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(共103张PPT)
第二部分 专题提升
专题六 科学探究和实验方案设计
考查年份 考查模式 分值
2020 有关实验中异常现象的探究 8分
有关生产生活中某物质成分的探究 9分
2021 有关某一化学反应原理的探究 9分
2022 有关催化剂的探究 8分
2023 验证质量守恒定律时装置密闭原因的探究 9分
本专题内容在2024年学考中预计为 分。江西学考化学试卷中，科学 探究和实验方案设计主要分布在单项选择题、选择填充题、实验与探究题、综合 计算题中，科学探究题的素材来源广泛，试题情境贴近学习和生活，但考查的知 识主要是元素及其化合物，因此复习时应重点掌握常见气体的检验、金属的化学 性质、常见酸碱盐的化学性质
一、题型特点
从试题结构角度来看，实验与探究题包括情境设置、探究过程和问题三个部分，
其中“问题”部分常贯穿于探究过程的几个要素之中。从试题探究内容角度来看，探
究题主要包括有关物质组成或成分的探究，有关反应后物质成分的探究，有关物质
变质的探究，有关物质性质的探究，有关影响因素、反应条件的探究，有关异常现
象的探究等。从试题探究手段角度来看，有些探究题只涉及定性探究；有些既有定
性探究，又有定量探究；从能力角度来看，探究题主要考查阅读理解的能力、猜想
的能力、获取与加工信息的能力、实验方案的设计与评价的能力、对实验现象和实
验数据进行分析对比的能力等。综上，实验与探究题综合性较强，难度中等偏上，
有较好的区分度，能很好地提升科学探究素养。
二、必备知识
1.科学探究的基本环节。科学探究包括提出问题、形成假设、设计并实施实验
或调查方案、获取证据、分析解释数据、形成结论及建构模型、反思评价及表达交
流等要素。
2.实验方案设计。实验方案要求科学、可行、安全、简约。设计实验方案首先
要考虑控制变量，其次是对比法，如果已知实验结论，可从实验结论入手进行反推，
设计相应的方案。
3.实验方案评价。方案评价可以从以下几个方面着手：一是理论上是否科学合
理，是否严谨；二是在安全的前提下，是否简单易行；三是从经济角度考虑，是否
节约试剂、减少成本和提高产品质量；四是从环境保护角度考虑，是否会对环境造
成污染。
4.掌握、、（或）、 等几种常见离子的检验，氧气、二
氧化碳的检验，氢氧化钠与碳酸钠的鉴别及共存时的检验等相关基础知识。
三、解题策略
1.实验与探究题解题的一般步骤：
（1）审题：审题要做到“三看”，先通读整题，然后细读问题，同时看题中的
化学过程、看题设条件、看要解决的问题。
（2）分析：分析试题要做到“三想”，想到化学过程所涉及的化学概念或化学
原理，想所给条件与所求问题的关系，想有无隐含条件。
（3）解答：解答试题要做到“五要”，设计实验时，原理要正确，试剂要易得，
操作要简单，现象要明显，方案要环保。
2.解答实验与探究题的一般思路：
类型一 有关实验中异常现象的探究
例题1 在学习人教版九年级化学下册第十单元课题1“常见的酸和碱”时，教师演示了饱和氢氧化钙溶液导电性实验，如右下图所示。
请根据要求回答下列问题。
实验用品：直流电源、导线、石墨电极、灯泡、带刻度的烧杯、温度计、开关、
饱和 溶液。
实验现象：灯泡发光，两电极分别有气泡产生，烧杯内液面下降，与电源正极相连
的石墨电极周围出现较多白色浑浊物，溶液温度升高。
分析：液面下降是因为水被电解。电源正极产生的气体为____（用化学式表示）。
【提出问题】溶液出现白色浑浊物的原因是什么？
【查阅资料】氢氧化钙微溶于水。
【作出猜想】 猜想Ⅰ：溶液温度升高，氢氧化钙溶解度变小，溶质析出。
猜想Ⅱ：________，溶质析出。
猜想Ⅲ：石墨电极与生成气体发生反应，导致产生白色浑浊物。
水减少
【实验探究】 溶液出现白色浑浊物的原因
实 验 实验操作 实验现象 实验结论
① 取相同条件下的饱和 溶液 于大烧杯中，加热至演示实验溶液上升的 温度（温度升高约 ） 溶液中几乎无白 色浑浊物 猜想Ⅰ________
② 将相同条件下的饱和 溶 液加热蒸发掉部分水（蒸发掉水的体积与 演示实验减少水的体积相同） 溶液中出现少量 白色浑浊物 猜想Ⅱ成立但
不是溶液变浑
浊的主要原因
不成立
实 验 实验操作 实验现象 实验结论
③ 向相同浓度饱和 溶液中加 入 蒸馏水，搅拌，其余条件不变， 重复进行演示实验操作 两电极分别有气 泡冒出，_______ _____________ 猜想Ⅲ成立且
是溶液变浑浊
的主要原因
④ 使用铂电极代替石墨电极，重复进行实验 ③ 两电极分别有气 泡冒出，溶液中 无白色浑浊物
续表
溶液中有白色浑浊物
【总结反思】（1） 白色浑浊物的成分为_______（用化学式表示）。
（2）用化学方程式表示主要浑浊物的成因：
_ _____________________________________________________________________。
、、
【技巧点拨】根据实验装置图，联系电解水实验，电解水时为增强水的导电能力，可在水中加入适量的氢氧化钠，因此按图示实验时，实质是电解水，电解水时与电源正极相连的电极上产生氧气，与电源负极相连的电极上产生氢气。电解饱和氢氧化钙溶液时溶液温度升高，溶液中出现浑浊，联系氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，所以变浑浊可能是温度升高所致。电解水时，溶剂质量减小，氢氧化钙会从溶液中析出，也可能导致溶液变浑浊。实验时所用电极为石墨，电解水时有氧气产生，可能在与电源正极相连的电极上，石墨与生成的氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀。为证明是否为实验时溶液温度升高所致，可取饱和石灰水，加热至演示实验溶液升高的温度，观察是否出现浑浊现象；要证
明是否为实验时水减少所致，取等体积的饱和石灰水，加热使水蒸发，使蒸发掉的水与实验时减少的水相同，观察是否出现浑浊现象；要证明是否与电极上产生气体有关，由于氧气和氢气均不能使澄清石灰水变浑浊，因此需控制不产生二氧化碳，为此将石墨电极更换成铂电极等金属电极，若更换电极后不变浑浊，说明出现浑浊的原因是生成了碳酸钙，即电极上产生的气体中含有二氧化碳，产生二氧化碳的原因是石墨电极与电解水时生成的氧气反应。
【方法归纳】解答此类题时，应关注实验操作及异常现象，根据题给信息，抓住操作顺序、药品及其用量、实验条件等方面进行发散思维，然后利用控制变量思想，设计对比实验进行探究，根据实验操作、现象得出结论。
类型二 有关某一化学反应原理的探究
例题2 航天员王亚平曾在“天宫课堂”中做了“泡腾片实验”。实验中往飘浮在空中的
蓝色水球中放入半片泡腾片［主要成分是柠檬酸和碳酸氢钠 ，泡腾片与
水作用，不断产生小气泡，水球逐渐变大。产生的气泡是什么呢？为什么泡腾片遇
到水才产生气泡？
【猜想与假设】 小亮同学结合已有知识，判断产生的气泡是 ，他的判断依据
是______________________________________________。
柠檬酸溶于水，与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳
【设计并进行实验】 小亮同学在实验室利用以下装置，模拟用维生素C泡腾片和水反应制取该气体并验证其性质。
（1）仪器的名称：________；仪器 的名称：________。
锥形瓶
集气瓶
（2）实验室要用以上装置制取并收集该气体。需要选择的发生装置和收集装置是
_____________（填序号），选择此发生装置的依据是_________________________
____________。
（或）
反应物为固体和液体且反应不需要加热
（3）小亮同学将该气体通入盛有澄清石灰水的试管中，观察到的现象是_________
_________，请写出此反应的化学方程式：___________________________________，
证明该气体是二氧化碳。
澄清石灰水变浑浊
【反思交流】小丽同学提出，泡腾片遇到其他液体也能产生气泡吗？她设计并进行
了以下4个实验，将4片同样的泡腾片同时放入四个盛有 不同液体的烧杯中。
实验 实验现象 实验结论
实验1 放入水中 水中有大量气泡产生 有水存在，泡
腾片才能产生
实验2 放入植物油中 植物油中____________
实验3 放入酒精中 酒精中无明显现象
实验4 放入白醋中 白醋中______________
设置实验1的目的是______________，通过以上实验你还能得出的结论是_________
_______________________________________。
无明显现象
产生大量气泡
作为对比实验
泡腾片中的成分在植物油和酒精中均不能解离出离子
【实验启示】维生素C泡腾片最好__________保存。
密封干燥
【技巧点拨】碳酸氢钠可与酸反应产生二氧化碳，因此泡腾片遇水产生的气体是二氧化碳。碳酸氢钠与酸反应产生二氧化碳的微观原因是酸中的氢离子与碳酸氢根离子结合生成水分子和二氧化碳分子，氢离子与碳酸氢根离子结合的条件是两者能接触，加水的目的是使酸和碳酸氢钠溶解，酸溶解后能解离产生氢离子，碳酸氢钠溶解后能解离出碳酸氢根离子，在溶液中氢离子能与碳酸氢根离子充分接触，反应很快且能充分反应。如果用植物油或酒精代替水，加入泡腾片后，没有观察到有气泡产生，其原因是泡腾片中的物质在植物油或酒精中不能解离出离子。根据以上探究，泡腾片遇水能迅速反应产生气体，因此泡腾片应该密封干燥保存。
【方法归纳】化学反应原理探究类试题的解题关键是熟悉各类物质的性质及相关反应的实验现象，根据反应物所属类别预测物质的相关性质，利用实验法进行性质验证。
类型三 有关生产生活中某物质成分的探究
例题3 （2022·河北）化学课上，老师组织学生对家用除湿盒（如图1所示）进行了如下探究。
【资料信息】
◆吸湿区内黑色颗粒是活性炭，白色颗粒是初中化学一种常见物质。
◆使用一段时间后，集水区内有大量液体和少量固体，且气温越低固体越多。
图1
【知识应用】 除湿盒内活性炭的作用是除去空气中的异味，利用了其______性。
吸附
【提出问题】白色颗粒是什么物质？
【作出猜想】 猜想Ⅰ：氧化钙；猜想Ⅱ：氢氧化钠；猜想Ⅲ：氯化钙。
猜想依据：氧化钙能与水反应，氢氧化钠和氯化钙在空气中容易______水分。
【交流讨论】 从安全性考虑，因为氢氧化钠具有强烈的________，所以否定了猜想Ⅱ。
吸收
腐蚀性
【进行实验】已知氯化钙溶液呈中性，不与空气中的成分反应。小组同学设计并进
行了图2所示的实验。
图2
【解释与结论】 小组同学依据实验得出结论：白色颗粒是氯化钙。
（1）步骤②的现象是____________。
溶液为紫色
（2）步骤③的化学方程式为_______________________________________________
（写一个）。
（合理即可）
【拓展交流】 同学们查阅到氯化钙在不同温度下的溶解度如下表：
温度/ 0 10 20 30 40
溶解度/ 59.5 65.0 74.5 100 116
（1）集水区内“气温越低固体越多”的原因是_________________________________
_____________。
（2）从绿色化学的角度考虑，除湿盒使用后，对集水区内物质的处理建议是_____
___________________。
温度降低，氯化钙的溶解度变小，析出的固体变多
回收净化干燥后重复利用
【技巧点拨】氧化钙、氢氧化钠和氯化钙三种物质中，氢氧化钠具有强腐蚀性，不适合应用于家庭除湿盒。氧化钙遇水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙溶液显碱性，可使紫色石蕊溶液变蓝；氯化钙溶液显中性，不能使紫色石蕊溶液变色。钙离子能与碳酸根离子结合生成难溶于水的碳酸钙，所以向氯化钙溶液中加入碳酸钠、碳酸钾等可溶性碳酸盐可生成白色沉淀，氯化钙溶液与硝酸银溶液反应也可生成氯化银白色沉淀。集水区收集到的液体是氯化钙溶液，根据表中信息，氯化钙的溶解度随温度的升高而增大，所以气温越低，析出的固体越多。氯化钙不与水反应，所以将集水区的物质回收净化干燥后，其仍然具有吸湿性，可重复利用。
【方法归纳】物质成分的探究中，进行猜想时，需根据试题提供的物质，分析混合物中含有的成分是所提供的一部分还是全部，确定混合物可能含有的物质，然后根据题干信息将所给的物质自由组合，但需排除组内能够直接发生反应的物质的组合。
类型四 反应后物质成分的探究
例题4 （2022·湖南娄底）节日晚会上，小英同学表演魔术“滴水生火”，向包裹着过
氧化钠 的脱脂棉上滴几滴水，脱脂棉着火燃烧，魔术表演成功。同学们很
感兴趣，对此进行了探究，请你协助回答以下问题。
【查阅资料】
Ⅰ. ，反应放出热量。
Ⅱ.、溶液显中性， 溶液显碱性。
（1）同学们通过认真分析，从燃烧条件的角度得出了脱脂棉能燃烧的原因：_____
___________________________________________________________。
过氧化钠与水反应生成氧气，且放出热量，使脱脂棉温度达到其着火点
（2）将燃烧后的残留固体在烧杯中敞口放置一段时间后，加足量水溶解，无气泡
产生，同学们得出结论，残留固体中不含_______；同时有同学认为残留固体中可
能含有 ，请用化学方程式说明理由：_______________________________。
（3）同学们将（2）所得混合液过滤，并设计实验对滤液的溶质成分进行了探究。
序号 实验操作 实验现象 实验结论
取少量滤液于试管中，滴加过量_______ _____________溶液 有白色沉淀产 生 滤液中溶质 为
将 所得混合液静置，往上层清液中滴加 滴酚酞溶液 ____________
氯化钡（合理即可）
溶液不变红
（4）部分同学认为往滤液中滴加足量稀盐酸，若产生气泡，也能得出同样的结论。
你认为是否正确并说明理由：______________________________________________
___________________________。
不正确，因为滤液中若含有氢氧化钠和碳酸钠，加入足量的稀盐酸也能产生气泡
【技巧点拨】根据资料可知，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，所以燃
烧后的固体成分可能是氢氧化钠、过氧化钠或只有氢氧化钠。放置一段时间后往固
体中加入足量水溶解，未产生气泡，说明固体中不含过氧化钠，即燃烧后固体只有
氢氧化钠。放置过程中固体接触空气，氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应，所以
放置后的固体中可能含有碳酸钠。由于碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液均显碱性，要证
明溶液中是否含有碳酸钠、氢氧化钠中的一种或两种，需排除干扰，所以应该先检
验碳酸钠，并将碳酸钠转化为难溶性的碳酸盐，再检验氢氧化钠。碳酸钠溶液能与
氯化钙溶液或氯化钡溶液等反应生成碳酸钙或碳酸钡沉淀，但氢氧化钙微溶于水，
为防止氢氧化钙对实验的干扰，实验 中最好加入氯化钡或硝酸钡溶液；排除碳酸
钠的干扰后，可用酚酞溶液检验溶液中是否含有氢氧化钠。
【方法归纳】反应后物质成分的猜想分两种情况：①只有生成物，②生成物和
其中一种过量的反应物。以 为例，恰好完全反应:反应后物质成分为
；A过量时:反应后物质成分为 ；B过量时:反应后物质成分为
。同时也需注意明确研究物质的状态，若探究的是溶质成分，则反应中
的气体、水和难溶物不能列入猜想中。猜想是否合理的判断依据：猜想中几种物质
间能发生反应的不合理，猜想的物质含有反应物中未涉及的元素（即不符合质量守
恒定律）的不合理，提出的猜想与客观事实不符的不合理。
类型一 有关实验中异常现象的探究
1.（2023·山东潍坊改编）镁被誉为“国防金属”，在航空母舰、舰载机、导弹等中应
用广泛。某化学学习小组观察到镁与硫酸铜溶液反应时，产生大量无色气体，同时
有蓝绿色不溶物和棕褐色不溶物生成。学习小组对生成物展开以下探究：
实验一：探究无色气体的成分
【查阅资料】部分盐溶于水后，能与水分子作用解离出或 ，使溶液显酸性
或碱性。
【作出猜想】根据文献资料和元素守恒，对气体成分作出如下猜想：
猜想1：二氧化硫；
猜想2：氧气；
猜想3：______。
氢气
【实验探究】小组成员按下图装置进行实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
①扇闻导管口气体的气味 无明显气味 猜想1不成立
②_________________________ 带火星的木条不复燃 猜想2不成立
③用燃着的木条靠近肥皂泡 肥皂泡破裂，燃烧，发出爆鸣声 猜想3成立
将带火星的木条放在导管口
【深化探究】分别测量上述硫酸铜溶液和相同溶质质量分数的硫酸钠溶液的 ，
发现硫酸铜溶液的，硫酸钠溶液的 。
【结论】硫酸铜溶液显酸性，是水分子与______（填微粒符号）相互作用的结果；
金属镁能与溶液中的反应生成 。
实验二：探究蓝绿色不溶物的成分
【查阅资料】碱式碳酸铜 为绿色固体，不溶于水但能溶于酸。
【作出猜想】猜想 ；
猜想 ；
猜想和 。
【实验探究】向蓝绿色不溶物滴加足量稀硫酸，不溶物溶解，无气泡产生，则猜想
______（填数字）错误。小明同学结合初中所学知识，认为猜想1也不合理，理由
是____________________。
【实验结论】经老师指导进一步验证蓝绿色固体为碱式硫酸铜 ，碱
式硫酸铜不溶于水但能溶于酸。
实验三：探究棕褐色不溶物的成分
【查阅资料】①棕褐色不溶物成分较为复杂，为、和 中的不确定组成；
不溶于水，能与稀硫酸发生反应： 。
【实验探究】取少量棕褐色不溶物于试管中，滴加稀硫酸至过量，溶液变蓝，试管
底部有亮红色固体。
2、3
氢氧化铜为蓝色沉淀
【交流讨论】对棕褐色不溶物成分的推测较多，以下为其中两名同学的讨论：甲同
学认为一定有，乙同学反对该观点，认为没有 ，如果是__________（填
化学式），也能产生上述实验现象，理由是__________________________________
_____________________________________________。
、
氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜，溶液变蓝，铜不与稀硫酸反应，试管底部有亮红色固体
2.（2023·湖南郴州）图1为某兴趣小组用大理石和
盐酸制备的，来验证 和澄清石灰水反应的
装置。实验时发现澄清石灰水中出现气泡，但未
见浑浊。该小组对其原因进行了探究。
查阅资料：常温常压下，的溶解度为 ，
的溶解度为 。
【猜想与假设】
（1）猜想一：________________；
猜想二：中混有 气体。
澄清石灰水变质
【实验与验证】
（2）①甲同学取少量该澄清石灰水于试管中，用饮料管往试管内吹气，溶液_____
___（填现象），则猜想一不成立；
②乙同学用图2所示装置进行实验，结果观察到C中溶液变浑浊；为进一步验证，再取B
中反应后的溶液，滴加________（填化学式）溶液，出现白色浑浊，则猜想二成立。
变浑浊
【反思与评价】
（3）①通过上述实验可知，用盐酸制取气体时，往往混有 气体，说明盐酸具有
______性；
挥发
②为除去中混有的 气体，最好选用__；
溶液
.浓硫酸
.饱和 溶液
③丙同学不理解，混有气体的 为什么不能使澄清石灰水变浑浊。请你帮他
解释一下：________________________________（用化学方程式表示）。
类型二 有关某一化学反应原理的探究
3.（2023·江西改编）兴趣小组对“化学反应前后物质的质量关系”进行探究，实验方案如下：
【分析交流】
方案A中红磷燃烧的现象为__________________________________，方案B中铁
与硫酸铜反应的化学方程式为__________________________。两个方案反应前后天
平均保持平衡，说明上述两个化学反应前后物质的总质量不变。
剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量
【发现问题】
方案A中因有氧气参加反应，故采用密闭装置。但方案B中铁与硫酸铜反应，反
应物和生成物都没有气体，为什么也要用密闭装置呢？
于是在老师的指导下，小组同学再次实验，并使用 传感器测定锥形瓶内溶
液的 ，其数据如下图。分析图像可知，反应开始阶段溶液的酸性逐渐______
（填“增强”或“减弱”），那么这一现象出现的原因是什么？
增强
【提出猜想】
猜想甲：硫酸铜溶液和铁作用；
猜想乙：硫酸铜溶液和空气作用；
猜想丙：硫酸铜溶液、铁及空气共同作用。
【进行实验】
为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成 的硫
酸铜溶液、洁净的铁钉、 传感器等，实验过程如下表，请完成表格中两处空白
的填空。
实验序号 实验1 实验2 实验3
实验内容（部分仪器 略去）
实验现象 先减小后略增 大 略增大 不变
实验结论 猜想____成立
【反思拓展】
丙
（1）通过以上探究活动，请分析方案B中用橡胶塞形成密闭装置的原因可能是____
________________________________________________________________________
___________。
锥形瓶内有气体参加反应，密封可以防止外界空气进入瓶内（或防止锥形瓶内外发生气体交换）
（2）蜡烛燃烧后固体质量减小，请设计实验验证该反应是否遵守质量守恒定律。
写出你的简明方案：______________________________________________________
_______________________。
在密闭装置中点燃蜡烛，并比较（或称量）燃烧前后装置及装置内物质的总质量大小
4.（2021·江西）化学社团的同学在探究金属化学性质时，进行了图 1 所示的实验。
图1实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面____________。 锌和稀
硫酸反应的化学方程式为____________________________。
实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图 2），铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想:
小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气；小彬猜想是氢气。
他们作出猜想的理论依据是______________。
无明显现象
质量守恒定律
【查阅资料】
（1）将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
（2）二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】他们设计了图 3 装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图 4 中的装置连接，验证自己的猜想。
实验操作 实验现象 实验结
论
小知 连接导管与导管 ，向品红溶液中通入气体一 段时间 ____________ 小彬的
猜想正
确
小辰 选用正确方法收集气体一段时间后，向试管内 伸入带火星的木条 木条不复燃
小彬 连接导管 与导管__（填序号），收集气体后用 拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指 点火 气体燃烧，听到 轻微的“噗”声
【教师释疑】图1实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
品红不褪色
【学生感悟】图3实验中，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得____（填“锌”或“铜”）
失去的电子生成了氢气。
【得出结论】图2中两种金属触碰后铜______（填“有”或“没有”）发生化学反应。
锌
没有
【延伸应用】 制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更
活泼的金属。这种金属可以是___（填序号）。
A
A.锌 B.铜 C.银
类型三 有关生产生活中某物质成分的探究
5.（2023·山东菏泽）石头纸是一种低碳经济的绿色产品。2010年全国两会期间首次使用了石头纸制作的便笺和文件袋，但石头纸至今没有被广泛推广使用。某化学兴趣小组对其原因进行了探究。
任务一：石头纸成分及性质初探
【实验初探】
操作 现象
1.如下图，取一片石头纸用砂纸打磨后，撕 成碎片放入试管中，加入稀盐酸 #b# ____________________________________________________ 试管内石头纸表面有细密气泡冒
出，烧杯中澄清石灰水逐渐变浑浊
2.用坩埚钳夹持石头纸，点燃 石头纸燃烧，灰烬为白色固体
3.利用与操作1相同装置，取操作2中白色灰 烬少许于试管中，加入稀盐酸 试管内固体溶解，有大量气泡产
生，烧杯中澄清石灰水变浑浊
【分析解释】澄清石灰水变浑浊的原因是________________________________（用
化学方程式表示）。甲同学根据上述三步操作得出结论：石头纸成分中含有可燃的
物质和碳酸钙，乙同学认为不严密，理由是__________________________________
_________________________________________。
甲同学的实验只能证明石头纸成分中含有碳酸盐或碳酸氢盐，无法证明含有碳酸钙
任务二：石头纸燃烧后灰烬成分再探究
【查阅资料】石头纸的成分是碳酸钙、聚乙烯高分子化合物及少许胶合剂。
该兴趣小组的同学为了探究灰烬的成分，提出了以下猜想。
【提出猜想】猜想①:；猜想②:_____；猜想③:和 。
【实验再探】
操作 现象 结论
取少量灰烬于试管中，滴加稀盐酸 有气泡产生 一定含有
_____________________________________ _______________________ ______________ 一定含有
【得出结论】猜想③正确。
另取取少量灰烬于试管中，加入少量的水，用手触摸试管外壁温度
试管外壁发烫
任务三：了解石头纸的制作方法和性能
【查阅资料】在20世纪70年代，中国科学家就已经研制出了石头纸，它是以石头为
原料，研磨成纳米级的石头粉，以高分子聚合物为辅料，经特殊工艺处理后，挤出、
吹塑而成。正常石头纸的寿命在 年，在阳光的直射下不足六个月就被粉化。
当石头纸被大量使用时，回收利用需要特殊设备。
【归纳总结】你认为石头纸没有被广泛推广使用的原因是______________________
________________________________________________________________________
__________________（答出一点即可）。
石头纸的主要原料石灰石是有限的，是不可再生的（或在阳光的直射下保存时间短，大量使用时回收利用需要特殊设备等）
6.（2020·江西）小组同学收集了某种铝制易拉罐，剪成条状并打磨后进行右图所示实验，发现纯铝片表面有划痕。
【发现问题】根据所学知识，合金的硬度比组成它的纯金属硬度更____，结合上述
现象，可得出该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外，还含有什么金属呢？
【查阅资料】①铝制易拉罐中的主要成分是铝，可能还含有镁、铁。
②铝能与氢氧化钠溶液反应： ；镁和
铁不能与氢氧化钠溶液反应。
大
【作出猜想】该易拉罐的金属组成除铝外，可能还含有镁、铁中的一种或两种。
【实验设计】小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验：
实验步骤 实验现象 解释与结论
（1）取一定量的样品于烧杯中， 加入足量的__________溶液，充分 反应后过滤、洗涤、干燥 固体表面有大量气 泡产生；过滤后得 到黑色粉末 样品中含铝
（2）取少量上述黑色粉末于试管 中，加入足量的稀盐酸 有气泡产生，溶液 变成浅绿色 样品中含铁，发生反应的化学方程式为
______________________________
氢氧化钠
【实验结论】小明得出该易拉罐是由铝和铁组成的。
【反思评价】其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨，理由是______________
_______；大家认为应该补充下列实验：取步骤（1）中少量黑色粉末于试管中，加
入某种金属的盐溶液后，如果无现象产生，则小明的结论正确。你认为加入的盐溶
液中阳离子对应的金属理论上可以是________________（填一种即可）。
无法确定是否含有镁
锌（合理即可）
【拓展应用】 下图为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”，废弃易拉罐应放入标
有___（填序号）图标的垃圾桶内。
B
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
类型四 反应后物质成分的探究
7.（2022·广西梧州）茶垢是茶中的有机物经过系列变化形成的，不易清洗。使用茶垢清洁剂可以轻松将茶垢除去。梧州某校化学兴趣小组对茶垢清洁剂的除垢原理、使用方法等进行了系列探究。
小吴按照说明书将适量茶垢清洁剂放入有茶垢的杯子中，加入热水浸没茶垢，立即产生大量气泡，一段时间后冲洗茶杯，茶杯光亮如新。
【提出问题1】产生的气体是什么？
【查阅资料】茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠 。
【猜想与假设】同学们对该气体的成分提出了三种猜想。
猜想1：只有；猜想2：_________；猜想3：既有又有 。
只有
【实验验证】小吴按上图装置对猜想进行如下验证：
操作 现象 结论
检查气密性后，向A中加入热水，将生成的 气体依次通过B、C，向D中插入带火星的木 条 观察到B中____________ ________，D中木条复燃 猜想1正确
【拓展实验】小周改用冷水重复上述实验，观察到锥形瓶中有持续的小气泡缓慢放
出，带火星的木条没有复燃。该木条不复燃的原因是__________________________
_______。
澄清石灰水不变浑浊
温度低时反应缓慢，氧气浓度过低
【交流与讨论】老师提示，茶垢清洁剂是利用过碳酸钠与水反应产生具有强氧化性
的活性氧，使茶垢分解、剥离、脱落。所以，使用茶垢清洁剂时，加入__________
的水，效果更好。
【提出问题2】过碳酸钠与热水反应后所得溶液 中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】同学们查阅资料后，作出三种猜想。
猜想1：只有；猜想2：只有；猜想3：既有又有 。
温度较高
【实验验证】小施从下列试剂中选择合适的试剂完成探究：稀盐酸、饱和
溶液、溶液、酚酞溶液、 溶液。
操作 现象 结论
步骤1：取少量溶液 ，滴加________ 有气泡产生 溶液中一定有 ，猜想2不正确
步骤2：另取少量溶液，滴加 溶 液至不再产生沉淀为止，向上层清液 中加入__________ 无明显现象 溶液中无 ，猜想3不正
确，猜想1正确
【交流与讨论】步骤2中选用而不用 的原因是
__________________________________________________________。
稀盐酸
酚酞溶液
与反应会生成，将干扰后续的检验
【总结提升】
（1）根据过碳酸钠的性质，保存茶垢清洁剂应注意______________________。
密封、防潮、避免高温
（2）过氧化钠 常用作供氧剂，其与水反应的历程与过碳酸钠类似，即先
与水反应生成过氧化氢和一种碱，之后过氧化氢迅速分解。请写出过氧化钠与水反
应的总反应化学方程式：_________________________________。
8.（2023·四川广安）在化学课外探究活动中，某兴趣小组进行了“黑面包”实验，向
蔗糖 中加入适量浓硫酸。观察到神奇的现象：蔗糖变黑，体积膨胀，
变成疏松的“黑面包”，产生有刺激性气味的气体。他们向老师请教后得知：“黑面
包”实验的原理——浓硫酸先将蔗糖脱水生成炭，并放出热量，产生的炭再与浓硫
酸反应，生成了常见的气体，使炭疏松，形似“黑面包”。该气体成分与木炭和浓硫
酸加热时生成的气体相同。在老师的指导下，同学们对“黑面包”实验的气体成分进
行了如下探究：
【提出问题】产生气体的成分是什么？
【作出猜想】猜想一：只含有 ；
猜想二：只含有 ；
猜想三：一定含有和 。
【初步分析】甲同学根据该气体有刺激性气味认为猜想____不成立。
【查阅资料】
（1） 能使品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊。
（2） 能与酸性高锰酸钾溶液反应，使溶液的颜色变浅甚至褪色，且无气体生成。
（3） 不能使品红溶液褪色，也不能被酸性高锰酸钾溶液吸收。
一
【实验设计】同学们设计了如图1的装置进行实验。（部分夹持仪器已略去）
【现象与分析】
实验现象 实验分析
图1装置B中______________ 气体中含有
图1装置D中品红溶液不褪色，且装置 中澄清石灰水变浑浊 气体中含有
【实验结论】猜想三成立。
【拓展延伸】回顾使澄清石灰水变浑浊的原理，类推出 也能使澄清石灰水
变浑浊的原因：________________________________（用化学方程式回答）。
品红溶液褪色
【反思交流】乙同学对图1装置进行了简化，设计了图2的装置并进行实验，观察到
装置B中高锰酸钾溶液颜色变浅，装置C中澄清石灰水变浑浊，也得出了同样的结论。
该装置中足量酸性高锰酸钾溶液的作用：____________________________________
_______________。
丙同学认为，“黑面包”实验中，木炭与浓硫酸反应的产物除上述已验证的物质外，
至少还有一种产物，依据是______________________________________________。
检验并除去二氧化硫，避免对二氧化碳的检验产生干扰
化学反应前后元素的种类不变，产物中缺少氢元素
1.（2023·山东济南）下列根据实验事实得出的结论中，不正确的是( )
选项 实验事实 结论
A 将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面有银白色 金属附着 金属活动性：铜 银
B 某纯净物在氧气中充分燃烧，生成二氧化碳、 二氧化硫和水 该物质由碳、氢、氧三
种元素组成
C 向碳酸钠溶液中滴加无色酚酞试液，溶液呈红 色 碳酸钠溶液显碱性
D 水和 酒精混合后的总体积小于 分子之间存在间隔
B
2.（2023·湖北咸宁模拟）下列实验设计可以达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验设计
A 探究二氧化碳能与水发生反应
B 除去溶液中的杂质
选项 实验目的 实验设计
C 比较铁和铜的金属活动性
D 探究铁生锈需要水
续表
√
3.通过下列实验操作和现象，能得出对应结论的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 将白磷浸没在热水中，再向热水 中的白磷通氧气 通氧气前白磷不燃 烧，通氧气后白磷 燃烧 氧气是可燃物燃烧
的条件之一
B 点燃酒精，将一个冷而干燥的小 烧杯罩在火焰上方 小烧杯内壁有水珠 酒精含有氧元素
C 取待检测的化肥放入研钵中，加 入熟石灰研磨，闻气味 有刺激性气味气体 产生 该化肥一定是氯化
铵
D 向 溶液中滴加稀盐酸 有气泡 产生 稀盐酸中 分子
从溶液中挥发
A
4.（2023·辽宁鞍山）《梦溪笔谈》中有关于湿法炼铜的描述，表明我国很早就开始利用硫酸铜。兴趣小组的同学开展了有关硫酸铜的项目研究。
项目一： 硫酸铜的性质
（1）硫酸铜是一种白色固体粉末，描述的是硫酸铜的______（填“物理”或“化学”）
性质。
（2）将一根打磨过的铁丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中，反应一段时间后观察到
的实验现象是________________________。
物理
铁丝表面有红色固体析出
项目二： 硫酸铜的用途
硫酸铜和石灰乳混合可以配制农业上常用的杀菌剂波尔多液，反应的化学方程式为
______________________________________。
项目三： 硫酸铜的制备
【查阅资料】制备硫酸铜的一种方案： 。
【进行实验】将反应物装入烧杯中，观察到如下现象：开始时有少量气泡，后来反
应剧烈产生大量气泡，放出热量，溶液呈蓝色，该溶液即为硫酸铜溶液。
【提出疑问】实验中为什么有气体生成？同学们进行了如下探究。
项目四：实验异常现象探究
【查阅资料】 制备硫酸铜过程中， 发生了分解反应，生成的气体是____。
【提出问题】什么因素加快了 分解？
【猜想与假设】 猜想一：生成的 ；
猜想二：温度升高；
猜想三：________________________________。
生成的与温度升高共同影响
【实验探究】
【实验分析】 实验观察到的现象：实验一产生气泡；实验二无明显现象；实验三
产生气泡；实验四快速产生气泡。对比实验一和实验二可以得出的结论是
_________________________。为了验证温度升高能加快 的分解，甲同学的方
案是实验二和实验三对比；乙同学的方案是实验一和实验四对比。你认为____同学
的方案更严谨，理由是____________________________。
能加快的分解
甲
两组实验中没有催化剂的干扰
【实验结论】猜想三正确。
5.某化学兴趣小组想检验二氧化碳能与澄清石灰水反应，用未知浓度的盐酸和碳酸钙反应，将制得的气体通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象，同学们展开了如下探究。
【提出问题】澄清石灰水未变浑浊的原因是什么？
【作出猜想】 甲同学的猜想：澄清石灰水已变质。
乙同学的猜想：气体中除了有 外，还有_____（填化学式）气体杂质。
【实验探究】 同学们经过讨论后设计了下图所示
实验装置进行探究。A、B试管中是 溶液，C
试管中是澄清石灰水，连接好装置后通入气体
（注：装置气密性良好）。
①A试管中的 溶液不用碳酸氢钠溶液代替，原因是_______________________
___________________________________________________________________。
气体通入A试管溶液中出现的气泡会对与溶液反应产生气泡造成干扰（合理答案即可）
②盛有 溶液的B装置的作用是___________________________。
检验气体是否完全被吸收
③若A、B、C试管中的现象分别是___________________________________________
________，则甲、乙同学的猜想都正确。
A中有白色沉淀产生，B中无明显现象，C中无明显现象
【实验反思】检验物质的性质时，最好用纯物质，否则，若其他杂质会对该物质的
性质检验造成干扰，则应先排除干扰，再进行检验。
【实验拓展】① 若想检验二氧化碳能与澄清的石灰水反应，最好用碳酸钠溶液和
________制取二氧化碳，再将产生的气体通入新制的澄清石灰水中，观察现象。
稀硫酸
②某钠盐溶液中可能存在、 中的一种或两种溶质，请你描述检验这两
种溶质的操作方法（、 均为白色难溶于水的沉淀）：
________________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
取样，往溶液中加入足量稀硝酸，产生气泡，再往溶液中加入少量溶液，产生白色沉淀，则该钠盐溶液中含有、两种溶质（答案合理即可）
6.（2023·四川雅安）化学兴趣小组课外实验时，取出镁条，发现久置的镁条有一层
灰黑色的“外衣”。他们把该镁条放入试管中，倒入一定浓度的盐酸，观察到有气泡
产生，试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。
【提出问题】产生的气体是什么？
【查阅资料】
①灰黑色“外衣”中含有 。
②无水 遇水由白色变为蓝色。
【猜想假设】
猜想一：、 。
猜想二：、 和水蒸气。
猜想三：、、水蒸气和 气体。
（1）猜想三中有 气体的理由是____________。
盐酸易挥发
【设计实验】为检测产生气体的成分，同学们设计下图所示装置进行实验（部分固
定装置略去）。
（2）B装置中出现白色沉淀，证明产生的气体中含有_____，写出有关的化学方程
式 ：______________________________。
（3）C装置的作用是_________。
检验
（4）甲同学观察到装置中无水 由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气
体中一定含有 。乙同学对此提出疑问，理由是______________________________
___________________。
气体通过C装置可能带出水蒸气，会干扰对氢气的检验
（5）若颠倒B装置和C装置的安装顺序，______（填“能”或“不能”）达到实验目的，
原因是__________________________________________________________________
__________。
不能
混合气体中的、均会被氢氧化钙吸收，因此无法判断混合气体中是否含有
【反思与评价】
（6）从安全角度考虑，你认为实验时应注意：_______________________________
_________________________。
实验开始前，先通一段时间氮气，再将产生的气体通入该装置
7.碱式碳酸铜 是孔雀石的主要成分，主要用于生产油漆、颜料等。
某兴趣小组欲探究碱式碳酸铜制备的最佳实验条件。
【查阅资料】碱式碳酸铜是翠绿色、难溶于水的固体，酸性条件下不稳定。
【进行实验】按下表中的数据进行图示实验，记录实验结果。
实验序号 溶液体积/ 溶液体积/ 水浴温度/ 固体颜色
① 50 60 60 蓝绿
② 50 60 70 翠绿
③ 50 60 80 暗绿
④ 50 70 70 蓝绿
⑤ 50 50 蓝绿
【解释与结论】
（1）为了使生成的碱式碳酸铜稳定，实验过程中需保持反应体系的___（填“ ”
或“ ”）7。
（2）②④⑤的目的是探究制备碱式碳酸铜时溶液与 溶液的最佳配
比， ____。
70
（3）由表中数据可知，制备碱式碳酸铜的最佳实验方案是____（填实验序号）。
②
【反思与评价】
（4）③中所得固体颜色偏暗。甲同学查阅资料知碱式碳酸铜受热分解会生成
和另外两种常见的氧化物，猜想颜色变暗与该反应有关。写出碱式碳酸铜分解反应
的化学方程式：____________________________________。
【设计与评价】 设计方案证明上述猜想。
方案一： 利用下图装置进行实验。请将实验方
案补充完整：取实验____（填实验序号）所得固
体（与③所得固体等质量）于锥形瓶中水浴加热，
水浴温度，调节 与③反应后所得溶液的
相同：试管A中的试剂为____________，若出
现__________________的现象，则该猜想成立。
②
澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
方案二： 取实验③所得固体于试管中，滴加适量的稀盐酸，若观察到溶液变蓝色，
则说明该猜想成立。该方案不合理，理由是__________________________________
___________________。
碱式碳酸铜也可以与盐酸反应生成氯化铜，形成蓝色溶液
8.某兴趣小组利用金属的性质进行了与“金属蚀刻画制作”有关的探究活动。
探究Ⅰ：制作金属蚀刻画
【设计方案】小组同学通过查阅资料，设计了如图1所示的实验方案。
【实验1】 按图1所示方案，用打磨后的铁板作底板,选择溶液、 溶液
和稀盐酸作腐蚀液，制作出图3所示的3幅金属蚀刻画，其中甲图案是银白色凹痕，
乙图案是红色凸痕，丙选用 溶液为腐蚀液。
（1）制作前先打磨铁板的目的是__________________。
（2）制作甲选用的腐蚀液是________。
（3）制作乙时反应的化学方程式为__________________________。
清除表面的氧化物
稀盐酸
小组同学将本次实验中冲洗后的废液全部倒入同一烧杯中，充分混合后过滤，得到
蓝色废液 。
探究Ⅱ：废液 中含有哪些阳离子？
【分析讨论】 根据对废液的观察和对实验过程的分析，小组同学认为废液 中一
定含有的阳离子是____________，可能含有的阳离子是和 。
、
图4
【实验2】 按图4所示进行实验并得出：废液 中含有，不含有 。
（1）确定废液中不含有 依据的现象是__________________________。
加入稀盐酸后，无明显现象
（2）用该方案确定废液中含有 是不合理的。他们把实验中所用的某种试剂A
（稀盐酸或碳酸钠溶液中的一种）更换为试剂B后再次进行实验，仍确定废液中
含有而不含有 ，被更换的试剂A和更换后的试剂B分别为________________
_____。
稀盐酸和氯化钠
溶液
9.（2023·贵州）某化学兴趣小组探究酸、碱和盐的性质，并利用其性质进行“碳中
和”的探究学习。
【查阅资料】地球上的生命形式都以碳为基础。当今人们大量使用化石燃料，使大
气中含量增加，导致温室效应加剧。减少 排放，实现碳中和，已成为全球
共识。碳封存、碳捕集、碳替代、碳循环是实现碳中和的主要途径。
探究一：碳封存。将 注入油气层起到驱油作用，既提高油的采收率，又实现碳
封存。
（1）用图1装置模拟油气田封存。连接A、B装置，将从___（填“”或“ ”）
端通入装有油的广口瓶中封存，油被压入烧杯中。
探究二：碳捕集。小组同学探究酸、碱和盐的性质及 的捕集。
【设计与实验】甲同学设计如图2装置（夹持仪器已省略），检查装置气密性，装
入药品如图所示，关闭、、。打开，向装满 的烧瓶C中注入
溶液，再关闭；打开 ，观察到D中部分液体进入C中，有白色沉淀
产生，再关闭 。
【实验结论】能与 反应。
【交流与讨论】
（2）乙同学认为甲同学得出结论的证据不足，理由是_________________________
___________________。
二氧化碳也能与氢氧化钙溶液反应产生白色沉淀
（3）在甲同学实验后，乙同学取C中物质进行了补充实验，经分析判断，证明了
能与 反应。则乙同学的方案是_____________________________________
________________________________________________________________________
___________________（写出实验操作和现象）。
取C中物质过滤，取适量的滤液于试管中，加入少量的氯化钙溶液，若产生白色沉淀，则证明滤液中含有碳酸钠，即证明了能与反应
（4）用溶液“捕集 ”的化学方程式为_______________________________。
【实验拓展】
（5）打开，观察到 中稀盐酸进入D中，溶液变为无色。
①D中发生反应的化学方程式为________________________________。
②为确定 中稀盐酸进入D中反应后的溶质成分（酚酞除外），下列药品可选用的
有____（填序号，双选）。
.石蕊溶液 溶液
溶液 固体
（6）通过探究二，可归纳出碱的化学性质有_________________________________
_____________________________________________。
碱能与某些非金属氧化物反应，碱能与酸反应，碱能与指示剂反应，碱能与某些盐反应
探究三：碳循环。利用与 反应，产生有应用价值的液体有机物，属于碳中和
技术。
（7）利用与在一定条件下反应生成甲醇 和水，反应的化学方程式
为_ _____________________________。
10.（2023·吉林长春）化学兴趣小组以“助力碳中和”为主题，设计并开展了如下项
目式探究活动。
项目一：探究厨房中的温室效应
【查阅资料】
Ⅰ.、 等气体能产生温室效应；
Ⅱ.相同条件下，阳光照射时，温室气体含量越高环境升温越快；
Ⅲ.点燃天然气后，周围空气中的 含量会升高。
【进行实验】（1） 小组同学利用厨房用品中的纯碱和______反应制 ，并用塑
料瓶A收集；再用相同的塑料瓶B，收集一瓶使用天然气前厨房中的空气样品，按图
1连接装置（气密性良好）。
醋酸
（2）标记塑料管内红墨水停留的位置，将装置移至室外，置于阳光下照射一段时
间后，观察到红墨水处于标记位置的____（填“左”或“右”）侧。小组同学得出结
论： 能增强温室效应，并可用该装置验证。
右
（3）将装置拿回厨房，点燃天然气一段时间后，用排尽 的塑料瓶A收集炉灶周
围的空气。冷却至室温后连接装置，重复（2）实验，观察到相同的现象。
【分析讨论】 部分同学认为一定是天然气燃烧产生的 增强了厨房中的温室效
应。有同学认为该说法不严谨，理由是______________________________________
_________。
天然气中的甲烷也是温室气体，也能产生温室效应
【得出结论】使用天然气会增强厨房中的温室效应。
项目二：探究使用不同物质吸收 的可行性
【进行实验】 同学们分别使用
等体积的、 饱和溶
液和溶质质量分数为 的
溶液，利用图2装置分别进
行3次实验，测得瓶内压强随时
间变化的曲线如图3所示：
（1）与 溶液反应的化学方程式为_______________________________。
（2）结合图3数据分析，实验使用的三种物质中，对 吸收效果最好的是
___________。
溶液
【分析讨论】（1） 有同学提出，反应中的能量变化也会导致压强变化。于是，小
组同学将压强传感器更换为温度传感器，重新进行了部分实验，实验数据如图4所
示。由数据可知，与 溶液的反应是__________（填“吸热反应”或“放热反
应”）。
放热反应
（2）结合图4数据综合分析，图3中溶液对应曲线在 内压强变化
的原因是__________________________________________________________。
氢氧化钠吸收二氧化碳对压强的影响大于温度升高对压强的影响
【得出结论】吸收 时，要多角度考虑其方案的可行性。
项目三：研讨低碳行动方案
【分析讨论】 小组同学认为如果 过量排放，难以回收。我们可以通过低碳生
活的方式减少 的排放，请举出一种具体做法：__________________________。
出行尽量步行（合理即可）

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