实验探究02 生成物质成分的探究
气体成分的探究
1．（2022 惠阳区二模）（1）东汉王充的《论衡 乱龙篇》中记载：“阳燧（铜镜）取火于天。五月丙午日中之时，消炼五色石为器，乃能取火”，此过程将太阳能转化为 ，体现了燃烧应满足的条件是 。
（2）某化学研究小组对蜡烛（主要由碳、氢元素组成）燃烧进行了如下探究。
设计图1所示实验，锥形瓶中发生反应的化学方程式为 ，请推测靠近三通管 （填“上口”或“下口”）的火柴火焰熄灭，理由是 。
（3）据媒体报道某家长带小孩在下水道井盖小孔上点燃鞭炮后，投入下水道内，发生爆炸。同学们对此很好奇并要探究某下水道的气体的成分。
【猜想】I.含有可燃性气体CO；Ⅱ.含有可燃性气体CH4；Ⅲ.含有可燃性气体CO和CH4；
【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将矿泉水瓶倒转，使水倒出，将瓶提到井口迅速盖好瓶盖备用，该方法是 法收集气体。
【进行实验】
步骤 实验操作 实验现象 结论
① 导出瓶中气体，通过装有氢氧化钠溶液的洗气瓶再通过装有浓硫酸的洗气瓶 目的是除去二氧化碳等酸性气体、水蒸气
② 将步骤①的气体导出点燃 a.用干燥且冷的烧杯罩在火焰上方 b.用内壁附有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方 a.烧杯内壁 b.烧杯内壁变浑浊 a.证明该气体中一定含有氢元素 b.证明该气体中一定含有 元素
【作出判断】根据上述实验现象，甲同学认为猜想Ⅲ正确，而乙同学认为甲的判断不严谨。因为还有一个猜想也有相同的现象，如需进一步确认还应检验 的存在。
【答案】（1）化学能；温度达到可燃物的着火点；
（2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；下口；二氧化碳的密度大于空气；
（3）【收集气体】排水；
【进行实验】有小水珠出现；碳；
【作出判断】一氧化碳。
【解析】解：（1）“阳燧（铜镜）取火于天。五月丙午日中之时，消炼五色石为器，乃能取火”，此过程是利用铜镜积聚热量，达到可燃物的着火点，从而使其燃烧，因此是将太阳能转化为化学能，体现了燃烧应满足的条件是温度达到可燃物的着火点，故答案为：化学能；温度达到可燃物的着火点；
（2）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳的密度比空气大，因此靠近三通管下口 的火柴火焰熄灭；故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；下口；二氧化碳的密度大于空气；
（3）【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将矿泉水瓶倒转，使水倒出，将瓶提到井口迅速盖好瓶盖备用，该方法是排水法收集气体，故答案为：排水；
【进行实验】从实验的流程看出，①导出瓶中气体，通过装有氢氧化钠溶液的洗气瓶再通过装有浓硫酸的洗气瓶，目的是除去二氧化碳等酸性气体、水蒸气；②将步骤①的气体导出点燃，根据实验的结论a、证明该气体中一定含有氢元素，因此用干燥且冷的烧杯罩在火焰上方，会观察到烧杯内壁上有水珠；
b、用内壁附有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁变浑浊，说明有二氧化碳气体生成，根据质量守恒定律，证明该气体中一定含有碳元素；
故答案为：有小水珠出现；碳；
【作出判断】根据上述实验现象，甲同学认为猜想Ⅲ正确，而乙同学认为甲的判断不严谨。因为猜想Ⅱ也有相同的现象。如需进一步确认还应检验一氧化碳的存在，故答案为：一氧化碳。
2．（2022 二道区校级二模）在浓硫酸催化作用下，固体草酸（H2C2O4）受热分解生成水和碳的氧化物，某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物的种类进行了如下探究。
【提出问题】生成物中有哪几种碳的氧化物？
【进行猜想】猜想1：只有CO；猜想2：只有CO2；猜想3：同时含有CO和CO2。
【设计】基于猜想3，兴趣小组同学设计了如图装置：
【信息提供】
①氢氧化钠溶液能很好地吸收二氧化碳。
②浓硫酸是实验室里一种常用的干燥剂，能干燥某些气体。
【实验探究】
（1）实验过程中观察到装置A中澄清石灰水变浑浊，证明有 气体。该反应的化学方程式为 。
（2）如果发现C中澄清石灰水不变浑浊，E装置中黑色粉末变成 ，F中澄清石灰水 ，证明有CO气体。
（3）装置的最后那盏酒精灯从满足燃烧条件上看是 。
【结论】通过探究证明：猜想3成立。草酸分解的化学方程式是 。
（4）若E装置变化前后质量减轻了1.6g，则分解的草酸的质量一定远远大于 g。
【答案】（1）二氧化碳；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（2）红色；变浑浊；
（3）达到燃烧所需的最低温度；
结论：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；
（4）E装置变化前后质量减轻了1.6g，说明氧化铜还原成铜，减少的质量即是氧气的质量，可以根据化合物元素的质量分数求出氧化铜的质量，氧化铜的质量＝1.6g÷＝8g；
设草酸分解出的CO的质量为x，草酸的质量为y，
CuO+COCu+CO2
80 28
8g x
解得x＝2.8g，
H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O
90 28
y 2.8g
解得y＝9g，实验前需要先通一会气体，故分解的草酸要远远大于9g。
【解析】解：（1）实验过程中观察到装置A中澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳气体，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；故答案为：二氧化碳；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（2）如果发现C中澄清石灰水不变浑浊，说明二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收，E装置中黑色粉末变成红色，F中澄清石灰水变浑浊，是因为加热条件下，氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，证明有CO气体；故答案为：红色；变浑浊；
（3）装置的最后那盏酒精灯的作用是把一氧化碳转化成二氧化碳，从满足燃烧条件上看是让CO达到燃烧所需的最低温度，燃烧生成CO2；故答案为：达到燃烧所需的最低温度；
结论：猜想 3 成立，说明草酸在浓硫酸催化作用和加热的条件下生成水、一氧化碳和二氧化碳，故化学反应方程式为：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；故答案为：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；
（4）E装置变化前后质量减轻了1.6g，说明氧化铜还原成铜，减少的质量即是氧气的质量，可以根据化合物元素的质量分数求出氧化铜的质量，氧化铜的质量＝1.6g÷＝8g；
设草酸分解出的CO的质量为x，草酸的质量为y，
CuO+COCu+CO2
80 28
8g x
解得x＝2.8g，
H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O
90 28
y 2.8g
解得y＝9g，实验前需要先通一会气体，故分解的草酸要远远大于9g。
3．（2022 东坡区模拟）2022年1月30日，东坡区人民政府再次倡导春节期间禁止燃放烟花爆竹，提倡“绿色”过年。某化学兴趣小组的同学针对烟花展开了如下探究：
探究一：了解烟花颜色的原理
【查阅资料】烟花是在火药（主要成分为硫磺、炭粉、硝酸钾等）中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会放出五彩缤纷的火花。
所含金属元素 钠 钾 钙 铜 钡
呈现颜色 黄 浅紫 砖红 绿 黄绿
【交流讨论】若在烟花燃放时呈现 色的火焰，则可能是加入了硝酸铜。
探究二：探究燃放烟花爆竹对空气的污染
【提出问题】烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体？
【查阅资料】
①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫磺，有的还含氯酸钾。
②SO2不但能使澄清石灰水变浑浊，而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2。
【作出猜想】小明猜想是 ；小红猜想是SO2；小玥猜想是SO2和CO2。
【实验探究】兴趣小组的同学设计了如图所示的装置（假设实验中每步反应均完全进行），并对实验现象和结论进行下列推测：
实验现象 实验结论
推测① 装置A、B中溶液不褪色， 装置C中澄清石灰水变浑浊 小明猜想正确
推测② 小红猜想正确
推测③ 小玥猜想正确
【反思评价】
（1）若小玥的猜想正确，则装置C中发生反应的化学方程式为 。
（2）A、C装置的顺序能否交换并说明理由 。
【知识拓展】我们将有元素化合价发生变化的反应叫做氧化还原反应，反应中化合价升高的物质叫做还原剂，化合价降低的物质叫氧化剂。黑火药爆炸就是发生了氧化还原反应，其反应方程式为：S+3C+2KNO3 K2S+3CO2↑+N2↑。则在该反应中的氧化剂是（填化学式） 。
【答案】【交流讨论】绿。
【作出猜想】CO2。
【实验探究】推测②：A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水不变浑浊；
推测③：A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水变浑浊；
【反思评价】（1）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（2）不能，因为SO2也能使石灰水变浑浊，交换后无法验证生成气体中是否含有CO2；
【知识拓展】S和KNO3。
【解析】解：【交流讨论】根据题中信息可知，如果加入了硝酸铜，在烟花燃放时呈现了绿色的火焰，是因为燃烧时铜离子会呈现出绿色。故答案为：绿。
【作出猜想】根据烟花爆竹的主要成分及已有猜想推测，小明的猜想是 CO2。故答案为：CO2。
【实验探究】推测②：根据实验结论小红猜想正确，可知烟花爆竹燃烧后生成了SO2，没有CO2，装置A的作用检验并除去了SO2，装置B的作用检验二氧化硫是否除尽，装置C的作用是检验CO2，所以实验现象为：A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水不变浑浊，故答案为：A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水不变浑浊；
推测③：根据实验结论小玥猜想正确，可知烟花爆竹燃烧后生成了SO2和CO2，装置A的作用检验并除去了SO2，装置B的作用检验二氧化硫是否除尽，装置C的作用是检验CO2，所以实验现象为：A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水变浑浊。故答案为：A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水变浑浊；
【反思评价】（1）因为装置A检验并除去了SO2，所以装置C中石灰水变浊是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水的原因，发生反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O，故答案为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（2）因为装置A的作用检验并除去了SO2，装置C的作用是检验CO2，又因SO2也能使澄清石灰水变浑浊，所以如果A、C装置的顺序交换，无法说明使C中石灰水变化浑浊的是二氧化硫还是二氧化碳，将无法验证生成气体中是否含有CO2，故A、C装置的顺序不能交换，故答案为：不能，因为SO2也能使石灰水变浑浊，交换后无法验证生成气体中是否含有CO2；
【知识拓展】反应中化合价升高的物质叫做还原剂，化合价降低的物质叫氧化剂，反应前S、C、K、N、O的化合价分别为0、0、+1、+5、﹣2，反应后S、C、K、N、O的化合价分别为﹣2、+4、+1、0、﹣2，所以化合价降低的有硫元素和氮元素，即S和KNO3的化合价降低了，故该反应中的氧化剂是S和KNO3，故答案为：S和KNO3。
4．（2022 肇源县二模）某小组对教材木炭还原氧化铜实验进行探究。
（1）实验一：改进实验装置如图1所示，先加热炭粉，一段时间后将酒精灯移至CuO处加热，酒精灯上加网罩的目的是 ；请写出将酒精灯移至CuO处加热发生反应的化学方程式 。
（2）实验二：为探究木炭与氧化铜反应的气体产物有哪些，该小组同学展开如下探究。
【猜想假设】猜想1：CO2；猜想2：CO；猜想3：CO2和CO；
【设计实验】小组同学按如图2装置进行实验。实验过程中不断向装置内通入氮气的目的是 ；观察到B处石灰水变浑浊，则有 生成，B2处观察到 现象，则有CO生成。
（3）实验三：数字传感器探究木炭与氧化铜反应的气体产物
实验小组将C和CuO粉末按照不同的质量比置于充满氦气的密闭容器内反应，并用CO2和CO传感器测得各气体的量随时间的变化曲线如图3所示：
①从环保角度考虑，该实验中CuO与C的最佳质量比为 。
②根据理论计算，CuO与C反应既有CO2生成，也有CO生成，则参加反应的CuO与C的质量比n的范围是 。
【答案】（1）集中火焰，提高温度；CO+CuO2Cu+CO2；
（2）【设计实验】排尽装置内的空气，防干扰；二氧化碳（或CO2）；粉末由黑色变红色；
（3）①40：3；
②＜n＜；
【解析】解：（1）碳与二氧化碳的反应条件是高温，酒精灯火焰温度500度左右，酒精灯上加网罩的目的集中火焰，提高温度；碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，一氧化碳在加热的条件下还原氧化铜生成铜和二氧化碳，化学方程式为：CO+CuO2Cu+CO2；故答案为：集中火焰，提高温度；CO+CuO2Cu+CO2；
（2）【设计实验】木炭除了会还原氧化铜外还有可能和空气中的氧气反应，故通氮气的目的是排尽装置内的空气，防干扰；石灰水变浑浊，说明由二氧化碳生成；结论是有CO生成，所以现象是描述一氧化碳还原氧化铜的现象，粉末由黑色变红色；故答案为：排尽装置内的空气，防干扰；二氧化碳（或CO2）；粉末由黑色变红色；
（3）①从环保角度考虑，要少产生一氧化碳，由图象看出，实验中CuO与C的最佳质量比为40：3；故答案为：40：3；
②采用极值转换法，全部生成二氧化碳或全部生成一氧化碳
C+2CuO2Cu+CO2↑ C+CuOCu+CO↑
12 160 12 80
故参加反应的CuO与C的质量比n的范围是＜n＜，即：＜n＜
故答案为：＜n＜；
5．（2022 宁波模拟）小金在学习甲烷的性质时，发现甲烷与氢气在性质上有许多相似之处，如密度比空气小，难溶于水，具有可燃性等。氢气具有还原性，那么甲烷是否也具有还原性呢？
【建立假设】小金猜测甲烷有还原性，并对甲烷还原氧化铜的产物提出了下列假设：
假设1：Cu、CO2、H2O；
假设2：Cu、CO、H2O；
假设3：Cu、CO、CO2、H2O
【设计实验】为了确定产物，小金设计了如下装置：
已知装置B、C、D、E中分别盛有浓硫酸、无水硫酸铜、碱石灰、澄清石灰水
①分别称量装置A、B、D的质量；
②持续通入CH4；
③加热装置A，使其充分反应；
④停止加热，继续通入CH4至冷却到室温；
⑤再次分别称量装置A、B、D的质量。
实验过程中通入甲烷的作用各不相同，停止加热后继续通入甲烷的作用是 。
老师提醒小金该实验还缺少 装置，存在安全隐患，小金随即修改实验方案。
【进行实验】小金按照正确的步骤进行实验，并记录了实验现象和数据。
①装置A中的黑色粉末变红；装置C中白色粉末不变色；装置E中石灰水不变浑浊。
②称量数据如表所示：
A中玻璃管（含药品）质量 装置B的质量 装置D的质量
反应前 150.0g 156.6g 256.8g
反应后 146.8g 158.4g 259.0g
【实验结论】
甲烷 （选填“具有”或“不具有”）还原性，CH4与CuO充分反应后的产物是 。
【答案】【设计实验】避免温度降低，内部压强减小后，防止发生倒吸；尾气处理。
【实验结论】具有；Cu、H2O、CO2。
【解析】解：【设计实验】反应后若直接停止加热，内部温度降低，造成压强减小，外界大气压会将液体时间压入导管，造成倒吸，而持续通入甲烷，可以避免该现象发生；实验过程可能产生一氧化碳、还有未反应的甲烷，都属于易燃易爆气体，不能直接排空，需要增加尾气处理装置；
故答案为：避免温度降低，内部压强减小后，防止发生倒吸；尾气处理。
【实验结论】有红色固体产生，说明氧化铜被还原生成了铜，因此说明甲烷具有还原性；A减小的质量为氧化铜中氧元素质量，所以此时氧化铜中氧元素质量＝150.0g﹣146.8g＝3.2g，B中增加质量为水的质量，D中增加质量为二氧化碳质量，而这两种物质中氧元素都来自于氧化铜中的氧元素，所以反应后氧元素质量＝（158.4g﹣156.6g）×+（259.0g﹣256.8g）×100%＝3.2g，与反应前氧元素质量相等，所以反应后气体只有水蒸气和二氧化碳，所以反应后产物为铜、水和二氧化碳；
故答案为：具有；Cu、H2O、CO2。
二、溶液成分的探究
6．（2023 任城区校级一模）实验—：水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气。某课题组同学为验证水煤气的成分，做了以下准备：
（一）资料收集：
①H2+CuOCu+H2O
②CO+CuOCu+CO2
③无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
（二）设计实验装置：
请分析上面信息后回答：
（1）你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是 。
（2）设计装置C的目的是 。
（3）实验中两次用到装置A，其目的分别是 。
（4）做乙图所示实验时，看到的现象是 ，有同学认为该现象不足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，他提出：可以向混合后的溶液中加入 ，若产生明显现象，即可证明二氧化碳与氢氧化钠确实发生了反应。
（5）从微观角度分析，甲、乙、丙三个实验中，实验 （填实验序号）中的OH﹣没有真正参与反应。
将甲、乙、丙中的无色溶液均倒入洁净的废液缸，发现废液明显变浑浊且呈红色，同学们很好奇，于是接着进行了下面的拓展学习与探究。
【提出问题】使废液变成红色的物质是什么？
【做出猜想】
（6）猜想一：只有Na2CO3
猜想二：只有NaOH
猜想三：NaOH和Na2CO3
猜想四：
你认为以上猜想中，不合理的是哪个并说明理由 。
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。
【设计并进行实验】
（7）静置一段时间后，取少量废液缸中的上层红色清液于试管中，加入过量CaCl2溶液，观察现象。
①有白色沉淀生成，上层清液仍为红色，由此证明了猜想 成立。
②若无沉淀生成，溶液呈红色，由此证明猜想二成立。
【实验反思】
（8）同学们认为上述实验②的结论不严密，原因是 。
【答案】（1）H2O、CO2、H2和CO 。
（2）除去水煤气中的二氧化碳 。
（3） 第一次使用装置A目的是验证水煤气中水蒸气的存在 、 第二次使用装置A目的是检验水煤气中是否含有氢气 。
（4） 气球体积变大 。 氯化钙溶液
（5） 丙
【做出猜想】
（6） NaOH和Ca（OH）2
一，因为反应生成了氢氧化钠，氢氧化钠显碱性能使酚酞变红 。
① 三 。
【实验反思】
（8） NaOH和Ca（OH）2中加入过量CaCl2溶液，也出现无沉淀生成，溶液呈红色 。
【解析】解：（1）水能使白色硫酸铜变蓝，先通过无水硫酸铜是检验是否含有水的；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，再通过石灰水是检验是否含有二氧化碳的；再通过氢氧化钠是除去原来的二氧化碳气体，通过浓硫酸是除去原来的水蒸气，通过氧化铜是检验是否含有还原性气体，再通过无水硫酸铜，是看是否有水生成，因为氢气还原氧化铜生成铜和水，所以是为了检验是否有氢气的；最后通过澄清石灰水是看有没有二氧化碳生成，由于一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，所以是为了检验是否含有一氧化碳，验证水煤气中各成分的顺序依次是H2O、CO2、H2、CO；
（2）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以氢氧化钠的目的是吸收二氧化碳，排除对一氧化碳检验的干扰；
（3）前面的装置A是为了检验是否有水生成，后面的装置A是为了检验是否有水生成，从而确定是否有氢气存在；
（4）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，集气瓶中二氧化碳被消耗，压强变小，小气球的体积变大，做乙图所示实验时，看到的现象是小气球体积变大，有同学认为该现象不足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，他提出：可以向混合后的溶液中加入氯化钙溶液，若溶液变浑浊，说明氢氧化钠与二氧化碳发生化学反应；
（5）从微观角度分析，甲、乙、丙三个实验中，实验丙中的OH﹣没有真正参与反应，因为稀盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水，氢氧根参与反应，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，氢氧根参与反应，碳酸钠和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，氢氧根没有参与反应；
（6）猜想一：只有Na2CO3
猜想二：只有NaOH
猜想三：NaOH和Na2CO3
猜想四：NaOH和Ca（OH）2
你认为以上猜想中，不合理的是哪个并说明理由猜想一，因为将甲、乙、丙中的无色溶液均倒入洁净的废液缸，发现废液明显变浑浊可知：丙中剩余氢氧化钙与一中的碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，氢氧化钠能使酚酞溶液变红，所以猜想一不合理；
（7）静置一段时间后，取少量废液缸中的上层红色清液于试管中，加入过量CaCl2溶液，观察现象。
①有白色沉淀生成，上层清液仍为红色，由此证明了猜想三成立，碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，取少量废液缸中的上层红色清液于试管中，加入过量CaCl2溶液，有白色沉淀生成。说明含有碳酸钠；静置后，发现试管中的上层清液仍为红色，说明溶液呈碱性，说明含有氢氧化钠，由此证明了猜想；
②若无沉淀生成，溶液呈红色，由此证明猜想二成立；
（8）同学们认为上述实验②的结论不严密，原因是NaOH和Ca（OH）2溶液都显碱性，加入过量CaCl2溶液，也出现无沉淀生成，溶液呈红色，此时猜想四也成立。
（1）H2O、CO2、H2和CO；
（2）除去水煤气中的二氧化碳；
（3）第一次使用装置A目的是验证水煤气中水蒸气的存在；第二次使用装置A目的是检验水煤气中是否含有氢气；
（4）气球体积变大；氯化钙溶液；
（5）丙；
（6）NaOH和Ca（OH）2；一，因为反应生成了氢氧化钠，氢氧化钠显碱性能使酚酞变红；
（7）三；
（8）NaOH和Ca（OH）2中加入过量CaCl2溶液，也出现无沉淀生成，溶液呈红色。
7．（2022 蓬江区校级二模）某化学兴趣小组为探究氢氧化钠的化学性质，取三支装有适量氢氧化钠溶液的试管，进行了如下实验：
试管编号 1 2 3
加入试剂 先加入无色酚酞溶液，再加入稀盐酸 通入二氧化碳气体 加入氯化铁溶液
实验现象 溶液先变为 色，后变为无色 无明显现象 有 产生
试管3中发生反应的化学方程式为 。
【实验探究1】化学兴趣小组的同学对试管1中反应后溶液中的溶质进一步探究。
【提出问题】反应后溶液中的溶质（除酚酞外）是什么？
【作出猜想】
猜想一：NaCl；
猜想二： ；
猜想三：NaCl、NaOH。
小刚同学认为猜想三一定错误，原因是 。
【进行实验】为了验证其他猜想，小刚同学设计了如下实验：
实验操作 实验现象 实验结论
取少量反应后溶液于试管中，加入碳酸钠溶液 有气泡产生 猜想 成立
【反思与拓展】根据所学知识，下列物质中的 （填序号）也能验证上述猜想是否正确。
A.无色酚酞溶液
B.氢氧化铜
C.氧化铁
【实验探究2】为验证试管2中是否发生了化学反应，兴趣小组同学将CO2持续通入到一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测得反应过程中溶液的pH和温度随时间的变化曲线如图所示。
已知：本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5，图1中B点溶液中的溶质是 ，图2中EF段温度变化的原因是 。
【反思感悟】对于现象不明显的化学反应，可以通过现代化技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。
【答案】红；红褐色沉淀；FeCl3+3NaOH＝Fe（OH）3↓+3NaCl；
[作出猜想] ：NaCl、HCl；溶液最终为无色，说明溶液中一定没有NaOH；
[进行实验]： 二；
[反思与拓展]：BC。
[实验探究2]：Na2CO3；CO2与NaOH溶液反应放热。
【解析】解：氢氧化钠溶液呈碱性，能使无色的酚酞溶液变红。氢氧化钠与氯化铁反应会生成红褐色的氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为：FeCl3+3NaOH＝Fe（OH）3↓+3NaCl，故答案为：红；红褐色沉淀；FeCl3+3NaOH＝Fe（OH）3↓+3NaCl；
[作出猜想]向氢氧化钠溶液中加入盐酸，可能有三种情况：盐酸过量、氢氧化钠过量或恰好完全反应，故猜想二是：NaCl、HCl，但根据试管1中的现象：溶液最后变为无色，说明反应结束后溶液呈中性或酸性，无色酚酞溶液在中性或酸性溶液中不变色，即说明溶液中一定不含氢氧化钠，猜想三一定错误，故答案为：NaCl、HCl；溶液最终为无色，说明溶液中一定没有NaOH；
[进行实验]向溶液中加入碳酸钠溶液中，观察到有气泡产生，说明溶液中一定含有盐酸，盐酸与碳酸钠反应生成了二氧化碳气体，证明猜想二成立，故答案为：二；
[反思与拓展]若溶液中含有盐酸，则加入氢氧化铜和氧化铁固体时，由于两物质均会与盐酸反应，固体会溶解，无色酚酞溶液在酸性和中性时都是无色的，铜不与盐酸反应，故答案为：BC。
[实验探究2]已知Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。图1中B点溶液中的pH是11，故该点对应溶液中的溶质是碳酸钠。图2中EF段温度升高是因为二氧化碳与氢氧化钠溶液反应过程中会放出热量，故答案为：Na2CO3；CO2与NaOH溶液反应放热。
8．（2022 镇江模拟）兴趣小组同学将CaO投入一定量的Na2CO3溶液中，搅拌、过滤、洗涤、干燥后得到固体A和溶液B，并对固体A和溶液B进行探究。
上述实验中发生的反应有：①CaO+H2O＝Ca（OH）2；② （写化学方程式）。
Ⅰ.固体A成分的探究：
【猜想】①固体A中只有CaCO3；
②固体A中含有CaCO3和Ca（OH）2；含有Ca（OH）2的理由是 。
【实验1】取固体A于试管中加一定量的水，振荡、静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液， （填实验现象），猜想②不成立。
Ⅱ.溶液B的成分探究：
【猜想】①溶液B中的溶质是NaOH；
②溶液B中的溶质是 ；
③溶液B中的溶质是NaOH和Na2CO3。
【实验2】取少量溶液B于试管中，滴加 溶液，产生白色沉淀，证明猜想③正确。
【应用】资料：Ca与H2O反应生成Ca（OH）2和H2
①Ca与一定量的Na2CO3溶液反应的化学方程式 。
②取CaO和Ca的混合物1.0g，加入到足量的Na2CO3溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、干燥。称得CaCO3质量为2.4g，则该混合物中CaO的质量分数为 %。
【答案】Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；
Ⅰ.猜想：氢氧化钙微溶于水；
实验1：无明显现象；
Ⅱ.猜想：NaOH和Ca（OH）2；
实验2：氯化钡溶液等；
应用：①Ca+2H2O+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH+H2↑。
②14。
【解析】解：碳酸钠可以和生成的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，化学方程式为Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH，故答案为：Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；
Ⅰ.猜想：②因为氢氧化钙微溶于水，如剩余氢氧化钙较多则无法全部溶解，所以固体A中可能有氢氧化钙，故答案为：氢氧化钙微溶于水；
实验1：猜想②不成立，则只含有碳酸钙，碳酸钙难溶于水，则相当于向水中滴加酚酞溶液，所以现象是无明显现象，故答案为：无明显现象；
Ⅱ.猜想：氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠，可能有氢氧化钙或碳酸钠剩余，所以猜想②溶液B中的溶质是NaOH和Ca（OH）2，故答案为：NaOH和Ca（OH）2；
实验2：证明猜想③正确，则含有碳酸钠，碳酸钠和氯化钙、氯化钡等反应会产生白色沉淀，考虑加入氯化钙可能形成微溶于水的氢氧化钙，所以加入氯化钡等可溶性钡盐溶液，故答案为：氯化钡溶液等；
应用：①钙和水反应生成氢氧化钙和氢气，氢氧化钙可以和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，所以钙和碳酸钠、水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和氢气，化学方程式为：Ca+2H2O+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH+H2↑。
②质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，2.4gCaCO3中钙元素的质量为2.4g×＝0.96g，所以混合物中含有氧元素的质量为1g﹣0.96g＝0.04g，则有氧化钙的质量为0.04g＝0.14g，所以该混合物中CaO的质量分数为，故答案为：14。
9．（2022 安宁市二模）某校化学兴趣小组将铜块加入到盛稀H2SO4溶液的试管中，铜块不溶解，不发生化学反应。再向此试管中加入KNO3溶液，发现铜块逐渐溶解，有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，最后铜块完全溶解，变成蓝色溶液。
【提出问题】
（1）铜块与什么物质发生了化学反应，产生的气体是氢气吗？
小军同学认为产生的气体一定不是氢气，你认为他作出此判断的合理理由是 。
（2）稀H2SO4溶液加入KNO3溶液后，溶液中存在四种离子和 种分子，请写出分子的化学式 。
（3）四种离子可能组合形成的化合物有四种，分别是H2SO4，KNO3，HNO3，请写出第四种化合物的化学式 。
【查阅资料】他们通过查阅资料知道：NO是一种无色气体，与空气接触后生成红棕色的NO2气体。
【提出猜想】
猜想一：铜块与KNO3溶液发生了化学反应；
猜想二：铜块与K2SO4溶液发生了化学反应；
猜想三：铜块与 溶液发生了化学反应。
【设计实验】
实验步骤 实验现象 解释或结论
①将铜块加入到KNO3溶液中。 铜块不溶解 说明猜想一是错误的
②将铜块加入到 溶液中 铜块不溶解 说明猜想二是错误的
③将铜块加入到稀HNO3溶液中 铜块溶解，有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，溶液变成蓝色 说明猜想三是正确的
【实验结论】猜想三成立。已知铜与稀HNO3反应，反应物的化学计量数之比为3：8，生成物的三种化合物中有一种是硝酸盐，请写出反应的化学方程式 。
【答案】提出问题：（1）氢气与空气接触后不会产生红棕色气体；
（2）一；H2O；
（3）K2SO4；
提出猜想：硝酸；
设计实验：3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。
【解析】解：提出问题：（1）产生的气体一定不是 H2，因为氢气与空气接触后不会产生红棕色的气体；故答案为：氢气与空气接触后不会产生红棕色气体；
（2）稀H2SO4溶液加入KNO3溶液后，溶液中存在四种离子和一种分子，该分子是H2O，故答案为：一；H2O；
（3）H2SO4溶液解离出H+和SO42﹣，KNO3溶液解离出K+、NO3﹣；四种离子可能随机组合形成的化合物有四种，分别是H2SO4，KNO3，HNO3，K2SO4，故答案为：K2SO4；
提出猜想：由于铜块与硫酸不反应，根据其他猜想，可推出猜想三：Cu块与硝酸溶液发生了化学反应；故答案为：硝酸；
设计实验：②将Cu块加入到K2SO4溶液中，铜块不溶解，说明猜想二是错误的；故答案为：K2SO4；
实验结论：由实验现象可得，该反应有NO产生，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，该反应还有水产生，铜与稀HNO3反应，反应物的化学计量数之比为3：8，生成物的三种化合物中有一种是硝酸盐，该硝酸盐为硫酸铜，故该反应的化学方程式为3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；故答案为：3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。
10．（2022 亭湖区校级二模）化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。
（1）我国古代人民积累了许多对物质变化的认识。早在战国时期，《周礼 考工记》中载有“涑帛”的方法，即利用“灰”（草木灰，主要成分为K2CO3）和“蜃”（贝壳灰，主要成分为CaO）混合加水所得溶液来洗涤丝帛时，会与丝表面附着的丝胶蛋白发生反应，生成物可用水冲去，从而可把丝洗得干脆亮丽。化学小组对“混合加水所得溶液”的成分进行了探究。
【实验过程】如图1所示
【反应原理】如图1所示，步骤I的反应会 （“放出”或“吸收”）热量，步骤Ⅱ的化学方程式为
。
【提出问题】小组同学将烧杯丙中混合物过滤后得到澄清溶液，所得溶液中含哪溶质？
【作出猜想】
猜想Ⅰ：含有KOH；猜想Ⅱ：含有KOH、K2CO3；猜想Ⅲ：含有KOH和Ca（OH）2；猜想Ⅳ：含有KOH、Ca（OH）2和K2CO3。
无需实验验证分析就可知道猜想 Ⅳ （填序号）肯定错误，理由 。
【查阅资料】K2CO3溶液显碱性。
【实验验证】
实验步骤 现象 实验结论
取过滤后的溶液各少许，分装在两支试管里 （1）甲同学：向第一支试管里滴加足量稀盐酸 无明显现象 甲同学认为猜想Ⅱ错误
（2）乙同学：向第二支试管里通入二氧化碳气体 乙同学认为猜想Ⅲ正确
【讨论交流】有同学提出他可以选用其他试剂，也能证明猜想Ⅲ正确。你认为他选择的试剂是 。
A.K2CO3
B.CaCO3
C.稀硫酸
D.Na2CO3
【定量分析】取上述溶液100g（含KOH、Ca（OH）2的混合溶液）于烧杯中，向混合液中缓慢通入CO2气体（气体的溶解忽略不计），生成沉淀的质量与通入CO2气体的质量关系如图2所示，请根据信息回答问题：
已知：2KOH+CO2＝K2CO3+H2O，K2CO3+CO2+H2O＝2KHCO3，CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2【注：Ca（HCO3）2易溶于水，20℃时，溶解度为16.6g】
①在此实验中，图像A点时容器内物质为 。
其质量m为 g。
②原溶液中Ca（OH）2溶质质量分数为 。
【拓展延伸】将鲜鸭蛋浸入草木灰与石灰乳的混合物中，一段时间后就制得了皮蛋。食用皮蛋时口感发涩源于其中含有的碱性物质，可以加入适量厨房里的 使其口味更佳。
【答案】【反应原理】放出；K2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2KOH；
【作出猜想】Ⅳ；碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，不能共存；
【实验验证】澄清石灰水变浑浊；
【交流谈论】AD；
【定量分析】①碳酸钙、氢氧化钾；0.1g；
②0.074%；
【拓展延伸】食醋。
【解析】解：【反应原理】步骤Ⅰ中，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，放出热量，步骤Ⅱ中，碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，反应的化学方程式为：K2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2KOH；故答案为：放出；K2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2KOH；
【作出猜想】碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，不能共存，故猜想Ⅳ错误；故答案为：Ⅳ；碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，不能共存；
【实验验证】乙同学认为猜想Ⅲ正确，则含有氢氧化钙，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此向第二支试管里通入二氧化碳气体，会观察到澄清石灰水变浑浊；故答案为：澄清石灰水变浑浊；
【交流谈论】碳酸根离子与钙离子可以结合成白色碳酸钙沉淀，因此可以选用碳酸钠和碳酸钾，也能证明猜想Ⅲ正确；故选：AD；
【定量分析】①根据Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O，2KOH+CO2＝K2CO3+H2O，K2CO3+CO2+H2O＝2KHCO3，CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2，由图象可知，OA段为二氧化碳与氢氧化钙反应，AB段为二氧化碳与氢氧化钾反应，BC段为CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2，故A点时容器内物质为碳酸钙、氢氧化钾；由Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O可知，44份二氧化碳可以与74份氢氧化钙生成沉淀碳酸钙100份，故0.044g可以与0.074g氢氧化钙反应生成0.1g碳酸钙沉淀；故m＝0.1g，故答案为：碳酸钙、氢氧化钾；0.1g；
②根据以上分析，原溶液中Ca（OH）2溶质质量分数为：×100%＝0.074%；故答案为：0.074%；
【拓展延伸】将鲜鸭蛋浸入草木灰与石灰乳的混合物中，一段时间后就制得了皮蛋。食用皮蛋时口感发涩源于其中含有的碱性物质，可以加入适量厨房里的食醋使其口味更佳；故答案为：食醋。
三、固体成分的探究
11．（2023 石家庄模拟）某兴趣小组探究镁与稀盐酸的反应。
（1）实验前，要用砂纸打磨镁条的目的是 。
（2）将打磨后的镁条放入稀盐酸中，一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。
【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质？
【查阅资料】Mg（OH）2受热分解生成MgO和H2O；变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色；碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]不溶于水，受热易分解生成MgO和HCl气体。
【提出假设】甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl2，你认为原因是 。
乙同学认为灰白色沉淀中可能含有：
猜想Ⅰ：Mg；
猜想Ⅱ：Mg（OH）Cl；
猜想Ⅲ：Mg（OH）2。
【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后，分别置于编号为①②③的试管中。
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 向试管①中加入适量 （填物质名称） 沉淀消失无气泡产生 猜想Ⅰ不成立
实验2 加热试管②，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条置于试管口 滤纸条变红 猜想Ⅱ
实验3 加热试管③，将产生的气体通过变色硅胶 变色硅胶 猜想Ⅲ成立
【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈 性，生成HCl气体的原因是 。（用化学方程式表示）。
【答案】（1）除去表面的氧化物。
（2）【提出假设】稀盐酸；成立；由蓝色变为粉红色。
【讨论分析】酸；Mg（OH）ClMgO+HCl↑。
【解析】解：（1）镁的化学性质比较活泼，能和空气中的氧气反应生成氧化镁，覆盖在表面，实验前，用砂纸打磨镁条的目的是除去表面的氧化物。
故答案为：除去表面的氧化物。
（2）【提出假设】氯化镁易溶于水；
【实验探究】金属可以与酸反应生成氢气，向试管①中加入适量稀盐酸；沉淀消失无气泡产生，说明固体中不含有镁；
碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]受热易分解生成MgO和HCl气体，反应生成的氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸能使石蕊试液变红色；
Mg（OH）2受热分解生成MgO和H2O，变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色；加热试管③，变色硅胶由蓝色变为粉红色，说明反应生成水；
故答案为：稀盐酸；成立；由蓝色变为粉红色。
【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈酸性，生成HCl气体的原因：加热时Mg（OH）Cl分解生成MgO和HCl，反应的化学方程式：Mg（OH）ClMgO+HCl↑。
故填：酸；Mg（OH）ClMgO+HCl↑。
12．（2022 岳麓区校级二模）将一段去除氧化镁的镁条放入一定量的盐酸中，有气泡产生，充分反应后静置，发现试管中有白色沉淀产生。为探究白色沉淀的成分，某中学九年级化学兴趣小组同学在老师的指导下进行如下实验：
试管（盛有等体积等浓度的盐酸） ① ② ③ ④
镁条质量（g） 1 1.5 2 2.5
实验现象 快速反应，试管发热，镁条全部消失
白色沉淀量（恢复至20℃） 无 少量 较多 很多
【得出结论】（1）镁条与盐酸反应产生白色沉淀的量与 有关。
【提出问题】白色沉淀是什么物质？
【猜想与假设】
甲：白色沉淀可能是碳酸镁
乙：白色沉淀可能是生成的氯化镁增多析出的晶体
丙：白色沉淀可能是剩余的镁
丁：白色沉淀可能是氢氧化镁
（2）其他同学认为甲的猜想是错误的，原因是 。
【实验验证】
序号 操作步骤 实验现象 结论
1 取第一份白色不溶物于试管中，加入蒸馏水，振荡 （3） 乙同学猜想不成立
2 取第二份白色不溶物于试管中，加入稀盐酸 没有气泡冒出 （4）
3 （5）取第三份白色不溶物于试管中， ①白色沉淀全溶解 ②又出现白色沉淀 ①丁同学猜想不成立 ②白色不溶物一定含氯元素
（6）在老师的帮助下，同学们得出白色沉淀物是Mg2（OH）2Cl2，发生的反应的化学方程式为2Mg+2HCl+2H2O＝Mg2（OH）2Cl2+2H2↑，若要镁恰好和稀盐酸完全反应生成白色沉淀物，m（Mg）：m（HCl）＝ 。（化为最简整数比）
【答案】（1）镁条质量；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，稀盐酸溶液和镁条的组成元素中不含碳元素；
（3）白色固体不溶解；
（4）丙同学的猜想不成立；
（5）先向试管中滴加稀硝酸，再加入几滴硝酸银溶液；
（6）48：73。
【解析】解：（1）根据实验数据可知，随着镁条质量的增加，白色沉淀质量增加，故镁条与盐酸反应产生白色沉淀的量与镁条质量有关；故答案为：镁条质量；
（2）根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类守恒，稀盐酸溶液和镁条的组成元素中不含碳元素，因此白色沉淀物一定不是碳酸镁；故答案为：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，稀盐酸溶液和镁条的组成元素中不含碳元素；
（3）若白色沉淀为析出的氯化镁晶体，加入蒸馏水后会发生溶解现象，根据实验结论可推知实验现象为白色固体不溶解；故答案为：白色固体不溶解；
（4）镁与稀盐酸反应会生成氢气，若加入稀盐酸未观察到气泡，说明白色沉淀不是镁，故丙同学的猜想不成立；故答案为：丙同学的猜想不成立；
（5）氢氧化镁能与酸反应生成盐和水，根据实验现象和结论可知，实验操作过程有含氯元素的物质参与了反应产生了新的白色沉淀，故加入的物质应为硝酸和硝酸银溶液，因此实验操作过程应为取第三份白色不溶物于试管中，先向试管中滴加稀硝酸，再加入几滴硝酸银溶液；故答案为：先向试管中滴加稀硝酸，再加入几滴硝酸银溶液；
（6）根据产生沉淀的化学方程式2Mg+2HCl+2H2O＝Mg2（OH）2Cl2+2H2↑可知，镁与盐酸恰好完全反应的质量比为（2×24）：（2×36.5）＝48：73，故答案为：48：73。
13．（2022 越秀区校级模拟）学校兴趣小组同学看到有如下文献报道：
在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。同学们对此开展了如下探究。
设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
（1）实验室制取氢气的化学方程式为 。
（2）氧化钙在实验过程中可能发生反应的化学方程式是 。
（3）取反应后的红色固体加入盛有氨水的烧杯中，不断搅拌，观察到 ，证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：经历H2+2CuOCuO+H2O，H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且两个反应同时进行。为验证上述假设，同学们称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图2所示。
（4）在加热的条件下用氢气还原0.6000g的CuO，最多能得到 g的Cu2O。
（5）小红结合上述计算结果和图2进行分析后，认为上述假设合理。她判断“两个反应同时进行”的依据是
。
【答案】（1） Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；
CaO+H2O＝Ca（OH）2；
固体减少，溶液变蓝；
0.3218；
氧化铜完全转化为氧化亚铜时生成的氧化亚铜质量0.54g大于0.3218g，说明氧化铜未完全转化为Cu2O时，Cu2O就开始转化为其他物质，即两个反应同时进行。
【解析】解：（1）实验室用锌与稀硫酸制取氢气，该反应的化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；故答案为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；
（2）稀硫酸中含有水，故生成的氢气可能含有水蒸气导入到U型管中，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，故化学方程式为：CaO+H2O＝Ca（OH）2；故答案为：CaO+H2O＝Ca（OH）2；
（3）氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液，根据结论是固体产物有Cu2O，故推知现象是：固体减少，溶液变蓝；故答案为：固体减少，溶液变蓝；
（4）在第5分钟时生成的氧化亚铜质量最大，故最多生成的氧化亚铜质量是0.3218g，故答案为：0.3218；
（5）设氧化铜完全转化为氧化亚铜，生成氧化亚铜的质量为x
H2+2CuOCu2O+H2O
160 144
0.6000g x
，x＝0.54g
由0.5g＞0.3218g，说明说明氧化铜未完全转化为Cu2O时，Cu2O就开始转化为其他物质即两个反应同时进行，故答案为：氧化铜完全转化为氧化亚铜时生成的氧化亚铜质量0.54g大于0.3218g，说明氧化铜未完全转化为Cu2O时，Cu2O就开始转化为其他物质，即两个反应同时进行。
14．（2022 兖州区一模）请回答下列问题。
（1）化学是一门以实验为基础的科学，化学小组的同学利用如图装置进行实验探究，结合装置回答下列问题：
①实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，可选用的收集装置是 （填装置序号）。
②下列制取气体的反应可选用装置A的是 （填序号）。
a.二氧化锰与浓盐酸加热制取Cl2
b.大理石与稀盐酸制取CO2
c.加热氯酸钾与二氧化锰制取O2
d.锌粒与稀硫酸制取H2
③硫化氢（H2S）气体有毒，密度比空气大，溶于水形成酸，能在空气中燃烧生成SO2和水。实验室用块状硫化亚铁（FeS）和稀硫酸发生复分解反应制取H2S，该反应的化学方程式是 ，应选用的发生装置是 ，该实验需要对剩余的硫化氢气体进行尾气处理，下列方法正确的是 （填序号）。
a.用稀硫酸吸收
b.用氢氧化钠溶液吸收
c.点燃
（2）小华同学通过阅读课外资料得知，潜水艇中常用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂，有关反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。于是他用如图所示装置来制取CO2并验证其与Na2O2的反应：
①装置B的作用 。
②反应一段时间后，装置E中收集到的气体 。
③反应后装置C硬质玻璃管中固体的成分是什么？小华为此又进行了如下探究：
【猜想与假设】猜想一：Na2CO3；猜想二：Na2CO3和Na2O2；猜想三：Na2CO3和NaOH，你认为还可能是： 。
【设计实验】
实验操作 实验现象 实验结论
第一步：取少量样品于试管中，加入足量的水，振荡 固体完全溶解，无气体产生 样品中一定没有
第二步：取少量实验①所得溶液于另一试管中，加入过量的BaCl2溶液，振荡 有白色沉淀 猜想三正确
第三步：取少量实验②所得上层清液于另一试管中，加入 溶液，振荡
【答案】（1）①C或E；
②c。
③FeS+H2SO4＝FeSO4+H2S↑；B；
b。
（2）①除去CO2气体中混有少量的HCl气体；
②氧气；
③猜想与假设：
Na2O2、NaOH和Na2CO3；
[设计实验]
第一步：过氧化钠；
第三步：氯化镁；白色沉淀生成。
【解析】解（1）①因为氧气的密度比空气大，用向上排空气法收集；不易溶于水，也可以用排水法收集，所以收集装置选：C或E；故答案为：C或E；
②装置A中试管口略向下倾斜，且用到酒精灯加热，所以使用A装置制备气体时所用药品为固态，反应发生需要加热。
a、制取氯气时加热浓盐酸和二氧化锰的混合物，浓盐酸为液体药品，属于固液加热型反应，故不能选用A装置，故a错误；
b、制取二氧化碳时用大理石和稀盐酸，用到了液体药品且不需要加热，故不能选用A装置，故b错误；
c、制取O2时用氯酸钾和二氧化锰，所用药品都为固态且需要加热，故能选用A装置，故c正确；
d、制取H2时用稀硫酸和锌在常温下反应，其中稀硫酸属于液体药品，故不能选用A装置，故d错误；
故答案为：c。
③实验室用块状硫化亚铁（FeS）和稀硫酸发生复分解反应制取H2S，就是硫化亚铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和硫化氢气体，反应方程式是：FeS+H2SO4＝FeSO4+H2S↑；用块状硫化亚铁和稀硫酸反应制取硫化氢气体，所用药品为固液混合物且不需要加热，故发生装置选B；故答案为：FeS+H2SO4＝FeSO4+H2S↑；B；
a、硫化氢气体溶于水形成酸，不能与酸反应，所以不能用稀硫酸来吸收硫化氢气体，故a错误；
b、硫化氢能与碱反应，故选用碱溶液来吸收，可以用氢氧化钠溶液来吸收硫化氢气体，故b正确；
c、硫化氢气体在空气中燃烧，但仍会产生有毒的二氧化硫气体，所以不能用点燃的方法来处理硫化氢气体，故c错误；
故答案为：b。
（2）①由于盐酸具有挥发性，所以会使制得的CO2气体中混有少量的HCl气体。氯化氢溶于水形成盐酸，可与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，故B的作用是除去CO2气体中混有少量的HCl气体；故答案为：除去CO2气体中混有少量的HCl气体；
②CO2和Na2O2反应产生O2，带出的水蒸气与Na2O2反应产生O2且反应剩余的CO2会被D中的NaOH溶液吸收，剩下的气体主要是O2，因此E中收集到的气体主要是O2；故答案为：氧气；
③猜想与假设：
因CO2与Na2O2反应，固体中一定有Na2CO3；若气体中夹杂的水与Na2O2反应，则有NaOH；氢氧化钠也能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。若Na2O2过量，则有Na2O2；故猜想三：Na2O2、NaOH和Na2CO3；故答案为：Na2O2、NaOH和Na2CO3；
[设计实验]
第一步：根据实验操作第一步取少量样品于试管中，加入足量的水，振荡，固体完全溶解，无气泡产生。可说明C中没有过氧化钠了，因为过氧化钠和水反应放出氧气；故答案为：过氧化钠；
第三步：取少量实验第一步所得溶液于另一试管中，加入过量的BaCl2溶液，振荡，结果有白色沉淀出现，发生的反应方程式是Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl，可证实含有碳酸钠。则第三步需要证明氢氧化钠是否存在，氢氧化钠可以和氯化镁等反应生成氢氧化镁沉淀，所以可以滴加氯化镁溶液振荡，有白色沉淀生成则有氢氧化钠存在，有碳酸钠和氢氧化钠，无过氧化钠，猜想三成立，故答案为：氯化镁；白色沉淀生成。
15．（2022 天河区校级一模）已知：FeC2O4 nH2O加热至300℃完全失去结晶水，继续加热至400℃，剩余固体又变成黑色，黑色固体为铁的氧化物，同时生成气体。为确定分解产物及n的值，设计了如图所示实验。实验时先打开弹簧夹a、b，鼓入一段时间氮气，然后关闭a，加热热分解装置。
资料1：无水硫酸铜是白色固体，遇水变蓝；浓硫酸具有吸水性。
资料2：FeO是一种黑色固体，在空气中不稳定，易被氧化。
【实验设计】
【实验分析】
（1）实验过程中观察到：A中白色固体变蓝，证明产物有 ；B中石灰水变浑浊，证明产物有CO2；D中 （填实验现象），证明产物有CO。
（2）上述实验装置不足之处是 。
（3）为进一步探究加热至400℃时固体产物的成分，另取1.80gFeC2O4 nH2O重新实验，测得热分解装置中固体质量随温度变化如图所示。
①FeC2O4 nH2O中n的值为 。
②AB段发生反应的化学方程式 。
③将B点物质在空气中继续加热至500℃得到C点物质，BC段发生反应的化学方程式为 。
【答案】（1）水；黑色固体逐渐变红；
（2）没有进行尾气处理；
（3）①2；②偏小； ③FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑；④4FeO+O22Fe2O3。
【解析】解：（1）实验过程中观察到：A中白色固体变蓝，证明产物有水；B中石灰水变浑浊，证明产物有CO2；产物有CO，D中氧化铜与一氧化碳在加热条件下生成铜和二氧化碳，故D中黑色固体逐渐变红；
（2）装置中有一氧化碳，一氧化碳有毒，不能排到空气中，防止污染空气，故上述实验装置不足之处是没有进行尾气处理。
（3）①结晶水质量为：1.80g﹣1.44g＝0.36g
FeC2O4 nH2O＝FeC2O4+nH2O
144 18n
1.44g 0.36g
n＝2
②B点分解生成的铁的氧化物中，铁元素质量：1.44g×＝0.56g，氧元素质量：0.72g﹣0.56g＝0.16g，铁的氧化物中铁原子、氧原子个数比：：＝1：1，即分解生成的铁的氧化物是氧化亚铁，化学式为FeO。曲线中A至B发生反应的化学方程式为：FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑；
③B点铁元素质量为0.56g，根据质量守恒定律，C点铁元素质量也为0.56g，氧元素质量为0.80g﹣0.56g＝0.24g，铁的氧化物中铁原子、氧原子个数比：：＝2：3，将氧化亚铁在空气中继续加热至500℃得到氧化铁，BC段发生反应的化学方程式为4FeO+O22Fe2O3。
1实验探究02 生成物质成分的探究
气体成分的探究
1．（2022 惠阳区二模）（1）东汉王充的《论衡 乱龙篇》中记载：“阳燧（铜镜）取火于天。五月丙午日中之时，消炼五色石为器，乃能取火”，此过程将太阳能转化为 ，体现了燃烧应满足的条件是 。
（2）某化学研究小组对蜡烛（主要由碳、氢元素组成）燃烧进行了如下探究。
设计图1所示实验，锥形瓶中发生反应的化学方程式为 ，请推测靠近三通管 （填“上口”或“下口”）的火柴火焰熄灭，理由是 。
（3）据媒体报道某家长带小孩在下水道井盖小孔上点燃鞭炮后，投入下水道内，发生爆炸。同学们对此很好奇并要探究某下水道的气体的成分。
【猜想】I.含有可燃性气体CO；Ⅱ.含有可燃性气体CH4；Ⅲ.含有可燃性气体CO和CH4；
【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将矿泉水瓶倒转，使水倒出，将瓶提到井口迅速盖好瓶盖备用，该方法是 法收集气体。
【进行实验】
步骤 实验操作 实验现象 结论
① 导出瓶中气体，通过装有氢氧化钠溶液的洗气瓶再通过装有浓硫酸的洗气瓶 目的是除去二氧化碳等酸性气体、水蒸气
② 将步骤①的气体导出点燃 a.用干燥且冷的烧杯罩在火焰上方 b.用内壁附有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方 a.烧杯内壁 b.烧杯内壁变浑浊 a.证明该气体中一定含有氢元素 b.证明该气体中一定含有 元素
【作出判断】根据上述实验现象，甲同学认为猜想Ⅲ正确，而乙同学认为甲的判断不严谨。因为还有一个猜想也有相同的现象，如需进一步确认还应检验 的存在。
2．（2022 二道区校级二模）在浓硫酸催化作用下，固体草酸（H2C2O4）受热分解生成水和碳的氧化物，某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物的种类进行了如下探究。
【提出问题】生成物中有哪几种碳的氧化物？
【进行猜想】猜想1：只有CO；猜想2：只有CO2；猜想3：同时含有CO和CO2。
【设计】基于猜想3，兴趣小组同学设计了如图装置：
【信息提供】
①氢氧化钠溶液能很好地吸收二氧化碳。
②浓硫酸是实验室里一种常用的干燥剂，能干燥某些气体。
【实验探究】
（1）实验过程中观察到装置A中澄清石灰水变浑浊，证明有 气体。该反应的化学方程式为 。
（2）如果发现C中澄清石灰水不变浑浊，E装置中黑色粉末变成 ，F中澄清石灰水 ，证明有CO气体。
（3）装置的最后那盏酒精灯从满足燃烧条件上看是 。
【结论】通过探究证明：猜想3成立。草酸分解的化学方程式是 。
（4）若E装置变化前后质量减轻了1.6g，则分解的草酸的质量一定远远大于 g。
3．（2022 东坡区模拟）2022年1月30日，东坡区人民政府再次倡导春节期间禁止燃放烟花爆竹，提倡“绿色”过年。某化学兴趣小组的同学针对烟花展开了如下探究：
探究一：了解烟花颜色的原理
【查阅资料】烟花是在火药（主要成分为硫磺、炭粉、硝酸钾等）中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会放出五彩缤纷的火花。
所含金属元素 钠 钾 钙 铜 钡
呈现颜色 黄 浅紫 砖红 绿 黄绿
【交流讨论】若在烟花燃放时呈现 色的火焰，则可能是加入了硝酸铜。
探究二：探究燃放烟花爆竹对空气的污染
【提出问题】烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体？
【查阅资料】
①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫磺，有的还含氯酸钾。
②SO2不但能使澄清石灰水变浑浊，而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2。
【作出猜想】小明猜想是 ；小红猜想是SO2；小玥猜想是SO2和CO2。
【实验探究】兴趣小组的同学设计了如图所示的装置（假设实验中每步反应均完全进行），并对实验现象和结论进行下列推测：
实验现象 实验结论
推测① 装置A、B中溶液不褪色， 装置C中澄清石灰水变浑浊 小明猜想正确
推测② 小红猜想正确
推测③ 小玥猜想正确
【反思评价】
（1）若小玥的猜想正确，则装置C中发生反应的化学方程式为 。
（2）A、C装置的顺序能否交换并说明理由 。
【知识拓展】我们将有元素化合价发生变化的反应叫做氧化还原反应，反应中化合价升高的物质叫做还原剂，化合价降低的物质叫氧化剂。黑火药爆炸就是发生了氧化还原反应，其反应方程式为：S+3C+2KNO3 K2S+3CO2↑+N2↑。则在该反应中的氧化剂是（填化学式） 。
4．（2022 肇源县二模）某小组对教材木炭还原氧化铜实验进行探究。
（1）实验一：改进实验装置如图1所示，先加热炭粉，一段时间后将酒精灯移至CuO处加热，酒精灯上加网罩的目的是 ；请写出将酒精灯移至CuO处加热发生反应的化学方程式 。
（2）实验二：为探究木炭与氧化铜反应的气体产物有哪些，该小组同学展开如下探究。
【猜想假设】猜想1：CO2；猜想2：CO；猜想3：CO2和CO；
【设计实验】小组同学按如图2装置进行实验。实验过程中不断向装置内通入氮气的目的是 ；观察到B处石灰水变浑浊，则有 生成，B2处观察到 现象，则有CO生成。
（3）实验三：数字传感器探究木炭与氧化铜反应的气体产物
实验小组将C和CuO粉末按照不同的质量比置于充满氦气的密闭容器内反应，并用CO2和CO传感器测得各气体的量随时间的变化曲线如图3所示：
①从环保角度考虑，该实验中CuO与C的最佳质量比为 。
②根据理论计算，CuO与C反应既有CO2生成，也有CO生成，则参加反应的CuO与C的质量比n的范围是 。
5．（2022 宁波模拟）小金在学习甲烷的性质时，发现甲烷与氢气在性质上有许多相似之处，如密度比空气小，难溶于水，具有可燃性等。氢气具有还原性，那么甲烷是否也具有还原性呢？
【建立假设】小金猜测甲烷有还原性，并对甲烷还原氧化铜的产物提出了下列假设：
假设1：Cu、CO2、H2O；
假设2：Cu、CO、H2O；
假设3：Cu、CO、CO2、H2O
【设计实验】为了确定产物，小金设计了如下装置：
已知装置B、C、D、E中分别盛有浓硫酸、无水硫酸铜、碱石灰、澄清石灰水
①分别称量装置A、B、D的质量；
②持续通入CH4；
③加热装置A，使其充分反应；
④停止加热，继续通入CH4至冷却到室温；
⑤再次分别称量装置A、B、D的质量。
实验过程中通入甲烷的作用各不相同，停止加热后继续通入甲烷的作用是 。
老师提醒小金该实验还缺少 装置，存在安全隐患，小金随即修改实验方案。
【进行实验】小金按照正确的步骤进行实验，并记录了实验现象和数据。
①装置A中的黑色粉末变红；装置C中白色粉末不变色；装置E中石灰水不变浑浊。
②称量数据如表所示：
A中玻璃管（含药品）质量 装置B的质量 装置D的质量
反应前 150.0g 156.6g 256.8g
反应后 146.8g 158.4g 259.0g
【实验结论】
甲烷 （选填“具有”或“不具有”）还原性，CH4与CuO充分反应后的产物是 。
二、溶液成分的探究
6．（2023 任城区校级一模）实验—：水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气。某课题组同学为验证水煤气的成分，做了以下准备：
（一）资料收集：
①H2+CuOCu+H2O
②CO+CuOCu+CO2
③无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
（二）设计实验装置：
请分析上面信息后回答：
（1）你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是 。
（2）设计装置C的目的是 。
（3）实验中两次用到装置A，其目的分别是 。
（4）做乙图所示实验时，看到的现象是 ，有同学认为该现象不足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，他提出：可以向混合后的溶液中加入 ，若产生明显现象，即可证明二氧化碳与氢氧化钠确实发生了反应。
（5）从微观角度分析，甲、乙、丙三个实验中，实验 （填实验序号）中的OH﹣没有真正参与反应。
将甲、乙、丙中的无色溶液均倒入洁净的废液缸，发现废液明显变浑浊且呈红色，同学们很好奇，于是接着进行了下面的拓展学习与探究。
【提出问题】使废液变成红色的物质是什么？
【做出猜想】
（6）猜想一：只有Na2CO3
猜想二：只有NaOH
猜想三：NaOH和Na2CO3
猜想四：
你认为以上猜想中，不合理的是哪个并说明理由 。
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。
【设计并进行实验】
（7）静置一段时间后，取少量废液缸中的上层红色清液于试管中，加入过量CaCl2溶液，观察现象。
①有白色沉淀生成，上层清液仍为红色，由此证明了猜想 成立。
②若无沉淀生成，溶液呈红色，由此证明猜想二成立。
【实验反思】
（8）同学们认为上述实验②的结论不严密，原因是 。
7．（2022 蓬江区校级二模）某化学兴趣小组为探究氢氧化钠的化学性质，取三支装有适量氢氧化钠溶液的试管，进行了如下实验：
试管编号 1 2 3
加入试剂 先加入无色酚酞溶液，再加入稀盐酸 通入二氧化碳气体 加入氯化铁溶液
实验现象 溶液先变为 色，后变为无色 无明显现象 有 产生
试管3中发生反应的化学方程式为 。
【实验探究1】化学兴趣小组的同学对试管1中反应后溶液中的溶质进一步探究。
【提出问题】反应后溶液中的溶质（除酚酞外）是什么？
【作出猜想】
猜想一：NaCl；
猜想二： ；
猜想三：NaCl、NaOH。
小刚同学认为猜想三一定错误，原因是 。
【进行实验】为了验证其他猜想，小刚同学设计了如下实验：
实验操作 实验现象 实验结论
取少量反应后溶液于试管中，加入碳酸钠溶液 有气泡产生 猜想 成立
【反思与拓展】根据所学知识，下列物质中的 （填序号）也能验证上述猜想是否正确。
A.无色酚酞溶液
B.氢氧化铜
C.氧化铁
【实验探究2】为验证试管2中是否发生了化学反应，兴趣小组同学将CO2持续通入到一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测得反应过程中溶液的pH和温度随时间的变化曲线如图所示。
已知：本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5，图1中B点溶液中的溶质是 ，图2中EF段温度变化的原因是 。
【反思感悟】对于现象不明显的化学反应，可以通过现代化技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。
8．（2022 镇江模拟）兴趣小组同学将CaO投入一定量的Na2CO3溶液中，搅拌、过滤、洗涤、干燥后得到固体A和溶液B，并对固体A和溶液B进行探究。
上述实验中发生的反应有：①CaO+H2O＝Ca（OH）2；② （写化学方程式）。
Ⅰ.固体A成分的探究：
【猜想】①固体A中只有CaCO3；
②固体A中含有CaCO3和Ca（OH）2；含有Ca（OH）2的理由是 。
【实验1】取固体A于试管中加一定量的水，振荡、静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液， （填实验现象），猜想②不成立。
Ⅱ.溶液B的成分探究：
【猜想】①溶液B中的溶质是NaOH；
②溶液B中的溶质是 ；
③溶液B中的溶质是NaOH和Na2CO3。
【实验2】取少量溶液B于试管中，滴加 溶液，产生白色沉淀，证明猜想③正确。
【应用】资料：Ca与H2O反应生成Ca（OH）2和H2
①Ca与一定量的Na2CO3溶液反应的化学方程式 。
②取CaO和Ca的混合物1.0g，加入到足量的Na2CO3溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、干燥。称得CaCO3质量为2.4g，则该混合物中CaO的质量分数为 %。
9．（2022 安宁市二模）某校化学兴趣小组将铜块加入到盛稀H2SO4溶液的试管中，铜块不溶解，不发生化学反应。再向此试管中加入KNO3溶液，发现铜块逐渐溶解，有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，最后铜块完全溶解，变成蓝色溶液。
【提出问题】
（1）铜块与什么物质发生了化学反应，产生的气体是氢气吗？
小军同学认为产生的气体一定不是氢气，你认为他作出此判断的合理理由是 。
（2）稀H2SO4溶液加入KNO3溶液后，溶液中存在四种离子和 种分子，请写出分子的化学式 。
（3）四种离子可能组合形成的化合物有四种，分别是H2SO4，KNO3，HNO3，请写出第四种化合物的化学式 。
【查阅资料】他们通过查阅资料知道：NO是一种无色气体，与空气接触后生成红棕色的NO2气体。
【提出猜想】
猜想一：铜块与KNO3溶液发生了化学反应；
猜想二：铜块与K2SO4溶液发生了化学反应；
猜想三：铜块与 溶液发生了化学反应。
【设计实验】
实验步骤 实验现象 解释或结论
①将铜块加入到KNO3溶液中。 铜块不溶解 说明猜想一是错误的
②将铜块加入到 溶液中 铜块不溶解 说明猜想二是错误的
③将铜块加入到稀HNO3溶液中 铜块溶解，有无色气体产生，该气体与空气接触后变成红棕色的气体，溶液变成蓝色 说明猜想三是正确的
【实验结论】猜想三成立。已知铜与稀HNO3反应，反应物的化学计量数之比为3：8，生成物的三种化合物中有一种是硝酸盐，请写出反应的化学方程式 。
10．（2022 亭湖区校级二模）化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。
（1）我国古代人民积累了许多对物质变化的认识。早在战国时期，《周礼 考工记》中载有“涑帛”的方法，即利用“灰”（草木灰，主要成分为K2CO3）和“蜃”（贝壳灰，主要成分为CaO）混合加水所得溶液来洗涤丝帛时，会与丝表面附着的丝胶蛋白发生反应，生成物可用水冲去，从而可把丝洗得干脆亮丽。化学小组对“混合加水所得溶液”的成分进行了探究。
【实验过程】如图1所示
【反应原理】如图1所示，步骤I的反应会 （“放出”或“吸收”）热量，步骤Ⅱ的化学方程式为
。
【提出问题】小组同学将烧杯丙中混合物过滤后得到澄清溶液，所得溶液中含哪溶质？
【作出猜想】
猜想Ⅰ：含有KOH；猜想Ⅱ：含有KOH、K2CO3；猜想Ⅲ：含有KOH和Ca（OH）2；猜想Ⅳ：含有KOH、Ca（OH）2和K2CO3。
无需实验验证分析就可知道猜想 Ⅳ （填序号）肯定错误，理由 。
【查阅资料】K2CO3溶液显碱性。
【实验验证】
实验步骤 现象 实验结论
取过滤后的溶液各少许，分装在两支试管里 （1）甲同学：向第一支试管里滴加足量稀盐酸 无明显现象 甲同学认为猜想Ⅱ错误
（2）乙同学：向第二支试管里通入二氧化碳气体 乙同学认为猜想Ⅲ正确
【讨论交流】有同学提出他可以选用其他试剂，也能证明猜想Ⅲ正确。你认为他选择的试剂是 。
A.K2CO3
B.CaCO3
C.稀硫酸
D.Na2CO3
【定量分析】取上述溶液100g（含KOH、Ca（OH）2的混合溶液）于烧杯中，向混合液中缓慢通入CO2气体（气体的溶解忽略不计），生成沉淀的质量与通入CO2气体的质量关系如图2所示，请根据信息回答问题：
已知：2KOH+CO2＝K2CO3+H2O，K2CO3+CO2+H2O＝2KHCO3，CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2【注：Ca（HCO3）2易溶于水，20℃时，溶解度为16.6g】
①在此实验中，图像A点时容器内物质为 。
其质量m为 g。
②原溶液中Ca（OH）2溶质质量分数为 。
【拓展延伸】将鲜鸭蛋浸入草木灰与石灰乳的混合物中，一段时间后就制得了皮蛋。食用皮蛋时口感发涩源于其中含有的碱性物质，可以加入适量厨房里的 使其口味更佳。
三、固体成分的探究
11．（2023 石家庄模拟）某兴趣小组探究镁与稀盐酸的反应。
（1）实验前，要用砂纸打磨镁条的目的是 。
（2）将打磨后的镁条放入稀盐酸中，一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。
【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质？
【查阅资料】Mg（OH）2受热分解生成MgO和H2O；变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色；碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]不溶于水，受热易分解生成MgO和HCl气体。
【提出假设】甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl2，你认为原因是 。
乙同学认为灰白色沉淀中可能含有：
猜想Ⅰ：Mg；
猜想Ⅱ：Mg（OH）Cl；
猜想Ⅲ：Mg（OH）2。
【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后，分别置于编号为①②③的试管中。
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 向试管①中加入适量 （填物质名称） 沉淀消失无气泡产生 猜想Ⅰ不成立
实验2 加热试管②，并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条置于试管口 滤纸条变红 猜想Ⅱ
实验3 加热试管③，将产生的气体通过变色硅胶 变色硅胶 猜想Ⅲ成立
【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈 性，生成HCl气体的原因是 。（用化学方程式表示）。
12．（2022 岳麓区校级二模）将一段去除氧化镁的镁条放入一定量的盐酸中，有气泡产生，充分反应后静置，发现试管中有白色沉淀产生。为探究白色沉淀的成分，某中学九年级化学兴趣小组同学在老师的指导下进行如下实验：
试管（盛有等体积等浓度的盐酸） ① ② ③ ④
镁条质量（g） 1 1.5 2 2.5
实验现象 快速反应，试管发热，镁条全部消失
白色沉淀量（恢复至20℃） 无 少量 较多 很多
【得出结论】（1）镁条与盐酸反应产生白色沉淀的量与 有关。
【提出问题】白色沉淀是什么物质？
【猜想与假设】
甲：白色沉淀可能是碳酸镁
乙：白色沉淀可能是生成的氯化镁增多析出的晶体
丙：白色沉淀可能是剩余的镁
丁：白色沉淀可能是氢氧化镁
（2）其他同学认为甲的猜想是错误的，原因是 。
【实验验证】
序号 操作步骤 实验现象 结论
1 取第一份白色不溶物于试管中，加入蒸馏水，振荡 （3） 乙同学猜想不成立
2 取第二份白色不溶物于试管中，加入稀盐酸 没有气泡冒出 （4）
3 （5）取第三份白色不溶物于试管中， ①白色沉淀全溶解 ②又出现白色沉淀 ①丁同学猜想不成立 ②白色不溶物一定含氯元素
（6）在老师的帮助下，同学们得出白色沉淀物是Mg2（OH）2Cl2，发生的反应的化学方程式为2Mg+2HCl+2H2O＝Mg2（OH）2Cl2+2H2↑，若要镁恰好和稀盐酸完全反应生成白色沉淀物，m（Mg）：m（HCl）＝ 。（化为最简整数比）
13．（2022 越秀区校级模拟）学校兴趣小组同学看到有如下文献报道：
在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。同学们对此开展了如下探究。
设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
（1）实验室制取氢气的化学方程式为 。
（2）氧化钙在实验过程中可能发生反应的化学方程式是 。
（3）取反应后的红色固体加入盛有氨水的烧杯中，不断搅拌，观察到 ，证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：经历H2+2CuOCuO+H2O，H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且两个反应同时进行。为验证上述假设，同学们称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图2所示。
（4）在加热的条件下用氢气还原0.6000g的CuO，最多能得到 g的Cu2O。
（5）小红结合上述计算结果和图2进行分析后，认为上述假设合理。她判断“两个反应同时进行”的依据是
。
14．（2022 兖州区一模）请回答下列问题。
（1）化学是一门以实验为基础的科学，化学小组的同学利用如图装置进行实验探究，结合装置回答下列问题：
①实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，可选用的收集装置是 （填装置序号）。
②下列制取气体的反应可选用装置A的是 （填序号）。
a.二氧化锰与浓盐酸加热制取Cl2
b.大理石与稀盐酸制取CO2
c.加热氯酸钾与二氧化锰制取O2
d.锌粒与稀硫酸制取H2
③硫化氢（H2S）气体有毒，密度比空气大，溶于水形成酸，能在空气中燃烧生成SO2和水。实验室用块状硫化亚铁（FeS）和稀硫酸发生复分解反应制取H2S，该反应的化学方程式是 ，应选用的发生装置是 ，该实验需要对剩余的硫化氢气体进行尾气处理，下列方法正确的是 （填序号）。
a.用稀硫酸吸收
b.用氢氧化钠溶液吸收
c.点燃
（2）小华同学通过阅读课外资料得知，潜水艇中常用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂，有关反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。于是他用如图所示装置来制取CO2并验证其与Na2O2的反应：
①装置B的作用 。
②反应一段时间后，装置E中收集到的气体 。
③反应后装置C硬质玻璃管中固体的成分是什么？小华为此又进行了如下探究：
【猜想与假设】猜想一：Na2CO3；猜想二：Na2CO3和Na2O2；猜想三：Na2CO3和NaOH，你认为还可能是： 。
【设计实验】
实验操作 实验现象 实验结论
第一步：取少量样品于试管中，加入足量的水，振荡 固体完全溶解，无气体产生 样品中一定没有
第二步：取少量实验①所得溶液于另一试管中，加入过量的BaCl2溶液，振荡 有白色沉淀 猜想三正确
第三步：取少量实验②所得上层清液于另一试管中，加入 溶液，振荡
15．（2022 天河区校级一模）已知：FeC2O4 nH2O加热至300℃完全失去结晶水，继续加热至400℃，剩余固体又变成黑色，黑色固体为铁的氧化物，同时生成气体。为确定分解产物及n的值，设计了如图所示实验。实验时先打开弹簧夹a、b，鼓入一段时间氮气，然后关闭a，加热热分解装置。
资料1：无水硫酸铜是白色固体，遇水变蓝；浓硫酸具有吸水性。
资料2：FeO是一种黑色固体，在空气中不稳定，易被氧化。
【实验设计】
【实验分析】
（1）实验过程中观察到：A中白色固体变蓝，证明产物有 ；B中石灰水变浑浊，证明产物有CO2；D中 （填实验现象），证明产物有CO。
（2）上述实验装置不足之处是 。
（3）为进一步探究加热至400℃时固体产物的成分，另取1.80gFeC2O4 nH2O重新实验，测得热分解装置中固体质量随温度变化如图所示。
①FeC2O4 nH2O中n的值为 。
②AB段发生反应的化学方程式 。
③将B点物质在空气中继续加热至500℃得到C点物质，BC段发生反应的化学方程式为 。
1
