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【实验探究专练】物质转化与材料利用-2026年中考科学浙教版
1．除、CO能还原氧化铜外，及其他一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。某学习小组设计了如图所示的实验装置（夹持装置和尾气处理已省略），分别对有关气体进行探究，回答下列问题。
【探究一】对已知气体性质的探究
(1)将上述装置按________（填字母）的顺序连接，使气体依次通过装置，依据现象发现能与CuO反应生成Cu、。
【探究二】对未知气体组成的探究
(2)气体X可能由、CO中的一种或两种组成，同学们按照（1）中顺序连接的装置对其组成进行探究。若证明气体X只有CO，则实验现象为：________。
(3)将由两种元素组成的气态纯净物，通过以上装置。发现B装置中的黑色粉末变成光亮的红色，装置C中的固体由白色变成蓝色，A装置中的溶液不变浑浊，C中导出的气体在空气中含量最高。据此现象推测，该气态纯净物含有的两种元素是________。
2．我国使用青铜历史悠久，学习小组对青铜冶炼及防护开展研究。
【查阅资料】
①孔雀石高温下可分解为CuO、H2O和CO2。
②铜锈分为无害锈和有害锈。氯化亚铜(CuCl，灰白色固体)和碱式氯化铜[Cu2(OH)3Cl，绿色固体]是有害锈。
③Cu与CuCl均能与酸化后的过氧化氢溶液反应。
【青铜冶炼】
青铜是铜锡合金，我国古代将孔雀石、锡石、木炭投入炉内，高温炼得青铜。
(1)冶炼时，生成铜的化学方程式为___________。
(2)青铜中锡(Sn)含量不同，性质有差异。结合铜锡合金强度硬度图分析，选择含锡量约为25%的青铜铸造刀剑的原因是___________。
【青铜防护】实验一 探究在氯化铵环境下相对湿度对青铜有害锈形成的影响。实验数据记录如表。
实验组别 甲
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
氯化铵 有
相对湿度/% 35 47 58 65 70 85 90
实验现象 无明显锈点 均有灰白色锈点，且逐渐变成绿色疏松锈；绿色疏松锈依次增多
(3)结合以上实验可得出的结论是___________；
实验二 处理青铜有害锈
(4)青铜铸件有白色锈点时，可用酸化后的过氧化氢溶液擦拭，并在5~10分钟后及时清理。“及时清理”的原因是___________。
3．小科为探究铁生锈的条件及影响铁生锈快慢因素开展如下实验：
实验一：进行如图1实验，一段时间后观察到C中铁钉生锈，AB中铁钉无明显变化。
实验二：为进一步探究影响铁生锈快慢的因素，设计如图2所示实验，利用传感器监测该过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如表：
序号 其他试剂 初始时氧气浓度/% 200s时氧气浓度/%
水/mL 食盐质量/g
① 0 0 20.8 20.8
② 0.5 0 20.8 15.2
③ 0.5 1.0 20.8 8.0
(1)比较图1中_____两个实验可知：铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中使用铁粉替代铁钉的优点__________。
(3)分析表中数据，得出“食盐能加速铁生锈”的结论，其依据是__________。
(4)结合上述实验，写出一条防止钢铁生锈的措施__________。
4．科学兴趣小组进行《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目化学习。同学们查阅资料整理了湿法炼铜和火法炼铜两种方案：
方案一、湿法炼铜
参考资料 常见金属的价格 铁 2.7元/千克 锌 26元/千克 铝 16元/千克 镁 600元/千克
(1)上述步骤2中，涉及的化学方程式是_______；
(2)小组同学模仿湿法炼铜，提出了如下湿法炼铁：
查阅资料发现该方法在实际生产中应用不广，请结合参考资料分析原因_______。
方案二、火法炼铜
如图所示为氢气还原氧化铜的装置，甲中锥形瓶内装有锌粒，分液漏斗里装有稀硫酸，乙中盛有浓硫酸，丙中试管底部黑色固体为氧化铜。
(3)开始反应时，应进行的操作是_______。
A．先打开甲处分液漏斗活塞
B．先点燃丙处的酒精灯
C．同时打开甲处分液漏斗活塞和点燃丙处的酒精灯
(4)反应结束后，甲、乙两装置中质量减少量为，丙中氧化铜固体粉末减少量为。为保证实验安全进行，且还原后的铜不会重新氧化，、应存在的关系为_______。
5．小科利用图甲装置来比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况，压强传感器能够测出密闭容器内的气压大小。
(1)实验选择的金属，除了颗粒大小相似外，还要控制一致的变量是______。
(2)①分析图乙数据后，小科得出“本次实验的三种金属，铝与稀盐酸反应最快”这一结论的依据是______。②同时又根据______可判断三次实验的盐酸都已经反应完全。
(3)在进行上述实验过程中，发现每组实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大，可能的原因是____________（写出一点）。
6．以下是以食品包装袋干燥剂为主题而开展的微项目化学习。
【认识干燥剂】
(1)生活中常见的干燥剂有生石灰、浓硫酸、氢氧化钠……从食品安全角度考虑，食品包装袋内的干燥剂最有可能是 __________ 。
(2)【探秘干燥剂】
小科同学对一包久置的生石灰干燥剂成分（如图）进行如下探究：
查阅资料：
①生石灰会吸收空气中的水分，生成氢氧化钙，氢氧化钙在500℃以上会分解为氧化钙和水。
②氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应能生成碳酸钙，碳酸钙在900℃左右分解为二氧化碳和氧化钙。
为检验样品中是否存在氢氧化钙，小科设计了如下实验：用天平称量少量干燥剂质量为m1在700℃条件下，加热一段时间后，测其质量为m2。若样品中含氢氧化钙，则m1______m2（填“＞”、“＜”或“＝”）。
(3)为检验样品中是否存在碳酸钙，取样品于试管中，加水后发现试管底部有固体剩余。小科认为样品中一定含有碳酸钙，小丽认为小科的结论不正确，理由是 ________。
(4)【项目评价】
物质的检验有不同的方案，不同方案中所用试剂的量会影响检验的结果。为此他们设计了如下评价量表。
评价等级 优秀 合格 待改进
指标 有明显的实验现象，可用感觉器官直接判断 现象不是很明显，但可借助仪器判断 借助仪器也不能判断
在检验样品中是否存在氧化钙时，小科设计的方案是取适量样品于试管中，加入少量水振荡，观察现象。这一方案的评价等级是 ________ 。
7．为探究锌和稀硫酸的反应速率与哪些因素有关，小舟设计了如图所示的实验。取质量、颗粒大小相同的锌粒和足量的稀硫酸完全反应得到如下数据：
实验编号 硫酸的质量分数 反应起始温度/℃ 完全反应用时/
① 10% 20 500
② 10% 25 270
③ 20% 20 300
④ 20% 25 x
⑤ 20% 30 80
(1)为顺利完成该实验探究，需要使用量筒、天平、温度计、________等测量仪器。
(2)通过对比实验________（填编号组合），能得出硫酸的质量分数对反应速率有影响。
(3)根据表格信息，请你推测实验④中，完全反应用时x的取值范围为________。
(4)小普另取适量锌粒放入稀硫酸中，收集生成的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间/ 1 2 3 4 5
标准状况下氢气体积/ 50 120 232 290 310
分析上述数据可知，在时反应速率最大。结合小舟的实验结果，推测影响该时间段反应速率的主要因素是________。
8．发热鞋垫是一种常见防寒用品（如图），其内的黑色粉末主要由铁粉、活性炭、氯化钠、高吸水树脂等物质组成。研究小组对黑色粉末的有效成分及发热原理展开如下探究。
【探究一】证明黑色粉末中含有铁粉
(1)取发热鞋垫中的黑色粉末，均分为两份，记为样品1和样品2。
方法一：向样品1中加入足量的稀盐酸，观察实验现象；
方法二：向样品2中加入足量的硫酸铜溶液，观察到黑色粉末逐渐溶解，有红色固体析出。
得出结论：黑色粉末中含有铁粉。
①方法一中观察到的实验现象是_________；
②方法二中发生的反应化学方程式为_________。
【探究二】探究发热鞋垫快速发热的原理
(2)查阅资料发现发热鞋垫热量来源于铁锈蚀，但铁锈蚀是一个缓慢氧化放热的过程，而发热鞋垫打开后会快速升温，这可能与黑色粉末中其它成分有关。研究小组提出了如下猜想：
猜想一：氯化钠能加快铁的锈蚀。
猜想二：活性炭能加快铁的锈蚀。
猜想三：……
为验证猜想，小组利用图装置进行实验，记录1分钟内温度变化如下表：
实验 药品 1分钟内温度变化
1 4g铁粉、适量水 16℃→16℃
2 4g铁粉、适量水、2g活性炭 16℃→16℃
3 4g铁粉、适量水、2g氯化钠 16℃→16℃
4 4g铁粉、适量水、1g活性炭、1g氯化钠 16℃→55℃
①对比实验1至4，可推知猜想三是_________；
②实验4过程中，气压测量仪的示数先变大后变小，请解释气压变大的原因：_________。
《【实验探究专练】物质转化与材料利用-2026年中考科学浙教版》参考答案
1．(1)B→C→A
(2)B中黑色粉末变红，A中澄清石灰水变浑浊，C中无水硫酸铜固体不变蓝
(3)氢元素和氮元素
【详解】（1）实验需要检验CH 与CuO反应的生成物水和二氧化碳，必须先检验水，再检验二氧化碳：因为如果先通过澄清石灰水（A装置），会从溶液中带出水蒸气，干扰反应生成水的检验。所以顺序为：先通入B装置让CH 和CuO反应，再通入C装置检验生成的水，最后通入A装置检验生成的二氧化碳，即顺序为B→C→A。
（2）CO还原CuO生成Cu和CO ，H 还原CuO生成Cu和水；若X只有CO，说明反应只有CO 生成，没有水生成，因此对应现象为：B中黑色的CuO被还原为红色的铜，黑色粉末变红；没有水生成，因此C中无水硫酸铜不变蓝；生成的CO 能使A中澄清石灰水变浑浊。
（3）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变：C中无水硫酸铜变蓝，说明反应生成水，因此该气体一定含氢元素；A中澄清石灰水不变浑浊，说明没有生成二氧化碳，气体不含碳元素；空气中含量最高的气体是氮气，说明反应后导出气体是氮气，因此该气体一定含氮元素，即该气体含有的两种元素为氢元素和氮元素。
2．(1)
(2)硬度和拉伸强度均比较高
(3)在其他条件相同时，在氯化铵环境下且相对湿度达到一定值可形成有害锈 （合理即可）
(4)防止酸化后的过氧化氢溶液与CuCl反应完后继续与Cu反应
【详解】（1）木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
（2）从题目所给的铜锡合金强度硬度图可以看到，随着锡含量的变化，青铜的强度和硬度也在改变，当锡含量约为 25%时，观察图中对应的强度和硬度曲线，发现此时青铜的硬度和拉伸强度都处于相对较高的水平，则选择含锡量约为25%的青铜铸造刀剑的原因是含锡量约为25%的青铜硬度和拉伸强度均比较高；
（3）从实验中看到，当其他条件相同，在有含氯化合物存在时，并且相对湿度达到一定数值，青铜会形成有害锈，所以得出结论是在其他条件相同时，有含氯化合物且相对湿度达到一定值可形成有害锈，同时观察甲组ⅲ～ⅶ号实验，随着相对湿度增加，绿色疏松锈依次增多，则相对湿度增加，绿色疏松锈依次增多的原因是相对湿度越大，氯化亚铜转化为碱式氯化铜的量越多；
（4）当铜锈伴有白色斑点时，用酸化后的过氧化氢溶液处理，要在5～10分钟后及时清洗，原因是酸化后的过氧化氢溶液会腐蚀金属铜，若不及时清洗，会对金属铜造成进一步的损害。
3．(1)BC
(2)加快反应速率（合理即可）
(3)②③
(4)涂漆（合理即可）
【详解】（1）图1实验中，对比C（与氧气、水接触，生锈），B（与氧气隔绝，不能生锈）可知，铁生锈与氧气有关；
（2）铁粉与氧气的接触面积大，可以加快反应速率；
（3）由实验2得出“食盐能加速铁生锈”的结论，依据的实验是②③，实验②③变量是有无食盐，其它都是常量；
（4）铁生锈是铁与水、氧气的同作用，铁制品在潮湿的空气里容易生锈，防止铁生锈的措施保持铁表面清洁、干燥或刷油或涂漆。
4．(1)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
(2)铁在潮湿的环境下容易生锈，需要在干燥的环境下保存，需要一定的设备和场地；从硫酸铁溶液中得到金属铁，需要加入活泼性大于铁的金属如锌、铝、镁等，使用这些金属制备铁，需要的价格成本较高，而得到的铁的成本价格又偏低，得不偿失（合理即可）
(3)A
(4)m1＞
【详解】（1）步骤2中是铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；
（2）铁在潮湿的环境下容易生锈，需要在干燥的环境下保存，需要一定的设备和场地；从硫酸铁溶液中得到金属铁，需要加入活泼性大于铁的金属如锌、铝、镁等，使用这些金属制备铁，需要的价格成本较高，而得到的铁的成本价格又偏低，得不偿失，因此湿法炼铁在实际生成中应用不广；
（3）由于氢气是可燃性的气体，与空气的混合气体点燃时易发生爆炸，开始反应时，应先进行的操作是A.先打开甲处分液漏斗活塞，使反应发生一会，产生的氢气排净装置内的空气，防止加热时氢气与空气的混合气体受热发生爆炸，故选A；
（4）锌粒与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，因此甲、乙两装置中质量减少量m1为生成氢气的质量，在加热的条件下，氢气和氧化铜反应生成铜和水，反应的化学方程式为：，丙中氧化铜固体粉末减少量m2为氧化铜中氧元素的质量，假设还原氧化铜的氢气质量为m，由化学方程式可知，即m=，由于实验开始之前，要先通入氢气，排净装置内的空气，实验结束后，要继续通入氢气，防止生成的铜重新被热的空气氧化，因此实际通入氢气的质量要大于理论上消耗氢气的质量。所以m1、m2应存在的关系为m1＞。
5．(1)质量
(2) 在10~50秒时间内，铝反应时装置内气压大于锌和铁反应时装置内气压 三种金属反应后装置内气压相等
(3)氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气
【详解】（1）对比实验中，要控制变量，则比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况，不仅要求金属的颗粒大小相似，还要求质量相同。
（2）金属和酸反应生成氢气，装置中的气体增多，压强增大，由图乙可知，在10~50秒时间内，铝反应时装置内气压大于锌和铁反应时装置内气压，则说明铝和稀盐酸反应最快；
三种金属反应后装置内气压相等，说明生成的氢气的质量相同，根据质量守恒定律可知，三次实验的盐酸都已经反应完成。
（3）在金属和稀盐酸反应的过程中，由于不断放热，因此会生成水蒸气，挥发出HCl气体，它们与氢气混合在一起，使装置内的压强增大。
6．(1)生石灰
(2)＞
(3)氢氧化钙微溶于水，白色沉淀可能是氢氧化钙
(4)优秀
【详解】（1）生活中常见的干燥剂有生石灰、浓硫酸、氢氧化钠……从食品安全角度考虑，食品包装袋内的干燥剂最有可能是生石灰，因为浓硫酸、氢氧化钠虽具有吸水性，但具有强烈的腐蚀性，不能用作食品干燥剂。
（2）为检验样品中是否存在氢氧化钙，小科设计了如下实验：用天平称量少量干燥剂质量为m1在700℃条件下，加热一段时间后，测其质量为m2。因为氢氧化钙在500℃以上会分解为氧化钙和水，若样品中含氢氧化钙，则m1＞m2。
（3）为检验样品中是否存在碳酸钙，取样品于试管中，加水后发现试管底部有固体剩余。小科认为样品中一定含有碳酸钙，小丽认为小科的结论不正确，理由是氢氧化钙微溶于水，白色沉淀可能是未溶解的氢氧化钙。
（4）氧化钙溶于水会放出大量的热，则在检验样品中是否存在氧化钙时，小科设计的方案是取适量样品于试管中，加入少量水振荡，会观察到试管外壁发热，有明显的实验现象，可用感觉器官直接判断，故这一方案的评价等级是优秀。
7．(1)秒表
(2)①③
(3)80＜x＜270
(4)温度
【详解】（1）为顺利完成该实验探究，需要使用量筒、天平、温度计、秒表等测量仪器；
（2）通过对比①③（除去硫酸质量分数不同外，其它条件相同）实验，能得出硫酸的质量分数对反应速率有影响；
（3）根据表格信息可知，温度越高、硫酸质量分数越大，反应速率越快。推测实验④中，完全反应用时x的取值范围为80＜x＜270；
（4）分析上述数据可知，在2～3min时反应速率最大。结合小舟的实验结果可知影响该时间段反应速率的主要因素是温度（反应放热，导致温度升高，反应速率较快）。
8．(1) 黑色粉末部分溶解，产生大量气泡，溶液由无色变为浅绿色 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(2) 氯化钠和活性炭共同作用能加快铁的锈蚀 相同时间内，铁生锈放热导致气压增大的幅度大于氧气消耗导致气压减小的幅度
【详解】（1）①方法一中，铁粉与足量稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，因此观察到的现象是：黑色粉末部分溶解，产生大量气泡，溶液由无色变为浅绿色（因黑色粉末含其他不溶物，故“部分溶解”）。
②铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
（2）①实验1（仅铁粉+水）无明显升温；实验2（铁粉+水+活性炭）、实验3（铁粉+水+氯化钠）也无明显升温；实验4（铁粉+水+活性炭+氯化钠）快速升温。说明单独加活性炭或氯化钠不能明显加快锈蚀，二者共同作用才能快速发热，故猜想三为：氯化钠和活性炭共同作用能加快铁的锈蚀。
②实验4过程中，气压测量仪的示数先变大后变小，请解释气压变大的原因：相同时间内，铁生锈放热导致气压增大的幅度大于氧气消耗导致气压减小的幅度。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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