专题05 科学探究与化学实验
命题点一 测定空气里氧气含量的探究
1．（2022 武汉）某学习小组仿照拉姆塞发现稀有气体的实验原理，用如图所示装置测定空气中氧气的质量分数，并制备少量氮化镁。（碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，装置气密性良好，夹持装置已略去，忽略气体密度变化）
已知：①点燃或加热时，镁与氮气反应生成氮化镁固体（其中氮元素为﹣3价）。
②装置丁内收集到气体的密度为ρg/mL。
部分实验步骤：
Ⅰ．装入药品，连接装置，点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气。
Ⅱ．点燃丙处酒精灯，继续通入一段时间空气。
Ⅲ．停止通入空气，熄灭酒精灯，冷却至室温。
实验测得数据：装置甲、丙硬质玻璃管内固体质量分别增加m1g、m2g；装置乙质量增加m3g；最终装置戊量筒里水的体积为VmL。
回答问题：
（1）空气中能供给呼吸的气体是 （填化学式）。
（2）装置甲硬质玻璃管内观察到的实验现象是 。
（3）装置丙硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
（4）步骤Ⅰ中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是 。
（5）空气中氧气的质量分数为 （用m1、m2、m3、ρ、V的代数式表示）。
命题点二 制取气体的反应原理的探究
2．（2023 苏州）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ.实验室用图﹣1所示装置制取并收集氧气。
（1）用MnO2作催化剂，KClO3加热分解得到O2和KCl。该反应的化学方程式为 。
（2）装置中仪器X的名称为 。收集干燥氧气应选取的收集装置为 （选填字母）。
（3）搭建如图﹣2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 （选填“K1”、“K2”或“K3”）处的螺丝，待调整后再拧紧。
（4）实验结束时，下列两步操作中先进行的是 （填序号）。
a.移走并熄灭仪器X
b.断开试管与洗气瓶之间的连接
Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2。
②H2O2可以将KI转化为I2。
（5）制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。
A剂 B剂 平均供氧量（毫升/分钟） 供氧时间（分钟）
配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15
配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25
配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15
①A剂的成分是 。
②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 。
（6）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验：
①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 。
②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为
。
③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加 溶液，溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。
命题点三 质量守恒定律的实验探究
3．（2023 泸州）老师组织同学们对质量守恒定律进行了实验探究。回答相关问题：
（1）第1组设计甲图的实验方案，用电子秤称量，读取加入盐酸前后的质量。反应的化学方程式为 ，比较读数发现反应前后的质量并不相等，其原因是 。
（2）第2小组设计了乙图方案，以解决第1小组遇到的问题。但有同学认为会产生误差，他的理由是气球膨胀后不可忽略 的影响。老师肯定了该同学勇于质疑、精益求精的科学精神。
（3）第3小组善于创新，设计了丙图方案，既达成本实验目的，还可以测定空气中氧气的含量。
①连接好装置后，打开弹簧夹，推或拉注射器活塞，松开手后活塞回到原位，说明气密性 （选填“好”或“不好”）。
②关闭弹簧夹，记录注射器初始读数，强光引燃白磷，冷却后打开弹簧夹。为保证锥形瓶内氧气完全反应，实验应采取的措施是 （任答1点）；实验中需要测定的数据是锥形瓶（含导管）的容积、 。
命题点四 金属活动性的探究
4．（2023 烟台）垃圾是放错地方的资源，城市的废旧电器是一座“金属矿山”，某废旧电器中含有锌、铜、镍（Ni）三种金属，兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍，做了如下的探究。
已知：硫酸镍（化学式NiSO4）能溶于水。
实验一：探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序，提出了以下猜想。
猜想一：Zn＞Ni＞Cu；猜想二：Zn＞Cu＞Ni；猜想三： 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验，请完成实验报告。
实验步骤 实验现象 解释与结论
取三支试管，分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。 锌片表面产生的气泡较快；镍片表面产生的气泡较慢；铜片无明显现象。 猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验二：从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 。步骤②中生成C的化学方程式是 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 （答1条）。
命题点五 探究酸碱的主要性质
5．（2023 盘锦）氢氧化钙在生产和生活中有广泛的用途。某化学兴趣小组的同学对Ca（OH）2的制备、性质、用途等开展项目式学习。
【资料一】部分物质的溶解性表（室温）
阳离子阴离子 OH﹣ Cl﹣
Na+ 溶 溶 溶
Ca2+ 微 溶 不
说明：“溶”表示那种物质可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水。
【资料二】CaCl2溶液显中性。
任务一 了解Ca（OH）2的制备
（1）Ca（OH）2可由生石灰和水反应制得，此反应 （填“吸热”或“放热”）。
任务二 检验Ca（OH）2的性质
小组同学设计如图所示实验：
（2）甲中Ca（OH）2溶液变浑浊，证明呼出气体中含有 。
（3）同学们观察到乙中固体几乎不溶解，丙中固体完全消失。对比乙、丙实验现象得出的结论是 。
（4）在图丁所示实验中：
步骤一：将注射器内的液体全部注入A中，软塑料瓶变瘪。小新认为此现象可证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。小刚认为小新的说法不正确，小刚的理由是 。
步骤二：打开弹簧夹K后，B中液体流入A中，可观察到的现象是 ，写出发生反应的化学方程式 。
（5）实验结束后，同学们将甲、乙、丙、丁中的物质倒入同一废液缸中，得到白色固体和红色溶液。请你写出处理该废液的方法： 。
任务三 了解Ca（OH）2的用途
（6）Ca（OH）2具有广泛应用。下列属于Ca（OH）2用途的是 。
A.用石灰浆粉刷墙壁 B.用作食品干燥剂
C.配制农药波尔多液 D.改良酸性土壤
命题点六 药品是否变质的探究
6．（2023 阜新）某校化学兴趣小组同学想检验实验室内一瓶久置的NaOH固体是否变质。
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性
【提出问题】NaOH固体是否变质？
【猜想假设】
猜想一：没有变质，成分全部为NaOH。
猜想二：发生变质，成分为 （写化学式）。猜想的依据是 。
【实验活动1】甲组同学设计并进行了如表一所示实验。
表一：
实验操作 实验现象 实验结论
取少量NaOH样品于试管中加水配成溶液，再向其中加入过量稀盐酸，观察。 猜想二正确
该实验中一定发生的反应，其化学方程式为 。
【实验活动2】乙组同学为了证明该NaOH样品变质程度，设计了如下实验方案并进行实验。
取少量固体样品于烧杯中加水充分溶解后，向其中滴加过量氯化钡溶液至沉淀完全，过滤，取少许滤液于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，观察到无色酚酞溶液 ，证明NaOH样品发生了部分变质。
【实验活动3】丙组同学设计了新的实验方案并利用乙组剩余的滤液进行表二所示实验。
表二：
实验操作 实验现象
（1）取少许滤液，滴加MgCl2溶液 产生白色沉淀
（2）取少许滤液，滴加CuSO4溶液 既有白色沉淀又有蓝色沉淀产生
（3）取少许滤液，通入CO2气体 产生白色沉淀
通过【实验活动3】证明该NaOH样品发生部分变质。
【总结提升】乙、丙两组同学通过实验证明NaOH样品发生部分变质的共同思路是 。
命题点七 缺失标签的药品成分的探究
7．（2022 赤峰）某农场有一袋标签已脱落的化肥，只知道它是NH4Cl、（NH4）2SO4、NH4HCO3和尿素[CO（NH2）2]中的一种。请你通过以下实验探究来确定它的成分
【提出猜想】猜想一：该化肥是NH4Cl
猜想二：该化肥是
猜想三：该化肥是NH4HCO3
猜想四：该化肥是尿素
【查阅资料】BaCl2溶液与碳酸氢铵不发生反应
【进行实验】
步骤 现象 结论
第一步：取少量样品在研钵中与熟石灰研磨 有刺激性气味的气体放出 猜想 不成立；
第二步：另取少量样品于试管中，加入适量的水振荡，然后滴加BaCl2溶液； 未见明显现象 猜想 不成立；
第三步：向第二步的试管中再滴加稀盐酸； 猜想三不成立。
【得出结论】猜想一正确，写出第一步中发生反应的化学方程式
。
【反思交流】
问题1：如图是某市售化肥（碳酸氢铵）包装袋上的标签，依据标签上的信息，推测碳酸氢铵具有的性质是 （写出一种即可）
问题2：化肥对提高农作物产量作用重大，效果明显。下列有关化肥及其施用的说法正确的是 （填字母序号）
A.硝酸钾是一种复合肥料
B.为提高作物产量，施用化肥越多越好
C.为增强肥效，将铵态氮肥和碱性肥料混合施用
D.不合理施用化肥会造成土壤、空气和水源等环境污染
命题点八 实验探究物质的性质或变化规律
8．（2023 东区）过氧化钠（Na2O2）可将人们呼出的CO2转化为O2，常用作特殊环境中的供氧剂。某课外活动小组设计了下列实验验证“CO2与Na2O2反应需要与水接触”。
【查阅资料】过氧化钠易与水、CO2、盐酸反应，化学方程式为：
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
2Na2O2+4HCl═4NaCl+O2↑+2H2O
Ⅰ．装置分析
（1）装置①中发生反应的化学方程式是 。
（2）装置②中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
（3）装置⑥中碱石灰的作用：一是避免空气中的二氧化碳、水蒸气进入④⑤，影响实验结论；二是 。
Ⅱ．进行实验
步骤1：打开K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞缓缓加入盐酸，将带火星的木条放在a处，木条不复燃。
步骤2：打开K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞缓缓加入盐酸，将带火星的木条放在a处，木条复燃。
Ⅲ．实验反思
（4）有同学提出：“步骤2实验不足以证明氧气是二氧化碳与过氧化钠反应产生的。”其理由是 。
（5）为验证⑤中生成了Na2CO3，需要补充的实验操作是：取⑤中反应后的少量固体，加入稀盐酸至溶液呈酸性， 。
命题点九 探究金属锈蚀的条件
9．（2023 安徽）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
（2）铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究，一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
（3）B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
（4）ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是 ；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是 。
注意：若答对第（5）小题奖励3分，化学总得分不超过40分。
【拓展探究】
（5）为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。
①测量过程中要保持恒温，理由是 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。
命题点十 影响化学反应速率的因素探究
10．（2023 鞍山）《梦溪笔谈》中有关于湿法炼铜的描述，表明我国很早就开始利用硫酸铜。兴趣小组的同学开展了有关硫酸铜项目研究。
项目一：硫酸铜的性质
（1）硫酸铜是一种白色固体粉末，描述的是硫酸铜的 （填“物理”或“化学”）性质。
（2）将一根打磨过的铁丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中，反应一段时间后观察到的实验现象是 。
项目二：硫酸铜的用途
硫酸铜和石灰乳混合可以配制农业大常用的杀菌剂波尔多液，反应的化学方程式为
。
项目三；硫酸铜的制备
【查阅资料】制备硫酸铜的一种方案：Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O。
【进行实验】将反应物装入烧杯中，观察到如下现象：开始时有少量气泡，后来反应剧烈产生大量气泡，放出热量，溶液呈蓝色，该溶液即为硫酸铜溶液。
【提出疑问】实验中为什么有气体生成？同学们进行了如下探究。
项目四：实验异常现象探究
【查阅资料】制备硫酸铜过程中，H2O2发生了分解反应，生成的气体是 。
【提出问题】什么因素加快了H2O2分解？
【猜想与假设】
猜想一：生成的CuSO4；
猜想二：温度升高；
猜想三： 。
【实验探究】
【实验分析】
实验观察到的现象：实验一产生气泡；实验二无明显现象；实验三产生气泡；实验四快速产生气泡，对比实验一和实验二可以得出的结论是 。为了验证温度升高能加快H2O2的分解，甲同学的方案是实验二和实验三对比；乙同学的方案是实验一和实验四对比。你认为 同学的方案更严谨，理由是 。
【实验结论】猜想三正确。
命题点十一 实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素
11．（2023 日照）某校同学进行“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动，测定校园内空地的土壤酸碱度。甲、乙、丙、丁四个小组分别进行如下实验：
（1）取样。各小组按照要求，采集土壤样品。
（2）处理土壤样品。各小组分别用托盘天平称量18.0g土壤样品并放入烧杯中，用量筒量取90mL蒸馏水（水的密度可近似看作1g/cm3），倒入盛有土壤样品的烧杯中，用玻璃棒搅拌，使土壤充分溶解，静置一段时间后过滤，滤液待用。
①量取90mL水时选择的仪器是 （填“10”或“100”）mL量筒和 （填仪器名称）。
②溶解操作中玻璃棒的作用是 。
（3）测定pH。各小组分别用pH计测定（2）中所得滤液的pH，结果如表一所示：
表一：
组别 甲 乙 丙 丁
pH 5.6 6.2 5.6 5.7
（4）分析结果。同学们查阅资料，得知常见植物适宜生长的土壤pH如表二所示：
表二：
标号 A B C D
植物 葡萄 芹菜 杏树 樱桃
pH 6.3～7.5 6.3～7.6 6.5～8.5 5.6～7.0
根据（3）（4）信息判断这块空地适合种 （填标号）。
已知：芹菜营养丰富，具有预防心血管疾病的作用。若要在该空地种植芹菜，可用 （填化学式）改良该空地土壤。
（5）实验反思。乙组同学测定结果与其他三组比较相差较大，同学们进行实验反思。如图所示，下列操作可能会造成测定结果偏大的是 （填标号）。
命题点十二 实验探究物质的组成成分以及含量
12．（2023 广州）某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。
（1）制备CO的原理是：HCOOHCO↑+H2O（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 （填标号）。
（2）若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 。
（3）对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是
。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe。检验的操作和现象是：取样于试管中， 。
（4）该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图C。
①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。（填“400”“600”或“800”）
②图中：x＝ 。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： ═Fe3O4+ 。
一、反应后固体成分的猜想
1、判断固体成分，发生反应的气体、水、溶液中的溶质等不能列入猜想。
2、根据反应生成物和反应物是否过量的角度考虑，做出猜想。
3、根据质量守恒定律判断：即化学反应前后元素种类不变，做出猜想。
4、根据物质的颜色判断。如得到的是黑色固体，则一定没有红色的铜。
二、反应后气体成分的猜想
根据质量守恒定律判断：即化学反应前后元素种类不变。如反应物中没有碳元素，则生成物中不可能有二氧化碳。
比如混合物的成分是A.B.C中的两种或三种，则猜想为：
①混合物的成分是A、B。
②混合物的或分是A、C。
③混合物的成分是B、C。
④银合物的成分最A、B、C。
注：若猜想中存在再以反应的物质，则猜想不合理。
三、实验方案设计
1、基本要求
（1）科学性：实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。
（2）可行性：设计的实验方案要切实可行，所用药品、仪器、装置安全可靠。
（3）安全性：要尽量避免带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触。若无法避免接触有毒物质，则应采取防范措施，以防造成环境污染和人身伤害。如使用可燃性气体，实验前要验纯；进行有毒气体的实验时，应在通风橱中进行,并注意对尾气的处理等。
（4）简约性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显。
2、一般思路
（1）明确目的和原理——明确实验的目的、原理。
（2）选择仪器和药品——选择合理的化学仪器和药品。
（3）设计装置和步骤——设计出合理的实验装置和实验操作步骤。仪器的组装顺序一般为气体的制取、除杂、干燥、主体装置、实验产物的验证与尾气的处理。
（4）记录现象和数据——全面、及时而又准确地记录实验过程中的现象和数据。
（5）分析得出结论——根据实验观察的现象和记录的数据通过分析、计算、推理等，得出正确的结论。
3、常用方法
（1）对照实验设计:对照实验是实验设计中的一种基本方法,通过对照实验现象,有利于推理论证结论。
（2）控制变量法实验设计:某一实验结果常受多个变量因素的制约,为了研究其中某一个因素对实验结果产生的影响,采用控制变量法,对变量因素逐个进行实验,综合各个变量因素对实验结果的影响作出综合性判断。
四、交流讨论、拓展与思考
1、交流讨论
对试题中的猜想与假设、实验操作、实验现象以及结论等进行讨论交流，结合探究学习活动进行反思，可以从以下两个方面进行分析：
(1)科学可行
①实验原理是否正确、可行：
②实验操作步骤是否简单、科学；
③实验现象是否明显，易于观察、记录；
④实验结果是否与实验目的一致。
(2)“绿色化学”
①原料是否无毒无害；
②原料利用率以及生成物的产率是否较高；
③实验过程中是否对环境造成污染；
④实验过程是否安全。
实验设计应尽量避免选用有毒药品和具有一定危险性的操作，若必须选用，应在设计方案中给出明确提示和预防措施，避免危险发生。
2、拓展与思考
主要设问角度有：
(1)实验探究过程中的知识拓展或补充。
(2)探究结果的应用。
1．（2023 灯塔市一模）化学实验是学习化学的重要方法，下列实验不能达到相应目的的是（ ）
A．实验一可以验证浓硫酸具有腐蚀性
B．实验二可以验证硝酸铵固体溶解时吸热
C．实验三可以验证CO2与NaOH发生反应
D．实验四可用于验证质量守恒定律
2．（2024 乌鲁木齐一模）日常生活中常见的保鲜剂如图所示：
（1）酒精保鲜卡：常用于糕点类食品保鲜，酒精在灭菌保鲜时全过程肉眼不可见，说明酒精分子 。
（2）石灰干燥剂：常用于海苔、茶叶等食品保鲜，原理是吸收环境中的水分，进而阻止微生物生长，石灰干燥剂（有效成分是生石灰）与水的反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）铁粉脱氧保鲜剂：常用于干果、肉制品等食品保鲜。主要原理与铁生锈原理相同，即铁粉与
共同发生反应，从而抑制细菌生存。
（4）铁粉脱氧保鲜剂主要成分有铁粉、炭粉、氯化钠等，用该保鲜剂与盐酸反应，该反应的化学方程式为 ，该反应属于 反应。（填基本反应类型）
（5）生活中食品保鲜的方法还有 。（填一种即可）
3．（2024 福州模拟）学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
活动一 如图1所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2）加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。
用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
（1）反应仓中H2O2生成氧气的化学方程式为 ，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是 （填字母）。
A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成
（2）验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 。
（3）图1反应仓中“O2通道”相当于图2装置中的 （选填“c”或“d”）导管。
活动二 制作简易的家用制氧机
（4）除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： （写一条）。同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机（如图3），其中C瓶的作用相当于图1中的 仓。
（5）氧气能从图3瓶C中逸出，是因为氧气 。
4．（2024 鼓楼区校级模拟）化学反应千变万化，同学们进行了如下探究实验：
（1）探究中和反应是否发生，同学做了如图1四个实验，不能达到实验目的的是 （填字母序号）。
A．甲实验中，溶液仍为无色
B．乙实验，溶液由无色变为红色
C．丙实验中，溶液由红色变为无色
D．丁实验中，溶液由红色变为无色
（2）探究氢氧化钠与二氧化碳的反应，同学设计了如图2所示的装置。
①证明氢氧化钠与二氧化碳发生反应的实验现象为：B装置中有 产生。
②如图3表示NaOH溶液和CO2反应前后，溶液中存在的主要离子。代表钠离子。由图3可知，NaOH溶液与CO2反应的实质是：NaOH溶液中的 （填离子符号，下同）与CO2反应生成 和水分子。
（3）如图4所示装置实验。一段时间后观察到蜡烛熄灭，将反应后的装置密封放置数天后，发现铁钉表面出现了锈迹。下列有关说法正确的是 （填字母序号）。
A．蜡烛燃烧前，容器中氧气的质量分数约为21%
B．当铁钉不再锈蚀时，容器内气体均为二氧化碳
C．实验说明只要有氧气，蜡烛就可被点燃
D．由实验现象可知蜡烛燃烧会生成水
5．（2024 浦东新区二模）实验小组同学研究酸、碱、盐的化学性质，进行了以下实验：
A组： 在氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，测定溶液的pH变化。 B组： 将足量氢氧化钠溶液滴入装有m克二氧化碳的试管中。 C组： 在硫酸钠溶液中，滴加氯化钡溶液。
（1）A组实验发生的化学反应方程式为 。最终烧杯中溶液呈 。（选填“酸性”、“中性”、“碱性”）
（2）B组实验U型管中出现的现象是 ，该现象不足以证明氢氧化钠和二氧化碳发生反应，理由是 。
（3）C组实验发生的化学方程式为 。
（4）上述实验完成后，将B、C组反应后的上层清液全部倒入同一烧杯中，生成n克白色沉淀，过滤。请分析滤液中溶质成分可能有 种情况。n克白色沉淀中碳元素的质量与m克二氧化碳中碳元素的质量是否相等，说明理由 。
6．（2024 南岗区一模）分类、类比是学习化学常用的方法。
（1）影响化学反应速率的因素分为内在原因和外界原因。内在原因包括物质自身的化学性质等，外界原因包括温度、催化剂等。图中的实验① （填字母）是在探究影响化学反应速率的内在原因。通过图中的另外两个实验可知，影响化学反应速率的外界原因还有反应物的浓度和② 等。
A.
B.
C.
（2）Na2CO3溶液和NaHCO3溶液有一些相同的化学性质，例如 （填一种化学性质）。除该性质外，小南同学通过查阅资料发现，NaHCO3溶液也能与CaCl2溶液发生反应，反应如下：CaCl2+2NaHCO3═CaCO3↓+H2O+CO2↑+2NaCl。据此分析，能用CaCl2溶液区分NaHCO3溶液和Na2CO3溶液的具体原因是 。
7．（2024 张店区一模）ZB（硼酸锌）是常用的阻燃剂。已知：
Ⅰ.用硼酸（H3BO3）与ZnO、H2O合成ZB，ZB的组成会受温度等合成条件的影响。
Ⅱ.ZB受热，先释放出水；当温度高于350℃，生成ZnO和B2O3固体；继续升温到400℃以上，B2O3熔化为玻璃态物质。
（1）ZB能起阻燃作用的原因是 （写一种）。
（2）为研究温度对合成ZB组成的影响，研究小组在不同温度下制取ZB。实验如下表：
m（H3BO3）/g m（ZnO）/g （H2O）/mL t/℃
实验1 28 10 100 94
实验2 x 10 100 98
实验3 28 y 100 102
x、y分别为 、 。
（3）为检测102℃时合成的ZB含水的质量分数，某同学利用如图装置进行实验。
①需要不断通入干燥空气的目的是 。
②实验时，需要称量获得的数据有：ZB样品的质量、 的质量。
8．（2024 章丘区二模）用一氧化碳气体（含有少量二氧化碳和水蒸气）测定某铁的氧化物（FexOy）中Fe、O元素的组成比例，所选装置按“混合气体→D1→A→E→D2“的顺序连接（D1、D2为氢氧化钠溶液洗气瓶，实验前检验装置气密性，假设所发生的化学反应都充分反应）。进行实验并记录实验数据，如表所示：
装置编号 D1中溶液 A中浓硫酸 E中玻璃管内固体 D2中溶液
反应前质量 120g 100g 11.6g 150g
反应后质量 122.2g 101.8g 8.4g 158.8g
①该装置中，洗气瓶A的作用是 。
②请选择合理数据计算FexOy中x：y＝ （填最简整数比）。
③若没有连接D1装置，用E中玻璃管内固体来计算，则所得的x与y的比值与实际值比较将
（填“偏小”“偏大”“基本一致”之一）。
④写出上述D2中溶液中发生的化学方程式 。
9．（2024 碑林区校级二模）实验室有一瓶久置的氢氧化钠溶液，为探究其变质情况，小玥同学进行如图1实验：
已知：CaCl2溶液呈中性；CO2与CaCl2溶液不反应。
（1）请写出NaOH溶液变质的化学方程式 。
（2）溶液a呈红色，不能说明NaOH溶液变质，理由是 。
（3）“现象”是 ，说明NaOH溶液部分变质。
（4）NaOH溶液与CO2反应无明显现象，受到小玥思路的启发，小远设计了如图2所示的实验，可立即证明NaOH溶液能与CO2反应。X溶液中含有的2种溶质是 （填化学式）。
10．（2024 晋安区校级模拟）化学兴趣小组在完成“测定空气里氧气含量”（如图1）的实验后，欲对该实验可选用的药品进行继续探究，他们进行了如下实验：
[回顾旧知]
（1）红磷燃烧的化学方程式为 。
（2）该实验的原理：红磷燃烧消耗了空气中的氧气，瓶内的气压 减小 （填“增大”或“减小”），烧杯中的水倒吸进入瓶内，进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积。
（3） （填“能”或“不能”）用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，因为
。
（4）如果实验结果偏小，可能的原因有 （任写一点）。
[问题提出]有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时，红磷就无法继续燃烧因此通过上述实验，测量结果与理论值误差较大。
[实验改进]
Ⅰ．根据铁在空气中生锈的原理设计如图2所示实验装置，再次测定空气中氧气的含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ．测得实验数据如下表：
实验前的体积 实验后的体积
集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水
130.0mL 90.0mL 64.0mL
（5）铁在空气中发生缓慢氧化过程比较复杂，首先是铁与氧气、水发生化合反应生成氢氧化亚铁，写出该反应的化学方程式 。
（6）请计算出空气中氧气的体积分数 。
（7）与燃烧红磷法相比，该装置测定空气中氧气含量的优点是
。
【结论与反思】通过上述实验探究，选择铁粉、炭粉、氯化钠（NaCl）进行实验，可减小实验误差准确测量氧气的体积分数。
11．（2023 寻乌县模拟）某化学兴趣小组同学依据教材实验对化学反应前后物质的总质量变化进行了探究。
[实验装置设计]甲、乙、丙小组同学分别设计如图装置：
[步骤与探究]（1）甲组同学取一根打磨干净的细铁丝和一个石棉网，将它们一起放在托盘天平上用砝码平衡，取下铁丝，将铁丝放在充满氧气的集气瓶中点燃，燃烧结束并冷却至室温后，将所得的物质与石棉网一起再放回托盘天平上称量，天平指针向左偏转。铁丝燃烧的现象是：
。
（2）乙组同学取下烧杯并将其倾斜，使物质混合发生反应，待反应后再把烧杯放到天平上，可观察到天平指针 （填“向左偏转”、“向右偏转”或“指向中间”）。
（3）丙组同学将过氧化氢溶液挤入锥形瓶中发生反应。通过观察实验过程中天平指针的现象，得出的结论是参加化学反应的各物质的质量总和 （填“大于”、“等于”或“小于”）反应后生成的各物质的质量总和。写出装置中发生反应的化学方程式 。
[实验分析]（4）三组同学经过讨论分析，认为丙组的实验结论是正确的，请从原子的角度解释
。
[反思与交流]（5）通过甲、乙、丙小组实验的探究，你得到的启示是利用有气体生成或参加的反应进行探究质量守恒定律的实验时，反应应在 容器中进行。
12．（2024 昭阳区模拟）金属锡（Sn）是人类发现最早且应用于生产的金属之一，锡器常用于茶叶、鲜花等物品的保鲜。某兴趣小组围绕金属锡展开探究，请回答下列问题。
【探究一】锡的冶炼
（1）《天工开物》中记载了锡的冶炼方法。锡砂中的SnO2和木炭高温条件下反应生成锡和二氧化碳。炼锡时关键的一步是“点铅勾锡”，即在锡中加入少量铅形成合金，更易熔化流出，原因是 。
【探究二】锡的金属活动性顺序
（2）小组同学为探究铜、锡与锌的金属活动性顺序，设计了表格所示实验（金属片均已打磨，且形状大小相同，试管中所用5%的稀盐酸体积相同）。
【实验记录与分析】
实验一 实验二 实验三
实验操作
实验现象 产生气泡，速率较快 无明显现象 产生气泡，速率较慢
实验结论 铜、锡、锌的金属活动性由强到弱的顺序为 。
【反思评价】探究以上三种金属的活动性顺序，除利用金属与酸溶液的反应外，还可选用的一组药品是 锡片、ZnCl2 溶液和 CuCl2 溶液 （限定实验药品：锌片、铜片、锡片、ZnCl2溶液、CuCl2溶液、SnCl2溶液）。
【拓展应用】古代锡器常用来饮酒喝茶，很少装酸汤（含乳酸等有机酸），原因是 。
【探究三】锡的回收
某废铜线中主要含有铜和锡（Sn），采用如图流程回收金属铜和锡。
（3）将废铜线预先粉碎的目的是 。
（4）写出步骤①中反应的化学方程式 。
13．（2024 福州模拟）实验室有一瓶标签残缺并且瓶盖没有完全密封的无色溶液（如图），化学小组的同学经过询问老师后知道是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液，为确认瓶中溶液的溶质成分，并判断是否变质，化学小组的同学进行了如下的探究活动：
【查阅资料】Ⅰ.BaCl2溶液呈中性；
Ⅱ.常温下，有关物质的溶解度如下表：
物质 NaCl NaOH Na2CO3 NaHCO3
常温下的溶解度/g 36 109 21.5 9.6
（1）从上表可知，同学们认为该瓶溶液的溶质一定不是NaHCO3，因为
。
【进行实验】
（2）取少量样品，测得溶液的pH大于7，则该瓶溶液中的溶质一定不是 （填化学名称）。
（3）同学们另取样品继续进行实验，实验过程如图所示：
①写出生成白色沉淀A的化学方程式 。
②通过实验现象可以判断该瓶无色溶液中含有的溶质有 。
【获得结论】
（4）实验完成后，最终得到的结论：该瓶溶液原来的溶质是 且已经变质。变质的原因是（用化学方程式表示） 。
（5）【拓展应用】
①下列试剂能替代图2实验中的无色酚酞试液，通过相应的现象也能达到实验目的的是 。（填序号）
A.CuCl2 B.HNO3 C.CO2 D.CuO
②要除去氢氧化钠溶液中混有的少量碳酸钠杂质，可选择滴加适量的 （填序号）。
A.Ba（OH）2溶液 B.BaCl2溶液 C.CaCl2溶液 D.稀盐酸
14．（2024 太谷区模拟）在一次研学活动中，校科技小组的同学发现某沿海城市一小区围墙铁艺栏杆锈蚀严重，于是围绕“铁艺栏杆锈蚀”这一主题展开了项目式学习。
任务一：交流铁艺栏杆锈蚀的条件及防护
【查阅资料】铁艺栏杆为钢铁制品。钢铁被广泛应用于交通运输、机械设备、建筑等领域，据统计，每年全球的钢铁产量达数十亿吨，因锈蚀而损失的钢铁量占全年生产量的。
【小组交流】钢铁锈蚀的条件是 。
任务二：探究铁艺栏杆锈蚀严重的原因
【信息检索】沿海地区空气湿度大，盐雾含量高，盐雾的主要成分为氯化钠。
【进行实验】小组同学用图1所示的装置进行实验，实验数据如图2所示。
【分析讨论】通过对比图2中曲线，可以得出的结论是 。
任务三：探究该城市空气中是否含有氯化钠
【实验准备】用图3所示的装置采样。一端连接抽气泵抽气，空气从另一端进入水中，一段时间后，取出装置中溶液备用。
【教师指导】
①灼烧含钠的物质会产生黄色火焰。
②AgCl为既不溶于水，也不溶于硝酸的白色沉淀。
【进行实验】为证明该城市空气中含有氯化钠，小组同学设计如下方案，并进行实验。
实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ.用洁净的铁丝蘸取该溶液、放到火焰上灼烧 火焰为黄色 含有 （填离子符号）
Ⅱ.取少量该溶液于试管中，滴加几滴稀硝酸和 产生白色沉淀 含有Cl﹣
【反思评价】
（1）该沿海城市空气中含有氯化钠。
（2）采集空气样品时，抽气泵应与图3装置的 端连接。
（3）步骤Ⅱ中发生复分解反应的化学方程式为 。
任务四：展望金属资源的保护
【走访调查】同学们通过走访，知道了金属材料在生产、生活中的重要作用，了解到金属矿物资源是有限的，不能再生。
【成果分享】通过探究学习，同学们进一步认识了钢铁锈蚀的条件、影响锈蚀速率的因素及保护金属资源的重要性，提出了防止金属腐蚀、 等保护金属资源有效途径的建议。
15．（2020 周村区一模）我们生活在空气中，没有空气我们将无法生存，请你参与到化学兴趣小组关于气体的制取与性质的研究中，贡献你的聪明和才智。
探究一
如图1是实验室制取气体的部分装置，请回答下列问题：
氢气是最理想的燃料。通常状况下，氢气密度比空气小，难溶于水。小秦同学用锌粒与盐酸反应制取氢气，选择的装置组合是 （填字母），该发生装置的优点是 ，若用F装置排空气法收集氢气，气体应从 端进入（填b或c）。
探究二
【提出问题】①导出的气体除H2外，还有哪些气体？
②氢气具有可燃性外，还具有什么化学性质？
【查阅资料】无水CuSO4是白色的粉末，遇水变为蓝色；碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物。
【设计实验方案】小泰同学按如图2装置进行实验（假设每个装置中气体都完全反应或吸收）。
【实验现象和结论】
实验现象 实验结论
甲装置中的白色固体变成蓝色 气体中有H2O
乙装置中产生 白色沉淀 气体中有HCl
丁装置中玻璃管内红色粉末变成黑色、戊装置中白色固体变成蓝色 H2能与Fe2O3反应丁装置中玻璃管内反应的化学方程式为 （写加热也可）
【交流总结】
丁装置加热前通入H2的目的是 。
答案和解析
命题点一 测定空气里氧气含量的探究
1．（2022 武汉）某学习小组仿照拉姆塞发现稀有气体的实验原理，用如图所示装置测定空气中氧气的质量分数，并制备少量氮化镁。（碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，装置气密性良好，夹持装置已略去，忽略气体密度变化）
已知：①点燃或加热时，镁与氮气反应生成氮化镁固体（其中氮元素为﹣3价）。
②装置丁内收集到气体的密度为ρg/mL。
部分实验步骤：
Ⅰ．装入药品，连接装置，点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气。
Ⅱ．点燃丙处酒精灯，继续通入一段时间空气。
Ⅲ．停止通入空气，熄灭酒精灯，冷却至室温。
实验测得数据：装置甲、丙硬质玻璃管内固体质量分别增加m1g、m2g；装置乙质量增加m3g；最终装置戊量筒里水的体积为VmL。
回答问题：
（1）空气中能供给呼吸的气体是 O2 （填化学式）。
（2）装置甲硬质玻璃管内观察到的实验现象是 红色粉末逐渐变黑 。
（3）装置丙硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为 3Mg+N2Mg3N2 。
（4）步骤Ⅰ中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是 排出装置内的氧气，防止镁与氧气反应 。
（5）空气中氧气的质量分数为 （用m1、m2、m3、ρ、V的代数式表示）。
【答案】见试题解答内容
【解析】（1）空气的氧气能供给呼吸，故答案为：O2；
（2）在加热的条件下，铜与空气中的氧气反应生成氧化铜，铜是红色粉末，氧化铜是黑色粉末，因此实验中观察到红色粉末逐渐变黑；故答案为：红色粉末逐渐变黑；
（3）足量的铜粉除去了空气中的氧气，足量的碱石灰除去了空气中的二氧化碳和水蒸气，剩余的主要是氮气，在加热的条件下，镁和氮气反应生成氮化镁，化学方程式为3Mg+N2Mg3N2；故答案为：3Mg+N2Mg3N2；
（4）整套装置内充满了空气，步骤Ⅰ中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是排出装置内的氧气，防止镁与氧气反应；故答案为：排出装置内的氧气，防止镁与氧气反应；
（5）装置甲增重的质量即为空气中氧气的质量，丙增重的质量为空气中氮气的质量，乙增重的质量为空气中二氧化碳与水蒸气的质量，最终装置戊量筒里水的体积为VmL，则丁装置收集到气体的体积为VmL，该气体的密度为ρg/mL，因此该气体的质量为ρVg。空气中氧气的质量分数为；故答案为：。
命题点二 制取气体的反应原理的探究
2．（2023 苏州）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。
Ⅰ.实验室用图﹣1所示装置制取并收集氧气。
（1）用MnO2作催化剂，KClO3加热分解得到O2和KCl。该反应的化学方程式为 2KClO32KCl+3O2↑ 。
（2）装置中仪器X的名称为 酒精灯 。收集干燥氧气应选取的收集装置为 C （选填字母）。
（3）搭建如图﹣2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开 K2 （选填“K1”、“K2”或“K3”）处的螺丝，待调整后再拧紧。
（4）实验结束时，下列两步操作中先进行的是 b （填序号）。
a.移走并熄灭仪器X
b.断开试管与洗气瓶之间的连接
Ⅱ.某款家用制氧机利用过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。
已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2。
②H2O2可以将KI转化为I2。
（5）制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。
A剂 B剂 平均供氧量（毫升/分钟） 供氧时间（分钟）
配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15
配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25
配方三 3袋 2袋 ≥1000 ≥15
①A剂的成分是 过碳酸钠 。
②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是 配方三 。
（6）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验：
①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为 MnO2 。
②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为 Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑ 。
③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加 淀粉 溶液，溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2。
【答案】（1）2KClO32KCl+3O2↑；
（2）酒精灯；C；
（3）K2；
（4）b；
（5）①过碳酸钠；
②配方三；
（6）①MnO2；
②Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；
③淀粉。
【解析】（1）用MnO2作催化剂，氯酸钾加热分解得到O2和KCl。该反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑；故答案为：2KClO32KCl+3O2↑；
（2）装置中仪器X的名称为酒精灯，收集干燥氧气，不能用排水集气法，因为氧气的密度比空气的密度大，选择向上排空气法收集，故应选取的收集装置为C；故答案为：酒精灯；C；
（3）K1是调整试管的高度，K2是调整试管的水平位置，K3是调整铁夹夹持试管的位置。所以搭建如图﹣2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开K2处的螺丝，待调整后再拧紧；故答案为：K2；
（4）实验结束时，先断开试管与洗气瓶之间的连接，再移走并熄灭仪器X，所以先进行的是断开试管与洗气瓶之间的连接；故答案为：b；
（5）①因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，H2O2在二氧化锰作催化剂时发生反应生成氧气，供病人呼吸，催化剂只是改变化学反应速率，不影响生成物的质量。根据表中数据配方一、配方二的平均供氧量可知，A剂的成分是过碳酸钠；故答案为：过碳酸钠；
②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，因为配方三过碳酸钠的质量多，生成氧气的质量多，所以应选择的最佳配方是配方三；故答案为：配方三；
（6）①二氧化锰是黑色固体，难溶于水，所以滤渣的成分为二氧化锰；故答案为：二氧化锰；
②因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2CO3和H2O2，Na2CO3能与稀盐酸反应，H2O2不能与稀盐酸反应。所以取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生，发生反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；故答案为：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；
③因为H2O2可以将KI转化为I2，淀粉遇I2变蓝。所以另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2；故答案为：淀粉。
命题点三 质量守恒定律的实验探究
3．（2023 泸州）老师组织同学们对质量守恒定律进行了实验探究。回答相关问题：
（1）第1组设计甲图的实验方案，用电子秤称量，读取加入盐酸前后的质量。反应的化学方程式为 Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ ，比较读数发现反应前后的质量并不相等，其原因是 反应生成的二氧化碳逸出装置 。
（2）第2小组设计了乙图方案，以解决第1小组遇到的问题。但有同学认为会产生误差，他的理由是气球膨胀后不可忽略 浮力 的影响。老师肯定了该同学勇于质疑、精益求精的科学精神。
（3）第3小组善于创新，设计了丙图方案，既达成本实验目的，还可以测定空气中氧气的含量。
①连接好装置后，打开弹簧夹，推或拉注射器活塞，松开手后活塞回到原位，说明气密性 好 （选填“好”或“不好”）。
②关闭弹簧夹，记录注射器初始读数，强光引燃白磷，冷却后打开弹簧夹。为保证锥形瓶内氧气完全反应，实验应采取的措施是 白磷足量 （任答1点）；实验中需要测定的数据是锥形瓶（含导管）的容积、 注射器反应前后的体积 。
【答案】（1）Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；反应生成的二氧化碳逸出装置；
（2）浮力；
（3）①好；
②白磷足量；注射器反应前后的体积。
【解析】（1）稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、数ihe二氧化碳，反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑，比较读数发现反应前后的质量并不相等，其原因是反应生成的二氧化碳逸出装置。
故答案为：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；反应生成的二氧化碳逸出装置。
（2）第2小组设计了乙图方案，以解决第1小组遇到的问题。但有同学认为会产生误差，他的理由是气球膨胀后不可忽略浮力的影响。老师肯定了该同学勇于质疑、精益求精的科学精神。
故答案为：浮力。
（3）①连接好装置后，打开弹簧夹，推或拉注射器活塞，松开手后活塞回到原位，说明气密性好。
故答案为：好。
②关闭弹簧夹，记录注射器初始读数，强光引燃白磷，冷却后打开弹簧夹。为保证锥形瓶内氧气完全反应，实验应采取的措施是白磷足量；实验中需要测定的数据是锥形瓶（含导管）的容积、注射器反应前后的体积。
故答案为：白磷足量；注射器反应前后的体积。
命题点四 金属活动性的探究
4．（2023 烟台）垃圾是放错地方的资源，城市的废旧电器是一座“金属矿山”，某废旧电器中含有锌、铜、镍（Ni）三种金属，兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍，做了如下的探究。
已知：硫酸镍（化学式NiSO4）能溶于水。
实验一：探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序，提出了以下猜想。
猜想一：Zn＞Ni＞Cu；猜想二：Zn＞Cu＞Ni；猜想三： Ni＞Zn＞Cu 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验，请完成实验报告。
实验步骤 实验现象 解释与结论
取三支试管，分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。 锌片表面产生的气泡较快；镍片表面产生的气泡较慢；铜片无明显现象。 猜想 一 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 Ni+H2SO4＝NiSO4+H2↑ 。
实验二：从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 铜或Cu 。步骤②中生成C的化学方程式是 Zn+NiSO4＝ZnSO4+Ni 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 节约金属资源，减少对环境的污染（合理即可） （答1条）。
【答案】【提出猜想】Ni＞Zn＞Cu；
【进行实验】一；Ni+H2SO4＝NiSO4+H2↑；
【设计方案】铜或Cu；Zn+NiSO4＝ZnSO4+Ni；
【反思评价】节约金属资源，减少对环境的污染（合理即可）。
【解析】实验一：探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】由于锌的活动性比铜强，再将镍加入可能出现三种情况，Zn＞Ni＞Cu；Zn＞Cu＞Ni；Ni＞Zn＞Cu；因此猜想三：Ni＞Zn＞Cu，故答案为：Ni＞Zn＞Cu；
【进行实验】取三支试管，分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中，根据实验现象：锌片表面产生的气泡较快；镍片表面产生的气泡较慢，说明锌的活动性比镍强，铜片无明显现象，说明铜的活动性最弱，即锌、铜、镍的活动性：Zn＞Ni＞Cu，可知猜想一正确；镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气反应的化学方程式为Ni+H2SO4＝NiSO4+H2↑，故答案为：一；Ni+H2SO4＝NiSO4+H2↑；
实验二：从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】锌、镍的活动性比氢强，铜的活动性比氢弱，加入过量的稀硫酸，锌、镍分别与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镍和氢气，铜不与硫酸反应，则得到的A是铜或Cu；溶液B的溶质为硫酸锌、硫酸镍和硫酸，由实验一可知，锌的活动性比镍的活动性强，锌与硫酸镍反应硫酸锌和镍，反应的化学方程式为Zn+NiSO4＝ZnSO4+Ni，故答案为：铜或Cu；Zn+NiSO4＝ZnSO4+Ni；
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”可以节约金属资源，减少对环境的污染，故答案为：节约金属资源，减少对环境的污染（合理即可）。
命题点五 探究酸碱的主要性质
5．（2023 盘锦）氢氧化钙在生产和生活中有广泛的用途。某化学兴趣小组的同学对Ca（OH）2的制备、性质、用途等开展项目式学习。
【资料一】部分物质的溶解性表（室温）
阳离子阴离子 OH﹣ Cl﹣
Na+ 溶 溶 溶
Ca2+ 微 溶 不
说明：“溶”表示那种物质可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水。
【资料二】CaCl2溶液显中性。
任务一 了解Ca（OH）2的制备
（1）Ca（OH）2可由生石灰和水反应制得，此反应 放热 （填“吸热”或“放热”）。
任务二 检验Ca（OH）2的性质
小组同学设计如图所示实验：
（2）甲中Ca（OH）2溶液变浑浊，证明呼出气体中含有 二氧化碳 。
（3）同学们观察到乙中固体几乎不溶解，丙中固体完全消失。对比乙、丙实验现象得出的结论是 氢氧化钙微溶于水，能与稀盐酸反应 。
（4）在图丁所示实验中：
步骤一：将注射器内的液体全部注入A中，软塑料瓶变瘪。小新认为此现象可证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。小刚认为小新的说法不正确，小刚的理由是 二氧化碳能溶于水 。
步骤二：打开弹簧夹K后，B中液体流入A中，可观察到的现象是 产生白色沉淀 ，写出发生反应的化学方程式 Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH 。
（5）实验结束后，同学们将甲、乙、丙、丁中的物质倒入同一废液缸中，得到白色固体和红色溶液。请你写出处理该废液的方法： 加入适量稀硫酸 。
任务三 了解Ca（OH）2的用途
（6）Ca（OH）2具有广泛应用。下列属于Ca（OH）2用途的是 ACD 。
A.用石灰浆粉刷墙壁
B.用作食品干燥剂
C.配制农药波尔多液
D.改良酸性土壤
【答案】（1）放热；
（2）二氧化碳；
（3）氢氧化钙微溶于水，能与稀盐酸反应；
（4）二氧化碳能溶于水；产生白色沉淀；Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH；
（5）加入适量稀硫酸；
（6）ACD。
【解答】（1）生石灰和水反应生成氢氧化钙和水，此反应属于放热反应；故答案为：放热；
（2）甲中Ca（OH）2溶液变浑浊，证明呼出气体中含有二氧化碳；故答案为：二氧化碳；
（3）乙中固体几乎不溶解，丙中固体完全消失。说明氢氧化钙微溶于水，能与稀盐酸反应；故答案为：氢氧化钙微溶于水，能与稀盐酸反应；
（4）将注射器内的液体全部注入A中，软塑料瓶变瘪。小新认为此现象可证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。小刚认为小新的说法不正确，小刚的理由是二氧化碳能溶于水；打开弹簧夹K后，B中液体流入A中，发生的反应为碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，可观察到的现象是产生白色沉淀，其化学方程式为Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH；故答案为：二氧化碳能溶于水；产生白色沉淀；Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH；
（5）实验结束后，同学们将甲、乙、丙、丁中的物质倒入同一废液缸中，得到白色固体和红色溶液，溶液显红色，说明该废液显碱性，故处理该废液的方法加入适量稀硫酸；故答案为：加入适量稀硫酸；
（6）A、用石灰浆粉刷墙壁会发生氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，故符合题意；
B、用作食品干燥剂的为氧化钙而不是氢氧化钙，故不符合题意；
C、配制农药波尔多液的原料是氢氧化钙和硫酸铜，农业上可用石灰乳和硫酸铜等配制农药波尔多液，故该选项符合题意；
D、氢氧化钙可用于改良酸性土壤，故该选项符合题意。
故答案为：ACD。
命题点六 药品是否变质的探究
6．（2023 阜新）某校化学兴趣小组同学想检验实验室内一瓶久置的NaOH固体是否变质。
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性
【提出问题】NaOH固体是否变质？
【猜想假设】
猜想一：没有变质，成分全部为NaOH。
猜想二：发生变质，成分为 Na2CO3或Na2CO3和NaOH （写化学式）。猜想的依据是 氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水 。
【实验活动1】甲组同学设计并进行了如表一所示实验。
表一：
实验操作 实验现象 实验结论
取少量NaOH样品于试管中加水配成溶液，再向其中加入过量稀盐酸，观察。 产生气泡 猜想二正确
该实验中一定发生的反应，其化学方程式为 Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑ 。
【实验活动2】乙组同学为了证明该NaOH样品变质程度，设计了如下实验方案并进行实验。
取少量固体样品于烧杯中加水充分溶解后，向其中滴加过量氯化钡溶液至沉淀完全，过滤，取少许滤液于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，观察到无色酚酞溶液 变红色 ，证明NaOH样品发生了部分变质。
【实验活动3】丙组同学设计了新的实验方案并利用乙组剩余的滤液进行表二所示实验。
表二：
实验操作 实验现象
（1）取少许滤液，滴加MgCl2溶液 产生白色沉淀
（2）取少许滤液，滴加CuSO4溶液 既有白色沉淀又有蓝色沉淀产生
（3）取少许滤液，通入CO2气体 产生白色沉淀
通过【实验活动3】证明该NaOH样品发生部分变质。
【总结提升】乙、丙两组同学通过实验证明NaOH样品发生部分变质的共同思路是 检验样品中含有氢氧化钠 。
【答案】【猜想假设】
Na2CO3或Na2CO3和NaOH；氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【实验活动1】
产生气泡；Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。
【实验活动2】
变红色。
【总结提升】
检验样品中含有氢氧化钠。
【解析】【猜想假设】
猜想二：发生变质，全部变质时是碳酸钠，部分变质时是碳酸钠和氢氧化钠，猜想的依据是氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
故答案为：Na2CO3或Na2CO3和NaOH；氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【实验活动1】
实验操作 实验现象 实验结论
取少量NaOH样品于试管中加水配成溶液，再向其中加入过量稀盐酸，观察。 产生气泡 猜想二正确
该实验中一定发生的反应，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，其化学方程式为Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。
故答案为：产生气泡；Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。
【实验活动2】
取少量固体样品于烧杯中加水充分溶解后，向其中滴加过量氯化钡溶液至沉淀完全，过滤，取少许滤液于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，观察到无色酚酞溶液变红色，说明溶液中含有氢氧化钠，证明NaOH样品发生了部分变质。
故答案为：变红色。
【总结提升】
乙、丙两组同学通过实验证明NaOH样品发生部分变质的共同思路是检验样品中含有氢氧化钠。
故答案为：检验样品中含有氢氧化钠。
命题点七 缺失标签的药品成分的探究
7．（2022 赤峰）某农场有一袋标签已脱落的化肥，只知道它是NH4Cl、（NH4）2SO4、NH4HCO3和尿素[CO（NH2）2]中的一种。请你通过以下实验探究来确定它的成分
【提出猜想】猜想一：该化肥是NH4Cl
猜想二：该化肥是 （NH4）2SO4
猜想三：该化肥是NH4HCO3
猜想四：该化肥是尿素
【查阅资料】BaCl2溶液与碳酸氢铵不发生反应
【进行实验】
步骤 现象 结论
第一步：取少量样品在研钵中与熟石灰研磨 有刺激性气味的气体放出 猜想 四 不成立；
第二步：另取少量样品于试管中，加入适量的水振荡，然后滴加BaCl2溶液； 未见明显现象 猜想 二 不成立；
第三步：向第二步的试管中再滴加稀盐酸； 无明显现象 猜想三不成立。
【得出结论】猜想一正确，写出第一步中发生反应的化学方程式 2NH4Cl+Ca（OH）2＝CaCl2+2H2O+2NH3↑ 。
【反思交流】
问题1：如图是某市售化肥（碳酸氢铵）包装袋上的标签，依据标签上的信息，推测碳酸氢铵具有的性质是 热稳定性差或易溶于水 （写出一种即可）
问题2：化肥对提高农作物产量作用重大，效果明显。下列有关化肥及其施用的说法正确的是 AD （填字母序号）
A.硝酸钾是一种复合肥料
B.为提高作物产量，施用化肥越多越好
C.为增强肥效，将铵态氮肥和碱性肥料混合施用
D.不合理施用化肥会造成土壤、空气和水源等环境污染
【答案】见试题解答内容
【解析】【提出猜想】
猜想一：该化肥是NH4Cl
猜想二：该化肥是（NH4）2SO4
猜想三：该化肥是NH4HCO3
猜想四：该化肥是尿素
故答案为：（NH4）2SO4。
【进行实验】
步骤 现象 结论
第一步：取少量样品在研钵中与熟石灰研磨 有刺激性气味的气体放出，说明样品是铵盐 猜想四不成立；
第二步：另取少量样品于试管中，加入适量的水振荡，然后滴加BaCl2溶液； 未见明显现象，说明样品不是硫酸铵 猜想二不成立；
第三步：向第二步的试管中再滴加稀盐酸； 无明显现象，说明样品不是碳酸氢铵 猜想三不成立。
故答案为：四；二；无明显现象。
【得出结论】
氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、水和氨气，发生反应的化学方程式是 2NH4Cl+Ca（OH）2＝CaCl2+2H2O+2NH3↑。
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2＝CaCl2+2H2O+2NH3↑。
【反思交流】
问题1：依据标签上的信息可知，低温保存，说明热稳定性差，防潮说明易溶于水，因此碳酸氢铵具有的性质是热稳定性差、易溶于水。
A.硝酸钾中含有氮元素和钾元素，是一种复合肥料，该选项正确。
B.施用化肥不是越多越好，是因为不合理施用化肥会造成土壤、空气和水源等环境污染，该选项不正确。
C.不能将铵态氮肥和碱性肥料混合施用，是因为它们能够反应生成氨气，降低肥效，该选项不正确。
D.不合理施用化肥会造成土壤、空气和水源等环境污染，该选项正确。
故答案为：热稳定性差或易溶于水；AD。
命题点八 实验探究物质的性质或变化规律
8．（2023 东区）过氧化钠（Na2O2）可将人们呼出的CO2转化为O2，常用作特殊环境中的供氧剂。某课外活动小组设计了下列实验验证“CO2与Na2O2反应需要与水接触”。
【查阅资料】过氧化钠易与水、CO2、盐酸反应，化学方程式为：
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
2Na2O2+4HCl═4NaCl+O2↑+2H2O
Ⅰ．装置分析
（1）装置①中发生反应的化学方程式是 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 。
（2）装置②中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 吸收氯化氢气体 。
（3）装置⑥中碱石灰的作用：一是避免空气中的二氧化碳、水蒸气进入④⑤，影响实验结论；二是 吸收氧气中的水蒸气和二氧化碳 。
Ⅱ．进行实验
步骤1：打开K2，关闭K1，打开分液漏斗活塞缓缓加入盐酸，将带火星的木条放在a处，木条不复燃。
步骤2：打开K1，关闭K2，打开分液漏斗活塞缓缓加入盐酸，将带火星的木条放在a处，木条复燃。
Ⅲ．实验反思
（4）有同学提出：“步骤2实验不足以证明氧气是二氧化碳与过氧化钠反应产生的。”其理由是 水也能和过氧化钠反应生成氧气 。
（5）为验证⑤中生成了Na2CO3，需要补充的实验操作是：取⑤中反应后的少量固体，加入稀盐酸至溶液呈酸性， 产生气泡，说明⑤中生成了Na2CO3 。
【答案】（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）吸收氯化氢气体。
（3）吸收氧气中的水蒸气和二氧化碳。
（4）水也能和过氧化钠反应生成氧气。
（5）产生气泡，说明⑤中生成了Na2CO3。
【解析】（1）装置①中碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式是CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
故答案为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）装置②中饱和碳酸氢钠溶液的作用是吸收氯化氢气体。
故答案为：吸收氯化氢气体。
（3）装置⑥中碱石灰的作用：一是避免空气中的二氧化碳、水蒸气进入④⑤，影响实验结论；二是吸收氧气中的水蒸气和二氧化碳。
故答案为：吸收氧气中的水蒸气和二氧化碳。
（4）有同学提出：“步骤2实验不足以证明氧气是二氧化碳与过氧化钠反应产生的。”其理由是水也能和过氧化钠反应生成氧气。
故答案为：水也能和过氧化钠反应生成氧气。
（5）为验证⑤中生成了Na2CO3，需要补充的实验操作是：取⑤中反应后的少量固体，加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生气泡（碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳），说明⑤中生成了Na2CO3。
故答案为：产生气泡，说明⑤中生成了Na2CO3。
命题点九 探究金属锈蚀的条件
9．（2023 安徽）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式是 Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ 。
（2）铁锈的颜色是 红棕色或红褐色 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究，一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
（3）B中将蒸馏水煮沸的目的是 除去水中溶解的氧气，防止干扰实验 。
（4）ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是 水和氧气 ；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是 C中可接触的氧气比D中的多 。
注意：若答对第（5）小题奖励3分，化学总得分不超过40分。
【拓展探究】
（5）为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。
①测量过程中要保持恒温，理由是 减少温度变化对气体压强的影响 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。
【答案】（1）Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；（2）红棕色或红褐色；（3）除去水中溶解的氧气，防止干扰实验；（4）水和氧气；C中可接触的氧气比D中的多；
（5）。
【解析】（1）铁与稀盐酸反应会生成浅绿色的氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；故答案为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；
（2）铁锈的颜色一般为红褐色或者红棕色；故答案为：红棕色或红褐色；
（3）蒸馏水中可能溶解有少量的氧气，煮沸可以将氧气排出，防止对实验产生干扰；故答案为：除去水中溶解的氧气，防止干扰实验；
（4）A和D实验均在有氧气的环境下，其中A实验中为干燥环境，D实验为湿润环境，因此探究的条件是是否有水；B和D实验均在湿润的环境下，其中B实验为无氧环境，D实验为有氧环境，因此探究的条件是是否有氧气；C、D实验均在有氧气和湿润的环境下，但是C实验接触到的氧气更多，因此生锈的更厉害；故答案为：水和氧气；C中可接触的氧气比D中的多；
（5）①气体的压强受温度影响比较大，温度升高压强增大，温度降低压强减小，保持恒温状态，可以减少温度对压强变化的影响；故答案为：减少温度变化对气体压强的影响；
②反应刚开始时，加入少量的稀盐酸不会影响整体的体积，随着稀盐酸的加入，稀盐酸与铁钉反应生成氢气，此时，容器容积一定，随着氢气的生成，压强不断增大，待稀盐酸完全反应，压强达到最大值，随着时间的推移，铁钉慢慢开始生锈，最后完全消耗掉空气中的氧气，压强减小。图像如图所示：。
命题点十 影响化学反应速率的因素探究
10．（2023 鞍山）《梦溪笔谈》中有关于湿法炼铜的描述，表明我国很早就开始利用硫酸铜。兴趣小组的同学开展了有关硫酸铜项目研究。
项目一：硫酸铜的性质
（1）硫酸铜是一种白色固体粉末，描述的是硫酸铜的 物理 （填“物理”或“化学”）性质。
（2）将一根打磨过的铁丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中，反应一段时间后观察到的实验现象是 铁丝表面有红色固体析出 。
项目二：硫酸铜的用途
硫酸铜和石灰乳混合可以配制农业大常用的杀菌剂波尔多液，反应的化学方程式为 CuSO4+Ca（OH）2＝Cu（OH）2↓+CaSO4 。
项目三；硫酸铜的制备
【查阅资料】制备硫酸铜的一种方案：Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O。
【进行实验】将反应物装入烧杯中，观察到如下现象：开始时有少量气泡，后来反应剧烈产生大量气泡，放出热量，溶液呈蓝色，该溶液即为硫酸铜溶液。
【提出疑问】实验中为什么有气体生成？同学们进行了如下探究。
项目四：实验异常现象探究
【查阅资料】制备硫酸铜过程中，H2O2发生了分解反应，生成的气体是 O2 。
【提出问题】什么因素加快了H2O2分解？
【猜想与假设】
猜想一：生成的CuSO4；
猜想二：温度升高；
猜想三： 生成的CuSO4与温度升高共同影响 。
【实验探究】
【实验分析】
实验观察到的现象：实验一产生气泡；实验二无明显现象；实验三产生气泡；实验四快速产生气泡，对比实验一和实验二可以得出的结论是 CuSO4能加快H2O2的分解 。为了验证温度升高能加快H2O2的分解，甲同学的方案是实验二和实验三对比；乙同学的方案是实验一和实验四对比。你认为 甲 同学的方案更严谨，理由是 两组实验中没有催化剂的干扰 。
【实验结论】猜想三正确。
【答案】（1）物理；
（2）铁丝表面有红色固体析出；CuSO4+Ca（OH）2＝Cu（OH）2↓+CaSO4；
【猜想与假设】生成的CuSO4与温度升高共同影响；
【实验分析】甲；两组实验中没有催化剂的干扰。
【解析】（1）该性质不需要通过化学变化就可以提现，则属于物理变化；故答案为：物理；
（2）铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，铜为红色的固体，则反应后的现象为铁丝表面有红色固体析出；石灰乳中含有氢氧化钙，氢氧化钙与硫酸铜反应的化学方程式为：CuSO4+Ca（OH）2＝Cu（OH）2↓+CaSO4；
故答案为：铁丝表面有红色固体析出；CuSO4+Ca（OH）2＝Cu（OH）2↓+CaSO4；
【猜想与假设】根据题干信息可知猜想三为生成的CuSO4与温度升高共同影响；故答案为：生成的CuSO4与温度升高共同影响；
【实验分析】根据实验可知实验一和实验二的变量为硫酸铜与水，实验观察到的现象：实验一产生气泡；实验二无明显现象；则可以得出结论：CuSO4能加快H2O2的分解；
实验二和实验三对比实验中没有CuSO4的干扰，变量为温度，则更加严谨；
故答案为：甲；两组实验中没有催化剂的干扰。
命题点十一 实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素
11．（2023 日照）某校同学进行“探究土壤酸碱性对植物生长的影响”实践活动，测定校园内空地的土壤酸碱度。甲、乙、丙、丁四个小组分别进行如下实验：
（1）取样。各小组按照要求，采集土壤样品。
（2）处理土壤样品。各小组分别用托盘天平称量18.0g土壤样品并放入烧杯中，用量筒量取90mL蒸馏水（水的密度可近似看作1g/cm3），倒入盛有土壤样品的烧杯中，用玻璃棒搅拌，使土壤充分溶解，静置一段时间后过滤，滤液待用。
①量取90mL水时选择的仪器是 100 （填“10”或“100”）mL量筒和 胶头滴管 （填仪器名称）。
②溶解操作中玻璃棒的作用是 搅拌，加快溶解速率 。
（3）测定pH。各小组分别用pH计测定（2）中所得滤液的pH，结果如表一所示：
表一：
组别 甲 乙 丙 丁
pH 5.6 6.2 5.6 5.7
（4）分析结果。同学们查阅资料，得知常见植物适宜生长的土壤pH如表二所示：
表二：
标号 A B C D
植物 葡萄 芹菜 杏树 樱桃
pH 6.3～7.5 6.3～7.6 6.5～8.5 5.6～7.0
根据（3）（4）信息判断这块空地适合种 樱桃 （填标号）。
已知：芹菜营养丰富，具有预防心血管疾病的作用。若要在该空地种植芹菜，可用 Ca（OH）2 （填化学式）改良该空地土壤。
（5）实验反思。乙组同学测定结果与其他三组比较相差较大，同学们进行实验反思。如图所示，下列操作可能会造成测定结果偏大的是 A （填标号）。
【答案】（2）①100；胶头滴管；
②搅拌，加快溶解速率；
（4）樱桃；Ca（OH）2；
（5）A。
【解析】（2）①选择量筒时，量程应比量取液体体积大，并且最接近，需要用胶头滴管准确滴加到所需刻度，量取90mL水时选择的仪器是100mL量筒；
②溶解操作中玻璃棒的作用是搅拌，加快溶解速率；
（4）该地区的土壤pH在樱桃适宜生长的土壤pH范围内，所以适合种植樱桃；氢氧化钙显碱性，并且价格便宜，适宜改良酸性土壤；
（5）A、称量土壤时，物品和砝码放反，并且使用了游码，实际称量的土壤质量小于18.0 g，导致最终的溶质质量分数偏小，酸性偏弱，pH偏大，A符合题意；
B、量取水时俯视读数，导致实际量取的水偏少，溶液的溶质质量分数偏大，酸性增强，pH偏小，B不符合题意；
C、正常操作，将量取得的水倒入烧杯，不会影响结果，C不符合题意；
D、过滤土壤浊液，正常操作，不会影响结果，D不符合题意；
命题点十二 实验探究物质的组成成分以及含量
12．（2023 广州）某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。
（1）制备CO的原理是：HCOOHCO↑+H2O（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 C （填标号）。
（2）若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
（3）对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是 反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变 。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe。检验的操作和现象是：取样于试管中， 取样于试管中，滴入足量稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解 。
（4）该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图C。
①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 800 ℃。（填“400”“600”或“800”）
②图中：x＝ 33.6 。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： 4FeO ═Fe3O4+ Fe 。
【答案】（1）C。
（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
（3）①反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变。
②取样于试管中，滴入足量稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解。
（4）①800。
②33.6。
③4FeO；Fe。
【解析】（1）由制备CO的原理知，反应属于液液加热型，图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是C。
（2）甲同学推断黑色固体是Fe，则对应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
（3）①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe，可加入稀盐酸，Fe3O4不溶于稀盐酸，铁和稀盐酸生成氯化亚铁和氢气，故检验的操作和现象是：取样于试管中，滴入足量稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解，则黑色固体同时含有Fe3O4和Fe。
（4）①用CO炼铁得铁单质，结合图像，还原Fe2O3的温度应不低于800℃。
②由图知，最初氧化铁固体的质量为48g，其中铁元素全部转化到铁单质中，则铁的质量为，则x＝33.6。
③由图知，600℃左右固体为氧化亚铁，可能是在冷却过程中氧化亚铁分解为四氧化三铁和铁，化学方程式为4FeO＝Fe3O4+Fe。
一、反应后固体成分的猜想
1、判断固体成分，发生反应的气体、水、溶液中的溶质等不能列入猜想。
2、根据反应生成物和反应物是否过量的角度考虑，做出猜想。
3、根据质量守恒定律判断：即化学反应前后元素种类不变，做出猜想。
4、根据物质的颜色判断。如得到的是黑色固体，则一定没有红色的铜。
二、反应后气体成分的猜想
根据质量守恒定律判断：即化学反应前后元素种类不变。如反应物中没有碳元素，则生成物中不可能有二氧化碳。
比如混合物的成分是A.B.C中的两种或三种，则猜想为：
①混合物的成分是A、B。
②混合物的或分是A、C。
③混合物的成分是B、C。
④银合物的成分最A、B、C。
注：若猜想中存在再以反应的物质，则猜想不合理。
三、实验方案设计
1、基本要求
（1）科学性：实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。
（2）可行性：设计的实验方案要切实可行，所用药品、仪器、装置安全可靠。
（3）安全性：要尽量避免带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触。若无法避免接触有毒物质，则应采取防范措施，以防造成环境污染和人身伤害。如使用可燃性气体，实验前要验纯；进行有毒气体的实验时，应在通风橱中进行,并注意对尾气的处理等。
（4）简约性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显。
2、一般思路
（1）明确目的和原理——明确实验的目的、原理。
（2）选择仪器和药品——选择合理的化学仪器和药品。
（3）设计装置和步骤——设计出合理的实验装置和实验操作步骤。仪器的组装顺序一般为气体的制取、除杂、干燥、主体装置、实验产物的验证与尾气的处理。
（4）记录现象和数据——全面、及时而又准确地记录实验过程中的现象和数据。
（5）分析得出结论——根据实验观察的现象和记录的数据通过分析、计算、推理等，得出正确的结论。
3、常用方法
（1）对照实验设计:对照实验是实验设计中的一种基本方法,通过对照实验现象,有利于推理论证结论。
（2）控制变量法实验设计:某一实验结果常受多个变量因素的制约,为了研究其中某一个因素对实验结果产生的影响,采用控制变量法,对变量因素逐个进行实验,综合各个变量因素对实验结果的影响作出综合性判断。
四、交流讨论、拓展与思考
1、交流讨论
对试题中的猜想与假设、实验操作、实验现象以及结论等进行讨论交流，结合探究学习活动进行反思，可以从以下两个方面进行分析：
(1)科学可行
①实验原理是否正确、可行：
②实验操作步骤是否简单、科学；
③实验现象是否明显，易于观察、记录；
④实验结果是否与实验目的一致。
(2)“绿色化学”
①原料是否无毒无害；
②原料利用率以及生成物的产率是否较高；
③实验过程中是否对环境造成污染；
④实验过程是否安全。
实验设计应尽量避免选用有毒药品和具有一定危险性的操作，若必须选用，应在设计方案中给出明确提示和预防措施，避免危险发生。
2、拓展与思考
主要设问角度有：
(1)实验探究过程中的知识拓展或补充。
(2)探究结果的应用。
1．（2023 灯塔市一模）化学实验是学习化学的重要方法，下列实验不能达到相应目的的是（ ）
A．实验一可以验证浓硫酸具有腐蚀性
B．实验二可以验证硝酸铵固体溶解时吸热
C．实验三可以验证CO2与NaOH发生反应
D．实验四可用于验证质量守恒定律
【答案】D
【解析】A、小木棍上沾上浓硫酸时，一会儿小木棍沾上浓硫酸的部分变成黑色，说明浓硫酸具有腐蚀性，说法正确；
B、将硝酸铵放入水中，并用温度计测量液体的温度，观察到温度降低，由此说明硝酸铵固体溶解时吸热，说法正确；
C、向装有等体积二氧化碳的软塑料瓶内加入等体积的氢氧化钠溶液和水，振荡，观察到A瓶变瘪的程度比B瓶大，由此说明CO2与NaOH发生反应，说法正确；
D、锌粒与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应是在烧杯中进行的，生成的氢气逸出，天平不能再保持平衡，无法验证质量守恒定律，说法错误。
故选：D。
2．（2024 乌鲁木齐一模）日常生活中常见的保鲜剂如图所示：
（1）酒精保鲜卡：常用于糕点类食品保鲜，酒精在灭菌保鲜时全过程肉眼不可见，说明酒精分子 很小 。
（2）石灰干燥剂：常用于海苔、茶叶等食品保鲜，原理是吸收环境中的水分，进而阻止微生物生长，石灰干燥剂（有效成分是生石灰）与水的反应是 放热 （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）铁粉脱氧保鲜剂：常用于干果、肉制品等食品保鲜。主要原理与铁生锈原理相同，即铁粉与 氧气和水 共同发生反应，从而抑制细菌生存。
（4）铁粉脱氧保鲜剂主要成分有铁粉、炭粉、氯化钠等，用该保鲜剂与盐酸反应，该反应的化学方程式为 Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ ，该反应属于 置换 反应。（填基本反应类型）
（5）生活中食品保鲜的方法还有 低温储藏 。（填一种即可）
【答案】（1）很小；
（2）放热；
（3）氧气和水；
（4）Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；
（5）低温储藏。
【解析】（1）酒精保鲜卡常用于糕点类食品保鲜。原理是依靠酒精蒸汽隔绝氧气并杀灭微生物。由于酒精分子很小，所以该过程肉眼不可见；故答案为：很小；
（2）生石灰干燥剂与水的反应即为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应放出大量热，是放热反应；故答案为：放热；
（3）铁粉脱氧保鲜剂的主要原理与铁生锈相同，即铁粉与氧气和水反应；故答案为：氧气和水；
（4）铁粉脱氧保鲜剂主要成分有铁粉、炭粉、氯化钠等，用该保鲜剂与盐酸反应，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式为Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，属于置换反应；故答案为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；置换；
（5）低温储藏是生活中食品保鲜的常用方法；故答案为：低温储藏；
3．（2024 福州模拟）学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
活动一 如图1所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2）加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。
用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
（1）反应仓中H2O2生成氧气的化学方程式为 ，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是 AB （填字母）。
A．可以通过气泡观察氧气生成的速率
B．降低氧气温度
C．加快氧气的生成
（2）验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是 将带火星的小木条放在a口处，若小木条复燃，则为氧气 。
（3）图1反应仓中“O2通道”相当于图2装置中的 c （选填“c”或“d”）导管。
活动二 制作简易的家用制氧机
（4）除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如： 药品的成本（合理即可） （写一条）。同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机（如图3），其中C瓶的作用相当于图1中的 过滤 仓。
（5）氧气能从图3瓶C中逸出，是因为氧气 不易溶于水 。
【答案】（1）；AB；
（2）将带火星的木条放在导管口a处，若木条复燃，则为氧气；
（3）c；
（4）药品的成本（合理即可）；过滤；
（5）不易溶于水。
【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生水与氧气，化学方程式为；
A.可以通过气泡观察氧气生成的速率，故A正确；
B.反应后仓壁变得温热，则过滤仓可以降低氧气温度，故B正确；
C.过滤仓无法加快氧气生成的速率，故C错误；
故答案为：；AB；
（2）氧气能使带火星的小木条复燃，则验证过滤仓导出的气体是氧气的方法是将带火星的小木条放在a口处，若小木条复燃，则为氧气；故答案为：将带火星的小木条放在a口处，若小木条复燃，则为氧气；
（3）图1反应仓中“O2通道”相当于图2装置中的c导管，供氧气逸出至水中；故答案为：c；
（4）除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，还需要考虑药品的成本、原料是否安全等；根据图示的装置可知，C瓶的作用相当于图2中的过滤仓；故答案为：药品的成本；过滤；
（5）氧气不易溶于水，则氧气能从图3瓶C中逸出，故答案为：不易溶于水。
4．（2024 鼓楼区校级模拟）化学反应千变万化，同学们进行了如下探究实验：
（1）探究中和反应是否发生，同学做了如图1四个实验，不能达到实验目的的是 B （填字母序号）。
A．甲实验中，溶液仍为无色
B．乙实验，溶液由无色变为红色
C．丙实验中，溶液由红色变为无色
D．丁实验中，溶液由红色变为无色
（2）探究氢氧化钠与二氧化碳的反应，同学设计了如图2所示的装置。
①证明氢氧化钠与二氧化碳发生反应的实验现象为：B装置中有 白色沉淀 产生。
②如图3表示NaOH溶液和CO2反应前后，溶液中存在的主要离子。代表钠离子。由图3可知，NaOH溶液与CO2反应的实质是：NaOH溶液中的 OH﹣ （填离子符号，下同）与CO2反应生成 和水分子。
（3）如图4所示装置实验。一段时间后观察到蜡烛熄灭，将反应后的装置密封放置数天后，发现铁钉表面出现了锈迹。下列有关说法正确的是 D （填字母序号）。
A．蜡烛燃烧前，容器中氧气的质量分数约为21%
B．当铁钉不再锈蚀时，容器内气体均为二氧化碳
C．实验说明只要有氧气，蜡烛就可被点燃
D．由实验现象可知蜡烛燃烧会生成水
【答案】（1）B；
（2）①白色沉淀；
②OH﹣；；
（3）D。
【解析】（1）A、氢氧化钠溶液能使酚酞溶液变红，滴加氢氧化钠溶液后，烧杯中溶液仍为无色，说明氢氧化钠消失了，可说明氢氧化钠与盐酸发生了中和反应，能达到实验目的，故A不符合题意；
B、倒入氢氧化钠溶液后，烧杯中溶液由无色变为红色，无法说明反应物消失，也无法证明有新物质生成，不能达到实验目的，故B符合题意；
C、滴入稀盐酸后，烧杯中溶液由红色变为无色，说明氢氧化钠消失了，能达到实验目的，故C不符合题意；
D、向烧杯中倒入稀盐酸后，烧杯中溶液由红色变为无色，说明氢氧化钠消失了，说明氢氧化钠与盐酸发生了中和反应，能达到实验目的，故D不符合题意；
故选：B；
（2）①二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和硝酸钡反应生成白色的碳酸钡沉淀和硝酸钠，则B装置中有白色沉淀产生，证明氢氧化钠与二氧化碳发生反应；
②由图可知，NaOH溶液和CO2反应的实质是NaOH溶液中的OH﹣和与CO2反应生成和水分子；
（3）A、蜡烛燃烧前，容器中的气体是空气，空气中氧气的体积分数为21%，而不是质量分数约为21%，故A错误；
B、蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水，铁钉锈蚀消耗氧气，则
