科学探究 专题复习测试题
1．某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈，他联想到探究铁生锈条件的实验决定采用控制变量法探究铜生锈的原因，请你一起探究。
【提出问题】铜生锈的原因是什么？
【查阅资料】铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，俗称铜绿。
【猜想与假设】根据查阅的资料猜测：铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果，理由是______。
【设计与实验】他仿照探究铁生锈条件的实验，设计并进行了如下四个实验（说明：实验中用到的蒸馏水均已煮沸过且铜片已打磨干净）。
实验编号 一 二 三 四
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈
在上述实验三中，控制的因素是______，制取氧气的方法与加热高锰酸钾制取氧气的方法相比具有的优点是______（写一条）。铜生成铜绿的化学方程式为______。
【实验结论】他的猜想正确。
【反思与提高】
（1）生活中你会发现厨房中的铁锅与水接触的部分最容易生锈，切开的苹果不久后变成咖啡色，好像生了“锈”。这些物质“生锈”除了与水有关外，都与______（填物质名称）有关。
（2）请你提出一条延长食品保质期的建议：______。
（3）要除去眼镜框表面的铜绿，应选用的药品是______（写一种）。
2.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C1-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A1(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2mL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CuC12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：___________。
3．某化学兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质，请你参与他们的探究。
【实验过程与分析】
实验1 实验2
实验操作
实验现象 ____ __ 无明显现象
实验结论 氢氧化钠能与硫酸铜反应 氢氧化钠不与硫酸反应
（1）请写出实验1的实验现象。
【实验反思与拓展】
（2）实验1发生反应的化学方程式为______。
（3）某同学认为实验2的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡，再滴人稀硫酸，观察到溶液由______色变为无色，由此表明氢氧化钠与硫酸确实发生了反应，该反应的化学方程式为______。
（4）由实验2联想到：把二氧化碳通入氢氧化钠溶液中也没有明显现象，它们是否发生了化学反应呢？（本实验中忽略CO2溶于水）
①甲同学设计了如图所示的实验方案，当通过胶头滴管滴加NaOH溶液时，观察到______现象，说明两者发生了化学反应。
②乙同学重新设计实验方案：取NaOH溶液于试管中，通入少量CO2，然后向所得溶液中加入足量稀盐酸，当观察到______现象时，也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
4.碳酸钠在生活中有广泛的用途，某化学兴趣小组同学为探究碳酸钠的化学性质，进行了如下实验：
向盛有适量碳酸钠溶液的四支试管中分别加入下列试剂，实验现象记录如下：
试管编号 1 2 3 4
加入试剂 无色酚酞试液 稀盐酸 澄清石灰水 氯化钡溶液
实验现象 ______________ 有气泡产生 有白色沉淀产生 有白色沉淀产生
试管3中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
化学兴趣小组的同学对反应后溶液中溶质的成分进一步探究：小组同学将试管3中的物质过滤，得到滤液A。
【提出问题】滤液A中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】猜想一：NaOH 猜想二：NaOH和Na2CO3
猜想三：________________ 猜想四：NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2
【活动探究】
①小组讨论：有同学认为猜想四不成立，原因是______________________________。
②甲、乙两位同学分别用不同的方法进行实验：
实验操作 实验现象 实验结论
甲：取少量滤液A于试管中，加入过量的稀盐酸 有气泡生成 猜想______成立
乙：取少量滤液A于试管中，加入适量的Ba(NO3)2溶液 ___________________
【反思与评价】①碳酸钠溶液呈______性，可以和盐酸、氢氧化钙、氯化钡等物质发生反应。
②要验证反应后物质的成分，既要考虑生成物，还应考虑_____________________。
5．兴趣小组的同学为探究在空气中久置的某氢氧化钠样品是否变质，设计了如下图所示的A、B、C、D四组探究实验。
【查阅资料】氯化钙、氯化钡溶液都呈中性。
【实验探究】取适量该氢氧化钠样品，加足量的水溶解，将得到的溶液分别加入到四支试管中，再向四支试管中分别加入稀盐酸（足量）、酚酞试液、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液，如图所示：
【分析与结论】（1）上述四组实验中不能达到实验目的的是______（填字母序号）。
（2）实验A中，说明该氢氧化钠样品已经变质的化学方程式是 。
（3）实验D中，证明该氢氧化钠样品已经变质的反应的现象是______。
【继续探究】实验结束后，同学们将四支试管中反应后的混合物全部倒入一个洁净的大烧杯中（如上图），充分搅拌、静置，观察到烧杯内上层清液呈红色，下层有白色沉淀。
【提出问题】上层清液呈红色，说明溶液呈碱性。上层清液中呈碱性的物质是什么？
【猜想与假设】上层清液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和______三种物质中的一种或两种。
【设计实验】取少量烧杯中的上层清液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，观察现象。
【现象与结论】
预测现象 结论
①若有白色沉淀生成溶液呈红色 上层清液中呈碱性的物质是______
②若无沉淀生成溶液呈红色 上层清液中呈碱性的物质是氢氧化钙
【实验反思】同学们认为上述预测现象②所得结论不严密，原因是______。
6．在学习复分解反应发生的条件后，同学们利用已学知识，对稀盐酸与下表中的四种化合物的溶液之间能否发生反应作出判断，并进行实验验证：
物质 氢氧化钠溶液 硫酸钠溶液 碳酸钾溶液 硝酸银溶液
实验现象 无明显现象 无明显现象 产生气泡 产生白色沉淀
能否反应 能反应 不能反应 能反应 能反应
【提出问题】对于上述无明显现象的反应，如何设计实验进行验证？
【设计实验】为了验证氢氧化钠溶液与稀盐酸能发生化学反应，小刚设计了如下实验方案并进行实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
①将氢氧化钠溶液滴入盛有稀盐酸试管中，振荡 溶液呈无色 稀盐酸与氢氧化钠溶液能发生化学反应
②向步骤①所得无色溶液中滴加几滴酚酞溶液 溶液呈无色
【分析讨论】小刚设计的实验方案______（填“可行”或“不可行”），说明理由：______。
【总结提升】通过以上实验分析，对于无明显现象的反应，验证思路可以是：
（Ⅰ）验证生成物是否存在。（Ⅱ）验证______是否消失。
【拓展迁移】（1）氢氧化钠溶液与稀盐酸发生反应的微观示意图如图所示，该反应的实质是______。写出另一个符合上述反应实质的化学方程式______。
（2）将一定量的氢氧化钠溶液与稀盐酸混合，充分反应后所得溶液中溶质成分可能有______种情况，具体的溶质组合情况分别是______（填化学式）。
7．某化学兴趣小组的同学发现有瓶标签受损、久置的某溶液，受损标签如下图所示。该小组同学对这瓶溶液进行了如下探究：
【提出问题】这瓶溶液是什么物质的溶液；
【猜想与假设】老师提示：原溶液只可能是下列三种溶液中的一种。
①氢氧化钠溶液 ②碳酸钠溶液 ③硫酸钠溶液
【查阅资料】Na2SO4溶液和BaCl2溶液均呈中性
【实验探究一】
同学 实验操作 实验现象及结论 同学相互评价
甲 溶液变红猜想①成立 乙同学认为此方案结论不正确，你认为他的理由是______。
乙 产生气泡猜想②成立 丙同学认为：猜想①的溶液久置可能变质，加足量稀盐酸也会产生气泡
【实验探究二】丙同学重新设计实验如下：
实验操作 实验现象 实验结论或结果
步骤一：取少量样品溶液于试管中，加入过量BaCl2溶液，振荡 ______ 猜想①正确，且已部分变质。步骤二完毕后，溶液中除酚酞外，还含有的溶质有______种（填数字）
步骤二：静置，取少量上层清液于另一支试管中，滴加______ 溶液变红
【交流与讨论】大家认为该实验方案仍然存在缺陷，如果氢氧化钠溶液已完全变质，则无法得出正确结论。
【实验反思】（1）氢氧化钠变质的化学方程式为 ，为了防止变质，该药品必须要______保存。
（2）倾倒液体试剂，要注意标签______。
8．碱石灰是氧化钙和固体氢氧化钠的混合物，常用作干燥剂。它极易与空气中的水蒸气、二氧化碳反应而变质，因此在实验室里碱石灰应___________保存。
实验室现有一瓶敞口放置的碱石灰，甲同学决定对其成分进行探究：
【问题猜想】猜想Ⅰ：未变质，样品中只含有氧化钙和氢氧化钠。
猜想Ⅱ：部分变质，样品中有氢氧化钙、碳酸钙和碳酸钠。
猜想Ⅲ：完全变质，样品中只含有碳酸钙和碳酸钠。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性。
【设计实验】设计如下流程进行实验：
步骤1：取少量碱石灰样品于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到滤渣和溶液M；
步骤2：向滤渣中滴加过量稀盐酸，产生气泡，得到溶液N；
步骤3：取少量溶液M于试管中，先滴加酚酞溶液，观察到溶液变成红色，再滴加过量氯化钙溶液，观察到___________。
综合以上实验现象，证明猜想Ⅲ正确。
【拓展应用】乙同学取一定量的溶液N于烧杯中，向其中逐滴滴入溶液M，测得烧杯内溶液的pH与所加溶液M的质量的关系如图所示，则BC段发生反应的化学方程式为___________。图中___________（填“A”“B”“C”或“D”）点对应的溶液中所含溶质种类最少。
9．小英设计了探究SO2与AgNO3溶液反应的实验。将SO2通入质量分数为1.7%的AgNO3溶液中，反应后过滤得到无色溶液A和白色沉淀B。对体系中有关物质性质分析得知沉淀B可能为Ag2SO3，Ag2SO4或二者混合物。
【查阅资料】Ag2SO4为白色固体，微溶于水，溶于过量的Na2SO3溶液。
【提出问题】白色沉淀B的成分是什么？
【猜想与假设】猜想一：仅有Ag2SO4 猜想二：仅有Ag2SO3 猜想三：___________
【实验探究】
实验操作 实验现象 结论
取少量溶液A于试管中，滴加足量Ba（NO3）2溶液 无明显现象 猜想___________成立
【实验结论】SO2与AgNO3溶液反应生成一种酸和沉淀B，反应的化学方程式是___________。
【拓展延伸】①另取溶液A，滴加足量Ba（NO3）2溶液，无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，原因是___________。
②向盛有少量AgNO3溶液的试管里滴入Na2SO3溶液至过量，实验现象是___________。
10．已知Mg能在CO2中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO2中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：
【查阅资料】①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。全属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。
②Na2CO3溶液显碱性；CaCl2溶液显中性。
【实验探究一】
步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO2气体。
步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO2中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。
【问题讨论】（1）为获得纯净的CO2，可利用装置B除去CO2中混有的______；装置C中盛放的试剂是______。
（2）步骤2中生成的黑色固体成分是______。
【初步结论】Na能在CO2中燃烧。
【提出问题】白色物质是什么？
【猜想与假设】猜想一：氧化钠 猜想二：碳酸钠；
猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物； 猜想四：氢氧化钠。
（3）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是______。
【实验探究二】对白色物质是什么进行实验探究，方案设计如下：
方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水。振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。
方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出。
结论：白色物质中一定有______。
方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。
【反思与评价】
（4）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是 。
（5）请将方案2结论补充完整：______。（填化学式）
（6）方案3中加入过量CaCl2溶液的目的是______。
【实验结论】
（7）综上所述，你认为猜想______成立。
（8）请写出Na在CO2中燃烧的化学方程式 。
附参考答案
1.【猜想与假设】铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，根据化学反应前后物质的元素种类不变，可以推知铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果【设计与实验】二氧化碳（或CO2） 装置简单（或节约能源等合理即可） 2Cu+O2 + H2O + CO2=Cu2(OH)2CO3 【反思与提高】（1）氧气 （2）隔绝氧气储存（或其他合理答案也可） （3）稀盐酸（或稀硫酸合理即可）
2.【查阅资料】（2）+1 【实验探究】 Ⅱ 【结论与反思】Al+3CuCl2 =AlCl3 +3CuCl
Al+3CuCl =AlCl3 +3Cu （2） 待测溶液中氯离子过高 （3）证明溶液中氯化铝没有生成氢氧化铝沉淀 【启示与拓展】碳燃烧生成二氧化碳可能是碳首先和氧气反应生成一氧化碳、一氧化碳再和氧气生成二氧化碳（合理即可）
3.（1）产生蓝色沉淀，溶液由蓝色变为无色 （2） 2NaOH + CuSO4 ==== Cu(OH)2↓ + Na2SO4 （3） 红 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O （4）①气球膨胀 ②有气泡产生
4.溶液变红 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH【猜想与假设】NaOH、Ca(OH)2 【活动探究】①碳酸钠与氢氧化钙不能共存 ②二 有白色沉淀生成 【反思与评价】①碱 ②反应物是否有剩余
5.（1）B （2）Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑（3）有白色沉淀产生 【猜想与假设】 氢氧化钠 【现象与结论】①碳酸钠和氢氧化钠 【实验反思】氢氧化钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红，所以不能仅仅根椐溶液变红就判断溶液中只是氢氧化钙
6.【分析讨论】可行 滴加酚酞溶液后溶液仍然为无色，说明溶液中氢氧化钠消失了，进而说明了氢氧化钠与盐酸发生了化学反应 【总结提升】（Ⅱ）反应物 【拓展迁移】（1）氢离子和氢氧根离子生成水分子 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O （2）3（或三） NaCl或NaCl、NaOH或NaCl、HCl
7.【实验探究一】甲 碳酸钠溶液也能使酚酞溶液变红 【实验探究二】步骤一 产生白色沉淀 步骤二 无色酚酞 3 【实验反思】（1） CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 密封 （2）朝向手心
8.密封 【设计实验】有白色沉淀产生，溶液由红色变成无色 【拓展应用】Na2CO3+ CaCl2= CaCO3↓+2NaCl C
9.【猜想与假设】Ag2SO3、Ag2SO4 【实验探究】 二 【实验结论】 H2O+SO2+2AgNO3= Ag2SO3↓+2HNO3 【拓展延伸】 ①溶液A中含有银离子，加入氯化钡后，氯离子和银离子生成氯化银沉淀 ②开始生成白色沉淀，随着Na2SO3溶液的不断加入沉淀溶解
10.【实验探究一】（1）HCl 浓硫酸（2）碳（3）反应物中无氢元素【实验探究二】碳酸钠 （4）碳酸钠溶液也呈碱性，也能使酚酞变红色（5）Na2CO3 （6）将碳酸钠完全除去 （7）二 （8）3CO2+4Na 点燃 2Na2CO3+C
