表中數據及各實驗的條件分析；
（2）根據減少溶液濃度，溶質質量不變只影響反應速率分析；
（3）根據要探究催化劑的顆粒大小對化學反應速率的影響，需要進行控制變量為催化劑的顆粒大小的對比實驗分析。
（1）由表中數據可知，通過實驗①和④對比，化學反應速率與溫度的關系是溫度越高，反應速率越快；實驗①和②對比可知變量為氧化鐵的有無，可得氧化鐵可以加快過氧化氫分解放氧的速率；
（2）加水稀釋過程中，反應物的質量不變，則產物的質量不變；
（3）要探究催化劑的顆粒大小對化學反應速率的影響，需要控制變量為催化劑的顆粒大小，可以將等體積、等濃度且溫度相同的過氧化氫溶液與顆粒大小不同但質量相同的氧化鐵混合，測定生成40mL氧氣所需時間。
12．質量守恒定律的發現對化學的發展作出了重要貢獻。教師引導同學們了解質量守恒定律的發現史，并通過實驗驗證質量守恒定律。
（1）活動一：查閱史料，認識質量守恒定律。
【回顧歷史】
材料一：1663年，英國化學家波義耳將金屬汞放在密閉容器里煅燒，冷卻后，稱量時打開了容器蓋，得出的結論是物質的總質量增加了，導致波義耳與質量守恒定律失之交臂。
材料二：1756年，俄國科學家羅蒙諾索夫將金屬錫放在密閉容器里煅燒，冷卻后在密閉容器里稱量，發現總質量和煅燒前一樣，沒有變化。
材料三：1774年，拉瓦錫通過將45.0份質量的氧化汞加熱分解，恰好得到了41.5份質量的汞和3.5份質量的氧氣，證實了質量守恒定律。
下圖所示的微粒示意圖可簡單表示氧化汞加熱分解的過程，請在方框內畫出正確的圖示。
（2）活動二：設計實驗，驗證質量守恒定律。
[實驗探究]甲、乙兩組同學用托盤天平分別稱量反應前后物質的質量。
　 甲組 乙組
實驗方案
實驗現象 有　 　產生，天平不平衡，指針向　 　(填“左”或“右”)偏轉 鐵釘表面有紅色物質　 　(填化學式)析出，溶液顏色發生改變，天平指針沒有偏轉
結論 反應前后各物質的質量總和不相等 反應前后各物質的質量總和相等
（3）【表達與交流】經過討論，同學們一致認為甲組的實驗結論不嚴謹，天平不平衡是因為　 　。
（4）【結論與解釋】通過上述實驗我們可以知道，在驗證質量守恒定律時，如果反應中有氣體參加或生成，那么反應裝置應　 　。
（5）【反思與評價】質量守恒定律的發現過程給我們的啟示是____(填序號，雙選)。
A．分析問題應該全面、嚴謹
B．實驗的成功與否，取決于藥品的選擇
C．要善于總結前人的成果和經驗
D．實驗探究中產生的誤差可以忽略不計
【答案】（1）
（2）氣泡；右；Cu
（3）反應產生的二氧化碳氣體逸散到了空氣中
（4）密閉
（5）A；C
【知識點】驗證質量守恒定律；質量守恒定律及其應用
【解析】【解答】（1）化學反應的實質是分子分裂成原子，原子重新組合形成新的分子，則方框中應該畫的是 ，故答案為： ；
（2）甲組實驗中，碳酸鈉和稀鹽酸反應有二氧化碳逸出，會導致天平不平衡，向右偏轉，乙組實驗中，鐵和硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵，鐵絲表面有紅色的銅析出，故答案為：氣泡；右；Cu；
（3）甲組實驗不嚴謹的原因是反應產生的二氧化碳氣體逸散到了空氣中，故答案為：反應產生的二氧化碳氣體逸散到了空氣中；
（4）過上述實驗我們可以知道，在驗證質量守恒定律時，如果反應中有氣體參加或生成，反應應該在密閉容器中進行，故答案為：密閉；
（5）質量守恒定律的發現過程給我們的啟示是分析問題應該全面、嚴謹、要善于總結前人的成果和經驗，故答案為：AC。
【分析】（1）根據化學反應的實質進行分析；
（2）根據兩種實驗中發生的反應進行分析；
（3）根據碳酸鈉和稀鹽酸的反應進行分析；
（4）根據質量守恒定律的原理進行分析。
13．化學興趣小組在實驗室用氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制取氧氣，實驗時偶然發現制得的氣體有刺激性氣味，這一現象引起了同學們的興趣，于是在老師的指導下對該氣體成分進行探究。
【提出問題】氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產生的氣體成分是什么？
【查閱資料】
（1）氯酸鉀與二氧化錳混合加熱時，元素的種類 　 　填“增多、減少、不變”，鉀、錳元素不能形成氣體，產生的氣體只含有一種元素；
（2）氯氣是有刺激性氣味的氣體，能溶于水，能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。
【猜想假設】
猜想一：該氣體為氧氣；
猜想二：該氣體為 　 　；
猜想三：該氣體為氧氣和氯氣的混合物。
（3）【實驗探究】
序號 操作 現象 結論
方案Ⅰ 用排水集氣法收集、兩瓶氣體，將帶火星的木條伸入瓶，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入瓶。 木條復燃，淀粉碘化鉀試紙不變色 猜想一成立
方案Ⅱ 向上排空氣法收集、兩瓶氣體，將帶火星的木條伸入瓶，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入瓶。 木條 　 　 ，淀粉碘化鉀試紙為 　 　 色 猜想三成立
（4）【反思評價】為什么兩種方案得出的結論不一致？哪個是正確的？
同學：方案Ⅰ結論不正確，其操作不合理，不合理之處是 　 　。
（5）老師：不需要另外進行實驗操作，就能排除猜想一，理由是 　 　。
（6）【拓展應用】
實驗結束后，該組同學準備回收固體剩余物中的不溶物二氧化錳，實驗的主要步驟為：溶解、　 　、洗滌干燥、稱量得出二氧化錳的質量保持不變。
（7）再次查詢資料得知，氯酸鉀和二氧化錳共熱會發生以下變化：
、二氧化錳首先和氯酸鉀反應生成高錳酸鉀和氯氣和氧氣；
、高錳酸鉀接著分解。
、錳酸鉀再和氯氣反應生成氯化鉀、二氧化錳和氧氣。
通過本次探究，大家認為以下說法正確的是 ____填字母序號。
A．對于實驗出現的意外現象，根本不要去理會
B．催化劑起催化作用時，往往會參加反應
C．學習物質的性質上網查詢即可，沒必要進行實驗探究
D．某個化學反應可能同時伴隨著多個反應
（8）若要證明二氧化錳是該反應的催化劑，還需要證明 　 　。
（9）設計實驗方案：
實驗方案 預期現象 結論
　 　 　 　 二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑
【答案】（1）不變
（2）氯氣
（3）復燃；藍
（4）利用排水法收集氣體，導致氯氣溶于水
（5）氧氣沒有氣味
（6）過濾
（7）B；D
（8）反應前后二氧化錳的化學性質不變
（9）將實驗后的二氧化錳再次加入氯酸鉀中加熱，并在試管口放一根帶火星的小木條；小木條復燃
【知識點】過濾的原理、方法及其應用；氧氣的物理性質；催化劑的特點與催化作用；質量守恒定律及其應用；化學實驗方案設計與評價
【解析】【解答】（1）根據質量守恒定律，反應前后元素種類不變；
（2）根據猜想一和三，可知反應后可能生成的氣體是氧氣和氯氣，因此猜想二是：該氣體為氯氣；
（3）由實驗結論為猜想三成立，即反應后產生的氣體為氧氣和氯氣，氧氣能使帶火星的木條復燃，氯氣能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，則現象是木條復燃，淀粉碘化鉀試紙為藍色；
（4）方案Ⅰ結論不正確，其操作不合理，不合理之處是用排水法收集氣體，會導致氯氣溶于水。
（5）不需要進行實驗，就能排除猜想一，理由是氧氣沒有氣味。
（6）二氧化錳不溶于水，因此回收二氧化錳采用過濾法即溶解、過濾、洗滌干燥。
（7）A．對于實驗出現的意外現象，要進行探究，該選項不正確；
B．催化劑起催化作用時，往往會參加反應，該選項正確；
C．學習物質的性質上網查詢即可，要進行實驗探究，該選項不正確；
D．某個化學反應可能同時伴隨著多個反應，該選項正確。
故答案為：BD。
（8）催化劑是能夠改變其他物質的反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后不變，因此除了證明二氧化錳質量不變外還需證明其化學性質不變以及能夠改變反應速率。
（9）可以繼續使用二氧化錳進行氯酸鉀制取氧氣的反應來證明二氧化錳的化學性質不變，故答案為：將實驗后的二氧化錳再次加入氯酸鉀中加熱，并在試管口放一根帶火星的小木條；小木條復燃。
【分析】（1）根據質量守恒定律，反應前后元素種類不變分析；
（2）根據反應后可能生成的氣體是氧氣和氯氣或其中一種分析；
（3）根據實驗結論確定氣體成分，氧氣能使木條復燃，氯氣能使淀粉碘化鉀試紙變藍分析；
（4）根據氯氣溶于水，不適合用排水法收集分析；
（5）根據氧氣沒有氣味分析；
（6）根據二氧化錳不溶于水分析；
（7）（8）（9）根據催化劑是能夠改變其他物質的反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后不變分析。
14．某校初三化學興趣小組的同學為驗證氫氧化鈉的部分化學性質做了如下實驗探究。請你根據實驗回答有關問題。
小亮同學通過實驗1觀察到在氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳沒有明顯現象，那么二氧化碳與氫氧化鈉是否發生了化學反應呢？（本實驗中忽略CO2溶于水）
（1）小亮同學從實驗1得到的溶液中取出少量，加入試管中，滴入　 　溶液，觀察到有白色沉淀生成，其反應的化學方程式為　 　，證明二氧化碳與氫氧化鈉發生了化學反應。
（2）為了驗證CO2和NaOH溶液發生了化學反應，曉霞同學設計了實驗2圖示實驗方案，當觀察到　 　現象時，證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生了化學反應。
（3）通過對氫氧化鈉部分化學性質的探究，同學們得出保存氫氧化鈉固體的方法是　 　。
【答案】（1）氯化鈣（或氯化鋇）；（或）
（2）錐形瓶內的氣球變大
（3）密封保存
【知識點】鹽的化學性質；化學方程式的書寫與配平；二氧化碳的化學性質
15．為探究分子的性質，某化學興趣小組設計并動手完成如圖所示的實驗（查閱資料可知：氨氣的密度比空氣小），請回答有關問題：
（1）圖Ⅰ的實驗探究，觀察到　 　，說明了　 　。
（2）小組同學對圖Ⅰ實驗進行改進，共同設計了如圖Ⅱ實驗，在實驗中觀察到　 　（填“a”、“b”或“同時”）處的棉花團先變成紅色。為了快速觀察到實驗現象，可進行的操作是　 　。
【答案】（1）乙燒杯中溶液變為紅色；分子在不斷運動
（2）a；加熱濃氨水
【知識點】分子的定義與分子的特性
【解析】【解答】（1）濃氨水具有揮發性，揮發出的氨分子在不斷運動，進入酚酞溶液中形成氨水，氨水能使酚酞溶液變紅色，則可觀察到乙燒杯中酚酞溶液變紅色；濃氨水和酚酞溶液沒有接觸，但酚酞溶液變紅色，說明分子在不斷運動；
（2）氨氣密度比空氣小，則可觀察到a處的棉花團先變成紅色；溫度越高，分子運動越劇烈，若想快速觀察到實驗現象，可加熱濃氨水。
【分析】根據分子的運動速度隨溫度的升高而加快，分子的質量越小運動速度越快，氨水顯堿性，能使酚酞變紅色來解答。
（1）濃氨水具有揮發性，揮發出的氨分子在不斷運動，進入酚酞溶液中形成氨水，氨水能使酚酞溶液變紅色，則可觀察到乙燒杯中酚酞溶液變紅色；
濃氨水和酚酞溶液沒有接觸，但酚酞溶液變紅色，說明分子在不斷運動；
（2） 氨氣密度比空氣小，則可觀察到a處的棉花團先變成紅色；
溫度越高，分子運動越劇烈，若想快速觀察到實驗現象，可加熱濃氨水。
16．課上，同學們利用下列實驗探究堿的化學性質
（1）甲實驗中加入酚酞試液的目的是　 　；
（2）乙實驗利用控制變量法進行了對比，排除了水對實驗的干擾。若觀察到U形管左端的液面　 　（填“升高”或“降低”），則證明氫氧化鈉能與二氧化碳反應，其反應的化學方程式為　 　，因此氫氧化鈉在保存時應該　 　；
（3）丙實驗觀察到的現象是　 　；
（4）實驗結束后，將廢液倒入同一只潔凈廢液缸中，發現廢液渾濁并顯紅色，將廢液進行過濾，對廢液的成分做了進一步探究：
【實驗探究】同學們取一定量過濾后的廢液，向廢液中逐滴加入稀鹽酸，根據反應現象繪制了如丁圖所示的示意圖。
【得出結論】分析圖像數據，得出廢液中（除酚酞外）一定含有的溶質是　 　（寫化學式）。
【答案】（1）指示鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應
（2）升高；；密封
（3）有白色沉淀生成
（4）Na2CO3、NaOH
【知識點】酸堿指示劑的性質及應用；堿的化學性質；鹽的化學性質；實驗探究物質的組成成分以及含量
【解析】【解答】（1）酚酞是酸堿指示劑，遇堿變紅色。甲實驗中加入酚酞試液的目的是：指示鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應。
（2）乙實驗利用控制變量法進行了對比，排除了水對實驗的干擾。二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應后，壓強減小。故若觀察到U形管左端的液面升高，則證明氫氧化鈉能與二氧化碳反應，生成碳酸鈉和水，其反應的化學方程式為：，因此氫氧化鈉在保存時應該密封。
（3）碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉。故丙實驗觀察到的現象是：有白色沉淀生成。
（4）實驗結束后，將廢液倒入同一只潔凈廢液缸中，發現廢液渾濁并顯紅色，故溶液顯堿性。將廢液進行過濾，對廢液的成分做了進一步探究：同學們取一定量過濾后的廢液，向廢液中逐滴加入稀鹽酸，開始沒有氣泡生成，故含有氫氧化鈉。與鹽酸反應能生成二氧化碳，可溶性堿性物質是碳酸鈉。根據反應現象繪制了如丁圖所示的示意圖。分析圖像數據，得出廢液中（除酚酞外）一定含有的溶質是：NaOH、Na2CO3。
【分析】（1）根據酚酞遇堿性溶液變紅，遇中性和酸性溶液呈無色分析；
（2）根據二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，壓強減小分析；
（3）根據碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀分析；
（4）根據反應后溶液中一定有生成物，反應物可能有剩余，向含有氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液中加入鹽酸，氫氧化鈉先與鹽酸反應，然后碳酸鈉與鹽酸反應分析。
（1）酚酞是酸堿指示劑，遇堿變紅色。甲實驗中加入酚酞試液的目的是：指示鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應。
（2）乙實驗利用控制變量法進行了對比，排除了水對實驗的干擾。二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應后，壓強減小。故若觀察到U形管左端的液面升高，則證明氫氧化鈉能與二氧化碳反應，生成碳酸鈉和水，其反應的化學方程式為：，因此氫氧化鈉在保存時應該密封。
（3）碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉。故丙實驗觀察到的現象是：有白色沉淀生成。
（4）實驗結束后，將廢液倒入同一只潔凈廢液缸中，發現廢液渾濁并顯紅色，故溶液顯堿性。將廢液進行過濾，對廢液的成分做了進一步探究：同學們取一定量過濾后的廢液，向廢液中逐滴加入稀鹽酸，開始沒有氣泡生成，故含有氫氧化鈉。與鹽酸反應能生成二氧化碳，可溶性堿性物質是碳酸鈉。根據反應現象繪制了如丁圖所示的示意圖。分析圖像數據，得出廢液中（除酚酞外）一定含有的溶質是：NaOH、Na2CO3。
17．某化學小組設計如下實驗探究鹽的性質。
（1）（探究活動一）銨鹽是一類常見的鹽，易溶于水，遇堿時放出氨氣。實驗室有一瓶含雜質的碳酸銨樣品，利用如圖裝置測定樣品中碳酸銨的質量分數。
實驗稱取樣品質量記為m1。反應前裝有氫氧化鈉固體的球形干燥管的總質量記為m2，反應后其總質量記為m3；反應前燒杯及燒杯內溶液的總質量記為m4，反應后其總質量記為m5。（實驗中所用藥品均足量）
反應原理：（NH4)2CO3+2NaOH=X+2H2O+2NH3↑，其中X的化學式為　 　。
（2）關于該實驗的說法正確的是____。
A．可以用濃硫酸替代稀硫酸
B．倒置漏斗可以增大吸收面積同時防止倒吸
C．球形干燥管增加的質量是反應生成水的質量
D．停止加熱后要通入一段時間空氣，否則測定結果會偏小
（3）通過測得數據計算樣品中碳酸銨的質量分數為　 　。
（4）（探究活動二）組成里含有碳酸根離子或碳酸氫根離子的鹽都能與稀鹽酸發生反應生成氣體。小組同學對碳酸鈉、碳酸氫鈉和稀鹽酸的反應進行探究，實驗裝置如圖1所示。分別取等體積、含碳元素質量相同的碳酸鈉和碳酸氫鈉稀溶液（各滴兩滴酚酞溶液），以及相同體積、相同濃度的足量稀鹽酸進行實驗。實驗時，溶液顏色變化記錄如下表，廣口瓶內壓強隨時間變化圖像如圖2所示。
滴入酚酞溶液 滴入稀鹽酸，溶液顏色變化
碳酸鈉溶液 紅色 紅色→淺紅色→無色
碳酸氫鈉溶液 淺紅色 淺紅色→無色
①由圖像中信息得到結論：相同條件下，　 　和稀鹽酸反應產生二氧化碳較快。請結合圖像中數據，分析得到這一結論的理由：　 　。
②由圖像中信息得出另一種物質和稀鹽酸反應產生二氧化碳較慢。請結合上表中信息，分析得出該結論的理由：　 　。
③小組同學設計了只用試管和膠頭滴管鑒別碳酸鈉溶液和稀鹽酸的實驗。
實驗操作 現象 結論
未知溶液分別編號為x、y，在試管中加入適量x，用膠頭滴管逐滴滴入y并振蕩 　 　 x是稀鹽酸，y是碳酸鈉溶液
　 　 x是碳酸鈉溶液，y是稀鹽酸
【答案】（1）Na2CO3
（2）B；D
（3）
（4）碳酸氫鈉；相同條件下，壓強越大，產生二氧化碳越多（或相同條件下，產生相同量的二氧化碳，碳酸氫鈉所需時間短；或相同條件下，相同時間內，碳酸氫鈉產生的二氧化碳多）；碳酸鈉和稀鹽酸反應分步進行，首先生成碳酸氫鈉，然后才是碳酸氫鈉和稀鹽酸的反應（或碳酸鈉和稀鹽酸反應時先生成碳酸氫鈉，然后碳酸氫鈉和稀鹽酸反應生成二氧化碳；或 Na2CO3+2HCl=NaHCO3+NaCl， NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；立即產生大量氣泡（或立即產生氣泡）；剛開始無明顯現象，后產生氣泡
【知識點】溶質的質量分數及相關計算；鹽的化學性質；影響化學反應速率的因素探究；化學方程式的書寫與配平；化學實驗方案設計與評價
【解析】 【解答】(1) 根據質量守恒定律可知，化學反應前后原子種類及數目不變，由（NH4)2CO3+2NaOH=X+2H2O+2NH3↑可知，化學方程式左邊有2個氮原子、10個氫原子、1個碳原子、5個氧原子和2個鈉原子，化學方程式右邊有1個X、10個氫原子、2個氧原子和2個氮原子，則1個X中含有1個鈉原子、3個氧原子和1個碳原子，則X的化學式為 Na2CO3 ；故答案為： Na2CO3 ；
（2）A、濃硫酸具有強烈的腐蝕性，稀硫酸危險性小且可以與氨氣反應，所以不可以用濃硫酸替代稀硫酸，A錯誤；
B、倒置漏斗，可以增加與反應物的接觸面積，減少氨氣吸收時帶來的壓強差，防止倒吸，B正確；
C、球形干燥管中盛放的是氫氧化鈉固體，可以吸收水和空氣中的二氧化碳，故其增加的質量不只是反應生成水的質量，C錯誤；
D、停止加熱后要通入一段時間空氣，目的是為了排盡裝置內反應生成的氣體，使氨氣全部被稀硫酸吸收，確保實驗結果準確，否則會導致測定結果偏小，D正確；
故選：BD；
（3）碳酸氫銨與氫氧化鈉在加熱條件下反應生成碳酸鈉、水和氨氣，反應前燒杯及燒杯內溶液的總質量記為m4，反應后其總質量記為m5，說明生成氨氣的質量為m5-m4，
設樣品中碳酸銨的質量為x，
則樣品中碳酸銨的質量分數為
，故答案為： ；
(4)由圖3可知，相同時間內，碳酸氫鈉產生氣體的壓強大，說明相同條件下，碳酸氫鈉和稀鹽酸反應產生二氧化碳較快，得到這一結論的理由是相同條件下，壓強越大，產生的二氧化碳氣體越多；根據表格數據可知，取等體積、含碳元素質量相同的碳酸鈉和碳酸氫鈉稀溶液（各滴兩滴酚酞溶液），碳酸鈉溶液使酚酞溶液變紅色，碳酸氫鈉溶液使酚酞溶液變淺紅色，分別滴加相同體積、相同濃度 的足量稀鹽酸，碳酸鈉溶液由紅色變為淺紅色再變為無色，碳酸氫鈉溶液由淺紅色變為無色，說明碳酸鈉先要與鹽酸反應轉化為碳酸氫鈉，然后碳酸氫鈉才與鹽酸反應生成二氧化碳，所以碳酸鈉產生二氧化碳的速率慢，故得到碳酸鈉和稀鹽酸反應產生二氧化碳較慢這一結論的理由是碳酸鈉與稀鹽酸反應分步進行，首先生成碳酸氫鈉，然后碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳，故答案為：第1空、碳酸氫鈉；
第2空、相同條件下，壓強越大，產生二氧化碳越多（或相同條件下，產生相同量的二氧化碳，碳酸氫鈉所需時間短；第3空、或相同條件下，相同時間內，碳酸氫鈉產生的二氧化碳多）；第4空、碳酸鈉和稀鹽酸反應分步進行，首先生成碳酸氫鈉，然后才是碳酸氫鈉和稀鹽酸的反應（或碳酸鈉和稀鹽酸反應時先生成碳酸氫鈉，然后碳酸氫鈉和稀鹽酸反應生成二氧化碳；第5空、或 Na2CO3+2HCl=NaHCO3+NaCl， NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；立即產生大量氣泡（或立即產生氣泡）；剛開始無明顯現象，后產生氣泡。
【分析】（1）根據化學反應前后原子種類及數目不變來分析解答；
（2）A、根據濃硫酸具有強烈的腐蝕性，不可以用濃硫酸替代稀硫酸來分析解答；
B、根據倒置漏斗，可以增加與反應物的接觸面積，能防止倒吸來分析解答；
C、根據氫氧化鈉固體能吸收水和空氣中的二氧化碳，增加的質量不只是反應生成水的質量來分析解答；
D、根據停止加熱后要通入一段時間空氣可以排盡裝置內反應生成的氣體，使氨氣全部被稀硫酸吸收，否則會導致測定結果偏小來分析解答；
(3)根據題中數據和方程式來分析解答；
(4)根據圖3中的信息來分析解答；根據碳酸鈉溶液使酚酞溶液變紅色，碳酸氫鈉溶液使酚酞溶液變淺紅色，滴入稀鹽酸，溶液顏色變化來分析解答。
18．食鹽是生活必需品之一，我國可以通過海鹽或地下鹽礦的巖鹽精制得到。某化學興趣小組對市面上一些品牌食鹽的成分產生了濃厚的興趣，進行了一系列的實驗探究。
【查閱資料】
Ⅰ.食鹽中一般會添加微量碘酸鉀(KIO3)作為補碘劑，為白色固體，可溶于水。
Ⅱ.碘酸鉀在酸性條件下與碘化鉀(KI)反應可產生碘單質。淀粉遇碘單質(I2)變藍，遇KIO3、維生素C(化學式為C6H8O6)、醋酸(化學式為C2H4O2)不變色。
（1）【實驗1】小組同學為探究碘酸鉀(KIO3)的熱穩定性，設計了圖1、圖2的實驗進行探究。
將碘酸鉀加熱至分解，應從圖1中選擇的裝置是　 　（填序號)。
（2）根據圖2中現象說明，碘酸鉀受熱分解中收集到的氣體是　 　 (填符號)。
（3）進一步實驗可知，KIO3受熱分解還可產生碘化鉀(KI)，其反應化學方程式為　 　。
（4）【實驗2】探究KIO3與維生素C的反應，設計了如圖3所示的實驗
號 溶液中溶質的質量/g 實驗現象
KIO3 維生素C
2-1 0.1 0.1 溶液立即由無色變為藍色
2-2 0.005 0.005 溶液逐漸由無色變為藍色
2-3 0.0025 0.0025 一段時間后溶液 （4） ，再滴入5滴稀醋酸后，溶液逐漸變為淺藍色
【解釋與結論】
將實驗2-3中，現象補充完整，表中空白為　 　。
（5）對比實驗2-1、2-2，可探究影響KIO3與維生素C反應速率的因素是　 　。
（6）【反思與評價】
某同學對某品牌食鹽是否加碘提出質疑，并設計了探究方案：取一定質量的該品牌食鹽樣品，加水充分攪拌，溶解后加入適量淀粉，始終無明顯現象，得出結論：該品牌食鹽沒有加碘。此實驗方案不嚴謹，其理由是　 　。
（7）改進后，向上述實驗后的溶液中加入　 　溶液和稀醋酸即可以證明食鹽中是否加碘。
【反思交流】該化學興趣小組完成了對部分品牌食鹽成分的探究，他們認為實驗設計方案可能還有待完善，相約以后要致力于化學研究，造福人們。
【答案】（1）C
（2）O2
（3）2KIO32KI + 3O2↑
（4）無明顯變化（或不變藍色）
（5）反應物的濃度
（6）碘酸鉀遇淀粉不變藍色
（7）維生素C
【知識點】氣體反應裝置的選取；實驗探究物質的性質或變化規律
【解析】【解答】（1）碘酸鉀加熱分解應選用固體加熱型發生裝置，B裝置試管口未向下傾斜，故應從圖1中選擇的裝置是C；
故答案為：C；
（2）氧氣具有助燃性能使帶火星的小木條復燃，由此可知該氣體為氧氣，化學式為；
故答案為：；
（3）碘酸鉀受熱分解產生了碘化鉀和氧氣，故該反應的方程式為；
故答案為：；
（4）實驗2-1、2-2產生的實驗現象可推出2-3中現象應為：一段時間后溶液無明顯變化（或不變藍色），再滴入5滴稀醋酸后，溶液逐漸變為淺藍色；
故答案為：無明顯變化（或不變藍色）；
（5）實驗 2-1、2-2的控制變量是反應物的濃度，故可探究的影響與維生素C反應速率的因素是反應物濃度；
故答案為：反應物濃度；
（6）加碘鹽中的碘指的是碘元素，而不是碘單質，一般在食鹽中加入的是碘酸鉀，使食鹽含碘，碘酸鉀不能使淀粉變藍，故此實驗方案不嚴謹；
故答案為：碘酸鉀遇淀粉不變藍色；
（7）根據實驗2探究與維生素C的反應可知，碘酸鉀、維生素C、醋酸三種溶液混合會使淀粉變色，故向上述實驗后的溶液中加入維生素C溶液和稀醋酸即可以證明食鹽中是否加碘；
故答案為：維生素C。
【分析】（1）根據試管口略向下傾斜是為了防止冷凝水回流進行分析解答；
（2）根據碘酸鉀分解產生氧氣進行分析解答；
（3）根據碘酸鉀受熱分解的原理進行分析解答；
（4）根據維生素C溶液可以說明溶液中是否含碘離子進行分析解答；
（5）根據影響反應速率的因素進行分析解答；
（6）根據碘酸鉀遇淀粉不變藍色進行分析解答；
（7）根據維生素C可以證明食鹽中是否加碘進行分析解答。
19．化學實驗室有一瓶久置的氫氧化鈉溶液，同學們對該溶液是否變質展開實驗探究，如圖所示：
初步探究 繼續探究 廢液處理
（1）實驗一觀察到無色酚酞溶液變紅色，不能得出樣品是否變質的原因是　 　。
（2）實驗二觀察到的現象是　 　，證明氫氧化鈉溶液已變質。實驗中發生反應的化學方程式是　 　。
（3）為進一步證明變質后的溶液中是否還含有氫氧化鈉，興趣小組設計了實驗三：將實驗二所得混合物過濾，向濾液樣品中滴加無色酚酞試液，觀察到酚酞試液變紅，于是得出實驗結論：變質后的溶液中含有氫氧化鈉。實驗結束后，經過組內交流，同學們對實驗過程產生了質疑，并提出了改進措施。該措施是　 　。
（4）同學們按照改進后的方案完成探究，并最終得出實驗結論：變質后的溶液中含有氫氧化鈉。探究活動結束后，將上述三個實驗所得廢液倒入同一個廢液缸中，廢液中一定含有的溶質(除酚酞外)是　 　(填化學式)。
【答案】（1）氫氧化鈉、碳酸鈉溶液都顯堿性，都能使無色酚酞溶液變紅
（2）有白色沉淀生成；
（3）氯化鈣溶液滴加到過量，使碳酸鈉完全反應
（4）NaCl、NaOH
【知識點】空氣中常見酸堿鹽的質量或性質變化及貯存法；實驗探究物質的組成成分以及含量
【解析】【解答】（1）氫氧化鈉變質原因是氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，生成的碳酸鈉溶液也呈堿性，也能使無色酚酞試液變紅，故不能得出樣品是否變質。
（2）假如氫氧化鈉溶液中有碳酸鈉，加入的氯化鈣能和碳酸鈉反應會生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉，當看到溶液變渾濁，有白色沉淀生成時，就可以得出結論氫氧化鈉變質了；發生反應的化學方程式是。
（3）實驗時沒有說明氯化鈣的用量，與碳酸鈉反應時，碳酸鈉可能有剩余，使無色酚酞試液變紅色，不能說明溶液中含有氫氧化鈉，改進措施：將實驗二中的氯化鈣溶液滴加到過量，使碳酸鈉完全反應。
（4）實驗一滴有酚酞溶液的氫氧化鈉溶液，溶質是氫氧化鈉；實驗二滴有氯化鈣溶液的氫氧化鈉溶液中含有碳酸鈉，碳酸鈉與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，向實驗二反應后的溶液中滴加酚酞溶液，得到實驗三溶液，將上述三個實驗所得廢液倒入同一個廢液缸中，廢液中一定含有的溶質(除酚酞外)是NaCl、NaOH。
【分析】（1）根據氫氧化鈉和碳酸鈉均顯堿性，能使酚酞變紅色來解答；
（2）根據氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉來解答；
（3）根據滴加氯化鈣過少，沒有消耗完碳酸鈉，濾液中任然有碳酸鈉顯堿性，能使酚酞變紅色來解答；
（4）根據實驗一中有氫氧化鈉，實驗二后溶液中的溶質是氯化鈉來解答。
（1）氫氧化鈉變質是氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，生成的碳酸鈉溶液也呈堿性，也能使無色酚酞試液變紅，故不能得出樣品是否變質。
（2）氫氧化鈉溶液已變質是指二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉，加入的氯化鈣能和碳酸鈉反應生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉，當看到溶液變渾濁，有白色沉淀生成時，就可以得出結論氫氧化鈉變質了；發生反應的化學方程式是。
（3）實驗時沒有說明氯化鈣的用量，與碳酸鈉反應時，碳酸鈉可能有剩余，使無色酚酞試液變紅色，不能說明溶液中含有氫氧化鈉，改進措施：將實驗二中的氯化鈣溶液滴加到過量，使碳酸鈉完全反應。
（4）實驗一滴有酚酞溶液的氫氧化鈉溶液，溶質是氫氧化鈉；實驗二滴有氯化鈣溶液的氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液變質，含有碳酸鈉，碳酸鈉與氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，向實驗二反應后的溶液中滴加酚酞溶液，得到實驗三溶液，將上述三個實驗所得廢液倒入同一個廢液缸中，廢液中一定含有的溶質(除酚酞外)是NaCl、NaOH。
20．我國提出2060年前實現碳中和。彰顯了負責任大國的作為與相當。實現碳中和人人有責，讓我們從衣食住行點滴做起，節約能源，低碳生活。學習小組開展“低碳行動”實踐活動，聚焦主要物質二氧化碳，實驗探究二氧化碳的性質與轉化過程如下：
探究活動一：探究二氧化碳與水的反應
【設計與實驗】同學們取石蕊溶液染成紫色的干燥紙條，完成如下實驗操作。
實驗操作 實驗Ⅰ 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ 實驗Ⅳ
實驗現象 紫色紙條不變色 紫色紙條不變色 紫色紙條變紅色 　
【解釋與結論】
分析對比實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得出的結論是水和二氧化碳都不能使紫色石蕊變紅，二氧化碳與水共同作用使紫色石蕊變紅。
（1）實驗Ⅳ的目的是 　 　。
（2）分析對比實驗Ⅲ和Ⅳ，得出的結論是 　 　。
（3）寫出實驗Ⅲ中反應的化學方程式 　 　。
（4）探究活動二：探究二氧化碳與堿溶液的反應。
【設計與實驗】同學們取氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液設計并進行了如圖所示實驗。
【解釋與結論】
實驗①中觀察到的現象是 　 　，得到二氧化碳能與氫氧化鈣溶液發生化學反應的結論；實驗②中觀察到無明顯現象，得到二氧化碳不能與氫氧化鈉溶液發生化學反應的結論。
（5）【反思與評價】
有同學認為實驗②得出的實驗結論不合理，他認為無明顯現象并不能證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液不發生化學反應，于是設計了以下三個實驗方案，證明二氧化碳是否能與氫氧化鈉溶液發生化學反應，其中能達到目的的方案有 　 　。
實驗方案 實驗步驟
方案一 在兩個相同的軟塑料瓶中擠滿二氧化碳，分別加入等量的水和氫氧化鈉溶液，振蕩，觀察現象。
方案二 向一瓶盛有二氧化碳的集氣瓶中加入適量氫氧化鈉溶液，振蕩后，滴加幾滴無色酚酞溶液，觀察現象。
方案三 向一瓶盛有二氧化碳的集氣瓶中加入適量氫氧化鈉溶液，振蕩后，滴加足量稀鹽酸，觀察現象。
（6）【表達與交流】
通過實驗探究得出二氧化碳與氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液均能發生化學反應，請寫出二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式 　 　。
（7）請你為某工廠提出一條減少排放物中二氧化碳含量的建議：　 　。
【答案】（1）證明酸能使紙條變紅
（2）二氧化碳與水反應生成酸
（3）CO2+H2O=H2CO3
（4）溶液變渾濁或產生白色沉淀
（5）方案一、方案三
（6）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
（7）利用新能源替代化石燃料或將廢氣中二氧化碳進行吸收等
【知識點】探究二氧化碳的性質；二氧化碳對環境的影響
【解析】【解答】（1） 實驗Ⅳ實驗目的是證明酸能使紙條變紅。
（2） 實驗Ⅳ可證明酸能使石蕊變紅，分析對比實驗Ⅲ和Ⅳ，得出二氧化碳與水反應生成酸。
（3） 實驗Ⅲ中發生的是二氧化碳與水反應生成碳酸，由此寫出反應方程式。
（4） 實驗①中二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，觀察到的現象是溶液變渾濁 。
（5） 在兩個相同的軟塑料瓶中擠滿二氧化碳，分別加入等量的水和氫氧化鈉溶液，振蕩，通過比較塑料瓶變癟程度可證明二氧化碳與氫氧化鈉反應，方案一正確；二氧化碳與氫氧化鈉反應生成的碳酸鈉溶液也呈堿性，與氫氧化鈉都能使酚酞變紅，方案二錯誤；氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應產生二氧化碳氣體，通過加鹽酸是否有氣泡產生能證明二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應，方案三正確。
（6） 二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，由此寫出反應方程式。
（7）利用新能源替代化石燃料或將廢氣中二氧化碳進行吸收等，可減少排放物中二氧化碳含量。
【分析】（1）根據實驗中紙條的顏色變化分收入
（2）根據該實驗中紙條變紅分析；
（3）根據二氧化碳與水反應生成碳酸分析；
（4）根據二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水分析；
（5）根據二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，裝置內壓強會減小，碳酸鈉與鹽酸反應產生二氧化碳分析；
（6）根據 二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水分析；
（7）根據化石燃料燃燒會排放二氧化碳分析。
21．《美麗化學》實驗小組的成員們欲驗證氫氧化鈉與二氧化碳是否發生了化學反應。小組的成員們設計并進行如圖實驗：
（1）【實驗探究1】如圖所示，向一個收集滿的質地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的溶液中，立即旋緊瓶蓋，振蕩。
【收集證據】在實驗過程中觀察到　 　，由此現象小鎂同學得出氫氧化鈉與二氧化碳發生了化學反應。
【交流評價】同學們討論后得出：此實驗不能證明氫氧化鈉與二氧化碳發生了反應，原因是沒有排除　 　，對此實驗造成的干擾。
【設計實驗1】小妮同學認為：在上述實驗的基礎上，只要稍加改進，就可得到正確結論。她的改進方案是將氫氧化鈉溶液換成　 　重復上述實驗，通過對比實驗現象即可得到結論。
（2）【繼續探究】《美麗化學》實驗小組的成員們在完成探究實驗后，對塑料瓶內的溶液中溶質成分產生了興趣。于是大家決定探究塑料瓶內溶質的成分：
【提出問題】塑料瓶內溶質的成分是什么？
【猜想假設】小激同學猜想： 小航同學猜想：
【交流評價】上述猜想中　 　同學是錯誤的。
【設計實驗2】小蕊同學為了證明塑料瓶內的溶質成分，設計如下實驗：取樣于試管中，加入一定量的稀硫酸，觀察到有氣泡產生，由此得出小航同學猜想成立。請你評價小蕊同學的實驗設計　 　（填“正確”或“錯誤”），原因是小蕊同學在實驗中沒有證明　 　（填化學式）是否存在。
最終同學們選擇恰當試劑證明了小航同學的猜想成立。
【拓展應用】老師們讓同學們處理軟質塑料瓶內的液體，使之符合排放標準，還要考慮到節約藥品這一原則，則處理廢液的最佳做法是　 　。
【答案】（1）塑料瓶變癟；水；等量的水
（2）小激；錯誤；NaOH；滴加適量的稀鹽酸至溶液呈中性
【知識點】堿的化學性質；鹽的化學性質；探究二氧化碳的性質；定性實驗（控制變量、空白實驗、對比實驗）
22．某同學對蠟燭(主要成分是石蠟)及其燃燒進行探究
（1）在“蠟燭及其燃燒的探究”實驗中，用小刀從蠟燭上切下一小塊石蠟放入水中，石蠟浮在水面上，說明石蠟的密度　 　 (填“大于”“小于”或“等于”)水的密度，石蠟　 　 (填“不”或“易”)溶于水。
（2）點燃蠟燭，把一根火柴梗迅速平放入火焰中(如圖1)，約1 s后取出，可以觀察到火柴梗的a處最先炭化，此現象說明了：　 　溫度最高。
（3）如圖2所示，同學們進行了如下實驗，請完成下列實驗報告
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
點燃蠟燭，并在火焰上方罩一個冷而干燥的小燒杯(如圖2) ①燒杯內壁有　 　生成 ②石蠟燃燒后的產物有　 　。
迅速倒轉小燒杯，向其中加入少量澄清石灰水，振蕩 ③澄清石灰水　 　 蠟燭燃燒后的產物有二氧化碳
（4）寫出蠟燭燃燒的文字表達式　 　。
（5）蠟燭熄滅時會出現一縷白煙，用火柴點燃白煙，發現蠟燭復燃，說明白煙具有　 　性。 由此推測，白煙的成分是　 　。
（6）婷婷在探究蠟燭燃燒的過程中，發現罩在火焰上方的燒杯內壁被熏黑，你認為她的以下做法中不合適的是________。
A．反復實驗，并觀察是否有相同現象
B．查找資料，探究生成的黑色固體是什么
C．認為與本次實驗目的無關，不予理睬
D．詢問老師或同學，討論生成黑色物質的原因
【答案】（1）小于；不
（2）外焰
（3）水霧；水；變渾濁
（4）
（5）可燃；石蠟固體小顆粒
（6）C
【知識點】科學探究的基本方法與意義；蠟燭燃燒實
鞏固訓練
1．與反應制備是硫酸工業中的重要反應，其微觀變化過程如圖所示。下列說法正確的是
A．反應前后分子的數目保持不變
B．反應前后催化劑的質量保持不變
C．反應前后各元素化合價保持不變
D．中硫元素和氧元素質量比為1：2
【答案】B
【知識點】元素化合價的規則與計算；有關化學式的計算和推斷；催化劑在化學反應中的作用
【解析】【分析】A.根據圖片分析反應前后分子的數量變化；
B.根據催化劑的性質判斷；
C.注意比較反應前后硫元素的化合價變化；
D.元素的質量之比等于相對原子質量與個數的乘積之比。
【解答】A.根據圖片可知，反應前為3個分子，反應后為2個分子，故A錯誤；
B.反應前后，催化劑的質量和化學性質保持不變，故B正確；
C.二氧化硫中硫元素的化合價為+4價，三氧化硫中硫元素的化合價為+6價，故C錯誤；
D.二氧化硫中硫元素和氧元素的質量之比：（32×1）：（2×16）=1：1，故D錯誤。
故選B。
2．如圖所示分別為水電解實驗的裝置圖和微觀示意圖，下列有關說法錯誤的是（　　）
A．圖甲中b管產生的氣體能使帶火星的木條復燃
B．該反應屬于分解反應，反應過程中元素化合價不變
C．由圖乙可知原子是化學變化的最小微粒
D．該實驗證明水是由氫元素和氧元素組成
【答案】B
【知識點】水的組成和主要性質；元素化合價的規則與計算；化合反應和分解反應
【解析】【分析】（1）在電解水的實驗中，生成氫氣的體積是氧氣體積的2倍；氧氣用帶火星的木條檢驗；
（2）一種物質生成多種物質的反應叫分解反應；分析反應前后元素的化合價大小即可。
（3）根據乙圖分析反應前后原子的種類和數量是否發生變化；
（4）根據質量守恒定律分析。
【解答】A.根據圖甲可知，a管中氣體體積大于b管，則a為氫氣，b為氧氣，而氧氣能夠使帶火星的木條復燃，故A正確不合題意；
B.根據乙圖可知，水電解生產兩種物質，為分解反應；反應前，氫元素的化合價為+1價，氧元素的化合價為-2價；反應后，氫和氧元素的化合價都為0價，故C錯誤符合題意；
C.根據乙圖可知，反應前后原子的種類和個數保持不變，因此原子是化學變化的最小微粒，故C正確不合題意；
D.水電解生成氫氣和氧氣，根據質量守恒定律可知，水有氫元素和氧元素組成，故D正確不合題意。
故選B。
3．某興趣小組利用U形管設計實驗裝置。
（1）甲組同學設計如圖1 所示的裝置探究 CO2和 NaOH 溶液能否反應。乙組同學向甲組實驗后左側燒杯內的溶液中滴加酚酞，溶液變為紅色。甲組同學指出這不能作為判斷氫氧化鈉與CO2發生反應的證據，原因是　 　。乙組同學經討論后認為向實驗后左側燒杯內的溶液中滴加　 　溶液，才能達到實驗目的。
（2）丙組同學設計如圖2所示的裝置探究鐵制品銹蝕的條件。將干燥的氧氣從導管a通入，使氧氣充滿U型管，一段時間后觀察三處鐵絲的現象。
①為確定U形管已經充滿氧氣，進行的實驗操作是　 　。
②小組同學通過比較　 　鐵絲(填編號)，得出純鐵絲不易銹蝕的結論。
【答案】（1）無論是否反應，溶液均變紅色(均呈堿性)；氯化鈣溶液 /氯化鋇溶液
（2）將帶火星的木條放在b處，若復燃，則已經集滿；②、②③
【知識點】氧氣的檢驗和驗滿；酸堿指示劑及其性質；鹽的性質及用途；金屬的腐蝕與防護
【解析】【分析】（1）①碳酸鈉和氫氧化鈉的溶液都呈堿性，都能使無色酚酞試液變紅。
②碳酸鈉和鈣離子或鋇離子結合生成沉淀，可以證實有碳酸鈉生成，即氫氧化鈉與二氧化碳反應；
（2）①根據氧氣的驗滿方法解答；
②根據控制變量法的要求選擇對照實驗。
【解答】（1） ①甲組同學指出這不能作為判斷氫氧化鈉與CO2發生反應的證據，原因是： 無論是否反應，溶液均變紅色(均呈堿性) 。
②乙組同學經討論后認為向實驗后左側燒杯內的溶液中滴加 氯化鈣溶液 /氯化鋇溶液 溶液，才能達到實驗目的。
（2）① 為確定U形管已經充滿氧氣，進行的實驗操作是： 將帶火星的木條放在b處，若復燃，則已經集滿 。
②探究純鐵絲不易腐蝕的實驗中，要保證水和氧氣的因素相同，只改變鐵絲種類，故選②③。
4．氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，它可以和許多物質發生化學反應。如圖所示是硫粉、紅磷、光亮的細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗裝置。請分析回答下列問題：
（1）三個實驗的集氣瓶底部都放有少量水，其中甲集氣瓶底部放少量水的目的是　 　。
（2）乙集氣瓶內產生大量的白煙，寫出該反應的文字表達式：　 　。
（3）丙中觀察到的實驗現象是　 　。
（4）甲乙丙中所發生的化學反應，從反應類型看，都屬于　 　（選填“化合”或“分解”）反應。
【答案】（1）吸收二氧化硫氣體，防止其污染空氣
（2）
（3）劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體
（4）化合
【知識點】氧氣與碳、磷、硫、鐵等物質的反應現象；化合反應和分解反應；書寫化學方程式、文字表達式
5．《周禮 考工記》中記載，古人曾在草木灰（含）的水溶液中加入貝殼（主要成分）焙燒成的灰（主要成分為CaO），利用生成物中能夠去污的成分來清洗絲帛。為了復現這一工藝，小樂設計并完成了如圖甲所示的實驗流程。
（1）上述過程中操作a指的是　 　；
（2）該實驗流程中的化學反應，涉及的基本反應類型有分解反應、　 　和復分解反應。
（3）若構成濾液和去污液中溶質的離子種類如圖乙所示，則去污液中的溶質為　 　（用化學式表示）。
【答案】（1）過濾
（2）化合反應
（3）KOH和
【知識點】化合反應和分解反應；物質的鑒別、推斷；混合物的分離方法（過濾、蒸發、結晶）
【解析】【分析】（1）過濾操作用于分離液體和不溶于液體的固態物質。
（2）根據貝殼（主要成分CaCO3）焙燒生成CaO和二氧化碳、氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣、氫氧化鈣與碳酸鉀反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鉀進行分析；
（3）根據圖乙信息進行分析。
【解答】（1）根據圖片可知，操作a用于分離濾液和濾渣，應該為過濾。
（2）貝殼（主要成分CaCO3）焙燒生成CaO，化學方程式為，該反應屬于分解反應；
CaO與水反應生成Ca（OH）2，化學方程式為CaO+H2O=Ca（OH）2，該反應屬于化合反應；Ca（OH）2與草木灰（主要成分含K2CO3）反應生成CaCO3沉淀和KOH，化學方程式為Ca（OH）2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH，該反應屬于復分解反應；
（3）由圖乙可知，濾液應該為碳酸鉀，只存在兩種離子，加入氧化鈣后反應得到的去污液中有三種離子，應該為氫氧根離子，則去去污液中的溶質為KOH和。
6．天然存在的氧原子一般是氧-16，其原子核由8個質子和8個中子構成，另外還存在少量含9個中子的氧-17 和含10個中子的氧-18。最近某科研團隊首次觀測到氧-28，其部分過程如圖所示。
（1）氧-28的原子核中有　 　個中子。
（2）氧-28與氧-16的關系與下列相同的是____
A．白磷和紅磷 B．碳-12和碳-14
C．金剛石和石墨 D．氕和氘
（3）圖中得到氧-28的過程　 　(填“屬于”或“不屬于”)化學變化。
【答案】（1）20
（2）B；D
（3）不屬于
【知識點】原子的構成；同位素；化學反應的實質
【解析】【分析】（1）原子中：質子數=電子數=核電荷數=原子序數。
（2）同位素：質子數相同而中子數不同的原子，互稱為同位素。
（3）化學變化的本質是分子拆成原子，原子在重新組合成新的分子。
【解答】（1）氧原子核中有8個質子，中子數為：28-8=20個。
（2）氧-28和氧-16屬于同位素原子。
A、白磷和紅磷屬于不同物質，不是原子，故A錯誤；
B、碳12和碳14屬于同位素原子，故B正確；
C、金剛石和石墨屬于不同物質，故C錯誤；
D、氕和氘屬于同位素原子，故D正確。
故答案為：BD。
（3）由圖可知，形成氧-28時原子核發生改變，而化學變化中原子是最小微粒，不會發生改變，所以形成氧-28不屬于化學變化。
7．小科同學發現銅制眼鏡框表面出現了綠色物質，通過學習知道該物質為銅銹，俗稱銅綠，主要成分是Cu2(OH)2CO3，小科對此進行了探究：
【提出問題】銅是在什么條件下銹蝕的？
【猜想】
（1）根據銅銹的化學式，猜想銅生銹可能是銅與水、氧氣、　 　（填物質名稱）共同作用的結果。
（2）【設計與實驗】借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，小科設計并進行了“銅片銹蝕條件的探究”實驗，觀察現象如下：
從優化實驗的角度考慮，你認為哪組實驗是多余的 并說明理由　 　。
（3）比較B、D兩組實驗，得出的結論是　 　。
（4）【反思與應用】利用所得結論填空：寫出一種防止銅生銹的具體方法　 　。
【答案】（1）二氧化碳
（2）A。A組實驗存在氧氣和二氧化碳兩個變量
（3）銅生銹需要氧氣
（4）保持銅制品表面的潔凈和干燥
【知識點】金屬的化學性質；金屬活動性順序及其應用；金屬的腐蝕與防護
【解析】【分析】銅與水、氧氣、二氧化碳同時接觸容易生銹。
【解答】 （1）根據銅銹的化學式（含有碳元素），猜想銅生銹可能是銅與水、氧氣、二氧化碳共同作用的結果。
（2）A是多余的，是因為C中能夠證明沒有二氧化碳不能生銹，D中能夠證明沒有氧氣不能生銹。
（3）比較B（與氧氣接觸，生銹）、D（與氧氣隔絕，不能生銹）兩組實驗，得出的結論是銅生銹需要氧氣。
（4）一種防止銅生銹的具體方法：隔絕氧氣或隔絕水或隔絕二氧化碳。
8．定律是對自然現象或關系的描述，通常可用數學方式加以表達。在學習“質量守恒定律”時，小麗查閱到以下材料：
波義耳實驗：在密閉的曲頸瓶中加熱金屬汞時，得到了金屬灰（氧化汞）。冷卻后打開容器，稱量金屬灰的質量，發現比原來金屬質量增加了。 羅蒙諾索夫重做了波義耳實驗，他將金屬鉛裝入容器后密封，稱量。然后把容器放到火上加熱，金屬變成了黃色（氧化鉛），冷卻后再次稱量，發現容器的總質量沒有發生變化，該發現當時未引起科學家的注意。 拉瓦錫用錫和鉛做了羅蒙諾索夫實驗，也得到了同樣的結論。他還做了許多實驗并得出結論：在化學反應過程中物質質量是守恒的，并將此結論寫成一個代數式。該結論得到當時科學家的普遍認同。 廊道爾特和曼萊做了精確度極高的化學實驗，反應前后質量之差小于0.0001g，在實驗誤差范圍內，國際科學家一致承認質量守恒定律。
1673年 1756年 1774年 1908年、1912年
（1）玻義耳實驗中，金屬灰增加的質量是　 　。
（2）質量守恒定律的發現過程，帶給我們的啟示有____（填字母）；
A．要善于總結前人的成果和經驗
B．實驗的成功與否，取決于藥品的選擇
C．定量方法是科學研究的重要方法
受上述研究啟發，小麗對相關實驗進行了深入探究。
（3）在白磷燃燒前后質量測定實驗中（如圖）。氣球的作用有　 　。
（4）小麗認為，蠟燭燃燒后剩下的固體質量比燃燒前少了，因此該現象不符合質量守恒定律。請你設計一個能說服小麗的簡明實驗思路　 　。
【答案】（1）參加反應的氧氣質量
（2）A；C
（3）形成密閉空間，使瓶內氣壓保持在一定范圍內，防止瓶塞因氣壓過大而沖出
（4）在密閉裝置中完成蠟燭燃燒，并測量蠟燭燃燒前后整個裝置的質量，比較兩者的質量大小
【知識點】質量守恒定律及其應用
【解析】【分析】（1）汞和氧氣反應生成氧化汞；
（2）根據對科學探究的認識判斷；
（3）氣球有彈性，體積可達可小，則氣壓增大時體積變大，氣壓減小時體積變小；
（4）如果容器不是密閉的，那么生成的氣體會溢出，導致反應前后總質量發生改變。
【解答】 （1）玻義耳實驗中，金屬灰增加的質量是參加反應的氧氣質量。
（2）質量守恒定律的發現過程，帶給我們的啟示有要善于總結前人的成果和經驗、定量方法是科學研究的重要方法。
故選AC。
（3）根據題意可知，氣球的作用有：形成密閉空間，使瓶內氣壓保持在一定范圍內，防止瓶塞因氣壓過大而沖出。
（4）能說服小麗的簡明實驗思路：在密閉裝置中完成蠟燭燃燒，并測量蠟燭燃燒前后整個裝置的質量，比較兩者的質量大小。
9．某興趣小組對“NaOH溶液與稀鹽酸是否會發生反應”進行探究， 設計并完成了如下實驗：
實驗一： 在燒杯中先注入適量NaOH。溶液， 測得其pH=13； 然后將一定量的稀鹽酸注入燒杯中與NaOH 溶液充分混合， 測得混合后溶液的pH=8。
實驗二： 在燒杯中先注入適量NaOH溶液， 并滴加2滴酚酞試液， 溶液呈紅色； 然后將一定量的稀鹽酸注入燒杯中， 發現紅色褪去。
（1）小組同學經過討論一致認為， 僅根據實驗一的現象不能證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了化學反應， 請簡述理由：　 　；
（2）甲同學對實驗二現象產生的原因提出了質疑， 他認為可能是鹽酸與酚酞發生了反應，所以紅色褪去。乙同學經過思考， 僅利用實驗一、二提供的試劑繼續探究， 就解決了乙同學的困惑， 他的實驗操作是　 　；
（3）丙同學猜想： 實驗二反應后的溶液中還存在稀鹽酸。請幫助丙同學設計實驗方案，驗證他的猜想　 　。
【答案】（1）可能是鹽酸中的水稀釋了氫氧化鈉溶液，使pH減小
（2）向實驗二的燒杯中繼續添加氫氧化鈉溶液
（3）向實驗二反應后的溶液中加入鐵粉，若有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色，則說明溶液中存在鹽酸（合理即可）
【知識點】酸堿指示劑及其性質；酸的化學性質
【解析】【分析】（1）根據稀鹽酸中的水會稀釋氫氧化鈉溶液分析；
（2）若鹽酸與酚酞發生了反應，溶液中的酚酞被消耗，酚酞遇堿性溶液會變紅，因此可以通過滴加堿性溶液檢驗溶液中是否還含有酚酞，故接下來的操作為向實驗二的燒杯中繼續添加氫氧化鈉溶液，若觀察到溶液又變為紅色，證明酚酞沒有與稀鹽酸反應；
（3）鐵和稀鹽酸反應，生成氯化亞鐵淺綠色溶液和氫氣，據此分析解答。
【解答】（1）根據題意可知，稀鹽酸中含有水，鹽酸中的水可能將氫氧化鈉溶液進行了稀釋，導致pH減小，則實驗一的現象不能證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了化學反應。
（2）乙同學經過思考， 僅利用實驗一、二提供的試劑繼續探究， 就解決了乙同學的困惑， 他的實驗操作是：向實驗二的燒杯中繼續添加氫氧化鈉溶液；
（3） 丙同學設計實驗方案，驗證他的猜想的操作為： 鐵粉只能與實驗二反應后的溶液中稀鹽酸反應，若觀察到有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色，能夠證明溶液中含有鹽酸。
（1）實驗一的現象不能證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了化學反應，原因是氫氧化鈉溶液中加入稀鹽酸，稀鹽酸中含有水，鹽酸中的水可能將氫氧化鈉溶液進行了稀釋，導致pH減小；
（2）若鹽酸與酚酞發生了反應，溶液中的酚酞被消耗，酚酞遇堿性溶液會變紅，因此可以通過滴加堿性溶液檢驗溶液中是否還含有酚酞，故接下來的操作為向實驗二的燒杯中繼續添加氫氧化鈉溶液，若觀察到溶液又變為紅色，證明酚酞沒有與稀鹽酸反應；
（3）鐵粉只能與實驗二反應后的溶液中稀鹽酸反應，若觀察到有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色，能夠證明溶液中含有鹽酸。
10．某些銅器表面呈綠色，這是銅器長期暴露在空氣中生了銅漬。為了弄清“銅綠”的組成和銅生成“銅綠”的條件，某化學實驗小組進行了如下探究：
【查閱資料】了解到這層銹漬的化學成分是堿式碳酸銅【Cu2 （OH）2CO3】，俗稱“銅綠”。
（1）【猜想與假設】據“銅綠”的組成和查閱的資料判斷，銅綠可能是銅與CO2、O2和　 　 共同作用而生成的。
（2）【設計與實驗】借鑒課本“鐵制品銹蝕條件”的探究實驗，小剛設計了“銅片銹蝕條件的探究”實驗，實驗如圖所示（所用銅片潔凈、光亮，試管內的為銅片）。實驗較長時間后，發現　 　試管中銅片最先生銹（填寫試管字母編號）。
（3）【解釋與結論】實驗B的目的是　 　。
（4）得出“銅生銹一定與CO2有關”的結論，依據的兩個實驗是　 　。
（5）【評價與改進】小明認為小剛設計的實驗還不夠完善，要得出正確的結論，還要補充個實驗。你認為要補充的一個實驗是：　 　。
【答案】（1）水
（2）F
（3）探究只有氧氣存在時，銅是否會生成銅綠
（4）D和E
（5）把銅片置于裝有干燥空氣的試管中，對比觀察。
【知識點】金屬的化學性質；金屬的腐蝕與防護
【解析】【分析】（1）[猜想與假設]根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變進行分析；
（2）[設計與實驗]根據F試管中的銅與氧氣、水、二氧化碳充分接觸，很容易生銹進行分析；
（3）[解釋與結論]根據控制變量，探究只有氧氣存在時，銅是否會生成銅綠進行分析；
（4）根據實驗①和③的其他條件相同，變量是二氧化碳來分析解答；
（5）[評價與改進]根據缺少了把銅片置于裝有干燥空氣的試管中進行分析。
【解答】（1）[猜想與假設]根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，根據銅綠的化學式可知，銅綠包括銅、氧、氫、碳四種元素。而銅與空氣接觸會生銹，則碳元素可能來自于空氣中的二氧化碳，氫元素可能來自于空氣中的水蒸氣，氧元素可能來自于空氣中的氧氣；
（2）[設計與實驗]實驗較長時間后發現，F試管中的銅片最先生銹，因為F試管中的銅與氧氣、水、二氧化碳充分接觸，很容易生銹，故答案為：F；
（3）[解釋與結論]實驗B只將銅片放入氧氣中，其實驗探究的目的是探究只有氧氣存在時，銅是否會生成銅綠。
（4）實驗E銅只與水和二氧化碳接觸不生銹，實驗D銅與氧氣、水和二氧化碳同時接觸生銹，對比實驗D和E，得出結論“銅生銹需要氧氣”；
（5）[評價與改進]上圖實驗缺少了把銅片置于裝有干燥空氣的試管中，所以要補充的一個實驗是：把銅片置于裝有干燥空氣的試管中，對比觀察。
11．11．現如今，速食自熱火鍋走進了我們的生活，其結構如圖甲所示，使用時只需倒入一杯涼水，發熱包遇水后可迅速升溫至150攝氏度左右并保溫1～2小時。
【查閱資料】發熱包可能由生石灰、鐵粉、碳粉、氯化鈉、硝酸鈉中的一種或幾種組成，為了確定成分，某興趣小組進行實驗，所加試劑均足量，實驗過程及現象如圖乙所示。
（1）白色沉淀G的化學式為 。
（2）由以上實驗無法判斷發熱包中是否含有 。
（3）請說出“發熱包遇水后可迅速升溫”的原因： 。
【解答】解：（1）由分析可知，白色沉淀G是氯化銀，化學式為：AgCl。
（2）由以上實驗無法判斷發熱包中是否含有硝酸鈉。
（3）“發熱包遇水后可迅速升溫”的原因是氧化鈣和水反應放出大量的熱。
12．如圖所示為實驗室制取氣體的有關儀器和裝置，據圖回答下列問題：
（1）用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取并收集氧氣，應選擇圖甲中的　 　(填字母)組合裝置。
（2）小明用排水法收集了一瓶氧氣，測得氧氣的純度偏低，原因可能是____(多選，填字母)。
A．收集氣體前，集氣瓶沒有注滿水
B．導管口開始有氣泡冒出，立刻收集
C．收集氣體后，集氣瓶中仍有少量水
（3）如圖乙所示為上述反應過程中某變量y隨時間的變化趨勢，縱坐標表示的是____(填字母)。
A．固體中氧元素的質量 B．生成O2的質量
C．固體中 MnO2的質量分數 D．固體中鉀元素的質量
【答案】（1）AC
（2）A；B
（3）C
【知識點】制取氧氣的原理；催化劑在化學反應中的作用；制取氧氣的裝置、步驟、收集與注意事項；氧氣的檢驗和驗滿
13．CuSO4是化學實驗中常見的試劑。探究CuSO4溶液對H2O2分解具有催化作用。
（1）【實驗探究】甲同學按如表方案進行實驗。
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
步驟①木條不復燃； 步驟②產生氣泡，溶液變藍色； 步驟③　 　。 硫酸銅能作過氧化氫分解的催化劑，該反應的化學方程式為　 　。
（2）【評價改進】大家認為甲同學的實驗結論不嚴謹。若要確定該實驗結論正確，還需證明硫酸銅的　 　在反應前后都沒有發生改變。
（3）【繼續探究】乙同學重做了以下實驗，進而確認了甲同學的實驗結論。
步驟一：稱量mg硫酸銅固體（白色）。
步驟二：按照甲同學實驗步驟重新實驗。
步驟三：將實驗后試管中的溶液蒸發、干燥得到白色固體，再稱其質量為　 　g，然后將此固體加入到5%的過氧化氫溶液中，仍然可以加速過氧化氫分解。
（4）【拓展延伸】比較硫酸銅和二氧化錳對過氧化氫制取氧氣的催化效果，實驗過程中不需要控制的條件是____。（填字母序號）。
A．溶液的起始溫度 B．催化劑的質量
C．溶液的濃度 D．反應的起始時間
【答案】（1）帶火星的木條復燃；2H2O22H2O+O2↑
（2）質量和化學性質
（3）m
（4）D
【知識點】催化劑在化學反應中的作用；書寫化學方程式、文字表達式
【解析】【分析】 （1）【實驗探究】根據實驗現象和氧氣具有助燃性，過氧化氫在CuSO4的催化下分解生成水和氧氣分析；
（2）【評價改進】根據催化劑的特點分析；
（3）【繼續探究】步驟三：根據催化劑的特點分析；
（4）【拓展延伸】根據控制變量方法分析。
【解答】 （1）【實驗探究】由于加入CuSO4后產生氣泡，說明對H2O2分解具有催化作用，產生的氧氣具有助燃性，故步驟③的現象是帶火星的木條復燃；
過氧化氫在CuSO4的催化下分解生成水和氧氣，該反應的化學方程式為：2H2O22H2O+O2↑；
（2）【評價改進】根據催化劑的特點，除了反應速率改變了還要證明催化劑反應前后的質量和化學性質不變。所以若要確定該實驗結論正確，還需證明硫酸銅的質量和化學性質在反應前后都沒有發生改變。
（3）【繼續探究】步驟三：根據催化劑的特點，可知，將實驗后試管中的溶液蒸發、干燥得到白色固體，再稱其質量為mg，然后將此固體加入到5%的過氧化氫溶液中，仍然可以加速過氧化氫分解。
（4）【拓展延伸】根據控制變量方法可知，比較硫酸銅和二氧化錳對過氧化氫制氧氣的催化效果，實驗過程中需要控制的因素有溶液的起始溫，催化劑的質量，溶液的濃度；不需要控制的條件是反應起始時間。
故選D。
14．項目學習小組在食鹽溶液的學習中，通過實驗測定“析出食鹽晶體后所得溶液的中小學教育資源及組卷應用平臺
重難點14 化學實驗探究與設計
命題趨勢
考點 三年考情分析 2025考向預測
1、物質的鑒別、鑒定和檢驗 2、物質的制備實驗設計 3、物質的性質探究實驗 4、實驗操作步驟的設計與優化 5、測定物質成分含量的實驗 在近三年浙江中考科學試卷中，化學實驗探究與設計考查題型多樣 。選擇題常考查實驗基本操作的正誤判斷、實驗原理的簡單應用，如判斷某氣體收集方法是否正確，或根據實驗現象判斷物質性質等 。例如，給出幾種氣體收集裝置，讓學生選擇適合收集某特定氣體的裝置 。實驗探究題是重點考查題型，要求學生根據給定的實驗目的，設計完整的實驗方案，包括選擇實驗儀器和試劑、描述實驗步驟、預測實驗現象并得出結論 。例如，給出一種未知金屬，要求設計實驗探究其活動性順序 。 預計 2025 年浙江中考科學仍會考查化學實驗探究與設計 。選擇題可能會深化對實驗原理在復雜情境中應用的考查，如分析多種物質共存時實驗現象的判斷和干擾因素排除，或者判斷在特殊條件（如高壓、低溫、有催化劑參與）下實驗設計的合理性 。實驗探究題可能會對實驗進行拓展創新，如利用數字化實驗設備（pH 傳感器、氣體傳感器等）精確測量實驗過程中的數據變化，或者設計實驗探究多種因素對化學反應的綜合影響（如溫度、濃度、催化劑種類等對反應速率和產物的影響），考查學生的創新思維和實踐能力 。
重點詮釋
【體系構建】
【重難詮釋】
知識點一、常見化學實驗考察
化學實驗題中常考察的有空氣中氧氣含量的測定，金屬活動性順序探究，酸堿中和反應探究，樣品成分測定，物質變質問題……
知識點二、化學實驗方案的設計
(1)實驗方案設計的基本要求
(2)化學實驗設計的基本思路
①明確目的和原理：首先必須認真審題，明確實驗的目的要求，弄清題目有哪些新的信息，綜合已學過的知識，通過類比、遷移、分析，從而明確實驗原理。
②選擇儀器和藥品：根據實驗的目的和原理以及反應物和生成物的性質、反應條件，如反應物和生成物的狀態、能否腐蝕儀器和橡皮塞、反應是否需要加熱及溫度是否需要控制在一定范圍等，從而選擇合理的化學儀器和藥品。
③設計裝置和步驟：根據實驗目的和原理，以及所選用的實驗儀器和藥品，設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟，并能夠識別和繪制典型的實驗儀器裝置圖，實驗步驟應完整而又簡便。
④記錄現象和數據：根據觀察，全面準確地記錄實驗過程中的現象和數據。
⑤分析得出結論：根據實驗中觀察的現象和記錄的數據，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結論。
知識點三、化學實驗方案的評價與改進
對化學實驗方案進行評價，主要從正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確、可行與不可行等方面作出判斷。另外有無干擾、是否經濟、是否安全、有無污染等也是要考慮的方面。
(1)可行性方面
1)分析實驗方案是否科學可行；
2)實驗操作是否安全合理；
3)實驗步驟是否簡單方便；
4)實驗效果是否明顯。
(2)綠色化學方面
1)實驗過程中是否造成環境污染；
2)原料是否無毒、安全、易得；
3)原料利用率及反應速率是否較高；
4)反應速率是否較快。
(3)安全性方面
化學實驗從安全角度常考慮的主要因素如下：
1)凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸；
2)進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應先通H2，氣體點燃前先驗純等)；
3)防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”，白磷切割宜在水中進行等)；
4)污染性的氣體要進行尾氣處理；有粉末狀物質參加的反應，要注意防止導氣管堵塞；
5)防吸水(如實驗取用、制取易吸水、潮解、水解的物質時宜采取必要措施，以保證達到實驗目的)。
(4)規范性方面
1)冷凝回流(有些反應中，為減少易揮發液體反應物的損耗和充分利用原料，需在反應裝置上加裝冷凝回流裝置，如長玻璃管、豎裝的干燥管及冷凝管等)；
2)易揮發液體產物(導出時可為蒸氣)的及時冷卻；
3)儀器拆卸與組裝順序相反，按照從右向左，從高到低的順序；
4)其他(如實驗操作順序、試劑加入順序、實驗方法使用順序等)。
限時提升訓練
1．對比實驗是實驗探究的重要方法。下列對比實驗設計能達成實驗目的的是
A．實驗①：探究燃燒的條件之一是可燃物與充足的氧氣接觸
B．實驗②：探究硬水和軟水的區分方法
C．實驗③：探究催化劑對過氧化氫分解速率的影響
D．實驗④：探究溶劑的種類影響物質的溶解性
2．有關下圖中甲、乙、丙、丁所示實驗的說法正確的是
A．甲實驗用于探究二氧化碳的性質，只能證明二氧化碳的密度比空氣大
B．乙實驗用于探究二氧化碳與水反應生成碳酸，若④比①先變紅，②③不變紅，既能說明 CO2密度比空氣大，又能說明CO2與水反應。
C．丙實驗用于探究蠟燭燃燒的產物，可證明只有二氧化碳生成，該實驗有利于石蠟充分燃燒，防止生成黑煙，實驗現象更明顯
D．丁實驗用于探究二氧化碳的性質，既可證明二氧化碳能溶于水也可證明二氧化碳能與水反應
3．某化學興趣小組通過微型實驗探究蠟燭燃燒的產物（如圖甲），用數字化實驗儀器監測密閉容器內蠟燭燃燒時氧氣、二氧化碳和水蒸氣含量的變化（如圖乙），將得到的數據繪制成如圖丙所示的曲線圖，下列說法不正確的是
A．如圖甲所示用注射器抽氣并振蕩，可觀察到澄清石灰水變渾濁
B．圖乙中二氧化碳和水蒸氣含量變化對應圖丙中的曲線分別是a和c
C．數字化實驗能為科學探究提供更為直觀的證據
D．圖甲所示的微型實驗可探究得出蠟燭燃燒后的部分產物
4．取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥小花，按如圖所示裝置進行實驗。有關此實驗的說法不正確的是（　　）
①直接噴稀醋酸
②直接噴水
③直接放入CO2中
④噴水后放入CO2中
A．對比實驗①和②可探究：酸能使紫色石蕊小花變紅
B．對比實驗②和③可探究：水和二氧化碳都不與紫色石蕊反應
C．對比實驗③和④可探究：二氧化碳和水發生反應
D．對比實驗①和④可探究：二氧化碳和水發生反應生成了醋酸
5．下列實驗設計不能達到實驗目的是（　　）
A．探究氧氣的化學性質
B．驗證鐵釘的銹蝕與氧氣有關
C．探究酸與指示劑作用
D．同一種物質在不同溶劑中的溶解性
6．某同學做“對人體呼入的空氣和呼出的氣體的探究”實驗時，分別收集兩瓶空氣樣品和兩瓶人體呼出的氣體，進行如圖的兩個實驗探究。
關于這兩個實驗的說法中，不正確的是
A．該同學提出“用澄清石灰水來檢驗人呼出的氣體中是否含有二氧化碳”，這一過程屬于科學探究環節中的實驗設計
B．實驗1中，甲、乙兩瓶里木條燃燒的現象不同
C．實驗2中，甲瓶里的澄清石灰水沒有明顯變化，乙瓶里的澄清石灰水變渾濁
D．實驗1和實驗2都能證明人體呼出的氣體中氧氣含量減小了
7．人類的發展與金屬冶煉息息相關：
（1）在西漢《淮南萬畢術》中記載了“曾青(硫酸銅溶液)得鐵化為銅的濕法冶金技術，它的化學方程式是：　 　，反應的基本類型是　 　。
（2）現代工業用赤鐵礦和一氧化碳煉鐵，某同學利用該原理設計實驗，實驗裝置見圖：
①實驗中玻璃管里氧化鐵粉末的顏色變化是　 　。
②實驗前：先“通入CO”的目的是　 　。
③該實驗的不足之處是　 　。
（3）為探究鋅、鐵、銅三種金屬的活動性，小明設計了如下實驗，不可以驗證的是______。
A．ZnSO4溶液、Fe、CuSO4溶液 B．Zn、FeSO4溶液、Cu
C．Zn、Fe、Cu、稀硫酸 D．Zn、FeSO4溶液、CuSO4溶液
8．實驗探究是學習化學重要方法。化學興趣小組設計如圖所示五個裝置，請據圖回答：
（1）成分檢測實驗：如圖-1所示，實驗時向容積為300mL的集氣瓶中裝進50mL的紅墨水（足量），在燃燒匙中放足量的白磷，量筒中放入足量水。實驗前小組給出了四個預設，其中錯誤的是____。
A．集氣瓶中的水主要起液封導管的作用，防止集氣瓶中空氣受熱逸出
B．量筒里的水應該先增加，變紅，后減少
C．正常情況下，實驗結束時，集氣瓶中的水應該增加到大約110mL
D．用激光手電照射白磷的目的是防止空氣污染，同時可以避免空氣逸出，使實驗數據更加準確
（2）物質制備實驗：用如圖2-a所示裝置制備氣體，并隨時控制反應的發生與停止，下列所選試劑制備相應氣體合適的是____。
A．用硫酸銅粉末與過氧化氫溶液混合制備O2
B．用鋁片與稀鹽酸混合制備H2
C．用塊狀碳酸鈣與稀鹽酸混合制備CO2
（3）小明同學查閱資料得知：金屬鉑可做過氧化氫溶液分解的催化劑。設計如圖2-b的裝置，用鉑絲（可上下抽動）作催化劑。安全管下端浸沒于H2O2溶液中，將鉑絲插入溶液，立即產生O2。寫出燒瓶中發生反應的化學方程式　 　。
（4）若燒瓶內壓強過大，安全管中出現的現象是　 　，當出現上述現象時，應采取的措施是　 　。
（5）條件探究實驗：用如圖-3所示裝置探究鐵絲生銹的條件，一段時間后，右側鐵絲出現紅色物質而左側鐵絲無明顯變化，由此得出結論　 　。
（6）性質探究實驗：用如圖-4所示裝置電解水，下列說法錯誤的是____。
A．M、N兩導管口處收集的氣體質量之比是1：8
B．水中可加入少量稀硫酸或氫氧化鈉以增強導電性
C．將帶火星的木條放在M導管口處，木條會復燃
D．N處收集的氣體，靠近火焰，若發出尖銳的爆鳴聲，說明不純
E．水是由氫氣和氧氣組成的氧化物。
9．某化學課外小組同學用如圖所示實驗探究質量守恒定律。請回答相關問題：
[提示：鹽酸與碳酸鈉反應，生成二氧化碳、水和氯化鈉。
（1）甲同學用圖A所示實驗探究質量守恒定律：在瓶中先鋪一層細沙，其目的是　 　，此實驗中氣球的主要作用是　 　，實驗過程中產生的現象是　 　。
（2）乙同學用B裝置探究質量守恒定律時，實驗步驟如下：將燒杯放在天平上用砝碼平衡，然后傾斜燒杯使鹽酸與碳酸鈉粉末接觸，一段時間后再把燒杯放在天平上，發現天平的指針偏右。造成天平指針向右偏轉的原因是　 　。
（3）丙同學認為B實驗也遵循質量守恒定律。請你從原子的角度說明：　 　。
（4）上述現象能用來驗證質量守恒定律的是實驗　 　。在探究質量守恒定律時，若利用有氣體參加或有氣體生成的化學反應來設計實驗，在裝置設計方面應做到　 　。
10．某同學對“二氧化碳溶于水是否與水反應”進行實驗探究，請參與探究并回答下列問題。
（探究目的）二氧化碳溶于水是否與水反應
（1）（探究思路）
判斷物質間是否發生化學反應的根本依據是　 　。
CO2：溶于水無明顯現象，　 　（填“能”或“不能”）用觀察方法判斷是否發生反應；
（2）“實驗”的方法探究物質間是否反應的實驗設計依據是：生成物和反應物的性質差異。（提出猜想）猜想一；二氧化碳溶于水不與水反應；猜想二：　 　。
（3）（實驗設計）用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥紙花設計如下實驗：
序號 實驗設計
① 向第一朵紙花噴稀醋酸
② 請完成實驗設計：　 　。
③ 將第三朵紙花直接放入盛有二氧化碳的集氣瓶中
④ 將第四朵紙花噴水后放入盛有二氧化碳的集氣瓶中
“實驗設計③”的目的是　 　。
（4）（進行實驗）觀察記錄實驗現象，進行實驗探究。
（實驗結論）猜想二成立，支持猜想二成立的實驗現象是②③不變紅④變紅。
（反思交流）實驗探究“無明顯實驗現象時是否發生化學反應”的核心思路有____(填字母序號）
A．設計對比實驗 B．控制實驗條件
C．獲取事實證據 D．邏輯推理判斷
11．化學實驗小組的同學們對催化劑產生了興趣，通過查閱資料了解到氧化鐵能加快某些反應的分解。為了探究氧化鐵能否加快過氧化氫的分解，他們設計了實驗裝置，并進行氣體的制備和測量實驗。實驗時均以生咸40 mL氧氣所需時間為標準，相關實驗數據記錄如表：
實驗序號 過氧化氫濃度/% 過氧化氫溶液體積 過氧化氫溶液溫度/℃ 氧化鐵的用量/g 收集40mL氧氣所需時間/s
① 5 10 20 0 128.5
② 5 10 20 1.2 16.8
③ 15 10 20 1.2 10.5
④ 5 10 70 0 32.7
（1）通過實驗①和④對比可知，化學反應速率與溫度的關系是其他條件相同時，　 　；通過實驗　 　 對比可知，氧化鐵可以加快過氧化氫分解放出氧氣的速率。
（2）用一定量15%的過氧化氫溶液制氧氣，為了減小反應速率，可加適量的水稀釋，產生氧氣的總量　 　 （選“減小”“不變”或“增大”）
（3）同學們還想探究催化劑的顆粒大小對化學反應速率是否有影響，請你幫他們設計實驗方案進行探究：　 　。
12．質量守恒定律的發現對化學的發展作出了重要貢獻。教師引導同學們了解質量守恒定律的發現史，并通過實驗驗證質量守恒定律。
（1）活動一：查閱史料，認識質量守恒定律。
【回顧歷史】
材料一：1663年，英國化學家波義耳將金屬汞放在密閉容器里煅燒，冷卻后，稱量時打開了容器蓋，得出的結論是物質的總質量增加了，導致波義耳與質量守恒定律失之交臂。
材料二：1756年，俄國科學家羅蒙諾索夫將金屬錫放在密閉容器里煅燒，冷卻后在密閉容器里稱量，發現總質量和煅燒前一樣，沒有變化。
材料三：1774年，拉瓦錫通過將45.0份質量的氧化汞加熱分解，恰好得到了41.5份質量的汞和3.5份質量的氧氣，證實了質量守恒定律。
下圖所示的微粒示意圖可簡單表示氧化汞加熱分解的過程，請在方框內畫出正確的圖示。
（2）活動二：設計實驗，驗證質量守恒定律。
[實驗探究]甲、乙兩組同學用托盤天平分別稱量反應前后物質的質量。
　 甲組 乙組
實驗方案
實驗現象 有　 　產生，天平不平衡，指針向　 　(填“左”或“右”)偏轉 鐵釘表面有紅色物質　 　(填化學式)析出，溶液顏色發生改變，天平指針沒有偏轉
結論 反應前后各物質的質量總和不相等 反應前后各物質的質量總和相等
（3）【表達與交流】經過討論，同學們一致認為甲組的實驗結論不嚴謹，天平不平衡是因為　 　。
（4）【結論與解釋】通過上述實驗我們可以知道，在驗證質量守恒定律時，如果反應中有氣體參加或生成，那么反應裝置應　 　。
（5）【反思與評價】質量守恒定律的發現過程給我們的啟示是____(填序號，雙選)。
A．分析問題應該全面、嚴謹
B．實驗的成功與否，取決于藥品的選擇
C．要善于總結前人的成果和經驗
D．實驗探究中產生的誤差可以忽略不計
13．化學興趣小組在實驗室用氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制取氧氣，實驗時偶然發現制得的氣體有刺激性氣味，這一現象引起了同學們的興趣，于是在老師的指導下對該氣體成分進行探究。
【提出問題】氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產生的氣體成分是什么？
【查閱資料】
（1）氯酸鉀與二氧化錳混合加熱時，元素的種類 　 　填“增多、減少、不變”，鉀、錳元素不能形成氣體，產生的氣體只含有一種元素；
（2）氯氣是有刺激性氣味的氣體，能溶于水，能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。
【猜想假設】
猜想一：該氣體為氧氣；
猜想二：該氣體為 　 　；
猜想三：該氣體為氧氣和氯氣的混合物。
（3）【實驗探究】
序號 操作 現象 結論
方案Ⅰ 用排水集氣法收集、兩瓶氣體，將帶火星的木條伸入瓶，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入瓶。 木條復燃，淀粉碘化鉀試紙不變色 猜想一成立
方案Ⅱ 向上排空氣法收集、兩瓶氣體，將帶火星的木條伸入瓶，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入瓶。 木條 　 　 ，淀粉碘化鉀試紙為 　 　 色 猜想三成立
（4）【反思評價】為什么兩種方案得出的結論不一致？哪個是正確的？
同學：方案Ⅰ結論不正確，其操作不合理，不合理之處是 　 　。
（5）老師：不需要另外進行實驗操作，就能排除猜想一，理由是 　 　。
（6）【拓展應用】
實驗結束后，該組同學準備回收固體剩余物中的不溶物二氧化錳，實驗的主要步驟為：溶解、　 　、洗滌干燥、稱量得出二氧化錳的質量保持不變。
（7）再次查詢資料得知，氯酸鉀和二氧化錳共熱會發生以下變化：
、二氧化錳首先和氯酸鉀反應生成高錳酸鉀和氯氣和氧氣；
、高錳酸鉀接著分解。
、錳酸鉀再和氯氣反應生成氯化鉀、二氧化錳和氧氣。
通過本次探究，大家認為以下說法正確的是 ____填字母序號。
A．對于實驗出現的意外現象，根本不要去理會
B．催化劑起催化作用時，往往會參加反應
C．學習物質的性質上網查詢即可，沒必要進行實驗探究
D．某個化學反應可能同時伴隨著多個反應
（8）若要證明二氧化錳是該反應的催化劑，還需要證明 　 　。
（9）設計實驗方案：
實驗方案 預期現象 結論
　 　 　 　 二氧化錳是氯酸鉀分解的催化劑
14．某校初三化學興趣小組的同學為驗證氫氧化鈉的部分化學性質做了如下實驗探究。請你根據實驗回答有關問題。
小亮同學通過實驗1觀察到在氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳沒有明顯現象，那么二氧化碳與氫氧化鈉是否發生了化學反應呢？（本實驗中忽略CO2溶于水）
（1）小亮同學從實驗1得到的溶液中取出少量，加入試管中，滴入　 　溶液，觀察到有白色沉淀生成，其反應的化學方程式為　 　，證明二氧化碳與氫氧化鈉發生了化學反應。
（2）為了驗證CO2和NaOH溶液發生了化學反應，曉霞同學設計了實驗2圖示實驗方案，當觀察到　 　現象時，證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生了化學反應。
（3）通過對氫氧化鈉部分化學性質的探究，同學們得出保存氫氧化鈉固體的方法是　 　。
15．為探究分子的性質，某化學興趣小組設計并動手完成如圖所示的實驗（查閱資料可知：氨氣的密度比空氣小），請回答有關問題：
（1）圖Ⅰ的實驗探究，觀察到　 　，說明了　 　。
（2）小組同學對圖Ⅰ實驗進行改進，共同設計了如圖Ⅱ實驗，在實驗中觀察到　 　（填“a”、“b”或“同時”）處的棉花團先變成紅色。為了快速觀察到實驗現象，可進行的操作是　 　。
16．課上，同學們利用下列實驗探究堿的化學性質
（1）甲實驗中加入酚酞試液的目的是　 　；
（2）乙實驗利用控制變量法進行了對比，排除了水對實驗的干擾。若觀察到U形管左端的液面　 　（填“升高”或“降低”），則證明氫氧化鈉能與二氧化碳反應，其反應的化學方程式為　 　，因此氫氧化鈉在保存時應該　 　；
（3）丙實驗觀察到的現象是　 　；
（4）實驗結束后，將廢液倒入同一只潔凈廢液缸中，發現廢液渾濁并顯紅色，將廢液進行過濾，對廢液的成分做了進一步探究：
【實驗探究】同學們取一定量過濾后的廢液，向廢液中逐滴加入稀鹽酸，根據反應現象繪制了如丁圖所示的示意圖。
【得出結論】分析圖像數據，得出廢液中（除酚酞外）一定含有的溶質是　 　（寫化學式）。
17．某化學小組設計如下實驗探究鹽的性質。
（1）（探究活動一）銨鹽是一類常見的鹽，易溶于水，遇堿時放出氨氣。實驗室有一瓶含雜質的碳酸銨樣品，利用如圖裝置測定樣品中碳酸銨的質量分數。
實驗稱取樣品質量記為m1。反應前裝有氫氧化鈉固體的球形干燥管的總質量記為m2，反應后其總質量記為m3；反應前燒杯及燒杯內溶液的總質量記為m4，反應后其總質量記為m5。（實驗中所用藥品均足量）
反應原理：（NH4)2CO3+2NaOH=X+2H2O+2NH3↑，其中X的化學式為　 　。
（2）關于該實驗的說法正確的是____。
A．可以用濃硫酸替代稀硫酸
B．倒置漏斗可以增大吸收面積同時防止倒吸
C．球形干燥管增加的質量是反應生成水的質量
D．停止加熱后要通入一段時間空氣，否則測定結果會偏小
（3）通過測得數據計算樣品中碳酸銨的質量分數為　 　。
（4）（探究活動二）組成里含有碳酸根離子或碳酸氫根離子的鹽都能與稀鹽酸發生反應生成氣體。小組同學對碳酸鈉、碳酸氫鈉和稀鹽酸的反應進行探究，實驗裝置如圖1所示。分別取等體積、含碳元素質量相同的碳酸鈉和碳酸氫鈉稀溶液（各滴兩滴酚酞溶液），以及相同體積、相同濃度的足量稀鹽酸進行實驗。實驗時，溶液顏色變化記錄如下表，廣口瓶內壓強隨時間變化圖像如圖2所示。
滴入酚酞溶液 滴入稀鹽酸，溶液顏色變化
碳酸鈉溶液 紅色 紅色→淺紅色→無色
碳酸氫鈉溶液 淺紅色 淺紅色→無色
①由圖像中信息得到結論：相同條件下，　 　和稀鹽酸反應產生二氧化碳較快。請結合圖像中數據，分析得到這一結論的理由：　 　。
②由圖像中信息得出另一種物質和稀鹽酸反應產生二氧化碳較慢。請結合上表中信息，分析得出該結論的理由：　 　。
③小組同學設計了只用試管和膠頭滴管鑒別碳酸鈉溶液和稀鹽酸的實驗。
實驗操作 現象 結論
未知溶液分別編號為x、y，在試管中加入適量x，用膠頭滴管逐滴滴入y并振蕩 　 　 x是稀鹽酸，y是碳酸鈉溶液
　 　 x是碳酸鈉溶液，y是稀鹽酸
18．食鹽是生活必需品之一，我國可以通過海鹽或地下鹽礦的巖鹽精制得到。某化學興趣小組對市面上一些品牌食鹽的成分產生了濃厚的興趣，進行了一系列的實驗探究。
【查閱資料】
Ⅰ.食鹽中一般會添加微量碘酸鉀(KIO3)作為補碘劑，為白色固體，可溶于水。
Ⅱ.碘酸鉀在酸性條件下與碘化鉀(KI)反應可產生碘單質。淀粉遇碘單質(I2)變藍，遇KIO3、維生素C(化學式為C6H8O6)、醋酸(化學式為C2H4O2)不變色。
（1）【實驗1】小組同學為探究碘酸鉀(KIO3)的熱穩定性，設計了圖1、圖2的實驗進行探究。
將碘酸鉀加熱至分解，應從圖1中選擇的裝置是　 　（填序號)。
（2）根據圖2中現象說明，碘酸鉀受熱分解中收集到的氣體是　 　 (填符號)。
（3）進一步實驗可知，KIO3受熱分解還可產生碘化鉀(KI)，其反應化學方程式為　 　。
（4）【實驗2】探究KIO3與維生素C的反應，設計了如圖3所示的實驗
號 溶液中溶質的質量/g 實驗現象
KIO3 維生素C
2-1 0.1 0.1 溶液立即由無色變為藍色
2-2 0.005 0.005 溶液逐漸由無色變為藍色
2-3 0.0025 0.0025 一段時間后溶液 （4） ，再滴入5滴稀醋酸后，溶液逐漸變為淺藍色
【解釋與結論】
將實驗2-3中，現象補充完整，表中空白為　 　。
（5）對比實驗2-1、2-2，可探究影響KIO3與維生素C反應速率的因素是　 　。
（6）【反思與評價】
某同學對某品牌食鹽是否加碘提出質疑，并設計了探究方案：取一定質量的該品牌食鹽樣品，加水充分攪拌，溶解后加入適量淀粉，始終無明顯現象，得出結論：該品牌食鹽沒有加碘。此實驗方案不嚴謹，其理由是　 　。
（7）改進后，向上述實驗后的溶液中加入　 　溶液和稀醋酸即可以證明食鹽中是否加碘。
【反思交流】該化學興趣小組完成了對部分品牌食鹽成分的探究，他們認為實驗設計方案可能還有待完善，相約以后要致力于化學研究，造福人們。
19．化學實驗室有一瓶久置的氫氧化鈉溶液，同學們對該溶液是否變質展開實驗探究，如圖所示：
初步探究 繼續探究 廢液處理
（1）實驗一觀察到無色酚酞溶液變紅色，不能得出樣品是否變質的原因是　 　。
（2）實驗二觀察到的現象是　 　，證明氫氧化鈉溶液已變質。實驗中發生反應的化學方程式是　 　。
（3）為進一步證明變質后的溶液中是否還含有氫氧化鈉，興趣小組設計了實驗三：將實驗二所得混合物過濾，向濾液樣品中滴加無色酚酞試液，觀察到酚酞試液變紅，于是得出實驗結論：變質后的溶液中含有氫氧化鈉。實驗結束后，經過組內交流，同學們對實驗過程產生了質疑，并提出了改進措施。該措施是　 　。
（4）同學們按照改進后的方案完成探究，并最終得出實驗結論：變質后的溶液中含有氫氧化鈉。探究活動結束后，將上述三個實驗所得廢液倒入同一個廢液缸中，廢液中一定含有的溶質(除酚酞外)是　 　(填化學式)。
20．我國提出2060年前實現碳中和。彰顯了負責任大國的作為與相當。實現碳中和人人有責，讓我們從衣食住行點滴做起，節約能源，低碳生活。學習小組開展“低碳行動”實踐活動，聚焦主要物質二氧化碳，實驗探究二氧化碳的性質與轉化過程如下：
探究活動一：探究二氧化碳與水的反應
【設計與實驗】同學們取石蕊溶液染成紫色的干燥紙條，完成如下實驗操作。
實驗操作 實驗Ⅰ 實驗Ⅱ 實驗Ⅲ 實驗Ⅳ
實驗現象 紫色紙條不變色 紫色紙條不變色 紫色紙條變紅色 　
【解釋與結論】
分析對比實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得出的結論是水和二氧化碳都不能使紫色石蕊變紅，二氧化碳與水共同作用使紫色石蕊變紅。
（1）實驗Ⅳ的目的是 　 　。
（2）分析對比實驗Ⅲ和Ⅳ，得出的結論是 　 　。
（3）寫出實驗Ⅲ中反應的化學方程式 　 　。
（4）探究活動二：探究二氧化碳與堿溶液的反應。
【設計與實驗】同學們取氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液設計并進行了如圖所示實驗。
【解釋與結論】
實驗①中觀察到的現象是 　 　，得到二氧化碳能與氫氧化鈣溶液發生化學反應的結論；實驗②中觀察到無明顯現象，得到二氧化碳不能與氫氧化鈉溶液發生化學反應的結論。
（5）【反思與評價】
有同學認為實驗②得出的實驗結論不合理，他認為無明顯現象并不能證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液不發生化學反應，于是設計了以下三個實驗方案，證明二氧化碳是否能與氫氧化鈉溶液發生化學反應，其中能達到目的的方案有 　 　。
實驗方案 實驗步驟
方案一 在兩個相同的軟塑料瓶中擠滿二氧化碳，分別加入等量的水和氫氧化鈉溶液，振蕩，觀察現象。
方案二 向一瓶盛有二氧化碳的集氣瓶中加入適量氫氧化鈉溶液，振蕩后，滴加幾滴無色酚酞溶液，觀察現象。
方案三 向一瓶盛有二氧化碳的集氣瓶中加入適量氫氧化鈉溶液，振蕩后，滴加足量稀鹽酸，觀察現象。
（6）【表達與交流】
通過實驗探究得出二氧化碳與氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液均能發生化學反應，請寫出二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式 　 　。
（7）請你為某工廠提出一條減少排放物中二氧化碳含量的建議：　 　。
21．《美麗化學》實驗小組的成員們欲驗證氫氧化鈉與二氧化碳是否發生了化學反應。小組的成員們設計并進行如圖實驗：
（1）【實驗探究1】如圖所示，向一個收集滿的質地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的溶液中，立即旋緊瓶蓋，振蕩。
【收集證據】在實驗過程中觀察到　 　，由此現象小鎂同學得出氫氧化鈉與二氧化碳發生了化學反應。
【交流評價】同學們討論后得出：此實驗不能證明氫氧化鈉與二氧化碳發生了反應，原因是沒有排除　 　，對此實驗造成的干擾。
【設計實驗1】小妮同學認為：在上述實驗的基礎上，只要稍加改進，就可得到正確結論。她的改進方案是將氫氧化鈉溶液換成　 　重復上述實驗，通過對比實驗現象即可得到結論。
（2）【繼續探究】《美麗化學》實驗小組的成員們在完成探究實驗后，對塑料瓶內的溶液中溶質成分產生了興趣。于是大家決定探究塑料瓶內溶質的成分：
【提出問題】塑料瓶內溶質的成分是什么？
【猜想假設】小激同學猜想： 小航同學猜想：
【交流評價】上述猜想中　 　同學是錯誤的。
【設計實驗2】小蕊同學為了證明塑料瓶內的溶質成分，設計如下實驗：取樣于試管中，加入一定量的稀硫酸，觀察到有氣泡產生，由此得出小航同學猜想成立。請你評價小蕊同學的實驗設計　 　（填“正確”或“錯誤”），原因是小蕊同學在實驗中沒有證明　 　（填化學式）是否存在。
最終同學們選擇恰當試劑證明了小航同學的猜想成立。
【拓展應用】老師們讓同學們處理軟質塑料瓶內的液體，使之符合排放標準，還要考慮到節約藥品這一原則，則處理廢液的最佳做法是　 　。
22．某同學對蠟燭(主要成分是石蠟)及其燃燒進行探究
（1）在“蠟燭及其燃燒的探究”實驗中，用小刀從蠟燭上切下一小塊石蠟放入水中，石蠟浮在水面上，說明石蠟的密度　 　 (填“大于”“小于”或“等于”)水的密度，石蠟　 　 (填“不”或“易”)溶于水。
（2）點燃蠟燭，把一根火柴梗迅速平放入火焰中(如圖1)，約1 s后取出，可以觀察到火柴梗的a處最先炭化，此現象說明了：　 　溫度最高。
（3）如圖2所示，同學們進行了如下實驗，請完成下列實驗報告
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
點燃蠟燭，并在火焰上方罩一個冷而干燥的小燒杯(如圖2) ①燒杯內壁有　 　生成 ②石蠟燃燒后的產物有　 　。
迅速倒轉小燒杯，向其中加入少量澄清石灰水，振蕩 ③澄清石灰水　 　 蠟燭燃燒后的產物有二氧化碳
（4）寫出蠟燭燃燒的文字表達式　 　。
（5）蠟燭熄滅時會出現一縷白煙，用火柴點燃白煙，發現蠟燭復燃，說明白煙具有　 　性。 由此推測，白煙的成分是　 　。
（6）婷婷在探究蠟燭燃燒的過程中，發現罩在火焰上方的燒杯內壁被熏黑，你認為她的以下做法中不合適的是________。
A．反復實驗，并觀察是否有相同現象
B．查找資料，探究生成的黑色固體是什么
C．認為與本次實驗目的無關，不予理睬
D．詢問老師或同學，討論生成黑色物質的原因
鞏固訓練
1．與反應制備是硫酸工業中的重要反應，其微觀變化過程如圖所示。下列說法正確的是
A．反應前后分子的數目保持不變
B．反應前后催化劑的質量保持不變
C．反應前后各元素化合價保持不變
D．中硫元素和氧元素質量比為1：2
2．如圖所示分別為水電解實驗的裝置圖和微觀示意圖，下列有關說法錯誤的是（　　）
A．圖甲中b管產生的氣體能使帶火星的木條復燃
B．該反應屬于分解反應，反應過程中元素化合價不變
C．由圖乙可知原子是化學變化的最小微粒
D．該實驗證明水是由氫元素和氧元素組成
3．某興趣小組利用U形管設計實驗裝置。
（1）甲組同學設計如圖1 所示的裝置探究 CO2和 NaOH 溶液能否反應。乙組同學向甲組實驗后左側燒杯內的溶液中滴加酚酞，溶液變為紅色。甲組同學指出這不能作為判斷氫氧化鈉與CO2發生反應的證據，原因是　 　。乙組同學經討論后認為向實驗后左側燒杯內的溶液中滴加　 　溶液，才能達到實驗目的。
（2）丙組同學設計如圖2所示的裝置探究鐵制品銹蝕的條件。將干燥的氧氣從導管a通入，使氧氣充滿U型管，一段時間后觀察三處鐵絲的現象。
①為確定U形管已經充滿氧氣，進行的實驗操作是　 　。
②小組同學通過比較　 　鐵絲(填編號)，得出純鐵絲不易銹蝕的結論。
4．氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，它可以和許多物質發生化學反應。如圖所示是硫粉、紅磷、光亮的細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗裝置。請分析回答下列問題：
（1）三個實驗的集氣瓶底部都放有少量水，其中甲集氣瓶底部放少量水的目的是　 　。
（2）乙集氣瓶內產生大量的白煙，寫出該反應的文字表達式：　 　。
（3）丙中觀察到的實驗現象是　 　。
（4）甲乙丙中所發生的化學反應，從反應類型看，都屬于　 　（選填“化合”或“分解”）反應。
5．《周禮 考工記》中記載，古人曾在草木灰（含）的水溶液中加入貝殼（主要成分）焙燒成的灰（主要成分為CaO），利用生成物中能夠去污的成分來清洗絲帛。為了復現這一工藝，小樂設計并完成了如圖甲所示的實驗流程。
（1）上述過程中操作a指的是　 　；
（2）該實驗流程中的化學反應，涉及的基本反應類型有分解反應、　 　和復分解反應。
（3）若構成濾液和去污液中溶質的離子種類如圖乙所示，則去污液中的溶質為　 　（用化學式表示）。
6．天然存在的氧原子一般是氧-16，其原子核由8個質子和8個中子構成，另外還存在少量含9個中子的氧-17 和含10個中子的氧-18。最近某科研團隊首次觀測到氧-28，其部分過程如圖所示。
（1）氧-28的原子核中有　 　個中子。
（2）氧-28與氧-16的關系與下列相同的是____
A．白磷和紅磷 B．碳-12和碳-14
C．金剛石和石墨 D．氕和氘
（3）圖中得到氧-28的過程　 　(填“屬于”或“不屬于”)化學變化。
7．小科同學發現銅制眼鏡框表面出現了綠色物質，通過學習知道該物質為銅銹，俗稱銅綠，主要成分是Cu2(OH)2CO3，小科對此進行了探究：
【提出問題】銅是在什么條件下銹蝕的？
【猜想】
（1）根據銅銹的化學式，猜想銅生銹可能是銅與水、氧氣、　 　（填物質名稱）共同作用的結果。
（2）【設計與實驗】借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，小科設計并進行了“銅片銹蝕條件的探究”實驗，觀察現象如下：
從優化實驗的角度考慮，你認為哪組實驗是多余的 并說明理由　 　。
（3）比較B、D兩組實驗，得出的結論是　 　。
（4）【反思與應用】利用所得結論填空：寫出一種防止銅生銹的具體方法　 　。
8．定律是對自然現象或關系的描述，通常可用數學方式加以表達。在學習“質量守恒定律”時，小麗查閱到以下材料：
波義耳實驗：在密閉的曲頸瓶中加熱金屬汞時，得到了金屬灰（氧化汞）。冷卻后打開容器，稱量金屬灰的質量，發現比原來金屬質量增加了。 羅蒙諾索夫重做了波義耳實驗，他將金屬鉛裝入容器后密封，稱量。然后把容器放到火上加熱，金屬變成了黃色（氧化鉛），冷卻后再次稱量，發現容器的總質量沒有發生變化，該發現當時未引起科學家的注意。 拉瓦錫用錫和鉛做了羅蒙諾索夫實驗，也得到了同樣的結論。他還做了許多實驗并得出結論：在化學反應過程中物質質量是守恒的，并將此結論寫成一個代數式。該結論得到當時科學家的普遍認同。 廊道爾特和曼萊做了精確度極高的化學實驗，反應前后質量之差小于0.0001g，在實驗誤差范圍內，國際科學家一致承認質量守恒定律。
1673年 1756年 1774年 1908年、1912年
（1）玻義耳實驗中，金屬灰增加的質量是　 　。
（2）質量守恒定律的發現過程，帶給我們的啟示有____（填字母）；
A．要善于總結前人的成果和經驗
B．實驗的成功與否，取決于藥品的選擇
C．定量方法是科學研究的重要方法
受上述研究啟發，小麗對相關實驗進行了深入探究。
（3）在白磷燃燒前后質量測定實驗中（如圖）。氣球的作用有　 　。
（4）小麗認為，蠟燭燃燒后剩下的固體質量比燃燒前少了，因此該現象不符合質量守恒定律。請你設計一個能說服小麗的簡明實驗思路　 　。
9．某興趣小組對“NaOH溶液與稀鹽酸是否會發生反應”進行探究， 設計并完成了如下實驗：
實驗一： 在燒杯中先注入適量NaOH。溶液， 測得其pH=13； 然后將一定量的稀鹽酸注入燒杯中與NaOH 溶液充分混合， 測得混合后溶液的pH=8。
實驗二： 在燒杯中先注入適量NaOH溶液， 并滴加2滴酚酞試液， 溶液呈紅色； 然后將一定量的稀鹽酸注入燒杯中， 發現紅色褪去。
（1）小組同學經過討論一致認為， 僅根據實驗一的現象不能證明NaOH溶液與稀鹽酸發生了化學反應， 請簡述理由：　 　；
（2）甲同學對實驗二現象產生的原因提出了質疑， 他認為可能是鹽酸與酚酞發生了反應，所以紅色褪去。乙同學經過思考， 僅利用實驗一、二提供的試劑繼續探究， 就解決了乙同學的困惑， 他的實驗操作是　 　；
（3）丙同學猜想： 實驗二反應后的溶液中還存在稀鹽酸。請幫助丙同學設計實驗方案，驗證他的猜想　 　。
10．某些銅器表面呈綠色，這是銅器長期暴露在空氣中生了銅漬。為了弄清“銅綠”的組成和銅生成“銅綠”的條件，某化學實驗小組進行了如下探究：
【查閱資料】了解到這層銹漬的化學成分是堿式碳酸銅【Cu2 （OH）2CO3】，俗稱“銅綠”。
（1）【猜想與假設】據“銅綠”的組成和查閱的資料判斷，銅綠可能是銅與CO2、O2和　 　 共同作用而生成的。
（2）【設計與實驗】借鑒課本“鐵制品銹蝕條件”的探究實驗，小剛設計了“銅片銹蝕條件的探究”實驗，實驗如圖所示（所用銅片潔凈、光亮，試管內的為銅片）。實驗較長時間后，發現　 　試管中銅片最先生銹（填寫試管字母編號）。
（3）【解釋與結論】實驗B的目的是　 　。
（4）得出“銅生銹一定與CO2有關”的結論，依據的兩個實驗是　 　。
（5）【評價與改進】小明認為小剛設計的實驗還不夠完善，要得出正確的結論，還要補充個實驗。你認為要補充的一個實驗是：　 　。
11．現如今，速食自熱火鍋走進了我們的生活，其結構如圖甲所示，使用時只需倒入一杯涼水，發熱包遇水后可迅速升溫至150攝氏度左右并保溫1～2小時。
【查閱資料】發熱包可能由生石灰、鐵粉、碳粉、氯化鈉、硝酸鈉中的一種或幾種組成，為了確定成分，某興趣小組進行實驗，所加試劑均足量，實驗過程及現象如圖乙所示。
（1）白色沉淀G的化學式為 。
（2）由以上實驗無法判斷發熱包中是否含有 。
（3）請說出“發熱包遇水后可迅速升溫”的原因： 。
12．如圖所示為實驗室制取氣體的有關儀器和裝置，據圖回答下列問題：
（1）用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法制取并收集氧氣，應選擇圖甲中的　 　(填字母)組合裝置。
（2）小明用排水法收集了一瓶氧氣，測得氧氣的純度偏低，原因可能是____(多選，填字母)。
A．收集氣體前，集氣瓶沒有注滿水
B．導管口開始有氣泡冒出，立刻收集
C．收集氣體后，集氣瓶中仍有少量水
（3）如圖乙所示為上述反應過程中某變量y隨時間的變化趨勢，縱坐標表示的是____(填字母)。
A．固體中氧元素的質量 B．生成O2的質量
C．固體中 MnO2的質量分數 D．固體中鉀元素的質
13．CuSO4是化學實驗中常見的試劑。探究CuSO4溶液對H2O2分解具有催化作用。
（1）【實驗探究】甲同學按如表方案進行實驗。
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
步驟①木條不復燃； 步驟②產生氣泡，溶液變藍色； 步驟③　 　。 硫酸銅能作過氧化氫分解的催化劑，該反應的化學方程式為　 　。
（2）【評價改進】大家認為甲同學的實驗結論不嚴謹。若要確定該實驗結論正確，還需證明硫酸銅的　 　在反應前后都沒有發生改變。
（3）【繼續探究】乙同學重做了以下實驗，進而確認了甲同學的實驗結論。
步驟一：稱量mg硫酸銅固體（白色）。
步驟二：按照甲同學實驗步驟重新實驗。
步驟三：將實驗后試管中的溶液蒸發、干燥得到白色固體，再稱其質量為　 　g，然后將此固體加入到5%的過氧化氫溶液中，仍然可以加速過氧化氫分解。
（4）【拓展延伸】比較硫酸銅和二氧化錳對過氧化氫制取氧氣的催化效果，實驗過程中不需要控制的條件是____。（填字母序號）。
A．溶液的起始溫度 B．催化劑的質量
C．溶液的濃度 D．反應的起始時間
14．項目學習小組在食鹽溶液的學習中，通過實驗測定“析出食鹽晶體后所得溶液的溶質質量分數”（飽和溶液的濃度），并制定評價量規如表一。其中兩種方案的實驗過程記錄如下：（已知燒杯質量為50克，蒸發皿質量為20克。甲燒杯中含有50克蒸餾水與30克食鹽。實驗時室溫為20℃，查閱資料發現此溫度下飽和食鹽水的濃度為26.5%）
方案Ⅰ：取甲燒杯中部分溶液加入蒸發皿，墊上石棉網，用酒精燈內焰加熱蒸發結晶，發現有少量晶體濺出，當即停止加熱。相關數據記錄在如下流程中。實驗共用時18分鐘。
方案Ⅱ：用膠頭滴管直接往燒杯中逐次加入蒸餾水并充分攪拌，記錄相關數據。共用時7分鐘。
表一：評價指標 優秀 合格（各3分） 待改進（各0分）
指標一、用時合理 實驗時間10分鐘內 實驗時間10﹣20分鐘內 實驗時間20分鐘以上
指標二、操作規范 操作過程無科學錯誤 操作中出現1處不規范 操作中出現2處及以上不規范
指標三、結果精確 誤差小于真實值5%比例 誤差在5%～10%比例之間 誤差比例大于真實值10%比例
（1）根據方案Ⅱ的數據，計算最后所得溶液的濃度。 。
（2）結合評價量規和過程記錄，將方案I相關指標的評價得分填在表格中。
評價指標 指標一 指標二 指標三
評價得分 3
15．某化學學習小組同學設計了如下學習思路，從微觀角度進一步理解某些復分解反應的實質。
【練習】下列各組物質間均能反應。
（1）氫氧化鈉溶液與稀硫酸　　（2）氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液
（3）碳酸鈉溶液與足量鹽酸　　（4）碳酸鈉溶液和氯化鋇溶液
寫出（2）反應的化學方程式：　 　。
【質疑】從微觀角度思考，上述復分解反應的實質是什么？
【微觀圖解】如圖：反應（1）的實質是和結合生成水；
【討論】反應（2）的實質是　 　。
【小結】陰、陽離子結合生成水、沉淀或　 　，是某些復分解反應的實質。
【應用】請在這三種離子中選擇合適的離子填入下面合適的“　 　”中，使其形成一個復分解反應網絡（圖中直線相連的陰、陽離子之間能夠兩兩結合發生反應）。
【拓展】若反應（1）可用表示，則反應（4）可表示為：　 　。
16．工業制造高純度氧化鈣(CaO)的流程如圖：
（1）反應器1中先加入一定量水。氣體從底部緩慢通入的原因是　 　。
（2）反應器2中發生復分解反應的化學方程式為　 　。
（3）過濾器中分離出的固體是　 　。
（4）上述流程中可循環利用的物質是　 　。
17． 某同學利用圖示裝置進行甲、乙對比實驗，探究溫度對CO和 反應的影響(固定裝置略去)。
（1）從實驗安全環保角度考慮，圖示裝置還應采取的改進措施是　 　。
（2）完全反應后，兩組的生成物均為黑色粉末(純凈物)，分別用兩組生成物進行以下實驗：
步驟 操作 甲組現象 乙組現象
1 稱量黑色粉末質量/g m1 m2
2 取黑色粉末，用磁鐵吸引 能被吸引 能被吸引
3 取黑色粉末，加入稀鹽酸 全部溶解，有大量氣泡 無明顯現象
4 取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液 有紅色物質生成 無明顯現象
①甲組的黑色粉末與稀鹽酸反應屬于　 　。(寫基本反應類型)
②該同學查閱資料后發現 在常溫下不與稀鹽酸、溶液反應，故猜想乙組的生成物為 他又發現m2恰好為　 　克，這可成為支持上述猜想的新證據。
18．保險粉（化學式 Na2S2O4）在工農業生產中有廣泛的用途，Na2S2O4 在堿性溶液中穩定，在中性和酸性溶液中極不穩定；在 NaCl 存在下，Na2S2O4 在水中溶解度顯著下降。Na2S2O4 制備流程如下：
（1）反應Ⅰ的原理為：Zn+2SO2=ZnS2O4，該反應類型為　 　。
（2）反應Ⅱ為復分解反應，該反應的化學方程式為 　 　。
（3）操作a的名稱為　 　。
19．為進一步確定湖邊收集的氣體的組成，同學們進行了以下探究過程，請你參與并協助他們完成相關學習任務。
【提出猜想】收集的氣體中可能含有CH4、CO2、CO和H2O。
【查閱資料】CO+CuOCu+CO2 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O
【設計方案】：學習小組的同學經過討論，設計了如圖所示的裝置進行“猜想”的實驗探究。已知：儲氣袋存放湖邊收集的氣體；B中裝有濃硫酸；C中裝有CuO；D中盛裝無水硫酸銅白色粉末；E中裝有氫氧化鈣溶液。
【討論與交流】
（1）該系列裝置還缺少尾氣處理裝置，寫出一種你認為可行的尾氣處理方法
（2）請你設計完成如圖方框A內的實驗方案(選用下列裝置，按連接順序填寫)
（3）若加熱C后，D中出現白色粉末變藍現象，則原混合氣體中一定有　 　。
（4）老師認為以上設計仍有缺陷，不能確定CO氣體是否存在。小金同學想通過定量實驗的方法進行檢驗，于是對實驗方案進行了改進，E裝置中的試劑改為足量的氫氧化鈉溶液，同時對D、E裝置在實驗前后的質量進行稱量，數據計入下表中：
　 反應前 反應后
D裝置 100g 103.6g
E裝置 120g 125.5g
你認為根據上述數據計算后能否得出原氣體中含有CO的結論，并簡要分析：　 　。
20． 為探究硫氰化鉀(KSCN) 和氯化鐵 反應的條件(已知該反應是復分解反應)，某校科學興趣小組設計了以下實驗裝置，并進行如下操作：轉動 Y型管，使兩種溶液混合，混合液迅速變成血紅色。回答下列問題：
（1）證明該反應沒有氣體生成的實驗現象是①混合液中沒有生產氣泡，②　 　；
（2）該反應一定沒有 H2O 生成，理由是　 　；
（3）大家一致認為：生成血紅色物質是該復分解反應能發生的條件，紅色物質的化學式是　 　；
（4）一部分同學認為該紅色物質難溶于水，另一部分同學認為該紅色物質能溶于水，請你設計實驗方案進行驗證：　 　。
21．小寧在課外資料中獲悉：硫酸銅溶液對過氧化氫的分解具有催化作用。為此，他進行了相關探究。
【探究一】
（1）要證明 CuSO4 溶液對 H2O2 分解具有催化作用，除需證明 CuSO4 溶液能改變 H2O2 分解的速率外，還需證明 CuSO4 在化學反應前后的質量和　 　不變。
（2）為探究CuSO4在化學反應前后的質量是否發生改變，小寧設計了如下實驗：將含溶質質量為ag 的CuSO4溶液加入一定量的 H2O2溶液中，取充分反應后的全部溶液繼續進行實驗，流程如圖(實驗過程中的損耗忽略不計)。
①藍色沉淀灼燒時發生分解反應，只生成黑色固體和水，寫出該反應的化學方程式：　 　；
②若CuSO4 在化學反應前后質量未改變，則該實驗需滿足的定量關系為：a=　 　(用m、n表示)。
（3）【探究二】
為進一步探究溶液中起催化作用的是哪種微觀粒子，小寧設計了如圖所示的對比實驗。
若觀察到　 　(填實驗現象)，則說明 溶液中起催化作用的是
22．在學習分解氯酸鉀制取氧氣的實驗后，老師告訴小虞：氯酸鉀與氧化鐵 混合加熱，也能較快地產生氧氣。于是小虞進行了如下實驗探究：
【查閱資料】氯酸鉀的熔點為356℃，常溫下穩定，加熱到一定溫度能分解產生氧氣。酒精燈加熱溫度為400-500℃。
【提出猜想】Fe2O3可以加快氯酸鉀的分解，可以作氯酸鉀分解的催化劑。
【完成實驗】按下表進行實驗并測定分解溫度和反應時間(分解所需的時間)。
實驗編號 實驗藥品 分解溫度 反應時間
1 3.0g氯酸鉀 460℃ t1
2 3.0g氯酸鉀和0.5g二氧化錳 248℃ t2
3 3.0g氯酸鉀和Xg氧化鐵 290℃ t3
【分析數據】
（1） 實驗3 中X的數值為　 　。
（2）通過實驗測得的數據，小虞繪出了實驗1的圖線(如圖)，請幫她補充完成實驗2的圖線。
【得出結論】由　 　與實驗3對照得出： 可以加快氯酸鉀的分解，可以作氯酸鉀分解的催化劑。
【實驗反思】小虞仔細分析實驗過程，認為本實驗不能得出 是氯酸鉀分解的催化劑”的結論，其原因是　 　。
23．在學習分解氯酸鉀制取氧氣的實驗后，老師告訴小虞：氯酸鉀與氧化鐵( 混合加熱，也能較快地產生氧氣。于是小虞進行了如下實驗探究：
【查閱資料】氯酸鉀的熔點為356℃，常溫下穩定，加熱到一定溫度能分解產生氧氣。酒精燈加熱溫度為400-500℃。
【提出猜想】Fe2O3可以加快氯酸鉀的分解，可以作氯酸鉀分解的催化劑。
【完成實驗】按下表進行實驗并測定分解溫度和反應時間(分解所需的時間)。
實驗編號 實驗藥品 分解溫度 反應時間
1 3.0g氯酸鉀 460℃ t1
2 3.0g氯酸鉀和0.5g二氧化錳 248℃ t2
3 3.0g氯酸鉀和Xg氧化鐵 290℃ t3
【分析數據】
（1） 實驗3 中X的數值為　 　。
（2）通過實驗測得的數據，小虞繪出了實驗1的圖線(如圖)，請幫她補充完成實驗2的圖線。
（3）【得出結論】由　 　與實驗3對照得出： 可以加快氯酸鉀的分解，可以作氯酸鉀分解的催化劑。
（4）【實驗反思】小虞仔細分析實驗過程，認為本實驗不能得出 是氯酸鉀分解的催化劑”的結論，其原因是　 　。
24．小科為比較鋁片與不同酸反應的快慢，用濃度相同的稀鹽酸和稀硫酸與鋁片反應(如圖所示)，發現鋁片與稀鹽酸反應速度明顯大于鋁片與稀硫酸反應速度。為解釋該現象，小科從微觀角度分析，提出了一個猜想并設計如下表的實驗（已知對反應沒有影響）。請回答：
組別 實驗 鋁片/克 酸的種類 添加試劑（少量）
1 ① 1 稀鹽酸 無
② 1 稀鹽酸
2 ③ 1 稀硫酸 無
④ 1 稀硫酸
（1）乙試管中　 　；
（2）分析表格，小科提出的猜想是　 　；
（3）小科查閱資料發現鋁片表面有氧化膜，會破壞鋁表面的氧化膜，加快反應速度。因此要加快鋁片與硫酸銅溶液反應速度，可以采取的措施是____
A．用砂紙擦去鋁片表面的氧化膜后投入硫酸銅溶液中
B．把鋁片投入稀鹽酸溶液中一段時間后，取出洗滌，再投入硫酸銅溶液中
C．向硫酸銅溶液中加入少量氯化鈉固體，再投入鋁片
25．太空空間站中大部分氧氣是在太空站就地取材制備出來的，其中的一種方法是：收集宇航員生活產生的廢水、排出的尿液等，經過凈化處理轉化成蒸餾水并回收，利用太陽能電池提供的電能，電解蒸餾水產生氧氣，原理如圖所示。請回答：
（1）宇航員形成和排出尿液屬于新陳代謝中的　 　（選填“同化作用”或“異化作用”)；在太空空間站中重力消失，水電解系統中，正極產生的氧氣氣泡會上浮嗎 　 　。
（2）我國科學家對Sabatier系統中的催化劑進行了研究。在，催化劑質量相同，氣體流速為時，研究溫度對兩種催化劑催化性能的影響，得到的轉化率(%)，如下表：
實驗分組 第1組 第2組
催化劑
溫度 300 320 340 360 300 320 340 360
轉化率 84.4 85.3 86.8 90.1 37.6 48.8 54.9 59.8
分析上表數據可知：催化劑　 　(選填“”或“”)的催化性能更好。
（3）另一種循環利用方案是用Bosch系統代替Sabatier系統。Bosch系統中和生成了和，從原子利用率的角度來看，相比Sabatier系統，Bosch系統的優點是　 　。
26．如圖1是小南同學所在的項目活動小組同學探究酸、堿、鹽之間的反應規律的實驗：
完成下列問題：
（1）向試管中滴加碳酸鈉溶液時發生反應的化學方程式為　 　；
（2）[提出問題]滴加碳酸鈉溶液后，試管中溶液的溶質成分中含有哪些離子
[猜想與假設]小南同學猜想是：Na+、OH-；
小崗同學猜想是：Na+、OH-、Ba2+。
[實驗驗證]
小崗同學進行了自己的驗證實驗，取試管中溶液少許于另一試管中，向其中滴加稀硫酸，觀察到有氣泡產生的現象，于是得出結論：自己的猜想是錯誤的；
小南同學為了驗證自己的猜想，取試管中溶液少許于另一試管中，向其中滴加少量硫酸鈉溶液，沒有觀察到明顯的實驗現象，于是得出結論：自己的猜想正確。請對小南同學的實驗得出的結論進行評價　 　；
（3）[反思與總結]
小南、小崗兩位同學的實驗所選用的試劑不同，得出結論也不相同，由兩位同學的驗證實驗總結得出：在驗證猜想的溶液中溶質離子成分時，所選試劑要求是　 　，就能一次性驗證溶質離子成分；
（4）向滴加碳酸鈉溶液后試管中滴加稀鹽酸的過程中，沉淀質量變化情況如圖像(圖2)。請回答：圖像時，沉淀質量不改變的原因是　 　。(1分)
27．學習復分解反應發生的條件時，小紅同學做了如表所示的四個實驗。
試管編號 ① ② ③ ④
試管內試劑 NaOH溶液 MgCl2 溶液 Na2 CO3 溶液 Ba(NO3 ) 2 溶液
加入稀硫酸后的現象 無明顯現象 無明顯現象 產生氣泡 有白色沉淀生成
（1）根據以上實驗，可以判斷試管③、④中發生了復分解反應。試管 ③中發生反應的化學方程式為　 　。
（2）小明同學向盛有 NaOH 溶液的試管中先加入一種試劑，再加稀硫酸，從而能說明試管①中也發生了反應，這種試劑是　 　。
（3）為了驗證試管②中是否發生了復分解反應，小明同學進行了如下探究。
【提出猜想】猜想1：試管②中沒有發生復分解反應，溶液中有MgCl2 ， 即 Mg2+和 Cl-同時存在于溶液中。
猜想2：試管②中發生了復分解反應，溶液中無MgCl2。
老師提示SO42-會對 Cl-的檢驗產生干擾，需要先除去，小明根據老師的提示和自己的猜想提出了如圖所示的實驗方案。
【設計方案】
沉淀A的化學式為　 　。老師評價該方案時指出 ：設計思路正確，但試劑選擇有誤，你認為應該將所選的試劑　 　改成　 　。小明按照改進后的方案 進行了實驗 ，最后得出的結論是猜想 1 正確 ，則步驟 Ⅱ 、步驟 Ⅲ中必然會觀察到的現象是　 　。
【實驗反思】小明在實驗后想到步驟 Ⅲ中加 NaOH溶液時采用了滴加的方式 ，但沒有立即 觀察到任何現象，你認為其中的原因是　 　 。
28．某純堿樣品中含有少量氯化鈉雜質，科學社團的同學利用如圖所示的裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質量分數（堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物），稱取6克純堿樣品，反應前后D裝置質量增加2.2克。請回答下列問題：
（1）取純堿樣品時，用到的儀器是　 　。
（2）樣品反應時，緩慢鼓入空氣的目的是　 　，若沒有C裝置，則會導致測定結果　 　（填“偏大”或“偏小”）。
（3）根據實驗中測得的有關數據，計算得出純堿樣品中碳酸鈉的質量分數為　 　。（計算結果精確到0.1%）
（4）經精確測定，樣品中碳酸鈉的實際質量分數略小于上述所求數值。但上述實驗中操作無誤，則其原因可能　 　，導致了實驗誤差。
29．實驗室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧氣，實驗前需在燒瓶中加入一定量的水，是不是H2O2溶液濃度會影響氧氣產生的速度？小科利用如圖所示的裝置進行探究。
[建立假設]H2O2溶液濃度越小，產生氧氣的速度越慢。
[實驗方案]在相同條件下，分別用30毫升2%、4%和6%的H2O2溶液進行實驗，記錄收集20毫升氧氣所需的時間。
[實驗數據]
實驗序號 1 2 3
H2O2溶液的濃度（%） 2 4 6
收集20毫升氧氣所需時間（秒） t1 t2 t3
[實驗結論]在相同條件下，H2O2溶液濃度越小，產生氧氣的速度越慢。
[交流反思]
（1）上述實驗除了實驗裝置要相同，還要控制____（填字母）相同。
A．MnO2質量 B．滴加H2O2溶液的速度
（2）該實驗通過分解H2O2制取氧氣，可用化學方程式表示為　 　。
（3）表中t1、t2、t3的大小關系是支持上述實驗結論的，其中最大的是　 　。
30．如圖甲所示，小樂向盛有一定量CuSO4溶液的燒杯中滴入過量的Na2CO3溶液，發現燒杯底部有藍色固體生成。小樂對藍色固體的成分進行了如下探究；
[建立猜想]①固體為CuCO3；②固體為Cu（OH）2；③固體為Cu（OH）2和CuCO3的混合物。
[設計實驗]已知：Cu（OH）2、CuCO3受熱易分解[Cu（OH）2的分解溫度為66℃～68℃，CuCO3的分解溫度為200℃﹣220℃]，各生成對應的兩種氧化物。
步驟1：將燒杯中的混合物進行過濾，并對藍色固體進行洗滌、低溫烘干；
步驟2：取一定量的藍色固體，用如圖乙所示裝置和藥品，定性分析其成分；
步驟3：另取一定量的藍色固體，用熱分析儀對其進行熱分解，定量測定其成分。
（1）判斷藍色固體已洗凈的方法及現象：　 　。
（2）若通過定性實驗驗證了猜想③正確，則觀察到的實驗現象是 　 　。
（3）通過熱分析儀對固體進行熱分解，獲得相關數據，繪成固體質量變化與分解溫度的關系如圖丙所示，可以計算得到Cu（OH）2的質量為 　 　g。
31．學習了“過氧化氫制氧氣使用二氧化錳作催化劑”，化學社團在“尋找新的催化劑”的活動中，對“硫酸銅能否作過氧化氫分解的催化劑”進行了以下探究。
【實驗探究】甲同學按如下方案進行實驗。
實驗步驟
實驗現象 步驟①木條不復燃； 步驟②產生氣泡，溶液變藍色； 步驟③　 　。
實驗結論 硫酸銅能作過氧化氫分解的催化劑，反應的結論|化學方程式為，2H2O22H2O+O2↑。
【評價改進】大家認為甲同學的實驗結論不嚴謹。若要確定該實驗結論正確，還需證明硫酸銅的　 　在反應前后都沒有發生改變。
【繼續探究】乙同學補做以下實驗，進而確認了甲同學的實驗結論。
根據上述實驗中m1：m2=　 　，證明反應前后銅離子沒有發生變化；將實驗方案中的氫氧化鈉溶液換成　 　溶液，再次實驗，證明反應前后硫酸根離子也沒有發生變化。
【討論交流】大家認為還可以采取另一種方法獲取上述實驗結論：在甲同學實驗的基礎上，將乙同學實驗時燒杯B中的溶液蒸發、干燥得到白色固體，再稱其質量為　 　g，然后將固體加入5%的過氧化氫溶液中，仍然可以加速過氧化氫分解。
【拓展延伸】比較硫酸銅和二氧化錳對過氧化氫制氧氣的催化效果，實驗過程中不需要控制的條件是　 　（填序號）。
A．溶液的起始溫度
B．催化劑的質量
C．溶液的濃度
D．反應起始時間
32．小萌用H2O2溶液制取氧氣時，在燒瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。為什么要加入0.5克MnO2呢
【建立假設】MnO2是催化劑能加快反應的速度。
【實驗方案】他利用如圖裝置，在相同條件下，分別按加入0.5克MnO2和不加MnO2進行實驗，觀察并比較。
【實驗結論】MnO2是催化劑能加快反應的速度。
【交流反思】
（1）判斷產生氧氣的速度時，可以通過觀察產生氣泡的快慢，還可以比較　 　。
（2）小聯認為僅從上述實驗只能證明MnO2能加快反應的速度。若要證明MnO2是催化劑還需要證明反應前后MnO2的質量和　 　不變。為證明反應前后MnO2的質量不變，他需要通過　 　（選填“過濾”或“結晶”）把MnO2從溶液中分離出來并稱量。
（3）本實驗除了加MnO2加快反應的速度，還可以通過　 　來加大反應速度。（寫一個即可）
33．根據如圖所示實驗，探究酸堿中和反應。
（1）實驗一：通過溶液酸堿性變化證明酸堿發生中和反應。圖①中證明堿與酸發生反應的現象是　 　。
（2）圖②中b、c、d三點處對應溶液所含溶質NaCl的質量大小關系　 　。
（3）通過　 　證明酸堿發生中和反應。
34．多種物質都可催化過氧化氫分解，如MnO 、CuSO 等。實驗小組的同學探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl 、K SO 能否催化過氧化氫分解。
（1）MnO 催化過氧化氫分解的化學方程式是　 　。
（2）如圖所示，分別向三支試管中多次加入5%過氧化氫溶液，每次2mL，如
有氣泡產生，則將①　 　伸入試管，檢驗是否有氧氣生成。結果如下表。
研究對象 第1次 第2次 第3次 第4次
漂白液 大量氣泡 較多氣泡 少量氣泡 無氣泡
FeCl 溶液 較多氣泡 較多氣泡 較多氣泡 較多氣泡
K SO 溶液 ② / / /
實驗結論 i.實驗中產生的氣體都是氧氣。(查閱得知：NaClO+ H O ═O ↑+NaCl+H O) Ⅱ. K SO 不能催化過氧化氫分解。 Ⅲ.③_可能是過氧化氫分解的催化劑。 IV.……
（3）下列物質中，也可能是過氧化氫分解的催化劑的是　 　(填標號)。
A、CuCl B 、 Fe (SO )3 C 、 Na SO D、KCl
（4）探究不同催化劑催化效果的實驗方案：將等體積5%過氧化氫溶液加到不同催化劑中，比較用排水法收集50mL氧氣的快慢。請從下圖中選擇合適的儀器(每種儀器限用一次)，組成該探究的完整實驗裝置，不需要用到的是　 　。(填標號)
35．某學習小組為探究催化劑對 分解制取氧氣的催化效果，進行了如下實驗。
實驗一： 取 四種催化劑各1克， 碾細， 分別與5克 均勻混合后加入4 支試管中， 按如圖裝置進行實驗。測量并記錄相應的時間，見表 1 。
實驗二： 再取 4 份質量為5克的 ， 分別加入不同質量碾細的 ， 均勻混合后加入 4 支試管中， 按如圖裝置進行實驗。實驗記錄見表2。
表 1
序號 催化劑 時間/s
1 179
2 58
3 48
4 46
表 2
序號 Fe O 質量/g 時間/s 現象
1 1 58 固體熔化
2 2 59
3 4 55 固體不熔化
4 6 57
查閱資料： 受熱分解時，若發生“固體熔化現象”， 會使反應不徹底， 且易導致試管破裂。
（1）催化效果可通過記錄的“時間”來比較，這里需要測量的是　 　的時間。
（2）“實驗一”基于的假設是： 催化效果可能與催化劑的　 　有關。
（3）小明認為： 催化劑只改變反應速度， 反應前后質量不變， 為節約成本可減少用量。請根據實驗二的結果， 并結合資料判斷這種說法是否合理， 并說明理由：　 　。
36．納米零價鐵(nZVI)因具有強還原能力和高吸附性能等特點，在環境污染修復中應用前景廣闊。
【應用一】納米零價鐵用于去除廢水中的金屬離子
根據金屬的化學活動性順序，納米零價鐵去除廢水中的金屬離子可分為三種途徑。第一種途徑是吸附捕捉，第二種途徑是吸附捕捉后再慢慢反應，第三種途徑是直接反應。
（1）如圖所示，去除Cu2+屬于第三種途徑，若以( 為代表，則發生反的化學反應類型為　 　。去除Ni2+屬于第　 　種途徑。
（2） 當pH<3時， 隨pH減小，等金屬離子的去除率都會減小，原因是　 　。
（3）【應用二】納米零價鐵用于去除煙氣中的NO。在一定溫度下，將 和HCl溶液霧化后與煙氣按一定比例混合，通過裝有納米零價鐵的裝置，反應原理為：
若參與反應的煙氣為200L，最終測得生成5.04gHNO3。則該煙氣中NO的質量是多少
37．如圖分別是水蒸氣液化、水通電分解、氫氣在氯氣中燃燒的微觀變化示意圖，請回答下列問題：
（1）圖①說明分子的特性是　 　；
（2）由圖②、圖③可得到：化學變化中一定不變的粒子是　 　，可能發生改變的是　 　(填“原子的數目”或“分子的數目”)；
（3）圖③中反應前、后的物質都是由 　 　(填“分子”或“原子”)構成的。
38．燒杯中裝有一定量硫酸和硫酸鎂的混合溶液。某同學為測定該混合溶液中硫酸及硫酸鎂的質量，向燒杯中逐漸加入一定質量分數的氫氧化鈉溶液，得到沉淀的質量與所加的氫氧化鈉溶液質量關系如下表所示，請回答下列問題：
加入氫氧化鈉溶液的質量/克 16 32 48 64 80
生成沉淀的質量/克 0 1.16 3.48 4.64 x
（1）表格中x為　 　；
（2）所加的氫氧化鈉溶液的溶質質量分數
（3）原混合溶液中所含硫酸的質量
39．氯化鐵可作凈化絮凝劑、清水劑、線路板蝕刻劑等多種用途，是非常重要的化工產品。小金同學想測一測實驗室內一瓶FeCl3溶液的溶質質量分數，利用了一定質量的NaOH固體粉末做實驗。四次實驗結果如表所示：
實驗次數 NaOH 質量/g FeCl3溶液質量/g Fe(OH)3質量/g
1 12 200 10.7
2 24 200 21.4
3 48 300 32.1
4 60 400 42.8
根據實驗結果回答下列問題：
（1）實驗過程中可以觀察到有　 　色沉淀生成；
（2）第　 　次實驗， FeCl3和NaOH恰好完全反應；
（3）求實驗中所用 FeCl3溶液中溶質的質量分數 (寫出計算過程)。
40．向一定質量的Na2CO3、Na2SO4混合溶液中先后滴加BaCl2、HCl溶液，反應過程中產生沉淀或氣體的質量與加入溶液的質量關系如圖所示，實驗過程中產生的氣體全部逸出。請回答以下問題：
（1）實驗過程所發生的反應的基本類型是　 　；
（2）原混合物中硫酸鈉的質量是多少克？（寫出解答過程）
（3）d點對應的溶液中的溶質有　 　。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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