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实验探究题
一、思路方法
1.实验探究的题型结构思维模式：提出问题、猜想假设、进行实验、验证猜想、根据现象得出结论、分析解释、反思拓展。
2.进行实验验证猜想时，需注意实验操作（加入某种试剂、对药品加热等）、实验现象（有无沉淀、气体、溶液颜色的变化等）和实验结论（有无某种物质、猜想是否正确等）之间的对应关系。实验操作产生实验现象，由实验现象推导出实验结论，或由实验结论反推实验操作和实验现象。
3.常见易变质的物质：①由于吸水质量增加的物质：氢氧化钠固体、浓硫酸。②由于跟水反应质量增加的物质：氧化钙、硫酸铜。③由于和二氧化碳反应质量增加的物质：氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾。④由于挥发质量减少的物质：浓盐酸、浓硝酸、酒精、氨水。⑤其他常见物质的变质：食物的腐烂、铁生锈、铜生锈等。
二、解题步骤
1．对反应后物质成分的猜想：写出化学方程式，依据“生成物一定有，反应物可能有”做出猜想。一般两种物质反应后，猜想有三种情况：只有生成物；有生成物和其中一种反应物（两种情况）。再根据物质的性质设计实验方案。
2.针对物质变质问题提出猜想时，可从：没有变质（只有原来的物质）、部分变质（原来物质和变质后的物质都有）、完全变质（只有变质后的物质）三个方面入手。
3.设计实验方案探究物质的成分或性质，其实质是物质的检验。实验操作--实验现象--实验结论间是相互联系的，它们的关系为取样(取少量物质或物质的溶液+适当试剂）现象结论（有无该物质）。
4.实验探究中如需根据实验步骤和现象完善实验结论。一般根据实验步骤和对应的实验现象，以及物质的性质判断是否存在要验证的物质，继而得出结论。若要根据实验结论完善实验现象或步骤，则根据结论进行反推，确定所用的试剂和对应的现象。
三、解题模型
类型1 氢氧化钠变质的探究
（1）确定是否变质：检验是否存在碳酸根离子(CO32-)，加入 溶液，观察是否产生白色沉淀。
（2）确定氢氧化钠是部分变质还是完全变质：检验是否存在氢氧根离子(OH-)，加入 溶液，过滤，取滤液加入 溶液（或可溶性 或 ），若溶液 （有 或 沉淀生成），则部分变质；若溶液仍为无色，则全部变质。
注：加入过量BaCl2溶液的目的是 并 Na2CO3，因为Na2CO3溶液也呈 ，也可使无色酚酞溶液变红，避免对第二步中NaOH的检验造成干扰。
类型2 氢氧化钙变质的探究
（1）确定是否变质：检验是否存在 ，加入稀盐酸，若有 产生，说明已变质。
（2）确定部分变质还是完全变质：检验是否存在氢氧化钙[Ca(OH)2]，取样品少量于烧杯中，加适量水，充分搅拌，然后再加入无色酚酞溶液，若溶液变成红色，说明部分变质；若溶液不变色，说明全部变质。
类型3 固体混合物成分探究
（1）检验是否有金属：加酸(或盐)溶液，看能否反应产生 、是否产生 或溶液 的变化来判断。
（2）检验金属氧化物，加酸，观察金属氧化物溶解于酸后溶液 变化情况。
（3）检验碱或盐固体，利用常见离子的特征化学反应检验对应水溶液中阴、阳离子的存在或不溶物中阴、阳离子。
类型4 液体混合物成分探究
可以通过检验构成物质的阴、阳离子的特征现象来确定。
类型5 气体混合物成分探究
（1）结合气体的性质探究，如CO2通入紫色石蕊溶液中能使溶液变 或通入澄清石灰水中能使溶液变 ；水蒸气能使无水硫酸铜粉末变 等；NH3能使湿润的红色石蕊试纸变 ；HCl气体遇AgNO3溶液产生不溶于酸的 沉淀。
（2）将某些气体转化为能与其他物质反应且产生明显现象的物质探究，如CO通过 ，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊等。
01 物质变质的探究
1．（2023 大连）实验室有一瓶开封且久置的氢氧化钠固体，化学小组设计如下方案对其变质情况进行探究。
【实验一】从定性角度，确定氢氧化钠是部分变质还是全部变质。
实验步骤：
Ⅰ.取一定质量的干燥样品于烧杯中，加入足量的水充分溶解，将溶液转移至锥形瓶中；
Ⅱ.向溶液中加入试剂X，连接装置，如图所示；
Ⅲ.……
（1）试剂X的名称是 　 　；步骤Ⅲ的操作及现象是 　 。
【实验二】从定量角度，确定氢氧化钠的变质程度（已变质的氢氧化钠占变质前氢氧化钠的质量分数）。
（2）化学小组在实验一的基础上，仍利用该装置及相关试剂继续实验，通过测定反应生成气体的质量来确定氢氧化钠的变质程度。在称量气体生成前装置及试剂总质量时，有同学认为，在实验一步骤Ⅲ前、后称量均可，理由是 。本实验中所加试剂过量，但所测定的氢氧化钠变质程度偏小，原因是 　，此时锥形瓶内溶液中溶质的成分是 　 。
（3）结合本次探究活动，除了上述测定氢氧化钠变质程度的方法，还可以通过测定其他量达成目的，写出具体操作并简述推断过程 　 。
02 反应后物质成分的探究
2．（2024·广东茂名·一模）兴趣小组的同学在探究金属的活动性顺序时，进行了如下拓展性学习与探究。
探究一：探究Mg、Cu、Ag的活动性顺序
【进行实验】
同学们进行了题图所示的甲、乙实验。
【小组交流】
(1)实验中观察到，甲中镁丝表面附着一层 色固体，乙中溶液颜色变为 色。
(2)你认为通过甲、乙实验 （选填“能”或“不能”）得出三种金属的活动性顺序。
探究二：探究反应后混合溶液中溶质的成分
实验结束后，小组同学进行了题图所示的丁实验，将甲、丙试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中，产生白色沉淀，上层为无色澄清溶液，为确认烧杯中溶液的溶质成分，同学们进行了拓展探究。
【知识回顾】
(3)丙中发生反应的化学方程式为 。
【提出问题】
丁中烧杯内溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】
(4)猜想I：Na2SO4
猜想II：MgSO4、Na2SO4和H2SO4
猜想III：Na2SO4、NaOH
猜想IV：Na2SO4和 。
【小组讨论】
(5)经过讨论，小组同学认为甲和丙的废液混合后生成的白色沉淀是氢氧化镁，故上层清液中一定不含 ，因此小组同学一致认为猜想 不合理。
【实验验证】
(6)进行实验进行验证：
实验操作 实验现象或数据 实验结论
用pH试纸测烧杯中溶液的pH值 pH 7（填“>”或“<”） 猜想Ⅱ错误猜想Ⅲ正确
取少量烧杯中的溶液于洁净试管中，向其中滴加 。 溶液变为红色 猜想Ⅲ正确
03 无明显现象反应的探究
3．（2023·江苏连云港·一模）在学习了常见的酸和碱后，某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”，在老师引导下开展实验探究活动，请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合，观察不到明显现象，为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应，三位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示，则该同学是将 (填字母序号)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中
b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示，说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是 。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图3所示实验，他观察到溶液由红色变成无色，也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应，反应的化学方程式为 。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分，大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】猜想一：只有K2SO4；猜想二：有K2SO4和H2SO4；猜想三：有K2SO4和KOH
【进行实验】
(4)为了验证猜想，学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液，进行如下探究并完善表格。
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末 溶液中有H2SO4猜想二正确
方案二 取少量反应后的溶液于试管中，滴加BaCl2溶液 产生白色沉淀 溶液中有H2SO4，猜想二正确
【实验结论】通过探究，同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(5)丁同学针对上述方案提出疑问，认为方案二是不合理的，理由是 。
(6)同学们经过反思与讨论，最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替，也能得到同样的实验结论，请你选出可用药品的字母序号_______。
A．Mg B．CuO C．KCl D．Na2CO3
(7)分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还要考虑 。
(8)测定硫酸溶液溶质的质量分数
取该硫酸溶液20g，滴加10%的氢氧化钾溶液，恰好完全反应时，共消耗氢氧化钾溶液56g。计算该硫酸溶液的溶质质量分数。(析出详细过程)
04 对家庭生活用品的探究
4．（2023·江苏泰州）某化学兴趣小组对家用某品牌发酵粉进行探究。
活动一：定性研究
(1)小星通过观察标签知道这种发酵粉主要成分是碳酸氢钠，为测定发酵粉溶解形成溶液的酸碱性，取少量发酵粉加适量水溶解，在室温下用pH计测得所得溶液pH为8.2，说明溶液中除、外，一定含有 （填离子符号）。
(2)小静对碳酸氢钠固体溶解过程温度变化进行研究，实验装置如图1，使用温度传感器分别测得不同质量的碳酸氢钠粉末溶解过程的温度变化曲线如图2。由图可知，碳酸氢钠固体溶于水 热量，影响溶解过程温度变化程度还与 因素有关（答1点即可）。
活动二：定量测定
小燕设计了如图3装置，测定该发酵粉样品中碳酸氢钠的质量分数（已知发酵粉中其他成分不与盐酸反应产生气体）。

(3)B装置中浓硫酸的作用为 。
(4)小燕取15.0g固体样品和足量稀盐酸置于装置A中，打开活塞，充分反应后，测得装置C增重6.6g。请计算样品中碳酸氢钠的质量分数。（写出计算过程）
(5)小组同学围绕实验中产生的碳酸氢钠的质量分数误差进行分析，形成两种不同意见。请分别写出产生偏大和偏小两种误差的原因和导致结果 。（经检测装置气密性良好）
活动三：拓展延伸
小林发现NaOH溶液与NaHCO3溶液混合后无明显现象，提出问题：NaOH和NaHCO3是否发生了化学反应？
(6)猜想一：两者不反应
猜想二：两者发生反应，从元素守恒的角度，反应生成H2O和 （写化学式）。
(7)已知：该实验条件下CaCl2溶液与NaOH溶液混合变浑浊，CaCl2溶液与NaHCO3溶液混合无现象，为验证猜想二正确，请你补充实验方案：取少量NaHCO3溶液，向其中加入足量NaOH溶液， 。（实验方案包括操作、现象和结论。可供选用的试剂有：CaCl2溶液、稀盐酸、澄清石灰水）
05 对异常现象的探究
5．（2023·广东汕头·一模）某兴趣小组探究CO2与NaOH溶液的反应。
(1)如图，打开A中活塞，使A中产生的CO2缓慢通入B中，发现B、C中都没有明显现象产生，证明CO2能与NaOH 溶液的反应，B中反应的化学方程式是 。
(2)继续向B中通入CO2，一段时间后发现B中有“白色沉淀”产生的异常现象。同学们将B中物质进行过滤，得到白色固体和无色溶液。
【提出问题】白色固体是什么物质？
【查阅资料】Na2CO3溶液能与CO2反应产生NaHCO3；NaHCO3溶液、Na2CO3溶液都呈碱性，NaHCO3溶液不能与BaCl2溶液反应产生沉淀；Na2CO3、NaHCO3的溶解度曲线如图所示。
【提出假设】猜想Ⅰ：白色固体是Na2CO3
猜想Ⅱ：白色固体是NaHCO3
猜想Ⅲ：白色固体是 。
【进行实验】
同学们将白色固体洗涤、干燥后，分别置于编号为①②的试管中
序号 实验步骤 实验现象 结论
实验1 向试管①中加入稀盐酸。 固体全部溶解，有气泡产生。 白色固体中含有Na2CO3.
实验2 向试管②中加入较多量的水，振荡。 固体全部溶解，得到无色溶液。 白色固体能溶于足量的水中。
实验3 向加水后的试管②中先加入过量的BaCl2溶液，再滴入无色酚酞试液。 ； 。 猜想Ⅱ成立。
【反思和拓展】
(3)实验1的结论不正确，理由是 。
(4)NaOH溶液刚通入CO2时没有沉淀产生的可能原因是 ，通入过量CO2产生白色沉淀的原因是(用化学方程式表示) 。
1．【新素材——结合趣味实验 】（2024·湖南·二模）学习酸的性质是一项重要的内容，某化学兴趣小组以“探究硫酸的性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究浓硫酸稀释过程中的能量变化。
(1)图1实验中，观察到用石蜡固定在铜片下的乒乓球脱落，此现象说明浓硫酸溶于水 (填“放热”或“吸热”)。
【任务二】探究硫酸的浓度对硫酸化学性质的影响。
(2)图2实验中，观察到很快变黑的是 (填“滤纸A”或“滤纸B”)，由此可知硫酸的浓度不同，其性质不完全相同。
【任务三】探究稀硫酸的化学性质。
小组同学按图3进行实验。
(3)写出试管B中发生反应的化学方程式 。
实验后，将试管A和试管B反应后的上层清液倒入同一洁净的烧杯中，发现废液呈无色，有白色沉淀生成。小组同学继续对废液中溶质的成分进行探究。
【提出问题】废液中溶质除酚酞外还含有什么？
【查阅资料】Na2SO4溶液、BaCl2溶液均呈中性。
【小组分析】同学们经过讨论一致认为废液中一定含有NaCl，可能含有HCl、Na2SO4、BaCl2。
【讨论交流】在讨论方案时，甲、乙、丙三位同学的观点如表。
同学 实验操作及预测现象 结论
甲 向废液中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀 废液中一定含有HCl
乙 向废液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀 废液中一定含有Na2SO4
丙 向废液中滴加稀H2SO4，产生白色沉淀 废液中一定含有BaCl2
(4)你认为上述 同学依据预测实验现象得出的结论是不合理的。
【实验验证】
(5)丁同学向废液中滴加过量Na2CO3溶液，无气泡冒出，有白色沉淀产生，溶液变为红色。丁同学的实验现象证明废液中的溶质为NaCl和 (填化学式)。
2．【新形式——数字化实验】（2023·四川绵阳）氢氧化钠溶液和稀盐酸混合没有明显现象，它们是否发生了反应呢？某化学兴趣小组的同学设计如图甲所示实验进行探究。他们在盛有一定量X溶液的烧杯中放置pH传感器和温度传感器，并滴入3滴酚酞试液，然后开启电磁搅拌器，从滴定管中逐滴加入Y溶液，计算机显示两种传感器所得的数据曲线如图乙和图丙。
回答下列问题：
(1)烧杯中的X溶液是 ，实验过程中烧杯内溶液的颜色变化： 。
(2)实验过程中发生反应的化学方程式是 。若使用的NaOH溶液已经变质，则实验时还可观察到烧杯中出现的现象是 。
(3)结合图像分析上述实验，下列说法正确的是___________(填序号)。
A．a点溶液显碱性 B．加入10mLY溶液时恰好完全反应
C．该反应是放热反应 D．烧杯中NaCl的质量分数一直增大
(4)从微观视角分析，酸碱中和反应的实质是：在溶液中，酸解离出的氢离子和碱解离出的 结合生成水。写出一个符合上述反应实质，产物有硫酸盐的化学方程式： 。
3．【新考法——结合XRD图谱】（2023·江苏·二模）铜及其化合物的冶炼与人类生活、社会发展有密切联系。
(1)在实验室选择如图-1 装置探究木炭和氧化铜反应的最佳质量比。
【查阅资料】
①木炭能在较高温度环境中将氧化铜中的氧元素夺去，生成单质铜
②酒精灯防风罩能将酒精灯火焰温度提升至 600～800℃
③铜的熔点为 1083℃
【装置分析】
①该实验并未采用略向下倾斜试管的加热方法，原因可能是 。
A．使火焰更好包裹住药品部位，提高反应温度
B．防止生成的气体冲散药品，降低实验成功率
C．过程中会生成液态的铜，且防止石灰水倒吸
【实验过程】
实验：取 0.1 g 木炭粉与一定量的氧化铜粉末按下表所示比例充分混合，在粉末堆中插入一块灼烧过的铜片，进行实验。
序号 木炭粉与氧化铜粉末混合质量比 充分反应后试管底部固体的颜色
1） 1:9 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质
2） 1:10 混有很少量黑色物质
3） 1:11 混有极少量黑色物质
4） 1:12 无黑色物质
5） 1:13 混有少量黑色物资
②从表中可知，木炭还原氧化铜的最佳质量比是 。
③无需再进行木炭粉与氧化铜粉末质量比为 1: 14 的实验，原因是 。
④取出铜片观察，发现埋入粉末的部分变红，有金属光泽，上方铜片也变为亮红色，右侧澄清石灰水变浑浊，由此推测反应中产生的气体一定有 。
⑤某同学取 8.0 g CuO 固体粉末与一定量木炭以最佳质量比混合，若 CuO 完全转化为 Cu， 理论上预计能得到 Cu 的质量为 。
⑥试管底部的亮红色固体呈“海绵状”，如图-2 所示，实验得到“海绵铜”而非块状铜的原因是 。
(2)分别在 H2与 CO 气氛下，还原氧化铜样品。对反应后的样品进行 X 射线衍射，得到的XRD 图谱结果如图-3 所示。XRD 图谱中的峰值可以表征某物种的存在。结合图像说明，能否采用热还原的方法直接制得纯净的 Cu2O 产品， （填“用H2能”或“CO 能”或“都能”或“都不能”），为什么 。
4．【新形式——数字化实验】（2023·广西南宁·一模）钢铁是现代工业的筋骨，保护金属资源，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。科技小组以“铁锈蚀”为主题开展如下项目式学习。
【任务一】探究铁锈蚀的条件
取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，一周后观察实验现象。
(1)对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与空气中的 发生化学反应。
(2)铁锈蚀后应及时除锈的原因是 。
【任务二】探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，连接压强传感器、数据采集器，采集数据，绘制出压强随时间变化的曲线如图3。T1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液，再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上。
(3)据图3，对比AB段和BC段说明 ，t3时刻压强突然变大的原因是 。
【任务三】探究盐酸除锈
向试管A中（含生锈铁钉）加入过量稀盐酸，浸泡。可观察到铁锈逐渐消失，铁钉表面有气泡产生，溶液呈黄色，一段时间后溶液由黄色逐渐变为浅绿色，得到溶液A。
(4)铁锈消失是因为Fe2O3与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为 ；溶液A中一定含有的溶质是 。
【分析总结】
(5)为防止铁制品锈蚀，应保持铁制品表面 。
5．【新考法——结合吸光度】（2023·北京东城·一模）实验小组探究用乙醇溶液提取紫甘蓝色素的最佳条件。
【查阅资料】
紫甘蓝色素在pH为1~14的溶液中颜色变化如下、
pH 1-2 3~4 5 6 7 8 9~11 12 13~14
颜色 红色 粉红色 紫红色 紫色 蓝色 蓝绿色 绿色 黄绿色 黄色
【进行实验】
Ⅰ、紫甘蓝预处理新鲜紫甘蓝切碎，干燥至恒重，粉碎后得到紫甘蓝粉末，低温避光保存备用。
Ⅱ、配制提取液用乙醇和水配制体积分数分别为20%、30%、40%的乙醇溶液，并调节pH。
Ⅲ、探究紫甘蓝色素提取的最佳条件
实验一：称取5份0.5g紫甘蓝粉末放入小烧杯中，分别加入10mL乙醇溶液，浸泡1小时，过滤，取清液，测定不同条件下清液的吸光度（吸光度越高代表提取效果越好）。
实验记录如下：
序号 pH 乙醇的体积分数/% 提取温度/℃ 吸光度
① 1 20 50 1.40
② 3 20 50 0.95
③ 5 20 50 0.80
④ 1 30 50 1.75
⑤ 1 40 50 1.17
实验二：称取10份0.5g紫甘蓝粉末放入小烧杯中，分别加入pH为1、体积分数为30%的乙醇溶液。其中5份在不同温度下提取2小时，另外5份在50°C提取不同时间，测定清液的吸光度，分别得到图1、图2。
【解释与结论】
(1)实验室配制体积分数为20%的乙醇溶液，需要用到的仪器有______（填序号）。
A．B．C．D．E．F．
(2)实验一设计①②③的目的是 。
(3)依据①④⑤得出的结论是 。
(4)由图1可知，提取紫甘蓝色素的最佳温度是 °C。
【反思与评价】
(5)由图2可知，提取2小时之后，吸光度反而下降，其原因可能是 。
(6)利用紫甘蓝色素溶液区分NaCl溶液和NaOH溶液的方法是 （写出操作、现象和结论）
1．（2023·湖北荆州）小明从超市买来一袋干果，发现袋里有一小纸包，上面标明“铁系食品脱氧剂，主要成分：铁粉、活性炭、氯化钠”。化学小组的同学们对这包脱氧剂产生了探究兴趣。
【查阅资料】
①这种铁系食品脱氧剂的脱氧原理是：铁粉与空气中的氧气、水蒸气反应生成铁锈。
②活性炭和氯化钠是辅助材料，能提升脱氧效果。
③FeCl3溶液和KSCN溶液反应可以得到血红色溶液，常用于Fe3+的检验。
【提出问题】此包食品脱氧剂中铁粉是否变质？
假设一：铁粉没有变质
假设二：铁粉部分变质
假设三：铁粉全部变质
【实验探究1】
实验操作 实验现象 结论
（1） 取少量固体于烧杯中，加入足量稀盐酸，用玻璃棒充分搅拌，静置，过滤，得滤液A． 产生大量气泡 脱氧剂中含有 。
烧杯中溶液呈浅棕黄色，底部有少量黑色物质。 脱氧剂中含有C、Fe2O3
（2） 取少量滤液A于试管1中，向其中滴加 溶液。 。
【实验结论】假设二正确。
【实验探究2】小明为证明此包食品脱氧剂中还有氯化钠，再取少量滤液A于试管2中，向其中滴加硝酸银溶液，生成白色沉淀，继续滴加稀硝酸，沉淀不消失。由此证明，食品脱氧剂中含有氯化钠，请写出生成白色沉淀的化学方程式： 。
【反思评价】小亮认为小明的检验方案并不能证明氯化钠的存在，你认为其原因是 。
2．（2023·黑龙江牡丹江）实践活动课中，同学们对膨松剂能使油条膨胀这一现象产生浓厚的兴趣，于是围绕膨松剂的成分和原理进行了如下项目式探究。
【查阅资料】①某膨松剂配料表成分：碳酸氢钠、磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]、玉米淀粉。
②玉米淀粉是一种填充剂，不参与反应。
任务一 揭示膨松剂使油条膨胀的原理
【指出问题】使油条膨胀的气体是如何产生的？
【作出猜想】Ⅰ、碳酸氢钠能与磷酸二氢钙反应产生气体；
Ⅱ、碳酸氢钠受热会分解产生气体。
【实验探究】
(1)设计实验方案并完成如下实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量磷酸二氢钙于试管中，加水充分溶解，测定溶液的pH pH<7 磷酸二氢钙溶液呈 性。猜想Ⅰ成立
向盛有膨松剂的试管中加入水
澄清石灰水变浑浊 猜想Ⅱ成立。使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 。
【得出结论】使油条膨胀的气体即来自发面、醒面过程中碳酸氢钠与磷酸二氢钙的反应，又来自油炸过程中碳酸氢钠的受热分解。
【提出问题】碳酸钠与碳酸氢钠都能与酸反应产生气体，碳酸钠适合作膨松剂吗？
任务二 探究碳酸钠能否作膨松剂
【实验探究】
(2)设计实验方案并完成如下实验。（装置气密性良好）
实验步骤 实验现象 实验结论
分别取等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液，测定pH NaHCO3溶液的pH=8Na2CO3溶液的pH=11 Na2CO3溶液碱性太强，影响食物口感
相同条件下， ，甲中发生反应的化学方程为 。
【得出结论】碳酸钠不适合作食品的膨松剂。
【讨论交流】
(3)同学们认为若想得出上述结论，还需要补充的实验是 。
【拓展延伸】
(4)“臭粉”（主要成分为NH4HCO3）也是膨松剂中的一种，其受热分解产生二氧化碳的同时，也产生氨气，放出的气体量大，膨松效果好，但氨气极易溶于水。制作下列食品时，不适合用臭粉作膨松剂的是______（填字母）。
A．油炸面食 B．烘焙饼干 C．蒸馒头
(5)存放膨松剂时的注意事项是 （写一条）。
3．（2024·广东广州·一模）某干燥剂中可能含有氧化钙、氯化钙和氢氧化钠中的两种物质。某小组为确定其成分进行了实验探究。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验探究】
实验操作 实验现象
取少量干燥剂样品于试管中，加入足量水，充分振荡。静置一段时间后，加入几滴酚酞溶液。 样品完全溶解，试管壁变热。加入酚酞后溶液变红色。
【分析与结论】
(1)该干燥剂样品的水溶液呈 (填“酸”、“中”或“碱”)性。
(2)甲同学认为该样品中含有氢氧化钠。乙同学不认同，其理由是 (写化学方程式)。
(3)丙同学做了一个补充实验，确定该样品中含有氧化钙和氢氧化钠，不含氯化钙。写出该实验的操作和现象：取少量干燥剂样品于试管中，加入足量水，充分振荡， 。
【拓展实验】
(4)分别往等质量的碱石灰(主要成分为氧化钙和氢氧化钠)、无水氯化钙、浓硫酸中通入潮湿空气。通过比较不同干燥剂的最大增重量，得出几种干燥剂的干燥能力强弱。该实验设计存在的问题是 。
【拓展应用】
(5)为废物利用，将某变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应，再蒸发制取产品氯化钙固体。与变质前的氧化钙相比，变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量是否会有影响，为什么？。
4．（2024·山东泰安·一模）市场上许多食品包装袋内都会有一小袋包装的干燥剂，这种干燥剂主要用来除去食品中的水分，防止食品受潮变坏。食品中生石灰作为主要原料的干燥剂比较常见(如图)。如果将小纸袋拿出来放在空气中，经过一段时间后，会发现纸袋内的白色固体颗粒黏在一起成为块状。同学们在老师的指导下，对纸袋内的物质进行了探究。
【提出问题】白色块状固体的成分是什么？
【猜想假设】
(1)同学们猜想该固体有CaO、Ca(OH)2中的一种或两种。你认为还可能有 。
(2)【实验验证】
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 取样品于试管中，加水溶解，用手触摸试管外壁 试管外壁发热，试管底部有白色固体 样品中一定含有
实验2 将实验1中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中通入 气体 滤液变浑浊 样品中一定含有Ca(OH)2
实验3 取少量实验2中的滤渣，加入足量的稀盐酸 样品中含有你猜想的物质
【反思评价】
(3)同学们经过讨论，认为滤液中一定含有Ca(OH)2，样品中不一定含有Ca(OH)2。理由用化学方程式表示为 。
【拓展应用】
(4)若实验3反应生成二氧化碳的质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示，则滤渣的成分为 。
(5)实验室中，易与空气中某些物质反应的药品更要 保存。
5．（2024·云南·一模）实验室有一包久置的生石灰干燥剂，同学们对其是否变质以及变质的程度感到好奇，于是开展了如下探究：
[提出问题]该干燥剂的成分有哪些
[查阅资料]①碳酸钙在900℃以上时会分解生成氧化钙和二氧化碳；②氢氧化钙在500℃以上会分解生成氧化钙和水。
(1)[实验验证]
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量该干燥剂样品于试管中，加入一定量的水 该干燥剂样品中一定有氧化钙
②取①中上层清液于试管中，滴加酚酞溶液 溶液变红 该干燥剂样品中一定有
③另取少量干燥剂样品于试管中，滴加足量稀盐酸 该干燥剂样品中一定有碳酸钙
[分析讨论]
(2)小明同学认为步骤②不能得到结论正确，原因是 。
(3)步骤③发生反应的化学方程式为 。
[拓展探究]
(4)为了进一步探究干燥剂中是否有氢氧化钙，小红称取该干燥剂m1g，加热温度控制在 ，称量反应后固体质量为m2g，若m1 (填“＞”“＜”或“=”)m2，说明该干燥剂中含有氢氧化钙。
[实验反思]
(5)结合固体的成分，你认为生石灰干燥剂除了能吸收空气中的水分外，还能吸收空气中的 。
6．（2024·云南·模拟预测）碳酸氢钠俗称小苏打，受热易分解产生气体，同时留下白色固体。
Ⅰ.探究NaHCO3受热分解生成的气体成分。
查阅资料：NaHCO3，受热分解生成CO2和H2O。
产物验证：将NaHCO3受热分解生成气体通入如下实验装置。
(1)实验进行一段时间后，装置A中的现象是 ，发生反应的化学方程式是；装置B的作用是 。
实验结论：NaHCO3受热分解生成的气体是CO2和H2O。
Ⅱ.探究NaHCO3受热分解后剩余固体的成分
提出猜想：猜想一：Na2CO3
猜想二：NaOH
猜想三：Na2CO3与NaOH
实验方案一：
称量一定质量NaHCO3固体于试管中，加热至固体质量不再发生变化；
取样剩余固体，进行以下实验：
实验步骤 实验现象 结论
①向样品固体中加入适量的水溶解，滴加无色酚酞 ___________ 猜想一正确
②向①所得溶液中加入___________ ___________
(2)步骤①的实验现象是 ；步骤②向①所得溶液中加入 ，实验现象是 。
(3)综上所述：NaHCO3固体受热分解的化学方程式为 。
实验方案二：
实验装置：
Ⅰ.称量8.4g的NaHCO3于玻璃管中
Ⅱ.打开氮气气囊开关，通入一段时间氮气后，记录装置B、C的质量；
Ⅲ.点燃A处酒精灯，直至装置B、C的质量不变，再次记录装置B、C的质量并熄灭A处酒精灯；
Ⅳ.等待装置冷却至室温后， 关闭氮气气囊的开关。
数据记录：
装置A中固体质量 装置B总质量 装置C总质量
反应前 8.4g 110.5g 80.4g
反应后 5.3g 111.4g 82.6g
实验分析：
(4)实验步骤Ⅱ中先通入一段时间氮气的目的是 ，请结合实验数据分析剩余固体为何只有碳酸钠 （要求过程）。
7．（2024·广西柳州·二模）某饼干的配料如图，研究性学习小组对其部分成分进行相关探究。
【查阅资料】
(ⅰ)饼干制作烘焙过程中，配料中的碳酸氢钠全部受热分解转化为碳酸钠，而碳酸钠不分解。
(ⅱ)碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
【实验准备】
称取质量为mg的饼干样品放入烧杯中，加入适量蒸馏水，充分溶解后过滤，将滤液通过半透膜渗析(除去蛋白质等有机物)，得到待检液。将待检液平均分为甲、乙两等份。
任务一：定性验证饼干样品中的有关成分
【实验验证】
实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ．取少许待检液甲于试管中，滴入过量稀硝酸 现象是_______ 饼干中含有碳酸钠
Ⅱ．向步骤Ⅰ反应后溶液中滴入少量硝酸银溶液 有白色沉淀产生 饼干中含有_______
(1)步骤Ⅰ的现象是 ；步骤Ⅱ说明饼干中含有 。
【交流讨论】
(2)有同学认为可以把步骤Ⅰ中的稀硝酸改为稀盐酸。经讨论后，大家一致认为不可行，理由是 。
任务二：定量测定饼干样品中碳酸钠的质量分数
【实验探究】小组同学用待检液乙进行如图装置实验。
主要步骤：①检查装置气密性后装入药品；②通入一段时间；③称量装置C的质量为；④滴加稀硫酸充分反应；⑤再通入一段时间；⑥称量装置C的质量为。
【实验分析】
(3)装置A中发生反应的化学方程式为 。
【实验结论】
(4)该饼干样品中碳酸钠的质量分数为 (用m、、表示)
【反思评价】
(5)上述装置中D的作用是 。
(6)在探究过程中两次通入氮气为了减少实验误差，如果省略了步骤⑤则会造成实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
8．（2024·陕西西安·模拟预测）某化学小组同学按下图对碱的化学性质展开探究。回答下列问题：
(1)甲、乙、丙三支试管共体现了Ca（OH）2 条化学性质。
(2)甲试管观察到 ，证明稀盐酸和氢氧化钙溶液发生反应。
(3)丙试管中发生反应的化学方程式为 。
实验结束后，同学们将三支试管中的物质全部倒入一个洁净的废液缸中，充分搅拌、静置，观察到烧杯内下层有白色沉淀，上层清液呈红色。
【提出问题】
上层清液呈红色，说明溶液呈碱性。上层溶液中呈碱性的溶质是什么呢？
【猜想与假设】
(4)猜想一：NaOH 猜想二：Na2CO3
猜想三：NaOH和Na2CO3 猜想四： 。
【实验验证】
(5)
实验方案 实验现象 实验结论
甲同学 取少盘废液虹中上层红色溶液于试管中，加入过量CaCl2溶液。 观察到 。 猜想三成立
乙同学 取少量废液缸中上层红色溶液于试管中，加入Ca（OH）2溶液。 与甲同学相同的现象 猜想三成立
【实验反思】
(6)同学们分析认为，乙同学的实验方案不能达到实验目的，其理由是 。
【拓展应用】
(7)同学们交流后认为，有很多方法能检验出某溶液中是否同时含有NaOH和Na2CO3。你认为下列各组方法能检验出某溶液中是否同时含有NaOH和Na2CO3的是_______（填字母）。
A．取样，先滴加稀盐酸再滴入紫色石溶液
B．取样，先滴加过量氯化钙溶液，静置后取上层清液再滴入氯化铜溶液
C．取样，先滴加过量硝酸钡溶液，静置后取上层清液再滴入硫酸镁溶液
D．取样，先滴入过量氯化钡溶液，静置后取上层清液再通入二氧化碳
9．（2024·甘肃临夏·一模）碳酸钠俗称“纯碱”，化学兴趣小组的同学根据认识物质性质的思路与方法进行如表实验探究。
(1)【实验探究】
预测碳酸钠的化学性质 ①碳酸钠能与酸碱指示剂反应 ②碳酸钠能与酸反应 ③碳酸钠能与碱反应 ④碳酸钠能与盐溶液反应
实验过程
预期现象或实验分析 现象：无色酚酞溶液变 该反应的化学方程式是 溶液中产生白色沉淀 溶液中产生白色沉淀
反思与评价 实验证据证明纯碱是一种具有碱性的盐，实验 证明了纯碱具有类似于碱的通性
【探究延伸】实验结束后，小组同学对实验③试管中上层清液的溶质成分产生疑问，作出猜想：
(2)猜想一：只含有NaOH
猜想二：含有NaOH、Na2CO3
猜想三：含有NaOH、Ca(OH)2
猜想四：含有NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
根据所学的化学知识，不用实验就可知猜想 错误。
(3)同学们取少量实验③试管中的上层清液分别置于甲、乙两支试管中，进行探究：
实验操作 实验现象 结论
在试管甲中滴加碳酸钠溶液 未产生白色沉淀 猜想 错误
在试管乙中滴加足量的稀盐酸 猜想二正确
10．（2024·安徽滁州·一模）色彩斑斓的气球装点着生活，市面上有一种自动充气气球，充气时不需要用嘴吹，也不需要打气筒，可以自动充气。同学们针对该自动充气气球展开了项目式探究。
任务一：自动充气气球的原理
(1)同学们触摸气球发现气球中有一个“小液包”与一小块白色固体。捏破“小液包”，气球慢慢鼓起，并发出嘶嘶声，气球温度变凉并逐渐下沉。同学们用剪刀在已充气的气球上剪小口，插入导管，导管另一瑞通入澄清石灰水中，观察到溶液变浑浊，证明产生的气体是二氧化碳，反应的化学方程式为 。
任务二：小块白色固体成分探究
(2)同学们剪开“小液包”，将无色液体倒入烧杯中，将pH计插入液体中，读取pH为1.0，则说明无色液体呈 性。
【查阅资料】同学们在查阅相关生产说明后了解到白色固体为碳酸盐。
(3)同学们猜测白色固体可能为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种，为验证白色固体的成分，同学们进行如下实验：
第1步：取少量白色固体研碎放于烧杯中，加入足量蒸馏水，用玻璃棒不断搅拌，观察样品全部溶解，说明样品中不含 。
第2步：同学们取少量白色固体于试管中，加入适量稀盐酸，观察到 ，说明白色固体为碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种。
(4)同学们查看包装得知所用的溶液是柠檬酸而不是稀盐酸和稀硫酸，请分析选用柠檬酸的原因可能是 。
【拓展探究】
(5)同学们认为通过上述实验无法证明样品中是否含有碳酸钠，需要进一步进行探究。同学们设计图1装置分别测定等质量的碳酸钠、碳酸氢钠和白色固体与等体积、等浓度盐酸反应时集气瓶内的压强变化，如图2所示。
①分析图像，可得出白色固体一定仅含碳酸氢钠的理由是 。
②结合实验数据猜测，自动充气气球选择碳酸氢钠而不是碳酸钠的原因是 。
(6)老师指出还可以采用更简单的方法得出与上述实验(5)相同的结论，实验方案为 。
11．（2024·吉林·一模）实验室使用较浓的盐酸制得的通入澄清石灰水中，发现没有变浑浊。圳圳同学发现问题后，在老师指导下设计如下实验进行探究。
【查阅资料】
①通入溶液无沉淀产生，氯化氢（）通入溶液中产生沉淀。
②纯净的气体通入饱和溶液几乎不溶解，且不发生反应。
【提出问题】为什么实验制得的通入澄清石灰水中不变浑浊？
【提出猜想】
猜想一：澄清石灰水可能变质了。
猜想二：制取的气体中可能含有其他气体。
【实验探究】
(1)探究一：澄清石灰水是否变质
实验操作 实验现象 结论
取该澄清石灰水于洁净的试管中并逐滴加入溶液 澄清石灰水变浑浊 发生该反应的化学方程式： ，澄清石灰水 （选填“有”或“没有”）变质。
(2)探究二：制取的气体中是否含有其他气体
①将制取的气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的装置A、B中，再通过装置C中的澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊了；则CO2气体中含有其他气体。
②将制取的气体通入溶液中，产生白色沉淀，则说明该气体中混有 （填写化学式），B中饱和溶液的作用是 。
③写出探究二步骤①中该气体通过A装置发生反应的化学方程式 。
12．（2024·贵州黔南·一模）金属材料的应用推动了社会发展，被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜位于贵州省平塘县，是目前世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜，支撑它的角钢塔架中含有铁、铜、锰(Mn)元素，某小组同学准备探究这三种金属的活动性强弱。
【实验目的】探究铁、铜、锰三种金属的活动性强弱。
【实验设计】设计如图所示实验。
【实验现象】只有实验①无明显现象发生。
【实验分析】生成物中锰元素显+2价。
(1)写出四个实验中发生反应的其中一个化学方程式： ，几个反应的共同特点是 。
(2)同学们分析发现，不需要进行实验 （填序号）也可以达到实验目的。
【实验结论】
(3)铁、铜、锰三种金属的活动性强弱为 。
【实验拓展]
(4)现将由5.5g锰5.6g铁6.4g铜组成的混合物放入一定量的稀硫酸中，充分反应后过滤得到固体12g，则产生氢气的质量为 g。
13．（2024·江苏盐城·一模）我校化学兴趣小组以“金属的化学性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】金属与氧气反应
(1)防锈工艺之一是利用烤蓝技术，即高温下在铁表面形成一层四氧化三铁，从而保护了内部的铁不受腐蚀。下列选项中与四氧化三铁致密结构相似的物质是 （填字母）。
A．铝在常温下与氧气反应生成的氧化铝
B．铁在常温下与氧气、水反应生成的铁锈
C．水的净化中用于吸附颜色、异味的活性炭
【任务二】金属与酸反应
取表面积大小相同的三种金属片，分别加入足量相同的三份稀盐酸中，并用温度传感器测定反应过程中的温度变化，所得温度变化曲线如图甲所示。
(2)由图甲可知 （填“能”或“不能”）根据金属与酸反应的放热情况来判断不同金属的活动性强弱。若要设计实验验证铁、锌、铜的金属活动性顺序，用下列各组物质进行实验，则能达到实验目的的是 （填字母）。
A．Zn、Cu、FeCl2溶液
B．Fe、Cu、ZnCl2溶液
C．Fe、Cu、Zn、稀盐酸
D．Fe、CuCl2溶液、ZnCl2溶液
(3)将一块未经打磨的铝片放在盛有稀盐酸密闭容器中，用传感器探究反应容器内的温度随时间变化如图乙，50s前温度未上升的原因是 。（用化学方程式表示）
(4)锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫，在反应一段时间后用燃着的木条放在试管口检验时，听到爆鸣声，则产生的该气体是 。为什么在反应过程中产生了这种气体，简述原因 。
【任务三】金属和盐溶液的反应
向硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中连续、缓慢地加入质量为mg的锌粉，溶液中析出固体的质量与加入锌粉的质量关系如图丙所示。
(5)bc段（不含两端点）反应析出的金属是 。
(6)c点对应的溶液的溶质是 、 （填化学式）。
(7)若ab段和bc段析出的固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1和m2的比值为 。
14．（2023·山东烟台）某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口放置的氧化钙，猜测该氧化钙可能变质。小明为确定该瓶氧化钙的成分进行了实验探究，如下表所示：
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量该氧化钙样品于烧杯中，加水搅拌，静置，取上层清液滴加到红色石蕊试纸上 ①烧杯壁变热，石蕊试纸变为蓝色 样品中含有氧化钙和氢氧化钙
②烧杯底部有白色固体 样品中含有碳酸钙
【交流讨论】小组讨论后，同学们认为：“现象”不足以证明样品中有氢氧化钙，原因是 （用化学方程式表示）；“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙，原因是 。
兴趣小组同学为准确测定该瓶氧化钙的成分，进行了如下探究。
【提出问题】该瓶氧化钙中都有哪些成分，各成分的质量比是多少？
【查阅资料】氢氧化钙在一定温度下能分解：
碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，能吸收水和二氧化碳
【设计并实施实验】兴趣小组设计了如图所示的实验（装置气密性良好）。取该氧化钙样品放在装置B的玻璃管中，先通入一会空气，再称量C、D装置的质量，然后边通入空气，边用酒精喷灯加热（能达到高温），至固体不再发生变化，继续通一会空气，实验后测得装置增重，D装置增重。

【形成结论】该氧化钙样品中的成分是 ，它们的质量比是 。
【反思评价】装置的作用是 。如果没有装置，可能会导致氧化钙样品成分中的 测定结果偏大。
【拓展应用】为废物利用，兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应，再蒸发制取产品氯化钙固体，与变质前的氧化钙相比，变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量是否会有影响，为什么？ 。
15．（2023·黑龙江）某学习小组的同学在整理归纳反应规律时发现，有些化学反应发生时没有伴随明显的现象，他们就此进行了以下探究。
【提出问题】
怎样证明NaOH溶液分别与CO2及稀盐酸发生了反应？
【分析讨论】
(1)同学们讨论后认为，可以用两种思路探究上述反应是否发生。
思路I：验证有 ；
思路Ⅱ：验证反应物减少或消失。
【实验探究】同学们分两组分别设计方案进行探究。
组别 第一组 第二组
实验示意图
【实验结论】
(2)第一组同学将充满CO2气体的试管倒扣在NaOH溶液中，观察到 ，认为NaOH溶液和CO2发生了反应。但有同学指出，还应进行CO2与 反应的对比实验才能得出这一结论。
(3)第二组的小明同学向丙中滴入无色酚酞溶液后，观察到溶液颜色 ，得出NaOH溶液与稀盐酸发生了反应的结论。小亮同学向丁中滴入AgNO3溶液后，观察到有白色沉淀生成，由此他认为NaOH溶液与稀盐酸反应生成了NaCl，你认为小亮的结论是 （填“合理”或“不合理”）的。
(4)第二组同学进一步讨论后认为，如果将乙中的溶液蒸发结晶，再将得到的晶体溶于水，若在室温下测得该溶液的pH （填“>”“<”或“=”）7时，则能证明有氯化钠生成。
【反思与拓展】
(5)氢氧化钠在空气中易变质，为了防止该药品变质，该药品要 保存。
(6)下列物质，能进一步证明第二组的实验中“氢氧化钠溶液与稀盐酸是否恰好完全反应”的是_______（填字母）。
A．铜片 B．氧化铜 C．紫色石蕊溶液
答案和解析
一、思路方法
1.实验探究的题型结构思维模式：提出问题、猜想假设、进行实验、验证猜想、根据现象得出结论、分析解释、反思拓展。
2.进行实验验证猜想时，需注意实验操作（加入某种试剂、对药品加热等）、实验现象（有无沉淀、气体、溶液颜色的变化等）和实验结论（有无某种物质、猜想是否正确等）之间的对应关系。实验操作产生实验现象，由实验现象推导出实验结论，或由实验结论反推实验操作和实验现象。
3.常见易变质的物质：①由于吸水质量增加的物质：氢氧化钠固体、浓硫酸。②由于跟水反应质量增加的物质：氧化钙、硫酸铜。③由于和二氧化碳反应质量增加的物质：氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾。④由于挥发质量减少的物质：浓盐酸、浓硝酸、酒精、氨水。⑤其他常见物质的变质：食物的腐烂、铁生锈、铜生锈等。
二、解题步骤
1．对反应后物质成分的猜想：写出化学方程式，依据“生成物一定有，反应物可能有”做出猜想。一般两种物质反应后，猜想有三种情况：只有生成物；有生成物和其中一种反应物（两种情况）。再根据物质的性质设计实验方案。
2.针对物质变质问题提出猜想时，可从：没有变质（只有原来的物质）、部分变质（原来物质和变质后的物质都有）、完全变质（只有变质后的物质）三个方面入手。
3.设计实验方案探究物质的成分或性质，其实质是物质的检验。实验操作--实验现象--实验结论间是相互联系的，它们的关系为取样(取少量物质或物质的溶液+适当试剂）现象结论（有无该物质）。
4.实验探究中如需根据实验步骤和现象完善实验结论。一般根据实验步骤和对应的实验现象，以及物质的性质判断是否存在要验证的物质，继而得出结论。若要根据实验结论完善实验现象或步骤，则根据结论进行反推，确定所用的试剂和对应的现象。
三、解题模型
类型1 氢氧化钠变质的探究
（1）确定是否变质：检验是否存在碳酸根离子(CO32-)，加入过量的BaCl2溶液，观察是否产生白色沉淀。
（2）确定氢氧化钠是部分变质还是完全变质：检验是否存在氢氧根离子(OH-)，加入过量的BaCl2溶液，过滤，取滤液加入无色酚酞溶液（或可溶性铜盐或铁盐），若溶液变红（有蓝色或红褐色沉淀生成），则部分变质；若溶液仍为无色，则全部变质。
注：加入过量BaCl2溶液的目的是检验并除去Na2CO3，因为Na2CO3溶液也呈碱性，也可使无色酚酞溶液变红，避免对第二步中NaOH的检验造成干扰。
类型2 氢氧化钙变质的探究
（1）确定是否变质：检验是否存在碳酸钙(CaCO3)，加入稀盐酸，若有气泡产生，说明已变质。
（2）确定部分变质还是完全变质：检验是否存在氢氧化钙[Ca(OH)2]，取样品少量于烧杯中，加适量水，充分搅拌，然后再加入无色酚酞溶液，若溶液变成红色，说明部分变质；若溶液不变色，说明全部变质。
类型3 固体混合物成分探究
（1）检验是否有金属：加酸(或盐)溶液，看能否反应产生气体、是否产生新金属或溶液颜色的变化来判断。
（2）检验金属氧化物，加酸，观察金属氧化物溶解于酸后溶液颜色变化情况。
（3）检验碱或盐固体，利用常见离子的特征化学反应检验对应水溶液中阴、阳离子的存在或不溶物中阴、阳离子。
类型4 液体混合物成分探究
可以通过检验构成物质的阴、阳离子的特征现象来确定。
类型5 气体混合物成分探究
（1）结合气体的性质探究，如CO2通入紫色石蕊溶液中能使溶液变红或通入澄清石灰水中能使溶液变浑浊；水蒸气能使无水硫酸铜粉末变蓝等；NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；HCl气体遇AgNO3溶液产生不溶于酸的白色沉淀。
（2）将某些气体转化为能与其他物质反应且产生明显现象的物质探究，如CO通过灼热的氧化铜，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊等。
01 物质变质的探究
1．（2023 大连）实验室有一瓶开封且久置的氢氧化钠固体，化学小组设计如下方案对其变质情况进行探究。
【实验一】从定性角度，确定氢氧化钠是部分变质还是全部变质。
实验步骤：
Ⅰ.取一定质量的干燥样品于烧杯中，加入足量的水充分溶解，将溶液转移至锥形瓶中；
Ⅱ.向溶液中加入试剂X，连接装置，如图所示；
Ⅲ.……
（1）试剂X的名称是 　 　；步骤Ⅲ的操作及现象是 　 。
【实验二】从定量角度，确定氢氧化钠的变质程度（已变质的氢氧化钠占变质前氢氧化钠的质量分数）。
（2）化学小组在实验一的基础上，仍利用该装置及相关试剂继续实验，通过测定反应生成气体的质量来确定氢氧化钠的变质程度。在称量气体生成前装置及试剂总质量时，有同学认为，在实验一步骤Ⅲ前、后称量均可，理由是 。本实验中所加试剂过量，但所测定的氢氧化钠变质程度偏小，原因是 　，此时锥形瓶内溶液中溶质的成分是 　 。
（3）结合本次探究活动，除了上述测定氢氧化钠变质程度的方法，还可以通过测定其他量达成目的，写出具体操作并简述推断过程 　 。
【答案】（1）酚酞溶液；打开分液漏斗活塞，将足量氯化钙溶液全部注入锥形瓶充分反应，有白色沉淀生成，溶液仍为红色；
（2）实验一的步骤Ⅲ中只发生的反应是CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，既无气体参加反应，又无气体生成，根据质量守恒定律，反应前后总质量保持不变；二氧化碳的密度比空气的密度大，部分残留在瓶中；氯化钙、氯化钠、氯化氢、酚酞；
（3）实验一的步骤Ⅲ后过滤、洗涤滤渣并干燥、称量，可得反应生成碳酸钙的质量，根据相关反应的化学方程式，利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度。
【解答】解：（1）氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质，氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都显碱性，都能使酚酞溶液变红，则试剂X的名称是酚酞溶液，氯化钙溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，则可用足量的氯化钙溶液检验并除去碳酸钠，若溶液仍为红色，说明有氢氧化钠，则步骤Ⅲ的操作及现象是打开分液漏斗活塞，将足量氯化钙溶液全部注入锥形瓶充分反应，有白色沉淀生成，溶液仍为红色；
（2）实验一的步骤Ⅲ中只发生的反应是CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，既无气体参加反应，又无气体生成，据质量守恒定律，反应前后总质量保持不变，则在称量气体生成前装置及试剂总质量时，在实验一步骤Ⅱ前、后称量均可，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，氢氧化钠变质程度偏小，说明碳酸钠的质量偏小，则二氧化碳的质量偏小，原因是二氧化碳的密度比空气的密度大，部分残留在瓶中，本实验中所加氯化钙溶液和稀盐酸过量，则此时锥形瓶内溶液中溶质的成分是 氯化钙、氯化钠、氯化氢、酚酞；
（3）本次探究活动，除了上通过测定反应生成气体的质量来确定氢氧化钠的变质程度，还可以利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度，故具体操作和推断过程是实验一的步骤Ⅲ后过滤、洗涤滤渣并干燥、称量，可得反应生成碳酸钙的质量，根据相关反应的化学方程式，利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度。
故答案为：（1）酚酞溶液；打开分液漏斗活塞，将足量氯化钙溶液全部注入锥形瓶充分反应，有白色沉淀生成，溶液仍为红色；
（2）实验一的步骤Ⅲ中只发生的反应是CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，既无气体参加反应，又无气体生成，根据质量守恒定律，反应前后总质量保持不变；二氧化碳的密度比空气的密度大，部分残留在瓶中；氯化钙、氯化钠、氯化氢、酚酞；
（3）实验一的步骤Ⅲ后过滤、洗涤滤渣并干燥、称量，可得反应生成碳酸钙的质量，根据相关反应的化学方程式，利用碳酸钙的质量可计算出已变质的氢氧化钠的质量，进而确定变质程度。
02 反应后物质成分的探究
2．（2024·广东茂名·一模）兴趣小组的同学在探究金属的活动性顺序时，进行了如下拓展性学习与探究。
探究一：探究Mg、Cu、Ag的活动性顺序
【进行实验】
同学们进行了题图所示的甲、乙实验。
【小组交流】
(1)实验中观察到，甲中镁丝表面附着一层 色固体，乙中溶液颜色变为 色。
(2)你认为通过甲、乙实验 （选填“能”或“不能”）得出三种金属的活动性顺序。
探究二：探究反应后混合溶液中溶质的成分
实验结束后，小组同学进行了题图所示的丁实验，将甲、丙试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中，产生白色沉淀，上层为无色澄清溶液，为确认烧杯中溶液的溶质成分，同学们进行了拓展探究。
【知识回顾】
(3)丙中发生反应的化学方程式为 。
【提出问题】
丁中烧杯内溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】
(4)猜想I：Na2SO4
猜想II：MgSO4、Na2SO4和H2SO4
猜想III：Na2SO4、NaOH
猜想IV：Na2SO4和 。
【小组讨论】
(5)经过讨论，小组同学认为甲和丙的废液混合后生成的白色沉淀是氢氧化镁，故上层清液中一定不含 ，因此小组同学一致认为猜想 不合理。
【实验验证】
(6)进行实验进行验证：
实验操作 实验现象或数据 实验结论
用pH试纸测烧杯中溶液的pH值 pH 7（填“>”或“<”） 猜想Ⅱ错误猜想Ⅲ正确
取少量烧杯中的溶液于洁净试管中，向其中滴加 。 溶液变为红色 猜想Ⅲ正确
【答案】(1) 红 蓝
(2)能
(3)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
(4)MgSO4
(5) 硫酸 Ⅱ
(6) > 无色酚酞试液
【详解】（1）甲实验中镁和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，故观察到的现象为镁丝表面附着一层红色固体；乙实验中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，故观察到溶液颜色变为蓝色；
（2）甲实验中镁和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，观察到有红色固体析出，证明镁的活动性比铜强；乙实验中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，观察到有银白色固体析出，证明铜的活动性强于银，通过甲、乙实验能得出三种金属的活动性顺序；
（3）丙中氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，该反应的化学方程式为2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O；
（4）甲中镁和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，丙中氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，混合后硫酸镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁白色沉淀和硫酸钠，氢氧化镁能和硫酸反应，故上层清液中一定不含硫酸，如果硫酸镁和氢氧化钠恰好完全反应，则溶质为硫酸钠；如果氢氧化钠过量，则溶质为硫酸钠、氢氧化钠；如果硫酸镁过量，则溶质为硫酸钠、硫酸镁，故猜想Ⅳ为Na2SO4和MgSO4；
（5）氢氧化镁能与硫酸反应生成硫酸镁和水，不能共存，故溶质中不可能含有硫酸，故猜想Ⅱ不合理；
（6）猜想Ⅲ正确，溶液中含有氢氧化钠，溶液显碱性，pH>7；取少量烧杯中的溶液于洁净试管中，向其中滴加无色酚酞试液，溶液变为红色，则猜想Ⅲ正确。
03 无明显现象反应的探究
3．（2023·江苏连云港·一模）在学习了常见的酸和碱后，某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”，在老师引导下开展实验探究活动，请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合，观察不到明显现象，为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应，三位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示，则该同学是将 (填字母序号)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中
b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示，说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是 。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图3所示实验，他观察到溶液由红色变成无色，也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应，反应的化学方程式为 。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分，大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】猜想一：只有K2SO4；猜想二：有K2SO4和H2SO4；猜想三：有K2SO4和KOH
【进行实验】
(4)为了验证猜想，学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液，进行如下探究并完善表格。
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 取少量反应后的溶液于试管中，加入Fe2O3粉末 溶液中有H2SO4猜想二正确
方案二 取少量反应后的溶液于试管中，滴加BaCl2溶液 产生白色沉淀 溶液中有H2SO4，猜想二正确
【实验结论】通过探究，同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(5)丁同学针对上述方案提出疑问，认为方案二是不合理的，理由是 。
(6)同学们经过反思与讨论，最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替，也能得到同样的实验结论，请你选出可用药品的字母序号_______。
A．Mg B．CuO C．KCl D．Na2CO3
(7)分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还要考虑 。
(8)测定硫酸溶液溶质的质量分数
取该硫酸溶液20g，滴加10%的氢氧化钾溶液，恰好完全反应时，共消耗氢氧化钾溶液56g。计算该硫酸溶液的溶质质量分数。(析出详细过程)
【答案】(1)a
(2) 放热 恰好完全反应
(3)2KOH+ H2SO4=K2SO4+ 2H2O
(4)固体消失，溶液变为黄色
(5)K2SO4与BaCl2反应产生白色沉淀干扰H2SO4的检验
(6)ABD
(7)反应物剩余
(8)解：设该硫酸溶液的溶质质量分数x
答：该硫酸溶液的溶质质量分数为24.5%。
【详解】（1）图1中开始pH小于7，pH逐渐增大，则烧杯内是酸、滴入的是碱。故选a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中。
（2）开始时温度逐渐升高，所以明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是放热反应。B点温度达到最高，说明之后无反应放热，则氢氧化钾和硫酸恰好完全反应。
（3）氢氧化钾和硫酸反应生成硫酸钾和水，化学方程式为。
（4）根据结论，溶液中有硫酸，硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水，所以现象是固体消失，溶液变为黄色。
（5）硫酸根离子和钡离子结合成硫酸钡沉淀，除了硫酸中有硫酸根，一定存在的硫酸钾中也有硫酸根，所以有硫酸或没有硫酸都会出现白色沉淀。故填：K2SO4与BaCl2反应产生白色沉淀干扰H2SO4的检验。
（6）A、镁和氢氧化钾、硫酸钾不反应，和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，有气泡产生。符合题意；
B、氧化铜和氢氧化钾、硫酸钾不反应，和硫酸反应生成硫酸铜和水，固体消失、溶液变蓝。符合题意；
C、氯化钾和氢氧化钾、硫酸钾、硫酸都不反应。不符合题意；
D、碳酸钠和氢氧化钾、硫酸钾不反应，和硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，有气泡产生。符合题意；
故选ABD。
（7）分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还要考虑反应物剩余，如猜想二、三就是考虑反应物硫酸、氢氧化钾是否有剩余。
（8）详见答案。
04 对家庭生活用品的探究
4．（2023·江苏泰州）某化学兴趣小组对家用某品牌发酵粉进行探究。
活动一：定性研究
(1)小星通过观察标签知道这种发酵粉主要成分是碳酸氢钠，为测定发酵粉溶解形成溶液的酸碱性，取少量发酵粉加适量水溶解，在室温下用pH计测得所得溶液pH为8.2，说明溶液中除、外，一定含有 （填离子符号）。
(2)小静对碳酸氢钠固体溶解过程温度变化进行研究，实验装置如图1，使用温度传感器分别测得不同质量的碳酸氢钠粉末溶解过程的温度变化曲线如图2。由图可知，碳酸氢钠固体溶于水 热量，影响溶解过程温度变化程度还与 因素有关（答1点即可）。
活动二：定量测定
小燕设计了如图3装置，测定该发酵粉样品中碳酸氢钠的质量分数（已知发酵粉中其他成分不与盐酸反应产生气体）。

(3)B装置中浓硫酸的作用为 。
(4)小燕取15.0g固体样品和足量稀盐酸置于装置A中，打开活塞，充分反应后，测得装置C增重6.6g。请计算样品中碳酸氢钠的质量分数。（写出计算过程）
(5)小组同学围绕实验中产生的碳酸氢钠的质量分数误差进行分析，形成两种不同意见。请分别写出产生偏大和偏小两种误差的原因和导致结果 。（经检测装置气密性良好）
活动三：拓展延伸
小林发现NaOH溶液与NaHCO3溶液混合后无明显现象，提出问题：NaOH和NaHCO3是否发生了化学反应？
(6)猜想一：两者不反应
猜想二：两者发生反应，从元素守恒的角度，反应生成H2O和 （写化学式）。
(7)已知：该实验条件下CaCl2溶液与NaOH溶液混合变浑浊，CaCl2溶液与NaHCO3溶液混合无现象，为验证猜想二正确，请你补充实验方案：取少量NaHCO3溶液，向其中加入足量NaOH溶液， 。（实验方案包括操作、现象和结论。可供选用的试剂有：CaCl2溶液、稀盐酸、澄清石灰水）
【答案】(1)OH-
(2) 吸收 碳酸氢钠的质量
(3)吸收水蒸气
(4)装置C增重6.6g即碳酸氢钠与稀盐酸反应生成二氧化碳的质量为6.6g。
设：样品中碳酸氢钠的质量为x
x=12.6g
样品中碳酸氢钠的质量分数=84%
答：样品中碳酸氢钠的质量分数为84%。
(5)产生偏大误差的原因是D装置中的碱石灰失效，空气中的二氧化碳进入C中使得二氧化碳质量偏大导致的结果是测得碳酸氢钠质量分数偏大；产生偏小误差的原因是C中氢氧化钠溶液部分变质，导致反应产生的二氧化碳未完全吸收，测得二氧化碳质量偏小，导致的结果是测得碳酸氢钠质量分数偏小。
(6)Na2CO3
(7)让两者充分混合后，加入CaCl2溶液，观察到溶液变浑浊，产生白色沉淀，将反应后得到的液体过滤，取滤渣洗净后放入试管中，加入稀盐酸，观察到有气泡产生，将产生的气体通入澄清石灰水中，看到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，说明NaOH和NaHCO3反应生成了碳酸钠，可得结论：NaOH和NaHCO3发生了化学反应
【详解】（1）用pH计测得所得溶液pH为8.2，说明溶液呈碱性，即溶液中应含有OH-，故填：OH-；
（2）由图可知，加入碳酸氢钠固体后，溶液的温度在下降，说明碳酸氢钠固体溶于水会吸收热量，由图2 可知，不同质量的碳酸氢钠去溶解，温度下降的快慢也不一样，故填：①吸收②碳酸氢钠的质量；
（3）B装置中浓硫酸的作用为吸收水蒸气，防止水蒸气进入C中被吸收，导致测得二氧化碳质量的数据不准确，故填：吸收水蒸气；
（4）见答案
（5）产生偏大误差即测得碳酸氢钠的质量分数偏大，则测得二氧化碳的质量也应偏大，故应该是D装置中的碱石灰失效，空气中的二氧化碳进入C中使测得二氧化碳质量偏大导致碳酸氢钠质量分数偏大；产生偏小误差即测得碳酸氢钠的质量分数偏小，则测得二氧化碳的质量也应偏小，故应该是C中氢氧化钠溶液部分变质，导致反应产生的二氧化碳未完全吸收，测得二氧化碳质量偏小，导致测得碳酸氢钠质量分数偏小。故填：产生偏大误差的原因是D装置中的碱石灰失效，空气中的二氧化碳进入C中使得二氧化碳质量偏大，导致的结果是测得碳酸氢钠质量分数偏大；产生偏小误差的原因是C中氢氧化钠溶液部分变质，导致反应产生的二氧化碳未完全吸收，测得二氧化碳质量偏小，导致的结果是测得碳酸氢钠质量分数偏小。
（6）从元素守恒的角度，反应前后元素种类不变，反应前有钠、氧、氢、碳四种元素，反应后也要有这四种元素，反应生成H2O有氢、氧元素，则另一种产物一定要有钠、碳元素，结合所学，则另一产物应为Na2CO3，故填：Na2CO3；
（7）证明二者发生反应，可以从证明生成物的角度出发，生成物为碳酸钠，利用氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，碳酸钙能与稀盐酸反应，生成能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳，故填：让两者充分混合后，加入CaCl2溶液，观察到溶液变浑浊，产生白色沉淀，将反应后的液体过滤，取滤渣洗净后放入试管中，加入稀盐酸，观察到有气泡产生，将产生的气体通入澄清石灰水中，看到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，说明NaOH和NaHCO3反应生成了碳酸钠，可得结论：NaOH和NaHCO3发生了化学反应。
05 对异常现象的探究
5．（2023·广东汕头·一模）某兴趣小组探究CO2与NaOH溶液的反应。
(1)如图，打开A中活塞，使A中产生的CO2缓慢通入B中，发现B、C中都没有明显现象产生，证明CO2能与NaOH 溶液的反应，B中反应的化学方程式是 。
(2)继续向B中通入CO2，一段时间后发现B中有“白色沉淀”产生的异常现象。同学们将B中物质进行过滤，得到白色固体和无色溶液。
【提出问题】白色固体是什么物质？
【查阅资料】Na2CO3溶液能与CO2反应产生NaHCO3；NaHCO3溶液、Na2CO3溶液都呈碱性，NaHCO3溶液不能与BaCl2溶液反应产生沉淀；Na2CO3、NaHCO3的溶解度曲线如图所示。
【提出假设】猜想Ⅰ：白色固体是Na2CO3
猜想Ⅱ：白色固体是NaHCO3
猜想Ⅲ：白色固体是 。
【进行实验】
同学们将白色固体洗涤、干燥后，分别置于编号为①②的试管中
序号 实验步骤 实验现象 结论
实验1 向试管①中加入稀盐酸。 固体全部溶解，有气泡产生。 白色固体中含有Na2CO3.
实验2 向试管②中加入较多量的水，振荡。 固体全部溶解，得到无色溶液。 白色固体能溶于足量的水中。
实验3 向加水后的试管②中先加入过量的BaCl2溶液，再滴入无色酚酞试液。 ； 。 猜想Ⅱ成立。
【反思和拓展】
(3)实验1的结论不正确，理由是 。
(4)NaOH溶液刚通入CO2时没有沉淀产生的可能原因是 ，通入过量CO2产生白色沉淀的原因是(用化学方程式表示) 。
【答案】(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(2) Na2CO3和NaHCO3 混合物 没有白色沉淀产生 无色酚酞试液变红色
(3)Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应产生气体
(4) 刚通入CO2时产生的Na2CO3溶解度大(或产生的Na2CO3量少或还没有产生溶解度小的NaHCO3等) CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3
【详解】（1）二氧化碳和氢氧化钠生成碳酸钠和水，化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
（2）Na2CO3溶液能与CO2反应产生NaHCO3，结合已有猜想，白色固体还可能是碳酸钠、碳酸氢钠混合物。
进行实验：
猜想Ⅱ成立，即白色固体是NaHCO3，氯化钡和碳酸氢钠不反应，和碳酸钠生成碳酸钡白色沉淀，碳酸氢钠溶液呈碱性，使酚酞变红，故实验现象为没有白色沉淀产生，无色酚酞试液变红色。
（3）实验1的结论不正确，理由是Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应产生气体，无法得出白色固体成分。
（4）NaOH溶液刚通入CO2时没有沉淀产生的可能原因是刚通入CO2时产生的Na2CO3溶解度大，或产生的Na2CO3量少，或还没有产生溶解度小的NaHCO3等。通入过量CO2产生白色沉淀是生成了溶解度小的碳酸氢钠，反应为二氧化碳、水和碳酸钠生成碳酸氢钠，化学方程式为CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3。
1．【新素材——结合趣味实验 】（2024·湖南·二模）学习酸的性质是一项重要的内容，某化学兴趣小组以“探究硫酸的性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究浓硫酸稀释过程中的能量变化。
(1)图1实验中，观察到用石蜡固定在铜片下的乒乓球脱落，此现象说明浓硫酸溶于水 (填“放热”或“吸热”)。
【任务二】探究硫酸的浓度对硫酸化学性质的影响。
(2)图2实验中，观察到很快变黑的是 (填“滤纸A”或“滤纸B”)，由此可知硫酸的浓度不同，其性质不完全相同。
【任务三】探究稀硫酸的化学性质。
小组同学按图3进行实验。
(3)写出试管B中发生反应的化学方程式 。
实验后，将试管A和试管B反应后的上层清液倒入同一洁净的烧杯中，发现废液呈无色，有白色沉淀生成。小组同学继续对废液中溶质的成分进行探究。
【提出问题】废液中溶质除酚酞外还含有什么？
【查阅资料】Na2SO4溶液、BaCl2溶液均呈中性。
【小组分析】同学们经过讨论一致认为废液中一定含有NaCl，可能含有HCl、Na2SO4、BaCl2。
【讨论交流】在讨论方案时，甲、乙、丙三位同学的观点如表。
同学 实验操作及预测现象 结论
甲 向废液中滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀 废液中一定含有HCl
乙 向废液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀 废液中一定含有Na2SO4
丙 向废液中滴加稀H2SO4，产生白色沉淀 废液中一定含有BaCl2
(4)你认为上述 同学依据预测实验现象得出的结论是不合理的。
【实验验证】
(5)丁同学向废液中滴加过量Na2CO3溶液，无气泡冒出，有白色沉淀产生，溶液变为红色。丁同学的实验现象证明废液中的溶质为NaCl和 (填化学式)。
【答案】(1)放热
(2)滤纸B
(3)
(4)甲
(5)BaCl2
【详解】（1）用石蜡固定在铜片下的乒乓球脱落，说明石蜡熔化了，说明温度升高，故此现象说明浓硫酸溶于水放热；
（2）稀硫酸没有脱水性，浓硫酸有脱水性，所以图乙实验中，观察到很快变黑的是滤纸B；
（3）试管B中发生反应为氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡和盐酸，该反应的化学方程式为：；
（4）废液中含氯化钠，氯化钠也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，故向废液中滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀，不能说明废液中一定含有HCl，故甲同学依据预测实验现象得出的结论是不合理的；
（5）向废液中滴加过量Na2CO3溶液，碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，无气泡冒出，说明废液中不含HCl，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，故有白色沉淀生成，说明废液中含氯化钡，氯化钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡和氯化钠，不能共存，故废液中一定不含硫酸钠，故丁同学的实验现象证明废液中的溶质为NaCl和BaCl2。
2．【新形式——数字化实验】（2023·四川绵阳）氢氧化钠溶液和稀盐酸混合没有明显现象，它们是否发生了反应呢？某化学兴趣小组的同学设计如图甲所示实验进行探究。他们在盛有一定量X溶液的烧杯中放置pH传感器和温度传感器，并滴入3滴酚酞试液，然后开启电磁搅拌器，从滴定管中逐滴加入Y溶液，计算机显示两种传感器所得的数据曲线如图乙和图丙。
回答下列问题：
(1)烧杯中的X溶液是 ，实验过程中烧杯内溶液的颜色变化： 。
(2)实验过程中发生反应的化学方程式是 。若使用的NaOH溶液已经变质，则实验时还可观察到烧杯中出现的现象是 。
(3)结合图像分析上述实验，下列说法正确的是___________(填序号)。
A．a点溶液显碱性 B．加入10mLY溶液时恰好完全反应
C．该反应是放热反应 D．烧杯中NaCl的质量分数一直增大
(4)从微观视角分析，酸碱中和反应的实质是：在溶液中，酸解离出的氢离子和碱解离出的 结合生成水。写出一个符合上述反应实质，产物有硫酸盐的化学方程式： 。
【答案】(1)稀盐酸 由无色变为红色
(2) 溶液中冒气泡
(3)BC
(4)氢氧根离子(或) (合理均给分)
【详解】（1）由图乙可知，烧杯中溶液初始pH<7，显酸性，故填：稀盐酸；酚酞遇酸呈无色，遇碱变红，实验过程中烧杯内溶液由酸性变为碱性，故填：由无色变为红色；
（2）实验过程中发生反应的化学方程式是：HCl+NaOH=NaCl+H2O；若使用的NaOH溶液已经变质，则生成碳酸钠，碳酸钠与盐酸反应产生二氧化碳气体，故填：溶液中冒气泡；
（3）A、a点pH<7，显酸性，错误；
B、由图丙可知，加入10mLY溶液时温度最高，说明此时恰好完全反应，正确；
C、由图丙可知，反应过程中温度逐渐升高，故该反应是放热反应，正确；
D、在反应过程中，NaCl逐渐增多，质量分数增大，恰好完全反应后继续加入Y溶液，氯化钠质量不变，但溶液总质量增加，氯化钠质量分数减小，错误；
故选BC。
（4）从微观视角分析，酸碱中和反应的实质是：在溶液中，酸解离出的氢离子和碱解离出的氢氧根离子(或OH )结合生成水；符合上述反应实质，产物有硫酸盐的化学方程式：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O(合理均给分)
3．【新考法——结合XRD图谱】（2023·江苏·二模）铜及其化合物的冶炼与人类生活、社会发展有密切联系。
(1)在实验室选择如图-1 装置探究木炭和氧化铜反应的最佳质量比。
【查阅资料】
①木炭能在较高温度环境中将氧化铜中的氧元素夺去，生成单质铜
②酒精灯防风罩能将酒精灯火焰温度提升至 600～800℃
③铜的熔点为 1083℃
【装置分析】
①该实验并未采用略向下倾斜试管的加热方法，原因可能是 。
A．使火焰更好包裹住药品部位，提高反应温度
B．防止生成的气体冲散药品，降低实验成功率
C．过程中会生成液态的铜，且防止石灰水倒吸
【实验过程】
实验：取 0.1 g 木炭粉与一定量的氧化铜粉末按下表所示比例充分混合，在粉末堆中插入一块灼烧过的铜片，进行实验。
序号 木炭粉与氧化铜粉末混合质量比 充分反应后试管底部固体的颜色
1） 1:9 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质
2） 1:10 混有很少量黑色物质
3） 1:11 混有极少量黑色物质
4） 1:12 无黑色物质
5） 1:13 混有少量黑色物资
②从表中可知，木炭还原氧化铜的最佳质量比是 。
③无需再进行木炭粉与氧化铜粉末质量比为 1: 14 的实验，原因是 。
④取出铜片观察，发现埋入粉末的部分变红，有金属光泽，上方铜片也变为亮红色，右侧澄清石灰水变浑浊，由此推测反应中产生的气体一定有 。
⑤某同学取 8.0 g CuO 固体粉末与一定量木炭以最佳质量比混合，若 CuO 完全转化为 Cu， 理论上预计能得到 Cu 的质量为 。
⑥试管底部的亮红色固体呈“海绵状”，如图-2 所示，实验得到“海绵铜”而非块状铜的原因是 。
(2)分别在 H2与 CO 气氛下，还原氧化铜样品。对反应后的样品进行 X 射线衍射，得到的XRD 图谱结果如图-3 所示。XRD 图谱中的峰值可以表征某物种的存在。结合图像说明，能否采用热还原的方法直接制得纯净的 Cu2O 产品， （填“用H2能”或“CO 能”或“都能”或“都不能”），为什么 。
【答案】(1) A 1:12 木炭粉与氧化铜的质量比为1:13时，红色粉末中已经混有少量黑色物质，说明氧化铜已经过量，无需做木炭粉与氧化铜质量比为1:14的实验 二氧化碳/CO2 6.4g 碳与氧化铜充分混合，碳被消耗而酒精灯防风罩能将酒精灯火焰温度为600～800℃，没有达到铜的熔点铜的熔点为1083℃
(2) 都不能 在有氧化亚铜产生的温度时同时存在氧化铜、铜为混合物，得到不是纯净的氧化亚铜
【详解】（1）①A.根据查阅资料“①木炭能在较高温度环境中将氧化铜中的氧元素夺去，生成单质铜”和“酒精灯防风罩能将酒精灯火焰温度提升至 600～800℃”可知，并未采用略向下倾斜试管的加热方法，原因可能是使火焰更好包裹住药品部位，提高反应温度，正确；
B.随有二氧化碳气体生成，但并不能冲散药品，错误；
C.根据“酒精灯防风罩能将酒精灯火焰温度提升至 600～800℃”，“铜的熔点为 1083℃”可知反应并不会生成液体铜，错误；
答案：A；
②从表中可知，木炭还原氧化铜的最佳质量比是1:12，该反应条件红色固体有金属光泽且无黑色物质；
③无需再进行木炭粉与氧化铜粉末质量比为 1: 14 的实验，原因是木炭粉与氧化铜的质量比为1:13时，红色粉末中已经又开始混有少量黑色物质，说明氧化铜已经过量，无需做木炭粉与氧化铜质量比为1:14的实验；
④取出铜片观察，发现埋入粉末的部分变红，有金属光泽，上方铜片也变为亮红色，右侧澄清石灰水变浑浊，由此推测反应中产生的气体一定有二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
⑤某同学取 8.0 g CuO 固体粉末与一定量木炭以最佳质量比混合，若 CuO 完全转化为 Cu，依据质量守恒定律可知：化学变化前后元素的质量不变，生成的铜的质量等于氧化铜中铜的质量，生成铜的质量=；
⑥试管底部的亮红色固体呈“海绵状”，如图-2 所示，实验得到“海绵铜”而非块状铜的原因是碳与氧化铜充分混合，碳被消耗而酒精灯防风罩能将酒精灯火焰温度为600～800℃，没有达到铜的熔点铜的熔点为1083℃；
（2）结合图像说明，都不能采用热还原的方法直接制得纯净的 Cu2O 产品，因为在有氧化亚铜产生的温度时同时存在氧化铜、铜为混合物，得到不是纯净的氧化亚铜。
4．【新形式——数字化实验】（2023·广西南宁·一模）钢铁是现代工业的筋骨，保护金属资源，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。科技小组以“铁锈蚀”为主题开展如下项目式学习。
【任务一】探究铁锈蚀的条件
取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，一周后观察实验现象。
(1)对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与空气中的 发生化学反应。
(2)铁锈蚀后应及时除锈的原因是 。
【任务二】探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，连接压强传感器、数据采集器，采集数据，绘制出压强随时间变化的曲线如图3。T1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液，再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上。
(3)据图3，对比AB段和BC段说明 ，t3时刻压强突然变大的原因是 。
【任务三】探究盐酸除锈
向试管A中（含生锈铁钉）加入过量稀盐酸，浸泡。可观察到铁锈逐渐消失，铁钉表面有气泡产生，溶液呈黄色，一段时间后溶液由黄色逐渐变为浅绿色，得到溶液A。
(4)铁锈消失是因为Fe2O3与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为 ；溶液A中一定含有的溶质是 。
【分析总结】
(5)为防止铁制品锈蚀，应保持铁制品表面 。
【答案】(1)氧气、水（蒸气）
(2)铁锈疏松多孔会吸附氧气和水蒸气加速生锈
(3) 氯化钠溶液会加速铁的生锈 铁生锈消耗氧气、是烧瓶内气体减少、压强变小、在外界大气压的作用下、注射器内的稀盐酸会进入到烧瓶内、稀盐酸与烧瓶中的铁反应产生氢气、烧瓶内气体增多、压强变大。
(4) Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O FeCl2/氯化亚铁
(5)洁净、干燥。
【详解】（1）A试管中既有氧气又有水、铁钉生锈、B试管中无氧气、C试管中无水B和C试管铁钉都不生锈、故可以得出：铁锈蚀主要是铁与空气中的氧气和水蒸气共同反应。
（2）铁锈有疏松多孔的结构、若不及时除锈、铁锈会吸附氧气和水蒸气加速生锈。
（3）①AB段是铁与氧气与水共同反应、T1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液、由图可知、压强下降速度变快、可以得出：氯化钠溶液会加速铁的生锈。
②、由图可知、T3时刻压强变大、是因为铁生锈消耗氧气、是烧瓶内气体减少、压强变小、在外界大气压的作用下、注射器内的稀盐酸会进入到烧瓶内、稀盐酸与烧瓶中的铁反应产生氢气、烧瓶内气体增多、压强变大。
（4）①、铁锈消失是因为Fe2O3与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
②、根据题意：向试管A中（含生锈铁钉）加入过量稀盐酸、浸泡、可观察到铁锈逐渐消失、铁钉表面有气泡产生、说明铁锈被稀盐酸反应完后、过量的稀盐酸与铁钉反应生成氯化亚铁和氢气、溶液呈黄色、说明溶液为氯化铁溶液、一段时间后溶液由黄色逐渐变为浅绿色、得到溶液A、说明氯化铁又逐渐变成了氯化亚铁、故溶液A中一定有的溶质为氯化亚铁。
（5）铁锈蚀主要是铁与空气中的氧气和水蒸气共同反应、故为防止铁制品锈蚀，应该隔绝氧气和水蒸气、故应保持铁制品表面干燥、涂一层油、涂保护层等。
5．【新考法——结合吸光度】（2023·北京东城·一模）实验小组探究用乙醇溶液提取紫甘蓝色素的最佳条件。
【查阅资料】
紫甘蓝色素在pH为1~14的溶液中颜色变化如下、
pH 1-2 3~4 5 6 7 8 9~11 12 13~14
颜色 红色 粉红色 紫红色 紫色 蓝色 蓝绿色 绿色 黄绿色 黄色
【进行实验】
Ⅰ、紫甘蓝预处理新鲜紫甘蓝切碎，干燥至恒重，粉碎后得到紫甘蓝粉末，低温避光保存备用。
Ⅱ、配制提取液用乙醇和水配制体积分数分别为20%、30%、40%的乙醇溶液，并调节pH。
Ⅲ、探究紫甘蓝色素提取的最佳条件
实验一：称取5份0.5g紫甘蓝粉末放入小烧杯中，分别加入10mL乙醇溶液，浸泡1小时，过滤，取清液，测定不同条件下清液的吸光度（吸光度越高代表提取效果越好）。
实验记录如下：
序号 pH 乙醇的体积分数/% 提取温度/℃ 吸光度
① 1 20 50 1.40
② 3 20 50 0.95
③ 5 20 50 0.80
④ 1 30 50 1.75
⑤ 1 40 50 1.17
实验二：称取10份0.5g紫甘蓝粉末放入小烧杯中，分别加入pH为1、体积分数为30%的乙醇溶液。其中5份在不同温度下提取2小时，另外5份在50°C提取不同时间，测定清液的吸光度，分别得到图1、图2。
【解释与结论】
(1)实验室配制体积分数为20%的乙醇溶液，需要用到的仪器有______（填序号）。
A．B．C．D．E．F．
(2)实验一设计①②③的目的是 。
(3)依据①④⑤得出的结论是 。
(4)由图1可知，提取紫甘蓝色素的最佳温度是 °C。
【反思与评价】
(5)由图2可知，提取2小时之后，吸光度反而下降，其原因可能是 。
(6)利用紫甘蓝色素溶液区分NaCl溶液和NaOH溶液的方法是 （写出操作、现象和结论）
【答案】(1)ABCF
(2)进行对比，探究紫甘蓝色素提取的最佳酸碱度条件
(3)在相同条件下溶液浓度越大，紫甘蓝色素提取越充分
(4)55
(5)溶液的温度下降
(6)取样，分别滴加紫甘蓝色素溶液，若溶液呈蓝色则是NaCl溶液，若溶液呈蓝绿色（或绿色或黄绿色或黄色），则是NaOH溶液
【详解】（1）配制20%的乙醇溶液包括计算、量取、溶解，所需的仪器为量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒。故选ABCF；
（2）实验一中，①②③是在相同的浓度和温度下，进行对比，其目的是探究紫甘蓝色素提取的最佳酸碱度条件
（3）实验①④⑤中，溶液的酸碱度、温度相同的条件，比较不同浓度时，紫甘蓝色素提取的条件，依据①④⑤得出的结论是在相同条件下溶液浓度越大，紫甘蓝色素提取越充分；
（4）由图1可知，55°C，溶液的吸光度最大，提取紫甘蓝色素的最佳温度是55°C；
（5）该实验是在50°C进行，高于室温，由图2可知，提取2小时之后，吸光度反而下降，其原因可能是溶液的温度下降；
（6）NaCl溶液呈中性，NaOH溶液呈碱性，紫甘蓝色素溶液遇酸性溶液呈紫色（或紫红色或粉红色或红色）遇中性溶液呈蓝色，遇碱性溶液呈蓝绿色（或绿色或黄绿色或黄色）利用紫甘蓝色素溶液区分NaCl溶液和NaOH溶液的方法是取样，分别滴加紫甘蓝色素溶液，若溶液呈蓝色则是NaCl溶液，若溶液呈蓝绿色（或绿色或黄绿色或黄色），则是NaOH溶液。
1．（2023·湖北荆州）小明从超市买来一袋干果，发现袋里有一小纸包，上面标明“铁系食品脱氧剂，主要成分：铁粉、活性炭、氯化钠”。化学小组的同学们对这包脱氧剂产生了探究兴趣。
【查阅资料】
①这种铁系食品脱氧剂的脱氧原理是：铁粉与空气中的氧气、水蒸气反应生成铁锈。
②活性炭和氯化钠是辅助材料，能提升脱氧效果。
③FeCl3溶液和KSCN溶液反应可以得到血红色溶液，常用于Fe3+的检验。
【提出问题】此包食品脱氧剂中铁粉是否变质？
假设一：铁粉没有变质
假设二：铁粉部分变质
假设三：铁粉全部变质
【实验探究1】
实验操作 实验现象 结论
（1） 取少量固体于烧杯中，加入足量稀盐酸，用玻璃棒充分搅拌，静置，过滤，得滤液A． 产生大量气泡 脱氧剂中含有 。
烧杯中溶液呈浅棕黄色，底部有少量黑色物质。 脱氧剂中含有C、Fe2O3
（2） 取少量滤液A于试管1中，向其中滴加 溶液。 。
【实验结论】假设二正确。
【实验探究2】小明为证明此包食品脱氧剂中还有氯化钠，再取少量滤液A于试管2中，向其中滴加硝酸银溶液，生成白色沉淀，继续滴加稀硝酸，沉淀不消失。由此证明，食品脱氧剂中含有氯化钠，请写出生成白色沉淀的化学方程式： 。
【反思评价】小亮认为小明的检验方案并不能证明氯化钠的存在，你认为其原因是 。
【答案】 Fe KSCN 溶液呈血红色 NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 （1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀
【详解】实验探究1：
（1）铁系食品脱氧剂中的铁能够与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，说明脱氧剂中含有Fe，故填Fe；
（2）由实验结论可知，脱氧剂中含有C、Fe2O3，氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，由题文可知，FeCl3溶液和KSCN溶液反应可以得到血红色溶液，所以取少量滤液A于试管1中，向其中滴加KSCN溶液，检验溶液中水分含有氯化铁，故填KSCN；
实验后观察到溶液呈血红色，说明滤液A中含有氯化铁，证明脱氧剂中含有Fe2O3，故填溶液呈血红色。
实验探究2：
由题文可知，生成白色沉淀的反应是氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，故反应的化学方程式写为：NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3。
反思评价：
（1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀，所以小明的检验方案并不能通过产生白色沉淀来证明氯化钠的存在，故填：（1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀。
2．（2023·黑龙江牡丹江）实践活动课中，同学们对膨松剂能使油条膨胀这一现象产生浓厚的兴趣，于是围绕膨松剂的成分和原理进行了如下项目式探究。
【查阅资料】①某膨松剂配料表成分：碳酸氢钠、磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]、玉米淀粉。
②玉米淀粉是一种填充剂，不参与反应。
任务一 揭示膨松剂使油条膨胀的原理
【指出问题】使油条膨胀的气体是如何产生的？
【作出猜想】Ⅰ、碳酸氢钠能与磷酸二氢钙反应

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