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专题七　实验探究题
类型 1　物质组成成分的探究
1. (2021江西创新协同中心模拟改编)市售的“自热米饭”带有一个发热包，遇水后可迅速升温至150 ℃，保温时间达3小时，能将生米做成熟饭。某中学化学兴趣小组对放置教室时间已久的发热包进行了以下探究。
【查阅资料】发热包主要由生石灰、铁粉、镁粉、铝粉、炭粉、氯化钠中的若干种组成。
【成分探究】取出某品牌的发热包内灰黑色的固体粉末，分成两份。
(1)小吴用磁铁靠近其中一份粉末，发现有黑色物质被磁铁吸引，证明粉末中含有________。用磁铁将该物质全部吸出后，剩余粉末为样品A。
(2)小周将另一份粉末加水溶解、过滤后，取部分滤液滴入酚酞试液，滤液呈________色，证明原粉末中含生石灰；向滤液中滴入硝酸银溶液，观察到白色沉淀生成，证明原粉末中含有________。
(3)除上述物质外，还可能存在镁粉、铝粉、炭粉，对此大家提出了以下几种猜想：
猜想一：只存在上述三种中的一种；
猜想二：上述三种同时存在；
猜想三：存在铝粉和炭粉；
猜想四：存在镁粉和铝粉；
猜想五：存在镁粉和炭粉。
【实验验证】小施用样品A进行实验，流程如下。向滤液B中滴加氢氧化钠溶液时，他观察到开始时有白色沉淀生成，后来又全都消失，最后得到的是无色溶液E。
【实验结论】不溶物D是________。大家结合实验现象讨论后，认为猜想三正确。
【原理探究】小吴利用如图装置证明发热包放热主要来自生石灰与水的反应。加水后发现M中温度迅速升高，N中有气泡产生，该气体为________(填名称)。但温度很快下降，说明该反应很快结束，不能长时间保温。
【猜想】大家大胆猜测应该还有其他放热反应存在。
【实验验证】同学们按资料介绍，用铁粉、炭粉和食盐水在锥形瓶中模拟铁的锈蚀实验，不久后发现锥形瓶外壁微烫，并持续较长时间。该现象很好地解释了发热包的保温机理。
【总结反思】通过以上探究，小林同学做了如下的反思归纳：
a. 加热包应密封防潮保存
b. 向用过的加热包内的固体中加入过量稀盐酸后，过滤可以回收活性炭
c. 能与水混合放出热量的物质，均可用作加热包中的发热材料
你认为其中不正确的是________(填字母)。
2. (2021恩施州)古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】
(1)铜锌合金(又称：假黄金)外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。
(2)标准状况下，氢气密度ρ≈0.09 g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。
方案 实验步骤 实验现象
一 截取小块黄金面具放在酒精灯上加热 ________
二 截取小块黄金面具于试管中，加入一定量稀硫酸 有气泡产生
三 截取小块黄金面具于另一支试管中，加入适量氯化铜溶液 ________ ________
【实验结论】该面具是假黄金。
【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数，小明同学利用上述方案二设计了如下实验：
Ⅰ、按如图所示组装实验装置，并_____________________________________________。
Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0 g黄金面具样品，注射器中吸入25 mL稀硫酸。
Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸、待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)，如下表。
次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
收集气体的 总体积/mL 200 400 515 x 525
(1)上表中的数据x＝________。
(2)分析数据、完全反应后生成氢气的体积V＝________mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数w1＝________。
【反思评价】
(1)小红对小明的方案和数据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：________→ 洗涤→ 干燥→ 称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数w2。
(2)鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。
【表达交流】w1和w2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由：________________________________________________________________________。
类型 2　反应后物质成分的探究
考向1　气体成分的探究
3. 化学兴趣小组为探究金属的化学性质，将镁片和铜片分别放入装有稀硫酸的试管中，铜片表面没有明显现象，而镁片表面有气泡产生，同学们得出铜不能与硫酸发生反应的结论。有同学提出疑问：是不是任何条件下，铜都不能与硫酸发生反应呢？于是在加热条件下将铜片与浓硫酸混合，发现产生有刺激性气味的气体，同学们对此十分好奇，进行了如下探究：
【提出问题】在加热条件下铜片与浓硫酸反应生成的刺激性气味的气体是什么？
【查阅资料】①SO2是一种有刺激性气味的气体，与CO2化学性质相似，SO3呈气态时也有刺激性气味；
②SO2和SO3分别与氢氧化钡溶液反应生成亚硫酸钡和硫酸钡白色沉淀；
③硫酸钡沉淀不溶于酸，亚硫酸钡沉淀可溶于稀盐酸，反应生成SO2。
【猜想与假设】
猜想1：可能是二氧化硫；
猜想2：可能是______________；
猜想3：可能是二氧化硫与三氧化硫；
猜想4：可能是氯化氢气体。
大家讨论后认为猜想4不合理， 依据是__________________。
【实验探究】同学们设计如图所示实验装置进行探究：
实验操作 实验现象 实验结论
对浓硫酸与铜片的混合物加热，将产生的气体通入饱和氢氧化钡溶液中 装置B中____________ 猜想1正确
停止加热，用注射器向装置B中注入足量的稀盐酸 ________________________
【反思拓展】(1)装置C的作用是__________________________________。
铜与浓硫酸加热反应生成一种硫酸盐和两种氧化物，写出铜与浓硫酸反应的化学方程式___________
___________________________。
考向2　固体成分的探究
4. (2021重庆B卷)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe2O3模拟早期炼铁并检验可能的产物，实验装置如下：
【查阅资料】
①铁粉为黑色：常温下，Fe、Fe3O4可被磁铁吸引；
②PdCl2溶液可用于检验CO，原理是：PdCl2＋CO＋H2O=== Pd↓＋CO2＋2HCl；
③Fe3O4与硫酸反应：Fe3O4＋4H2SO4=== FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O。
【实验现象】澄清石灰水变浑浊，PdCl2溶液中产生黑色沉淀，玻璃管内粉末全部变成黑色，冷却后，用磁铁靠近黑色固体，黑色固体被部分吸引。
(1)仪器A的名称是________。
(2)为了检验气体产物，装置从左到右的接口连接顺序为a→____→____→____→____。
(3)澄清石灰水变浑浊的化学方程式为______________________________。
【实验结论】反应生成CO和CO2，磁铁上的黑色固体可能是Fe、Fe3O4。
【提出猜想】磁铁上的黑色固体是什么？
猜想一：Fe　　　猜想二：Fe3O4
猜想三：Fe和Fe3O4
【设计实验】
设计 思路 操作 现象 结论
定性 实验 取少量黑色固体于试管中，加入足量稀硫酸，充分反应 固体完全溶解，产生气泡 猜想 不 成立
定量 实验 取一定质量的稀硫酸(足量)放入烧杯中，加入5.6 g黑色固体，充分反应后称量溶液的质量 固体完全溶解，产生气泡，溶液增加的质量为____g 猜想 一成 立
【归纳总结】根据实验结论和探究结果，C与Fe2O3，反应的化学方程式为________________________。
考向3　溶质成分的探究
5. (2021益阳)同学们在探究酸的化学性质时，小石将一根生锈的铁钉放入盛有稀硫酸的试管中，过一会儿取出铁钉后，发现试管中的溶液呈浅黄色。
【提出问题】试管中浅黄色溶液的溶质是什么？
【猜想假设】同学们都认为溶质中一定含有Fe2(SO4)3，理由是(1)______________________，然后提出如下猜想：
猜想① 溶质是Fe2(SO4)3；
猜想② 溶质是Fe2(SO4)3和FeSO4；
猜想③ 溶质是Fe2(SO4)3和H2SO4；
猜想④ 溶质是Fe2(SO4)3、H2SO4和(2)________(填化学式)。
【查阅资料】FeSO4溶液能使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去；H2SO4溶液和Fe2(SO4)3溶液均不能使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去。
【实验探究】同学们分组合作进行如下实验探究。
组次 实验操作 现象与结论 小组同学 相互评价
第1 组 现象：产生大量气泡，…… 结论：溶质中一定含有H2SO4，猜想③或④成立 第2组同学认为：此结论正确。产生大量气泡的化学反应方程式为(3)__________________________
第2 组 现象：(4)______________ 结论：结合第1组的实验现象，推理出猜想④成立 第1组同学认为：此结论正确
【实验反思】上述实验探究说明，在用稀硫酸或稀盐酸除铁制品上的铁锈时，应该注意的事项是(5)__________________________________。
6. (2021南昌一模)在化学分组实验课上，某实验小组的同学对“纯碱的化学性质”进行如下探究：
(1)能证明Na2CO3溶液呈碱性的实验现象是________________；
(2)C试管中发生反应的化学方程式为__________________________；
(3)实验结束后，小米出于好奇将D试管中的上层废液与B试管中的废液一起倒入烧杯中，发现烧杯中只有气泡产生。同学们对烧杯内混合液中的溶质成分进行如下探究：
【提出问题】烧杯内混合液中的溶质成分是什么？
【猜想假设】猜想一：NaCl　　猜想二：HCl、NaCl
猜想三：________________
【实验验证】
实验操作 实验现象 实验结论
取生锈铁钉于试管中，向试管中加入混合液 ____________ 猜想二 不成立
取适量的混合液于试管中，滴加________溶液 有白色沉 淀产生 猜想三 成立
【反思拓展】若D试管中的上层废液与B试管中的废液混合后无明显现象，则混合后溶液中溶质成分可能的组合有________种。
类型 3　物质组成元素的探究
7. (2021烟台)因发现青蒿素而获诺贝尔奖的科学家屠呦呦还发现了双氢青蒿素。查阅资料可知，双氢青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成，为测定双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比。兴趣小组进行了以下探究。
【设计实验】兴趣小组设计并进行了如图一所示的实验。(装置气密性良好)
图一
将7.1 g双氢青蒿素放在装置C的玻璃管中，燃烧至无固体灰分残留。
(1)装置A、B中盛放的试剂分别是______(填序号)。
①足量NaOH溶液、足量浓硫酸
②足量浓硫酸、足量NaOH溶液
(2)装置F可吸收从装置E的气流中带出来的少量水蒸气，生石灰与水蒸气发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
【记录数据】加热前，先通入空气一段时间，再称量装置D的质量、装置E和F的总质量(反应前的质量)。双氢青蒿素完全反应后，停止加热，继续通入空气一段时间，再次称量装置D的质量、装置E和F的总质量(反应后的质量)。实验数据如下表所示。
装置 反应前的质量/g 反应后的质量/g
D 74.7 80.1
E和F 80.3 96.8
【实验结论】(3)根据表中数据分析，双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比是________。
图二
【拓展分析】(4)双氢青蒿素分子中碳、氢、氧三种原子的个数比是________。
【实验反思】(5)实验过程中，加热前要先通入空气一段时间，该操作的作用是________。
(6)有同学建议，为使实验结果更准确，需要在装置C和D之间增加图二所示的装置，其目的是____________________________________。
类型 4　有关异常现象的探究
8. (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Ⅰ所示装置分别进行实验：
(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Ⅱ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，点燃干燥后的气体，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。下列科学成果中，有两项是通过对异常现象研究得出的，它们是______(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
9. (2021常德)学习金属活动性顺序后，老师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后，将反应后的无色溶液(以下简称：待测溶液)倒入有水的废液缸中时，发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题：
【发现问题】小明取一滴管未倒完的待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，依然产生大量白色沉淀(像牛奶一样)。
【提出问题】待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生？白色沉淀是什么物质？
【查阅资料】(1)AlCl3是一种无色透明晶体，极易与水反应生成难溶于水的Al(OH)3而产生白色沉淀；
(2)CuCl是一种不溶于水的白色固体，易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含Cl－的溶液中；CuCl中Cu的化合价为________。
【提出猜想】
猜想Ⅰ：白色沉淀是 Al(OH)3
猜想Ⅱ：白色沉淀是CuCl
猜想Ⅲ：白色沉淀是Al(OH)3和 CuCl的混合物
【实验探究】
序号 实验操作 实验现象 实验结论
① 取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中 无明显实验现象 猜想____正确
② 取约2 mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的Al条，充分反应 有红色固体析出
③ 取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中 无明显实验现象
【结论与反思】(1)上述实验表明，Al和CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl，第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式：
第一步：____________________________；
第二步：____________________________。
(2)待测溶液中含有大量CuCl，为什么它没有以白色沉淀的形式存在？请说明原因：____________________
___________________________________。
(3)设计实验③的目的是_________________________________________。
【启示与拓展】通过对Al和CuCl2溶液反应的实验探究，使我们认识到，我们不少的传统认识远没有做到细致入微，特别是当观察到有红色固体析出，于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程，通过比较和分析，得出可靠的结论。经过无数次实验证明，有些化学反应看似一步完成，实际上是分步进行的。请根据你所学知识，任举一例反应可能分步进行的实例：_________________________________________________________________________。
10. (2021宁夏)化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。
【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？
【猜想与假设】甲同学：酚酞与O2发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想：____________________(写一条)。
【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。
(1)甲同学设计并完成如下实验：
实验步骤 实验目的 实验现象 实验结论
①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸 ________ 溶液变红，过一会儿红色消失 甲同学的猜想____(填“正确”或“不正确”)
②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方 ________
图1
(2)乙同学设计如图1所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为__________________________。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是________________________________，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH<7，说明溶液显________性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是________________________________________。
(3)丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化(说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%)。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有________________________________(写一条)。
图2
【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。
类型 5　有关物质性质的探究
11. (2021广安)2021年全球新冠疫情形势依然严峻，除了打疫苗、戴口罩、勤洗手外，还需要科学、正确、安全地消毒。84消毒液、H2O2溶液都是常用的消毒剂，某兴趣小组对这两种消毒剂进行了如下探究活动：
【实验】取少量84消毒液置于试管中，滴加H2O2溶液，有大量气泡产生，经检验产生的气体是氧气。
【查阅资料】 84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。
【提出问题】在上述反应中，NaClO 的作用是什么？
【作出猜想】猜想一：NaClO类似分解H2O2溶液制取氧气时MnO2的作用，作催化剂。
猜想二：NaClO与H2O2溶液发生化学反应，作________。
【实验探究】
(1)按如图所示组装实验装置(固定装置省略), 加入药品前的操作是____________________。
(2)实验 Ⅰ ：按如图装置经注射器甲注入10 mL水，观察到注射器乙活塞向右移动10 mL。(忽略大气压、摩擦等其他因素对测量结果造成的影响，下同)
(3)实验 Ⅱ ：先向锥形瓶中加入20 mL 84消毒液，再按如图装置将25 mL H2O2溶液平均分5次经注射器甲注入锥形瓶中，待注射器乙活塞不再向右移动后，记录每次气体的总体积，数据见下表：
第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
H2O2溶 液/mL 5 5 5 5 5
注射器乙 中气体的 总体积/mL 35 70 85 a b
表中的数据a＝________。
【实验结论】根据表中数据判断________(填“猜想一”或“猜想二”)是正确的，依据是____________________
________________________。
【反思评价】通过该实验说明消毒剂混用可能会影响消毒的效果，因此生活中在使用各种消毒剂时不能随意混用，应科学使用，注意安全。
类型 6　影响因素类探究
12. 万唯原创某化学研究小组为探究影响石灰石与稀盐酸反应快慢的因素，进行了如下探究：
【提出问题】石灰石与稀盐酸反应的快慢与哪些因素有关呢？
【作出假设】假设一：与盐酸浓度有关
假设二：与石灰石形状有关
【进行实验】室温下，分别向盛有等质量石灰石样品的锥形瓶中注入等体积的稀盐酸，记录数据如下表。
(1)写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式______________________________________。
【得出结论】(2)实验②比实验①收集到的气体体积多，可以得到的结论是________________________。
(3)要比较石灰石固体形状对产生CO2速率的影响，应选择的实验编号是____________。
【交流反思】(4)某同学观察到反应一段时间后气体生成的速率会变慢，请分析原因___________________
____________________________。
(5)你认为盐酸与石灰石的反应速率还与______________(写一点即可)有关。　　
专题七　实验探究题
1．【成分探究】(1)铁粉　(2)红　氯化钠(或NaCl)
【实验结论】炭粉　【原理探究】空气　【总结反思】c
【解析】【成分探究】(1)铁粉能被磁铁吸引，根据“黑色物质被磁铁吸引”，可知粉末中含有铁粉。(2)根据实验结论“原粉末中含有生石灰”，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙溶液呈碱性，能使无色酚酞试液变红。银离子与氯离子结合生成氯化银沉淀，加入硝酸银溶液后产生白色沉淀，可知原粉末中含有氯化钠。【实验结论】根据流程分析，向滤液B中加入氢氧化钠溶液，先产生白色沉淀后沉淀消失且得到无色溶液E，说明样品A中不含有镁粉，结合“猜想三正确”可知样品A中一定含有生石灰、氯化钠、铝粉、炭粉。加入足量稀盐酸，生石灰、铝粉均与稀盐酸反应被溶解，所得不溶物D是炭粉。【原理探究】氧化钙与水反应放热，锥形瓶瓶内温度升高，气压增大，锥形瓶内空气沿导管进入N中，产生气泡。【总结反思】铁与水蒸气、氧气同时接触生锈，生石灰与水反应，因此加热包应密封防潮保存，a正确；炭粉不与稀盐酸反应，可回收活性炭，b正确；浓硫酸与水混合放热，但浓硫酸具有腐蚀性，不可用作加热包中的发热材料，c不正确。
2. 【进行实验】固体表面变黑　有红色固体析出，溶液由蓝色变为无色　【深入探究】Ⅰ、检查装置的气密性　Ⅲ、(1)520　(2)500　【数据处理】29.25%　【反思评价】(1)过滤　【表达交流】生成的氢气中含有水蒸气(合理即可)
【解析】【进行实验】根据题意，合金中含有铜，铜和氧气在加热条件下反应生成黑色的氧化铜，可以通过加热来判断该金属是合金而不是黄金，因此方案一的实验现象为固体表面变黑；合金中的锌可以和氯化铜溶液反应，生成无色溶液和红色的铜，因此方案三的实验现象为有红色固体析出，溶液由蓝色变为无色。【深入探究】Ⅰ、实验开始前要检查装置的气密性。Ⅲ、(1)分析表格中数据，当第1次加入5 mL稀硫酸时，收集200 mL气体，第2次加入5 mL稀硫酸时，气体总体积为400 mL，以此类推，当第3次加入稀硫酸时，收集气体的总体积应该是400 mL＋200 mL＝600 mL，而实际只有515 mL，说明第3次已经将金属中的锌完全反应了，第4次排出水的体积是5 mL稀硫酸的体积，所以第4次的体积是515 mL＋5 mL＝520 mL，所以x＝520。(2)根据分析可知，反应后生成氢气的体积是525 mL－25 mL＝500 mL。【数据处理】氢气的质量为0.09 g/L×0.5 L＝0.045 g，设金属锌的质量为y
Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
65　　　　　　　　　 2
y　　　　　　 　 　　0.045 g
＝　y＝1.4625 g
所以黄金面具中锌的质量分数为×100%＝29.25%。【反思评价】(1)小红采用测量样品中铜的质量，取反应后的溶液，过滤得到不参与反应的铜，用蒸馏水将铜表面的溶液洗涤，再干燥，就可以得到金属铜。样品的质量减去铜的质量就是锌的质量，进而可以求出金属锌的质量分数。【表达交流】小明的实验通过测算氢气的质量来求锌的质量，金属与酸反应放热，生成的氢气中可能含有水蒸气，会使实验结果受影响。
3. 【猜想与假设】三氧化硫　 质量守恒定律(或反应物中没有氯元素，不可能生成氯化氢)
【实验探究】有白色沉淀生成　产生气泡，沉淀全部溶解
【反思拓展】(1)吸收尾气，防止污染空气
(2)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋2H2O＋SO2↑
【解析】【猜想与假设】根据给出的几种猜想及质量守恒定律，可知猜想2可能是三氧化硫；依据质量守恒定律，反应物中没有氯元素，无法生成氯化氢，故猜想4不合理。【实验探究】由实验结论“猜想1正确”可知，生成的有刺激性气味的气体只有SO2, SO2与氢氧化钡溶液反应生成亚硫酸钡白色沉淀，亚硫酸钡沉淀溶于稀盐酸且反应生成SO2，则将浓硫酸与铜片混合加热产生的气体通入饱和氢氧化钡溶液中，观察到有白色沉淀生成，停止加热后，用注射器向装置B中注入足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，沉淀全部溶解。【反思拓展】(1)二氧化硫有毒，排放到空气中会造成污染，其化学性质与CO2相似，则装置C的作用是吸收二氧化硫。(2)铜与浓硫酸加热反应生成一种硫酸盐和两种氧化物，根据质量守恒定律可知，硫酸盐为硫酸铜，氧化物为二氧化硫和水，反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋2H2O＋SO2↑。
4. (1)酒精灯　 (2)d　e　b　c　(3)CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O　 【设计实验】二　 5.4
【归纳总结】Fe2O3＋2C 2Fe＋CO2↑＋CO↑(合理即可)
【解析】【实验现象】(1)由图示可知，仪器A为酒精灯。(2)CO与PdCl2反应会生成CO2，会对CO2的检验造成干扰，因此检验这两种气体时应先检验CO2再检验CO；检验CO2用澄清石灰水，检验CO用PdCl2溶液；检验时将气体从多功能瓶的长管通入，从短管排出，故装置从左到右的接口连接顺序为a→d→e→b→c。(3)CO2能使澄清石灰水变浑浊，实验室常用澄清石灰水检验CO2气体，发生反应的化学方程式为CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O。【设计实验】定性实验：铁与稀硫酸反应能生成氢气，但四氧化三铁与稀硫酸反应无气体生成，因此在反应后的黑色固体中加入足量稀硫酸后观察到固体全部溶解并产生气泡，说明固体中一定存在单质铁，即猜想二不成立；定量实验：根据猜想一成立，即黑色固体全部为铁，则由铁与硫酸反应的化学方程式，可计算5.6 g铁完全反应时溶液增加的质量；设5.6 g铁完全反应后，溶液增加的质量为x
Fe ＋ H2SO4=== FeSO4 ＋ H2↑　　溶液质量增加
56　　　　　　　 　 2　　 56－2＝54
5.6 g　　　　　　　　　　　　　　 x
＝　　x＝5.4 g
【归纳总结】由探究可知，氧化铁在高温下与焦炭发生反应，生成铁、CO和CO2气体。
5. (1)硫酸铁溶液呈黄色　(2)FeSO4　(3)Fe＋H2SO4 === FeSO4＋H2↑　(4)滴入试管内的酸性KMnO4溶液紫红色褪去(合理即可)　(5)除锈时不可将铁制品长时间浸泡在酸中(合理即可)
【解析】(1)硫酸铁溶液呈浅黄色，根据实验中观察到试管中溶液呈浅黄色，确定溶质中一定含有硫酸铁。(2)根据已有的猜想分析，可知溶质中还可能有硫酸亚铁。(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。(4)根据实验结论“猜想④成立”，可知溶质中含有硫酸亚铁，硫酸亚铁溶液能使酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去，因此实验中观察到滴入试管内的酸性高锰酸钾溶液紫红色褪去。(5)稀硫酸或稀盐酸能与铁反应，因此除锈时不可将铁制品长时间浸泡在酸中等。
6. (1)A试管中溶液变红
(2)Na2CO3＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋2NaOH
(3)【猜想假设】NaCl、Na2CO3　【实验验证】无明显现象　氯化钙(合理即可)　【反思拓展】5(或五)
【解析】(1)碳酸钠溶液呈碱性，能使无色酚酞溶液变红，故观察到A试管中溶液变红。(2)C试管中碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，据此写出反应的化学方程式。(3)【猜想假设】分析题干信息，烧杯中只有气泡产生，说明试管B中有盐酸剩余，试管D中的上层废液有碳酸钠剩余，二者反应生成了二氧化碳，结合已有的猜想可知猜想三为氯化钠、碳酸钠。【实验验证】根据“猜想二不成立”可知溶液中不含盐酸，则向生锈铁钉中加入混合液无明显现象。根据“猜想三成立”可知溶液中含有碳酸钠，结合实验现象“有白色沉淀产生”可知所加试剂可以为氯化钙、氯化钡溶液等，与碳酸钠反应生成白色沉淀。【反思拓展】根据D试管的上层废液与B试管中的废液混合后无明显现象分析可知，试管B中一定含有氯化钠，可能含有盐酸或碳酸钠中的一种，试管D中一定含有氯化钠，可能含有氯化钙或碳酸钠中的一种，若试管B和D均恰好完全反应，则混合后的溶质为NaCl；若试管B中HCl或Na2CO3过量，试管D恰好完全反应，则混合后的溶质为NaCl、HCl或NaCl、Na2CO3；若试管B恰好完全反应，试管D中氯化钙或碳酸钠过量，则混合后的溶质为NaCl、CaCl2或NaCl、Na2CO3；若试管B和D反应物均有剩余，由于碳酸钠和盐酸、碳酸钠和氯化钙均能反应，所以溶质情况为NaCl、Na2CO3或NaCl、HCl、CaCl2，综上所述，混合后溶液中溶质成分有5种情况。
7. (1)①　(2)CaO＋H2O=== Ca(OH)2　(3)45∶6∶20　(4)15∶24∶5　(5)除去装置内空气中的二氧化碳和水蒸气，使实验结果更准确　(6)使反应中可能生成的一氧化碳全部转化为二氧化碳
【解析】(1)为确保7.1 g双氢青蒿素中的氢元素和碳元素全部转变成水和二氧化碳后测量结果更准确，在加热双氢青蒿素前将空气中的二氧化碳和水都除去，因而先除去二氧化碳，再除去水蒸气， 氢氧化钠可以吸收二氧化碳，浓硫酸能干燥气体，故装置A、B盛放试剂的顺序选①。(2)氧化钙和水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为CaO＋H2O=== Ca(OH)2。 (3)D中增加的质量是生成的水的质量，E和F中增加的总质量是生成的二氧化碳的质量。生成的水的质量为80.1 g－74.7 g＝5.4 g，其中氢元素的质量为5.4 g×(×100%)＝0.6 g；生成的二氧化碳的质量为96.8 g－80.3 g＝16.5 g，其中碳元素的质量为16.5 g×(×100%)＝4.5 g；因而7.1 g双氢青蒿素中含有的氧元素的质量为7.1 g－0.6 g－4.5 g＝2 g；故双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比为4.5∶0.6∶2＝45∶6∶20。(4)根据碳、氢、氧元素的质量计算碳、氢、氧原子的个数比为∶∶＝15∶24∶5。(5)实验过程中，加热前先通入一段时间的空气，目的是除去装置内空气中的二氧化碳和水蒸气，使实验结果更准确。(6)为使实验结果更准确，在装置C和D之间增加图二装置的目的是使反应中可能生成的一氧化碳全部转化为二氧化碳。
8. 【提出猜想】不符合质量守恒定律(或反应物中不含碳元素)　【进行实验】(1)木条不复燃　(2)c
【得出结论】2Al＋2NaOH＋2H2O=== 2NaAlO2＋3H2↑　【交流讨论】若氢气不纯，点燃可能发生爆炸(或若产生的气体是氢气和氧气的混合气体，点燃可能发生爆炸)　【反思提升】AC
【解析】【提出猜想】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，氢氧化钠溶液和铝的组成元素中不含碳元素，所以铝与氢氧化钠溶液反应不会生成二氧化碳。【进行实验】(1)如果铝与氢氧化钠溶液反应产生的气体是氧气，则将带火星的木条放在导管口，木条会复燃，如果不是氧气，则不会复燃，所以小红实验中观察到的现象是木条不复燃；(2)干燥气体应该长进短出，即气体应该由c端进入浓硫酸，反应一段时间后，再进行点燃，如果气体能燃烧，说明气体是氢气。【得出结论】铝和氢氧化钠溶液反应时，反应物是铝、氢氧化钠和水，生成物是偏铝酸钠和氢气，据此可写出反应的化学方程式。【交流讨论】由于可燃性气体与氧气或空气的混合物遇明火易发生爆炸，所以点燃可燃性气体前应该先检验纯度，而本实验中并未明确该气体是氢气还是氢气和氧气的混合物，若氢气不纯或氢气和氧气混合点燃时，可能会发生爆炸。【反思提升】波义耳不小心将浓盐酸溅到花瓣上，是一个意外现象，对此研究发现了酸碱指示剂；拉瓦锡发现氧气也是通过异常现象的研究得到的结论，侯德榜发明制碱的新方法及张青莲对相对原子质量研究，不属于对意外现象的研究。
9. 【查阅资料】(2)＋1　【实验探究】Ⅱ
【结论与反思】(1)Al＋3CuCl2=== AlCl3＋3CuCl
Al＋3CuCl=== AlCl3＋3Cu　(2)待测溶液中含有一定浓度的氯离子　(3)证明没有生成氢氧化铝沉淀　【启示与拓展】盐酸滴入碳酸钠溶液中，先生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳(合理即可)
【解析】【查阅资料】CuCl中氯元素化合价为－1价，设铜元素化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，则x＋(－1) ＝0，x＝＋1。【实验探究】①已知CuCl易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含Cl－的溶液中；取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中无明显实验现象，说明没有生成氢氧化铝沉淀，可能生成的CuCl溶于一定浓度的NaCl溶液中；②取约2 mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的Al条，充分反应，有红色固体析出说明生成了铜单质；③实验②后的溶液中有生成的氯化铝，取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，无明显实验现象，说明没有生成氢氧化铝沉淀；综合分析可知，沉淀为铜元素导致的，沉淀为CuCl，故猜想Ⅱ正确。【结论与反思】(1)上述实验表明，Al和CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl，第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。上述两步反应的化学方程式分别为Al＋3CuCl2=== AlCl3＋3CuCl、Al＋3CuCl=== AlCl3＋3Cu。(2)CuCl易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含Cl－的溶液中，待测溶液中含有一定浓度的氯离子，导致CuCl没有以白色沉淀形式存在。(3)设计实验③的目的是证明溶液中氯化铝没有生成氢氧化铝沉淀。【启示与拓展】盐酸滴入碳酸钠溶液中，先生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳等。
10. 【猜想与假设】与氢氧化钠溶液的温度有关(合理即可) 　 【设计与实验】(1)①除去NaOH溶液中溶解的O2　②隔绝空气　不正确 　(2)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O　生成的Na2CO3溶液也显碱性，酚酞溶液不会褪色(合理即可)　酸　挥发出的HCl气体与NaOH发生了反应　(3)NaOH溶液的浓度越大，酚酞溶液由红色褪为无色的速率越快(合理即可)
【解析】【猜想与假设】将无色酚酞溶液滴入NaOH溶液中后变为红色，一段时间后酚酞溶液又褪为无色，还可能的原因是与氢氧化钠溶液的温度有关或仪器不干净，含有酸性物质等。【设计与实验】(1)①甲同学的猜想是酚酞与氧气发生了反应，为验证其猜想是否正确，可在无氧气的条件下进行实验，观察溶液是否褪色。由于极少量氧气会溶解在水中，根据压强一定，气体的溶解度随温度的升高而减小，可知步骤①的目的是除去氢氧化钠溶液中溶解的O2。②将①中的溶液冷却后，向其中滴加酚酞溶液，并滴少量植物油于溶液上方，目的是防止空气中的氧气再次溶于溶液中，以验证在无氧气的条件下，变红的酚酞溶液是否会褪色。通过实验现象可知，在除去氧气的NaOH溶液中，酚酞溶液还是会褪为无色，因此甲同学的猜想不正确。(2)浓盐酸与石灰石反应时生成CO2气体，将产生的气体通入滴有酚酞溶液的NaOH溶液中时，CO2与NaOH发生反应生成碳酸钠和水，据此写出反应的化学方程式。实验后乙同学观察到酚酞溶液褪色，认为酚酞溶液褪色是空气中CO2与氢氧化钠溶液反应的缘故。但丁同学认为乙同学猜想不正确，因为二氧化碳与氢氧化钠反应生成的Na2CO3也显碱性，酚酞溶液在其中不会褪色；丁同学用pH试纸测定乙同学实验后溶液的pH＜7，说明反应后的溶液显酸性；因此乙同学实验中酚酞溶液褪色的原因可能是浓盐酸挥发出的HCl气体溶于水形成盐酸与NaOH发生了反应并最终使溶液显酸性，酚酞溶液变为无色。(3)由丙同学实验所得曲线可以看出：酚酞溶液在5%的NaOH溶液中不会褪色，但在10%、20%的NaOH溶液中均会褪色，并且NaOH溶液的浓度越大，酚酞溶液由红色褪为无色的速率越快；氢氧化钠溶液的浓度越小，色度值越大。
11. 【作出猜想】反应物　【实验探究】(1)检查装置气密性　(3)90　【实验结论】猜想二　每次加入相同量的H2O2溶液，产生的气体不是每次都相同，说明NaClO参与了反应
【解析】【作出猜想】根据题给信息对次氯酸钠在反应中的作用进行猜想：次氯酸钠可能是反应的催化剂，也可能是反应物，据此进行猜想。【实验探究】(1)由于反应中产生了气体，因此图示装置加入药品之前应检查装置的气密性；(3)分析实验Ⅱ中数据可知，第1、2次分别加入5 mL H2O2溶液均产生了35 mL气体，第3次加入5 mL的H2O2溶液只产生15 mL气体，说明反应中次氯酸钠作反应物，H2O2在第3次已经反应完全，第4次加入5 mL H2O2溶液不再产生气体，但由于加入液体将锥形瓶内气体压缩，因此会排出5 mL气体，则a＝90。【实验结论】根据上述分析可知，猜想二成立，即次氯酸钠为反应物，而不是催化剂，如果NaClO是催化剂，则每次加入5 mL H2O2溶液产生的气体体积都为35 mL。
12. (1)CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑　(2)其他条件相同时，盐酸的浓度越大，与石灰石的反应速率越快(或其他条件相同时，盐酸浓度越大，相同时间内收集气体的体积越多)　(3)②③　(4)随着反应的进行，盐酸的浓度越来越小，反应速率越来越慢　(5)温度(合理即可)
【解析】(1)石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸在常温下发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑。(2)由表中数据可知，在相同时间内，实验②比实验①收集的二氧化碳气体体积大，其原因是实验②所用盐酸浓度比实验①所用盐酸浓度大，由此可得出结论：其他条件相同时，盐酸的浓度越大，与石灰石反应生成二氧化碳气体的速率越快。(3)比较石灰石形状对产生气体速率的影响，要在其他条件均相同的情况下，选用块状石灰石和粉末状石灰石与相同浓度的盐酸发生反应，比较相同时间内收集气体体积的大小，即实验②和实验③。(4)石灰石与盐酸反应一段时间后反应速率变慢，其原因是随着反应的进行，盐酸浓度越来越小，因而反应速率越来越慢。(5)影响盐酸与石灰石反应速率的因素有很多，除石灰石的形状、盐酸的浓度外，还有温度等。

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