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科学探究题
科学探究是学生积极主动地获取化学知识，认识和解决化学问题的重要实践活动。科学探究题是化学试题中综合性较强且难度较大的试题，对全书的重要知识点进行全方位的考查。从考查目标看，既有知识与技能、过程与方法，同时也常会涉及情感、态度与价值观；从学科核心素养看，既有证据推理与型认知，又有科学探究与创新意识；从考查知识点来看，既包括实验现象、化学用语、实验操作等基础知识，也包括一些常用的实验方法，如对比、控制变量等；该题型一般从身边事物出发，以某一具有价值的问题为切入点，通过情境素材，巧妙设置问题，对科学探究的要素进行考查，培养学生探究思维和实践能力，凸显了学生的实践探究素养。
解答科学探究题要注意以下几点：
1.明确实验目的、内容：抓好实验目的，根据实验目的设计实验方案，根据实验目的对实验方案进行分析和评价，同时注意题目所提供的信息。
2.思维要严密：猜想和假设要有理有据，依据题给信息或上下文进行分析推理和验证，并能根据自己所学化学知识和经验对问题作出有意义的猜想，再根据题给条件，进行实验探究。
3.回答问题要直接且简明，不要拐弯抹角。
4.语言表述要有逻辑性、要体现出因果关系，回答要环环相扣。
攻略01 教材实验拓展与创新的探究
【典例剖析】
【例1-1】（2024·湖南）铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。
（1）探锈
现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验：
①A中玻璃仪器的名称是 。
②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与 接触的结论。
（2）除锈
取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是 （用化学方程式表示）。稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。
（3）防锈
防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件．常用的防锈方法有 （写一种即可）。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。
【变式演练】
【变式1-1】（2024四川成都）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
（1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
（2）主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
（3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
（4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
（5）图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
（6）图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
（7）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
【变式1-2】（2024·辽宁）为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化，某兴趣小组设计如下实验。
【监测温度】
（1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应 （填“吸热”或“放热”），化学方程式为 。
【观察颜色】
（2）在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液作 剂，再逐滴加入盐酸，振荡，该过程中溶液的颜色和pH记录如下图所示。
（3）在①中未观察到预期的红色，为探明原因，小组同学查阅到酚酞变色范围如下：
时呈无色，时呈红色，时呈无色。
据此推断，①中a的取值范围是________（填标号）。
A． B． C．
（4）一段时间后，重复（2）实验，观察到滴加盐酸的过程中有少量气泡生成，原因是 。
【观察沉淀】
（5）小组同学提出，可通过调控反应物浓度观察生成的氯化钠沉淀。向含8g溶质的浓氢氧化钠溶液中加入浓盐酸，恰好完全反应至中性，生成NaCl的质量为 g；恢复至室温，称得混合物的总质量为36.7g，其中NaCl沉淀的质量为 g。（提示：室温下100g水最多能溶解36gNaCl。）
【多现象可视】
（6）如下图所示，注射器1、3中均为8mL氯化氢气体，注射器2、4中分别为2mL蒸馏水和稀氢氧化钠溶液（均滴有酚酞溶液）。打开弹簧夹，迅速将注射器1、3中全部氯化氢分别推入注射器2、4中，用弹簧夹夹紧胶皮管。最终发现注射器2、4的活塞均恢复至2mL刻度附近，此现象不足以说明氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生了反应，理由是 。若实验中溶液始终澄清，为了说明中和反应已发生，还应依据的现象为 。
攻略02 物质组成和成分的探究
【典例剖析】
【例2-1】（2024·西藏）某校初中化学实验室有一瓶标签模糊不清的无色液体药品，可能是稀盐酸、氢氧化钠溶液和蒸馏水中的一种。为了加强学生的实验能力，掌握实验探究的过程，扎西同学和央宗同学通过实验探究来确定这瓶无色液体药品的成分。
【提出问题】这瓶无色液体是什么呢？
【作出猜想】
猜想一：稀盐酸
猜想二：氢氧化钠溶液
猜想三：蒸馏水
【进行实验】
（1）
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一(扎西同学的方案) 用玻璃棒蘸取无色液体滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较。 试纸变红 pH 7(填“>”“=”或“<”)猜想一成立
方案二(央宗同学的方案) 取少许无色液体于试管，向其中滴入少量酚酞溶液。 无明显现象 猜想一成立
【实验评价】
（2）以上两个实验方案不合理的是 (填“方案一”或“方案二”)，原因是 。
【设计方案】
（3）请你另设计方案进行探究。
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
你的方案 猜想一成立
【反思交流】
（4）在实验操作过程中，为了防止标签被腐蚀，在倾倒液体药品时标签要 。
【例2-2】（2024·四川广元）实验室有两瓶试剂，分别为待测液A、待测液B，已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸，另一瓶是NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。同学们对待测液的成分进行了探究。
（1）小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上，测出待测液A的pH约为3，则待测液A是 溶液(填“酸”或“碱”)。
（2）为进一步确定溶液中溶质成分，小芳又做了四组实验。请你帮助她完善如表并分析：
实验序号 实验一 实验二 实验三 实验四
所加试剂 锌粒 BaCl2溶液 紫色石蕊溶液 Na2CO3溶液
现象 待测液A 产生白色沉淀 变红 产生气泡
待测液B 无明显现象 产生白色沉淀 变蓝 无明显现象
根据实验现象，可推测出待测液A是 (填化学式)溶液。以上四组实验中，只根据其中一组的实验现象即可证明待测液B为NaOH溶液的是 (填实验序号)。
【质疑讨论】
（3）小强对实验二中待测液B产生白色沉淀的现象提出质疑，经过讨论，大家一致认为待测液B已变质，写出待测液B变质的化学方程式 。
【提出问题】NaOH溶液变质后，溶质的成分是什么？
【猜想假设】
（4）猜想一：NaOH、Na2CO3；猜想二： 。
【设计实验】
（5）小强设计了如下实验，请你帮助他完善下表，得出正确结论。
实验方案及操作步骤 实验现象 实验结论
步骤一：取少量变质后的NaOH溶液于试管中，加入过量BaCl2溶液充分反应，过滤。 产生白色沉淀 猜想一成立
步骤二：取少量步骤一中的滤液于试管中，向其中滴加 。 溶液变红
【反思拓展】
（6）解决同一个问题的方法有很多种，上表步骤二还可以用下列 (填字母代号)方案代替，产生其他的现象后，也能得到相同的结论。
a．滴加CuCl2溶液 b．滴加MgSO4溶液 c．通入CO2
【提分秘籍】
关于混合物成分的探究，一般思路：（1）明确混合物中可能含有的成分(一般题千会提供)。（2）分析每一种成分的组成，判断其可能的化学性质以及发生化学反应时明显的现象，有特征离子的要注意其检验方法。（3）根据题目提供的思路，步步深入，每一个问题结合所学知识以及题目提供的其他信息，做出正确解答。特别注意:题目中提供的“查阅资料”一环节中的信息一定是有用信息，在解答时一定要利用好。
【变式演练】
【变式2-1】（2024·内蒙古包头）盐碱地是重要的土地资源之一，土壤的盐碱化影响粮食产量。某地土壤盐碱化可能由中的一种或几种物质引起，兴趣小组的同学开展了与该地土壤盐碱化成分的探究活动。
【查阅资料】溶液呈中性
【设计实验】
（1）取土壤样品于烧杯中．用水充分浸泡、过滤，得到土壤浸出液，测酸碱度。若测得土壤浸出液的为8.5，该土壤中一定含有的物质是 。
（2）取少量土壤浸出液于试管中，滴加足量的稀盐酸，再加入适量的氧化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，土壤中一定还含有的物质是 。
（3）若以上两种物质均存在，为进一步确定土壤盐碱地的成分．请你设计实验方案： （写出实验操作、现象及结论）。
【拓展延伸】
（4）在盐碱地改良的众多方法中，以下方法中你认为合理的是________（填序号）。
A．施加有机腐殖酸 B．施撒熟石灰
C．发展水灌排盐降碱 D．科学合理施肥
【变式2-2】（2024·山东济南）回答下列问题：
（1）小红和小刚在帮助老师整理实验室时，发现一瓶失去标签的无色溶液，根据试剂记录清单可知该无色溶液是溶液、溶液、溶液中的一种，他们为确定该溶液是哪种溶液，进行实验探究。
【实验与分析】
①小红取少许该溶液于试管中，向其中滴加适量溶液，振荡，观察到有白色沉淀产生，判断该溶液中的金属阳离子是 （填离子符号）。
②小刚另取少许该溶液于试管中，向其中滴加适量溶液，振荡，观察到也有白色沉淀产生，判断该溶液中的酸根阴离子是 （填离子符号）。
【交流与合作】
③小红和小刚经过交流讨论，应为该溶液贴上写有 （填化学式）溶液的标签。
（2）已知某固体样品可能含有、、三种物质中的一种或多种，另有一固体样品可能含有、、、四种物质中的两种或多种。按下图所示进行探究实验，出现的现象如图中所述。（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）
结合上述信息进行分析推理，回答下列问题：
①常温下，气体的水溶液 7（填“>”“=”“<”之一）。
②白色沉淀H为 （填化学式）。
③步骤II中生成气体F的化学方程式为 。
④无色溶液G中，一定大量存在的阳离子为 （填离子符号）。
⑤在固体样品A里，所述三种物质中，还不能确定是否存在的是 （填化学式），要进一步确定其是否存在，另取少许样品A加水配成溶液后再进行实验，请简要说明实验操作步骤、发生的现象及结论： 。
攻略03 反应后物质成分的探究
【典例剖析】
【例3-1】（2024四川南充）目前，“污渍爆炸盐”已成为广泛应用的洗涤助剂之一。其主要成分是Na2CO3·nH2O2，俗称固体双氧水，溶于水生成Na2CO3和H2O2。探究小组制得“污渍爆炸盐”的饱和水溶液，向其中加入一定量澄清石灰水，产生白色沉淀，过滤得到滤液和滤渣。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】猜想一：NaOH；猜想二：NaOH、Ca(OH)2；猜想三：NaOH、Na2CO3；猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
（1）以上猜想中，有一个猜想是错误的，其原因是 （用化学方程式表示）。
【实验探究】
（2）
实验步骤 实验现象 实验结论
操作一 取少量滤液于试管中，滴加 溶液 产生白色沉淀 猜想二成立
操作二 另取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸 。 猜想三不成立
【拓展应用】
（3）“污渍爆炸盐”除用作洗涤助剂之外，还可用作 。
【反思交流】“污渍爆炸盐”应密封保存。
【例3-2】（2024·江苏宿迁）氧气是一种在生产、生活中有广泛用途的重要气体，如医疗急救、炼钢、气焊、化工等。为满足不同人群的需求，市面上有多种类型的制氧机。化学实践小组制作了一台简易“制氧机”，如图所示。
用该制氧机制氧气时，在反应仓中先加入适量水，再依次加入粉末状过碳酸钠（化学式为）和粉末状二氧化锰，即可持续、平稳地产生氧气。
（1）其制氧气的原理可分为两步：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢，；② （用化学方程式表示）。
【提出问题】充分反应后，若将反应仓内的混合物过滤，得到的滤液中溶质成分有哪些？
【查阅资料】①在酸性条件下，过氧化氢能将KI转化为；②氯化钡溶液显中性。
【进行实验】将一定量粉末状过碳酸钠和粉末状二氧化锰置于水中至不再产生气泡，将反应后的混合物进行过滤。
（2）实验1：取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸， （填实验现象），证明滤液中含有碳酸钠。
（3）实验2：继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液，再滴加 溶液，溶液没有变为蓝色，证明滤液中不含过氧化氢。
【反思交流】过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠，是否同时也会生成氢氧化钠？
（4）实验3：另取少量滤液于试管中，滴加过量的氯化钡溶液，目的是 ，反应的化学方程式是 。在不新增其它试剂的情况下，检验加入的氯化钡溶液是否过量的方法是 。
（5）待实验3充分反应后，静置，取上层清液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈 色，证明滤液中不含氢氧化钠。
【提分秘籍】
对反应的生成物的猜想一般只能通过质量守恒定律进行。但答题时应注意以下两个方面：1.由反应物的组成元素推测生成物不管反应物陌生还是复杂，按元素形成合理的物质就是对生成物的合理猜想。2.具体填空的内容填什么能给分，要审清题意按照质量守恒定律~化学反应中元素守恒~结合具体化学反应中的元素进行相关说明，所以答题时要审清题意，按要求作答。3.反应后物质成分的探究既要考虑产物的成分，也要考虑反应物是否过量或者没有参与反应的杂质。但不共存的物质不能同时存在，若在检验过量反应物过程中，最终产物或者杂质对其有干扰的，要先排除干扰再检验过量反应物。
【变式演练】
【变式3-1】（2024·四川巴中）某实验小组利用图1所示装置进行实验，探究的性质：分别向三个烧瓶中注入等体积的水、饱和氢氧化钠溶液、饱和氢氧化钙溶液。利用数字化实验装置分别测定烧瓶内的压强变化，得到如图2所示的曲线图。
（1）图2中ab段压强增大，对应的操作是 。
（2）实验过程中，观察到注入饱和氢氧化钙溶液的烧瓶中产生白色沉淀，该反应的化学方程式是 。
（3）对比图2中三条曲线，能反映出吸收二氧化碳效果最好的是曲线 (选填“x”“y”或“z”)，对应的物质是 (填化学式)。
【继续探究】氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后溶液中溶质成分的分析。
【查阅资料】①氯化钙溶液显中性；②若过量，会有生成。
【进行实验】
（4）设计如下实验进行探究：
实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ 取少量反应后的溶液于试管中，滴加过量氯化钙溶液 含有
Ⅱ 将Ⅰ反应后的上层清液分成两等份 向其中一份加入稀盐酸 无气泡产生 不含
向另一份滴加无色酚酞溶液 溶液变红
【反思交流】
（5）操作Ⅰ中的氯化钙溶液 (选填“能”或“不能”)用氢氧化钙溶液代替。
（6）操作Ⅱ中的无色酚酞溶液可用___________(选填字母)代替，也能达到相同目的。
A．紫色石蕊溶液 B．硫酸铜溶液 C．稀盐酸
【变式3-2】（2024·山东枣庄）《周礼 考工记》记载了我国劳动人民制取氢氧化钾漂白丝帛的过程。制取氢氧化钾的主要流程为：
(蚌壳、草木灰中的杂质在流程中均不反应)
【查阅资料】①蚌壳的主要成分是CaCO3。
②草木灰的主要成分是K2CO3，其水溶液显碱性。
回答下列问题：
（1）步骤一中反应的反应类型是 (填基本反应类型)。
（2）步骤二中反应的化学方程式为 。
（3）某兴趣小组对步骤三所得上层清液的溶质进行探究：
【提出问题】上层清液中的溶质是什么？
【作出猜想】猜想Ⅰ：KOH 猜想Ⅱ：KOH和
猜想Ⅲ：KOH和K2CO3 猜想Ⅳ：KOH、Ca(OH)2和K2CO3
有同学认为猜想Ⅳ不合理，理由是 。
【实验验证】
方案 实验 现象 结论
一 取少量上层清液于试管中，加入Na2CO3溶液 猜想Ⅱ不正确
二 取少量上层清液于试管中，加入 产生气泡 猜想Ⅲ正确
【反思评价】制取氢氧化钾的主要流程中能够循环利用的物质是 (填化学式)。
【拓展应用】为保证氢氧化钾较好的漂白丝帛的效果，对氢氧化钾的保存提一条合理化建议： 。
攻略04 实验异常现象的探究
【典例剖析】
【例4-1】（2024·黑龙江牡丹江）兴趣小组的同学为证明无明显现象反应的发生，进行了如下创新实验。（装置气密性良好，药品充足，部分仪器省略）
温馨提示：①单向阀只允许气体、液体单向流动②无水氯化钙干燥气体③常温下几种物质在乙醇中的溶解度为
【实验1】
（1）用装有少量含酚酞的溶液的注射器，抽取适量浓盐酸，能证明反应发生的实验现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
【实验2】
（2）在广口瓶内装入的浓盐酸，瓶内会充满气体的原因是 。按图示连接实验装置，打开弹簧夹K和单向阀a、b，缓慢拉动注射器的活塞，抽取气体过程中，观察到广口瓶中的浓盐酸底部有气泡产生，产生该现象的原因是 。关闭弹簧夹K和单向阀b，打开单向阀c，推动注射器的活塞，片刻后观察到试管中出现的实验现象是 ，可证明反应发生。
【表达交流】无明显现象的反应可以从不同角度进行证明。
【提分秘籍】
实验中异常现象的产生常与试剂用量、试剂添加顺序、实验温度等因素有关，解题时应注意提取信息，尤其是要对陌生信息进行解读，将所给信息与猜想、操作、现象、结论对应分析，前后印证，再结合元素和化合物的相关知识进行解答。可从以下角度分析：（1）反应物。本身:浓度、纯度、用量、形状、溶解性、变质。反应物之间:接触面积、质量比。（2）生成物。本身:浓度、溶解性。生成物之间：是否反应。（3）反应条件:①是否需要加热；②催化剂:质量、表面积、浓度和反应物之间的质量比。（4）反应伴随现象:主要是热量变化。（5）环境:周围环境的差异(温度、物质等)、环境中某些物质是否参与了反应。
【变式演练】
【变式4-1】（2024·安徽合肥·三模）纯净的氢气在空气中燃烧火焰呈淡蓝色，而实际操作中却常为黄色。某兴趣小组展开如下实验探究。
【任务一】探究氢气燃烧火焰呈黄色的主要原因
【查阅资料】含某些金属元素的物质在灼烧时使火焰呈现特殊颜色，如含钠元素物质灼烧时火焰呈黄色。
【作出假设】
猜想1：黄色火焰是由玻璃导管中钠元素引起的。
猜想2：黄色火焰的产生与气体流速有关
假设3：黄色火焰的产生与温度有关
【实验探究】实验1、2用的是普通玻璃导管，实验3用的是普通试管。
实验序号 实验装置 实验现象
1.氢气燃烧 图1 氢气的制取和燃烧装置 氢气燃烧时火焰主要为黄色，气体流速越大，火焰尖端黄色越明显
2.一氧化碳燃烧 图2 一氧化碳燃烧实验装置 一氧化碳燃烧时火焰呈蓝色。增大体流速，始终看不到黄色火焰
3.乙醇蒸气燃烧 图3 乙醇燃烧实验装置 乙醇蒸气的流速较小时，火焰为淡蓝色。流速越大，火焰尖端黄色越明显
（1）写出图1中锥形瓶内反应的化学方程式 。
（2）由实验 （填序号），猜想1不成立。
（3）氢气燃烧产生黄色火焰主要干扰因素是 。
【任务二】实验改进一设计出适合课堂演示的实验方案
【继续探究】
（4）实验进行简单改进，如图4所示，能获得稳定、流速适中的氢气，且点燃氢气时看到了淡蓝色火焰。实验步骤如下：
①用图1所示的装置先制备一集气瓶纯净的氢气，再将 （填“a”或“b”）导管的一端通过乳胶管与自来水龙头连接。
②打开自来水，将氢气排出，并在导管口处点燃氢气，可以看到氢气持续、稳定地燃烧，火焰呈淡蓝色（在暗处淡蓝色非常明显）。如果出现少量黄色火焰，立即调 （填“大”或“小”）自来水的流速。
③在火焰上方罩一个干冷烧杯，可以看到烧杯内壁出现无色液滴，说明氢气燃烧生成了水。
④实验结束时，用湿抹布捂住导管口使火焰熄灭，再关闭自来水龙头。这样先后操作的理由是 。
【实验反思】
（5）【继续探究】中将玻璃管换成铁管，黄色火焰的成分更少，实验效果更好。推测是因为 。
（6）通过调节氢气的流速来降低 ，可以看到明显的淡蓝色火焰。
攻略05 物质性质或反应条件的探究
【典例剖析】
【例5-1】（2024·广东深圳）思考乐小丽同学想制作防龋齿牙膏，探究乳酸的化学性质。
（1）小丽发现龋齿会影响葡萄糖在嘴中转化为乳酸，如下图，在第 分钟时，葡萄糖全转化为乳酸，龋齿越严重pH越 。
（2）
甲：向溶液中加入乳酸，
乙：向NaOH溶液溶液中加入乳酸，无明显变化
丙：向Zn粉中加入乳酸，有气泡产生
（3）Zn与HCl反应也有气泡产生，请你写出化学反应方程式 ；
（4）乳酸与金属氧化物也会反应，请写出金属氧化物 （化学式）
（5）乳酸是否与NaOH溶液反应，请写出具体操作，并使实验现象明显。
具体操作： ；
现象： ；
结论： 。
【例5-2】（2024·山东青岛）化学反应需要一定的条件，控制条件可以调控化学反应。“启航”小组以“调控化学反应”为主题展开探究，请回答下列问题。
【生火有道】
（1）观察生活：小组同学观察到天然气、木炭能燃烧，而水和石头不能燃烧，得出燃烧的条件之一是 。
实验探究：为继续探究燃烧的条件，小组同学设计并完成了图1所示实验。
已知：白磷着火点40℃，红磷着火点240℃。磷燃烧时产生污染空气的五氧化二磷白烟。
【现象与结论】
（2）①铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，得出燃烧的条件之一是 。
②小红根据 现象，得出燃烧的条件之一是可燃物与氧气接触。
【评价与反思】
（3）①实验中小组同学认为图1装置存在不足，于是设计了图2所示装置。图2装置的优点为 。
②小明对小红的结论提出质疑，设计了图3所示装置，对燃烧过程中的氧气含量进行测定，得到图4所示图像。结合图像分析，“可燃物与氧气接触”应准确地表述为 。
【调控有术】
化学反应速率与多种因素有关，为探究影响过氧化氢分解速率的因素，小组同学分别取足量且等质量的过氧化氢溶液完成了下列实验。
实验序号 过氧化氢溶液的浓度 二氧化锰粉末的质量/g 温度/℃ 10秒共收集到氧气的体积/mL
① 3% 0 10 几乎无
② 5% 0 20 几乎无
③ 5% 0.5 20 14
④ 10% 0.5 20 80
（4）探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，应选择的实验序号是 ；对比实验③和实验④，可得出的结论是 ；上述实验无法探究出 因素对过氧化氢分解速率的影响（写一条即可）。
【应用有方】
（5）通过探究，小组同学认识到，生活中也可以通过控制条件促进或抑制化学反应。
①用天然气做饭，发现炉火火焰呈黄色，锅底出现黑色物质，这时需要 （填“调大”或“调小”）灶具的进风口。
②炒菜时如果油锅着火，可采取的灭火措施是 （写一条即可）。
【提分秘籍】
此类题目答题方法是先阅读题目信息，根据题目所给信息提取反应条件或者物质的性质及相关概念，然后对可能造成影响的条件进行猜想，借助控制变量法等进行探究，分析对比实验的不同条件，推理得出实验结论。
【变式演练】
【变式5-1】（2024·陕西）某化学兴趣小组的同学，用下面实验“DIY”的形式探究酸、碱、盐的化学性质。
【学习交流】
（1）步骤I是向镁带和少量碳酸钙的混合物中加入稀盐酸后关闭分液漏斗的活塞，如上图所示。实验中，观察到甲中镁带逐渐减少，碳酸钙逐渐消失，乙和丙中始终只有无色气泡，再无其他明显现象。则气体X是 ，乙中反应的化学方程式为 。
（2）步骤II是在甲中碳酸钙完全消失后，将甲、乙、丙的导管接口重新进行了连接，如上图所示。实验中，当观察到乙中液面下降时，丙中同时产生 ，随后结束实验。
【提出问题】
实验结束后，丙中溶液的溶质成分是什么？
【做出猜想】
猜想一：NaOH 猜想二：NaOH、
猜想三：NaOH、 猜想四：NaOH、、
（3）小组讨论后，确定只有猜想四不合理。你认为理由是
【实验验证】
（4）小王同学认为选择无色酚酞溶液、溶液、稀盐酸即可验证以上三种合理猜想。你认为不用上述试剂中的 也能达到实验目的。
小王同学用三支试管各取少量实验后丙中的溶液，并分别做如下实验：
（5）实验中观察到A中溶液颜色变红，B中无明显现象，C中有气泡生成，则证明猜想 成立。
【拓展反思】
（6）实验结束后，将甲、乙、丙中的溶液倒入废液缸中，测得废液的，则废液中溶质的成分除HCl外，还有 种。
【变式5-2】（2024江西）兴趣小组追寻科学家的足迹，对水进行探究。
【宏观辨识】根据实验探究水的组成
（1）水的合成：在密闭容器中将氢气和氧气的混合气体点燃，根据容器内生成的小水珠可知，水是由 组成的化合物。
（2）水的分解：电解水一段时间后（如图），观察到管a和管b中气体体积比为 ，经检验管a中的气体是 （填化学式）。
【证据推理】结合实验现象推算水分子中氢、氧原子个数比。
（3）方法一：根据相同条件下气体的体积比等于其分子的个数比，得出电解水的产物中氢、氧原子个数比为 ，进而推算出结果。
（4）方法二：已知电解水实验中氢气和氧气的体积比和正、负极产生气体的 ，可计算出水中各元素质量比，结合氢、氧原子的相对原子质量，可进一步推算出结果。
【模型构建】
（5）以分子构成的物质为例，图中“▲”表示的是 。
攻略06 反应影响因素的探究
【典例剖析】
【例6-1】（2024·江苏无锡）项目小组对影响过氧化氢分解的因素进行了探究。
实验1：在试管①中加入4%的H2O2溶液5mL，伸入带火星木条，观察现象（见图1）。
实验2：在试管②和③中各加入4%的H2O2溶液5mL，分别将试管放在冷水和热水中，观察现象（见图2）。
实验3：常温下，取4%的H2O2溶液，研究pH对H2O2分解所得溶液中溶氧量的影响，测定结果如图3所示。
（1）实验1中，观察到的现象是：有少量气泡产生，带火星木条未复燃。实验结论是 。
（2）实验2观察到试管③中产生大量气泡，反应的化学方程式是 。
（3）由图3可知：过氧化氢溶液呈 （填“酸性”“中性”或“碱性”）；溶氧量随pH变化的趋势是 。
（4）实验3得到的结论是 。
【提分秘籍】
影响化学反应的因素有反应物本身的性质(如锌与稀盐酸剧烈反应，而铜不与稀盐酸反应)、反应物的浓度、反应物间的接触面积(颗粒大小)、催化剂、温度等。解题的关键是掌握控制变量法。用控制变量法探究问题时，必须保持其他条件相同，只改变一个因素，进而探究该因素的影响。分析问题时，要先找出对比实验中哪些条件相同，哪些条件不同，进而分析改变的条件产生的影响，并得出结论。
【变式演练】
【变式6-1】实验课上，同学们对“影响与硫酸反应快慢的因素有哪些？”进行了探究。
【提出问题】
锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【想与假设】
猜想一：可能与硫酸的浓度有关；
猜想二：可能与锌的形状有关。
【设计并实验】
小玉用不同浓度的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。
并用如图装置收集并测量收集3分钟时氢气的体积。
实验编号 硫酸的浓度 硫酸的体积 锌的形状 锌的质量 氢气的体积
① 20% 20mL 锌粒 1g 3.17 mL
② 20% 20mL 锌片 1g 50.9 mL
③ 30% 20mL 锌粒 1g 61.7 mL
④ 30% 20mL 锌片 1g 79.9mL
（1）通过实验①②可得出猜想 成立。
（2）通过实验①③或 可得出另外一个猜想成立。
【得出结论】
（3）通过对比实验可得出的结论有：
①硫酸的 越大反应快；
② 越大反应越快。
【深入研究】
（4）下表是小玉同学对第①组实验每分钟生成的气体体积进行了详细记线，数据如下。
时段 第1分钟 第2分钟 第3分钟 第4分钟 第5分钟 第6分钟
H2的体积 3.1 mL 16.7 mL 11.9 mL 9.6 mL 7.6 mL 6.0 mL
请解释上述实验中第2分钟至第6分钟氢气产生体积逐渐变少的原因 。
【实验反思】
（5）小玉联想到该反应的快慢可能与温度有关，想研究温度对该反应快慢的影响，实验设计的基本思路是： 。
【知识拓展】
小玉同学通过查阅资料得知该反应中加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气的生成速度，为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速度的影响，小玉同学设计了如下一系列实验，将表中所给的混合溶液（混合前后溶液的体积变化忽略不计）分别加入到6个盛有过量等量锌粒（锌粒与溶液的接触面积相同）的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得同样多的气体所需的时间。
实验混合溶液 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
28%稀硫酸（mL） 30 30 V1 V2 30 30
12%的硫酸铜溶液（mL） 0 0.5 2.5 5 V3 20
水（mL） V4 V5 V6 V7 8 0
（6）请完成此实验设计，其中：V1= ；V4= ；V7= ；
（7）小玉同学最后得出的结论为；当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速度会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降．请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
攻略07 有关水质调查等实践活动的探究
【典例剖析】
【例7-1】（2024·广东广州）学习小组进行水质调查时发现某池塘水较浑浊，为此开展水质研究。
【查阅资料】
①明矾溶于水生成的Al(OH)3胶体，能吸附水中悬浮物，发生沉降，从而达到净水目的。
②Al(OH)3胶体能溶于酸。
③净水效果可用浊度去除率A表示，A值越大表示净水效果越好。
I.探究影响明矾净水效果的因素
【提出猜想】猜想a：一定范围内，明矾的用量越大，净水效果越好。
猜想b：一定范围内，水样的酸性越强，净水效果越差。
【实验准备】配制絮凝剂溶液和稀硫酸
（1）用明矾配制100mL质量分数为1%的絮凝剂溶液（密度取1.0g/cm3），需用到的玻璃仪器除了量筒、烧杯、胶头滴管外，还需要 。
（2）用质量分数为98%的浓硫酸（密度取1.8g/cm3）加水稀释配制100mL质量分数为9.8%的稀硫酸（密度取1.0g/cm3），需要量取浓硫酸的体积为 mL（结果保留1位小数）。
【设计实验，验证猜想】取该水样，按下列实验方案加入试剂后，充分搅拌，静置tmin，测定水样的浊度并计算得到浊度去除率，记录数据。
实验序号 水样体积/mL 1%絮凝剂溶液体积/mL 9.8%硫酸体积/mL 蒸馏水体积/mL tmin后浊度去除率
i 200 5.0 0 5.0 A1
ii 200 V1 0 7.5 A2
iii 200 0 0 V2 A3
iv 200 5.0 2.0 3.0 A4
v 200 5.0 5.0 0 A5
【数据分析，交流讨论】
（3）实验i、ⅱ、ⅲ用于探究猜想a是否成立，则V1= ，V2= 。
（4）实验测得A1>A2>A3，由此得出的结论是 。
（5）实验证明猜想b成立，得出该结论的依据是 （用A的大小关系表示）。
（6）水样的酸性越强，净水效果越差，原因是 。
Ⅱ.硬水的软化
（7）取少量水样，加入 ，振荡后静置，产生较多浮渣，说明水样是硬水。用沉淀法除去水样中的Ca2+和Mg2+后，再加入盐酸调节溶液至中性，得到软水。
【变式演练】
【变式7-1】（2024云南省卷）在课外实践活动中，同学们学习了豆腐的制作，主要流程如图。
【原料认识】
（1）黄豆是制作豆腐的主要原料，表中是某黄豆的主要营养成分信息，其中含量最高的是_____（填序号）。
营养成分 糖类 蛋白质 油脂 水
每100g含 37.3g 33.1g 15.9g 9.2g
A．糖类 B．蛋白质 C．油脂 D．水
【反思总结】同学们经过多次实验，发现以下因素会影响豆腐出品率(制得豆腐与所用黄豆的质量百分比)。
（2）磨浆时黄豆与水的质量比
实验后，同学们绘制如图图像。由图可知，磨浆时黄豆与水的质量比为 时，豆腐出品率最高。
（3）点卤时凝固剂与黄豆的质量百分比
实验序号 凝固剂与黄豆的质量百分比 豆腐出品率
1 1.5% 点卤后形成豆花少，豆腐压制不成型
2 2.0% 豆腐出品率270%
3 2.5% 豆腐出品率217%
4 3.0% 豆腐出品率213%
5 3.5% 点卤后形成豆花较碎，豆腐不易压制成型
①有同学认为“凝固剂与黄豆的质量百分比越大，豆腐出品率越高”，根据表中数据分析，这一观点 （填“正确”或“错误”）。
②把卤水（凝固剂与水的混合物）均匀分散到豆浆中，需进行的操作是 。
【拓展延伸】实践基地的凝固剂有CaSO4和MgCl2，本次实践使用的是哪一种？
【查阅资料】20℃时，CaSO4的溶解度是0.255 g，MgCl2的溶解度是54.6 g。
【进行实验】20℃时，取1 g凝固剂于试管中，加入10 g水，充分振荡，完全溶解。
【实验结论】
（4）本次使用的凝固剂是 （填化学式）。请写出一个能生成该凝固剂的化学方程式 。
1．（2024·广东）盐湖蕴藏着丰富的资源。兴趣小组围绕盐湖展开相关的探究活动。
（1）探源盐文化
i.《说文解字》云：“盐，卤也”。甲骨文中的“卤”(如图1)蕴含的获取盐的方法是 。
ii.夏天晒“盐”得到的NaCl的用途有 (写一种)，冬天捞“碱”得到的Na2CO3的俗称是 。
（2）探秘冬天捞“碱”
据图2分析，冬天适合捞“碱”的原因是 。将含Na2CO3和NaCl的模拟盐湖水降温结晶，检验得到的晶体中是否含有NaCl。
【查阅资料】AgCl为白色固体，不溶于水和稀硝酸；Ag2SO4为白色固体，微溶于水。
（3）【方案研讨】
方案 方案设计 评价交流
1 取样，溶解，滴加少量AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则含有NaCl 教师指出该方案不严谨，原因是Ag2CO3也为白色沉淀
2 取样，溶解，先滴加过量稀盐酸，再滴加少量AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则含有NaCl 滴加稀盐酸发生反应的化学方程式为 ；有同学提出该方案也不严谨，原因是
【方案优化】
（4）将方案2中的稀盐酸换成 。
a.CaCl2溶液 b.稀硝酸 c.稀硫酸
【实验及结果】实施优化后的方案，结果表明含有NaCl。
【废液处理】
（5）提出合理处理实验废液的措施： (写一条)。
2．兴趣小组实验围绕过氧化氢分解速率的影响因素进行实验。其他条件相同时，甲同学利用下列方案进行实验，所得数据如下：
实验序号 所用试剂 收集氧气 所用时间/s
1 30mL 10%的H2O2溶液 0.1gMnO2粉末 500mL 17
2 30mL 10%的H2O2溶液 0.3g MnO2粉末 500mL 6
3 30mL 10%的H2O2溶液 0.5g MnO2粉末 500mL 2
4 30mL 10%的H2O2溶液 0.7g MnO2粉末 500mL 2
5 0.3g MnO2粉末 500mL t
（1）比较反应速率的快慢，观测的方法是：收集相同体积的气体 。
（2）实验1~4的目的是 。
（3）乙同学提出应该再加一组实验，研究30mL10%的 H2O2 溶液 ，MnO2 粉末用量为0.9g时的实验数据，你觉得是否有必要，并说明理由 。
（4）综合上述探究的结果，丙同学进一步提出猜想，其他条件相同时，H2O2溶液浓度越大，过氧化氢分解速率越快。结合甲同学的实验2，丙同 学补充进行实验5，验证猜想成立。填充上表实验5所用试剂 及所用时间范围 。
（5）丁同学用下图装置进行试验。
通过比较 也能判断过氧化氢分解速率的快慢。
3．（2024·福建）排放含磷废水会使水体富营养化。为除去废水中的磷，某小组开展下列研究。
Ⅰ.制备吸附剂
【实验1】往桑枝木炭中加入溶液，浸泡后再加入NaOH溶液，调节溶液的pH，经系列操作制得吸附剂A和吸附剂B。
（1）使用 可测定溶液的pH。
（2）溶液和NaOH溶液反应生成Fe（OH）3沉淀和Na2SO4，反应的化学方程式为 。
Ⅱ.研究吸附剂的性能
【实验2】为比较两种吸附剂的除磷性能，25℃时，分别取含磷浓度为的两份等量含磷废水，将废水的pH均调至6，用两种吸附剂进行控制单一变量实验，结果如下表（吸附量是指每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量）。
实验编号 实验条件 实验结果
吸附剂 吸附剂质量/g 废水的pH 吸附时间/min 吸附率/% 吸附量/（mg g-1）
① A 0.2 6 x 75.7 1.42
② B y 6 260 98.1 1.84
（3）上表中x= ，y= 。
【实验3】为研究废水的pH对吸附剂A除磷性能的影响，设计实验方案。
（4）该实验方案为 。
Ⅲ.研究吸附剂的应用
含磷废水的净化处理过程如下图所示。
（5）从实验2数据判断，“吸附剂X”应选择吸附剂 （填“A”或“B”），除磷效果较好。
（6）从以上净水过程可以归纳出物质分离的一般思路：明确混合物中的物质→ →确定物质的分离方法。
4．我校化学兴趣小组的同学在老师的带领下进行了项目式探究——“盐酸的‘酸’途无量：从实验室到生活”。查阅资料：①NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑②通常情况下，不同种类的分子运动速率不同
任务一：“酸”途未卜
（1）浓盐酸敞口放置在空气中溶质质量分数会减小，这是因为浓盐酸具有 性。
那么稀盐酸敞口放置在空气中溶质质量分数是否减小
【提出猜想】猜想1：溶质质量分数减小；猜想2：溶质质量分数增大；猜想3：溶质质量分数不变。
【药品准备】取适量稀盐酸分为两等份（如图1）， 一份密封保存（甲），一份敞口放置15天（乙）。
【实验求证】兴趣小组按照如下方案进行了探究实验。
实验：用pH计测两份稀盐酸的pH，甲中溶液pH为1 .4，乙中溶液pH为1.2.
（2）结论：猜想 成立。
任务二：“酸”机毕露
【反思交流】
（3）同学们对此结论感到疑惑，在老师的指导下画出了稀盐酸溶液上方的微观示意图 （图2，空气中其他分子已省略），请结合该图从微观角度分析稀盐酸敞口放置后溶质质量分数出现上述变化的原因： 。
任务三：“酸”尽其用
（4）稀盐酸有许多用途，实验室可以利用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，欲制得纯净且干燥的二氧化碳，按图3装置进行实验，其中饱和碳酸氢钠溶液的作用是： 。
（5）实验后同学们向图3锥形瓶中滴加紫色石蕊溶液，发现溶液变为红色，要处理该废液使其得到只含CaCl2的溶液，可向其中加入过量的 （填化学式）。
（6）生活中，稀盐酸也有许多的应用，比如家用的洁厕灵中就含有稀盐酸，下列物品不可以用洁厕灵清洗的是 。
A．大理石地砖 B．铁桶 C．玻璃 D．铜制水龙头
5．（2024·黑龙江龙江地区）同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。
【实验探究1】
（1）实验A中酚酞的作用是 。
（2）实验B中气球的变化情况是 ，理由是 （用文字表述）。
（3）实验C中发生反应的化学方程式为： 。
【实验探究2】
（4）实验结束后，将A、B、C三个实验的滤液倒入同一个干净的烧杯D中，发现烧杯底部产生白色沉淀，上层清液呈红色。
提出问题：烧杯上层清液中含有哪些溶质（指示剂除外）？
猜想与假设：小芳：NaCl、NaOH；小莉：NaCl、NaOH、；小明： 。
进行实验：为了验证小明的猜想，同学们设计以下实验方案，请你帮助他们完成探究过程。
实验过程 实验现象 实验结论
甲同学取少量上层清液于试管中，滴加适量溶液 小明的猜想成立
乙同学取少量上层清液于试管中，滴加少量稀盐酸 无明显现象 小明的猜想不成立
反思与交流：你认为乙同学的结论是否正确 （填“是”或“否”），理由是 。
6．某兴趣小组阅读课外资料时，了解到钡餐是一种造影剂，在X光照射下显示胃肠道有无病变。常见的钡餐是难溶于水的药用硫酸钡，对人体无害，但是可溶性钡盐对人体的伤害很大。
【提出问题I】碳酸钡也是难溶于水的钡盐，是否能做胃肠道检查的钡餐？
【实验I】在实验室中模拟碳酸钡与胃酸主要成分的反应，如下图。
【表达交流I】
（1）试管内有无色气泡冒出，固体逐渐溶解得到无色透明溶液，其反应的化学方程式为 ；因此医疗上 (填“能”或“不能”)用碳酸钡作钡餐。
【提出问题Ⅱ】反应后溶液中溶质成分是什么？
猜想一：只有猜想二：和HCl。
【查阅资料】氯化钡溶液显中性。
【实验Ⅱ】
（2）分别取少量反应后的溶液于a、b两支试管中，并进行如下的实验。
操作 现象 结论
① 向试管a中滴加硝酸银溶液 有氯化银生成
② 向试管b中滴加（4） 溶液显红色 溶液显酸性
【表达交流Ⅱ】
（3）若只做①，不能证明猜想二成立，因为 (用化学方程式表示)。通过①、②分析：猜想二成立。
【反思拓展】
I.实验结束后，将废液倒入废液缸中进行集中处理后再排放。
Ⅱ.若不小心误食可溶性钡盐，急救的方法之一是用某稀溶液洗胃，以除去重金属
（4）下列物质可用于急救的是_______(填字母)。
A．溶液 B．溶液 C．稀
7．（2024·山东临沂）同学们在整理归纳碱的化学性质时，发现氢氧化钠和二氧化碳反应无明显现象，于是进行了如下实验探究。
【提出问题】如何证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应？
【进行实验】
探究实验Ⅰ：
（1）分别向两个充满二氧化碳的软塑料瓶中加入20mL氢氧化钠溶液和蒸馏水，振荡，使其充分反应，现象如图1、图2，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。设计图2实验的目的是 。
探究实验Ⅱ：
（2）取图1实验反应后的少量溶液于试管中，加入 ，现象为 ，再次证明二者发生了反应。
探究实验Ⅲ：
[查阅资料]20℃时，NaOH、在水和乙醇中的溶解性如表所示：
溶剂溶质 水 乙醇
NaOH 溶 溶
溶 不
[设计方案]20℃时，兴趣小组进行了如下实验：
（3）实验现象：装置A中出现白色沉淀，装置B中无明显现象。装置A中出现白色沉淀的原因是 。
【反思评价】
（4）①写出氢氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式： 。
②对于无明显现象的化学反应，一般可以从反应物的减少或新物质的生成等角度进行分析。
8．（2024江西）学完“浓盐酸敞口放置一段时间后浓度会变小”，化学社团对稀盐酸是否会发生类似情况产生了兴趣，并进行以下探究。
【提出问题】稀盐酸敞口放置一段时间后浓度会如何变化？
【作出猜想】猜想Ⅰ：变小； 猜想Ⅱ：不变； 猜想Ⅲ：变大。
【进行实验】
（1）取两份等体积的质量分数为1%的稀盐酸，分别标记为A溶液和B溶液，A溶液密封保存，B溶液敞口放置在空气中，两周后分组进行如下实验。请完成表格。
组号 操作 现象 分析 结论
甲组 取样，用pH计分别测量A、B溶液的pH 测得A溶液pH为0.6，B溶液pH为0.5 酸性更强的是 （选填“A”或“B”）溶液 猜想Ⅲ正确
乙组 取两支大小相同的试管盛足量的碳酸氢钠粉末，用规格相同的注射器将等体积的A、B溶液全部快速注入试管（如图） 试管内均产生气泡，固体减少，反应结束后，盛B溶液的注射器活塞上升的高度更 相关反应的基本反应类型为
丙组 （1）分别取5mL等浓度的 （填化学式）溶液于两支试管中，各滴加2滴酚酞溶液，振荡 溶液由无色变为红色 相关反应的化学方程式为
（2）将A、B溶液分别滴入上述两支试管中并振荡，当溶液恰好变为无色时，记录所加溶液的滴数 所加滴数更多的是 （选填“A”或“B”）溶液
【微观探析】
（2）稀盐酸长时间敞口放置后浓度变大的微观原因是：在该条件下水分子与氯化氢分子相比，运动速率更快的是 。
9．（2024·湖北黄石·三模）劳动实践课上同学们用草木灰给农作物施肥。课后同学查阅资料，得知草木灰是一种重要的农家肥，碳酸钾含量高。
【提出问题】
如何测定草木灰中碳酸钾的含量？
【查阅资料】
①常见草木灰钾含量(以碳酸钾表示)如下表：
草木灰种类 小灌木灰 稻草灰 小麦秆灰 棉壳灰 棉秆灰 向日葵秆灰
K2CO3(%) 8.66 2.63 20.26 32.28 16.44 51.97
②提取碳酸钾主要过程是：秸秆→草木灰→滤液→固体
（1）表格中钾含量最高的草木灰是 ，同学们选用这种秸秆灰提取碳酸钾。
【设计与实验】
实验一：提取碳酸钾
第一步：燃烧秸秆，收集草木灰，称取20.00g。
第二步：用60℃水浸洗草木灰(如图1)并过滤，浸洗滤渣2次，合并滤液。
第三步：蒸发滤液，烘干得到9.90g固体。
（2）图1实验中，用60℃的温水而不用冷水浸洗的原因是 。
（3）根据图2，搅拌器转速控制在每分钟500转，浸取时间为 分钟，比较适宜。
实验二：测定碳酸钾含量
取实验一中所得固体3.30g进行图3实验。
（4）实验中需缓慢滴入稀硫酸，原因是 。
（5）装置B的作用是 。
【数据与解释】
（6）称量图3中反应前后烧杯和其中溶液的总质量，增重0.92g。计算草木灰中碳酸钾的质量分数为 %，与表格中数据相比明显偏低，原因可能是 (填序号)。
a.烧杯中溶液与空气接触 b.固体含有其它钾盐 c.固体含有氯化钠
【反思与评价】
我国秸秆产量巨大，可作为生物质发电的原料，还可利用其燃烧发电产生的草木灰提取碳酸钾，其优点有资源综合利用，减少污染。
答案和解析
科学探究是学生积极主动地获取化学知识，认识和解决化学问题的重要实践活动。科学探究题是化学试题中综合性较强且难度较大的试题，对全书的重要知识点进行全方位的考查。从考查目标看，既有知识与技能、过程与方法，同时也常会涉及情感、态度与价值观；从学科核心素养看，既有证据推理与型认知，又有科学探究与创新意识；从考查知识点来看，既包括实验现象、化学用语、实验操作等基础知识，也包括一些常用的实验方法，如对比、控制变量等；该题型一般从身边事物出发，以某一具有价值的问题为切入点，通过情境素材，巧妙设置问题，对科学探究的要素进行考查，培养学生探究思维和实践能力，凸显了学生的实践探究素养。
解答科学探究题要注意以下几点：
1.明确实验目的、内容：抓好实验目的，根据实验目的设计实验方案，根据实验目的对实验方案进行分析和评价，同时注意题目所提供的信息。
2.思维要严密：猜想和假设要有理有据，依据题给信息或上下文进行分析推理和验证，并能根据自己所学化学知识和经验对问题作出有意义的猜想，再根据题给条件，进行实验探究。
3.回答问题要直接且简明，不要拐弯抹角。
4.语言表述要有逻辑性、要体现出因果关系，回答要环环相扣。
攻略01 教材实验拓展与创新的探究
【典例剖析】
【例1-1】（2024·湖南）铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。
（1）探锈
现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验：
①A中玻璃仪器的名称是 。
②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与 接触的结论。
（2）除锈
取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是 （用化学方程式表示）。稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。
（3）防锈
防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件．常用的防锈方法有 （写一种即可）。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。
【答案】（1）试管 氧气和水
（2）
（3）表面刷漆、涂油等（合理即可）
【解析】（1）①A中玻璃仪器的名称是试管；
②一周后，观察A、B、C中的铁钉，A中铁钉与氧气和水同时接触，B中铁钉只与水接触，C中铁钉只与氧气接触，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与氧气和水接触的结论；
（2）取出生锈的铁钉，铁锈的主要成分是氧化铁，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，即氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，铁钉表面有少量气泡产生，产生气泡的原因是铁锈反应完全，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：；说明稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中；
（3）铁与氧气和水通性接触会发生锈蚀，防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件，常用的防锈方法有表面刷漆、涂油等（合理即可）。
【变式演练】
【变式1-1】（2024四川成都）空气中含有多少氧气呢？学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料：1．红磷的着火点是240℃，白磷的着火点是40℃。
2．相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比。
3．相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
（1）加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是 ，产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
（2）主要步骤如下，正确的顺序为 （填序号）。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份
（3）实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。
（4）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是 。
（5）图5中BC段压强增大，原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %（精确到0.01%）。
【反思与交流】
（6）图2实验水面未达到刻度“1”，原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
（7）上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒，对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端，可选择的替代药品有 （写一种）。
【答案】（1）汞液面上升 汞与氧气反应，钟罩内气体减少，气压减小
（2）④①③②
（3）氮气
（4）反应结束后，温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态，氧气含量增大
（5）反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37
（6）反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，所以氧气消耗不完（合理即可）
（7）铜粉
【解析】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，导致钟罩内气体减少，气压减小，玻璃钟罩内汞液面上升；
（2）该实验操作的正确顺序是：检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份；用弹簧夹夹紧胶皮管；点燃红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧；待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹；即④①③②；
（3）由于氧气占空气体积的五分之一，红磷燃烧消耗了氧气，实验结束，集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气；
（4）白磷燃烧消耗氧气并放出热量，而其他气体不变，氧气的含量逐渐减小，但反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态，导致氧气的含量逐渐增大；
（5）红磷燃烧放热，温度升高，装置内压强增大，消耗氧气，装置内压强减小，温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压，所以BC段压强增大；用如图所示数据计算，用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是：；
（6）红磷燃烧发热，但反应一段时间后，氧气浓度下降到一定程度，燃烧放出的热量减少，温度降低到红磷着火点以下，红磷熄灭，导致氧气消耗不完；
（7）铜粉在空气中加热生成氧化铜固体，不会造成污染。
【变式1-2】（2024·辽宁）为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化，某兴趣小组设计如下实验。
【监测温度】
（1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应 （填“吸热”或“放热”），化学方程式为 。
【观察颜色】
（2）在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液作 剂，再逐滴加入盐酸，振荡，该过程中溶液的颜色和pH记录如下图所示。
（3）在①中未观察到预期的红色，为探明原因，小组同学查阅到酚酞变色范围如下：
时呈无色，时呈红色，时呈无色。
据此推断，①中a的取值范围是________（填标号）。
A． B． C．
（4）一段时间后，重复（2）实验，观察到滴加盐酸的过程中有少量气泡生成，原因是 。
【观察沉淀】
（5）小组同学提出，可通过调控反应物浓度观察生成的氯化钠沉淀。向含8g溶质的浓氢氧化钠溶液中加入浓盐酸，恰好完全反应至中性，生成NaCl的质量为 g；恢复至室温，称得混合物的总质量为36.7g，其中NaCl沉淀的质量为 g。（提示：室温下100g水最多能溶解36gNaCl。）
【多现象可视】
（6）如下图所示，注射器1、3中均为8mL氯化氢气体，注射器2、4中分别为2mL蒸馏水和稀氢氧化钠溶液（均滴有酚酞溶液）。打开弹簧夹，迅速将注射器1、3中全部氯化氢分别推入注射器2、4中，用弹簧夹夹紧胶皮管。最终发现注射器2、4的活塞均恢复至2mL刻度附近，此现象不足以说明氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生了反应，理由是 。若实验中溶液始终澄清，为了说明中和反应已发生，还应依据的现象为 。
【答案】（1）放热
（2）指示
（3）C
（4）氢氧化钠变质（或“盐酸与碳酸钠发生反应”）
（5）11.7 2.7
（6）氯化氢溶于水也可导致注射器4的活塞恢复至刻度附近（或“注射器2中没有发生酸碱中和反应，且注射器2、4的活塞均恢复至刻度附近，因此不足以说明注射器4中氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生反应”） 注射器2中溶液仍为无色，注射器4中溶液由红色变为无色（或“反应后注射器4比注射器2温度高”）
【解析】（1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应是放热反应，故填：放热；
氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，反应方程式是：；
（2）酚酞溶液通常被用作指示剂，故填：指示；
（3）结合实验图和酚酞变色范围，可知a的取值范围应大于13。
A、加入酸后溶液显红色，pH=12，说明加入酸之前pH大于12 ，故不正确；
B、8.2C、a>13，此时溶液呈碱性，但是无色，与试管①中的情况吻合，故正确，故选C。
（4）一段时间后，重复向氢氧化钠溶液中加入稀盐酸有气泡产生，说明盐酸将氢氧化钠反应完了，产生的气泡应该是盐酸和氢氧化钠变质产生的碳酸钠之间的反应，两者反应产生了二氧化碳，故填：氢氧化钠变质（或“盐酸与碳酸钠发生反应”）；
（5）解：设向含8g溶质的浓氢氧化钠溶液中加入浓盐酸，恰好完全反应至中性，生成NaCl的质量为x，

x=11.7g
故填：11.7；
恢复至室温，称得混合物的总质量为36.7g，其中NaCl的质量为11.7g，所以，水的质量=36.7g11.7g=25g，根据提示：室温下100g水最多能溶解36gNaCl，可计算出25g最多能溶解9gNaCl，所以氯化钠沉淀的质量为11.7g-9g=2.7g，故填：2.7；
（6）此实验利用控制变量做的对比试验，注射器2中没有发生酸碱中和反应，只是氯化氢溶于水，且注射器2、4的活塞均恢复至2mL刻度附近，因此不足以说明注射器4中氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生反应，故填：氯化氢溶于水也可导致注射器4的活塞恢复至2mL刻度附近；
为了说明中和反应已发生，可以通过注射器2和4中溶液颜色的变化来说明，注射器2中未发生反应，溶液依然为无色，注射器4中发生反应氢氧化钠消失，溶液不再是碱性，所以溶液的红色会消失。故填：注射器2中溶液仍为无色，注射器4中溶液由红色变为无色。
攻略02 物质组成和成分的探究
【典例剖析】
【例2-1】（2024·西藏）某校初中化学实验室有一瓶标签模糊不清的无色液体药品，可能是稀盐酸、氢氧化钠溶液和蒸馏水中的一种。为了加强学生的实验能力，掌握实验探究的过程，扎西同学和央宗同学通过实验探究来确定这瓶无色液体药品的成分。
【提出问题】这瓶无色液体是什么呢？
【作出猜想】
猜想一：稀盐酸
猜想二：氢氧化钠溶液
猜想三：蒸馏水
【进行实验】
（1）
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一(扎西同学的方案) 用玻璃棒蘸取无色液体滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较。 试纸变红 pH 7(填“>”“=”或“<”)猜想一成立
方案二(央宗同学的方案) 取少许无色液体于试管，向其中滴入少量酚酞溶液。 无明显现象 猜想一成立
【实验评价】
（2）以上两个实验方案不合理的是 (填“方案一”或“方案二”)，原因是 。
【设计方案】
（3）请你另设计方案进行探究。
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
你的方案 猜想一成立
【反思交流】
（4）在实验操作过程中，为了防止标签被腐蚀，在倾倒液体药品时标签要 。
【答案】（1）<
（2）方案二 酸性和中性溶液均不能使酚酞溶液变色
（3）取少许无色液体于试管，向其中加入适量的碳酸钠溶液 有气泡产生
（4）朝向手掌心
【解析】（1）用玻璃棒蘸取无色液体滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较。观察到pH试纸变红，说明被测液体显酸性，pH小于7，故填：<；
（2）酸性和中性溶液均不能使酚酞溶液变色。取少许无色液体于试管，向其中滴入少量酚酞溶液，无明显现象，不能得出猜想一成立，猜想三也可能成立，则方案二不合理，故填：酸性和中性溶液均不能使酚酞溶液变色；
（3）实验结论是猜想一成立，则该溶液为稀盐酸，稀盐酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳。则实验操作及现象为：取少许无色液体于试管，向其中加入适量的碳酸钠溶液，观察到有气泡产生，则证明猜想一成立，故填：取少许无色液体于试管，向其中加入适量的碳酸钠溶液；有气泡产生；
（4）在实验操作过程中，为了防止标签被腐蚀，在倾倒液体药品时标签要朝向手掌心，故填：朝向手掌心。
【例2-2】（2024·四川广元）实验室有两瓶试剂，分别为待测液A、待测液B，已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸，另一瓶是NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。同学们对待测液的成分进行了探究。
（1）小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上，测出待测液A的pH约为3，则待测液A是 溶液(填“酸”或“碱”)。
（2）为进一步确定溶液中溶质成分，小芳又做了四组实验。请你帮助她完善如表并分析：
实验序号 实验一 实验二 实验三 实验四
所加试剂 锌粒 BaCl2溶液 紫色石蕊溶液 Na2CO3溶液
现象 待测液A 产生白色沉淀 变红 产生气泡
待测液B 无明显现象 产生白色沉淀 变蓝 无明显现象
根据实验现象，可推测出待测液A是 (填化学式)溶液。以上四组实验中，只根据其中一组的实验现象即可证明待测液B为NaOH溶液的是 (填实验序号)。
【质疑讨论】
（3）小强对实验二中待测液B产生白色沉淀的现象提出质疑，经过讨论，大家一致认为待测液B已变质，写出待测液B变质的化学方程式 。
【提出问题】NaOH溶液变质后，溶质的成分是什么？
【猜想假设】
（4）猜想一：NaOH、Na2CO3；猜想二： 。
【设计实验】
（5）小强设计了如下实验，请你帮助他完善下表，得出正确结论。
实验方案及操作步骤 实验现象 实验结论
步骤一：取少量变质后的NaOH溶液于试管中，加入过量BaCl2溶液充分反应，过滤。 产生白色沉淀 猜想一成立
步骤二：取少量步骤一中的滤液于试管中，向其中滴加 。 溶液变红
【反思拓展】
（6）解决同一个问题的方法有很多种，上表步骤二还可以用下列 (填字母代号)方案代替，产生其他的现象后，也能得到相同的结论。
a．滴加CuCl2溶液 b．滴加MgSO4溶液 c．通入CO2
【答案】（1）酸
（2）产生气泡 H2SO4 实验四
（3）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
（4）Na2CO3/碳酸钠
（5）
2～3滴无色滴酚酞溶液
（6）ab
【解析】（1）pH<7，溶液呈酸性，小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上，测出待测液A的pH约为3，则待测液A是酸溶液，故填：酸；
（2）锌粒与碱不反应，与酸溶液反应生成氢气，则可观察到的现象是产生气泡，故填：产生气泡；
实验二中BaCl2溶液与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀，则可推测待测液A是H2SO4溶液，故填：H2SO4；
氢氧化钠溶液与碳酸钠不反应，而盐酸、硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀，所以四个实验中，只根据其中一个实验的现象即可证明2号试管中原溶液为氢氧化钠溶液的是实验四，故填：实验四；
（3）氢氧化钠变质，即氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，变质后的碳酸钠可以和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡，故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
（4）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，若氢氧化钠部分变质，猜想一：NaOH、Na2CO3，若氢氧化钠完全变质，则猜想二：Na2CO3，故填：Na2CO3；
（5）猜想一成立，即变质后溶质的成分是NaOH、Na2CO3，碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，余下的溶液中含有氢氧化钠，滴加无色酚酞溶液，溶液变红，则步骤二：取步骤一中的滤液少量于试管中，向其中滴加2～3无色滴酚酞溶液，故填；2～3无色滴酚酞溶液；
（6）a、滴加CuCl2溶液，氯化铜溶液和氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和氯化钠，有蓝色沉淀生成，该方案可行，故a符合题意；
b、滴加MgSO4溶液，MgSO4溶液和氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化镁和硫酸钠，有白色沉淀产生，该方案可行，故b符合题意；
c、通入CO2，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，无明显现象，该方案不可行，故c不符合题意；
故答案为：ab。
【提分秘籍】
关于混合物成分的探究，一般思路：（1）明确混合物中可能含有的成分(一般题千会提供)。（2）分析每一种成分的组成，判断其可能的化学性质以及发生化学反应时明显的现象，有特征离子的要注意其检验方法。（3）根据题目提供的思路，步步深入，每一个问题结合所学知识以及题目提供的其他信息，做出正确解答。特别注意:题目中提供的“查阅资料”一环节中的信息一定是有用信息，在解答时一定要利用好。
【变式演练】
【变式2-1】（2024·内蒙古包头）盐碱地是重要的土地资源之一，土壤的盐碱化影响粮食产量。某地土壤盐碱化可能由中的一种或几种物质引起，兴趣小组的同学开展了与该地土壤盐碱化成分的探究活动。
【查阅资料】溶液呈中性
【设计实验】
（1）取土壤样品于烧杯中．用水充分浸泡、过滤，得到土壤浸出液，测酸碱度。若测得土壤浸出液的为8.5，该土壤中一定含有的物质是 。
（2）取少量土壤浸出液于试管中，滴加足量的稀盐酸，再加入适量的氧化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，土壤中一定还含有的物质是 。
（3）若以上两种物质均存在，为进一步确定土壤盐碱地的成分．请你设计实验方案： （写出实验操作、现象及结论）。
【拓展延伸】
（4）在盐碱地改良的众多方法中，以下方法中你认为合理的是________（填序号）。
A．施加有机腐殖酸 B．施撒熟石灰
C．发展水灌排盐降碱 D．科学合理施肥
【答案】（1）Na2CO3/碳酸钠
（2）Na2SO4/硫酸钠
（3）实验操作：新量土壤浸出液于试管中，滴加过量硝酸钡溶液，充分反应，静置，取生成清液，再滴适量硝酸银溶液，实验现象：滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成，实验结论：土壤盐碱地的成分：含有氯化钠。
（4）ACD
【解析】（1）若测得土壤浸出液的为8.5，pH＞7，溶液显碱性，碳酸钠溶液显碱性，硫酸钠、氯化钠溶液显中性，该土壤中一定含有的物质是碳酸钠。
（2）取少量土壤浸出液于试管中，滴加足量的稀盐酸，稀盐酸与碳酸钠溶液反应，除去碳酸钠，再加入适量的氧化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，硫酸钠与氯化钡溶液反应有白色沉淀生成，土壤中一定还含有的物质是硫酸钠。
（3）若以上两种物质均存在，为进一步确定土壤盐碱地的成分，只需判断有无氯化钠，重新量土壤浸出液于试管中，首先使碳酸根、硫酸根离子完全沉淀下来，加入过量的硝酸钡溶液，碳酸根离子、硫酸根离子与钡离子结合生成沉淀，再滴加适量硝酸银，硝酸银溶液与氯化钠反应有白色沉淀生成，据此判断有无氯化钠。实验操作：新量土壤浸出液于试管中，滴加过量硝酸钡溶液，充分反应，静置，取生成清液，再滴适量硝酸银溶液，实验现象：滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成，实验结论：土壤盐碱地的成分：含有氯化钠。
（4）A、施加有机腐殖酸，可中和碱性物质，符合题意；
B、施撒熟石灰，可中和酸性物质，但盐碱地土壤为碱性，不符合题意；
C、发展水灌排盐降碱，可降低碳酸钠、硫酸钠、氯化钠等盐的浓度，可改善盐碱地，符合题意；
D、科学合理施肥，可改善盐碱地，符合题意；
故选：ACD。
【变式2-2】（2024·山东济南）回答下列问题：
（1）小红和小刚在帮助老师整理实验室时，发现一瓶失去标签的无色溶液，根据试剂记录清单可知该无色溶液是溶液、溶液、溶液中的一种，他们为确定该溶液是哪种溶液，进行实验探究。
【实验与分析】
①小红取少许该溶液于试管中，向其中滴加适量溶液，振荡，观察到有白色沉淀产生，判断该溶液中的金属阳离子是 （填离子符号）。
②小刚另取少许该溶液于试管中，向其中滴加适量溶液，振荡，观察到也有白色沉淀产生，判断该溶液中的酸根阴离子是 （填离子符号）。
【交流与合作】
③小红和小刚经过交流讨论，应为该溶液贴上写有 （填化学式）溶液的标签。
（2）已知某固体样品可能含有、、三种物质中的一种或多种，另有一固体样品可能含有、、、四种物质中的两种或多种。按下图所示进行探究实验，出现的现象如图中所述。（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）
结合上述信息进行分析推理，回答下列问题：
①常温下，气体的水溶液 7（填“>”“=”“<”之一）。
②白色沉淀H为 （填化学式）。
③步骤II中生成气体F的化学方程式为 。
④无色溶液G中，一定大量存在的阳离子为 （填离子符号）。
⑤在固体样品A里，所述三种物质中，还不能确定是否存在的是 （填化学式），要进一步确定其是否存在，另取少许样品A加水配成溶液后再进行实验，请简要说明实验操作步骤、发生的现象及结论： 。
【答案】（1）Mg2+ MgSO4
（2）> BaSO4 Mg2+、Na+、K+ KCl 另取少许样品A加水配成溶液后，向溶液中加入过量硝酸钡，过滤后，滤液再加入硝酸银，若产生产生沉淀则含有氯化钾，反之则不含氯化钾。
【解析】（1）能与氢氧化钠反应产生白色沉淀的是Mg(NO3)2、MgSO4，故含有的金属阳离子是镁离子，符号为Mg2+；
能与氯化钡反应产生白色沉淀的是硫酸钠和硫酸镁，故溶液中含有的酸根离子是硫酸根，符号为；
由上述分析可知，溶液中含有的物质是硫酸镁，化学式为MgSO4；
（2）能与氢氧化钠反应产生气体的是硝酸铵，产生的气体是氨气，氨气的水溶液为氨水显碱性，pH>7；
步骤Ⅲ中加入硝酸钡，又加入了稀硝酸，产生了不溶于稀硝酸的沉淀则该物质的是硫酸钡，化学式为BaSO4；
样品B中加入稀盐酸有气泡产生，则B中含有碳酸钠，稀盐酸和碳酸钠反应化学方程式为：；
步骤Ⅰ中加入氢氧化钠产生了气体，则一定含有硝酸铵，两者反应产生硝酸钠和水和氨气，步骤Ⅲ中加入硝酸钡，又加入了稀硝酸，产生了不溶于稀硝酸的沉淀则该物质的是硫酸钡，则一定有硫酸钾，不能确定氯化钾的存在；步骤Ⅱ中加入稀盐酸，恰好完全反应，产生了气体一定含有碳酸钠，且为无色溶液，一定没有硫酸铜，无法确定氧化镁和氢氧化镁的存在，但是只要有一种存在，则一定含有的阳离子是钠离子和钾离子，镁离子，符号为Mg2+、Na+、K+；
有上述分析可知步骤Ⅰ中不能确定氯化钾的存在，化学式为KCl；
要证明氯化钾的存在，另取少许样品A加水配成溶液后，向溶液中加入过量硝酸钡，过滤后，滤液再加入硝酸银，若产生产生沉淀则含有氯化钾，反之则不含氯化钾。
攻略03 反应后物质成分的探究
【典例剖析】
【例3-1】（2024四川南充）目前，“污渍爆炸盐”已成为广泛应用的洗涤助剂之一。其主要成分是Na2CO3·nH2O2，俗称固体双氧水，溶于水生成Na2CO3和H2O2。探究小组制得“污渍爆炸盐”的饱和水溶液，向其中加入一定量澄清石灰水，产生白色沉淀，过滤得到滤液和滤渣。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】猜想一：NaOH；猜想二：NaOH、Ca(OH)2；猜想三：NaOH、Na2CO3；猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
（1）以上猜想中，有一个猜想是错误的，其原因是 （用化学方程式表示）。
【实验探究】
（2）
实验步骤 实验现象 实验结论
操作一 取少量滤液于试管中，滴加 溶液 产生白色沉淀 猜想二成立
操作二 另取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸 。 猜想三不成立
【拓展应用】
（3）“污渍爆炸盐”除用作洗涤助剂之外，还可用作 。
【反思交流】“污渍爆炸盐”应密封保存。
【答案】（1）Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2 NaOH
（2）Na2CO3（或NaHCO3等其它可溶性碳酸盐） 无气泡产生（或无明显现象）
（3）供氧剂（其他合理答案的情给分）
【解析】（1）碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，则滤液中的溶质一定含有生成的氢氧化钠；
猜想一：当二者恰好完全反应时，溶质为NaOH；
猜想二：当氢氧化钙过量时，溶质为NaOH、Ca(OH)2；
猜想三：当碳酸钠过量时，溶质为NaOH、Na2CO3；
由于碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，二者不能共存，所以猜想④是错误的，化学方程式为Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2 NaOH；
（2）操作一：根据实验结论猜想二成立，即滤液中的溶质为氢氧化钠和氢氧化钙。取少量滤液于试管中，滴加碳酸钠溶液，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，观察到产生白色沉淀，则说明猜想二成立；
操作二：根据实验结论猜想三不成立，即滤液中的溶质为不含有碳酸钠；则另取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸，稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，可观察到无气泡产生（或无明显现象），说明猜想三不成立；
（3）“污渍爆炸盐”主要成分是Na2CO3·nH2O2，俗称固体双氧水，溶于水生成Na2CO3和H2O2，过氧化氢分解生成水和氧气，所以“污渍爆炸盐”除用作洗涤助剂之外，还可用作供氧剂等（合理即可）。
【例3-2】（2024·江苏宿迁）氧气是一种在生产、生活中有广泛用途的重要气体，如医疗急救、炼钢、气焊、化工等。为满足不同人群的需求，市面上有多种类型的制氧机。化学实践小组制作了一台简易“制氧机”，如图所示。
用该制氧机制氧气时，在反应仓中先加入适量水，再依次加入粉末状过碳酸钠（化学式为）和粉末状二氧化锰，即可持续、平稳地产生氧气。
（1）其制氧气的原理可分为两步：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为碳酸钠和过氧化氢，；② （用化学方程式表示）。
【提出问题】充分反应后，若将反应仓内的混合物过滤，得到的滤液中溶质成分有哪些？
【查阅资料】①在酸性条件下，过氧化氢能将KI转化为；②氯化钡溶液显中性。
【进行实验】将一定量粉末状过碳酸钠和粉末状二氧化锰置于水中至不再产生气泡，将反应后的混合物进行过滤。
（2）实验1：取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸， （填实验现象），证明滤液中含有碳酸钠。
（3）实验2：继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液，再滴加 溶液，溶液没有变为蓝色，证明滤液中不含过氧化氢。
【反思交流】过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠，是否同时也会生成氢氧化钠？
（4）实验3：另取少量滤液于试管中，滴加过量的氯化钡溶液，目的是 ，反应的化学方程式是 。在不新增其它试剂的情况下，检验加入的氯化钡溶液是否过量的方法是 。
（5）待实验3充分反应后，静置，取上层清液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈 色，证明滤液中不含氢氧化钠。
【答案】（1）
（2）有气泡产生
（3）淀粉
（4）除去碳酸钠，防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰 充分反应后，静置，取上层清液，加入氯化钡溶液
（5）无
【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：；
（2）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，故取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸，有气泡产生，证明滤液中含有碳酸钠；
（3）在酸性条件下，过氧化氢能将KI转化为，能使淀粉变蓝，故继续向实验1反应后的溶液中滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液，溶液没有变为蓝色，证明滤液中不含过氧化氢；
（4）因为碳酸钠溶液显碱性也会使酚酞变红，因此需要加入过量氯化钡溶液目的是：除去碳酸钠，防止碳酸钠对氢氧化钠的检验产生干扰；碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，反应的化学方程式是；在不新增其它试剂的情况下，检验加入的氯化钡溶液是否过量的方法是：充分反应后，静置，取上层清液，加入氯化钡溶液，若加入氯化钡溶液后，没有沉淀产生，说明已经将碳酸钠去除，加入的氯化钡溶液是过量的；
（5）氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞变红，滤液中不含氢氧化钠，则待实验3充分反应后，静置，取上层清液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈无色。
【提分秘籍】
对反应的生成物的猜想一般只能通过质量守恒定律进行。但答题时应注意以下两个方面：1.由反应物的组成元素推测生成物不管反应物陌生还是复杂，按元素形成合理的物质就是对生成物的合理猜想。2.具体填空的内容填什么能给分，要审清题意按照质量守恒定律~化学反应中元素守恒~结合具体化学反应中的元素进行相关说明，所以答题时要审清题意，按要求作答。3.反应后物质成分的探究既要考虑产物的成分，也要考虑反应物是否过量或者没有参与反应的杂质。但不共存的物质不能同时存在，若在检验过量反应物过程中，最终产物或者杂质对其有干扰的，要先排除干扰再检验过量反应物。
【变式演练】
【变式3-1】（2024·四川巴中）某实验小组利用图1所示装置进行实验，探究的性质：分别向三个烧瓶中注入等体积的水、饱和氢氧化钠溶液、饱和氢氧化钙溶液。利用数字化实验装置分别测定烧瓶内的压强变化，得到如图2所示的曲线图。
（1）图2中ab段压强增大，对应的操作是 。
（2）实验过程中，观察到注入饱和氢氧化钙溶液的烧瓶中产生白色沉淀，该反应的化学方程式是 。
（3）对比图2中三条曲线，能反映出吸收二氧化碳效果最好的是曲线 (选填“x”“y”或“z”)，对应的物质是 (填化学式)。
【继续探究】氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后溶液中溶质成分的分析。
【查阅资料】①氯化钙溶液显中性；②若过量，会有生成。
【进行实验】
（4）设计如下实验进行探究：
实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ 取少量反应后的溶液于试管中，滴加过量氯化钙溶液 含有
Ⅱ 将Ⅰ反应后的上层清液分成两等份 向其中一份加入稀盐酸 无气泡产生 不含
向另一份滴加无色酚酞溶液 溶液变红
【反思交流】
（5）操作Ⅰ中的氯化钙溶液 (选填“能”或“不能”)用氢氧化钙溶液代替。
（6）操作Ⅱ中的无色酚酞溶液可用___________(选填字母)代替，也能达到相同目的。
A．紫色石蕊溶液 B．硫酸铜溶液 C．稀盐酸
【答案】（1）注入液体
（2）
（3）z NaOH
（4）产生白色沉淀 含有NaOH
（5）不能
（6）AB
【解析】（1）ab段压强增大，说明此时注入液体，装置中的气体压缩，从而压强增大。
（2）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：。
（3）由图可知，曲线z最终压强最小，说明二氧化碳减少最多，即吸收二氧化碳效果最好；
氢氧化钠吸收二氧化碳效果最好，化学式为NaOH。
（4）Ⅰ、碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，则可观察到有白色沉淀产生；
Ⅱ、过量的氯化钙能除去溶液中的碳酸钠，而氢氧化钠能使酚酞溶液变红色，则说明溶液中还含有氢氧化钠。
（5）氢氧化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，则无法证明溶液中是否含有氢氧化钠，则不能用氢氧化钠代替。
（6）A、氢氧化钠能使紫色石蕊溶液变红色，也能证明溶液中是否含有氢氧化钠，该选项符合题意；
B、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，也能证明溶液中是否含有氢氧化钠，该选项符合题意；
C、稀盐酸和氢氧化钠反应无明显反应，则无法证明溶液中是否含有氢氧化钠，该选项不符合题意。
故选AB。
【变式3-2】（2024·山东枣庄）《周礼 考工记》记载了我国劳动人民制取氢氧化钾漂白丝帛的过程。制取氢氧化钾的主要流程为：
(蚌壳、草木灰中的杂质在流程中均不反应)
【查阅资料】①蚌壳的主要成分是CaCO3。
②草木灰的主要成分是K2CO3，其水溶液显碱性。
回答下列问题：
（1）步骤一中反应的反应类型是 (填基本反应类型)。
（2）步骤二中反应的化学方程式为 。
（3）某兴趣小组对步骤三所得上层清液的溶质进行探究：
【提出问题】上层清液中的溶质是什么？
【作出猜想】猜想Ⅰ：KOH 猜想Ⅱ：KOH和
猜想Ⅲ：KOH和K2CO3 猜想Ⅳ：KOH、Ca(OH)2和K2CO3
有同学认为猜想Ⅳ不合理，理由是 。
【实验验证】
方案 实验 现象 结论
一 取少量上层清液于试管中，加入Na2CO3溶液 猜想Ⅱ不正确
二 取少量上层清液于试管中，加入 产生气泡 猜想Ⅲ正确
【反思评价】制取氢氧化钾的主要流程中能够循环利用的物质是 (填化学式)。
【拓展应用】为保证氢氧化钾较好的漂白丝帛的效果，对氢氧化钾的保存提一条合理化建议： 。
【答案】（1）分解反应
（2）CaO+H2O=Ca(OH)2
（3）Ca(OH)2 K2CO3和Ca(OH)2不共存等 无明显现象 足量稀盐酸等 CaCO3 密封保存
【解析】（1）蚌壳的主要成分是CaCO3，碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳气体，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，草木灰的主要成分是K2CO3，氢氧化钙与碳酸钾反应生成氢氧化钾和碳酸钙沉淀。步骤一中反应是指碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳气体，一种物质反应生成多种物质的反应叫做分解反应。
（2）步骤二中反应是指氧化钙与水反应生成氢氧化钙，该反应化学方程式：CaO+H2O=Ca(OH)2。
（3）[作出猜想]
猜想Ⅰ：KOH，氢氧化钙与碳酸钾恰好完全反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，过滤得到氢氧化钾；
猜想Ⅱ：KOH和Ca(OH)2，此时氢氧化钙过量；
猜想Ⅲ：KOH和K2CO3，此时碳酸钾过量；
猜想Ⅳ：KOH、Ca(OH)2和K2CO3
有同学认为猜想Ⅳ不合理，理由是氢氧化钙与碳酸钾恰好完全反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，K2CO3和Ca(OH)2不共存。
[实验验证]
方案一、取少量上层清液于试管中，加入Na2CO3溶液，猜想Ⅱ不正确，即上层清液中不含氢氧化钙，实验现象：没有明显现象。
方案二、取少量上层清液于试管中，加入某种试剂，产生气泡，猜想Ⅲ正确，说明溶液中含有碳酸钾，某种试剂和碳酸钾反应有气泡生成，则加入试剂是足量稀盐酸等。
[反思评价]步骤一消耗碳酸钙、步骤三有碳酸钙生成，制取氢氧化钾的主要流程中能够循环利用的物质是CaCO3。
[拓展应用]氢氧化钾易于空气中二氧化碳气体发生反应，为保证氢氧化钾较好的漂白丝帛的效果，对氢氧化钾的保存提一条合理化建议：密封保存。
攻略04 实验异常现象的探究
【典例剖析】
【例4-1】（2024·黑龙江牡丹江）兴趣小组的同学为证明无明显现象反应的发生，进行了如下创新实验。（装置气密性良好，药品充足，部分仪器省略）
温馨提示：①单向阀只允许气体、液体单向流动②无水氯化钙干燥气体③常温下几种物质在乙醇中的溶解度为
【实验1】
（1）用装有少量含酚酞的溶液的注射器，抽取适量浓盐酸，能证明反应发生的实验现象是 ，发生反应的化学方程式为 。
【实验2】
（2）在广口瓶内装入的浓盐酸，瓶内会充满气体的原因是 。按图示连接实验装置，打开弹簧夹K和单向阀a、b，缓慢拉动注射器的活塞，抽取气体过程中，观察到广口瓶中的浓盐酸底部有气泡产生，产生该现象的原因是 。关闭弹簧夹K和单向阀b，打开单向阀c，推动注射器的活塞，片刻后观察到试管中出现的实验现象是 ，可证明反应发生。
【表达交流】无明显现象的反应可以从不同角度进行证明。
【答案】（1）溶液由红色变为无色
（2）浓盐酸有挥发性，挥发出氯化氢气体 气体的溶解度随压强的减小而减小 白色沉淀
【解析】（1）氢氧化钠显碱性，能使无色酚酞溶液变红色，用装有少量含酚酞的 NaOH溶液的注射器，抽取适量浓盐酸，当观察到溶液由红色变为无色，说明氢氧化钠被消耗，则可证明发生反应，即盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，化学方程式为：；
（2）在广口瓶内装入 50mL 的浓盐酸，瓶内会充满 HCl 气体的原因是浓盐酸有挥发性，挥发出氯化氢气体；
按图示连接实验装置，打开弹簧夹K和单向阀a、b，缓慢拉动注射器的活塞，抽取 HCl 气体过程中，压强减小，观察到广口瓶中的浓盐酸底部有气泡产生，产生该现象，是因为气体的溶解度随压强的减小而减小；
根据提示中，氯化钠在乙醇中的溶解度为17.3g，氯化氢在乙醇中的溶解度为41.6g，而氯化钠在乙醇中的溶解度为0.065g，关闭弹簧夹K和单向阀b，打开单向阀c，推动注射器的活塞，盐酸和片刻后观察到试管中出现白色沉淀，则可证明反应发生，即氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，生成的氯化钠在乙醇中的溶解度最小，会析出。
【提分秘籍】
实验中异常现象的产生常与试剂用量、试剂添加顺序、实验温度等因素有关，解题时应注意提取信息，尤其是要对陌生信息进行解读，将所给信息与猜想、操作、现象、结论对应分析，前后印证，再结合元素和化合物的相关知识进行解答。可从以下角度分析：（1）反应物。本身:浓度、纯度、用量、形状、溶解性、变质。反应物之间:接触面积、质量比。（2）生成物。本身:浓度、溶解性。生成物之间：是否反应。（3）反应条件:①是否需要加热；②催化剂:质量、表面积、浓度和反应物之间的质量比。（4）反应伴随现象:主要是热量变化。（5）环境:周围环境的差异(温度、物质等)、环境中某些物质是否参与了反应。
【变式演练】
【变式4-1】（2024·安徽合肥·三模）纯净的氢气在空气中燃烧火焰呈淡蓝色，而实际操作中却常为黄色。某兴趣小组展开如下实验探究。
【任务一】探究氢气燃烧火焰呈黄色的主要原因
【查阅资料】含某些金属元素的物质在灼烧时使火焰呈现特殊颜色，如含钠元素物质灼烧时火焰呈黄色。
【作出假设】
猜想1：黄色火焰是由玻璃导管中钠元素引起的。
猜想2：黄色火焰的产生与气体流速有关
假设

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