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2021年江西中考化学专题复习 　化学实验与探究题导学案
实验与探究题是江西中考重点题型，一般包括三个小题，其中第一小题立足于考查教材基础实验，以教材中的八个实验活动为主，并在此基础上对实验或实验装置进行改进、综合，主要考查对实验目的、实验原理、实验方法、实验现象与结论的掌握情况，同时考查常见仪器的识别、基本实验的操作技能。试题特点是立足基础实验，考查实验能力。有时只针对单一实验进行考查，有时针对多个实验进行考查。第二、三小题为探究题，选择科学探究中的若干个环节进行考查，常考的知识点有仪器的选择与连接、药品的选择、实验操作步骤，H＋、OH－、CO三种常见离子的检验和化学方程式的书写等；考查实验设计与评价能力，对比思想和控制变量思想的应用能力。科学探究考查的内容比较广泛，根据探究内容分类，包括物质成分的探究、物质性质和变化规律的探究、有关反应条件和影响因素的探究、实验异常现象的探究等。实验探究题信息量大，知识综合性强，能力要求较高，难度较大。
1．通读试题、审明题意。一是明确探究目的及反应原理，二是明确试题要求，提炼相关信息。
2．分析仪器、装置用途。阅读实验装置图，识别仪器，明白每种仪器的名称、在装置中的作用及在操作过程中应注意的事项。
3．针对问题、破解试题。将题中的信息与所学知识进行整合(试题提供的资料一定要充分利用)，大胆假设(合理猜想)，顺藤摸瓜，分析推理。围绕实验目的思考并选择适当的实验方法，选择适当的仪器与药品，设计合理的实验装置和实验步骤。实验方案要求科学、可行、安全、简约，设计实验方案首先要考虑控制变量思想，其次是应用对比法，如果已知实验结论，可从实验结论入手进行反推，设计相应的方案。根据实验操作、实验现象和结论的逻辑关系，完善实验报告。
　基础实验题
例1　根据下图实验回答有关问题：
(1)实验甲A装置中编号为①仪器的名称为________。
(2)用实验甲A装置制二氧化碳的反应原理为________(用化学方程式表示)，A装置的一种改进装置如装置B，检查装置B的气密性时，关闭导管上的活塞，向左边容器中加入水，观察到________(填现象)，说明装置气密性良好。
(3)实验乙是粗盐中难溶性杂质去除实验，图示三个操作中均使用了玻璃棒，操作D中玻璃棒的作用是________，操作E中应该用酒精灯火焰的________加热，关于实验乙的下列分析中合理的是________(填序号，双选)。
A．操作C中若未用玻璃棒搅拌，会使精盐产率偏小
B．操作D中，如果滤液浑浊，会使精盐产率偏大
C．操作E中，如果不搅拌，会使精盐产率偏小
D．海水晒出的盐，经实验乙处理，可获得纯净的氯化钠
【解析】(1)A装置中编号为①仪器的名称为锥形瓶。(2)实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；B装置如果漏气，则两边的压强都等于外界大气压，不论如何加水，两边液面都保持相平，因此如果加水后能观察到右边容器液面高于右边容器内液面，且能保持相对稳定，说明装置气密性良好。(3)操作D是过滤，过滤操作中玻璃棒的作用是引流，酒精灯的火焰分三层，其中外焰温度最高，加热时应该用酒精灯的外焰；操作C是溶解，如果溶解时不搅拌，则溶解所需时间较长，不搅拌只要充分溶解，不影响精盐的产率，A不正确；操作D是过滤，如果滤液浑浊，说明有不溶性杂质未能使全部除去，导致所得精盐中仍然有杂质，使精盐产率偏大，B正确；操作E是蒸发，如果蒸发过程中不搅拌，会因为局部温度过高，造成液滴飞溅，导致精盐产率偏小，C正确；粗盐经溶解、过滤、蒸发只能除去不溶性杂质，所得精盐中仍然含有可溶性杂质，D不正确。
1．下面是“燃烧的条件”实验活动的部分操作示意图：

(1)仪器①的名称为__酒精灯__。
(2)实验一加热片刻观察到A中棉球上的酒精燃烧产生蓝色火焰，B中棉球上的水不燃烧，由此得出燃烧的条件之一是__燃烧需要可燃物__。
(3)实验二观察到先燃烧的物质是__乒乓球碎片__；若将铜片上的物质换成等量的木屑和煤粉进行实验，观察到木屑先燃烧，说明木屑的着火点比煤粉__低__。
(4)实验三将燃着的蜡烛放在如图所示的密闭容器中，同时用氧气传感器测出密闭容器中氧气含量的变化如图所示，下列说法错误的是__D__(填序号)。
A.蜡烛燃烧需要氧气
B．蜡烛燃烧前，密闭容器中氧气的体积分数为21%
C．蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氧气
D．蜡烛熄灭后，密闭容器中的二氧化碳体积分数为84%
2.根据下列图示，回答相关问题：

(1)实验一：实验中铜片上出现的现象是__红色固体表面渐渐变黑__，该反应的化学方程式是__2Cu＋O22CuO__。
(2)实验二：自制简易净水器中小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是__过滤__。
(3)实验三：仪器①的名称是__试管__；X、Y分别是水和汽油中的一种，加入X、Y后，观察到a中固体消失并得到棕色溶液，b中固体不消失，则物质X是__汽油__，由实验可知，物质的溶解性与__溶剂的性质__有关。
　探究实验题
命题点1　有关物质组成成分的探究
例2　小组同学收集了某种铝制易拉罐，剪成条状并打磨后进行如图所示实验，发现纯铝片表面有划痕。
【发现问题】根据所学知识，合金的硬度比组成它的纯金属硬度更________，结合上述现象，可得出该易拉罐不是纯铝制作，那么易拉罐中除铝外，还含有什么金属呢？
【查阅资料】①铝制易拉罐中的主要成分是铝，可能还含有镁、铁。
②铝能与氢氧化钠溶液反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；镁和铁不与氢氧化钠溶液反应。
【作出猜想】该易拉罐的金属组成除铝外，可能还有镁、铁中的一种或两种。
【实验设计】小明取打磨后的易拉罐样品按如下方案进行实验。
实验步骤 实验现象 解释与结论
(1)取一定量样品于烧杯中，加入足量________溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥 固体表面有大量气泡产生；过滤后得到黑色粉末 样品中含有铝
(2)取少量上述黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸 有气泡产生，得到浅绿色溶液 样品中含有铁，发生反应的化学方程式为__________________
　　【实验结论】小明得出该易拉罐是由铝和铁组成。
【反思评价】其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨，理由是________；大家认为应该补充下列实验：取步骤(1)中少量黑色粉末于试管中，加入某种金属的盐溶液后，如果无现象产生，则小明的结论正确。你认为加入的盐溶液中阳离子对应的金属理论上可以是________(填一种即可)。
【拓展应用】下图为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”，废弃易拉罐应该放入有________(填序号)图标的垃圾桶内。
【解析】【发现问题】由于合金的组成不同于纯金属，一般合金的硬度较组成它的金属更大。【实验设计】步骤(1)是除去样品中的铝，但不能除去样品中的其他成分，由于镁、铝、铁均可与酸反应，但只有铝可与氢氧化钠溶液反应，所以步骤(1)应该加入氢氧化钠溶液；步骤(2)加入稀盐酸，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。【反思评价】小明方案中通过向黑色粉末中加入稀盐酸，观察到有气体产生，并得到浅绿色溶液，说明黑色粉末中有铁，但镁也能与盐酸反应产生气体，且得到无色溶液，即如果黑色粉末中既含有镁又含有铁，加入稀盐酸，观察到的现象和小明实验中观察到的现象相同，无法确定易拉罐中是否有镁，所以小明的方案不严谨；根据金属活动性顺序，位于前面的金属可将其后面的金属从它的盐溶液中置换出来，要证明黑色粉末中是否含有镁，可加入活动性比镁弱但不比铁弱的金属盐溶液，即加入的盐溶液中的阳离子对应的金属可能是铝、锌、铁。【拓展应用】易拉罐的材料为金属材料，所以废弃易拉罐属于可回收垃圾，应该投入标有B图标的垃圾箱中。
3．氢、氧燃料电池是一种新型能源，其中所用氢气可用天然气制取，这种方法制取的氢气中常混有CO2和CO。为了证明混合气体中H2、CO2、CO三种气体都存在，某兴趣小组设计了以下实验。
【阅读提示】①实验前，装置内的空气已排尽；②实验过程中尾气已处理；③无水硫酸铜是白色粉末，吸水后变蓝；④假设装置内试剂均足量。请回答下列问题：
(1)C装置中的实验现象是__黑色粉末变红__。
(2)E装置中盛放的试剂应该是__澄清石灰水__。
(3)有同学认为，B装置可以去掉，你的观点是__不同意__(选填“同意”或“不同意)，你的理由是__如果去掉B装置会影响氢气的检验__。
(4)证明CO存在的实验现象是__E中澄清石灰水变浑浊__，最终得出了上述三种气体都存在的结论。
(5)另一小组同学改进了上述实验装置(把其中的E装置换成了F装置)，仿照上述实验过程，通过定量的方法确定了一氧化碳的存在，记录实验数据如下：
实验前C装置玻璃管内固体总质量/g m1
实验后C装置玻璃管内固体总质量/g m2
实验前D装置总质量/g m3
实验后D装置总质量/g m4
利用上表中数据计算：参加反应的氧化铜的质量是__5(m1－m2)__g，能证明CO存在的质量关系是__m1－m2＞(m4－m3)__。(均用m1、m2、m3、m4表示)
4．足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行如下探究。
【查阅资料】①嗅盐是由一种盐类物质和香料(不参与下列探究中的任何反应)组成，能释放出氨味气体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害健康。
②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵溶液不发生反应。
③氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。
【提出问题】嗅盐中的盐类物质是什么？
【实验探究】填写表中空格。
实验 小军的实验 小英的实验
方案
嗅盐与__熟石灰[或Ca(OH)2等]__(填一种物质)混合研磨

现象 闻到浓烈的刺激性气味且试纸变蓝 __有气泡产生，澄清石灰水变浑浊__ __有白色沉淀生成__
结论 嗅盐中含有NH 嗅盐中含有CO 确认了小军的实验结论
证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵
【质疑】小英上军的实验结论不严谨，小英通过补做一个实验(方案见上表)，进而确定了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有__碳酸氢根__离子的可能性。
【继续探究】同学们利用下图装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。
反应原理：(NH4)2CO3＋2NaOHX＋2NH3↑＋2H2O，其中X的化学式为__Na2CO3__。
　
【数据记录】实验称取样品的质量为m1，反应前后装置有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3，反应前后烧杯及烧内溶液的总质量分别为m4和m5。
【数据处理】通过测定得数据计算出嗅盐中碳酸铵的质量分数。
【反思与评价】关于该实验的说法正确的是__BD__(填序号，双选)。
A．嗅盐中碳酸铵的质量分数表达式为×100%
B．倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸
C．可以用浓硫酸代替稀硫酸
D．停止加热后要通入一段时间空气，否则测定结果会偏小
命题点2　有关反应后物质成分的探究
例3　氢化钙(CaH2)是一种储氢材料。氢化钙要密封保存，其遇水会生成一种碱和一种可燃性气体，写出反应的化学方程式：________。
【提出问题】某学习兴趣小组的同学取少量CaH2样品加入到一定量的碳酸钠溶液中，产生大量气泡，过滤，得到滤渣和滤液。经检验滤渣的成分是碳酸钙，滤液的溶质是什么？
【猜想与假设】猜想一：NaOH；猜想二：NaOH、Ca(OH)2；猜想三：NaOH、Na2CO3；猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2。
经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，原因是________。
【实验验证】
实验操作 实验现象 实验结论
(1)取滤液，向其中滴入少量的Na2CO3溶液 ________ 猜想二不成立
(2)另取滤液，向其中加入足量的稀盐酸 产生气泡 ________
　　【拓展延伸】将少量CaH2样品加入到一定量的硫酸铜溶液中，可观察到的现象是________。
【解析】氢化钙与水反应生成氢氧化钙和一种可燃性气体，根据质量守恒定律，该可燃性气体为氢气，因此反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。【猜想与假设】氢化钙加入碳酸钠溶液中，先与水反应生成氢气和氢氧化钙，氢气逸出，生成的氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，如果两者恰好完全反应，最终所得滤液的溶质就只有氢氧化钠，如果不是恰好完全反应，则除氢氧化钠外，还有过量的碳酸钠或氢氧化钙，由于Na2CO3和Ca(OH)2能反应，两者不能共存，猜想四不成立。【实验验证】氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，猜想二不正确，说明滤液中没有氢氧化钙，因此加入碳酸钠溶液后，无沉淀生成，无明显现象；碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以滤液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，说明滤液中含有碳酸钠，即猜想三成立。【拓展延伸】氢化钙加入硫酸铜溶液中，氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，可观察到有大量气泡产生，反应生成的氢氧化钙与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钙，可观察到有蓝色沉淀生成。
5．实验小组同学为验证氢氧化钠的化学性质，设计了如图所示三个实验。完成实验后，观察到A、B试管均为无色，C试管上层为无色溶液，试管底部有蓝色沉淀生成，C试管中反应的化学方程式是__CuCl2＋2NaOH===2NaCl＋Cu(OH)2↓__；将A、B试管和C试管中的上层清液一起倒进一个洁净的烧杯中，观察到烧杯内溶液变为红色。
【提出问题】混合后烧杯内溶液中除酚酞外，含有的溶质是什么？
【查阅资料】碳酸钠溶液显碱性，氯化钙、氯化钡溶液显中性。
【猜想假设】
猜想一：氯化钠、碳酸钠
猜想二：氯化钠、氢氧化钠
猜想三：氯化钠、碳酸钠和氢氧化钠
猜想四：氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠、盐酸
【交流讨论】小组同学和老师交流后认为猜想__四__是错误的；老师告诉同学们猜想二也不合理，理由是__中和反应优先发生，含有氢氧化钠时一定含有碳酸钠__。
【实验验证】大家对剩余的猜想设计了如下实验进行验证：
方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 取少量烧杯中的废液于试管中，滴加适量的氢氧化钙溶液 有白色沉淀产生，上层溶液为__红__色 猜想三成立
方案二 取少量烧杯中的废液于试管中，滴加过量的__氯化钙__溶液 产生白色沉淀，上层溶液仍为红色 猜想三成立
【反思交流】经小组同学交流讨论后，认为方案一不能验证猜想三成立，原因是__碳酸钠和氢氧化钙反应生成了氢氧化钠，影响对氢氧化钠的检验__。
【拓展应用】以上实验中，若要检验氢氧化钠，必须对碳酸钠进行“屏蔽处理”，否则碳酸钠的存在会对氢氧化钠的检验产生干扰，检验有相似性质的物质，要避开共性，从个性着手，若要检验氯化钠溶液中是否混有盐酸可选用__石蕊__溶液。
命题点3　有关物质性质或变化条件的探究
例4　某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行如下探究。
【知识回忆】碳和氧化铜反应的化学方程式为C＋2CuO2Cu＋CO2↑，理论上碳和氧化铜的质量比为________。
【作出猜想】产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。
【实验探究】小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物(不考虑其中杂质)，分别进行实验，部分实验现象记录如下：
实验序号 m(C)∶
m(CuO) 实验后A处试管中固体颜色 C处导管口的现象
1 1∶8 红色固体中有少量黑色固体 尾气燃烧
2 1∶9 红色固体中有较少量黑色固体 尾气燃烧
3 1∶10 红色固体中有很少量黑色固体 尾气不燃烧
4 1∶11 红色固体中有极少量黑色固体
5 1∶12 红色固体中无黑色固体 尾气不燃烧
6 1∶13 红色固体中有较多黑色固体 尾气不燃烧
　　【交流讨论】
(1)推测实验4中“C处导管口的现象”是________。
(2)上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1∶10～1∶12之间，可观察到黑色固体明显变红，同时还可减少________(填化学式)排放，防止空气污染。
(3)检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是________，观察到的现象是________。
【反思评价】分析发现，实验5中m(C)∶m(CuO)比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因：________(写一个即可)。
【解析】【知识回忆】根据碳与氧化铜反应的化学方程式可知，反应中碳与氧化铜的质量比为12∶160＝3∶40。【交流讨论】(1)对比实验3和实验5，可知实验4中“C处导管口的现象”为尾气不燃烧。(2)木炭粉与氧化铜的质量比控制在1∶10～1∶12之间，尾气不燃烧，说明尾气中一氧化碳很少，因此可减少一氧化碳的排放，防止空气污染。(3)对比各次实验木炭粉与氧化铜的质量比，实验1至实验4中A处试管中的黑色固体应该是没有反应的木炭粉，实验6中A处试管中的黑色团体应该是没有反应的氧化铜，氧化铜可与稀盐酸或稀硫酸反应生成相应的铜盐溶液，所以滴加的试剂是稀盐酸或稀硫酸，观察到的现象是试管中黑色固体逐渐溶解，只留下红色固体，溶液变成蓝色。【反思评价】实验5中木炭粉和氧化铜的质量比为1∶12，和理论量(3∶40)相比，木炭粉用量更大，但实验中却无木炭粉过量，其原因是开始时试管中有氧气，木炭粉与氧气反应，反应的化学方程式可表示为C＋O2CO2，或2C＋O22CO，或在反应中部分炭粉与反应生成的二氧化碳反应，反应的化学方程式为CO2＋C2CO。
6．同学们在实验室用5%的过氧化氢溶液制取氧气并进行氧气部分性质实验，具体操作如下：
【实验步骤】
步骤 内容
溶液配制 用50 mL 30%的过氧化氢溶液配制5%的过氧化氢溶液
气体制备 用配制好的5%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气
性质实验 小明用收集好的氧气进行了铁丝燃烧的实验
(1)溶液配制过程中，除用到量筒、胶头滴管、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器是__烧杯__。
(2)制备气体时，应选择下列装置的__BC(或BE)__(填字母)。
【拓展延伸】小亮同学在上述制取氧气的实验过程中，不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%的过氧化氢溶液中，立即产生大量气泡，于是引起了小亮同学的探究兴趣。
【提出问题】是哪种粒子能使过氧化氢分解的速率加快呢？
【查阅资料】硫酸铜溶液中含有三种粒子：H2O、SO、Cu2＋。
【猜想与假设】Ⅰ.不可能是H2O，理由是__过氧化氢溶液中含有水__；
Ⅱ.可能是SO；
Ⅲ.可能是Cu2＋。
【实验验证】如下图所示：
(1)在实验①中加入稀硫酸后，无明显变化，说明__SO__不能使过氧化氢的分解速率加快；
(2)在实验②中加入X溶液后，观察到有大量气泡产生，进一步证明能使过氧化氢分解速率加快的是Cu2＋。则X可以是__AC__(填字母)。
A．CuCl2　　　　　　　　B．CuSO4 C．Cu(NO3)2 D．MnO2
　【结论】硫酸铜溶液中，Cu2＋能使过氧化氢分解的速率加快。
【反思与交流】
(1)为了进一步证明硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂，还要继续探究__硫酸铜在该反应前后的质量和化学性质是否发生变化__。
(2)写出过氧化氢在硫酸铜催化作用下发生反应的化学方程式：__2H2O22H2O＋O2↑__。
命题点4　有关物质变质的探究
例5　化学实验小组的同学在实验室里发现桌上有瓶敞口放置已久的NaOH溶液，他们对溶质的成分产生了探究的欲望。
【查阅资料】Ca2＋和OH－在水溶液中不能大量共存。
【提出问题】这瓶NaOH溶液一定变质了，其变质程度如何呢？
【提出猜想】猜想一：NaOH溶液部分变质；
猜想二：NaOH 溶液完全变质。
【实验探究】(1)氢氧化钠溶液变质的原因为________(用化学方程式表示)。
(2)小华设计了如下实验进行探究，请根据表中内容填写：
实验步骤 现象 结论
步骤 一 取少量NaOH溶液样品于试管中，向其中滴加过量的CaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想____成立
步骤 二 过滤， 向滤液中滴加酚酞溶液 酚酞溶液变红
　　如果步骤一中白色沉淀由两种物质组成，则两种物质是________(填化学式)；步骤二中根据酚酞溶液变红这一现象证明样品中含有________(填字母)。
A．CaCl2　　　　　　B．Na2CO3 C．NaOH D．Na2CO3和NaOH
【实验反思】(1)下列物质①BaCl2溶液、②Ca(NO3)2溶液、③Ca(OH)2溶液、④Ba(OH)2溶液，不能替代步骤一中CaCl2溶液的是________(填序号)。
(2)步骤二中用另外一种试剂代替酚酞溶液也能得出同样的结论，发生反应的化学方程式是____________________。
【解析】【实验探究】(1)氢氧化钠变质是由于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。(2)碳酸钠与氯化钙反应会生成碳酸钙，所以向含碳酸钠的样品中滴加氯化钙溶液会产生白色沉淀，根据步骤一的操作与现象，可知样品中含有碳酸钠，即该氢氧化钠溶液已变质；步骤二的操作与现象证明溶液中含有氢氧化钠；因为氢氧化钙微溶于水，量多了也会形成沉淀，如果步骤一中的白色沉淀由两种物质组成，则这两种物质是Ca(OH)2和CaCO3。【实验反思】(1)氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，硝酸钙与碳酸钠反应生成硝酸钠和碳酸钙沉淀，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，氢氧化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠。(2)氢氧化钠能与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，能与铵盐反应放出氨气。
7．某同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们进行了以下探究：
【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质？变质程度如何？
【作出猜想】猜想一：氢氧化钠溶液未变质；
猜想二：氢氧化钠溶液完全变质；
猜想三：__氢氧化钠溶液部分变质__。
【设计实验】请完成实验报告
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量溶液于试管中，加入__足量(或过量)的氯化钙溶液(或可溶性钙盐、钡盐溶液)__，充分反应 __产生白色沉淀__ 猜想二成立
②将步骤①试管中的物质过滤，向滤液中加入__酚酞溶液(或可溶性铜盐、铁盐、镁盐溶液，石蕊溶液)__ 无明显现象
【反思拓展】
(1)氢氧化钠溶液变质的原因是__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__(用化学方程式表示)，氢氧化钠溶液应__密封__保存。
(2)分别取两份完全变质的氢氧化钠溶液样品于试管中，向其中一份加入盐酸有气泡产生，另一份加入氢氧化钙溶液有白色沉淀产生，然后将两支试管中所有物质一起倒入废液缸中，得到无色澄清溶液，所得溶液中溶质一定有__氯化钠、氯化钙(或CaCl2、NaCl)__。
命题点5　其他类探究
例6　2020年春节期间突发新冠肺炎疫情，化学消毒剂是重要的防控物资，化学兴趣小组同学了解到过氧化钠(Na2O2)是一种常见的消毒剂。于是他们对过氧化钠进行了一些探究。
【查找资料】过氧化钠、过氧化氢都具有强氧化性；过氧化钠可用作潜艇供氧剂；酚酞(C20H14O4)在碱性溶液中变红，但强碱性或强氧化性物质能使溶液很快变成无色；高浓度过氧化氢溶液具有强腐蚀性。
【实验】取过氧化钠于试管中，加入水，观察到有气体产生，最后得到无色溶液，用手触摸试管外壁有发热感觉，向试管中滴入酚酞溶液，溶液先变成红色，后变成无色。
【讨论】(1)根据过氧化钠的用途，小昊认为实验产生的气体是氧气，请你设计一个实验证明小昊猜测正确：________(要求写出操作和现象)。
(2)根据实验中滴加酚酞溶液变红色可知过氧化钠与水反应后所得溶液显碱性，该碱性溶液的溶质是________。
【提出问题】溶液由红色变成无色的原因是什么？
【猜想】猜想一：溶液变成无色的原因与空气中二氧化碳有关；猜想二：溶液变成无色与温度升高有关；猜想三：溶液变成无色是溶液碱性太强所致；猜想四：溶液变成无色是溶液中含有强氧化性物质所致。
分析：小美认为猜想一不合理，理由是________。
【设计与实验】
序号 操作 现象 结论
1 取氢氧化钠溶液，向其中滴入无色酚酞溶液，振荡，用酒精灯对溶液加热 ________ 猜想二不正确
2 将实验所得无色溶液适量加水稀释后，再滴入无色酚酞溶液 溶液先变红，很快变成无色 ________
3 取实验所得无色溶液适量于试管中，加入少量二氧化锰，将带火星的木条伸入试管中 有气泡产生，带火星木条复燃 猜想四正确
　　【分析】根据以上探究，小美通过思考写出了过氧化钠与水反应的化学方程式，请你也写出该反应的化学方程式：__________________________。
【拓展】将过氧化钠溶于水常用于环境消毒，使用时需带好手套，其原因是________。
【解析】【讨论】(1)要证明过氧化钠与水反应产生的气体是氧气，可根据氧气具有助燃性进行检验，其操作方法是取试管，加入适量的过氧化钠，加入适量的水，再将带火星的木条伸入试管中，若观察到带火星的木条复燃，说明产生的气体是氧气。(2)过氧化钠与水反应得到具有碱性的溶液，说明生成了具有碱性的物质，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，所以该碱性物质应该是氢氧化钠，即过氧化钠与水反应有氢氧化钠生成。【猜想】滴加酚酞溶液后溶液变红色，然后溶液很快变成无色，从接触环境来说，与空气接触了，可能是碱与空气中成分反应了，即氢氧化钠变质了，但氢氧化钠变质是氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠溶液也显碱性，能使酚酞变红，即这一猜想是不正确的，根据实验现象，过氧化钠与水反应放出热量，溶液褪色可能与温度升高有关；根据所查阅资料，溶液褪色可能与过氧化钠与水反应时，加的水很少，导致所得溶液中氢氧化钠的浓度较大，还可能是过氧化钠与水反应生成了具有强氧化性的物质，使红色溶液褪色。【设计与实验】实验1向氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液并加热，该实验的目的是探究升高温度能否使已变红的溶液变成无色，根据实验结论：猜想1不正确，说明加热不能使溶液褪色，因此可观察到的现象是滴加酚酞溶液后变红色，加热后溶液仍然显红色；实验2取过氧化钠与水反应所得无色溶液，先加水稀释，再滴入酚酞溶液，该实验的目的是探究溶液褪色的原因是否为所得溶液中氢氧化钠浓度过高所致，根据实验现象，溶液变红后，很快褪色，说明溶液褪色不是由于溶液中氢氧化钠的浓度过大所致，猜想三不正确；实验3向过氧化钠与水反应后所得溶液中，加入二氧化锰，观察到有大量气泡产生，将带火星的木条伸入其中，带火星的木条复燃，说明有氧气产生，联系氧气的实验室制取，说明过氧化钠与水反应后的溶液中有过氧化氢，即溶液变红后褪色与过氧化氢有关，即猜想四正确。【分析】根据实验3可知，过氧化钠与水反应生成了过氧化氢和氢氧化钠，反应过程中产生的氧气是由过氧化氢分解产生的，即过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和过氧化氢，反应的化学方程式为Na2O2＋2H2O===2NaOH＋H2O2。【拓展】过氧化钠遇水反应生成氢氧化钠和过氧化氢，氢氧化钠溶液和浓度较高的过氧化氢溶液均具有腐蚀性，所以使用时需带好手套，防止腐蚀皮肤。
8．兴趣小组使用石墨电极进行电解水实验，添加Ca(OH)2增强水的导电性。添加Ca(OH)2后形成饱和溶液。连接电源，两极有气泡产生，写出电解水的化学方程式：__2H2O2H2↑＋O2↑__。一段时间后还发现正极附近出现明显的白色浑浊。同学们对这一“异常”现象中白色不溶物的成分和形成原因进行如下探究：
【查阅资料】电解过程中溶液的温度会升高。
【猜想假设】猜想1：溶于水中的CO2导致白色浑浊；
猜想2：温度升高导致白色浑浊；
猜想3：水的减少导致白色浑浊；猜想4：采用石墨电极电解导致白色浑浊。
经过讨论，大家首先排除猜想1，理由是__若为水中溶解的CO2导致浑浊，一开始就会出现浑浊，而不是电解一段时间后出现浑浊__。
【设计实验】
(1)甲同学的实验：取与上述实验相同体积的饱和Ca(OH)2溶液于烧杯中，加热至电解时上升的温度，观察到溶液中没有明显的浑浊现象，证明猜想__2__不成立。
(2)乙同学的实验：取与上述实验相同体积的饱和Ca(OH)2溶液，蒸发出与上述实验相同量的水，再冷却到室温，观察溶液中__无明显现象__，证明猜想3不成立。
(3)丙同学的实验：用铂电极替代石墨电极重复上述实验，一段时间后溶液没有出现浑浊。根据这一现象，推测该白色不溶物可能是CaCO3。为进一步验证不溶物的成分，设计方案如下，请补充。
实验步骤 实验现象 实验结论
__左边试管中有气泡产生，右边试管中澄清石灰水变浑浊__ 证明白色不溶物中含有碳酸根
　【反思】根据同学丙的实验，推测电解过程出现浑浊的主要原因：__石墨电极含碳元素，电解过程中石墨电极与正极生成的氧气反应生成二氧化碳，反应生成的CO2和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀__。
1．化学实验社团在老师的指导下进行“模拟酸雨形成”的相关实验。
【联想与实验】模仿二氧化碳与水反应进行如图一所示实验：
【问题与猜想】亚硫酸不稳定，为什么红色液体微热后不变为紫色？其原因可能为：
猜想1：加热不够充分；
猜想2：与空气中氮气有关；
猜想3：与空气中氧气有关。
【探究与验证】填写表格中的空格。
编号 操作 现象 结论
1 将图一中红色液体继续加热至沸腾 仍为红色 猜想1
不成立
2 如图二所示，先通入适量SO2，然后用酒精灯微热 先变红后变紫 猜想2
不成立
3 如图二所示，先通入适量SO2，再改通入氮气，最后用酒精灯微热 __先变红后变紫__
4 如图二所示，先通入适量SO2，再改通入__氧气__，最后用酒精灯微热 __先变红，后仍为红色__ 猜想3
成立
【分析与结论】红色液体微热后不变为紫色的原因是：H2SO3在空气中会被氧化成另一种酸，进一步实验证明是硫酸。
【应用与拓展】收集某硫酸厂(生产过程中产生SO2)附近刚降到地面的雨水水样，用pH计测得每隔十分钟数据如下表：
测定时间 5：05 5：15 5：25 5：35 5：45
pH 4.95 4.94 4.86 4.85 4.85
(1)分析表中数据，5：15至5：25时间段内水样中主要酸性溶质有__H2SO3和H2SO4__。
(2)实验社团提出一种处理废气的方案如下图，利用CaCO3粉末、空气为原料在高温下吸收SO2，写出该反应的化学方程式：__2CaCO3＋O2＋2SO22CaSO4＋2CO2__。
2．在一次探究活动中，小强用吸管向澄清石灰水中不断吹气，发现石灰水先变浑浊后又变澄清，他感到很意外。于是将纯净的CO2持续通入新制的澄清石灰水中，一段时间后，观察到和之前一样的现象。小强做第二次实验的目的是__排除其他气体的干扰__。
【提出问题】石灰水为什么先变浑浊后又变澄清？
【查阅资料】CaCO3不溶于水；Ca(HCO3)2能溶于水且能与酸反应，受热易分解，生成CaCO3和CO2等物质。
【提出猜想】猜想一：液体显酸性，溶解了CaCO3；猜想二：反应生成了Ca(HCO3)2。
【实验探究】
实验操作 实验现象 实验结论
①取少量变澄清后的液体于试管中，滴加__紫色石蕊溶液__ 溶液变蓝 猜想一不成立
②取少量变澄清后的液体于另一支试管中，__加入稀盐酸__ __有气泡产生__ 猜想二成立
【分析与结论】通过探究可知，碳酸钙固体能与水、二氧化碳反应生成可溶于水的碳酸氢钙，该反应的化学方程式为__CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2__。
【拓展延伸】天然溶洞中形态各异的石笋和钟乳石的形成过程中容易使溶洞附近地下水的硬度__偏高__(选填“偏高”或“偏低”)，生活中若要将硬水软化，可以采用__煮沸__的方法。
3．碱石灰成分为氧化钙和氢氧化钠。为了验证某长期放置的碱石灰样品是否变质，进行了下列实验。
实验Ⅰ：取一定量样品加水溶解，测其溶液温度升高，过滤得到滤液和滤渣。
实验Ⅱ：取一定量样品加入足量稀盐酸，有气泡产生，样品全部溶解。
实验Ⅲ：将实验Ⅰ的滤液与实验Ⅱ溶液混合又产生沉淀，过滤后得到滤液和滤渣，滤液滴入酚酞溶液后呈红色。
【分析与结论】
(1)该样品__已变质__(选填“已变质”或“没变质”)，依据是__加入盐酸后有气泡产生，说明存在碳酸盐__。
(2)样品中一定含有__碳酸钠__，可能含有__氧化钙或氢氧化钠或二者都有__。
【拓展探究】实验Ⅲ滤液中溶质除酚酞外，还有什么？
实验操作 实验现象 结论
(1)取少量滤液加入氯化钙溶液 __有白色沉淀产生__ 溶质为氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠
(2)__另取少量滤液加入过量氯化钙溶液，再向清液中滴入酚酞溶液__ __溶液变红色__
4.老师演示课本实验1－6时，将少量氢氧化钠溶液滴入硫酸铜溶液时产生蓝色沉淀，加热试管中的混合物，出现蓝色沉淀没有变黑的“异常”现象，对此进行下列探究：
【查阅资料】氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜，氢氧化铜受热易分解生成氧化铜；碳酸钠与硫酸铜在溶液中生成氢氧化铜和碳酸铜；在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜生成硫酸钠和蓝白色的碱式硫酸铜[Cu4(OH)6SO4]，碱式硫酸铜易与酸反应生成铜盐和水；碱式硫酸铜与盐酸反应的化学方程式为Cu4(OH)6SO4＋6HCl===3CuCl2＋CuSO4＋6H2O。
【提出猜想】猜想Ⅰ：加热时间太短，温度过低；
猜想Ⅱ：氢氧化钠变质；
猜想Ⅲ：生成的沉淀是碱式硫酸铜。
【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
(1)加热试管中的混合物直至沸腾 沉淀没有变黑 猜想Ⅰ__错误__(选填“正确”或“错误”)
(2)取试管中洗涤干净的滤渣于烧杯中，然后滴加足量的稀盐酸 蓝色沉淀全部溶解且__无气泡冒出__ 猜想Ⅱ错误
(3)往步骤(2)的溶液中滴加__氯化钡溶液__ 产生大量的白色沉淀 猜想Ⅲ正确，该白色沉淀的化学式为__BaSO4__
【交流和反思】在化学反应中，相同的反应物因反应条件不同可能会导致生成物不同，请另举一例：__二氧化碳与水常温下生成碳酸，在光合作用中生成葡萄糖和氧气等__。
5．84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。
【查阅资料】 84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。
【实验1】 取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生；然后__把带火星的小木条伸入试管中，木条复燃__(填写实验操作和现象)，证明产生的气体是氧气。
【提出问题】 在上述反应中，NaClO的作用是什么？
【作出猜想】 猜想一：作反应物，NaClO 与H2O2溶液发生化学反应；
猜想二：作__催化剂__，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。
【实验2】
①按上图所示组装实验装置，并__检查装置的气密性__。
②向锥形瓶中加入30 mL 84消毒液，注射器中吸入25 mL H2O2溶液。
③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，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)见下表。
1 2 3 4 5
收集气体的总体积/mL 140 280 365 x 375
(1)表中的数据x＝__370__。
(2)分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是__如果是催化剂，每次产生气体的质量相等__。
【分析讨论】 NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为__NaClO＋H2O2===NaCl＋O2↑＋H2O__。
【拓展反思】生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外，还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质，切记：科学使用，注意安全！生活中下列使用消毒剂的做法正确的是__CD__。
A．不同的消毒剂可随意混合使用
B．使用84消毒液的浓度越高越好
C．使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾
D．84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
6．某校兴趣小组的同学们对当地区雾霾的成分、成因、危害及防治进行了项目性学习。
【查阅资料】雾是浮游在空中的大量微小水滴。霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现象。霾的主要成分可能含有可溶性硫酸盐、硝酸盐、铵盐，不溶性有机物、黑碳、金属元素和其他元素。
【提出问题】本地霾中含有哪些成分？
【实验准备】选择该地重度雾霾天气，用SDLKC－1000型大流量TSP采样器在室外采集大气中的可吸入颗粒物样品。
活动一：探究霾中是否含有铵盐和硫酸盐。
实验方案 实验步骤 实验现象 实验结论
方案一 取样品，加适量水，充分溶解后过滤，向滤液中滴加__氯化钡溶液(或氯化钡溶液和稀盐酸等)__ 有白色沉淀生成 含有硫酸盐
方案二 另取样品，__加入熟石灰混合，研磨__ __放出刺激性气味气体__ 含有铵盐
活动二：探究霾中是否含有黑碳。同学们设计了如图所示的创新实验。(将活动一得到的残渣干燥后置于中间凹槽内)
【实验步骤】①滴入过氧化氢溶液制取O2，排出装置内空气后，再在导管口接上气球；
②向右边的凹槽内滴入澄清的石灰水；
③接通电源，用热电阻丝点燃残渣。
【实验现象】残渣剧烈燃烧，澄清石灰水浑浊，气球变大。
【实验结论】霾中含有黑碳。装置内澄清石灰水变浑浊的化学方程式是__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
【交流研讨】
(1)步骤①中判断装置内空气已排完的操作及现象是__将带火星的木条放在导管口，木条复燃__。
(2)某同学对“霾中含有黑碳”的结论产生质疑，理由是__可能含有不溶性有机物，它燃烧也会生成二氧化碳__。
【能力发展】请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表：
项目 雾霾频发的成因 控制雾霾频
发的做法 政府采取的
应急措施
① 能源结构不同 推广太阳能发电 人工降雨
② 烧散煤取暖 __集中供暖(或煤改电、煤改气)__ 向空中或地面洒水
③ __汽车尾气__ 推广新能源汽车 私家车限号出行

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