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专题八 实验探究题
类型一 有关物质组成成分的探究
1．(2017·江西)兴趣小组获得两包制作“跳跳糖”的添加剂，一包是柠檬酸晶体，另一包是标注为钠盐
的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水，混合后产生了使澄清石灰水变浑浊的气体。于是对白
色粉末的化学成分进行了以下探究：
【提出猜想】猜想 1.碳酸钠；
猜想 2.碳酸氢钠；
猜想 3.碳酸钠和碳酸氢钠。
【查阅资料】①碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性；
②碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，碳酸钠受热不分解。
【实验探究】小月、小妮分别对有关猜想设计方案并进行实验：
第 1 题图
【交流反思】大家一致认为小月和小妮的结论不准确：
(1)小月的实验结论不准确的原因是_________________________________。2
(2)小妮的实验方案不能确定白色粉末是否含有_______________________。
【继续探究】小威称取 m g 白色粉末与足量稀盐酸反应，充分反应后生成二氧化碳的质量为 n g，通过计算
并 分 析 实 验 数 据 确 定 猜 想 3 正 确 ， 则 n 的 取 值 范 围 为
__________________________________________________________(用含 m 的代数式表示)。
【结论分析】探究后他们核查到添加剂的成分是柠檬酸和碳酸氢钠，分析后认为白色粉末中的碳酸钠是由
碳酸氢钠分解产生的。
【拓展应用】下列物质常温下放置一段时间也会分解的是______(填序号)。
A．浓硫酸 B．氢氧化钠
C．碳酸氢铵 D．氯化钠
2．(2016·江西)央视频道《是真的吗？》栏目中有一段视频：将“锡纸”剪成一段两头宽中间窄的纸条，
然后两头分别连接电池的正负极，观察到“锡纸”立即燃烧。据此，小晟同学取某种“锡纸”进行了探究：
(1)“锡纸”燃烧的原因：“锡纸”两端接入电池两极后造成短路致使“锡纸”燃烧，从燃烧的条件分析：
开始“锡纸”不燃烧但短路后却能燃烧的原因是__________________(填“与氧气接触”或“温度达到着
火点”)。
(2)探究“锡纸”中金属的成分：“锡纸”中的金属是锡吗？
【查阅资料】①“锡纸”是锡箔或铝箔和纸粘合而成；
②锌粉是一种深灰色固体；
③锡(Sn)与酸或盐溶液反应生成＋2 价的锡盐。
【提出猜想】猜想Ⅰ：“锡纸”中的金属是锡；
猜想Ⅱ：“锡纸”中的金属是铝。
【进行实验】设计方案并进行实验：3
【交流讨论】①实验中打磨“锡纸”的目的是____________________；
②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是______(填序号)。
A．氯化铜 B．硝酸银
C．硫酸钠 D．硫酸亚铁
【 拓 展 应 用 】 电 器 短 路 会 引 起 火 灾 ， 我 们 要 严 加 防 范 。 如 果 电 器 着 火 应 该 采 取 的 灭 火 方 法 是
______________________________。
3．(2014·江西)某兴趣小组同学为了探究干电池中物质的成分，将电池剖开时闻到异味且发现有黑色物
质。
【提出问题】为什么有异味？黑色物质的成分是什么？
【网络搜索】干电池的成分有二氧化锰、铁粉及铵盐等物质。
【实验设计】同学们分别设计实验进行探究。
实验Ⅰ.小婧取适量黑色物质与__________混合置于研钵内研磨，嗅到氨味，再用湿润的石蕊试纸检测，
试纸变蓝，证明黑色物质中含有铵盐。
实验Ⅱ.小清用一种物理方法发现黑色物质中不含铁粉。他采用的方法是______________。
实验Ⅲ.小明将黑色物质加入适量的水中搅拌，静置后过滤，取滤渣进行实验。
上述实验中产生氧气的化学方程式为______________________________，据此小明认为黑色物质中一定含
有二氧化锰。
【交流讨论】大家对小明的结论提出了质疑。
(1)小莹认为若要证明黑色物质中一定含有二氧化锰，必须验证二氧化锰的质量和____________在反应前
后都没有发生变化。
(2)小仪认为除了小莹考虑的因素外，另一个原因是氧化铜等黑色物质对过氧化氢分解也有催化作用。
【结论与反思】(1)干电池中一定含有铵盐，可能含有二氧化锰，一定不含有铁粉。4
(2)面对网络信息，我们要去伪存真，不应盲从。
4．(2018·岳阳)化学兴趣小组在实验室发现一瓶氢氧化钠溶液，瓶口有少量白色固体且玻璃瓶塞打不开，
这一情况激起了他们浓厚的兴趣，于是展开了如下探究：
【提出问题】瓶口白色固体的成分是什么？
【查找资料】(1)玻璃中含有二氧化硅(SiO2)，试剂瓶身经抛光处理，不易反应，而瓶口和玻璃塞上的磨砂
将二氧化硅裸露出来；
(2)二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应，SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O；
(3)硅酸钠(Na2SiO3)是一种白色固体，有很强的粘合性，可溶于水，溶液呈碱性；硅酸钠溶液能与强酸反
应，如：Na2SiO3＋2HCl=== 2NaCl＋H2SiO3↓(白色)；
硅酸钠溶液能与氯化钙溶液反应：Na2SiO3＋CaCl2=== 2NaCl＋CaSiO3↓(白色)。
【作出猜想】白色固体的成分是：
Ⅰ.硅酸钠；
Ⅱ.硅酸钠和碳酸钠；
Ⅲ.硅酸钠、碳酸钠和氢氧化钠
【实验探究】取一定量白色固体溶于适量水中形成样品溶液，分组进行如下实验并相互评价：5
【反思交流】
(1) 有 同 学 认 为 ， 第 2 组 实 验 中 不 能 用 氢 氧 化 钙 溶 液 代 替 氯 化 钙 溶 液 ， 理 由 是 ： ④
______________________________________________________________；
(2)氢氧化钠溶液必须密封保存，且试剂瓶只能用橡胶塞。
5．有一种标签破损的片状胃药，某校化学兴趣小组欲对该胃药的主要成分进行实验探究。已知该胃药可
以治疗胃酸过多，其主要成分是 MgCO3、Al(OH)3 中的一种或二种。
【查阅资料】①MgCO3 受热能分解，且 MgCO3 的化学性质与 CaCO3 相似；
②Al(OH)3 受热分解生成 Al2O3 和 H2O；
③药品中的其他成分不参与反应。
【实验探究】6
(1) 甲同学取少量该胃药于试管中，加入适量稀盐酸，观察到有气泡产生。说明该胃药中含有
__________________________ ， 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式
____________________________________________________________。
(2)乙和丙两位同学运用如图提供的装置，分别设计实验方案，进一步确认该胃药的主要成分，虚线方框
中的装置从如图 B、C 中选择组装。(装置气密性良好，装置中空气的影响忽略不计)
【交流反思】实验小组经过交流与反思，认为乙同学的实验过程中存在一处错误，请你指出该错误并说明
理由：____________________________________
_________________________________________________________________。
6．体操运动员在完成单杠、吊环项目时常用“镁粉”搓手，以起到防滑效果。“镁粉”的成分是什么呢？
某实验小组对其成分展开了探究。
【提出猜想】
既然叫“镁粉”，成分可能与镁元素形成的单质或化合物有关。
猜想一：金属镁7
猜想二：含镁元素的化合物
猜想三：既有金属镁又有含镁元素的化合物
【查阅资料】
(1)“镁粉”加入稀盐酸中时，会全部溶解并产生大量气泡。
(2)“镁粉”的成分中含有碳酸镁。
【设计方案】小林同学依据上述猜想和资料，排除了__________(填“猜想一”“猜想二”或“猜想三”)
的可能性。他的理由是__________________
__________________________________________。
第 6 题图
【实验探究】取少量样品，按照如图所示进行实验，观察到 a 试管中有气泡产生，b 处导管口有气泡冒出，
c 处 ___ _________________ ， 得 出 猜 想 二 是 正 确 的 。 写 出 a 试 管 中 发 生 反 应 的 一 个 化 学 方 程 式
______________________
______________________。
【实验反思】只要把 b 试管中的饱和氢氧化钠溶液换成______________，就可以证实“镁粉”中一定含有
碳酸镁。
【思维拓展】“镁粉”成分中肯定有碳酸镁，是否可能还含有其他化合物呢？在探究“镁粉”中是否还含
有其他化合物时，可以取等质量的“镁粉”样品及纯碳酸镁，分别滴加稀盐酸直至粉末恰好完全消失，比
较所加稀盐酸的体积就可以得出结论。当所加稀盐酸的体积__________(填“相等”或“不相等”)时，表
明“镁粉”成分中除碳酸镁外，还含有其他化合物。
7．(2018·重庆 B)某未知气体 X 可能含有 CO、CH4 中的一种或两种，某同学设计实验进行探究。
查阅资料：
(Ⅰ)加热时，CH4 能与 CuO 反应生成 Cu、CO2 和 H2O。
(Ⅱ)20℃时，Ca(OH)2 和 Ba(OH)2 溶解度分别为：0.165g，2.1g。8
第 7 题图
(1)仪器 M 的名称是__________，CH4 与 CuO 反应的化学方程式为____________
__________________________________。
(2)气体 X 成分的猜想与探究
猜想 1：只有 CO 猜想 2：只有 CH4
猜想 3：既有 CO 又有 CH4
①实验时，先往装置中通一段时间的 N2，再通入气体 X 后加热，实验中有下列变化：
变化 1：A 中玻璃管内黑色粉未逐渐变红
变化 2：B 瓶增重
变化 3：C 中出现浑浊
根据变化______(填“1”“2”或“3”)，可知猜想 1 不成立；
②根据上述变化仍无法确定气体 X 的成分，还需要测定________(填序号)，并进行定量分析才能得出结论。
a．实验前 A 中 CuO 的质量 b．B 瓶增重的质量 c．C 瓶增重的质量
(3)讨论和反思
①C 中用 Ba(OH)2 溶液而不用 Ca(OH)2 溶液的原因是_________________________
__________________________________________________________________。
②从环保的角度，该装置还应进行的改进是_____________________________
__________________________________________________________________。
8．(2018·宿迁)实验课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的
一种或两种，为确定该粉末的成分，同学们进行了如下探究，请你参与其中并回答问题。
【提出猜想】甲组：铜粉；乙组：氧化铁粉末；丙组：__________________
__________。
【设计实验】
方案 1：取少量红色粉末放入试管中，滴加足量的__________(从下列试剂中选择：氯化钠溶液、稀盐酸、
氢氧化钠溶液)振荡，若甲组猜想正确，则实验现象为______________。
方案 2：取 8 g 红色粉末放入硬质玻璃管中，先通入 CO，然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图 1 所9
示)，停止加热并继续通入 CO 至装置冷却。
第 8 题图 1
第 8 题图 2
若乙组或丙组猜想正确，则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是________
__________________________________。
实验时要先通 CO 再加热的目的是____________________________________。
【数据处理】
等装置完全冷却到室温，称量硬质玻璃管内剩余固体质量为 m g。若乙组猜想正确，则 m 的取值范围是
__________________________。
【实验反思】
图 1 虚线框内的装置是用于吸收 CO2 并收集 CO，请从图 2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装
置______(填序号)。
9．(2018·烟台)已知某品牌膨松剂的成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种，某化学兴趣小组为确
定该品牌膨松剂的成分，进行如下探究：
查阅资料：
①氨气水溶液呈碱性；
②浓硫酸和碱石灰都可作气体吸收剂；浓硫酸能吸收氨气，不能吸收二氧化碳；碱石灰是氧化钙与氢氧化
钠固体的混合物，不与氨气反应。
【设计实验】兴趣小组利用如下装置进行探究(装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量)。10
依次连接 A、C、D 装置，点燃 A 处的酒精灯，将试管中的该膨松剂样品充分加热至完全反应后，通过观察
到____________________、____________________现象可以证明该膨松剂中含有 NaHCO3 和 NH4HCO3 两种物
质。其中装置 C 的作用是________________________。
【拓展探究】为进一步确定该品牌膨松剂中 NaHCO3 和 NH4HCO3 的质量比，同学们取两份等质量的该品牌膨
松剂样品，利用图提供的实验装置，设计并进行了如下两组实验：
序号 实验操作 测得数据
实验 1
将其中的一份膨松剂样品加入 A 装
置试管中，将 A 装置依次连接 B、C
装置，充分加热至膨松剂完全反应
装置 C 增重 1.98 g
实验 2
将另一份膨松剂样品加入 A 装置试
管中，将 A 装置依次连接 C、B 装置，
充分加热至膨松剂完全反应
装置 B 增重 0.34 g
基于以上实验数据分析，该品牌膨松剂中 NaHCO3 和 NH4HCO3 的质量比是_________
______。
【 实 验 反 思 】 小 明 认 为 以 上 拓 展 探 究 实 验 存 在 一 定 误 差 ， 导 致 误 差 的 原 因 是
__________________________________(答一条即可)。
【分析】碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；
碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳，氨气和水反应生成氨水，氨水显碱性，能使石蕊试液变蓝色。
类型二 有关反应后物质成分的探究
1．(2017·江西)为了解甲酸的分解产物，实验小组进行了以下探究：
【查阅资料】甲酸(HCOOH)的熔点为 8.6 ℃，能分解生成两种物质。11
第 1 题图 1
【提出猜想】实验小组对甲酸的分解产物提出了猜想：
猜想 1.H2 和 CO2；
猜想 2.CO 和 H2O。
【设计实验】20 ℃时，甲酸的状态为________；从图 1 所示装置中选择装置______(填序号)对甲酸进行加
热。为了加快分解速率，实验小组加入了催化剂，反应后将分解产物通入图 2 所示装置进行实验。
第 1 题图 2
【实验预测】若猜想 1 成立，则 D 中的实验现象应为____________________。
【 进 行 实 验 】 实 验 中 观 察 到 C 处 瓶 内 出 现 大 量 水 珠 ， F 处 玻 璃 管 中 出 现 的 现 象 为
________________________，甲酸分解的化学方程式为____________________
__________。
【交流拓展】资料表明，不同条件下，甲酸的分解产物不同，猜想 1 和猜想 2 均能成立。据此小新对甲酸
的分解产物又提出新猜想：猜想 3.H2O 和 CO2；猜想 4.CO 和 H2。经讨论认为无需进行实验就能确定猜想 3
和猜想 4 都错误，理由是_________________________________________________________________。
2．(2015·江西)实验中，小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡产生，为了
解该气体的成分，实验小组进行了以下探究活动：
【提出猜想】小红猜想是氧气；小敏猜想是氢气；小雨猜想是二氧化碳。
其他同学认为小雨的猜想是错误的，理由是______________________
________________________。
【进行实验】利用图 1 所示的装置分别进行实验：12
(1)小红：反应一段时间后，将带火星的木条放在 a 处，观察到_______
_______，则她的猜想错误。
(2)小敏：①用图 2 所示装置干燥从 a 导管出来的气体，将管口 a 与______(填“b”或“c”)端管口连接。②
反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。
【 得 出 结 论 】 铝 、 氢 氧 化 钠 和 水 反 应 生 成 氢 气 和 偏 铝 酸 钠 (NaAlO2) ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为
_______________________________________________________。
【 交 流 讨 论 】 有 同 学 认 为 ， 小 敏 的 实 验 方 案 有 欠 缺 ， 步 骤 ② 中 存 在 安 全 隐 患 ， 理 由 是
__________________________________________________________
________________________________________________________________。
【反思提升】许多重大科学发现，源自对实验中异常现象的大胆质疑，深入研究。下列科学成果是通过对
异常现象研究得出的是________(填序号)。
A．波义耳不慎将浓盐酸溅到花瓣上从而发现了酸碱指示剂
B．侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法
C．拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气
D．张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值
3．(2018·南昌一模)2018 年春节，南昌市出台了禁止燃放烟花爆竹的规定。针对烟花爆竹燃放产生的气
体成分，化学兴趣小组同学展开了如下探究：
【提出问题】烟花爆竹燃烧后生成哪些气体？
【查阅资料】
(1)爆竹的主要成分是黑火药，含有硫磺、木炭粉、硝酸钾。
(2)SO2 易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，生成 CaSO3，将 SO2 气体通
入紫红色的酸性高锰酸钾溶液中，溶液会褪色。
【提出猜想】猜想 1：CO2 猜想 2：SO2
猜想 3：CO2 和 SO2
【实验探究】兴趣小组同学合作设计了如下实验装置，验证猜想的气体。13
第 3 题图
【现象与结论】
现象 结论
①装置 A 中溶液不褪色，装置 B 中石灰水变浑浊 猜想 1 成立
②装置 A 中____________，装置 B 中
______________________
猜想 2 成立
③装置 A 中____________，装置 B 中
____________________
猜想 3 成立
【反思评价】兴趣小组经讨论认为 A、B 装置的顺序不能颠倒，其原因是( )
A．不能确定含有 CO2
B．不能确定含有 SO2
C．不能确定含有 CO2 和 SO2
【 思 维 拓 展 】 集 中 燃 放 烟 花 爆 竹 对 环 境 造 成 相 当 严 重 的 污 染 ， 这 些 污 染 主 要 是 ：
______________________________________________________________。
4．小丽实验操作模拟考试的考题是：用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水。
【进行实验】14
【发现问题】如何处理上述废液才能减少对环境的污染？
【思考与分析】应先对废液中的溶质成分进行探究，后制定方案。
【实验与探究】
(1)小丽将所有废液倒入一洁净烧杯中，静置后得到上层清液；
(2) 取 少 量 清 液 加 入 足 量 的 氯 化 钙 溶 液 ( 中 性 ) ， 再 滴 加 几 滴 无 色 酚 酞 溶 液 ， 若 出 现
______________________________ 的 现 象 ， 说 明 上 层 清 液 中 一 定 有 碳 酸 钠 和 氢 氧 化 钠 ， 一 定 没 有
__________________(填离子符号)。
【方法与应用】通过以上探究，处理上述废液的正确方法是______________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
5．(2018·江西样卷)小青看见商店有一种紫红色的高效净水剂，他以为是高锰酸钾，于是将少量固体置
于试管中加热，观察到该固体受热分解生成能使带火星木条复燃的气体，充分反应后试管中的固体为粉红
色。
【分析】固体受热分解生成的气体是__________________，该紫红色固体不是高锰酸钾，判断的依据是
____________________________________。
【查阅资料】(1)高铁酸钾(K2FeO4)是一种紫红色固体，高铁酸钾在一定温度下分解生成氧气和两种氧化物。
(2)氧化钾是白色固体，与水反应生成氢氧化钾。
【提出问题】该紫红色固体是高铁酸钾吗？
【设计与实验】取充分反应后试管中粉红色的固体进行以下探究：15
【 得 出 结 论 】 该 紫 红 色 固 体 为 高 铁 酸 钾 ， 实 验 中 高 铁 酸 钾 分 解 的 化 学 方 程 式 为
____________________________________________________。
6．(2018·临沂)钠是一种活泼金属，常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应的化学方程式为：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。在实验室，小亮先取定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再取一小块钠投入硫酸铜溶
液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【查阅资料】Na2SO4 溶液呈中性
【猜想与假设】猜想一：Na2SO4
猜想二：Na2SO4 和 NaOH
猜想三：____________________________
猜想四：Na2SO4、CuSO4 和 NaOH
分析：小明认为猜想______不合理，理由是______________________________
_____________________________________(用化学方程式表示)。
【实验与验证】
实验 实验操作 实验现象 实验结论
实验一
取少量滤液于试管中，仔细观察
现象
溶液为
无色
猜想______不成
立
实验二
向实验一所取滤液中滴入酚酞
溶液
__________
________
猜想二不成立
实验三 常温下，再取少量滤液，测溶液 pH＝7 猜想______成立16
酸碱度
【拓展延伸】金属活动性顺序表中钠及前面的金属________(填“能”或“不能”)把位于后面的金属从它
们盐溶液里置换出来。
7．(2018·聊城)某化学学习小组的同学对一瓶敞口放置氢氧化钙固体的化学成分产生了兴趣，他们根据
自己所学知识进行如下探究：
【提出问题】该瓶药品的化学成分是什么？
【查阅资料】(1)氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应而变质。
(2)氢氧化钙的溶解度曲线如图：
第 7 题图
【猜想假设】猜想一：Ca(OH)2
猜想二：______________________________
猜想三：CaCO3
【实验验证】
实验操作 实验现象 实验结论
(1)取 1 g 样品放入盛有 50 g 水的烧杯
中，充分搅拌后，静置
烧杯底部有较多固体未
溶解
样品中含有 CaCO3
(2)取实验(1)中上层清液少许于试管
中，再向试管中滴加 2～3 滴无色酚酞
溶液
____________
____________
样品中含有 Ca(OH)2
【得出结论】甲同学认为猜想二正确。
【反思交流】
(1) 乙 同 学 认 为 甲 同 学 的 结 论 不 合 理 ， 他 认 为 猜 想 ______ 也 可 能 正 确 ， 原 因 是
________________________________________________。
(2)丙同学认为要想验证猜想二正确，还需做如下实验：取实验(1)中未溶解固体于试管中，向试管中滴加
适量稀盐酸，如有____________，则猜想二正确。
【拓展提升】要想验证反应后物质的成分，除需验证有生成物以外，还应考虑反应物是否__________。17
类型三 有关物质性质的探究
1．(2016·江西)如图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物”的实验过程
示意图：
【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为_______________________
_________________________________________，加热后产生黑色的氧化铜。
【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：
【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：
6NaOH＋4CuSO4=== 3Na2SO4＋Cu4(OH)6SO4↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分
解。
【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：
猜想Ⅰ：硫酸铜溶液呈酸性；
猜想Ⅱ：生成的硫酸钠使溶液呈酸性。
【实验与结论】
实验①：用 pH 试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其 pH______(填“＞”、“＜”或“＝”)7，硫酸铜溶
液呈酸性，猜想Ⅰ成立。
实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈______(填“酸”、“
中”或“碱”)性，猜想Ⅱ不成立。
【交流与反思】(1)乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立，理
由是____________________________。
(2) 在 化 学 反 应 中 ， 相 同 的 反 应 物 因 质 量 比 不 同 可 能 会 导 致 生 成 物 不 同 ， 请 另 举 一 例
____________________________________________(写出反应物即可)。
2．(2013·江西)某实验小组开展了如下有关碱的化学性质探究活动：18
(1)实验 1 的目的是________________________。
(2)实验 2 中发生反应的化学方程式是___________________________________
__________________________________________________________________。
(3)实验 3 中观察到溶液由红色变为无色后，小萍想知道反应后溶液中除 NaCl 外，是否还含有其他溶质(
不考虑酚酞)，于是她向反应后的溶液中加入一种试剂，从而得出了结论。
小萍加入的试剂可能是_______________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)通过上述实验探究活动，可以总结出碱的化学性质是：
①碱能与酸发生中和 反应；
②__________________________________________。
(5)准备实验时，小英发现实验室有两瓶未标注浓度的氢氧化钠溶液，经询问老师得知，该两瓶溶液的溶
质质量分数分别为 5%和 10%。请你设计实验方案完成对这两瓶溶液的鉴别(仅限以下实验用品：试管、量
筒、滴管、酚酞溶液、10%盐酸)。
3.(2018·江西样卷)兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。
【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的 pH 如何变化？19
【实验探究 1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同
时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：
液体名称 蒸馏水
碳酸氢
钠溶液
碳酸钠
溶液
氢氧化
钠溶液
紫甘蓝汁液
显示的颜色
蓝紫色 蓝色 绿色 黄色
查阅资料：
pH 7.5～9 10～11.9 12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝色 绿色 黄色
NaOH 溶液中滴加盐酸,第 3 题图 1)
【得出结论 1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为____________________
_________________。
【实验探究 2】向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到 pH 变化与时间
的关系如图 1 所示：a 点表示的含义是_______
____________________________________________________。
【得出结论 2】在碱溶液中加酸，溶液 pH 逐渐减小。
【实验探究 3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得
到 pH 变化与时间的关系如图 2、图 3 所示：
b 点的溶质为____________________(化学式)，将图 2 和和图 3 的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，
c 点的溶质为__________________________(写化学式)。20
【得出结论 3 】通过上述分析，碳酸钠和盐酸的反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：
________________________________________________ 、
__________________________________________________________。
【结论与反思】探究溶液酸碱性及反应的 pH 值的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。
4．(2018·河北)小明怀疑自家菜地因施用硫酸铵出现了较为严重的土壤酸化问题，于是和化学兴趣小组
的同学对此进行了探究。
【查阅产品说明书】小组同学根据图 1 所示产品说明书中的____________和硫酸铵的组成，推测硫酸铵受
热可能会分解生成氨气，使肥效降低。
【探究Ⅰ】土壤的酸碱性
实验 1：按图 2 所示溶解土样，玻璃棒搅拌的目的是________________；用 pH 试纸测得土样浸出液的 pH
值约为 4，说明土壤呈酸性。
【探究Ⅱ】硫酸铵具有哪些性质
实验 2：25 ℃时，将 30 g 硫酸铵加入 50 g 水中，完全溶解，此时所得溶液对应图 3 中______(选填序号)
点的状态，测得其 pH 约为 5。
实验 3：为证明硫酸铵受热分解生成了氨气，小组同学进行了图 4 所示的实验，观察到的实 验现象为：①
硫酸铵固体减少；②用酚酞溶液浸湿的滤纸________；③小气球变大。
小明依据现象①和②，小红只依据③，都得出了“硫酸铵受热分解”的结论。小组同学认为小红的依据不21
合理，小气球胀大可能是装置中的空气受热膨胀所致。若要通过小气球的变化得出“硫酸铵受热分解”的
结论，还需继续进行观察，若____________________________________，才能得出这一结论。
实验 4：按图 5 所示进行实验，闻到刺激性气味，说明硫酸铵能与熟石灰发生反应。
【拓展应用】
(1)为保证铵态氮肥的肥效，不能高温暴晒，不能______________________。
(2)硫酸铵中氮元素被植物吸收后，剩余的硫酸使得土壤酸化，可用熟石灰进行改良，反应的化学方程式
为_______________________________________
_______________________________________________________________。
类型四 有关影响因素的探究
1．(2014·江西)某实脸小组对实验室制取氢气的反应原理进行探究。
【知识回顾】能产生氢气的化学反应有：①水电解；②活泼金属与酸反应。
【讨论交流】反应①中的化学方程式为______________________________。
同学们讨论后认为该反应不适用于实验室制取氢气。
【实验探究】为了探究哪种物质更适合用于实验室制取氢气，大家设计了如下实验：
【分析与结论】填写实验报告。
实验序号 实验现象 实验结论
A
剧烈反应，急速产生大量气泡，
试管外壁________
反应 速率过快，气体不便收集，
不适用于实验室制取氢气
B ________产生大量气泡
反应速率过慢，不适用于实验室
制取氢气
C
________产生大量气泡，试管外
壁发热
反应速率较快，适用于实验室制
取氢气
通过实验得出，适用于实验室制取氢气的化学方程式为__________________22
__________________________。
【知识拓展】(1)在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，如反应的快慢、收集的难易、
________________________________________等。
(2)用稀盐酸代替稀硫酸制取氢气时。制得的气体中可能会增加的杂质为__________。
2．(2017·安徽)某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”，取同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图
装置完成表中实验，回答下列问题。
实验序号 ① ② ③ ④
实验温度/℃ 25 25 70 70
试剂 稀氨水 稀醋酸 稀氨水 稀醋酸
出现铁锈
所需时间
1 天未见
锈蚀
5 分钟
1 天未见
锈蚀
1 分钟
(1)铁锈的主要成分是______________(填化学式)。
第 2 题图
(2)实验②和④可探究________因素对铁制品锈蚀快慢的影响，欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影
响，应选择实验是__________________(填实验序号)。
(3)根据表中实验现象得出的结论是____________________________________
_______________________(写出 1 点即可)。
(4)影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外，还有__________________________(写出 1 点即可)，请设计实验
方案________________________________________
_________________________________________________________________。
3．(2018·宜春模拟)同学们发现新鲜的苹果汁在空气中放置一段时间后会变色，仿佛铁生锈一样。于是，
研究性小组同学设计并进行实验，探究苹果汁变色的原因。
【查阅资料】a.苹果汁中含有 0.001%的二价铁物质，同时也含有多酚类物质，多酚可与空气中的氧气反应
变为褐色。
b．二价铁在空气中或与浓硝酸反应都能变为三价铁，且三价铁的溶液为黄色。
c．硫氰化钾(KSCN)溶液遇二价铁溶液不变色，遇三价铁溶液变红色。
【猜想与假设】猜想Ⅰ.苹果汁变色与苹果中的铁元素有关；23
猜想Ⅱ.苹果汁变色是苹果汁中的多酚物质与空气中的氧气反应的结果。
【进行实验】
【 解 释 与 结 论 】 (1) 实 验 1 验 证 了 苹 果 汁 中 含 有 二 价 铁 物 质 ， 在 该 实 验 试 管 ③ 中 的 现 象 是
________________________________________________。
(2)实验 2 的试管②中，FeSO4 溶液中溶质的质量分数 x 的数值为____________，该实验得出的结论是猜想Ⅰ
不成立。
【进一步探究】验证猜想Ⅱ成立的操作：将除去________的空气通入鲜苹果汁中，观察到实验现象是
________________。
【反思与应用】生活中为了防止苹果汁变色，可以采用的一种方法是：________________________。
4．过氧化钠常用作呼吸面具里的供氧剂，兴趣小组同学取适量过氧化钠粉末，加入到一定量水中，充分
反应后，滴入几滴无色酚酞溶液，观察到溶液先变红后褪为无色，小组同学对此现象很好奇。
【提出问题】什么原因导致溶液先变红后褪色？
【查阅资料】过氧化钠(Na2O2)是一种浅黄白色颗粒状粉末，能吸收空气中的水分和二氧化碳，易溶于水，
能与水发生反应生成氢氧化钠和过氧化氢。24
【猜想与假设】猜想 1.甲同学：“可能是无色酚酞溶液变质导致溶液褪色”
猜想 2.乙同学：“可能是生成的过氧化氢使溶液褪色”。
【实验与结论】(1)其他同学一致认为猜想 1 不合理，理由是_____________
_____________________________________。
(2)乙同学设计了以下方案进行实验 ，验证自己的猜想：
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量稀氢氧化钠溶液于试管中，
滴加 1～2 滴酚酞溶液，变红后，
________
____________，观察现象
溶液仍然为红色
______________
______________
【拓展】有同学从资料上得知氢氧化钠溶液浓度过高能导致溶液颜色褪去，他们又进行了以下的实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量原溶液于试管中，
加入适量的______
________________
氢氧化钠溶液浓度过大，
导致溶液颜色褪去
类型五 其他类探究
1．(2018·南昌一模)某些铜器表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生了铜渍。为了弄清“铜绿”的
组成和铜生成“铜绿”的条件，某化学实验小组进行了如下探究：
【查阅资料】了解到这层锈渍的化学成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，俗称“铜绿”。
【猜想与假设】据“铜绿”的组成和查阅的资料判断，铜绿可能是铜与 CO2、O2 和__________共同作用而
生成的。
【设计与实验】借鉴课本“铁制品锈蚀条件”的探究实验，小刚设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实
验如图所示(所用铜片洁净、光亮，试管内的为铜片)。实验较长时间后，发现______试管中铜片最先生锈(
填写试管字母编号)。
第 1 题图
【解释与结论】(1)实验 B 的目的是__________________________________。
(2)得出“铜生锈一定与 CO2 有关”的结论，依据的两个实验是________(填编号)。25
【评价与改进】小明认为小刚设计的实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验。你认为要
补充的一个实验是：________________________
_________________________________________________________________。
2．(2018·高安一模)今天是化学实验室开放日，贝贝与同学在实验室发现一瓶金属钠，他们取出一小块
投入水中，发现钠浮在水面上，与水发生剧烈反应并产生气体，这引起了他们强烈的探究欲望，请你与他
们一起进行如下探究：
【查阅资料】
(1)K、C a、Na 等活泼性很强的金属不仅能与酸反应，与水也可发生类似反应。
(2)根据化学反应前后是否有元素化合价改变可将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应，发生氧
化还原反应时有元素化合价升高的同时必定会有元素化合价降低。
【提出猜想】实验小组对反应后溶液的酸碱性做出了如下猜想：
猜想 1.溶液显碱性；
猜想 2.溶液显中性；
猜想 3.溶液显______性。
【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
_________________
_________________
_________________
溶液变成红色 猜想 1 成立
【交流拓展】
(1) 所 生 成 的 气 体 是 氢 气 还 是 氧 气 ？ 同 学 们 经 过 讨 论 后 一 致 认 为 不 可 能 是 氧 气 ， 理 由 是
________________________________________。最终大家一致得出钠与水反应后的生成物为氢氧化钠和氢
气的结论，请写出钠与水反应的化学方程式______________________________________________。
(2)将金属钠投入硫酸铜溶液中可观察到的现象为______________________
_____________。
3．(2018·济宁)(1)某研究性学习小组为验证“氨气还原氧化铜”的实验，认真查阅资料并做出以下准备。
资料准备
Ⅰ.氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶液呈碱性。
Ⅱ.氨气还原氧化铜的化学反应原理：2NH3＋3CuO =====△
3Cu＋N2＋3H2O
实验准备：26
请回答：
①为达成“氨气还原氧化铜”的实验目的，装置 A、B、D、E 的正确连接顺序____________(填序号)
②装置 A 中发生反应的化学方程式_____________________________________
③装置 B 观察到的现象_____________ _______，装置 E 的作用________________________________；
④ 将 装 置 A 产 生 的 气 体 通 入 装 置 C 中 ， 石 蕊 试 液 浸 泡 的 纸 花 变 蓝 色 ， 原 因 是
__________________________________________________。
(2)小凡同学利用氯化钡和氢氧化钠两种试剂，从硫酸钠、硫酸镁和氯化镁三瓶未贴标签的无色溶液中鉴
别出硫酸镁溶液，设计并进行以下实验，请你补齐实验内容。
实验步骤 实验现象 实验结论
1.取三支洁净试管，分别
倒入三种无色溶液，然后
滴加 氯化钡 振荡，观察
现象
_____________________
_____________________
______
_
_____________________
__________
2.另取两支试管取出现
白色沉淀的两种溶液的
原溶液，分别滴加氢氧化
钠
_________________
_____________________
____
出现白色沉淀的为硫酸
镁，无明显现象的是硫酸
钠
4.(2018·金华)小君和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有 60%水的集气瓶倒置在
水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃，为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，
他们进行了如下探究：27
第 4 题图
【 设 计 实 验 】 小 君 设 计 了 如 图 的 装 置 ， 该 装 置 的 圆 底 烧 瓶 中 放 入 25 毫 升 水 的 目 的 是
________________________________________________。
【实验研究】第一组实验：取 3 只集气瓶，编号为①②③，分别装入 15%、30%和 45%的水，盖上盖玻片倒
置在水槽中。当气泡____________放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，将相同的 3 支带火星
竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。
获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象，两组实验数据和现象见下表：
得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验。
则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是____________________%。
【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为 48.7%。
【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施
____________________。
5．(2018·玉林)小杨往 NaOH 溶液中滴加稀硫酸，溶液无明显变化，他和小组同学以“酸与碱能否发生反
应”为课题进行了科学探究，请回答下列问题。28
【实验一】
(1)向 NaOH 溶液中先滴入几滴酚酞溶液，振荡，再滴入稀硫酸，观察到溶液由______色变为无色， 该反应
的化学方程式为_____________________________
________________________________________。
(2)继续往上述试管中逐滴滴入 NaOH 溶液，不断振荡，如果观察到___________现象，证明了滴加的稀硫
酸过量。
【实验二】
按照“证明反应后 NaOH 消失了”这个角度，同学们又设计了实验二，利用 NaOH 溶液、CuSO4 溶液、稀盐
酸同样证明了酸和碱能发生反应，其中试剂丙是______________。
【拓展延伸】CO2 通入 NaOH 溶液中也无明显现象，CO2 与 NaOH 溶液能否发生化学反应呢？小组同学对此继
续探究
【查阅资料】常温下 NaOH、Na2CO3 在水、乙醇中的溶解性如下表所示：
【实验三】
小组同学设计了多角度验证 CO2 与 NaOH 溶液反应的实验，如实验三图所示(装置已连接好，气密性良好，
止水夹 a 和 b 已关闭，部分仪器已略去)。29
温馨提示：CO2 与乙醇不反应，本实验条件下 CO2 在乙醇中的溶解忽略不计。
(1) 把注射器Ⅰ 中氢氧化钠的乙醇溶液注入充满 CO2 的三口烧瓶中，轻轻振荡，观察到的现象是
____________，写出该反应的化学方程式_______________
__________________________________。
(2)把导管 d 移出澄清石灰水，打开止水夹 a、b，再从导管 c 端往三口烧瓶中鼓入 N2，目的是把三口烧瓶
中没有反应的__________________，过了一段时间后，先把导管 d 放入澄清石灰水中，接着关闭止水夹 a，
再把注射器Ⅱ中的稀盐酸注入三口烧瓶内，观察到三口烧瓶中产生气泡，烧杯中的澄清石灰水变浑浊。此
实验从______________的角度证明了 CO2 与 NaOH 溶液发生了反应。
【总结归纳】对于无明显现象的反应，可以通过改变实验装置，创设新的情境，观察到明显的反应现象，
从而判断反应的发生。
参考答案
类型一
1．【实验探究】> CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
【交流反思】(1)碳酸氢钠(或 NaHCO3)溶液也显碱性
(2)碳酸钠(或 Na2CO3)
【继续探究】
44m
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