资源简介

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项目式探究
常见项目主题及对应知识点
1.水质检测
·检测项目:pH值、Cl-、SO2-、重金属离子(如Cu2+、Fe3+)。
实验方法
·pH试纸或pH计测定酸碱度氯化钡
·离子检验:硝酸银(CI-)、(SO42-)、NaOH(重金属离子)
注意事项:检测顺序需避免干扰(如先加硝酸酸化排除CO32-,后再测CI-)
2.金属腐蚀与防护
对比实验:设计不同环境(干燥、潮湿、盐水浸泡)观察铁钉锈蚀情况。
结论:锈蚀需水、氧气共存，电解质加速腐蚀。
防护措施:涂油、镀层、牺牲阳极保护法。
3.物质成分探究
步骤:取样→溶解→逐滴试剂检验(如酸碱指示剂、沉淀反应)。
案例:鉴别Na2CO3.与NaCl，用稀盐酸观察气泡。
4.反应条件优化
变量控制:探究温度、浓度、催化剂对反应速率的影响。
案例:双氧水分解中，对比MnO2,的存在与否对产O2,速率的影响。
题型01 水质检测
1．（2024·山西·三模）一泓清水润三晋——保护山西汾河是我们每个人的义务与责任。某校兴趣小组针对汾河从其经济价值、酸碱度、河水成分、治理措施等开展了项目式探究。
任务一：了解汾河的经济价值
【分析交流】
(1)汾河作为山西最大的河流，流经6市29县（区），蕴含着丰富的资源，汾河为山西经济作出的贡献有 （写一种）。
任务二：检测汾河的酸碱度
(2)水污染常规分析指标是反映水质污染状况的重要指标，其主要指标有：臭味、水温、浑浊度、pH值等．小组同学对汾河水样品进行pH测定，他们在玻璃片上放一片用水润湿的pH试纸，测得溶液为碱性。该操作测定的pH值会 （填“偏大”或“偏小”或“不变”）。
任务三：探究汾河的河水成分
汾河水含有可溶性硫酸盐、硝酸盐，小组对取样的河水中是否含有、进行实验探究。
【教师指导】①微浴，反应生成时会出现白色浑浊现象。
②、AgCl、均为难溶于水的白色沉淀。
【提出问题】汾河水中是否含有、？
【进行试验】
(3)为探究其成分，小组同学设计如下方案，并完成了实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
1 将所取的河水一部分加入试管中，向其中加入过量溶液，静置。 含有
2 过滤，取步骤1中的滤液于试管中，滴加几滴 。 产生白色沉淀 含有
【反思评价】
(4)小明对该小组得出的实验结论产生质疑，他的理由是 。
(5)小组同学对实验进行改进，具体方案为 ，最终能得出溶液中含有、，该方案中涉及的化学方程式为 。
任务四：思考汾河的治理措施
【成果分享】
(6)“晋水今入并州里，稻花漠漠浇平田”。汾河不仅为人们提供美丽的风景，也是山西地区赖以生存的气候调节器。近年来汾河的水质有了很大的提升，如何能更好的推动汾河治理，给出的合理建议是 。
2．（2024·内蒙古赤峰·三模）化学实践小组的同学们在赤峰二道河子水库取库水，设计了一系列实践活动，对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目化学习。
任务一：检测水质
【查阅资料】国家有关水的硬度的标准为：
类别 极软水 软水 中硬水 硬水 高硬水
以CaCO3浓度计/（mg/L） 0~75 75~150 150~300 300~450 450~700
【初步检测】
(1)同学们取少量库水，用便携式水硬度检测仪测得该库水的硬度为286.2mg/L，说明该河水属于 。
任务二：净化水
库水转化为自来水需要经过一系列步骤，但是自来水送到用户过程中仍可能被污染，因此很多公共场所使用直饮机如下图所示：
(2)超滤膜的作用相当于实验室中的 操作。
(3)活性炭滤芯具有 作用，除去颜色异味的同时也除去重金属离子。
(4)紫外线灯管照射是为了杀菌消毒。直饮机使用方便，只要将其与自来水管对接，截留清除水中的有害物质（如细菌，微生物等）便能得到直饮水，直饮水属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。
任务三：验证水的组成
兴趣小组同学利用如图所示装置进行电解水实验。
(5)用带有火星的木条可以检验 （填“a”或“b”）管中的气体；a、b两管中产生气体的质量比为 。
(6)以上实验可以证明水的组成。若要验证水的元素组成；还可以进行的实验方案有很多，请你写出一种，操作是 ； 现象是 。
【成果分享】通过实践小组的合作，同学们学到了水质检测的方法、了解净水机的原理，学习了根据“化学反应中元素种类不变”来探究物质的组成，今后可以通过化学手段对更多的物质进行探索。
题型02 金属腐蚀与防护
1．（2024·山西太原·模拟预测）在一次研学活动中，校科技小组的同学发现某沿海城市一小区围墙铁艺栏杆锈蚀严重，于是围绕“铁艺栏杆锈蚀”这一主题展开了项目式学习。
任务一：交流铁艺栏杆锈蚀的条件及防护
【查阅资料】铁艺栏杆为钢铁制品。钢铁被广泛应用于交通运输、机械设备、建筑等领域，据统计，每年全球的钢铁产量达数十亿吨，因锈蚀而损失的钢铁量占全年生产量的1/4。
【小组交流】
(1)钢铁锈蚀的条件是 ，防止铁艺栏杆锈蚀的措施有 （写一点）。
任务二：探究铁艺栏杆锈蚀严重的原因
【信息检索】沿海地区空气湿度大，盐雾含量高，盐雾的主要成分为氯化钠。
【进行实验】小组同学用图1所示的装置进行实验，实验数据如图2所示。
【分析讨论】
(2)通过对比图2中曲线，可以得出的结论是 。
任务三：探究该城市空气中是否含有氯化钠
【实验准备】用图3所示的装置采样。一端连接抽气泵抽气，空气从另一端进入水中，一段时间后，取出装置中溶液备用。
【教师指导】
①灼烧含钠的物质会产生黄色火焰。
②为既不溶于水，也不溶于硝酸的白色沉淀。
【进行实验】
(3)为证明该城市空气中含有氯化钠，小组同学设计如下方案，并进行实验。
实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ．用洁净的铁丝蘸取该溶液，放到火焰上灼烧 火焰为黄色 含有 （填离子符号）
Ⅱ．取少量该溶液于试管中，滴加几滴稀硝酸和 产生白色沉淀 含有
【反思评价】
(4)该沿海城市空气中含有氯化钠，采集空气样品时，抽气泵应与图3装置的 端连接。
(5)步骤Ⅱ中发生复分解反应的化学方程式为 。
任务四：展望金属资源的保护
【走访调查】同学们通过走访，知道了金属材料在生产、生活中的重要作用，了解到金属矿物资源是有限的，不能再生。
【成果分享】
(6)通过探究学习，同学们进一步认识了钢铁锈蚀的条件、影响锈蚀速率的因素及保护金属资源的重要性，提出了防止金属腐蚀、 等保护金属资源有效途径的建议。
2．（2025·辽宁沈阳·一模）铁在人类文明中扮演了不可或缺的角色，推动了技术进步和社会发展。
【古代炼铁】
(1)古人将木炭和铁矿石推入炉内，并鼓入空气，利用生成的CO将铁矿石中的转化为Fe，其化学方程式为 ，该反应 （填“属于”或“不属于”）置换反应。
(2)木炭的燃烧温度不高，该方法得到的铁杂质多，称之为“块炼铁”，它属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
(3)煤的燃烧温度很高，但易被铁矿石压实而降低透气性，因此不选煤来炼铁的原因之一是 （答出一点即可）。此外煤中还常因含有硫元素，燃烧时会产生有害气体 而造成大气污染。
【现代护铁】
护铁的前提是懂得铁也会锈蚀。小组同学展开了一系列实验。
表2不同水样中溶解氧的含量
水样 自来水 迅速冷却的沸水（密封） 自然冷却的沸水（密封） 自然冷却的沸水（敞口）
溶解氧（mg/L） 5.37 0.52 0.66 3.44
(4)通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与 接触。
(5)试管B中胶塞的作用是 。小组同学利用溶解氧传感器，分别测定不同水样中溶解氧的含量，根据表2分析选择迅速冷却沸水进行实验的原因是 。
(6)为防止铁锈蚀，生活中人们常采用 方法来防锈（填一种即可）。
【未来代铁】
金属钛（Ti）被誉为“未来金属”。由钒钛磁铁矿提取金属钛的工艺流程如下图：
(7)钒钛磁铁矿的主要成分是，Ti的化合价为＋4价，则铁的化合价为 价。
(8)、炭粉混合在高温条件下通入氯气生成和一种初中常见的可燃性气体，该步骤发生反应的化学方程式为 。
(9)用过量的镁在加热条件下与反应制得金属钛，此过程需用氩气保护，其目的是 。
题型03物质成分探究
1．（2025·辽宁·一模）某品牌威化饼干的配料如下图，研究性学习小组对其部分成分进行相关探究。
配料表：小麦粉，白砂糖，植物油，乳粉，玉米淀粉，麦芽糊精，乳清粉，食用香精，大豆磷脂，食用盐，碳酸氢钠
【查阅资料】①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。
②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m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】
(1)请完善下面的表格。
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 有 产生 饼干中含有碳酸钠，反应的化学方程式为 。
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 。
【交流讨论】
(2)小组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下实验。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C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)在探究过程中，若省略步骤⑤会导致所测样品中碳酸钠的质量分数 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
(6)在实验探究过程中，装置D的作用是 。
2．（2025·河北石家庄·模拟预测）《天工开物·作咸》记载“候潮一过，明日天晴，半日晒出盐霜，疾趋扫起煎炼”。“盐霜”的主要成分是氯化钠固体，图1所示为氯化钠的溶解度曲线，回答下列问题：
(1)20℃时，饱和氯化钠溶液中溶质的质量分数是 （结果保留一位小数）。
(2)氯化钠以离子的形式分散在水中形成溶液，其溶液中的阳离子是 （填离子符号）。
(3)“半日晒出盐霜”中，“晒”与实验室中 （填操作名称）的原理相同。
(4)在40℃时，恒温蒸发一定质量的氯化钠溶液模拟海水晒盐的过程，溶液中溶质的质量与蒸发水的质量关系如图2所示。该实验所用氯化钠溶液是 （选填“饱和”或“不饱和”）溶液；40℃时，氯化钠的溶解度为 g。
题型04反应条件优化
1．（2023·广东东莞·模拟预测）M是生产、生活中常见的金属。张老师化学兴趣小组的同学欲探究M 与铜、铝的活动性顺序
【查阅资料】MSO4溶液是无色液体。
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的
【猜想与假设】小玉的猜想是A1>Cu>M；小静的猜想是A1>M>Cu；你的猜想是 。
【设计与实验一】小影取长短、粗细相同的 M丝、铜丝、铝丝和编号为①，②，③的3支试管，进行如下表的实验（试管中均盛有相同体积、相同浓度的稀盐酸）：
实验操作 M丝插入试管①中 铜丝插入试管②中 铝丝插入试管③中 实验结论
刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡 M＞Cu；M＞Al
几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生 ——
【交流与表达】同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论，明白了实验刚开始时试管③中无气泡产生的原因是 因而无气泡产生。
【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序，同学们取长短、粗细相同、打磨干净的M。M丝、铝丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验：
\（1）试管乙中观察到的现象是 。
（2）试管丙中反应的化学方程式为 。
【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化，去掉试管 （填试管编号）中的实验，也可以得出正确的结论。
【拓展与延伸】如果只用两种金属和一种溶液来探究三种金属的活动性强弱，则该溶液是 （填化学式）溶液。
2．（2024·贵州贵阳·一模）重温经典，再探变化。某化学小组同学对电解水实验进行了再设计。
(1)小组1用如图所示实验探究水的组成。实验时，常在水中加入少量的氢氧化钠溶液，目的是 。打开电源开关，观察到的现象是 。经检验，两玻璃管内的气体分别为氢气和氧气，据此得出水由 组成，得出这一结论的理论依据是 。
某化学小组同学对该实验进行了再探究。
小组2用饱和石灰水进行上述实验。一段时间后，电极附近产生气泡并出现白色浑浊，溶液的温度由24℃变为28℃。
“异常现象”探究：为什么电极附近出现白色浑浊，其成分是什么呢？
【做出猜想】
(2)甲组同学认为这可能是因为析出了氢氧化钙固体，析出氢氧化钙固体的原因可能是 。
(3)乙组同学认为这可能是反应生成了碳酸钙，原因可能是电解产生的氧气与石墨电极反应生成了二氧化碳，二氧化碳继续与氢氧化钙溶液的反应。写出氧气与石墨反应的化学方程式为 。
【实验探究】
(4)甲组同学将实验中产生的浑浊液体进行过滤，分离出白色固体。请你设计实验证明该白色固体的成分。
实验步骤 实验现象 实验结论
白色固体是和的混合物
(5)乙组同学将烧杯中浑浊液倒入密封的三颈烧瓶中进行数字化实验。如图所示，连接好装置，先开启测量二氧化碳含量的数据传感器，然后用注射器注入足量的稀盐酸，数字化实验装置及所测量到的二氧化碳体积分数变化情况如图所示。根据曲线变化，分析白色浑浊物中一定有碳酸钙和氢氧化钙，请说明理由 。
1．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）性炭被广泛用于污水处理和空气净化等方面。某校化学小组对活性炭进行以下探究。
【活动一】验证活性炭的吸附能力
向盛有水的试管中滴入红墨水，再向试管中加入足量的活性炭。
(1)实验现象：红墨水逐渐扩散到水中，最后变成均匀的红色溶液。这一现象说明了微粒具有的主要性质是 ；活性炭漂浮在液体中，褪色现象无法观察。
(2)甲同学优化实验(如图1)：用玻璃棒将脱脂棉推入试管内的液体中，得到无色液体。该设计的原理与 操作原理相同。证明活性炭有吸附能力。
(3)乙同学认为甲实验结论不严密。红墨水褪色可能是脱脂棉对红墨水起到了吸附作用。为证明甲同学结论正确，继续进行的操作： 。
【活动二】探究影响活性炭吸附能力的因素
查阅资料：制备果壳活性炭的流程如下：
(4)制备果壳活性炭的炭化和活化过程均发生了化学变化。
①碳化过程用N 作保护气，利用N2的主要性质是 。
②活化过程需将炭粉和活化剂充分研磨，目的是 。
实验1探究活性炭的种类对吸附能力的影响
(5)实验如图2，三个锥形瓶中分别放入等质量的炭和等体积的NO2，目的是 。
(6)实验数据如图3所示，可以得出的结论是 。
实验2 探究活性炭的纯度、用量对吸附能力的影响
利用上述装置进行实验，记录锥形瓶内红色褪去时间如下表：
实验编号 活性炭的纯度 活性炭用量/g 消失时间/s
① 80% 1.0 60
② a 9.0 45
③ 60% b 55
(7)若得到实验结论：其它条件相同，活性炭的纯度越低、用量越多对于的吸附效果越好，则表中a、b的取值是 (写出所有可能情况)。
(8)你认为影响活性炭吸附能力的因素还可能有 。
【活动三】活性炭的应用
(9)使用以活性炭为主要吸附材料的防毒面具或口罩，要注意的问题是 (马一点) 。
2．（2025·江西宜春·一模）我校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时，为进一步学习酸碱盐的化学性质，进行了如图所示的实验，请你来参与他们的探究活动，并回答下列问题。
(1)甲试管中酚酞的作用是 。
(2)丙试管中反应的现象是 。
实验结束后，小明同学将三支试管内的物质全部倒入一个干净的废液缸中，观察到白色沉淀明显增多，废液缸中溶液始终呈红色。
【交流讨论】
(3)同学们经过讨论，一致认为废液缸中溶液一定含有 （写化学式），可能含有、中的一种，于是小明对其中可能含有的成分进行了如下实验探究。
【继续探究】
(4)
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量溶液于试管中，加入 没有大量气泡产生 不含
②取少量的溶液于试管中，滴加过量硫酸钠溶液 有白色沉淀生成
【总结反思】
(5)写出步骤②中发生反应的化学方程式 。
【拓展延伸】
(6)实验结束后，若要废液中的成分不污染环境，可选用的一种试剂是_____（填字母）。
A．稀硫酸 B．硝酸钙 C．氯化钡
3．（2024·山西晋中·二模）为深入理解和强化生命观念，提高科学探究能力，某校实践小组的同学们在老师的指导下，带着极大的兴趣对生态瓶展开了项目化学习。
任务一：制作生态瓶
【制作流程】准备透明玻璃瓶，洗净后装入一层淤泥(含Fe、Pb、Cd、K等)，淤泥上放一层沙子后再放石头，将竹柏、金鱼藻栽种后注入河水至玻璃瓶容积的左右；水变清后放入小鱼，将木塞盖好，放置于有阳光的地方。
【流程分析】
(1)淤泥中的有害元素有 。
(2)使水变清的方法是 。
任务二：探究自来水能否用于制作生态瓶
【查阅资料】我国自来水水质标准规定余氯允许范围是0.2~1.5ppm，若余氯的浓度超过0.02ppm，即可能对鱼黏膜产生强烈的腐蚀，超过0.1ppm，对于有些敏感的鱼类会造成致命的威胁。
【进行实验】
(3)
实验操作 实验现象 实验结论
取自来水于试管中，滴加足量的稀硝酸和 说明自来水中含有Cl-，自来水不适合制作生态瓶
【反思评价】
(4)写出上述实验中检验Cl-利用的反应的化学方程式： 。
(5)同学们对上述结论产生质疑，理由是 。
同学们在老师的指导下，将自来水晾晒后才用于制作生态瓶。
任务三：生态系统的展望
【交流分享】
(6)随着太空探索等科学研究的深入，我们一直尝试设计制造一个闭环式的人工生态系统，你认为该设计的意义是 。
4．（2025·四川成都·一模）某兴趣小组进行了如下探究。
Ⅰ、氢化钙常作为供氢剂，用来提供能源。小组同学对放置了一段时间的氢化钙取样进行探究。
【查阅资料】
氢化钙（CaH2）遇水剧烈反应释放出氢气，反应的化学方程式为CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑。
【提出问题】该氢化钙样品与水反应是否还能生成氢气？
实验1：取少量样品放入锥形瓶中，通过分液漏斗逐滴加水进行实验
(1)由于氢化钙与水反应很剧烈，为了减慢反应速率，我们可用 （选填“颗粒状”“粉末状”）的氢化钙固体与水反应。向装置中加入药品并开始实验。锥形瓶中快速产生气泡；将导管插入肥皂水中，吹出肥皂泡，肥皂泡被点燃。
【得出结论】
该氢化钙样品与水反应还能生成氢气。
【提出新问题】实验1中不再产生气泡后，锥形瓶中有较多白色浑浊物。白色浑浊物是什么？
【分析讨论】
氢化钙在保存过程中可能变质生成碳酸钙，故白色浑浊物中可能含有碳酸钙。
实验 2：将白色浑浊物装入锥形瓶中，用注射器注入适量稀盐酸，并利用二氧化碳传感器测得锥形瓶中有锥形瓶中二氧化碳生成。
(2)产生二氧化碳的反应方程式 。该实验说明白色浑浊物中含有碳酸钙，氢化钙样品有少量变质。提出保存氢化钙的一条建议是 。
Ⅱ、学习小组紧接着利用装置D对CO2的溶解性进行探究。
第一步：检查装置气密性；第二步：向三口烧瓶（500mL）中充满CO2；
第三步：将注射器吸入30mL 水，全部注入烧瓶中，等待一会儿后，再振荡烧瓶，观察现象。绘制压强与时间变化得到如下曲线。
【解释原因】
(3)a～b段曲线上升的原因是 。
(4)已知：同温下，气体的体积比等于压强比，根据图计算此条件下1体积水溶解 体积CO2（保留两位小数），比通常状况下偏 （填“低”或“高”），可能的原因 。
【拓展延伸】
菜窖中一般会含有较多的二氧化碳，人不能贸然进入。小组设计了如图所示装置，将针筒中的菜窖气体推入到装置中，可以粗略测定菜窖中二氧化碳的体积分数（提示：足量的氢氧化钙溶液可以吸尽二氧化碳气体）。
(5)连接装置：装置接口的连接顺序为a→ →f。
(6)用于实验的菜窖气体为50mL，最终量筒中共收集到水为45mL，该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为 。
5．（2025·吉林·模拟预测）同学们完成部分酸、碱化学性质实验后，开启了认识物质之旅。某化学兴趣小组对氢氧化钠的性质及应用进行了如下探究。
探究一：溶解过程中的能量变化
(1)如图1，将分液漏斗中的水全部加入试管后，立即关闭分液漏斗的活塞，此时观察到U形管的液面左低右高，由此小明得出“氢氧化钠溶于水时放出热量”的结论，你是否同意小明的结论并写出你的理由 。
探究二：氢氧化钠的化学性质
(2)如图2，同学们用氢氧化钠溶液进行了下列实验，回答下列问题。
①A试管中观察到的现象是 。
②在B、C、D试管中，属于复分解反应的是 (填字母序号)，写出能产生蓝色沉淀的化学方程式 。
③为了验证C中氢氧化钠溶液与盐酸发生了化学反应，同学们设计了并进行了如图实验：整个实验过程中无明显现象，证明氢氧化钠溶液与盐酸能发生化学反应。请写出步骤Ⅱ中所加试剂 (填字母序号)。
A．酚酞溶液 B氯化铁溶液 C．硝酸银溶液 D．碳酸钠溶液
探究三：氢氧化钠的应用
(3)实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 (填字母)。
A．二氧化碳 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．水蒸气
吸收上述所选气体，一般不用氢氧化钙溶液，主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 不同。
6．（2025·辽宁沈阳·一模）维生素C可提升人体免疫力。学习小组以“探究不同果蔬中维生素C含量”展开项目式学习。
【查阅资料】
Ⅰ．维生素C（简称，易溶于水，在酸性条件下较为稳定。因此，在提取的实验中，加入提取剂（如稀硫酸等）以减少的消耗，增加实验的准确性。
Ⅱ．能使高锰酸钾溶液褪成无色。
【任务一】提取剂浓度的筛选
(1)通过稀释溶质质量分数为98%的浓硫酸（密度为1.84g/mL）来配制490g溶质质量分数为10%的稀硫酸，需用浓硫酸的体积约为 mL（结果精确到0.1），需要蒸馏水的体积约为 mL。
表3硫酸浓度对不同采蔬样品中提取量的影响
硫酸浓度 果蔬样品1（mg/100g） 果蔬样品2（mg/100g）
1% 45.97 20.93
2% 47.89 21.81
4% 46.93 21.17
8% 44.05 20.06
10% 43.11 19.62
(2)由表3数据可知，硫酸浓度为 时，的提取量最高。
(3)你认为还有 （填一种即可）因素也可能会影响的提取量。
【任务二】比较不同果蔬中的含量。
实验步骤：将提取到的果蔬样品溶液分别缓慢滴入等体积、等浓度的高锰酸钾溶液中，并用玻璃棒搅拌，当溶液刚好褪成无色时，记录滴数。
(4)高锰酸钾与反应化学方程式如下：，则X的化学式为 。
(5)请依据上述化学方程式推测，实验中还可能观察到的一条实验现象是 。
学习小组通过实验并经过计算得出数据如表4所示。（果蔬溶液浓度较小，密度均近似记作。）
表4
果蔬种类 猕猴桃 梨 紫甘蓝 黄瓜
含量/% 0.080 0.030 0.050 0.035
(6)当溶液刚好褪成无色时，滴加的果蔬溶液越多，则果蔬中含量越 （填“高”或“低”）。
学习小组同学为验证实验的准确性，上网查找了《食物营养成分速查表》，得到数据如下：猕猴桃、梨、紫甘蓝和黄瓜的含量（可食部分100g）分别是0.062%、0.001%、0.041%和0.009%。
(7)同学发现测定数据均比《食物营养成分速查表》数据高，原因之一可能是 。
(8)通过对比表4中 的数据可以说明水果中的含量不一定比蔬菜高。
【任务三】日常生活中的果蔬使用
(9)正常人一天需摄入约100mg，一个猕猴桃的质量大约60g，按含量约为0.06%计算，每人每天至少需要吃 个猕猴桃可以摄入足够量的。
7．（2025·贵州黔南·一模）“溶解”是化学学科的核心概念之一。某化学兴趣小组的同学对固体物质的溶解开展研究性学习。
任务1：溶解过程的探究
小组同学先按图1所示进行实验。闭合开关后，观察到小灯泡不发光。再将10g氯化钠放入盛水的烧杯中，观察现象。(提示：部分物质溶于水后常以自由移动的离子存在)
(1)氯化钠溶解过程中可观察到小灯泡 (填“发光”或“不发光”)，说明氯化钠溶液具有 性。
(2)小组同学将氯化钠换成氢氧化钠重复上述实验，除观察到灯泡发光外，还发现烧杯外壁有热量变化，原因是氢氧化钠溶于水会 (填“吸热”或“放热”)。
任务2：溶解性影响因素的探究
【初步探究】按图2所示进行实验。
(3)实验中振荡的目的是 。
(4)通过图2实验可得出结论：物质的溶解性与 有关。
【深入思考】同学们讨论后认为通过加热或增加溶剂的量也能使B中固体溶解，物质的溶解性可能与这两个因素有关。
【查阅资料】硫酸铜溶液能吸收红、黄光而使溶液呈现蓝色。当一束平行单色光照射硫酸铜溶液时，溶液浓度越大，对于红、黄光的吸收能力越强，透过溶液的光强度越小。
【实验探究】
①取试管a、b分别加入2g硫酸铜晶体和10mL饱和溶液。
②将试管a、b分别装入光强度采集装置(图3为装置原理图)。
③加热试管a并持续测量透过溶液光线的光强度，复制数据导入软件中绘制出“光强度—时间”曲线如图4所示。
④在试管b内加入3mL水并持续测量透过溶液光线的光强度，复制数据导入软件中绘制“光强度——时间”曲线如图5所示。
(5)由图3可知，温度越高，硫酸铜的溶解性越 (填“强”或“弱”)。
(6)图5中，一开始光强度数值增大的原因是 。
(7)依据图5，请写出硫酸铜的溶解性与溶剂水的质量的关系及判断依据： 。
8．（2024·广东深圳·三模）化学兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸是否发生了化学反应进行如下实验探究。
【实验一】有现象的中和反应的探究
(1)小组同学向少量Fe(OH)3固体中加入稀盐酸，观察到红褐色固体逐渐消失且溶液颜色 ，可判断发生了反应。
【实验二】无现象的中和反应的探究
同学们设计了如图甲所示装置对氢氧化钠溶液和稀盐酸反应进行探究，根据溶液中pH和
溶液温度的变化来判断反应是否发生。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。
(2)烧杯中的X溶液是 (填“氢氧化钠溶液”或“稀盐酸”)。
(3)实验过程中发生反应的化学方程式是 。加入16mLY溶液时，溶液中的阴离子有 。
(4)结合图像分析上述实验，下列说法正确的是________(填序号)。
A．a点时溶液显酸性 B．加入20mLY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
(5)某同学试图利用如图装置验证中和反应的发生。同学们经过分析探讨，认为该设计不严谨，理由是 。
(6)氢氧化钠溶液与浓盐酸反应过程中微观粒子的变化如图，请按反应时间先后顺序排列 (填字母)。
9．（2025·江苏宿迁·一模）实验探究是化学研究的常用手段，同学们通过实验探究碱的性质。
【实验1】同学们利用如图所示的实验探究碱的化学性质：
(1)A实验中随着稀盐酸滴下来有何现象 。
(2)B实验中观察到的现象为 。
(3)C实验中碳酸钠溶液与石灰水反应的化学方程式为 。
【再探究】实验结束后，同学们将废液倒入同一只废液缸中，发现废液浑浊并显红色。
【提出问题】废液中含有什么物质？
【假设猜想】通过分析，同学们猜想：废液中除酚酞、碳酸钙及水以外一定含有NaCl。
老师问：废液中还可能含有什么物质？引发了同学们热烈讨论，下面是大家的发言：
学生甲：可能含有Ca(OH)2；学生乙：可能含有Na2CO3；学生丙：可能含有稀盐酸；学生丁：可能含有NaOH。
(4)以上同学 的发言一定不合理。
【实验验证】取一定量的废液过滤，向滤液中逐滴加入过量稀硫酸，看到溶液红色消失，并冒气泡。
【实验结论】
(5)通过实验现象分析，上述滤液中一定含有 ，一定不含 。
【实验2】探究氢氧化钠的变质问题
(6)根据B实验可知，氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，清写出相关反应的化学方程式 。
(7)现有一瓶经常敞口放置的氢氧化钠溶液，为弄清其变质程度，设计如下方案。
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量该溶液于试管中，加入过量的硝酸钙溶液 ① 原溶液一定有碳酸钠
②取步骤①试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液 溶液变红 ②
【实验结论】该氢氧化钠溶液部分变质。
【反思与评价】
(8)在上述实验步骤①中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替硝酸钙溶液，小淼认为该方案不可行，其理由是 。
10．（2025·黑龙江哈尔滨·模拟预测）《周礼·考工记》中记载，古人曾在草木灰（含和杂质，杂质不溶于水也不发生任何反应）的水溶液中加入贝壳烧成的灰（主要成分为），利用生成物中能够去油污的成分来清洗丝帛。为了传承中华优秀传统文化，提升合作参与、创新实践能力，某化学兴趣小组的同学进行了如下探究实验。
实验活动一：
(1)小组同学们经过讨论发现，上述过程中发生了两个化学反应，其中一个反应的化学方程式为，该反应的基本反应类型是 ，另一个反应的化学方程式为 。请你推测生成物能够去油污的原因是 。
【提出问题】滤液甲的溶质成分是什么？
【猜想与假设】
(2)小南同学认为溶质是；
小岗同学认为溶质是、；
你认为溶质还可能是 。
【实验探究】
(3)小南同学取滤液甲，向其中缓慢滴加稀盐酸，充分反应后得到溶液乙，实验过程中未观察到明显现象，于是他得出滤液甲的溶质是的结论。
小岗同学另取滤液甲，向其中缓慢滴加上述稀盐酸，观察到 的现象，于是他得出滤液甲的溶质是、的结论。
【反思交流】
(4)经过讨论，大家一致认为 同学根据实验得出的结论不合理。
【知识拓展】化学兴趣小组的同学为了研究溶液乙的溶质成分是什么，在化学老师的指导下，利用软件进行了深入学习，并获取以下信息：在向一定量溶液中持续缓慢滴加稀盐酸时，先发生的反应的化学方程式为，当完全耗尽后，再发生另一个反应，这个反应的化学方程式为，直至耗尽，反应停止。
实验活动二：
小南同学利用已有的化学知识和刚刚获取的信息进行了以下实验，他向溶液乙中缓慢滴加上述稀盐酸，充分反应后利用相关仪器收集到的数据，绘制了有关此实验的图像（如图所示）。
【深入交流】
(5)经过讨论，大家认为根据和的数据关系就能判断溶液乙的溶质成分，如果a和b的数据关系为：，则溶液乙的溶质成分为 （填化学式）。
【总结与评价】老师对同学们能够从多角度来设计方案和分析问题，并从中寻找证据解决问题的科学思维给予了充分肯定！
11．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）多变的“酸碱指示剂”
【跨学科实践活动】探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响
某兴趣小组利用紫甘蓝制作酸碱指示剂，探究溶液的酸碱性。分别向不同试剂中滴加同一种自制的紫甘蓝汁，记录实验现象如表：
稀盐酸 氢氧化钠溶液 蒸馏水 白醋 纯碱溶液 石灰水 食盐水
滴加2滴紫甘蓝汁 红色 绿色 紫色 红色 绿色 蓝色 紫色
(1)紫甘蓝汁能用来作酸碱指示剂的理由是 。上表中显碱性的盐溶液是 。
(2)小组每个同学都制备了紫甘蓝汁，但汁液的颜色却有所不同，原因可能是 （写一点即可）。
【基础实验】酸碱中和反应
(3)没有明显现象发生的化学反应需借助酸碱指示剂判断反否发生，常见的酸碱指示剂及其变色范围如右表所示。向稀氢氧化钠溶液滴加某指示剂，再逐滴滴加稀盐酸。请你选择合适的指示剂完成实验并回答问题。
指示剂 pH变色范围 酸色 碱色
甲基橙 3.14.4 红（） 黄（）
甲基红 4.46.2 红（） 黄（）
石蕊 5.08.0 红（） 蓝（）
酚酞 8.210.0 无（） 红（）
①写出你选的指示剂，并描述实验过程中的颜色变化 。
②你选择的指示剂在实验过程中的优势是 。
(4)为使实验过程“可视化”和“精细化”，常温下，老师利用了pH传感器和温度传感器进行稀盐酸和氢氧化钠溶液的实验，同时用数字传感器绘制的氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的有关曲线如图2所示。图2中哪些信息可以判断氢氧化钠溶液和稀盐酸恰好反应？ 。该反应的化学方程式为 。
【能力拓展】手段和知识的同步提升
(5)数字化传感器的引入比传统化学实验的优势有 （写一点即可）。
(6)不同的盐可以由酸和碱发生中和反应得到。硫酸钡是一种重要的盐，是“钡餐”的主、要成分。请分析生成硫酸钡的酸和碱分别是 （填化学式）。
12．（2025·广西河池·一模）市面上有一种自动充气气球，充气时不需要用嘴吹或打气筒，只需挤破气球内的液体包，使流出的液体与气球中的白色粉末接触产生气体，从而实现气球的自动充气。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，如图1，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，导管另一端通入澄清石灰水中，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 。
(2)另取少量“小液包”的液体于试管，用pH计测量pH为1.0，说明液体呈 性。
任务二：白色固体成分探究
【问题】白色固体成分是什么？
【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。
【查阅资料】①同学们在查阅相关产品说明后了解到溶液是柠檬酸，白色固体为碳酸盐。
②与相同浓度的柠檬酸反应，碳酸氢钠比碳酸钠更剧烈。
③价格参考：碳酸钠2200元/吨、碳酸氢钠1700元/吨。
【实验探究1】
(3)为验证白色固体的成分，同学们进行如下实验：
实验步骤 实验现象 分析与结论
取少量白色固体于烧杯加入足量蒸馏水，充分搅拌 固体全部溶解 样品中不含
取少量白色固体于试管中，加入适量稀盐酸 白色固体为碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种
【分析】
(4)请从安全角度分析小液包内溶液用柠檬酸而不用稀盐酸或稀硫酸的原因可能是 。
【实验探究2】为验证白色固体中是否含有碳酸钠，同学们设计如图2实验装置进行实验：分别测量等质量的碳酸钠、碳酸氢钠、白色固体样品与等体积、等浓度盐酸反应时锥形瓶内的压强变化，测量结果如图3所示。
(5)分析图像，可得出白色固体一定仅含碳酸氢钠的理由是 。
(6)从原料成本和反应速率分析，炸包中白色粉末选用碳酸氢钠的原因是 。
13．（2025·湖北黄冈·一模）摩擦剂是牙膏的重要成分，能有效去除牙垢。某品牌牙膏的摩擦剂中可能有碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种。化学学习小组对该品牌牙膏的摩擦剂成分展开项目探究，请结合任务回答问题。
【任务一】探究牙膏中摩擦剂成分
【查阅资料】氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水。牙膏中除了摩擦剂外，其它物质均不与酸、碱反应。
【实验探究】取少量牙膏样品，加入足量水，搅拌、过滤，得到沉淀。
(1)请完善下面的表格。
操作 现象 结论
①取少量沉淀于试管中，加入足量稀盐酸 产生无色气泡 该牙膏摩擦剂中含有 。
②将步骤①中产生的气体通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊
③另取少量沉淀于试管中， 。 该牙膏中还含有另一种摩擦剂。
【任务二】测定牙膏中碳酸钙含量
【实验步骤与测量】为测定牙膏样品中碳酸钙的含量，小组同学又进一步设计了如图所示的实验方案（装置气密性良好），准确称取10.0g牙膏样品加入锥形瓶中，其他各装置中试剂皆足量。连接装置A、B通入一段时间的空气，再连接B、C，打开分液漏斗活塞，反应结束后继续通入一段时间的空气，测得反应前后装置C增重1.1g（假设每步均完全反应或吸收）。
【实验分析与反思】
(2)装置A的作用是 。
(3)请计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数 。
(4)若反应结束后立即停止通入空气，对测定结果的影响是 （填：“偏大”、“偏小”、“无影响”）。
14．（2025·江苏常州·一模）生产、生活、科研等许多领域需要用到高浓度的氧气。
Ⅰ.工业上常以空气为原料生产高浓度的氧气。
(1)选择空气为原料的可能原因是 （答出一点即可）。
(2)分离液态空气法获得氧气的过程可用图1所示实验进行模拟。将空石英大试管浸入液氮3min后，试管内得到一定体积的无色液体（液态空气）；取出试管，该液体立即沸腾，伸入燃着的木条，木条熄灭；1min后再伸入带火星的木条，木条复燃。请从物质的物理性质和化学性质两个角度分析木条熄灭的原因 ；再过1min后试管内“空空如也”，从微观角度分析试管变“空”的原因是 。
(3)分子筛式制氧机是一种利用分子筛的吸附特性，从空气中分离制取高纯度氧气的设备。在一定条件下将、通过某种分子筛，测定其对、的吸附量，结果如图2。据图可知，25℃、吸附压为250kPa时，将空气通过该分子筛，首先收集到的气体是 。
Ⅱ.家庭常用制氧机获得高浓度的氧气。
(4)某家庭制氧气原理如图3，将A（过碳酸钠白色固体）和B（二氧化锰黑色粉末）放入水中产生氧气。反应仓中过碳酸钠（）溶解于水时分解成和；反应时放出热量，反应仓里的黑色粉末上下翻腾。一段时间后，反应仓中质量和化学性质没有发生变化的物质是 （填化学式），过滤仓中水的作用是 。
Ⅲ.空间站里也需要获得高浓度氧气。
(5)早期空间站常用超氧化钾（）分别与站内产生的、反应得到氧气，同时得到、。氧料比（产生氧气与消耗原料的质量比）可以表示原料生产氧气的效率高低，用超氧化钾供氧的氧料比是 %（精确到0.1%）。
(6)目前空间站有多种供氧方式，其中一种方法是在300~400℃和催化剂作用下，利用萨巴蒂尔反应并配合水的电解来实现氧气的再生，大致流程如图4所示。萨巴蒂尔反应的化学方程式 。当航天员乘组共需要有270kg水在上述“电解水装置”中完全反应才能提供足够的氧气，则理论上通过该系统的循环，能回收利用的水质量是 。
15．（2024·辽宁·模拟预测）金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的锈蚀为项目展开研究。
一、在生活中认识铁的锈蚀
(1)从生活中观察可知，铁锈一般呈 色。
(2)你认为铁容易锈蚀的环境或场所是 （写一条即可）
(3)小组同学查阅资料：铁锈的主要成分是，中铁元素的化合价为 ；铁制品生锈后要及时处理，否则内部的铁容易更快被腐蚀，因为铁锈具有 的结构。
二、探究铁的锈蚀条件
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【提出猜想】
(4)猜想1．铁生锈与氧气有关；
猜想2．铁生锈与水有关；
猜想3．铁生锈与 有关。
【设计与实验】取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管中（如图1），现象为：A中铁钉表面有一层铁锈：B、C中铁钉表面无明显变化。
(5)从实验现象可知，猜想3正确。小刚想到家中切完酸菜、咸菜的菜刀，如果不洗不擦干的话生锈得更快。图1基础上可以补做什么实验，能研究出加速铁锈蚀的条件？_________（填序号）
A．在试管中加入少量稀硫酸或醋酸溶液，浸没铁钉后，倒去溶液。
B．在试管中加入少量氯化钠溶液，使铁钉的一半浸没在溶液中。
C．在试管中加入少量稀硫酸或醋酸溶液，使铁钉的一半浸没在溶液中。
三、利用现代技术深入研究铁锈蚀的过程
小组同学设计了图2装置，检查气密性，将一定量的铁粉和炭粉加入三颈烧瓶，时刻加入2mL饱和溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。
(6)据图3，时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是_________。（填序号）
A．反应到时刻装置在散失热量，所以温度下降。
B．，时刻铁生锈放出的热量逐渐减少，放出的热量小于装置散失的热量。
(7)据图4，对比AB段和BC段说明 。同学们分析时刻压强突然变大的原因是：铁锈蚀消耗氧气，装置内压强减小，注射器内盐酸被吸入烧瓶中，进而 ，导致压强变大。
答案和解析
常见项目主题及对应知识点
1.水质检测
·检测项目:pH值、Cl-、SO42-、重金属离子(如Cu2+、Fe3+)。
实验方法
·pH试纸或pH计测定酸碱度氯化钡
·离子检验:硝酸银(CI-)、(SO42-)、NaOH(重金属离子)
注意事项:检测顺序需避免干扰(如先加硝酸酸化排除CO32-,后再测CI-)
2.金属腐蚀与防护
对比实验:设计不同环境(干燥、潮湿、盐水浸泡)观察铁钉锈蚀情况。
结论:锈蚀需水、氧气共存，电解质加速腐蚀。
防护措施:涂油、镀层、牺牲阳极保护法。
3.物质成分探究
步骤:取样→溶解→逐滴试剂检验(如酸碱指示剂、沉淀反应)。
案例:鉴别Na2CO3.与NaCl，用稀盐酸观察气泡。
4.反应条件优化
变量控制:探究温度、浓度、催化剂对反应速率的影响。
案例:双氧水分解中，对比MnO2,的存在与否对产O2,速率的影响。
题型01 水质检测
1．（2024·山西·三模）一泓清水润三晋——保护山西汾河是我们每个人的义务与责任。某校兴趣小组针对汾河从其经济价值、酸碱度、河水成分、治理措施等开展了项目式探究。
任务一：了解汾河的经济价值
【分析交流】
(1)汾河作为山西最大的河流，流经6市29县（区），蕴含着丰富的资源，汾河为山西经济作出的贡献有 （写一种）。
任务二：检测汾河的酸碱度
(2)水污染常规分析指标是反映水质污染状况的重要指标，其主要指标有：臭味、水温、浑浊度、pH值等．小组同学对汾河水样品进行pH测定，他们在玻璃片上放一片用水润湿的pH试纸，测得溶液为碱性。该操作测定的pH值会 （填“偏大”或“偏小”或“不变”）。
任务三：探究汾河的河水成分
汾河水含有可溶性硫酸盐、硝酸盐，小组对取样的河水中是否含有、进行实验探究。
【教师指导】①微浴，反应生成时会出现白色浑浊现象。
②、AgCl、均为难溶于水的白色沉淀。
【提出问题】汾河水中是否含有、？
【进行试验】
(3)为探究其成分，小组同学设计如下方案，并完成了实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
1 将所取的河水一部分加入试管中，向其中加入过量溶液，静置。 含有
2 过滤，取步骤1中的滤液于试管中，滴加几滴 。 产生白色沉淀 含有
【反思评价】
(4)小明对该小组得出的实验结论产生质疑，他的理由是 。
(5)小组同学对实验进行改进，具体方案为 ，最终能得出溶液中含有、，该方案中涉及的化学方程式为 。
任务四：思考汾河的治理措施
【成果分享】
(6)“晋水今入并州里，稻花漠漠浇平田”。汾河不仅为人们提供美丽的风景，也是山西地区赖以生存的气候调节器。近年来汾河的水质有了很大的提升，如何能更好的推动汾河治理，给出的合理建议是 。
【答案】(1)农业灌溉（合理即可）
(2)偏小
(3) 产生白色沉淀 溶液
(4)汾河水中有可溶性硫酸盐，也会与产生白色沉淀（合理即可）
(5) 向步骤1过滤后的滤渣中加入足量稀盐酸，观察到沉淀部分溶解（合理即可）
(6)加强水质监测（合理即可）
【详解】（1）汾河为山西最大的河流，汾河为山西经济作出的贡献有农业灌溉、净化后作饮用水等合理即可；
（2）该溶液呈碱性，用水润湿的pH试纸导致溶液被稀释，碱性变弱，故pH值会偏小；
（3）汾水中含有碳酸根，碳酸根离子与硝酸钡中钡离子结合会生成碳酸钡白色沉淀，故现象为产生白色沉淀；
氯化银为难溶于水的白色沉淀，汾水中含有氯离子，故向步骤1中的滤液中滴加硝酸银，硝酸银中银离子与氯离子结合生成氯化银白色沉淀；
（4）汾河水中有可溶性硫酸盐，硫酸根也会与钡离子结合产生硫酸钡白色沉淀，故实验结论不正确；
（5）硫酸钡是不溶于稀盐酸的沉淀，碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化钡、水、二氧化碳，有气泡产生，故向步骤1过滤后的滤渣中加入足量稀盐酸，观察到沉淀部分溶解，则可证明溶液中含有碳酸根、氯离子；
该过程中涉及的反应为碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化钡、水、二氧化碳，该反应的化学方程式为：2HCl+BaCO3=BaCl2+H2O+CO2↑；
（6）加强水质监测可更好的推动汾河治理（合理即可）。
2．（2024·内蒙古赤峰·三模）化学实践小组的同学们在赤峰二道河子水库取库水，设计了一系列实践活动，对水质检测、水的净化、水的组成进行了项目化学习。
任务一：检测水质
【查阅资料】国家有关水的硬度的标准为：
类别 极软水 软水 中硬水 硬水 高硬水
以CaCO3浓度计/（mg/L） 0~75 75~150 150~300 300~450 450~700
【初步检测】
(1)同学们取少量库水，用便携式水硬度检测仪测得该库水的硬度为286.2mg/L，说明该河水属于 。
任务二：净化水
库水转化为自来水需要经过一系列步骤，但是自来水送到用户过程中仍可能被污染，因此很多公共场所使用直饮机如下图所示：
(2)超滤膜的作用相当于实验室中的 操作。
(3)活性炭滤芯具有 作用，除去颜色异味的同时也除去重金属离子。
(4)紫外线灯管照射是为了杀菌消毒。直饮机使用方便，只要将其与自来水管对接，截留清除水中的有害物质（如细菌，微生物等）便能得到直饮水，直饮水属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。
任务三：验证水的组成
兴趣小组同学利用如图所示装置进行电解水实验。
(5)用带有火星的木条可以检验 （填“a”或“b”）管中的气体；a、b两管中产生气体的质量比为 。
(6)以上实验可以证明水的组成。若要验证水的元素组成；还可以进行的实验方案有很多，请你写出一种，操作是 ； 现象是 。
【成果分享】通过实践小组的合作，同学们学到了水质检测的方法、了解净水机的原理，学习了根据“化学反应中元素种类不变”来探究物质的组成，今后可以通过化学手段对更多的物质进行探索。
【答案】(1)中硬水
(2)过滤
(3)吸附
(4)混合物
(5) b 1：8
(6) 点燃氢气，在火焰上方罩一个干冷的烧杯 产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水滴产生
【详解】（1）该自来水的硬度为286.2mg/L，结合表中数据可知，在150~300之间，该自来水属于中硬水；
（2）超滤膜利用孔洞大小将物质分离，其作用相当于实验室中的过滤；
（3）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味；
（4）直饮水中仍含有可溶性物质，属于混合物；
（5）电解水生成的氢气和氧气的体积比约为2：1，由图可知，a管收集的气体较多，则为氢气，b管收集的气体较少，则为氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，可用带火星木条检验；
电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：，由可知，a、b两管中产生气体的质量比为：4:32=1:8；
（6）据反应前后元素的种类不变，而氢气燃烧生成水，该实验也能证明水的组成，实验方案为：将纯净的氢气点燃，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水雾出现。
题型02 金属腐蚀与防护
1．（2024·山西太原·模拟预测）在一次研学活动中，校科技小组的同学发现某沿海城市一小区围墙铁艺栏杆锈蚀严重，于是围绕“铁艺栏杆锈蚀”这一主题展开了项目式学习。
任务一：交流铁艺栏杆锈蚀的条件及防护
【查阅资料】铁艺栏杆为钢铁制品。钢铁被广泛应用于交通运输、机械设备、建筑等领域，据统计，每年全球的钢铁产量达数十亿吨，因锈蚀而损失的钢铁量占全年生产量的1/4。
【小组交流】
(1)钢铁锈蚀的条件是 ，防止铁艺栏杆锈蚀的措施有 （写一点）。
任务二：探究铁艺栏杆锈蚀严重的原因
【信息检索】沿海地区空气湿度大，盐雾含量高，盐雾的主要成分为氯化钠。
【进行实验】小组同学用图1所示的装置进行实验，实验数据如图2所示。
【分析讨论】
(2)通过对比图2中曲线，可以得出的结论是 。
任务三：探究该城市空气中是否含有氯化钠
【实验准备】用图3所示的装置采样。一端连接抽气泵抽气，空气从另一端进入水中，一段时间后，取出装置中溶液备用。
【教师指导】
①灼烧含钠的物质会产生黄色火焰。
②为既不溶于水，也不溶于硝酸的白色沉淀。
【进行实验】
(3)为证明该城市空气中含有氯化钠，小组同学设计如下方案，并进行实验。
实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ．用洁净的铁丝蘸取该溶液，放到火焰上灼烧 火焰为黄色 含有 （填离子符号）
Ⅱ．取少量该溶液于试管中，滴加几滴稀硝酸和 产生白色沉淀 含有
【反思评价】
(4)该沿海城市空气中含有氯化钠，采集空气样品时，抽气泵应与图3装置的 端连接。
(5)步骤Ⅱ中发生复分解反应的化学方程式为 。
任务四：展望金属资源的保护
【走访调查】同学们通过走访，知道了金属材料在生产、生活中的重要作用，了解到金属矿物资源是有限的，不能再生。
【成果分享】
(6)通过探究学习，同学们进一步认识了钢铁锈蚀的条件、影响锈蚀速率的因素及保护金属资源的重要性，提出了防止金属腐蚀、 等保护金属资源有效途径的建议。
【答案】(1) 与氧气和水共同接触 刷漆（合理即可）
(2)食盐能加速铁生锈
(3) Na+ 硝酸银/AgNO3
(4)b
(5)
(6)回收废旧金属（合理即可）
【详解】（1）铁和氧气、水共同接触时会生锈；
隔绝氧气和水会防止铁生锈，则防止铁艺栏杆锈蚀的措施有刷漆等方法。
（2）由图可知，加入食盐后，消耗的氧气更多，且更快，说明食盐可加入铁的生锈。
（3）Ⅰ、由于灼烧含钠的物质会产生黄色火焰，灼烧该溶液时，火焰呈黄色，说明该溶液中含有钠离子，符号为Na+。
Ⅱ、由于氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，则可滴加硝酸银来证明氯离子。
（4）由于要将空气通入水中，则空气应从a口进入，则抽气泵应与图3装置的b端连接。
（5）步骤Ⅱ中，氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，反应的化学方程式为：。
（6）保护金属资源，除了防止金属腐蚀外，还可采用回收废旧金属、寻找金属的替代品等。
2．（2025·辽宁沈阳·一模）铁在人类文明中扮演了不可或缺的角色，推动了技术进步和社会发展。
【古代炼铁】
(1)古人将木炭和铁矿石推入炉内，并鼓入空气，利用生成的CO将铁矿石中的转化为Fe，其化学方程式为 ，该反应 （填“属于”或“不属于”）置换反应。
(2)木炭的燃烧温度不高，该方法得到的铁杂质多，称之为“块炼铁”，它属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
(3)煤的燃烧温度很高，但易被铁矿石压实而降低透气性，因此不选煤来炼铁的原因之一是 （答出一点即可）。此外煤中还常因含有硫元素，燃烧时会产生有害气体 而造成大气污染。
【现代护铁】
护铁的前提是懂得铁也会锈蚀。小组同学展开了一系列实验。
表2不同水样中溶解氧的含量
水样 自来水 迅速冷却的沸水（密封） 自然冷却的沸水（密封） 自然冷却的沸水（敞口）
溶解氧（mg/L） 5.37 0.52 0.66 3.44
(4)通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与 接触。
(5)试管B中胶塞的作用是 。小组同学利用溶解氧传感器，分别测定不同水样中溶解氧的含量，根据表2分析选择迅速冷却沸水进行实验的原因是 。
(6)为防止铁锈蚀，生活中人们常采用 方法来防锈（填一种即可）。
【未来代铁】
金属钛（Ti）被誉为“未来金属”。由钒钛磁铁矿提取金属钛的工艺流程如下图：
(7)钒钛磁铁矿的主要成分是，Ti的化合价为＋4价，则铁的化合价为 价。
(8)、炭粉混合在高温条件下通入氯气生成和一种初中常见的可燃性气体，该步骤发生反应的化学方程式为 。
(9)用过量的镁在加热条件下与反应制得金属钛，此过程需用氩气保护，其目的是 。
【答案】(1) 不属于
(2)混合物
(3) 煤被压实后接触面积变小，反应慢，放热少，且不易完全反应，会降低制得的铁的纯度 /二氧化硫
(4)水/H2O
(5) 防止空气中的氧气溶解到水中 水中溶解的氧气较少
(6)刷漆（合理即可）
(7)＋2
(8)
(9)防止金属与氧气接触而被氧化
【详解】（1）一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应。
（2）由于得到的铁杂质多，则属于混合物。
（3）煤易被铁矿石压实而降低透气性，和空气的接触面积变小，反应慢，放热少，且不易完全反应，会降低制得的铁的纯度；
硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫会引起酸雨。
（4）A中铁钉放在干燥的空气中，C中铁钉和氧气、水共同接触，A中铁钉不生锈，但C中铁钉生锈，对比可知铁生锈需要与水接触。
（5）试管B中，盖上胶塞，能防止空气中的氧气溶解到水中；
根据表中内容可知，冷却过程中，溶解氧增大，则择迅速冷却沸水，是因为水中溶解的氧气较少，且能除去氧气。
（6）铁和水、氧气共同接触时会生锈，则隔绝氧气和水能防止其生锈，可采用刷漆、涂油等方法。
（7）FeTiO3中，Ti的化合价为＋4价、氧元素的化合价为-2价，设铁元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则x+（+4）+（-2）×3=0，解得x=+2。
（8）TiO2、碳、氯气在高温条件下生成TiCl4和一种可燃性气体，根据反应前后元素种类不变，可知该可燃性气体为一氧化碳，反应的化学方程式为：。
（9）煤、钛均能和氧气反应，则用氩气保护，能防止金属与氧气接触而被氧化。
题型03物质成分探究
1．（2025·辽宁·一模）某品牌威化饼干的配料如下图，研究性学习小组对其部分成分进行相关探究。
配料表：小麦粉，白砂糖，植物油，乳粉，玉米淀粉，麦芽糊精，乳清粉，食用香精，大豆磷脂，食用盐，碳酸氢钠
【查阅资料】①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。
②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m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】
(1)请完善下面的表格。
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 有 产生 饼干中含有碳酸钠，反应的化学方程式为 。
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 。
【交流讨论】
(2)小组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下实验。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C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)在探究过程中，若省略步骤⑤会导致所测样品中碳酸钠的质量分数 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
(6)在实验探究过程中，装置D的作用是 。
【答案】(1) 气泡 氯化钠/NaCl
(2)稀盐酸中含有氯离子，会对后续氯化钠的检验产生干扰
(3)
(4)
(5)偏小
(6)吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止空气中的二氧化碳进入C装置中，导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏大
【详解】（1）根据实验结论饼干中含有碳酸钠，则步骤Ⅰ取少许待检液甲于试管中，滴入过量稀硝酸，碳酸钠与稀硝酸反应生成硝酸钠、二氧化碳和水，实验现象为有气泡产生，该反应的化学方程式为；
步骤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，银离子能与氯离子反应生成氯化银白色沉淀，说明饼干中含有氯化钠；
（2）小组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，理由是稀盐酸中含有氯离子，会对后续氯化钠的检验产生干扰；
（3）装置A中碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应，则装置C中发生的反应是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为；
（4）装置C的作用是吸收生成的二氧化碳，则装置C增重的质量为生成二氧化碳的质量，即，设碳酸钠的质量为x，
则该饼干样品中碳酸钠的质量分数为；
（5）在探究过程中，若省略步骤⑤会导致部分二氧化碳不能被装置C的氢氧化钠溶液吸收，进一步导致装置C增重的质量偏小，则所测样品中碳酸钠的质量分数偏小；
（6）在实验探究过程中，装置D的作用是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止空气中的二氧化碳进入C装置中，导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏大。
2．（2025·河北石家庄·模拟预测）《天工开物·作咸》记载“候潮一过，明日天晴，半日晒出盐霜，疾趋扫起煎炼”。“盐霜”的主要成分是氯化钠固体，图1所示为氯化钠的溶解度曲线，回答下列问题：
(1)20℃时，饱和氯化钠溶液中溶质的质量分数是 （结果保留一位小数）。
(2)氯化钠以离子的形式分散在水中形成溶液，其溶液中的阳离子是 （填离子符号）。
(3)“半日晒出盐霜”中，“晒”与实验室中 （填操作名称）的原理相同。
(4)在40℃时，恒温蒸发一定质量的氯化钠溶液模拟海水晒盐的过程，溶液中溶质的质量与蒸发水的质量关系如图2所示。该实验所用氯化钠溶液是 （选填“饱和”或“不饱和”）溶液；40℃时，氯化钠的溶解度为 g。
【答案】(1)26.5%
(2)
(3)蒸发结晶
(4) 不饱和 36.6
【详解】（1）由图可知，20℃时，氯化钠的溶解为36.0g,根据饱和溶液的溶质的质量分数=，20℃时，饱和氯化钠溶液中溶质的质量分数是。
（2）氯化钠是由钠离子和氯离子构成，其中钠离子是阳离子，符号为Na+。
（3）“晒”相当于化学实验操作中的蒸发结晶。
（4）由图可知，开始蒸发10g水时，溶质质量不变，说明原溶液是不饱和溶液；由图可知，后来蒸发50g水，共析出18.3g溶质，说明40℃时，50g最多可溶解氯化钠18.3g,100g最多可溶解36.6g氯化钠，即40℃时，氯化钠的溶解度为36.6g。
题型04反应条件优化
1．（2023·广东东莞·模拟预测）M是生产、生活中常见的金属。张老师化学兴趣小组的同学欲探究M 与铜、铝的活动性顺序
【查阅资料】MSO4溶液是无色液体。
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的
【猜想与假设】小玉的猜想是A1>Cu>M；小静的猜想是A1>M>Cu；你的猜想是 。
【设计与实验一】小影取长短、粗细相同的 M丝、铜丝、铝丝和编号为①，②，③的3支试管，进行如下表的实验（试管中均盛有相同体积、相同浓度的稀盐酸）：
实验操作 M丝插入试管①中 铜丝插入试管②中 铝丝插入试管③中 实验结论
刚开始的现象 有少量气泡产生 无气泡 无气泡 M＞Cu；M＞Al
几分钟后的现象 有少量气泡产生 无气泡 有大量气泡产生 ——
【交流与表达】同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论，明白了实验刚开始时试管③中无气泡产生的原因是 因而无气泡产生。
【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序，同学们取长短、粗细相同、打磨干净的M。M丝、铝丝及相关溶液，又进行了如图所示的实验：
\（1）试管乙中观察到的现象是 。
（2）试管丙中反应的化学方程式为 。
【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化，去掉试管 （填试管编号）中的实验，也可以得出正确的结论。
【拓展与延伸】如果只用两种金属和一种溶液来探究三种金属的活动性强弱，则该溶液是 （填化学式）溶液。
【答案】 M＞A1>Cu 金属铝没打磨 M丝表面覆盖一层红色固体，溶液由蓝色变成无色 丙 MSO4
【详解】猜想与假设：
铝的活动性大于铜，根据小玉、小静的猜想分析可知，还有可能的活动性顺序是：M＞A1>Cu；
交流与表达：
实验刚开始时试管③中无气泡产生的原因是：铝丝没有打磨，铝丝表面有一层致密氧化铝薄膜，阻碍反应的进行；
设计与实验二：
（1）与酸反应越剧烈，金属活动性越强。根据几分钟后的现象可知，金属活动性Al> M>Cu。活动性强的金属可以把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，M可以和硫酸铜反应生成铜单质，故试管乙中观察到的现象是M丝表面覆盖一层红色固体，溶液由蓝色变成无色；
（2）试管丙中反应为铝与硫酸铜反应，生成铜和硫酸铝，化学方程式为：2A1+3CuSO4 = Al2(SO4)3+3Cu；
交流与表达：
甲中铝能置换出M，乙中M能置换出铜，说明活动性为Al> M>Cu，所以可以去掉试管丙中的实验，也可以得出正确的结论；
拓展与延伸：
因为三种金属的活动性为Al> M>Cu，所以如果只用两种金属和一种溶液来探究三种金属的活动性强弱，则该选择活动性在中间的金属的盐溶液，溶液是MSO4。
2．（2024·贵州贵阳·一模）重温经典，再探变化。某化学小组同学对电解水实验进行了再设计。
(1)小组1用如图所示实验探究水的组成。实验时，常在水中加入少量的氢氧化钠溶液，目的是 。打开电源开关，观察到的现象是 。经检验，两玻璃管内的气体分别为氢气和氧气，据此得出水由 组成，得出这一结论的理论依据是 。
某化学小组同学对该实验进行了再探究。
小组2用饱和石灰水进行上述实验。一段时间后，电极附近产生气泡并出现白色浑浊，溶液的温度由24℃变为28℃。
“异常现象”探究：为什么电极附近出现白色浑浊，其成分是什么呢？
【做出猜想】
(2)甲组同学认为这可能是因为析出了氢氧化钙固体，析出氢氧化钙固体的原因可能是 。
(3)乙组同学认为这可能是反应生成了碳酸钙，原因可能是电解产生的氧气与石墨电极反应生成了二氧化碳，二氧化碳继续与氢氧化钙溶液的反应。写出氧气与石墨反应的化学方程式为 。
【实验探究】
(4)甲组同学将实验中产生的浑浊液体进行过滤，分离出白色固体。请你设计实验证明该白色固体的成分。
实验步骤 实验现象 实验结论
白色固体是和的混合物
(5)乙组同学将烧杯中浑浊液倒入密封的三颈烧瓶中进行数字化实验。如图所示，连接好装置，先开启测量二氧化碳含量的数据传感器，然后用注射器注入足量的稀盐酸，数字化实验装置及所测量到的二氧化碳体积分数变化情况如图所示。根据曲线变化，分析白色浑浊物中一定有碳酸钙和氢氧化钙，请说明理由 。
【答案】(1) 增强水的导电性 两玻璃管内都有气泡产生，且a管产生气泡的速率更快 氢元素和氧元素 质量守恒定律
(2)温度升高，氢氧化钙的溶解度减小或电解水导致溶剂减少
(3)
(4) 取样，滴加足量稀盐酸；另取适量的样品，加足量的水溶解，静置取上层清液，滴加酚酞试液 产生大量的气泡；溶液变红色
(5)从图中可看出，开始时二氧化碳的含量减小，后二氧化碳的含量升高，说明二氧化碳先和氢氧化钙发生了反应，然后加入稀盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳气体，二氧化碳含量升高且高于开始时二氧化碳的含量，说明含有氢氧化钙、碳酸钙
【详解】（1）实验时常在水中加入少量的氢氧化钠溶液，目的是增强水的导电性；打开电源开关，观察到两玻璃管内都有气泡产生，且a管产生气泡的速率更快；电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，可证明水是由氢元素和氧元素组成，理论依据是根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变；
（2）氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，题中说溶液的温度由24℃变为28℃，所以可能是温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，析出氢氧化钙固体；还可能是水通电生成氢气和氧气，水的量减少，使氢氧化钙析出；
（3）石墨属于碳单质，故碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，化学方程式为：；
（4）取样，滴加足量稀盐酸，产生大量的气泡，说明含有碳酸钙；另取适量的样品，加足量的水溶解，静置取上层清液，滴加酚酞试液，溶液呈红色，说明含有氢氧化钙；
（5）从图中可看出，开始时二氧化碳的含量减小，后二氧化碳的含量升高，说明二氧化碳先和氢氧化钙发生了反应，然后加入稀盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳气体，二氧化碳含量升高且高于开始时二氧化碳的含量，说明含有氢氧化钙、碳酸钙。
1．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）性炭被广泛用于污水处理和空气净化等方面。某校化学小组对活性炭进行以下探究。
【活动一】验证活性炭的吸附能力
向盛有水的试管中滴入红墨水，再向试管中加入足量的活性炭。
(1)实验现象：红墨水逐渐扩散到水中，最后变成均匀的红色溶液。这一现象说明了微粒具有的主要性质是 ；活性炭漂浮在液体中，褪色现象无法观察。
(2)甲同学优化实验(如图1)：用玻璃棒将脱脂棉推入试管内的液体中，得到无色液体。该设计的原理与 操作原理相同。证明活性炭有吸附能力。
(3)乙同学认为甲实验结论不严密。红墨水褪色可能是脱脂棉对红墨水起到了吸附作用。为证明甲同学结论正确，继续进行的操作： 。
【活动二】探究影响活性炭吸附能力的因素
查阅资料：制备果壳活性炭的流程如下：
(4)制备果壳活性炭的炭化和活化过程均发生了化学变化。
①碳化过程用N 作保护气，利用N2的主要性质是 。
②活化过程需将炭粉和活化剂充分研磨，目的是 。
实验1探究活性炭的种类对吸附能力的影响
(5)实验如图2，三个锥形瓶中分别放入等质量的炭和等体积的NO2，目的是 。
(6)实验数据如图3所示，可以得出的结论是 。
实验2 探究活性炭的纯度、用量对吸附能力的影响
利用上述装置进行实验，记录锥形瓶内红色褪去时间如下表：
实验编号 活性炭的纯度 活性炭用量/g 消失时间/s
① 80% 1.0 60
② a 9.0 45
③ 60% b 55
(7)若得到实验结论：其它条件相同，活性炭的纯度越低、用量越多对于的吸附效果越好，则表中a、b的取值是 (写出所有可能情况)。
(8)你认为影响活性炭吸附能力的因素还可能有 。
【活动三】活性炭的应用
(9)使用以活性炭为主要吸附材料的防毒面具或口罩，要注意的问题是 (马一点) 。
【答案】(1)不断运动
(2)过滤
(3)用红墨水代替加入活性炭的红墨水，重复上述实验(或用玻璃棒将脱脂棉直接推入盛有红墨水试管中，将液体颜色与前面的实验做对比，合理即可)
(4) 化学性质不活泼 增大反应物接触面积，反应更快、更充分
(5)控制变量，排除炭和二氧化氮的质量不同对实验的干扰
(6)不同种类的活性炭吸附能力不同，其中竹炭的吸附能力最强
(7)80% 1.0 或60% 1.0
(8)温度 (活性炭的颗粒大小等，合理即可)
(9)不能重复使用，需要及时更换(合理即可)
【详解】（1）红墨水逐渐扩散到水中变成均匀红色溶液，体现了微粒在不断运动，红墨水的微粒不断运动到水分子间隔中。
（2）用玻璃棒将脱脂棉推入试管内液体中得到无色液体，是将不溶性的活性炭等与液体分离，原理和过滤（分离不溶性固体和液体）相同 。
（3）要证明红墨水褪色是活性炭的作用而非脱脂棉，需设置对照实验，只改变有无活性炭这一变量，观察脱脂棉单独存在时是否有吸附褪色效果，操作可以是：用红墨水代替加入活性炭的红墨水，重复上述实验(或用玻璃棒将脱脂棉直接推入盛有红墨水试管中，将液体颜色与前面的实验做对比，合理即可)。
（4）①碳化过程用作保护气，是利用氮气化学性质不活泼，不易与果壳碎屑等发生化学反应，防止果壳碎屑被氧化等。
②活化过程将炭粉和活化剂充分研磨，能增大反应物之间的接触面积，让反应进行得更快速、更充分。
（5）三个锥形瓶中放入等质量的炭和等体积的NO2，这样除活性炭种类不同外，其他条件相同，可以排除炭和二氧化氮的质量不同对实验的干扰，便于探究活性炭种类对吸附能力的影响。
（6）从图 3 数据可知，花生壳活性炭和超市竹炭使红棕色褪去时间短，核桃壳活性炭使红棕色褪去时间长，说明不同种类的活性炭吸附能力不同，其中竹炭的吸附能力最强。
（7）根据实验结论，活性炭纯度越低、用量越多吸附效果越好。实验①纯度80%，用量1.0g；实验③纯度60%。要满足结论，实验②纯度a可能是80%或60%，当a=80%时，用量9.0g大于1.0g符合；当a=60%时，用量b为1.0g也能满足纯度低或用量多使吸附效果好的结论。
故填：80% 1.0 或60% 1.0。
（8）活性炭颗粒大小会影响比表面积，进而影响吸附能力；温度可能影响吸附速率和吸附量；被吸附物质不同，活性炭吸附能力也可能不同。
（9）活性炭吸附一定量物质后吸附能力会下降，所以不能重复使用，需要及时更换；不同使用环境中污染物种类和浓度不同，也会影响使用效果，所以要注意使用环境。
2．（2025·江西宜春·一模）我校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时，为进一步学习酸碱盐的化学性质，进行了如图所示的实验，请你来参与他们的探究活动，并回答下列问题。
(1)甲试管中酚酞的作用是 。
(2)丙试管中反应的现象是 。
实验结束后，小明同学将三支试管内的物质全部倒入一个干净的废液缸中，观察到白色沉淀明显增多，废液缸中溶液始终呈红色。
【交流讨论】
(3)同学们经过讨论，一致认为废液缸中溶液一定含有 （写化学式），可能含有、中的一种，于是小明对其中可能含有的成分进行了如下实验探究。
【继续探究】
(4)
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量溶液于试管中，加入 没有大量气泡产生 不含
②取少量的溶液于试管中，滴加过量硫酸钠溶液 有白色沉淀生成
【总结反思】
(5)写出步骤②中发生反应的化学方程式 。
【拓展延伸】
(6)实验结束后，若要废液中的成分不污染环境，可选用的一种试剂是_____（填字母）。
A．稀硫酸 B．硝酸钙 C．氯化钡
【答案】(1)通过颜色变化判断稀盐酸与氢氧化钠是否发生反应
(2)有白色沉淀生成
(3)NaCl、NaOH
(4) 足量的稀盐酸（合理即可） 含有
(5)
(6)A
【详解】（1）氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红，加入稀盐酸后，二者发生中和反应，溶液碱性逐渐减弱，颜色变浅，当恰好完全反应时，溶液呈中性，酚酞变为无色，所以利用酚酞可通过颜色变化判断稀盐酸与氢氧化钠是否发生反应。
（2）丙试管中是碳酸钠溶液与澄清石灰水（氢氧化钙溶液）反应，化学方程式为，碳酸钙是白色沉淀，所以反应现象是产生白色沉淀。
（3）甲试管中稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水；乙试管中氯化钠溶液和氯化钡溶液不反应；丙试管中碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。混合后白色沉淀增多，且溶液始终呈红色，说明溶液呈碱性，一定有反应生成的氯化钠（NaCl）和丙试管反应生成的氢氧化钠（NaOH）。
（4）①检验是否含Na2CO3，可加入足量稀盐酸，若有Na2CO3，会发生反应，产生大量气泡，没有大量气泡产生则不含Na2CO3；
②硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠，滴加过量硫酸钠溶液有白色沉淀生成，说明溶液中含有BaCl2。
（5）步骤②中硫酸钠与氯化钡反应，生成硫酸钡沉淀和氯化钠，化学方程式为。
（6）废液中含有NaCl、NaOH、BaCl2。
A、稀硫酸能与氢氧化钠发生中和反应，还能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，可除去可能存在的氯化钡和一定存在的氢氧化钠，使废液成分不污染环境，该选项正确；
B、硝酸钙与氢氧化钠、氯化钡不反应，不能除去有害物质，该选项错误；
C、氯化钡本身是废液中需除去的有害物质，不能选用，该选项错误；
故选A。
3．（2024·山西晋中·二模）为深入理解和强化生命观念，提高科学探究能力，某校实践小组的同学们在老师的指导下，带着极大的兴趣对生态瓶展开了项目化学习。
任务一：制作生态瓶
【制作流程】准备透明玻璃瓶，洗净后装入一层淤泥(含Fe、Pb、Cd、K等)，淤泥上放一层沙子后再放石头，将竹柏、金鱼藻栽种后注入河水至玻璃瓶容积的左右；水变清后放入小鱼，将木塞盖好，放置于有阳光的地方。
【流程分析】
(1)淤泥中的有害元素有 。
(2)使水变清的方法是 。
任务二：探究自来水能否用于制作生态瓶
【查阅资料】我国自来水水质标准规定余氯允许范围是0.2~1.5ppm，若余氯的浓度超过0.02ppm，即可能对鱼黏膜产生强烈的腐蚀，超过0.1ppm，对于有些敏感的鱼类会造成致命的威胁。
【进行实验】
(3)
实验操作 实验现象 实验结论
取自来水于试管中，滴加足量的稀硝酸和 说明自来水中含有Cl-，自来水不适合制作生态瓶
【反思评价】
(4)写出上述实验中检验Cl-利用的反应的化学方程式： 。
(5)同学们对上述结论产生质疑，理由是 。
同学们在老师的指导下，将自来水晾晒后才用于制作生态瓶。
任务三：生态系统的展望
【交流分享】
(6)随着太空探索等科学研究的深入，我们一直尝试设计制造一个闭环式的人工生态系统，你认为该设计的意义是 。
【答案】(1)Pb、Cd
(2)静置沉降
(3) 硝酸银溶液 有白色沉淀产生
(4)CaCl2+2AgNO3=Ca(NO3)2+2AgCl↓
(5)实验只能证明自来水中有Cl-，但不能确定Cl-的含量
(6)为在太空创设适合人类生存的环境奠定基础
【详解】（1）淤泥中含有Fe、Pb、Cd、K等元素，Pb、Cd属于有害元素，则淤泥中的有害元素有Pb、Cd；
（2）结合净水的方法可知，使浑浊水变为清水可以采用静置沉降的方法；
（3）检验Cl-用稀硝酸和硝酸银溶液，Cl-与Ag+结合生成AgCl，AgCl为白色沉淀；
（4）自来水属于硬水，其中含有可溶性钙、镁化合物，如CaCl2，氯化钙与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钙，反应的化学方程式为CaCl2+2AgNO3=Ca（NO3）2+2AgCl↓；
（5）该实验只能证明自来水中含有Cl-，不能确定Cl-的含量，无法确定自来水是否适合制作生态瓶；
（6）随着太空探索等科学研究的深入，我们一直尝试设计制造一个闭环式的人工生态系统，为在太空创设适合人类生存的环境奠定基础。
4．（2025·四川成都·一模）某兴趣小组进行了如下探究。
Ⅰ、氢化钙常作为供氢剂，用来提供能源。小组同学对放置了一段时间的氢化钙取样进行探究。
【查阅资料】
氢化钙（CaH2）遇水剧烈反应释放出氢气，反应的化学方程式为CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑。
【提出问题】该氢化钙样品与水反应是否还能生成氢气？
实验1：取少量样品放入锥形瓶中，通过分液漏斗逐滴加水进行实验
(1)由于氢化钙与水反应很剧烈，为了减慢反应速率，我们可用 （选填“颗粒状”“粉末状”）的氢化钙固体与水反应。向装置中加入药品并开始实验。锥形瓶中快速产生气泡；将导管插入肥皂水中，吹出肥皂泡，肥皂泡被点燃。
【得出结论】
该氢化钙样品与水反应还能生成氢气。
【提出新问题】实验1中不再产生气泡后，锥形瓶中有较多白色浑浊物。白色浑浊物是什么？
【分析讨论】
氢化钙在保存过程中可能变质生成碳酸钙，故白色浑浊物中可能含有碳酸钙。
实验 2：将白色浑浊物装入锥形瓶中，用注射器注入适量稀盐酸，并利用二氧化碳传感器测得锥形瓶中有锥形瓶中二氧化碳生成。
(2)产生二氧化碳的反应方程式 。该实验说明白色浑浊物中含有碳酸钙，氢化钙样品有少量变质。提出保存氢化钙的一条建议是 。
Ⅱ、学习小组紧接着利用装置D对CO2的溶解性进行探究。
第一步：检查装置气密性；第二步：向三口烧瓶（500mL）中充满CO2；
第三步：将注射器吸入30mL 水，全部注入烧瓶中，等待一会儿后，再振荡烧瓶，观察现象。绘制压强与时间变化得到如下曲线。
【解释原因】
(3)a～b段曲线上升的原因是 。
(4)已知：同温下，气体的体积比等于压强比，根据图计算此条件下1体积水溶解 体积CO2（保留两位小数），比通常状况下偏 （填“低”或“高”），可能的原因 。
【拓展延伸】
菜窖中一般会含有较多的二氧化碳，人不能贸然进入。小组设计了如图所示装置，将针筒中的菜窖气体推入到装置中，可以粗略测定菜窖中二氧化碳的体积分数（提示：足量的氢氧化钙溶液可以吸尽二氧化碳气体）。
(5)连接装置：装置接口的连接顺序为a→ →f。
(6)用于实验的菜窖气体为50mL，最终量筒中共收集到水为45mL，该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为 。
【答案】(1)颗粒状
(2) 保持干燥，密封保存
(3)注入的水占据了一定的体积，烧瓶中气体被压缩，压强增大
(4) 0.50 低 温度高于通常状况的温度
(5)d→e→c→b
(6)10%
【详解】（1）增大反应物接触面积，可以加快反应速率，由于氢化钙与水反应很剧烈，为了减慢反应速率，可选择颗粒状的氢化钙固体与水反应；
（2）根据实验结论白色浊物中含有碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为；
由于氢化钙样品能与水反应生成氢氧化钙和氢气，氢化钙在保存过程中能变质生成碳酸钙，则保存氢化钙需要保持干燥，密封保存；
（3）将注射器吸入30mL 水，全部注入烧瓶中，水占据了一定的体积，烧瓶中气体被压缩，压强增大，所以a～b段曲线上升；
（4）同温下，气体的体积比等于压强比，将注射器吸入30mL水，全部注入烧瓶中，气压增大104kPa-100kPa=4kPa，d点后气压不变，说明d点后二氧化碳不再溶解，气压减小104kPa-102kPa=2kPa，则此条件下1体积水溶解 =0.50体积CO2，比通常状况下（1体积水大约能溶解1体积的二氧化碳）低，气体溶解度随温度的升高而减小，则可能的原因是温度高于通常状况的温度；
（5）先用足量的氢氧化钙溶液吸尽二氧化碳气体，剩余气体的体积用排水法测量。洗气时气体从导管的流向是“长进短出”，所以a后接d；排水法测量气体体积时，利用气体压强将同体积的水排入量筒，从而得到气体的体积，所以e接c，最后b接f，故装置接口的连接顺序为a→d→e→c→b→f；
（6）用于实验的菜窖气体为50mL，最终量筒中共收集到水为45mL，则该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为。
5．（2025·吉林·模拟预测）同学们完成部分酸、碱化学性质实验后，开启了认识物质之旅。某化学兴趣小组对氢氧化钠的性质及应用进行了如下探究。
探究一：溶解过程中的能量变化
(1)如图1，将分液漏斗中的水全部加入试管后，立即关闭分液漏斗的活塞，此时观察到U形管的液面左低右高，由此小明得出“氢氧化钠溶于水时放出热量”的结论，你是否同意小明的结论并写出你的理由 。
探究二：氢氧化钠的化学性质
(2)如图2，同学们用氢氧化钠溶液进行了下列实验，回答下列问题。
①A试管中观察到的现象是 。
②在B、C、D试管中，属于复分解反应的是 (填字母序号)，写出能产生蓝色沉淀的化学方程式 。
③为了验证C中氢氧化钠溶液与盐酸发生了化学反应，同学们设计了并进行了如图实验：整个实验过程中无明显现象，证明氢氧化钠溶液与盐酸能发生化学反应。请写出步骤Ⅱ中所加试剂 (填字母序号)。
A．酚酞溶液 B氯化铁溶液 C．硝酸银溶液 D．碳酸钠溶液
探究三：氢氧化钠的应用
(3)实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 (填字母)。
A．二氧化碳 B．一氧化碳 C．二氧化硫 D．水蒸气
吸收上述所选气体，一般不用氢氧化钙溶液，主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 不同。
【答案】(1)不同意，将水加入试管时，排出了试管内部分空气，使试管内气体压强增大，导致 U 形管中液面左低右高
(2) 溶液由无色变为红色 BC 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓+Na2SO4 AB
(3) AC 溶解度
【详解】（1）不同意小明的结论，是因为将水加入试管时，排出了试管内部分空气，使试管内气体压强增大，也导致U形管中液面左低右高；
（2）①氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红，所以A试管中观察到的现象是溶液由无色变为红色；
②复分解反应是由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应；B中氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，属于复分解反应；C中氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，属于复分解反应；D中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，不属于复分解反应，所以属于复分解反应的是B、C；B中氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为：2NaOH+CuSO4 = Cu(OH)2↓+Na2SO4；
③A、氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红，若氢氧化钠与盐酸发生了反应，溶液中就不存在氢氧化钠，加入酚酞试液就不会变红，所以步骤Ⅱ中所加试剂可以是酚酞试液，故选项符合题意；
B、氯化铁溶液能与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，若加入氯化铁溶液无明显现象，也能证明氢氧化钠与盐酸发生了反应，故选项符合题意；
C、硝酸银溶液与盐酸反应会产生白色沉淀，但不能证明是因为氢氧化钠与盐酸发生反应导致的，故选项不符合题意；
D、碳酸钠溶液与盐酸反应产生气泡，也不能证明氢氧化钠与盐酸发生了反应，故选项不符合题意
故选：AB；
（3）A、二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，可用氢氧化钠溶液吸收，故选项符合题意；
B、一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应，不能用氢氧化钠溶液吸收，故选项不符合题意；
C、二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，可用氢氧化钠溶液吸收，故选项符合题意；
D、氢氧化钠溶液不能吸收水蒸气，故选项不符合题意；
故选：AC；
吸收上述所选气体，一般不用氢氧化钙溶液，主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的溶解度不同，相同质量的溶液中氢氧化钠能吸收更多的气体。
6．（2025·辽宁沈阳·一模）维生素C可提升人体免疫力。学习小组以“探究不同果蔬中维生素C含量”展开项目式学习。
【查阅资料】
Ⅰ．维生素C（简称，易溶于水，在酸性条件下较为稳定。因此，在提取的实验中，加入提取剂（如稀硫酸等）以减少的消耗，增加实验的准确性。
Ⅱ．能使高锰酸钾溶液褪成无色。
【任务一】提取剂浓度的筛选
(1)通过稀释溶质质量分数为98%的浓硫酸（密度为1.84g/mL）来配制490g溶质质量分数为10%的稀硫酸，需用浓硫酸的体积约为 mL（结果精确到0.1），需要蒸馏水的体积约为 mL。
表3硫酸浓度对不同采蔬样品中提取量的影响
硫酸浓度 果蔬样品1（mg/100g） 果蔬样品2（mg/100g）
1% 45.97 20.93
2% 47.89 21.81
4% 46.93 21.17
8% 44.05 20.06
10% 43.11 19.62
(2)由表3数据可知，硫酸浓度为 时，的提取量最高。
(3)你认为还有 （填一种即可）因素也可能会影响的提取量。
【任务二】比较不同果蔬中的含量。
实验步骤：将提取到的果蔬样品溶液分别缓慢滴入等体积、等浓度的高锰酸钾溶液中，并用玻璃棒搅拌，当溶液刚好褪成无色时，记录滴数。
(4)高锰酸钾与反应化学方程式如下：，则X的化学式为 。
(5)请依据上述化学方程式推测，实验中还可能观察到的一条实验现象是 。
学习小组通过实验并经过计算得出数据如表4所示。（果蔬溶液浓度较小，密度均近似记作。）
表4
果蔬种类 猕猴桃 梨 紫甘蓝 黄瓜
含量/% 0.080 0.030 0.050 0.035
(6)当溶液刚好褪成无色时，滴加的果蔬溶液越多，则果蔬中含量越 （填“高”或“低”）。
学习小组同学为验证实验的准确性，上网查找了《食物营养成分速查表》，得到数据如下：猕猴桃、梨、紫甘蓝和黄瓜的含量（可食部分100g）分别是0.062%、0.001%、0.041%和0.009%。
(7)同学发现测定数据均比《食物营养成分速查表》数据高，原因之一可能是 。
(

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