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专题五　项目式探究
1．先理清任务链条，抓住每个环节要解决的核心问题。
项目式题目会围绕一个主题(比如“融雪剂”“氢能”或“水的净化”等)设置几个连续的任务(像任务一、任务二、任务三等)。拿到题先快速通读，弄明白每个任务到底想让你探究什么(是调查原理？做实验验证性质？分析成分？还是评估优缺点？)，心里有数，解题才不会乱。
2．再细读题目给的资料(文字、图表、数据、装置图)，从中找出解题的关键证据。
题目会提供很多信息帮助你解答。要仔细看文字说明讲的关键原理(比如“盐能降低水的凝固点”“次氯酸能消毒但见光会分解”)，认真分析图表数据的变化(比如温度曲线、pH曲线、实验数据表格)，看懂实验装置图的设计目的(比如某个瓶子是用来吸收什么气体的)。这些就是你得出答案的“证据”，做题时要把这些证据用上。
3．最后根据找到的证据得出结论，并且想想这个结论在实际中有什么用或怎么改进。
所有的探究最终都要落脚到解决实际问题或说明道理上。结合前面找到的证据，解释清楚现象背后的科学原理(比如为什么氢气是理想燃料？因为烧起来只生成水，没有污染，而且放热多)，评价一下方案的优缺点(比如某种融雪剂效果好但对环境危害大)，或者提出更合理、更环保的建议(比如推荐用新型环保融雪剂，建议胃溃疡病人不要用含小苏打的药)。
类型1 物质应用发展史的探究
1．[2025·黑龙江]同学们在学校大扫除活动中，发现使用洗涤剂洗的抹布更干净，对这一现象产生了浓厚的兴趣，决定围绕洗涤剂的性质及变迁开展项目式学习活动。
(1)任务一：谈古——古代洗涤剂“灰”
查阅资料1：“灰”是植物秸秆燃烧后得到的草木灰，其主要成分是碳酸钾，古代利用灰汁洗浴、印染。
【提出问题】灰汁是否显碱性？
【实验探究1】第一小组实验：
实验操作 实验现象 实验结论
取一定量草木灰，加适量水浸泡并过 滤。取少量滤液于试管中，滴加_____ _____溶液 溶液变 为红色 草木灰汁
显碱性
无色
酚酞
(2)任务二：论今——现代洗涤剂
同学们调查发现所使用的洗涤剂主要成分是过碳酸钠，遇水后发生分解生成H2O2和Na2CO3。
查阅资料2：溶液的碱性越强，去油污效果越好。
【提出问题】Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都显碱性，为什么通常选择Na2CO3用作洗涤剂的生产？
【实验探究2】
第二小组测定等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH分别是
11和9，经多次验证后发现，碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液的碱性
___(填“强”或“弱”)。
【实验结论】碳酸钠用作洗涤剂的效果比碳酸氢钠好。
强
【实验探究3】
第三小组实验：如图
实验 现象
立即产生气泡
【提出问题】实验后溶液中的溶质是什么？
【猜想与假设】
猜想Ⅰ.NaCl
猜想Ⅱ.NaCl、Na2CO3
猜想Ⅲ.__________
NaCl、HCl
【探究过程】
小利意外向2 mL碳酸钠溶液中慢慢滴加稀盐酸，开始无明显现
象，过一会儿有气泡产生，困惑中查阅到资料：HCl＋Na2CO3
===NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，请同学们
分析开始无明显现象是因为生成了____________(填“化学式”)。
实验操作 实验现象 实验结论
取适量实验后溶液于试 管中，滴加_______ ______________________ ______________ 猜想Ⅱ
成立
稀盐酸
有气泡生成(与上一空对
应，合理即可)
NaHCO3和NaCl
【反思交流】小利和第三小组所用试剂种类和浓度均相同，但
实验现象不同，主要原因与_______________有关。通过以上
探究，同学们对分析溶液中溶质的成分有了新的认知。
滴加试剂的顺序
2．[2025·银川模拟]项目式探究：某校兴趣小组从化学视角
对我国造纸工艺开展了系列研学活动。
活动一：了解我国古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料，经
过如图多道工序而制成。
【分析交流】
(1)写出古代造纸过程中加入水后步骤1中发生的两个化学反应
的化学反应方程式：__________________、_________________
_____________。
同学们对黑液成分产生兴趣，将少量黑液带回实验室进行探究。
CaO＋H2O===Ca(OH)2
Ca(OH)2＋K2CO3===
CaCO3↓＋2KOH
活动二：探究黑液成分
【提出问题】
黑液中除了有机物还有哪些成分呢？
【查阅资料】
①黑液呈碱性；
②氢氧化钙与草木灰(主要成分为碳酸钾)反应生成氢氧化钾和
碳酸钙。
【提出猜想】
猜想一：KOH；
猜想二：KOH和K2CO3；
猜想三：KOH和Ca(OH)2。
【实验方案】
(2)该兴趣小组分别设计如下实验方案进行探究
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 取适量黑液于试 管中，向其中滴 加Na2CO3溶液， 观察现象 试管中无明显现象 /
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 另取适量黑液于容器中，将二氧化碳传感器置于其中，然后逐滴加入H2SO4溶液至过量，得到CO2的浓度变化图像 向黑液中加入H2SO4溶液过程中CO2浓度变化 情况： 猜想___
成立
二
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 另取适量黑液于容器中， 将二氧化碳传感器置于其 中，然后逐滴加入H2SO4 溶液至过量，得到CO2的 浓度变化图像 向黑液中加入 H2SO4溶液过程 中CO2浓度变化 情况： 猜想___
成立
方案二 取适量黑液于试管中，向 其中滴加_____________溶液，观察现象 试管中有_____ ______________ _____________ ____生成 与方案一
的结论一致
二
氯化钙(CaCl2)
白色
沉淀(与上一空
对应，合理即
可)
【废液处理】
(3)造纸会产生碱性废水，加酸调节至接近中性方可排放，生成
的盐可用来制备___肥，促进植物生长，增强抗倒伏能力。
活动三：展望造纸发展前景
(4)现代壁纸、包装纸要求纸张具有阻燃性，氢氧化铝是常见的
阻燃剂，其受热至220 ℃开始分解生成氧化铝和水，氧化铝覆
盖在纸张表面，起到_________________作用。
钾
隔绝空气(或氧气)
【成果分享】通过研学实践，同学们认识到造纸术是我国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，是人类文明史上一项杰出的发明创造，并且在不断创新中传承。
类型2 探究混合物的成分
3．[2025·宜宾]标有A和B的两瓶试剂，可能是Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、NaCl溶液中的某两种。实验小组对试剂A和试剂B进行了以下实验探究。回答下列问题：
实验一：鉴别试剂A和试剂B
各取5 mL试剂进行如下实验，并记录实验现象。
实验现象：①和②中溶液都呈红色；③中有白色沉淀；④中无
明显现象。
(1)试剂A中溶质是_______(填化学式，下空同)，试剂B中溶质
是_____。
(2)试管③中发生反应的化学方程式是________________________
________。
Ca(OH)2
NaOH
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓
＋2NaOH
实验二：探究溶质的成分
实验小组将实验一①～④中的废液倒入烧杯中，充分混合后静置，取上层清液，对其中溶质的成分继续进行探究。
查阅资料：Na2CO3溶液呈碱性，NaHCO3溶液呈弱碱性，CaCl2溶液呈中性，MgCl2溶液呈弱酸性。
【问题】
上层清液中，除酚酞外还含有哪些溶质？
【预测】
预测一：NaOH； 预测二：NaOH、Na2CO3； 预测三：？
(3)预测三：_____________，作出预测的理由是_____________
_____。
Ca(OH)2、NaOH
氢氧化钙可能
过量
【设计实验】
(4)从Ca(OH)2溶液、CaCl2溶液、MgCl2溶液、NaHCO3溶液中选择
一种合适的试剂，设计实验方案证明预测二中有NaOH。_______
_______________________________________________________
___________________________________________。
取少量
上层清液于试管中，加入过量CaCl2溶液，若产生白色沉淀，静
置，上层清液仍为红色，证明上层清液中有NaOH
4．[2025·无锡]项目小组对天然碱的组成、性质和应用进行了如下探究。
Ⅰ.知应用
某天然碱为Na2CO3·10H2O或Na2CO3·NaHCO3·2H2O。由该天然碱制备纯碱、烧碱和小苏打的主要过程如下：
(1)Na2CO3属于____(填物质类别)。
(2)“苛化”时发生反应的化学方程式有：CaO＋H2O===Ca(OH)2、
_______________________________。
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
盐
Ⅱ.探组成
为确定该天然碱的组成，进行如下探究：
利用图1装置进行实验，向天然碱溶液中分别滴加不同试剂：
实验序号 ① ② ③
滴入试剂 稀盐酸 澄清石灰水 CaCl2溶液
现象 大量气泡 白色沉淀 大量气泡和白色沉淀
(3)实验①～③中，能确定该天然碱含有NaHCO3的是___(填实验
序号)，理由是___________________________________________
______________________利用图2装置进行实验，加热不同固体：
实验序号 ④ ⑤ ⑥
固体 NaHCO3 Na2CO3 天然碱
现象 石灰水变浑浊 石灰水无变化 石灰水变浑浊
③
CaCl2溶液与Na2CO3反应只能产生白色沉淀，产生
大量气泡说明含有NaHCO3
(4)对比实验④和⑤可得到的结论是________________________
___________。
(5)称取2.26 g该天然碱(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)样品，充分加热
至质量不再减少，反应生成CO2、H2O和Na2CO3，测得CO2为0.22 g。
通过计算确定2.26 g该天然碱中NaHCO3的质量(写出计算过程)。
NaHCO3受热易分解，Na2CO3
受热不分解
类型3 探究反应后物质的成分
5．[2025·大庆]大庆市某校化学兴趣小组在老师的指导下进行“黑面包”趣味实验。取20 g蔗糖(C12H22O11)放入烧杯中，加少量水润湿，注入10 mL浓硫酸，搅拌，蔗糖先变黑后膨胀形成“黑面包”(如图1)，同时还闻到了刺激性气味。
已知：①SO2能使澄清石灰水变浑浊；
②SO2具有还原性，能与酸性高锰酸钾溶液反应；
③SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色。
Ⅰ.变黑的原因：生成了黑色的炭
(1)浓硫酸将蔗糖中氢、氧元素按水的组成比脱去，生成黑色的
炭，体现了浓硫酸的_____作用。
脱水
Ⅱ.膨胀的原因：生成了气体
【提出问题】气体的成分是什么？
【猜想与假设】猜想一：CO2　猜想二：SO2　猜想三：CO2和SO2
(2)大家讨论后一致认为猜想一是错误的，原因是_____________
_________________________。
(3)为了验证猜想二和猜想三，只需检验___(填化学式)是否存
在即可。
闻到了刺激性
气味，而二氧化碳没有气味
CO2
【实验探究】对气体成分进行检验，部分实验装置如图2。
(4)A中酸性高锰酸钾溶液的作用是_____________。
吸收二氧化硫
(5)B中品红溶液不褪色，说明________________________。
(6)C中澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为____________
_______________。
【实验结论】
(7)综上所述，猜想___成立。
二氧化硫被A装置完全吸收
Ca(OH)2＋CO2
===CaCO3↓＋H2O
三
6．[2025·眉山]某化学兴趣小组为探究稀盐酸的化学性质做了
如下实验。
(1)有气泡产生的是__(填序号)。
A
(2)C中观察到固体逐渐减少，溶液变为黄色，该反应的化学方
程式为_________________________。
(3)为探究D试管内反应后溶液中溶质的成分，该小组进行了以
下探究。
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
【提出问题】
D试管内反应后溶液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】
猜想一：NaCl　猜想二：NaCl和HCl
猜想三：①___________
NaCl和NaOH
【实验探究】
实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ.取少量D试管内的溶 液，倒入盛有碳酸钠粉 末的试管中 无明显现象 猜想二不成立
Ⅱ.另取少量D试管内的 溶液，滴加硫酸铜溶液 ②_______________ 猜想三成立，
猜想一和二不成立
有蓝色沉淀产生
【实验结论】
综上所述，猜想三正确。
【反思与评价】
③能替代步骤Ⅱ中所用硫酸铜溶液也可得到相同结论的物质是___(填序号)。
A．无色酚酞溶液 B．铁粉
C．稀硫酸 D．氯化铁溶液
AD
④在考虑反应后溶液中溶质成分时，除生成物外还需考虑_____
___________。
反应
物是否过量
类型4 新能源的探究
7．[2025·大庆]目前，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。氢能是人类未来的理想能源之一，制氢、储氢、释氢、用氢是氢能研究的热点。
项目一：制氢
根据生产来源和碳排放量不同，氢气分类如图1。
(1)“绿氢”是利用可再生能源发电制氢，生产中实现二氧化碳
零排放。电解水产生的氢气和氧气的体积比为______。
2∶ 1
(2)“灰氢”是化石燃料制氢，可利用甲烷与水蒸气在高温条件
下生成二氧化碳和氢气的方法制得，请写出该反应的化学方程
式______________________，从生成物的角度分析，该方法造
成的环境问题是__(填序号)。
A．酸雨
B．温室效应增强
C．臭氧空洞
CH4＋2H2O CO2＋4H2
B
(3)“蓝氢”是“灰氢”制法结合碳捕集和封存技术，实现低碳
制氢，其中一种方法是利用氢氧化钠溶液实现“碳捕集”，如
图2。
①氢氧化钠溶液喷成雾状的目的是___________________________
_______________________。
增大反应物之间的接触面积，
使反应进行得更快更充分
②捕捉室内发生反应的化学方程式为_____________________
___、Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
紫氢是以来源丰富的水为原料，利用核能生产的氢气；金氢是
自然产生或存于地壳中的天然氢。
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋
H2O
项目二：储氢
(4)物理储氢：在高压下把氢气压缩储存于钢瓶中，从微观角度
解释，氢气能被压缩储存的原因是_________________________
_____________________。
(5)化学储氢：可利用Mg－Cu储氢合金与氢气反应生成金属氢化
物MgH2，MgH2中氢元素的化合价为____。
分子间存在着间隔，压强增
大，分子间的间隔变小
－1
项目三：释氢
(6)MgH2的一种释氢过程如图3所示，释氢开始时反应速率较快，
然后逐渐减小。据图分析，反应速率逐渐减小的原因是_______
_________________________________________________。
生成的
氢氧化镁覆盖在氢化镁的表面，使氢化镁不能与水接触
项目四：用氢
(7)氢气是理想的燃料，原因是_____________________________
_____________________(写出一条即可)。
燃烧产物只有水，不会对环境造
成任何污染(合理即可)
8．[2025·烟台]2025年3月，我国首个利用清洁能源的海洋氢氨醇一体化项目在烟台建设完工。该项目的主要流程如图，相关物质的沸点如表。
燃料 沸点/℃(101 kPa)
氢气 －252.9
氨气 －33.5
甲醇 64.7
(1)在水电解装置中，与电源正极相连的电极产生1 000 L气体，
则与电源负极相连的电极上产生的气体体积是______L。
(2)在合成装置1中产生氨气。氨气燃烧生成氮气和水，可作为
远洋船舶的绿色燃料。从燃烧产物看，氨气被称为绿色燃料的
原因是_____________________________________。
2 000
氨气燃烧生成氮气和水，氮气和水无污染
(3)合成装置2中发生的反应是CO2＋3H2 CH3OH＋H2O。甲
醇可做燃料，其充分燃烧的化学方程式是____________________
______。从反应物分析，用合成装置2生产甲醇比用石油为原料
生产甲醇有利于实现“双碳”目标，原因是_________________
_____________。
(4)氢气本身就是绿色燃料，转化成氨气或甲醇再做燃料的原因
是___________________________________________。
2CH3OH＋3O2 2CO2
＋4H2O
产生甲醇的同时，
消耗二氧化碳
氨气或甲醇的沸点远高于氢气，便于运输和储存
类型5 前沿科技应用的探究
9．[2025·运城模拟]尼龙，又称聚酰胺，在医疗、工业、国防等领域有广泛应用。某校实践小组同学对它产生浓厚兴趣，并对尼龙的材料特点、焚烧产物、高效回收及发展前景等展开了如下项目化学习探究。
任务一：了解尼龙的材料特点
【查阅资料】尼龙最突出的优点是耐磨性高、强度高和耐腐蚀
等，缺点是耐光性较差、较易吸湿。
【交流讨论】(1)尼龙属于_____(填“天然”或“合成”)纤维。
(2)尼龙制品在保存时应注意___________________。
合成
避免阳光直射和防潮
任务二：探究尼龙的焚烧产物
【查阅资料】①尼龙以化石能源为原料经化学加工而成，其中
含有碳、氢、氧、氮等元素。
②二氧化氮是一种红棕色气体，与水反应后可生成能使紫色石
蕊溶液变红的物质。
③二氧化氮不能使澄清石灰水变浑浊。
【提出猜想】尼龙燃烧后有二氧化碳、水、二氧化氮等生成。
【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
①取适量尼龙，在密闭容器中 燃烧，将燃烧生成气体通入适 量澄清石灰水中 _________________ 尼龙燃烧后生
成二氧化碳
②取适量尼龙，在密闭容器中 燃烧，将燃烧生成气体通入适 量紫色石蕊溶液中 _________________ 尼龙燃烧后生
成二氧化氮
澄清石灰水变浑浊
紫色石蕊溶液变红
【反思评价】
(1)写出步骤①中二氧化碳发生反应的化学方程式：____________
_______________。
(2)有同学认为步骤②中的操作和现象并不能得出“尼龙燃烧后
生成二氧化氮”的结论，理由是___________________________
_______________________________________________________
_______________。
CO2＋Ca(OH)2
===CaCO3↓＋H2O
尼龙燃烧可能生成其他酸性气
体，如二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸也能使紫色石蕊溶液
变红(合理即可)
任务三：分析尼龙的高效回收
【查阅文献】尼龙的化学回收法以水解法为主，如图为不同催
化剂对尼龙水解效果的影响图，其中效果最好的为_____(填
“未加催化剂”“A”“AZS1”或“AZS2”)。
AZS1
任务四：展望尼龙的发展前景
【专家咨询】近年来，随着材料科学的进步和应用领域的拓展，
尼龙正朝着轻量化、环保化和智能化的方向发展。
【成果分享】通过问题研究，同学们对尼龙有了较为全面的认
识。为使之能可持续发展，推动尼龙材料的绿色转型，建议___
_____________________________。
开
发可降解的尼龙材料(合理即可)

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