实验探究05 影响因素类与数字化实验探究
催化剂探究
1．（2023 白云区模拟）某化学兴趣小组在学习O2制备时，对MnO2做催化剂加快双氧水分解产生了兴趣，他们提出疑问：其他物质能否对双氧水分解速率产生影响？
【查阅资料】
影响化学反应速率的因素有很多，如：使用催化剂、改变温度、改变反应物的浓度等。
【实验探究】
小组的同学们按图组装，在室温下分别进行了四组实验，并用O2传感器测定实验过程中O2含量的变化情况，得到如图所示曲线。
组别 试剂 组别 试剂
第1组 2mL5%H2O2 第2组 2mL5%H2O2+3滴FeCl3溶液
第3组 2mL5%H2O2+3滴CuSO4溶液 第4组 2mL5%H2O2+少量MnO2粉末
【实验结论】
对比四条曲线，进行分析：
（1）FeCl3溶液、CuSO4溶液对H2O2的分解 （填“有”或“无”）加速作用；
（2）几组实验中催化效果最优的H2O2分解的化学方程式是 （写在计算过程中）；反应前过氧化氢溶液的质量是30克，催化剂的质量是1克，完全反应后剩余物质的质量是29.4克。计算溶液中参加反应的H2O2的质量是多少？（写出计算过程）
答：（略）。
（3）第1组实验的目的是 。
（4）小组的同学们不加催化剂，在不同温度下，用不同浓度的H2O2进行实验，记录实验现象如表。
据此可得出结论： 。
温度H2O2% 50℃ 60℃ 70℃
5% 无明显气泡 无明显气泡 极少量气泡
10% 无明显气泡 无明显气泡 少量气泡
15% 无明显气泡 少量气泡 较多气泡
【答案】（1） 有；
H2O22H2O+O2↑；
由质量守恒定律可知，生成氧气的质量为：30g+1g﹣29.4g＝1.6g，设溶液中参加反应的H2O2的质量为x，则：
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6g
x＝3.4g
答：溶液中参加反应的H2O2的质量为3.4g；
对照实验；
（4） 温度越高，反应物的浓度越大，反应速率越快。
【解析】解：（1）从表中的数据和图象可以看出，加入FeCl3溶液、CuSO4溶液后，相同时间内，生成的氧气含量高，因此说明对H2O2的分解有催化作用；故答案为：有；
（2）从图象看出，四组实验中加入二氧化锰效果最好，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑；
由质量守恒定律可知，生成氧气的质量为：30g+1g﹣29.4g＝1.6g，设溶液中参加反应的H2O2的质量为x，则：
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6g
x＝3.4g
答：溶液中参加反应的H2O2的质量为3.4g；
（3）第1组实验的目的是对照实验；故答案为：对照实验；
（4）从表中的数据可以看出，温度越高，反应物的浓度越大，反应速率越快；故答案为：温度越高，反应物的浓度越大，反应速率越快。
2．（2022 常州一模）实验室用如图所示装置对气体制法展开研究。
（1）图1中编号①的仪器名称是 ，高锰酸钾制氧气反应方程式 。
（2）图中能直接用于制取氢气的发生装置（填编号，下同） ，其收集装置是 。
（3）实验小组同学用图2中的甲装置研究浓度为a%过氧化氢溶液与平菇接触时发生的化学反应，并用传感器测量装置中气压的变化同时用数据采集器记录数据如图2中乙图所示。
①乙图中曲线a在10s后下降，说明从能量的角度看该反应是 反应。
②乙图中能初步说明平菇是过氧化氢溶液反应催化剂的证据是 。
③结合实验和曲线a、b，关于化学反应速率的影响因素有 。
【答案】（1）锥形瓶；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
C；D或E。
（3）① 放热。
② 随平菇的数量增多，反应速率加快，但是最终生成氧气质量相等。
③ 催化剂的质量。
【解析】解：（1）①为固液反应容器锥形瓶；高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
故答案为：锥形瓶；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
（2）利用锌粒与稀硫酸反应制备氢气，反应物为固液混合物，不需要加热，故选C为发生装置；氢气难溶于水，可以用排水法收集，密度比空气小，也可以用向下排空气法收集，故选D或E为收集装置；
故答案为：C；D或E。
（3）①根据反应过程中压强先变大后降低保持不变，可知气体体积受热膨胀，后又降温缩小，说明反应为放热反应；
故答案为：放热。
②催化剂具有改变反应速率，不增加产物质量的特点，根据图像可以看出，在反应过程中，相同时间下，加入平菇数量多的，气体压强大，说明反应速率快，而最终稳定后生成气体的压强相同，说明生成气体质量相同，因此说明平菇数量变化，只是改变反应速率，生成物质量不变；
故答案为：随平菇的数量增多，反应速率加快，但是最终生成氧气质量相等。
③根据图像信息可以看出，变量为平菇数量，因此探究催化剂质量对反应速率的影响；
故答案为：催化剂的质量。
3．（2022 淮北模拟）关于盐的性质的研究是一项重要的课题。某小组以“探究胆矾的性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识胆矾
（1）胆矾是一种蓝色固体，又称蓝矾，易溶于水，被广泛应用于生产、生活中。胆矾的化学式为CuSO4 5H2O，其中铜元素的化合价为 。
（2）农药波尔多液可由胆矾和石灰乳等配制而成。不能在铁桶中配制波尔多液，这是因为 （用化学方程式解释）。
【任务二】探究胆矾的部分性质
（3）该小组同学将胆矾溶于水得到硫酸铜溶液，如图1所示，将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中，可观察到的现象为 。
（4）该小组同学通过查阅资料得知，胆矾的水溶液（即CuSO4溶液）能显著加快过氧化氢溶液的分解。CuSO4溶液中主要含有三种粒子（H2O、Cu2+、SO42﹣），为了进一步探究CuSO4溶液中哪种粒子起催化作用，该小组同学作了以下分析和设计。
①该小组同学认为最不可能的粒子是H2O，理由是 。
②为了探究另外两种粒子是否起催化作用，该小组同学设计了如下实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
a.取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2～3滴稀硫酸 溶液中几乎没有气泡放出 起催化作用的是
b.另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2～3滴硫酸铜溶液 溶液中有大量气泡放出
注意：若答对第（5）小题奖励3分，化学总得分不超过40分。
（5）将25.0g胆矾放在坩埚内加热，固体的质量随温度变化的曲线如图2所示。
①加热至 ℃时，CuSO4开始分解；
②加热至1000℃时，CuO开始分解，生成Cu2O与O2。CuO完全分解时产生O2的质量为 g。
③胆矾分解的化学方程式是CuSO4 5H2OCuSO4+5H2O，则图中x的值为 。
【答案】解：（1） +2；
Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
（3） 有蓝色沉淀产生；
（4）① 过氧化氢溶液中的溶剂是水，因此H2O不起催化作用；
② 铜离子；
（5）① 650；
② 0.8；
③ 16.0。
【解析】解：（1）胆矾的化学式为CuSO4 5H2O，硫酸根的化合价为﹣2价，根据化学式中正负化合价的代数和为0，则铜元素的化合价为+2价，故答案为：+2；
（2）农药波尔多液可由胆矾和石灰乳等配制而成，胆矾的化学式为CuSO4 5H2O，Fe与CuSO4反应生成Cu和FeSO4，化学方程式为Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，所以不能在铁桶中配制波尔多液，故答案为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
（3）硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，故将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中，可观察到的现象为有蓝色沉淀生成，故答案为：有蓝色沉淀产生；
（4）①胆矾的水溶液（即CuSO4溶液）能显著加快过氧化氢溶液的分解，起催化作用最不可能的粒子是H2O，因为过氧化氢溶液中的溶剂是水，如果H2O起催化作用，就不会存在过氧化氢溶液，故答案为：过氧化氢溶液中的溶剂是水，因此H2O不起催化作用；
②实验步骤a与b是做了一个对比实验，2个步骤的不同之处在于滴稀硫酸时无变化，证明硫酸根不能作为催化剂，b中有铜离子，与a相比，实验步骤b，溶液中有大量气泡放出，显著加快过氧化氢溶液的分解，由此可知，起催化作用的是铜离子，故答案为：铜离子；
（5）①由图可知，加热到650℃时，CuSO4开始分解，故答案为：650；
②由图知，CuSO4完全分解后生成的CuO质量为8.0g，CuO完全分解后生成的Cu2O质量为7.2g；CuO分解生成Cu2O与O2，则根据质量守恒定律，CuO完全分解时产生氧气的质量为8.0g﹣7.2g＝0.8g，故答案为：0.8；
③胆矾完全分解生成的CuSO4的质量为x，则
CuSO4 5H2O CuSO4+5H2O
250 160
25.0g x
解得x＝16.0g，即图中x的值为16.0，故答案为：16.0。
4．（2022 芜湖一模）理科实验操作考试中，小明同学在做铝和稀盐酸反应时无意中加入几滴硫酸铜溶液，发现铝片表面上产生气泡速率明显增快，对此他产生了兴趣。
【提出问题】硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂？硫酸铜溶液的体积对此实验有影响吗？
【设计并实验】室温下，小明将过量，表面积相同已打磨的铝片分别加入到6份30mL10%稀盐酸中，并在每份中加入不同体积的硫酸铜饱和溶液，记录获得相同体积氢气的时间，从而确定产生氢气的速率。
实验混合溶液 1 2 3 4 5 6
饱和硫酸铜 溶液/mL 0 0.5 2.5 5 10 20
水/mL 20 19.5 17.5 V 10 0
（1）上述表格中V＝ 。
（2）写出铝和稀盐酸反应的化学方程式 。
（3）定量测定产生氢气的速率，除了上述方法，还可测定 。
【实验现象】随着硫酸铜溶液体积的增加，产生氢气的速率先加快后明显减慢，且铝片表面附着的红色物质逐渐增加。
【结论与解释】
（4）随着硫酸铜溶液体积的增加，反应速率明显变慢可能的原因是 。
（5）根据实验现象小明认为硫酸铜溶液不是此反应的催化剂，其原因是 。
【实验反思】加快铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是（写出一点） 。
【附加分：若答对第（6）（7）小题奖励3分，化学试卷总分不超过40分。】
【实验拓展】根据上述实验，小明认为是盐中的金属离子影响了铝和稀盐酸的反应速率；为了研究不同金属离子对反应的影响，小明同学继续实验，取过量表面积相同的铝片和30 mL10%稀盐酸混合后加入不同的盐溶液，实验现象如下（加号越多，代表反应速率越快）。
实验1 实验2 实验3 实验4 实验5
加入试0.5 mL 水 5%NaCl溶液 5%Mg（NO2）2溶液 5%FeSO4溶液 5%CuSO4溶液
产生气泡速率 + + + ++ +++
（6）上表中，用水进行实验的目的是 。
（7）上述实验设计存有缺陷，该缺陷是 。改进实验后，仍符合上表中的实验现象，可得到的实验结论是：（写一条结论即可） 。
【答案】】解：（1） 15。
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑。
相同时间内收集到氢气的体积。
稀盐酸的浓度越来越小（或铝与硫酸铜反应生成了铜覆盖在铝的表面，减小铝与稀盐酸的接触面积）。
硫酸铜参加反应生成了铜，化学性质改变。
【实验反思】 ：增大稀盐酸的浓度（或增大铝与酸的接触面积，将铝片换成铝粉）。
作为参照对象，做对比实验。
没有考虑到盐中不同的酸根离子对反应速率的影响；金属活动性顺序中，在盐酸中加入Al后面的金属盐溶液金属位置越靠后，越能加快反应的速率（或金属活动性顺序中，在盐酸中加入Al前面的金属盐溶液对反应速率影响不大）。
【解析】解：（1）保证溶液体积相同，所以此时x为15；
故答案为：15。
（2）铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；
故答案为：2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑。
（3）上述方法采用记录相同体积氢气的时间，所以也可以记录相同时间内收集到氢气的体积，都可以表达反应速率；
故答案为：相同时间内收集到氢气的体积。
（4）硫酸铜溶液体积增加，盐酸浓度变小，也会使反应速率变慢，另外若铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝，铜覆盖在铝表面，铝与盐酸接触面积减少，反应变慢；
故答案为：稀盐酸的浓度越来越小（或铝与硫酸铜反应生成了铜覆盖在铝的表面，减小铝与稀盐酸的接触面积）。
（5）铝会与硫酸铜反应生成了铜，硫酸铜反应前后化学性质改变，因从不能作为催化剂；
故答案为：硫酸铜参加反应生成了铜，化学性质改变。
【实验反思】加快反应速率，可以适当增加盐酸浓度，也可以增加铝与盐酸的接触面积，所以将铝片变为铝粉；
故答案为：增大稀盐酸的浓度（或增大铝与酸的接触面积，将铝片换成铝粉）。
（6）溶液都含有水，因此需要排除水的影响，作为对比实验；
故答案为：作为参照对象，做对比实验。
（7）探究不同金属离子对反应的影响，因此需要酸根离子保持一致，而此时酸根离子不同；根据上述实验可以看出，金属活动性越弱的金属形成的盐溶液，加入后越能加快反应速率；
故答案为：没有考虑到盐中不同的酸根离子对反应速率的影响；金属活动性顺序中，在盐酸中加入Al后面的金属盐溶液金属位置越靠后，越能加快反应的速率（或金属活动性顺序中，在盐酸中加入Al前面的金属盐溶液对反应速率影响不大）。
5．（2021 莒县校级模拟）小李将实验剩余的FeCl3溶液倒入含有H2O2的废液缸，立即产生大量的无色气泡。
（1）小李根据组成的元素猜测，无色气体可能是H2、O2、HCl、Cl2中的一种或多种。
【查阅资料】Ⅰ.Cl2是黄绿色、有刺激性气味的气体
Ⅱ.FeCl3在水中解离出Fe3+、Cl﹣
根据资料，小李可排除的气体为 。
【实验一】为进一步验证该气体成分，他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中，只观察到木条燃得更旺，则该气体一定含 。
（2）小李认为上述过程中FeCl3溶液作了H2O2分解的催化剂。
【实验二】为进一步探究哪种离子起催化作用，他做了如图所示的对比实验。
为进一步探究哪种离子起催化作用，他做了如图所示的对比实验。若观察到试管a中反应速率加快，还观察到试管b、c中无明显现象，则证明FeCl3溶液中的 （填微粒符号）对H2O2分解起催化作用。
（3）小王同学认为由此得出“FeCl3溶液作H2O2分解的催化剂”的结论不严谨，还需要补充实验来进一步探究，他们又设计了如下实验：
【实验三】
则X溶液中溶质的化学式是 NaOH 。
【得到结论】要证明FeCl3溶液作H2O2分解的催化剂，须满足以下两个方面的条件：
①从定性角度需观察到 （填序号）的现象。
A．实验一
B．实验二
C．实验三
②从定量角度分析，氯化铁的质量为m1g，需得到的关系式为m1＝ （用m2和m3表示）。
【答案】（1） 氯气。
【实验一】
氧气。
Fe3+。
NaOH。
【得到结论】
① B。
② 2（m2+m3）。
【解析】解：（1）根据资料，小李可排除的气体为氯气。
故答案为：氯气。
【实验一】
为进一步验证该气体成分，他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中，只观察到木条燃得更旺，则该气体一定含氧气。
故答案为：氧气。
（2）为进一步探究哪种离子起催化作用，他做了如图所示的对比实验。若观察到试管a中反应速率加快，还观察到试管b、c中无明显现象，则证明FeCl3溶液中的Fe3+对H2O2分解起催化作用。
故答案为：Fe3+。
（3）氢氧化钠和氯化铁反应生成红褐色沉淀氢氧化铁和氯化钠，则X溶液中溶质的化学式是NaOH。
故答案为：NaOH。
【得到结论】
①从定性角度需观察到实验二的现象。
故答案为：B。
②从定量角度分析，氯化铁的质量为m1g，需得到的关系式为m1＝2（m2+m3）。
故答案为：2（m2+m3）。
二、影响化学反应探究
6．（2023 芜湖模拟）小红同学在学习“金属的化学性质”实验操作时，发现几支试管中产生气泡的速率有的快有的慢。于是，她与小芳同学一起合作进行如下探究。
【提出问题】金属与酸反应的快慢受哪些因素影响？
【猜想与假设】猜想1：可能与酸的浓度有关。
猜想2：可能与金属的种类有关。
猜想3：可能与金属的形状有关。
【设计并实验】为了验证猜想，小红和小芳设计如图1所示的装置进行如图实验：
（1）小红和小芳检查图1装置气密性的方法是 。
（2）实验时须将镁片和铁片进行打磨，其目的是 。
（3）写出镁与稀硫酸反应的化学方程式： 。
实验编号 硫酸的浓度 （均取20mL） 金属 （均取2g） 金属的形状 收集50mLH2 所需时间/s
① 10% 镁 粉末状 60
② 10% 铁 片状 120
③ 10% 镁 片状 102
④ 20% 铁 片状 110
【收集证据】
（4）要比较金属的形状对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 。
【得出结论】
（5）从上述实验数据可得出的结论是 。
【评价与反思】
（6）测得实验①反应中产生气体的速率（v）与时间（t）的关系如图2所示，t1～t2时间段内反应速率逐渐加快的原因是 ；t2～t3时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因是 。
（7）铁与硫酸反应的快慢还受到温度的影响。请你设计实验验证：
（不要求写出现象和结论）。
【答案】（1）关闭分液漏斗活塞，用力将注射器活塞外移（右移）一段距离，停止用力后松手，若观察到活塞恢复原位，则气密性良好；
（2）除去金属表面的氧化物；
（3）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
（4）①③；
（5）影响金属与酸反应快慢的因素有酸的浓度、金属的种类、金属的形状；
（6）镁与硫酸反应放热，温度升高，使反应速率加快；镁与硫酸反应消耗了硫酸，硫酸浓度减小，反应速率减慢；
（7）取质量相等、形状相同的铁粉，分别放入两支试管中，然后分别加入温度不同、体积和溶质质量分数相同的稀硫酸，测量收集等体积的氢气所需要的时间。
【解析】解：（1）关闭分液漏斗活塞，用力将注射器活塞外移（右移）一段距离，停止用力后松手，若观察到活塞恢复原位，则气密性良好。
（2）实验时需将镁片和铁片进行打磨，其目的是除去金属表面的氧化物，使金属单质和酸发生反应。
（3）镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，化学方程式为：Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑。
（4）要比较金属的形状对反应快慢的影响，就要选择不同的形状，但其它的因素都一样，因此选择的对比组是①③。
（5）从①③可得出的结论是，金属的形状对反应快慢有影响，从②③可得出的结论是，金属的种类对反应快慢也有影响，从②④可得出的结论是，酸的浓度对反应快慢也有影响。所以，从上述实验数据可得出的结论是影响金属与酸反应快慢的因素有酸的浓度、金属的种类、金属的形状。
（6）在t1～t2时间段内反应速率逐渐加快的原因是镁与硫酸反应放热，温度升高，使反应速率加快，在t2～t3时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因是镁与硫酸反应消耗了硫酸，硫酸浓度减小，反应速率减慢。
（7）实验方案：取质量相等、形状相同的铁粉，分别放入两支试管中，然后分别加入温度不同、体积和溶质质量分数相同的稀硫酸，测量收集等体积的氢气所需要的时间。
7．（2023 白云区校级一模）钙是人体所需的重要元素之一，某化学小组用主要成分为碳酸钙的补钙剂进行如下实验。
【查阅资料】
①白醋的主要成分是醋酸（CH3COOH），可与碳酸钙反应，不与补钙剂的其他成分反应。
②ppm常用来表示气体的浓度，数值越大，说明气体的浓度越高。
③碳酸钙与醋酸反应的化学方程式：CaCO3+2CH3COOH═（CH3COO）2Ca+H2O+CO2↑。
④实验过程中暂不考虑醋酸挥发。
Ⅰ.验证补钙剂能与白醋反应。
【进行实验】
装置 现象
试管中的固体逐渐减少，有气泡产生，烧 杯中①。
【解释与结论】
（1）补全实验中的现象① 。用化学方程式解释产生这一现象的原因 。
【小组交流】分组实验中，同学们发现产生气泡的速率不同，于是进行了如下探究。
Ⅱ.探究影响补钙剂与白醋反应速率的因素。
【进行实验】室温条件下进行实验，记录如下：
实验操作 组别 实验序号 补钙剂形态 白醋中酸浓度（g/100mL） 二氧化碳浓度随时间的变化曲线
第1组 ① 片状 6
② 片状 3
第2组 ③ 粉末 6
④ 粉末 3
【解释与结论】
（2）上述实验中，反应速率最快的是 （填实验序号）。
（3）设计第1组实验的目的是 。
（4）对比①③可得到的结论是 。
【反思与评价】
（5）实验过程中，发现温度对该反应速率有影响。同学们再进行实验探究温度对反应速率的影响时，不需要控制相同的 （填序号）。
A．补钙剂的质量
B．温度
C．白醋中醋酸浓度
D．白醋的体积
E．补钙剂形态
【答案】（1）澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（2）③；
（3）探究白醋中醋酸浓度对补钙剂与白醋反应谏率的影响；
（4）在白醋浓度、体积相同，且加入相同质量补钙剂时，粉末状比片状补钙剂反应速率快；
（5）B。
【解析】解：（1）白醋与碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，二氧化碳能与澄清石灰水中的溶质氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故实验现象为试管中的固体逐渐减少，有气泡产生，烧杯中澄清石灰水变浑浊；该反应方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（2）根据实验数据，可以看出③中压强达到最大时的时间最短，所以此时反应速率最快；
（3）第一组实验中的变量为醋酸的浓度，所以是探究白醋中醋酸浓度对补钙剂与白醋反应速率的影响；
（4）实验①③中变量为是补钙剂的形状，粉末状压强增大到最大时间短，说明反应速率快，所以在白醋浓度、体积相同，且加入相同质量补钙剂时，粉末状比片状补钙剂反应速率快；
（5）实验过程中，发现温度对该反应速率有影响，进行实验探究温度对反应速率的影响，则其他实验条件需要保持一致，所以需要控制补钙剂质量、白醋中醋酸浓度、白醋的体积以及补钙剂形状一致，保持温度变量唯一，故选B。
8．（2022 邗江区校级三模）下列是制取和收集气体的部分装置。
（1）图中标有序号①的仪器名称是： 集气瓶 。
（2）实验室用5%双氧水制取和收集氧气时，可选用的装置组合是 （填字母序号），写出该反应的化学方程式 。
（3）若用C装置收集二氧化碳，验满的方法是 。
（4）若用加热熟石灰和氯化铵固体混合物反应来生成氨气；应该选用的气体发生装置是 （填字母）。若用F装置收集一瓶干燥的气体，则该气体可能是 （填字母）。
A．H2
B．CO2
C．O2
（5）某化学兴趣小组在实验室制H2时，分别用相同质量和大小的锌粒和足量稀硫酸反应的三组实验数据：
试验编号 硫酸的质量分数 反应温度/℃ 锌粒消失的时间/s
1 10% 20 500
2 20% 20 300
3 20% 30 80
①通过实验数据总结，影响金属与酸反应速率的因素： 、 。
另取适量锌粒放入200mL稀硫酸中，用排水集气法收集生成的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间（min） 1 2 3 4 5
氢气体积（mL）（标准状况） 50 120 232 290 310
②由上述数据可知， min时（选填“0﹣1”、“1﹣2”“2﹣3”“3﹣4”“4﹣5”）反应速率最大，请结合上述实验解释这段时间反应速率最大的主要原因是 。
【继续探究】“硫酸铜溶液的体积”对H2生成速率的影响。实验中温度一定，Zn粒过量且颗粒大小相同，加入饱和CuSO4溶液0﹣4.0mL，保持溶液总体积为100.0mL，记录获得相同体积（336mL）的气体所需时间，实验结果如图所示。
③由图ab段判断CuSO4溶液 （填“是”或“否”）加快生成氢气的速率，你认为出现bd段变化趋势的原因可能是 。
【答案】（1） 集气瓶；
BC或BE；；
（3） 燃着的木条放在瓶口，如果木条火焰熄灭，则二氧化碳已经收满；
（4） A；A；
（5）① 温度；酸的浓度；2﹣3；
② 反应放热，使溶液温度升高，反应速率增大；
③ Zn与硫酸铜反应生成的Cu覆盖在Zn表面，阻止了Zn与稀硫酸的反应。
【解析】解：（1）序号①的仪器是集气瓶；故答案为：集气瓶；
（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，该反应属于固液常温型，选择的发生装置为B；氧气的密度略大于空气，不易溶于水，则可以用向上排空气法收集和排水法收集，则选择装置C或E；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：；故答案为：BC或BE；；
（3）C装置收集二氧化碳，是向上排空气法收集二氧化碳，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，则验满的方法是将燃着的木条放在瓶口，如果木条火焰熄灭，则二氧化碳已经收满；故答案为：燃着的木条放在瓶口，如果木条火焰熄灭，则二氧化碳已经收满；
（4）若用加热熟石灰和氯化铵固体混合物反应来生成氨气，是固体加热型反应，应该选用的气体发生装置是A；用F装置收集一瓶干燥的气体，右边是短进长出，则该气体的密度比空气小，则该气体是氢气，故答案为：A；A；
（5）①分析表格，相同温度下，酸的浓度大的，锌粒消失时间短；酸的浓度相同的，温度越高，锌粒消失时间短；则影响金属与酸反应速率的因素是温度、酸的浓度；故答案为：温度；酸的浓度；2﹣3；
②根据表格数据，0﹣1产生氢气50mL，1﹣2产生氢气（120mL﹣50mL＝70mL），2﹣3产生氢气（232mL﹣120mL＝112mL），3﹣4产生氢气（290mL﹣232mL＝58mL），4﹣5产生氢气（310mL﹣290mL＝20mL），故2﹣3min时反应速率最大；这段时间反应速率最大的主要原因是锌粒和稀硫酸的反应是放热反应，溶液的温度升高，起主导作用，故答案为：反应放热，使溶液温度升高，反应速率增大；
③由图象变化可知，ab段加入饱和硫酸铜溶液体积≤1.5mL时，随着硫酸铜溶液的体积增大，反应时间减小，说明是加快生成氢气的速率；Zn与硫酸铜反应生成Cu和硫酸锌，bd段生成的Cu过多，会覆盖在Zn表面，阻止Zn与氢离子接触，使生成氢气的反应速率减慢，故答案为：Zn与硫酸铜反应生成的Cu覆盖在Zn表面，阻止了Zn与稀硫酸的反应。
9．（2022 平谷区二模）化学小组对市售“茶垢清洁剂”进行如下探究。
【查阅资料】
①使用方法：将“茶垢清洁剂”粉末倒入容器中，加入50℃～70℃的水，浸泡10分钟，清水冲洗即可。②过碳酸钠是常用的洗涤助剂。它是白色固体，溶于水时分解生成碳酸钠和过氧化氢。③碳酸钠与二氧化锰不反应。
实验1：验证“茶垢清洁剂”的主要成分是过碳酸钠
【进行实验】在分液漏斗a中加入新配制的“茶垢清洁剂”的饱和溶液。
实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ.打开分液漏斗a的活塞，加入适量溶液后，关闭活塞，然后将带火星的木条放在c处。 产生大量气泡， “茶垢清洁剂”的主要成分是过碳酸钠
Ⅱ.待Ⅰ中反应停止后，打开分液漏斗b的活塞，加入适量溶液后，关闭活塞，将生成的气体通入澄清石灰水。 产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊
【解释与结论】
（1）步骤Ⅰ，补全实验现象是 ，据此说明“茶垢清洁剂”溶于水生成过氧化氢。
（2）步骤Ⅱ，分液漏斗b中的液体是 ，石灰水变浑浊的化学方程式为 。
实验2：探究影响过碳酸钠去茶渍效果的因素
【进行实验】25℃时，取洗碗基料15g于洗碗机中，分别加入不同质量的过碳酸钠，按照不同洗涤模式对具有相同茶渍的茶杯进行洗涤，洗涤后根据去茶渍效果打分，分数越高效果越好，记录如表：
组别 第1组（常规洗涤模式） 第2组（快洗模式）
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
过碳酸钠用量/g 0 1 2 3 0 1 2 3
水的硬度/mg kg﹣1 250 250 250 250 250 250 250 250
pH 11 11 11 11 11 11 11 11
去茶渍效果打分 2 5 7 9 2 4 6 8
【解释与结论】
（3）对比②和⑥可知，常规洗涤模式比快洗模式去茶渍效果好，依据是 。
（4）实验2中第1组实验的目的是 。
（5）实验2的结论是 。
（6）生活中碳酸钠也是常用的洗涤剂。继续实验，发现碳酸钠比过碳酸钠去茶渍效果差，其实验方案是：在25℃、水的硬度为250mg kg﹣1、pH为11的条件下，取洗碗基料15g于洗碗机中，加入2g碳酸钠， 。
【答案】（1） 带火星的木条复燃；
稀盐酸（合理即可）；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3） 去茶渍效果②打分为5，⑥打分为4或者去茶渍的效果②打分比⑥高；
（4） 探究常规洗涤模式下，过碳酸钠用量是否对去茶渍效果有影响；
（5） 其他条件相同且在研究范围内，常规洗涤模式时过碳酸钠用量越大去茶渍效果越好；
（6） 按照常规洗涤模式或快洗模式对具有相同茶渍的茶杯进行洗涤，洗涤后根据去茶渍效果打分。
【解析】解：（1）步骤I，由结论可知，“茶垢请洁剂”的主要成分是过碳酸纳，过碳酸钠溶于水时分解生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，实验现象为产生大量气泡，将带火星的木条放在c处，带火星的木条复燃，说明有氧气生成，说明有过氧化氢生成，进而证明茶垢清洁剂中有过碳酸钠；故答案为：带火星的木条复燃；
（2）步骤Ⅱ，现象是产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊，有二氧化碳生成，碳酸钠可以与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水，反应方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；故分液漏斗b中的液体是稀盐酸（合理即可）；依据步骤II的现象得出的结论是“茶垢清洁剂”的饱和溶液中有碳酸钠；故答案为：稀盐酸（合理即可）；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）对比②和⑥可知，过碳酸钠的用量、水的硬度、pH都相同，常规洗涤模式比快洗模式去茶渍效果好，依据是去茶渍效果②打分为5，⑥打分为4或者去茶渍的效果②打分比⑥高；故答案为：去茶渍效果②打分为5，⑥打分为4或者去茶渍的效果②打分比⑥高；
（4）对比①②③④，在常规洗涤模式下，其他条件相同，加入过碳酸钠的量越多，去茶渍效果越好，故答案为：探究常规洗涤模式下，过碳酸钠用量是否对去茶渍效果有影响；
（5）实验2的结论是：其他条件相同且在研究范围内，常规洗涤模式时过碳酸钠用量越大去茶渍效果越好；故答案为：其他条件相同且在研究范围内，常规洗涤模式时过碳酸钠用量越大去茶渍效果越好；
（6）生活中碳酸钠也是常用洗涤剂，继续实验，发现碳酸钠比过碳酸钠去茶渍效果差，其实验方案是：在25℃、水的硬度为250mg kg﹣1、pH为11的条件下，取洗碗基料15g于洗碗机中，加入2g碳酸钠，按照常规洗涤模式或快洗模式对具有相同茶渍的茶杯进行洗涤，洗涤后根据去茶渍效果打分，故答案为：按照常规洗涤模式或快洗模式对具有相同茶渍的茶杯进行洗涤，洗涤后根据去茶渍效果打分。
10．（2022 宁德一模）宁德海洋渔业发达。对海鱼进行腌制便于长时间存储且风味独特。但腌制过程产生的亚硝酸钠（NaNO2）对人体有一定伤害。某兴趣小组对此开展如下探究：
探究一 认识NaNO2
（1）组成：NaNO2由Na+和 （写离子符号）构成。
（2）酸碱性：NaNO2溶液pH＞7，则溶液呈 性。
（3）还原性：暴露在空气中的部分NaNO2会与氧气反应生成无毒的硝酸钠，写出该反应的化学方程式 。
探究二 影响腌鱼中NaNO2含量的因素
取不同质量比的鱼和盐进行腌制，采集不同时间、温度的实验数据如下：
【实验1】鱼、盐质量比3：1时，两种温度下亚硝酸盐含量与时间关系如图：
【实验2】室温下，不同鱼、盐质量比的腌鱼中亚硝酸盐含量（mg kg﹣1）随时间的变化的数据如表：
时间（d） 0 2 4 6 8 10 12 14 16
鱼、盐质量比8：1 0.32 1.35 1.81 1.30 1.61 1.18 0.91 0.86 0.99
鱼、盐质量比5：1 X 0.47 0.60 0.41 0.68 0.90 0.65 0.60 0.72
鱼、盐质量比3：1 0.32 0.38 0.49 0.61 0.35 0.82 0.44 0.39 0.49
（4）【实验1】可得：影响腌鱼中亚硝酸盐含量的因素有 和 。
（5）【实验2】表中X＝ 。
（6）【实验2】可得：鱼、盐质量比越大，亚硝酸盐出现最大值的特点是 。
【拓展】
（7）国家标准：肉类食品的NaNO2含量不得超过30mg kg﹣1。NaNO2作为加工肉制品的添加剂，具有防腐作用。现要测定1kg香肠制品中NaNO2含量，用质量分数为0.158%KMnO4溶液测定，共消耗KMnO4溶液4.00g，反应化学方程式为：2KMnO4+5NaNO2+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+5NaNO3+3H2↑。计算此肉制品中NaNO2含量为 mg kg﹣1。
（提示：相对分子质量：KMnO4为158，NaNO2为69）
【反思】
有同学认为“只要含有NaNO2的食品均不能食用”，你是否同意此观点，并说明理由
。
【答案】（1） NO2﹣。
碱。
2NaNO2+O2＝2NaNO3。
时间；温度。
0.32。
鱼、盐质量比越大，亚硝酸盐出现最大值的时间越早。
6.9。
不同意，在一定使用范围内使用亚硝酸盐，可以防止食品变质，且可以食用。
【解析】解：（1）亚硝酸钠含有钠离子和亚硝酸根离子，钠离子带一个单位正电荷，亚硝酸根离子带一个单位的负电荷；
故答案为：NO2﹣。
（2）pH＞7，说明溶液显碱性；
故答案为：碱。
（3）亚硝酸钠和氧气反应生成硝酸钠，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为2NaNO2+O2＝2NaNO3；
故答案为：2NaNO2+O2＝2NaNO3。
（4）根据实验方案和图像信息，可知实验变量为时间和温度，所以探究温度和时间的影响；
故答案为：时间；温度。
（5）时间未开始时，亚硝酸钠的含量都相同，所以此时也是0.32；
故答案为：0.32。
（6）根据实验数据可以看出，在鱼、盐质量比越大，亚硝酸钠含量出现最大值的时间越早；
故答案为：鱼、盐质量比越大，亚硝酸盐出现最大值的时间越早。
（7）设亚硝酸钠质量为m，高锰酸钾质量＝4.00g×0.158%＝0.00632g，
2KMnO4+5NaNO2+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+5NaNO3+3H2↑
316 345
0.00632g m
m＝0.0069g，此时亚硝酸钠质量＝6.9mg，因此含量＝＝6.9mg kg﹣1；
故答案为：6.9。
（8）根据题目信息，亚酸钠可以防止食物变质，并且在一定含量范围内可以食用，因此不同意该说法；
故答案为：不同意，在一定使用范围内使用亚硝酸盐，可以防止食品变质，且可以食用。
三、物数字化实验探究
11．（2022 鲤城区校级模拟）某化学兴趣小组对复分解反应进行了如下探究。
【探究主题】水溶液中复分解反应的实质。
【查阅资料】
I.室温下，各物质的电导率数值如表（稀硫酸、Ba（OH）2溶液的浓度相同，设为c）。
物质 蒸馏水 稀硫酸 Ba（OH）2溶液 BaSO4悬浊液
电导率（μS/cm） 3 3921 3273 3
Ⅱ.离子浓度越大，溶液的导电性越强，电导率越大。
Ⅲ.Ba（OH）2与NaOH具有相似的化学性质，BaCO3属于难溶物，硫酸钠溶液呈中性。
【实验设计与操作】
实验一：NaOH溶液与稀硫酸反应
往烧杯中加入一定量的NaOH溶液，滴入几滴酚酞试剂，再逐滴滴入稀硫酸。测得溶液的pH变化曲线如图所示。
（1）a点溶液显 碱性 （填“酸性”、“碱性”或“中性”），c点所示的溶液中，含有的溶质是 （填化学式）。
（2）写出该反应的化学方程式 。
（3）a、b、c三点所示溶液呈无色的是 （填字母序号）。
（4）从a点到b点溶液的导电性逐渐 （填“增强”，“减弱”或“不变”），其原因是 。
实验二：Ba（OH）2溶液与稀硫酸反应
按如图所示装连接好仪器，在烧杯中加入浓度为c的Ba（OH）2溶液。开启磁力搅拌器，逐滴滴加相同浓度的稀硫酸，测得溶液的电导率变化曲线如图。
（5）实验开始前，测得Ba（OH）2溶液的电导率低于3273μS/cm的原因是 （用化学方程式解释）。
（6）反应过程中，电导率最小值可能是 。
【实验结论】
（7）结合已学知识可知，溶液中复分解反应的实质是参与反应的离子，结合生成了沉淀、气体或水，导致其浓度 （填“增大”或“减小”）。
【答案】（1） 碱性；Na2SO4、H2SO4；
H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O；
（3） b、c。
（4） 减弱；氢离子和氢氧根离子结合生成水分子，溶液中离子浓度降低；
（5） CO2+Ba（OH）2＝BaCO3↓+H2O；
（6） 3μS/cm；
（7） 减小。
【解析】解：（1）往烧杯中加入一定量的NaOH溶液，再逐滴滴入稀硫酸，稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，由溶液的pH变化曲线图可知，a点时溶液pH大于7，即a点时溶液显碱性，c点时溶液显酸性，说明氢氧化钠已经反应完全，溶液中含有的溶质是反应生成的硫酸钠和过量的硫酸，其化学式为Na2SO4、H2SO4，故答案为：碱性；Na2SO4、H2SO4；
（2）稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O；故答案为：H2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2H2O；
（3）无色酚酞溶液遇酸性、中性溶液不变色，遇碱性溶液变红色。由查阅资料可知，硫酸钠溶液显中性，a点时溶液pH大于7，溶液为红色；b点时溶液的pH等于7，溶液为无色；c点时溶液的pH小于7，溶液为无色；故答案为：b、c。
（4）从a点到b点溶液的导电性逐渐减弱，原因是稀硫酸中的氢离子和氢氧化钠中的氢氧根离子结合生成水分子，导致溶液中离子浓度降低，从而使导电性减弱；故答案为：减弱；氢离子和氢氧根离子结合生成水分子，溶液中离子浓度降低；
（5）实验开始前，测得Ba（OH）2溶液的电导率低于3273μS/cm是因为空气中含有二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ba（OH）2＝BaCO3↓+H2O；故答案为：CO2+Ba（OH）2＝BaCO3↓+H2O；
（6）蒸馏水的电导率为3μS/cm，硫酸钡悬浊液的电导率为3μS/cm，反应过程中，电导率没有下降到0，说明溶液中还有自由移动的离子；反应过程中，电导率最小值可能是3μS/cm，故答案为：3μS/cm；
（7）溶液中复分解反应的实质是参与反应的离子，结合生成了沉淀、气体或水，导致其浓度减小；故答案为：减小。
12．（2022 鼓楼区一模）欲证明“CO2与NaOH发生了化学反应”，某化学兴趣小组进行以下探究实验（实验装置中夹持仪器已略去）。
【实验1】按图1所示装置进行实验。
实验前U型管两端液面相平，将NaOH浓溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面左高右低。据此，甲同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。
（1）U型管中的液面高度发生变化的原因是 。
（2）乙同学认为得出上述结论的证据不充足，理由是 。
【实验2】按图2所示装置进行实验。
查阅资料：I.CaCl2溶液呈中性。
Ⅱ.一定条件下可发生反应CaCl2+2NaOH═Ca（OH）2↓+2NaCl
实验步骤如下：①检查装置的气密性，往装置中装药品；
②关闭K1、K2，将注射器中的NaOH浓溶液缓缓推入A中；
③A中物质充分作用后，打开K1；
④关闭K1，打开K2，将注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中。
（3）写出步骤③中打开K1后出现的现象： 。上述现象仍不足以证明CO2与NaOH发生了化学反应，理由是 。
（4）步骤④中，若观察到 （填现象），证明CO2与NaOH发生了化学反应。CO2与NaOH反应的化学方程式为 。
【实验3】某兴趣小组利用压强传感器研究NaOH溶液吸收CO2的情况。
实验步骤如下：
①用3个250mL的烧瓶收集满纯净的CO2，连接压强传感器，同时采集数据；
②用注射器同时等速度分别注入三种不同浓度的NaOH溶液各l5mL；
③片刻后，同时振荡烧瓶，等待反应完成，采集的数据如图3所示。
（5）a、b、c三组实验中所用NaOH溶液的浓度由大到小的顺序是 。
（6）t2时刻对应的操作是 。
（7）t1时刻后b曲线呈这种形态的原因是 。
【答案】（1） 试管中的二氧化碳减少，气压减小；
二氧化碳能够溶于水，也能够导致试管中气压减小；
（3） B中无色溶液倒吸入A中，A中产生沉淀且溶液显红色；氢氧化钠和氯化钙可能结合生成氢氧化钙沉淀；
（4） 产生气泡；2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；
（5） c、b、a；
（6） 振荡烧瓶；
（7） 注入氢氧化钠溶液后，未进行振荡。
【解析】解：（1）U型管中液面高度发生变化的原因是二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，试管中的二氧化碳减少，气压减小；故答案为：试管中的二氧化碳减少，气压减小；
（2）上述结论的证据不充足，理由是二氧化碳能够溶于水，也能够导致试管中气压减小；故答案为：二氧化碳能够溶于水，也能够导致试管中气压减小；
（3）二氧化碳与氢氧化钠反应后二氧化碳减少，压强减小，打开K1后，则B中含有酚酞的氯化钙溶液被倒吸入A中，氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，酚酞遇碱性变红，因此可以看到B中无色溶液倒吸入A中，A中产生沉淀且溶液显红色；步骤③“产生沉淀”的现象仍不足以证明CO2与NaOH发生了化学反应，理由是一定条件下可发生反应CaCl2+2NaOH═Ca（OH）2↓+2NaCl，氢氧化钙微溶于水，氢氧化钠和氯化钙可能结合生成氢氧化钙沉淀；故答案为：B中无色溶液倒吸入A中，A中产生沉淀且溶液显红色；氢氧化钠和氯化钙可能结合生成氢氧化钙沉淀；
（4）步骤④中，关闭K1，打开K2，将注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中，则C中盐酸被倒吸入A中，碳酸钙或碳酸钠和稀盐酸反应生成了二氧化碳，因此若观察到A中产生气泡，证明CO2与NaOH发生了化学反应；二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水CO2与NaOH反应生成碳酸钠和水，反应化学方程式是：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；故答案为：产生气泡；2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；
（5）氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氢氧化钠溶液浓度越大，吸收二氧化碳速率越快，由图象看出，a、b、c三组实验中所用NaOH溶液的浓度由大到小的顺序是c、b、a；故答案为：c、b、a；
（6）从图象看出，t2时刻后，装置内压强急速下降，因此对应的操作是振荡烧瓶，二氧化碳与氢氧化钠反应，导致压强迅速减小；故答案为：振荡烧瓶；
（7）t1时刻后b曲线呈这种形态的原因是因为注入氢氧化钠溶液后，未进行振荡，但是少量的二氧化碳和氢氧化钠发生了反应；故答案为：注入氢氧化钠溶液后，未进行振荡。
13．（2021 靖江市模拟）运用数字化实验技术探究金属与酸的反应。化学兴趣小组向250mL的烧瓶内注入25mL溶质质量分数10%的稀硫酸，分别取大小相同的镁、铝、锌、铁金属片，略加打磨后投入烧瓶中，连接压强传感器（见图1），得到如图2所示的气体压强变化曲线（已知等温条件下，产生氢气的体积与装置内气压成正比）。回答下列问题：
（1）下列说法正确的是 BC （填序号）。
A.如延长时间，可得到d的图像是一条射线
B.从0～100s图像可推测b对应的金属打磨不彻底
C.由图像可知d对应的金属反应速率适中，可用于实验室制氢气
（2）由图2中0～200s图像可推测曲线c对应的金属是 ，200s后c的曲线发生异常，你推测可能原因是 。
（3）化学兴趣小组成员用6.5g锌片与50g质量分数为9.8%的稀硫酸反应制取氢气，测量出生成氢气的速率随时间的变化趋势并绘出图3所示曲线。
组别 锌片/g 9.8%的稀硫酸/g 是否加饱和硫酸铜溶液
甲小组 7 50 添加
乙小组 7 50 未添加
①对比甲、乙小组数据曲线，发现加入0.1g饱和硫酸铜溶液能够 加快 （填“加快”或“减慢”）生成氢气的速率。查阅资料后发现该变化可能是锌与铜形成了原电池，锌与硫酸铜反应的化学方程式为 。
②观察乙小组曲线，发现生成氢气的速率呈现出先增大后减小的变化趋势，先增大的主要原因可能是 。
③反应结束后，甲、乙小组发现均有固体剩余，则生成的氢气质量是多少？（写出具体计算过程）
④小组成员进一步分析金属锌和稀硫酸的反应速率和哪些因素有关，继续开展了探究活动。
【提出假设】假设1：与温度有关；
假设2：与溶液浓度有关；
假设3：与 有关。
请你帮兴趣小组同学制定假设2的探究的思路并完成具体实验方案设计：
【实验方案】 。
可供选择的药品：足量的5%稀盐酸、5%稀硫酸、10%稀硫酸；质量为5g的锌粉及两片5g形状大小一致的锌片
【答案】（1） BC；
镁（或Mg）；因反应剧烈，迅速产生大量气体并放出大量的热，使瓶内压强过大，造成瓶塞脱落或导管连接处脱落或烧瓶炸裂，引起压强骤降；
（4）① 加快；Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu；
② 锌与稀硫酸反应放出热量，温度升高，使反应速率加快；
③反应结束后，甲、乙小组发现均有固体剩余，说明锌过量，硫酸完全反应，设生成氢气的质量为x
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
98 2
50g×9.8% x
＝
x＝0.1g
答：生成氢气的质量为0.1g；
④ 反应物的接触面积（有无催化剂等合理即可）；
【试验方案】 ：取两片5g形状大小一致的锌片，放入两支试管中，分别加入足量的5%的稀硫酸、足量10%的稀硫酸，测相同时间内收集氢气的体积（或测量收集相同体积的氢气所需的时间或测量相同时间内剩余锌的质量或5g锌片完全反应所需的时间）。
【解析】解：（1）A、如延长反应时间，得到d的图象不是一条射线，是因为完全反应后温度降低，气压减小；故A错误；
B、从0～100s图象看出，b的压强变化不大，说明b对应的金属打磨不彻底，是因为开始盐酸与金属氧化物反应；故B正确；
C、由图像可知d对应的金属反应速率适中，可用于实验室制氢气；故C正确；
故选：BC；
（2）从图二0～200s的图象可以看出，c在反应最快，金属最活泼，根据金属活动性属顺序，镁、铝、锌、铁中，镁最活泼，因此曲线c对应的金属是镁；200s后c的曲线发生异常，可能原因是因反应剧烈，迅速产生大量气体并放出大量的热，使瓶内压强过大，造成瓶塞脱落或导管连接处脱落或烧瓶炸裂，引起压强骤降；故填：镁（或Mg）；因反应剧烈，迅速产生大量气体并放出大量的热，使瓶内压强过大，造成瓶塞脱落或导管连接处脱落或烧瓶炸裂，引起压强骤降；
（4）①对比曲线甲和乙，发现加入0.1g饱和硫酸铜溶液能够加快生成氢气的速率；锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，化学方程式为Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu；故填：加快；Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu；
②锌与稀硫酸反应放出热量，使温度升高，使反应的速率加快；故填：锌与稀硫酸反应放出热量，温度升高，使反应速率加快；
③反应结束后，甲、乙小组发现均有固体剩余，说明锌过量，硫酸完全反应，设生成氢气的质量为x
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
98 2
50g×9.8% x
＝
x＝0.1g
答：生成氢气的质量为0.1g；
④【提出假设】影响化学反应速率的因素有温度、反应物的浓度、反应物的接触面积、催化剂等；故填：反应物的接触面积（有无催化剂等合理即可）；
【试验方案】根据控制变量法，探究反应的速率与溶液浓度有关，可设计实验为取两片5g形状大小一致的锌片，放入两支试管中，分别加入足量的5%的稀硫酸、足量10%的稀硫酸，测相同时间内收集氢气的体积（或测量收集相同体积的氢气所需的时间或测量相同时间内剩余锌的质量或5g锌片完全反应所需的时间）；故填：取两片5g形状大小一致的锌片，放入两支试管中，分别加入足量的5%的稀硫酸、足量10%的稀硫酸，测相同时间内收集氢气的体积（或测量收集相同体积的氢气所需的时间或测量相同时间内剩余锌的质量或5g锌片完全反应所需的时间）。
14．（2022 利州区校级模拟）某校化学学习小组对二氧化碳制取和性质进行了如下探究：
【实验一】探究不同形状的石灰石对反应速率的影响
小组按图1所示实验装置进行了探究实验。回答下列问题。
（1）实验应取用浓度相同的稀盐酸， 不同的石灰石。
（2）石灰石与盐酸反应的化学方程式是 。
（3）在装药品前应检查该装置的气密性，具体方法是 。
（4）生成二氧化碳的体积与反应时间的关系如图2所示。实验甲选用的是 状的石灰石。
【实验二】探究不同浓度的盐酸对反应速率的影响
其它条件相同时，小组还用不同浓度的盐酸与相同的石灰石进行如下探究实验。
实验 编号 盐酸浓度（均取20mL） 石灰石固体形状（均取1g） 每分钟产生二氧化碳的体积/mL
0﹣1 分钟 1﹣2 分钟 2﹣3 分钟 3﹣4 分钟 4﹣5 分钟 5﹣6 分钟 6﹣7 分钟
Ⅰ 10% 石灰石 4.9 27.9 14.4 9.2 7.6 2 0
Ⅱ 5% 石灰石 2.8 19.8 12.9 9.8 7.7 5.5 4.1
（5）实验二的结论是 。
（6）如果反应时间充足，且所用盐酸是足量的，那么理论上实验Ⅰ、实验Ⅱ反应所得到的二氧化碳的体积 （填“是”或“不是”）相同的。
（7）实验Ⅰ和实验Ⅱ的反应速率都是逐渐变慢，原因是 。
（8）第Ⅰ次实验中，若该条件下CO2的密度为2.2g/L，根据生成CO2的体积，该石灰石样品中钙元素的质量分数为 。
【实验三】利用生成的二氧化碳探究CO2与NaOH溶液的反应
将二氧化碳气体持续通入到氢氧化钠溶液中，用数字化实验技术测得反应过程中溶液的pH变化如图3所示，溶液中各种离子的浓度如图4所示。
已知：本实验条件下，Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
（9）图3中，A点的溶质 （填化学式），BC段发生反应的化学方程式 。
（10）图4中，L曲线代表的离子是 ，M点、N点溶液中含有的共同溶质是 3 （填化学式）。
【答案】（1） 形状。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
连接装置，向外拉注射器活塞，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气。
粉末。
其它条件相同时，盐酸浓度越大，反应速率越快。
是。
随着反应进行，盐酸浓度减小。
13.2%。
NaOH；Na2CO3+H2O+CO2＝2NaHCO3。
（10）图4中，L曲线代表的离子是碳酸根离子，M点、N点溶液中含有的共同溶质是碳酸钠。
故填：碳酸根离子；Na2CO3。
【解析】解：（1）实验应取用浓度相同的稀盐酸，形状不同的石灰石。
故填：形状。
（2）石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
故填：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
（3）在装药品前应检查该装置的气密性，具体方法是连接装置，向外拉注射器活塞，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气。
故填：连接装置，向外拉注射器活塞，松手后活塞回到原处，说明装置不漏气。
（4）实验甲选用的是粉末状的石灰石，是因为粉末状碳酸钙与稀盐酸接触面积大。
故填：粉末。
（5）实验二的结论是其它条件相同时，盐酸浓度越大，反应速率越快。
故填：其它条件相同时，盐酸浓度越大，反应速率越快。
（6）如果反应时间充足，且所用盐酸是足量的，那么理论上实验Ⅰ、实验Ⅱ反应所得到的二氧化碳的体积是相同的。
故填：是。
（7）实验Ⅰ和实验Ⅱ的反应速率都是逐渐变慢，原因是随着反应进行，盐酸浓度减小。
故填：随着反应进行，盐酸浓度减小。
（8）设碳酸钙质量为x，
反应生成二氧化碳质量：（4.9mL+27.9mL+14.4mL+9.2mL+7.6mL+2mL）÷1000×2.2g/L＝0.1452g，
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，
100 44
x 0.1452g
＝，
x＝0.33g，其中钙元素质量：0.33g×＝0.132g，
该石灰石样品中钙元素的质量分数为：×100%＝13.2%。
故填：13.2%。
（9）图3中，A点的溶质是氢氧化钠，BC段碳酸钠和水、二氧化碳反应生成碳酸氢钠，反应的化学方程式：Na2CO3+H2O+CO2＝2NaHCO3。
故填：NaOH；Na2CO3+H2O+CO2＝2NaHCO3。
（10）图4中，L曲线代表的离子是碳酸根离子，M点、N点溶液中含有的共同溶质是碳酸钠。
故填：碳酸根离子；Na2CO3。
15．（2021 广东一模）某实验小组利用数字化传感器分别探究了二氧化碳与水、二氧化碳与氢氧化钠的反应，实验装置如图1。实验过程中，他们分别使用了压强、二氧化碳和温度传感器来做实验，并得到如图2所示三个图象。
（1）用压强传感器进行实验得到a、b两条曲线，其中表示氢氧化钠溶液的是 。
（2）实验需要配制160g质量分数为5%的NaOH溶液，需要20%的NaOH g。
（3）计算160g质量分数为5%的NaOH溶液反应消耗的二氧化碳的体积，写出具体计算过程。（CO2的密度取1.997g/L）
（4）从图2中可以总结出一般规律：要证明物质间发生了反应，除了从反应物消失、生成物生成的角度，还可以从 （答一条即可）角度证明。
【答案】（1） b。
40。
（3）氢氧化钠质量＝160g×5%＝8g，设需要二氧化碳质量为m，
CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O
44 80
m 8g
m＝4.4g，
所以需要二氧化碳体积＝＝2.2L
故答案为：2.2L。
（4） 能量变化。
【解析】解：（1）氢氧化钠吸收二氧化碳，内部气体体积减小，压强减小，因此压强下降较大的为氢氧化钠溶液曲线，故选b；
故答案为：b。
（2）设20%氢氧化钠溶液质量为m，160g×5%＝m×20%，m＝40g；
故答案为：40。
（3）氢氧化钠质量＝160g×5%＝8g，设需要二氧化碳质量为m，
CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O
44 80
m 8g
m＝4.4g，
所以需要二氧化碳体积＝＝2.2L
故答案为：2.2L。
（4）根据图2中温度变化，也可以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，因此可以根据反应中能量变化推断是否发生反应；
故答案为：能量变化。
1实验探究05 影响因素类与数字化实验探究
催化剂探究
1．（2023 白云区模拟）某化学兴趣小组在学习O2制备时，对MnO2做催化剂加快双氧水分解产生了兴趣，他们提出疑问：其他物质能否对双氧水分解速率产生影响？
【查阅资料】
影响化学反应速率的因素有很多，如：使用催化剂、改变温度、改变反应物的浓度等。
【实验探究】
小组的同学们按图组装，在室温下分别进行了四组实验，并用O2传感器测定实验过程中O2含量的变化情况，得到如图所示曲线。
组别 试剂 组别 试剂
第1组 2mL5%H2O2 第2组 2mL5%H2O2+3滴FeCl3溶液
第3组 2mL5%H2O2+3滴CuSO4溶液 第4组 2mL5%H2O2+少量MnO2粉末
【实验结论】
对比四条曲线，进行分析：
（1）FeCl3溶液、CuSO4溶液对H2O2的分解 （填“有”或“无”）加速作用；
（2）几组实验中催化效果最优的H2O2分解的化学方程式是 （写在计算过程中）；反应前过氧化氢溶液的质量是30克，催化剂的质量是1克，完全反应后剩余物质的质量是29.4克。计算溶液中参加反应的H2O2的质量是多少？（写出计算过程）
答：（略）。
（3）第1组实验的目的是 。
（4）小组的同学们不加催化剂，在不同温度下，用不同浓度的H2O2进行实验，记录实验现象如表。
据此可得出结论： 。
温度H2O2% 50℃ 60℃ 70℃
5% 无明显气泡 无明显气泡 极少量气泡
10% 无明显气泡 无明显气泡 少量气泡
15% 无明显气泡 少量气泡 较多气泡
2．（2022 常州一模）实验室用如图所示装置对气体制法展开研究。
（1）图1中编号①的仪器名称是 ，高锰酸钾制氧气反应方程式 。
（2）图中能直接用于制取氢气的发生装置（填编号，下同） ，其收集装置是 。
（3）实验小组同学用图2中的甲装置研究浓度为a%过氧化氢溶液与平菇接触时发生的化学反应，并用传感器测量装置中气压的变化同时用数据采集器记录数据如图2中乙图所示。
①乙图中曲线a在10s后下降，说明从能量的角度看该反应是 反应。
②乙图中能初步说明平菇是过氧化氢溶液反应催化剂的证据是 。
③结合实验和曲线a、b，关于化学反应速率的影响因素有 。
3．（2022 淮北模拟）关于盐的性质的研究是一项重要的课题。某小组以“探究胆矾的性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识胆矾
（1）胆矾是一种蓝色固体，又称蓝矾，易溶于水，被广泛应用于生产、生活中。胆矾的化学式为CuSO4 5H2O，其中铜元素的化合价为 。
（2）农药波尔多液可由胆矾和石灰乳等配制而成。不能在铁桶中配制波尔多液，这是因为 （用化学方程式解释）。
【任务二】探究胆矾的部分性质
（3）该小组同学将胆矾溶于水得到硫酸铜溶液，如图1所示，将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中，可观察到的现象为 。
（4）该小组同学通过查阅资料得知，胆矾的水溶液（即CuSO4溶液）能显著加快过氧化氢溶液的分解。CuSO4溶液中主要含有三种粒子（H2O、Cu2+、SO42﹣），为了进一步探究CuSO4溶液中哪种粒子起催化作用，该小组同学作了以下分析和设计。
①该小组同学认为最不可能的粒子是H2O，理由是 。
②为了探究另外两种粒子是否起催化作用，该小组同学设计了如下实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
a.取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2～3滴稀硫酸 溶液中几乎没有气泡放出 起催化作用的是
b.另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2～3滴硫酸铜溶液 溶液中有大量气泡放出
注意：若答对第（5）小题奖励3分，化学总得分不超过40分。
（5）将25.0g胆矾放在坩埚内加热，固体的质量随温度变化的曲线如图2所示。
①加热至 ℃时，CuSO4开始分解；
②加热至1000℃时，CuO开始分解，生成Cu2O与O2。CuO完全分解时产生O2的质量为 g。
③胆矾分解的化学方程式是CuSO4 5H2OCuSO4+5H2O，则图中x的值为 。
4．（2022 芜湖一模）理科实验操作考试中，小明同学在做铝和稀盐酸反应时无意中加入几滴硫酸铜溶液，发现铝片表面上产生气泡速率明显增快，对此他产生了兴趣。
【提出问题】硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂？硫酸铜溶液的体积对此实验有影响吗？
【设计并实验】室温下，小明将过量，表面积相同已打磨的铝片分别加入到6份30mL10%稀盐酸中，并在每份中加入不同体积的硫酸铜饱和溶液，记录获得相同体积氢气的时间，从而确定产生氢气的速率。
实验混合溶液 1 2 3 4 5 6
饱和硫酸铜 溶液/mL 0 0.5 2.5 5 10 20
水/mL 20 19.5 17.5 V 10 0
（1）上述表格中V＝ 。
（2）写出铝和稀盐酸反应的化学方程式 。
（3）定量测定产生氢气的速率，除了上述方法，还可测定 。
【实验现象】随着硫酸铜溶液体积的增加，产生氢气的速率先加快后明显减慢，且铝片表面附着的红色物质逐渐增加。
【结论与解释】
（4）随着硫酸铜溶液体积的增加，反应速率明显变慢可能的原因是 。
（5）根据实验现象小明认为硫酸铜溶液不是此反应的催化剂，其原因是 。
【实验反思】加快铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是（写出一点） 。
【附加分：若答对第（6）（7）小题奖励3分，化学试卷总分不超过40分。】
【实验拓展】根据上述实验，小明认为是盐中的金属离子影响了铝和稀盐酸的反应速率；为了研究不同金属离子对反应的影响，小明同学继续实验，取过量表面积相同的铝片和30 mL10%稀盐酸混合后加入不同的盐溶液，实验现象如下（加号越多，代表反应速率越快）。
实验1 实验2 实验3 实验4 实验5
加入试0.5 mL 水 5%NaCl溶液 5%Mg（NO2）2溶液 5%FeSO4溶液 5%CuSO4溶液
产生气泡速率 + + + ++ +++
（6）上表中，用水进行实验的目的是 。
（7）上述实验设计存有缺陷，该缺陷是 。改进实验后，仍符合上表中的实验现象，可得到的实验结论是：（写一条结论即可） 。
5．（2021 莒县校级模拟）小李将实验剩余的FeCl3溶液倒入含有H2O2的废液缸，立即产生大量的无色气泡。
（1）小李根据组成的元素猜测，无色气体可能是H2、O2、HCl、Cl2中的一种或多种。
【查阅资料】Ⅰ.Cl2是黄绿色、有刺激性气味的气体
Ⅱ.FeCl3在水中解离出Fe3+、Cl﹣
根据资料，小李可排除的气体为 。
【实验一】为进一步验证该气体成分，他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中，只观察到木条燃得更旺，则该气体一定含 。
（2）小李认为上述过程中FeCl3溶液作了H2O2分解的催化剂。
【实验二】为进一步探究哪种离子起催化作用，他做了如图所示的对比实验。
为进一步探究哪种离子起催化作用，他做了如图所示的对比实验。若观察到试管a中反应速率加快，还观察到试管b、c中无明显现象，则证明FeCl3溶液中的 （填微粒符号）对H2O2分解起催化作用。
（3）小王同学认为由此得出“FeCl3溶液作H2O2分解的催化剂”的结论不严谨，还需要补充实验来进一步探究，他们又设计了如下实验：
【实验三】
则X溶液中溶质的化学式是 。
【得到结论】要证明FeCl3溶液作H2O2分解的催化剂，须满足以下两个方面的条件：
①从定性角度需观察到 （填序号）的现象。
A．实验一
B．实验二
C．实验三
②从定量角度分析，氯化铁的质量为m1g，需得到的关系式为m1＝ （用m2和m3表示）。
二、影响化学反应探究
6．（2023 芜湖模拟）小红同学在学习“金属的化学性质”实验操作时，发现几支试管中产生气泡的速率有的快有的慢。于是，她与小芳同学一起合作进行如下探究。
【提出问题】金属与酸反应的快慢受哪些因素影响？
【猜想与假设】猜想1：可能与酸的浓度有关。
猜想2：可能与金属的种类有关。
猜想3：可能与金属的形状有关。
【设计并实验】为了验证猜想，小红和小芳设计如图1所示的装置进行如图实验：
（1）小红和小芳检查图1装置气密性的方法是 。
（2）实验时须将镁片和铁片进行打磨，其目的是 。
（3）写出镁与稀硫酸反应的化学方程式： 。
实验编号 硫酸的浓度 （均取20mL） 金属 （均取2g） 金属的形状 收集50mLH2 所需时间/s
① 10% 镁 粉末状 60
② 10% 铁 片状 120
③ 10% 镁 片状 102
④ 20% 铁 片状 110
【收集证据】
（4）要比较金属的形状对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 。
【得出结论】
（5）从上述实验数据可得出的结论是 。
【评价与反思】
（6）测得实验①反应中产生气体的速率（v）与时间（t）的关系如图2所示，t1～t2时间段内反应速率逐渐加快的原因是 ；t2～t3时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因是 。
（7）铁与硫酸反应的快慢还受到温度的影响。请你设计实验验证： （不要求写出现象和结论）。
7．（2023 白云区校级一模）钙是人体所需的重要元素之一，某化学小组用主要成分为碳酸钙的补钙剂进行如下实验。
【查阅资料】
①白醋的主要成分是醋酸（CH3COOH），可与碳酸钙反应，不与补钙剂的其他成分反应。
②ppm常用来表示气体的浓度，数值越大，说明气体的浓度越高。
③碳酸钙与醋酸反应的化学方程式：CaCO3+2CH3COOH═（CH3COO）2Ca+H2O+CO2↑。
④实验过程中暂不考虑醋酸挥发。
Ⅰ.验证补钙剂能与白醋反应。
【进行实验】
装置 现象
试管中的固体逐渐减少，有气泡产生，烧 杯中①。
【解释与结论】
（1）补全实验中的现象① 。用化学方程式解释产生这一现象的原因 。
【小组交流】分组实验中，同学们发现产生气泡的速率不同，于是进行了如下探究。
Ⅱ.探究影响补钙剂与白醋反应速率的因素。
【进行实验】室温条件下进行实验，记录如下：
实验操作 组别 实验序号 补钙剂形态 白醋中酸浓度（g/100mL） 二氧化碳浓度随时间的变化曲线
第1组 ① 片状 6
② 片状 3
第2组 ③ 粉末 6
④ 粉末 3
【解释与结论】
（2）上述实验中，反应速率最快的是 （填实验序号）。
（3）设计第1组实验的目的是 。
（4）对比①③可得到的结论是 。
【反思与评价】
（5）实验过程中，发现温度对该反应速率有影响。同学们再进行实验探究温度对反应速率的影响时，不需要控制相同的 （填序号）。
A．补钙剂的质量 B．温度 C．白醋中醋酸浓度 D．白醋的体积 E．补钙剂形态
8．（2022 邗江区校级三模）下列是制取和收集气体的部分装置。
（1）图中标有序号①的仪器名称是： 。
（2）实验室用5%双氧水制取和收集氧气时，可选用的装置组合是 （填字母序号），写出该反应的化学方程式 。
（3）若用C装置收集二氧化碳，验满的方法是 。
（4）若用加热熟石灰和氯化铵固体混合物反应来生成氨气；应该选用的气体发生装置是 （填字母）。若用F装置收集一瓶干燥的气体，则该气体可能是 （填字母）。
A．H2 B．CO2 C．O2
（5）某化学兴趣小组在实验室制H2时，分别用相同质量和大小的锌粒和足量稀硫酸反应的三组实验数据：
试验编号 硫酸的质量分数 反应温度/℃ 锌粒消失的时间/s
1 10% 20 500
2 20% 20 300
3 20% 30 80
①通过实验数据总结，影响金属与酸反应速率的因素： 、 。
另取适量锌粒放入200mL稀硫酸中，用排水集气法收集生成的氢气，实验记录如下（累计值）：
时间（min） 1 2 3 4 5
氢气体积（mL）（标准状况） 50 120 232 290 310
②由上述数据可知， min时（选填“0﹣1”、“1﹣2”“2﹣3”“3﹣4”“4﹣5”）反应速率最大，请结合上述实验解释这段时间反应速率最大的主要原因是 。
【继续探究】“硫酸铜溶液的体积”对H2生成速率的影响。实验中温度一定，Zn粒过量且颗粒大小相同，加入饱和CuSO4溶液0﹣4.0mL，保持溶液总体积为100.0mL，记录获得相同体积（336mL）的气体所需时间，实验结果如图所示。
③由图ab段判断CuSO4溶液 （填“是”或“否”）加快生成氢气的速率，你认为出现bd段变化趋势的原因可能是 。
9．（2022 平谷区二模）化学小组对市售“茶垢清洁剂”进行如下探究。
【查阅资料】
①使用方法：将“茶垢清洁剂”粉末倒入容器中，加入50℃～70℃的水，浸泡10分钟，清水冲洗即可。②过碳酸钠是常用的洗涤助剂。它是白色固体，溶于水时分解生成碳酸钠和过氧化氢。③碳酸钠与二氧化锰不反应。
实验1：验证“茶垢清洁剂”的主要成分是过碳酸钠
【进行实验】在分液漏斗a中加入新配制的“茶垢清洁剂”的饱和溶液。
实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ.打开分液漏斗a的活塞，加入适量溶液后，关闭活塞，然后将带火星的木条放在c处。 产生大量气泡， “茶垢清洁剂”的主要成分是过碳酸钠
Ⅱ.待Ⅰ中反应停止后，打开分液漏斗b的活塞，加入适量溶液后，关闭活塞，将生成的气体通入澄清石灰水。 产生大量气泡，澄清石灰水变浑浊
【解释与结论】
（1）步骤Ⅰ，补全实验现象是 ，据此说明“茶垢清洁剂”溶于水生成过氧化氢。
（2）步骤Ⅱ，分液漏斗b中的液体是 ，石灰水变浑浊的化学方程式为 。
实验2：探究影响过碳酸钠去茶渍效果的因素
【进行实验】25℃时，取洗碗基料15g于洗碗机中，分别加入不同质量的过碳酸钠，按照不同洗涤模式对具有相同茶渍的茶杯进行洗涤，洗涤后根据去茶渍效果打分，分数越高效果越好，记录如表：
组别 第1组（常规洗涤模式） 第2组（快洗模式）
实验序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
过碳酸钠用量/g 0 1 2 3 0 1 2 3
水的硬度/mg kg﹣1 250 250 250 250 250 250 250 250
pH 11 11 11 11 11 11 11 11
去茶渍效果打分 2 5 7 9 2 4 6 8
【解释与结论】
（3）对比②和⑥可知，常规洗涤模式比快洗模式去茶渍效果好，依据是 。
（4）实验2中第1组实验的目的是 。
（5）实验2的结论是 。
（6）生活中碳酸钠也是常用的洗涤剂。继续实验，发现碳酸钠比过碳酸钠去茶渍效果差，其实验方案是：在25℃、水的硬度为250mg kg﹣1、pH为11的条件下，取洗碗基料15g于洗碗机中，加入2g碳酸钠， 。
10．（2022 宁德一模）宁德海洋渔业发达。对海鱼进行腌制便于长时间存储且风味独特。但腌制过程产生的亚硝酸钠（NaNO2）对人体有一定伤害。某兴趣小组对此开展如下探究：
探究一 认识NaNO2
（1）组成：NaNO2由Na+和 （写离子符号）构成。
（2）酸碱性：NaNO2溶液pH＞7，则溶液呈 性。
（3）还原性：暴露在空气中的部分NaNO2会与氧气反应生成无毒的硝酸钠，写出该反应的化学方程式 。
探究二 影响腌鱼中NaNO2含量的因素
取不同质量比的鱼和盐进行腌制，采集不同时间、温度的实验数据如下：
【实验1】鱼、盐质量比3：1时，两种温度下亚硝酸盐含量与时间关系如图：
【实验2】室温下，不同鱼、盐质量比的腌鱼中亚硝酸盐含量（mg kg﹣1）随时间的变化的数据如表：
时间（d） 0 2 4 6 8 10 12 14 16
鱼、盐质量比8：1 0.32 1.35 1.81 1.30 1.61 1.18 0.91 0.86 0.99
鱼、盐质量比5：1 X 0.47 0.60 0.41 0.68 0.90 0.65 0.60 0.72
鱼、盐质量比3：1 0.32 0.38 0.49 0.61 0.35 0.82 0.44 0.39 0.49
（4）【实验1】可得：影响腌鱼中亚硝酸盐含量的因素有 和 。
（5）【实验2】表中X＝ 。
（6）【实验2】可得：鱼、盐质量比越大，亚硝酸盐出现最大值的特点是 。
【拓展】
（7）国家标准：肉类食品的NaNO2含量不得超过30mg kg﹣1。NaNO2作为加工肉制品的添加剂，具有防腐作用。现要测定1kg香肠制品中NaNO2含量，用质量分数为0.158%KMnO4溶液测定，共消耗KMnO4溶液4.00g，反应化学方程式为：2KMnO4+5NaNO2+3H2SO4═2MnSO4+K2SO4+5NaNO3+3H2↑。计算此肉制品中NaNO2含量为 mg kg﹣1。
（提示：相对分子质量：KMnO4为158，NaNO2为69）
【反思】
（8）有同学认为“只要含有NaNO2的食品均不能食用”，你是否同意此观点，并说明理由 。
三、物数字化实验探究
11．（2022 鲤城区校级模拟）某化学兴趣小组对复分解反应进行了如下探究。
【探究主题】水溶液中复分解反应的实质。
【查阅资料】
I.室温下，各物质的电导率数值如表（稀硫酸、Ba（OH）2溶液的浓度相同，设为c）。
物质 蒸馏水 稀硫酸 Ba（OH）2溶液 BaSO4悬浊液
电导率（μS/cm） 3 3921 3273 3
Ⅱ.离子浓度越大，溶液的导电性越强，电导率越大。
Ⅲ.Ba（OH）2与NaOH具有相似的化学性质，BaCO3属于难溶物，硫酸钠溶液呈中性。
【实验设计与操作】
实验一：NaOH溶液与稀硫酸反应
往烧杯中加入一定量的NaOH溶液，滴入几滴酚酞试剂，再逐滴滴入稀硫酸。测得溶液的pH变化曲线如图所示。
（1）a点溶液显 （填“酸性”、“碱性”或“中性”），c点所示的溶液中，含有的溶质是 （填化学式）。
（2）写出该反应的化学方程式 。
（3）a、b、c三点所示溶液呈无色的是 （填字母序号）。
（4）从a点到b点溶液的导电性逐渐 （填“增强”，“减弱”或“不变”），其原因是 。
实验二：Ba（OH）2溶液与稀硫酸反应
按如图所示装连接好仪器，在烧杯中加入浓度为c的Ba（OH）2溶液。开启磁力搅拌器，逐滴滴加相同浓度的稀硫酸，测得溶液的电导率变化曲线如图。
（5）实验开始前，测得Ba（OH）2溶液的电导率低于3273μS/cm的原因是 （用化学方程式解释）。
（6）反应过程中，电导率最小值可能是 。
【实验结论】
（7）结合已学知识可知，溶液中复分解反应的实质是参与反应的离子，结合生成了沉淀、气体或水，导致其浓度 （填“增大”或“减小”）。
12．（2022 鼓楼区一模）欲证明“CO2与NaOH发生了化学反应”，某化学兴趣小组进行以下探究实验（实验装置中夹持仪器已略去）。
【实验1】按图1所示装置进行实验。
实验前U型管两端液面相平，将NaOH浓溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面左高右低。据此，甲同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。
（1）U型管中的液面高度发生变化的原因是 。
（2）乙同学认为得出上述结论的证据不充足，理由是 。
【实验2】按图2所示装置进行实验。
查阅资料：I.CaCl2溶液呈中性。
Ⅱ.一定条件下可发生反应CaCl2+2NaOH═Ca（OH）2↓+2NaCl
实验步骤如下：①检查装置的气密性，往装置中装药品；
②关闭K1、K2，将注射器中的NaOH浓溶液缓缓推入A中；
③A中物质充分作用后，打开K1；
④关闭K1，打开K2，将注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中。
（3）写出步骤③中打开K1后出现的现象： 。上述现象仍不足以证明CO2与NaOH发生了化学反应，理由是 。
（4）步骤④中，若观察到 （填现象），证明CO2与NaOH发生了化学反应。CO2与NaOH反应的化学方程式为 。
【实验3】某兴趣小组利用压强传感器研究NaOH溶液吸收CO2的情况。
实验步骤如下：
①用3个250mL的烧瓶收集满纯净的CO2，连接压强传感器，同时采集数据；
②用注射器同时等速度分别注入三种不同浓度的NaOH溶液各l5mL；
③片刻后，同时振荡烧瓶，等待反应完成，采集的数据如图3所示。
（5）a、b、c三组实验中所用NaOH溶液的浓度由大到小的顺序是 。
（6）t2时刻对应的操作是 。
（7）t1时刻后b曲线呈这种形态的原因是 。
13．（2021 靖江市模拟）运用数字化实验技术探究金属与酸的反应。化学兴趣小组向250mL的烧瓶内注入25mL溶质质量分数10%的稀硫酸，分别取大小相同的镁、铝、锌、铁金属片，略加打磨后投入烧瓶中，连接压强传感器（见图1），得到如图2所示的气体压强变化曲线（已知等温条件下，产生氢气的体积与装置内气压成正比）。回答下列问题：
（1）下列说法正确的是 （填序号）。
A.如延长时间，可得到d的图像是一条射线
B.从0～100s图像可推测b对应的金属打磨不彻底
C.由图像可知d对应的金属反应速率适中，可用于实验室制氢气
（2）由图2中0～200s图像可推测曲线c对应的金属是 ，200s后c的曲线发生异常，你推测可能原因是 。
（3）化学兴趣小组成员用6.5g锌片与50g质量分数为9.8%的稀硫酸反应制取氢气，测量出生成氢气的速率随时间的变化趋势并绘出图3所示曲线。
组别 锌片/g 9.8%的稀硫酸/g 是否加饱和硫酸铜溶液
甲小组 7 50 添加
乙小组 7 50 未添加
①对比甲、乙小组数据曲线，发现加入0.1g饱和硫酸铜溶液能够 （填“加快”或“减慢”）生成氢气的速率。查阅资料后发现该变化可能是锌与铜形成了原电池，锌与硫酸铜反应的化学方程式为 。
②观察乙小组曲线，发现生成氢气的速率呈现出先增大后减小的变化趋势，先增大的主要原因可能是 。
③反应结束后，甲、乙小组发现均有固体剩余，则生成的氢气质量是多少？（写出具体计算过程）
④小组成员进一步分析金属锌和稀硫酸的反应速率和哪些因素有关，继续开展了探究活动。
【提出假设】假设1：与温度有关；
假设2：与溶液浓度有关；
假设3：与 有关。
请你帮兴趣小组同学制定假设2的探究的思路并完成具体实验方案设计：
【实验方案】 。
可供选择的药品：足量的5%稀盐酸、5%稀硫酸、10%稀硫酸；质量为5g的锌粉及两片5g形状大小一致的锌片
14．（2022 利州区校级模拟）某校化学学习小组对二氧化碳制取和性质进行了如下探究：
【实验一】探究不同形状的石灰石对反应速率的影响
小组按图1所示实验装置进行了探究实验。回答下列问题。
（1）实验应取用浓度相同的稀盐酸， 不同的石灰石。
（2）石灰石与盐酸反应的化学方程式是 。
（3）在装药品前应检查该装置的气密性，具体方法是 。
（4）生成二氧化碳的体积与反应时间的关系如图2所示。实验甲选用的是 状的石灰石。
【实验二】探究不同浓度的盐酸对反应速率的影响
其它条件相同时，小组还用不同浓度的盐酸与相同的石灰石进行如下探究实验。
实验 编号 盐酸浓度（均取20mL） 石灰石固体形状（均取1g） 每分钟产生二氧化碳的体积/mL
0﹣1 分钟 1﹣2 分钟 2﹣3 分钟 3﹣4 分钟 4﹣5 分钟 5﹣6 分钟 6﹣7 分钟
Ⅰ 10% 石灰石 4.9 27.9 14.4 9.2 7.6 2 0
Ⅱ 5% 石灰石 2.8 19.8 12.9 9.8 7.7 5.5 4.1
（5）实验二的结论是 。
（6）如果反应时间充足，且所用盐酸是足量的，那么理论上实验Ⅰ、实验Ⅱ反应所得到的二氧化碳的体积 （填“是”或“不是”）相同的。
（7）实验Ⅰ和实验Ⅱ的反应速率都是逐渐变慢，原因是 。
（8）第Ⅰ次实验中，若该条件下CO2的密度为2.2g/L，根据生成CO2的体积，该石灰石样品中钙元素的质量分数为 。
【实验三】利用生成的二氧化碳探究CO2与NaOH溶液的反应
将二氧化碳气体持续通入到氢氧化钠溶液中，用数字化实验技术测得反应过程中溶液的pH变化如图3所示，溶液中各种离子的浓度如图4所示。
已知：本实验条件下，Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
（9）图3中，A点的溶质 （填化学式），BC段发生反应的化学方程式 。
（10）图4中，L曲线代表的离子是 ，M点、N点溶液中含有的共同溶质是 （填化学式）。
15．（2021 广东一模）某实验小组利用数字化传感器分别探究了二氧化碳与水、二氧化碳与氢氧化钠的反应，实验装置如图1。实验过程中，他们分别使用了压强、二氧化碳和温度传感器来做实验，并得到如图2所示三个图象。
（1）用压强传感器进行实验得到a、b两条曲线，其中表示氢氧化钠溶液的是 。
（2）实验需要配制160g质量分数为5%的NaOH溶液，需要20%的NaOH g。
（3）计算160g质量分数为5%的NaOH溶液反应消耗的二氧化碳的体积，写出具体计算过程。（CO2的密度取1.997g/L）
（4）从图2中可以总结出一般规律：要证明物质间发生了反应，除了从反应物消失、生成物生成的角度，还可以从 （答一条即可）角度证明。
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