二轮复习题型突破七·实验探究题
01 题型策略解读
一、题型特征
实验与探究题是重点题型，主要考查对实验目的、实验原理、实验方法、实验现象与结论的掌握情况，同时通过基础实验考查对常见仪器、实验基本操作的掌握情况,试题特点是立足基础实验,考查实验能力。科学探究考查的内容较广泛，根据探究内容分类，包括物质成分的探究、物质性质和变化规律的探究、有关反应条件和影响因素的探究、实验异常现象的探究等。实验探究题信息量大，知识综合性强，能力要求较高，难度较大。从考查目标看，既有知识与技能 、过程与方法，同时也常会涉及情感态度与价值观；从考查知识点看，既包括实验现象 、化学用语 、实验操作等基础知识，也包括一些常用的实验方法，如对比 、控制变量等；从考查形式看，主要是按照科学探究的主要过程来呈现问题。解题难点主要在对实验方案的设计和理解上。
二、解题策略
1．通读试题，审题，一是明确探究的目的及反应原理，二是明确要求，提炼相关信息。
2. 带着问题再读试题，将题中的信息与所学的知识进行整合（试题提供的资料一定要充分利用），大胆假设（合理猜想）；做题中顺滕摸瓜（分析推理）。围绕实验目的思考选择适当的实验方法，选择适当的仪器与药品，设计合理的实验装置和实验步骤。实验方案要求科学、可行、安全、简约，设计实验方案首先要考虑控制变量思想，其次是应用对比法，如果已知实验结论，可从实验结论入手进行反应推，设计相应的方案。
3. 根据实验操作、实验现象和结论间的逻辑关系，完善实验报告。
02 重点题型突破
类型01 物质组成或成分的探究
典例1 （2023 襄阳）化学使世界变得绚丽多彩，绿色生活理念深入人心。小明同学在帮助老师处理实验室固体废弃物时，对其中一包固体废弃物很感兴趣，这包固体废弃物可能由木炭粉、铁粉、氧化铜、碳酸钾、硝酸钡、碳酸氢钠、氯化钠中的一种或几种组成。为确定其成分，小明在老师的指导下开展了以下科学探究活动。
【查阅资料】NaHCO3的水溶液显碱性；NaHCO3+NaOH＝Na2CO3+H2O
【实验探究】
步骤Ⅰ：取少量固体样品于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到滤液A和滤渣甲。
步骤Ⅱ：向滤液A中加入过量的氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，充分反应后过滤，得到滤液B。
步骤Ⅲ：取干燥后的滤渣甲用磁铁完全吸引得到固体乙，称量剩余滤渣，其质量为10g，然后向剩余滤渣中加入一定量稀硫酸，无气体产生，滤渣完全溶解，得到溶液C。
步骤Ⅳ：将固体乙加入到溶液C中，充分反应后过滤，将滤渣在低温下干燥，得到干燥固体丙。
【实验分析】
（1）若向滤液A中滴加少量无色酚酞试液，观察到的现象是 。
（2）步骤Ⅱ中产生的白色沉淀是 （填化学式）。
（3）若向滤液B中加入足量稀硫酸，产生白色沉淀，则滤液B中一定含有的溶质是 （填化学式）。
（4）由以上实验可知，原固体废弃物中一定含有的物质是 （填化学式）。
【拓展延伸】
（5）若固体乙和固体丙的质量相等且都为ag，则a的取值范围为 。
典例2 （2023 天门）硫养粉（Na2SO3）为白色粉末，作为一种漂白剂、抗氧化剂、防腐剂和护色剂广泛用于化学工业中，硫养粉在空气中易被氧化为Na2SO4。工业生产的硫养粉可能混有Na2CO3。化学实验室有一瓶久置的硫养粉，为探究其成分，化学兴趣小组的同学设计了相关实验来展开探究。
【查阅资料】
（1）Na2SO3易溶于水，能与常见的酸（稀盐酸、稀硫酸）发生化学反应，生成SO2、H2O和钠盐。
（2）SO2能使品红溶液褪色，能与酸性高锰酸钾溶液反应，能使澄清石灰水变浑浊。CO2不能使品红溶液褪色，不能与酸性高锰酸钾溶液反应。
（3）碱石灰的主要成分为CaO和NaOH固体。
【提出问题】久置的硫养粉中含有的成分是什么？
【进行猜想】
猜想一：Na2SO3 猜想二：Na2SO3、Na2SO4
猜想三：Na2SO4 猜想四：
猜想五：Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3 猜想六：Na2SO4、Na2CO3
【实验探究】为验证猜想，小组同学设计如下实验，请填写表格中空白处。
实验 实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ 打开活塞，向锥形瓶中加入适量稀盐酸，让产生的气体依次通过后面装置。 ①B装置中品红溶液褪色 猜想 不正确
②E装置中澄清石灰水变浑浊 猜想一、二不正确
Ⅱ 另取样品于烧杯中，加水溶解，向其中加入足量稀盐酸，待无气泡产生后，再滴加适量BaCl2溶液，观察现象。 ③ 。 猜想五正确
【反思交流】
（1）有同学认为仅仅通过E装置中的实验现象，得出猜想一、二不正确的实验结论不严谨，为了使实验结论更加严谨，请将实验现象②补充完整： 。
（2）实验Ⅱ的实验操作中向样品中加入稀盐酸，此处不能换成稀硫酸的原因： 。
【反思拓展】
硫养粉与空气中的氧气反应的化学方程式： 。
1．（2023 十堰模拟）十堰某中学化学兴趣小组为鉴定某工厂排出的无色污水成分，他们查阅工厂的有关资料，推测出污水中可能含有盐酸、硫酸钠和氢氧化钠中的一种或几种物质，小组同学取污水进行了探究：
【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性
【实验探究】
实验一：小组同学用pH试纸测得的污水的pH＝2，由此得出污水中一定不含 ，原理是： （用化学方程式表示）。
实验二：为检测污水中可能含有的成分，甲同学做了如下实验：
实验操作 实验现象 实验结论
取少量污水于一支洁净试管中，向其中滴加少量的 有白色沉淀生成 污水中一定含有硫酸钠
实验二中生成白色沉淀的化学方程式为 。
【得出结论】兴趣小组确定了污水的成分。
【反思与评价】乙同学经过思考后，用物理方法也得到了甲同学的实验结论，他的实验操作及实验现象是： 。
2．（2023 滦州市二模）过碳酸钠是一种清洁剂，多用在抗震、抗疫等工作中，其化学式为2Na2CO3 3H2O2，外观为白色固体，具有Na2CO3和H2O2的双重性质。
【探究I】过碳酸钠溶于水放热后产生气体的成分
【猜想与假设】猜想一：H2；猜想二：CO2；猜想三：O2
【实验验证】取少量该清洁剂于试管中，向其中加入热水，塞上带导管的橡皮塞，用点燃的木条点燃生成的气体，发现木条燃烧更旺，没有出现蓝色的火焰；再通入澄清的石灰水，没有明显现象；打开橡皮塞，接下来的操作和观察到的现象是 ，从而证明猜想三正确。
【探究Ⅱ】过碳酸钠溶于水后得到的无色液体的成分
【猜想与假设】
猜想一：NaOH 猜想二： 猜想三：NaOH和Na2CO3
【实验验证】如图所示：
实验结论 实验操作 实验现象
（1）取少量溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液 。 猜想一正确
（2）向完成（1）实验的溶液中加入足量的CaCl2溶液 产生白色沉淀，溶液为无色，发生反应的化学方程式为 。 猜想 正确
【反思评价】
（1）通过实验操作（1）证明猜想一正确的说法不科学，理由是 。
（2）下列物质能使过碳酸钠失效的是 。
A．二氧化锰 B．氢氧化钠 C．氯化钠 D．盐酸
3．（2023 荆州）小明从超市买来一袋干果，发现袋里有一小纸包，上面标明“铁系食品脱氧剂，主要成分：铁粉、活性炭、氯化钠”。化学小组的同学们对这包脱氧剂产生了探究兴趣。
【查阅资料】
①这种铁系食品脱氧剂的脱氧原理是：铁粉与空气中的氧气、水蒸气反应生成铁锈。
②活性炭和氯化钠是辅助材料，能提升脱氧效果。
③FeCl3溶液和KSCN溶液反应可以得到血红色溶液，常用于Fe3+的检验。
【提出问题】此包食品脱氧剂中铁粉是否变质？
假设一：铁粉没有变质 假设二：铁粉部分变质 假设三：铁粉全部变质
【实验探究1】
实验操作 实验现象 结论
（1） 取少量固体于烧杯中，加入足量稀盐酸，用玻璃棒充分搅拌静置，过滤，得滤液A。 产生大量气泡 脱氧剂中含有
烧杯中溶液呈浅棕黄色，底部有少量黑色物质。
（2） 取少量滤液A于试管1中，向其中滴加 溶液。 脱氧剂中含有C、Fe2O3
【实验结论】假设二正确。
【实验探究2】小明为证明此包食品脱剂中还有氯化钠，再取少量液A于试管2中，向其中滴加硝酸银溶液，生成白色沉淀，继续滴加稀硝酸，沉淀不消失。由此证明，食品脱氧剂中含有氯化钠，请写出生成白色沉淀的化学方程式： 。
【反思评价】小亮认为小明的检验方案并不能证明氯化钠的存在，你认为其原因是 。
类型02 物质性质的探究
典例3 （2023 宁夏）我国提出2060年前实现碳中和。彰显了负责任大国的作为与相当。实现碳中和人人有责，让我们从衣食住行点滴做起，节约能源，低碳生活。学习小组开展“低碳行动”实践活动，聚焦主要物质二氧化碳，实验探究二氧化碳的性质与转化过程如下：
探究活动一：探究二氧化碳与水的反应
【设计与实验】同学们取石蕊溶液染成紫色的干燥纸条，完成如下实验操作。
实验操作 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 实验Ⅳ
实验现象 紫色纸条不变色 紫色纸条不变色 紫色纸条变红色
【解释与结论】
（1）分析对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得出的结论是水和二氧化碳都不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水共同作用使紫色石蕊变红。
（2）实验Ⅳ的目的是 。
（3）分析对比实验Ⅲ和Ⅳ，得出的结论是 。
（4）写出实验Ⅲ中反应的化学方程式 。
探究活动二：探究二氧化碳与碱溶液的反应。
【设计与实验】同学们取氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液设计并进行了如图所示实验。
【解释与结论】
实验①中观察到的现象是 ，得到二氧化碳能与氢氧化钙溶液发生化学反应的结论；实验②中观察到无明显现象，得到二氧化碳不能与氢氧化钠溶液发生化学反应的结论。
【反思与评价】有同学认为实验②得出的实验结论不合理，他认为无明显现象并不能证明二氧化碳与氢氧化钠溶液不发生化学反应，于是设计了以下三个实验方案，证明二氧化碳是否能与氢氧化钠溶液发生化学反应，其中能达到目的的方案有 。
实验方案 实验步骤
方案一 在两个相同的软塑料瓶中挤满二氧化碳，分别加入等量的水和氢氧化钠溶液，振荡，观察现象。
方案二 向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加几滴无色酚酞溶液，观察现象。
方案三 向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加足量稀盐酸，观察现象。
【表达与交流】
（1）通过实验探究得出二氧化碳与氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液均能发生化学反应，请写出二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
（2）请你为某工厂提出一条减少排放物中二氧化碳含量的建议： 。
4．（2020 江西）某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行如下探究。
【知识回忆】碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑，理论上碳和氧化铜的质量比为 。
【作出猜想】产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。
【实验探究】小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物（不考虑其中杂质），分别进行实验，部分实验现象记录如下：
实验序号 m（C）：m（CuO） 实验后A处试管中固体颜色 C处导管口的现象
1 1：8 红色固体中有少量黑色固体 尾气燃烧
2 1：9 红色固体中有较少量黑色固体 尾气燃烧
3 1：10 红色固体中有很少量黑色固体 尾气不燃烧
4 1：11 红色固体中有极少量黑色固体 尾气不燃烧
5 1：12 红色固体中无黑色固体 尾气不燃烧
6 1：13 红色固体中有较多黑色固体 尾气不燃烧
【交流讨论】
（1）推测实验4中“C处导管口的现象”是 。
（2）上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1：10～1：12之间，可观察到黑色固体明显变红，同时还可减少 （填化学式）排放，防止空气污染。
（3）检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是 ，观察到的现象是 。
【反思评价】分析发现，实验5中m（C）：m（CuO）比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因： （写一个即可）。
5．（2023 宿迁）学习小组在老师的指导下对氢氧化钠、氢氧化钙的性质进行探究。
Ⅰ.探究NaOH的性质：同学们设计了如图所示实验。
（1）实验一中酚酞试液变红，说明NaOH溶液显 性。
（2）实验二、实验三验证了NaOH能与某些 发生反应（填物质类别）。写出实验三中发生反应的化学方程式： 。
（3）实验四中滴入NaOH浓溶液后观察到的现象是 。
Ⅱ.探究Ca（OH）2的性质：甲、乙两位同学分别取1g Ca（OH）2 固体于试管中，各加入3mL水，充分振荡，均得到悬浊液。
（4）甲同学将盛悬浊液的试管静置后，吸取上层清液滴入盛有少量碳酸钠溶液的试管中，观察到有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为 。
（5）如图所示，乙同学向盛悬浊液的试管中滴入2滴酚酞试液，振荡、静置后，观察到试管底部有固体，上层清液呈红色；然后向试管中逐滴加入稀盐酸至上层清液变为无色，该过程中发生反应的实质是 ；再将试管振荡、静置，上层清液又变成红色，其原因是 。
类型03 反应后物质成分的探究
典例4 （2023 潍坊）镁被誉为“国防金属”，在航空母舰、舰载机，导弹等武器中应用广泛。某化学学习小组观察镁与硫酸铜溶液反应时，产生大量无色气体，同时有蓝绿色不溶物和棕褐色不溶物生成。学习小组对生成物展开以下探究：
（1）【实验一】探究无色气体的成分
【查阅资料】部分盐溶于水后，能与水分子作用解离出H+或OH﹣，使溶液显酸性或碱性。
【作出猜想】根据文献资料和元素守恒，对气体成分作出如下猜想：
猜想1；SO2；猜想2：O2；猜想3： 。
【实验探究】小组成员按如图装置进行实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
①扇闻导管口气体的气味 无明显气味 猜想1不成立
② 带火星的木条不复燃 猜想2不成立
③用燃着的木条靠近肥皂泡 肥皂泡破裂，燃烧，发出爆鸣声 猜想3成立
【深化探究】分别测量上述硫酸铜溶液和相同溶质质量分数的硫酸钠溶液的pH，发现硫酸铜溶液的pH＝4，硫酸钠溶液的pH＝7。
【结论】硫酸铜溶液显酸性，是由 （填微粒符号）与水分子相互作用的结果；金属镁能与溶液中的H+反应生成H2。
（2）【实验二】探究蓝绿色不溶物的成分
【查阅资料】碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]为绿色固体，不溶于水但能溶于酸。
【作出猜想】
猜想1：Cu（OH）2；猜想2：Cu2（OH）2CO3；猜想3：Cu（OH）2和Cu2（OH）2CO3。
【实验探究】
向蓝绿色不溶物滴加足量稀硫酸，不溶物溶解，无气泡产生。则猜想 （填数字）错误。
小明同学结合初中所学知识，认为猜想1也不合理，理由是 。
【查阅资料】某种碱式硫酸铜[Cu2（OH）2SO4]为蓝绿色固体，不溶于水能溶于酸。
【设计实验】请你帮助小明设计方案，验证蓝绿色不溶物中含有Cu2（OH）2SO4。简述实验操作及现象（可供选择的试剂：稀盐酸，稀硫酸，BaCl2溶液）。 。
（3）【实验三】探究棕褐色不溶物的成分
【查阅资料】
①棕褐色不溶物成分较为复杂，为Cu、CuO和Cu2O中的不确定组成；
②Cu2O不溶于水，能与稀硫酸发生反应：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O。
【实验探究】取少量棕褐色不溶物于试管中，滴加稀硫酸至过量，溶液变蓝，试管底部有亮红色固体。
【交流讨论】对棕褐色不溶物成分的推测较多，以下为其中两位同学的讨论：甲同学认为一定有Cu2O，乙同学反对该观点，认为没有Cu2O，而是 。（填化学式），也能产生上述实验现象，理由是 （结合化学方程式和必要的文字说明）。
6．（2023 凉山州）CaCl2可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后，欲对剩余废液的组成进行探究，并制定回收CaCl2的方案。
【提出问题】实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】猜想一：CaCl2
猜想二：CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份，甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究：
甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成 红 色，证明猜想二成立。
乙组同学用图1装置进行实验，将80mL一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液，测得数据如图2。
【数据分析】乙组同学对图2数据进行讨论分析，证明猜想二成立。
Ⅰ.a点的实验现象为 。
Ⅱ.b点发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.c点对应溶液中全部溶质的化学式为 。
【探究活动二】丙组同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2，理由是 。
【交流与反思】甲组同学认为丙组同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其它试剂和仪器的情况下，除去废液中对空气造成污染的物质，建议最好先在废液中加入下面 （填选项序号）试剂。
A.CaO B.Ca（OH）2 C.CaCO3
类型04 其他类型的探究
典例5 （2023 山西）【科学探究】随着我国“资源节约型”与“环境友好型”的建设，城市垃圾的处理成为了一项重要工程。某校实践小组的同学们在老师的组织下，带着极大的兴趣对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等展开了项目化学习。
任务一：调查垃圾分类的价值
【咨询交流】同学们参观了一个垃圾分类处理厂，获悉城市生活垃圾可分为 、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。垃圾的综合化分类具体可得到金属、塑料和 等可再利用的资源。
任务二：学习垃圾分类处理的方法
【参观学习】小组同学在技术人员的指导下，了解到垃圾回收处理的过程如下：
任务三：探究垃圾焚烧产生的气体成分
【提出问题】垃圾焚烧产生的气体中是否含有SO2、CO、CO2？
【查阅资料】①SO2能使红色的品红溶液褪色，常用于检验SO2②紫红色酸性高锰酸钾溶可与SO2反应而褪色，常用于除去SO2③SO2也能使澄清石灰水变浑浊
【进行实验】设计实验方案，探究垃圾焚烧产生的气体成分。
实验步骤 实验现象 实验结论
①将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中 红色褪去 含有SO2
②将除尘后的气体先通过图1装置后，再通入盛有澄清石灰水的试管中 澄清石灰水变浑浊 含有CO2
【反思评价】（1）步骤②中，气体从 端通入图1装置。
（2）步骤②中，澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 。
（3）小组同学通过一定手段，测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如图2，t1～t2时间段内CO体积分数出现异常的原因是 。
任务四：设计垃圾分类回收的宣传活动
活动主题 实现垃圾分类 共建美丽家园 活动对象 小区居民
时间地点 5月6日上午、文明小区 活动形式 演讲
活动流程 ①用讲解的方式普及垃圾分类的重要性和分类知识。②引导小区居民认识垃圾桶上的分类标识。③活动总结，撰写实践报告。
成果分享：同学们通过各种方式，学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中，同学们提出了许多合理化的建议。为了强化垃圾分类处理意识，让更多的人了解并执行分类措施，你还能提出的一条有价值的建议是 。
典例6 （2023 内江）实验室通常用溶质质量分数15%的稀盐酸和碳酸钙反应来制取CO2，某化学兴趣小组提出：若将稀盐酸改为极稀盐酸结果又如何呢？
【猜想与假设】
猜想一：有较多CO2放出
猜想二：无CO2放出，有新物质生成
猜想三：无CO2放出，
【查阅资料】Ca（HCO3）2+Ca（OH）2＝2CaCO3↓+2H2O
【实验探究】用溶质质量分数0.050%的极稀盐酸进行如表实验探究：
实验步骤 实验现象 实验结论或解释
①如图，将纯碳酸钙和0.050%的盐酸混和，放置一段时间，观察现象，再过滤 玻璃管内液面不移动 猜想一
②取滤液放在蒸发皿中加热浓缩并蒸干 有白色固体出现 猜想二成立，有新物质生成的理由是：
③取滤液于试管中滴加饱和碳酸钠溶液 有白色沉淀生成 滤液中含有 离子
④取滤液于试管中滴加饱和澄清石灰水 滤液变浑浊 滤液中含有 离子
在实验①中，极稀盐酸与碳酸钙反应的化学方程式为 。
继续用不同浓度的极稀盐酸做重复实验…。
【实验结论】实验室不能选用极稀盐酸与碳酸钙反应来制取CO2
【拓展应用】酸雨腐蚀建筑物可用碳酸钙能与极稀酸反应的原理解释。
7．（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）。
8．（2023 南充）某化学兴趣小组在实验室模拟“侯氏制碱法”制备纯碱并验证产品。
（1）制备CO2
如图是实验室制取气体的常用发生装置，应选取装置 （填序号）制CO2，发生反应的化学方程式为 。
（2）合成产品
步骤Ⅰ：将CO2气体通入氨的饱和食盐水中，发生反应：CO2+NH3+NaCl+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；
步骤Ⅱ：将Ⅰ中所得的混合物进行分离，得到滤渣和滤液。该操作中所用到的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外，还必需 漏斗 （填仪器名称）；
步骤Ⅲ：将Ⅱ中得到的滤渣洗涤、干燥，再加热发生反应：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，得到产品。
（3）验证产品
【查阅资料】①碳酸钠受热不分解；②碳酸氢钠不与CaCl2溶液反应。
【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
方案一 取少量产品于试管中，加水使之完全溶解，再滴加CaCl2溶液 产生白色沉淀 产品中一定有Na2CO3，发生反应的化学方程式为
方案二 取少量产品于试管中，加水使之完全溶解，再滴加足量稀盐酸 产生大量气泡 产品中一定有Na2CO3
【提出质疑】兴趣小组同学认为方案二不正确，理由是 。
【探究释疑】
实验步骤 实验现象 实验结论
① 澄清石灰水变浑浊 产品中还含有② （填化学式）
【反思交流】实验室模拟“侯氏制碱法”制备纯碱时，应注意控制反应以提高产品纯度。
03 限时题型集训
时间：45分钟
1．（2023 济南）如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），化学小组的同学利用其进行下列化学实验。
请根据题目要求，回答下列问题：
（1）以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集一瓶干燥且不含HCl的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置，连接仪器，检查装置的气密性，进行实验。（提示：盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为 （从左到右填写仪器序号字母）。
②上述方法制取二氧化碳的化学方程式为 。
③向一个收集满二氧化碳气体的集气瓶中，同时放入一张干燥的蓝色石蕊试纸和一张湿润的蓝色石蕊试纸，观察到干燥的试纸不变色，而湿润的试纸变红。请叙述出现上述两种不同现象的原因： 。
（2）化学小组的同学用一氧化碳气体（含少量水蒸气），测定某氧化铁样品（杂质为铁粉）中Fe2O3的质量分数，设计了实验方案，所选仪器按“CO（含少量水蒸气）→C→A→D1→D2”的顺序连接（D1、D2为氢氧化钠洗气瓶），检查装置的气密性，然后进行实验。（假设发生的化学反应都充分反应）
①该装置中，洗气瓶C的作用为 ；
②进行实验时，检查完装置的气密性，在仪器A硬质玻璃管中放入12g该氧化铁样品后，进行以下操作，其中应该先进行的是 （填选项序号之一）。
a.用酒精灯加热 b.通入一氧化碳气体（含少量水蒸气）
③反应充分进行后冷却，测得此时洗气瓶C增重1.8g，洗气瓶D1增重6.6g，则12g该氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为 （计算结果精确至0.1%），该氧化铁样品中铁元素与氧元素的质量比为 （填最简整数比）。
④从环保角度考虑，该套实验装置还存在明显的不足之处，你的具体改进建议是 。
2．（2023 广西）化学兴趣小组进行稀硫酸化学性质的探究。回答下列问题：
（1）将稀硫酸分别加入图中的试管中，无明显现象的是 （填字母序号），要证明该试管中已发生了化学反应，以下方案可行的是 （填数字序号）。
①滴入酚酞溶液无明显现象 ②测得试管中溶液的pH小于7
③滴入BaCl2溶液有白色沉淀出现 ④滴入CuCl2溶液无蓝色沉淀出现
（2）上述实验结束后，化学兴趣小组继续探究。
实验 实验现象
步骤1：将试管A中物质全部倒入试管E中 产生气泡且白色沉淀增加
步骤2：过滤，得到滤液 /
步骤3：向滤液中逐滴滴加氢氧化钠溶液 开始无明显现象，一段时间后出现白色沉淀
①步骤2滤液中，溶质的所有可能组合是 （填化学式）。
②步骤3中，产生白色沉淀之前，一定会发生反应的化学方程式是 。
3．（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）。
4．（2023 内蒙古）中和反应在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。某小组在实验室探究氢氧化钠和盐酸的反应。
（1）向盛有5mL氢氧化钠溶液的烧杯中滴加几滴酚酞溶液，可观察到 的现象。再向其中滴入稀盐酸，溶液变无色。
学生对于所加盐酸是否过量提出了疑问，于是对反应后溶液中溶质的成分作出猜想：猜想一：NaCl 猜想二：NaCl、HCl。
（2）为了验证其猜想，同学们进行如下探究。
实验操作 实验现象 实验结论
取少量反应后的溶液，加入镁条 猜想二正确证明盐酸过量
（3）向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时，有同学触摸到试管外壁，感觉有温度变化。小组利用数字传感器得出反应时间与溶液温度变化的关系，如图所示。
同学们得出结论：稀盐酸和氢氧化钠反应过程中 。
（4）查阅资料得知，在中和反应中溶液的导电性也发生变化。已知电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量。在相同条件下，电导率与离子浓度（单位体积内的离子数）成正比。
①P点溶液中单位体积内离子数 N点（填“＞”“＜”或“＝”）。
②M点表示 。
交流与反思：
a．中和反应发生的实质是 。
b．中和反应可以从热量、酸碱性、产物、导电性等方面进行探究。
5．（2023 贵州）某化学兴趣小组探究酸、碱和盐的性质，并利用其性质进行“碳中和”的探究学习。
【查阅资料】地球上生命形式都以碳为基础。当今人们大量使用化石燃料，使大气中CO2含量增加，导致温室效应加剧。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳封存、碳捕集、碳替代、碳循环是实现碳中和的主要途径。
探究一：碳封存。将CO2注入油气层起到驱油作用，既提高油的采收率，又实现碳封存。
（1）用图1装置模拟油气田封存CO2。连接A、B装置，将CO2从 端（选填“a”或“b”）通入装有油的广口瓶中封存，油被压入烧杯中。
探究二：碳捕集。小组同学探究酸、碱和盐的性质及CO2的捕集。
【设计与实验】甲同学设计如图2装置（夹持仪器已省略），检查装置气密性，装入药品如图所示，关闭k1、k2、k3。打开k1，向装满CO2的烧瓶C中注入50mLNaOH溶液，再关闭k1；打开k2，观察到D中部分液体进入C中，有白色沉淀产生，再关闭k2。
【实验结论】CO2能与NaOH反应。
【交流与讨论】（2）乙同学认为甲同学得出结论的证据不足，理由是 。
（3）在甲同学实验后，乙同学取C中物质进行了补充实验，经分析判断，证明了CO2能与NaOH反应。则乙同学的方案是 （写出实验操作和现象）。
（4）用NaOH溶液“捕集CO2”的化学方程式为 。
【实验拓展】（5）打开k3，观察到E中稀盐酸进入D中，溶液变为无色。
①D中发生反应的化学方程式为 。
②为确定E中稀盐酸进入D中反应后的溶质成分（酚酞除外），下列药品可选用的有 （填字母序号）。
a.石蕊溶液b.CuSO4溶液c.AgNO3溶液d.Fe2O3固体
（6）通过探究二，可归纳出碱的化学性质有 。
探究三：碳循环。利用CO2与H2反应，产生有应用价值的液体有机物，属于碳中和技术。
（7）利用CO2与H2在一定条件下反应生成甲醇（CH3OH）和水，反应的化学方程式为 。
6．（2023 济宁）某兴趣小组为证明CO作还原剂表现还原性，采用如图所示装置进行实验。
【查询资料】
Ⅰ.用甲酸与浓硫酸微热可生成CO，化学方程为HCOOHCO↑+H2O。
Ⅱ.HCOOH：熔点8.6℃，沸点100.8℃。
【实验装置】
请回答：（1）仪器a的名称是 ，仪器b的名称是 ；
（2）该兴趣小组方框A中需选择 （填“A1”、“A2”或“A3”）装置生成CO气体，然后与B装置对接完成实验；
（3）写出B装置硬质玻璃管中发生反应的化学方程式 ；
（4）B装置硬质玻璃管中的现象是 ，从C装置中出现 现象同样可以证明CO具有还原性；
（5）该小组经过交流讨论，得出该装置存在一定缺陷，具体是 。
7．（2023 通辽）工业上可用高温煅烧贝壳制氧化钙。小明对贝壳的成分进行探究并测其含量。
（1）探究贝壳的成分。
【提出猜想】
小明猜想贝壳中含有碳酸钙。
小明猜想的依据之一是化学变化中元素不变，之二是贝壳难溶于水，之三是 。
【查阅资料】
①钙能与水反应生成Ca（OH）2，Ca（OH）2微溶于水。
②若用铁丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈砖红色，则可证明该溶液中含有钙的化合物。
【实验验证】
①取适量贝壳置于大试管中，加入稀盐酸使之溶解，产生 （填颜色和气味）的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。证明贝壳中含有碳酸盐。
②用铁丝蘸取贝壳与稀盐酸反应所得的溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈砖红色。证明贝壳中含有钙的化合物。
【得出结论】
贝壳中含有碳酸钙。
（2）测贝壳中碳酸钙的含量。
【查阅资料】
①Ba（OH）2易溶于水。 ②BaCO3难溶于水。
【设计实验】
小明设计如图1（夹持装置已略去）所示实验，测贝壳中碳酸钙的含量。
①装置A中NaOH溶液的作用是 。
②装置C中过量Ba（OH）2溶液的作用是 。
【改进实验】
为减少实验药品的使用，小明设计如图2所示实验，通过测量二氧化碳体积确定碳酸钙的含量。
①称取四份质量均为ag的贝壳，分别使之与稀盐酸反应，测得二氧化碳体积分别为wL、xL、yL、zL，其中w、x、y相近，z明显偏小，其偏小的原因可能是 。（写出一种即可）。
②舍弃①所测z，计算w、x、y平均值为b，在通常状况下，二氧化碳密度为ρ g/L，则贝壳中碳酸钙的质量分数为（用含a、b、ρ的代数式表示，不必化简） ×100%。
【反思与期待】
受条件所限，小明未能对贝壳中含有的其他成分进行探究，他期待在今后的学习中进一步探究。
8．（2023 烟台）某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口放置的氧化钙，猜测该氧化钙可能变质。小明为确定该瓶氧化钙的成分进行了实验探究，如下表所示：
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量该氧化钙样品于烧杯中，加水搅拌，静置，取上层清液滴加到红色石蕊试纸上 ①烧杯壁变热，石蕊试纸变为蓝色 样品中含有氧化钙和氢氧化钙
②烧杯底部有白色固体 样品中含有碳酸钙
【交流讨论】小组讨论后，同学们认为：“现象①”不足以证明样品中有氢氧化钙，原因是 （用化学方程式表示）；“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙，原因是 。
兴趣小组同学为准确测定该瓶氧化钙的成分，进行了如下探究。
【提出问题】该瓶氧化钙中都有哪些成分，各成分的质量比是多少？
【查阅资料】氢氧化钙在一定温度下能分解：Ca（OH）2CaO+H2O↑
碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，能吸收水和二氧化碳
【设计并实施实验】兴趣小组设计了如图所示的实验（装置气密性良好）。取10.0g该氧化钙样品放在装置B的玻璃管中，先通入一会空气，再称量C、D装置的质量，然后边通入空气，边用酒精喷灯加热（能达到1000℃高温），至固体不再发生变化，继续通一会空气，实验后测得C装置增重0.9g，D装置增重1.1g。
【形成结论】该氧化钙样品中的成分是 ，它们的质量比是 。
【反思评价】E装置的作用是 。如果没有A装置，可能会导致氧化钙样品成分中的 测定结果偏大。
【拓展应用】为废物利用，兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应，再蒸发制取产品氯化钙固体，与变质前的氧化钙相比，变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量是否会有影响，为什么？
9．（2023 恩施州）小明在家清洗餐具时发现下水道堵塞，小明爸爸请来的家政师傅拿出几包白色粉状管道疏通（如图1），取部分投入管道并倒入适量水，只见管道中的水上下翻滚，并产生大量泡沫，用工具在管道内搅动几下，管道即通。好奇的小明与化学兴趣小组同学利用剩余的管道疏通剂开展探究活动：
[查阅资料]
该管道疏通剂中过碳酸钠的化学式为2Na2CO3 3H2O2，白色晶体，加入水中，剧烈反应并产生气体；香精只起除臭作用。
[理论推测]兴趣小组的同学们根据所学知识和资料信息推测该气体为氧气。
[实验验证]同学们选择下列实验装置开展验证实验。
（1）疏通剂与水反应剧烈，你认为应选择 作为发生装置（选填“A”或“B”）。
（2）利用装置C收集一瓶气体，将带火星的木条伸入其中，现象为 ，证明小组同学的推测正确。
[拓展探究]为检验疏通剂与水反应后剩余溶液中溶质成分，兴趣小组开展了下表所示的探究实验。（提示：氯化钙溶液呈中性）
实验步骤 实验现象 实验结论
（1）取适量该疏通剂于烧杯中，加少量水，触摸烧杯外壁。 烧杯外壁发烫 疏通剂加入水中会 （填“放热”或“吸热”）
（2）取少许实验（1）的溶液于试管中，滴加过量的氯化钙溶液，静置，观察现象。 溶液中溶质含有Na2CO3
（3） 溶液变红 溶液中溶质含有NaOH
讨论与分析：实验步骤（2）中不能使用氢氧化钙溶液的原因可能是： 。
[交流反思]
（1）下面是管道疏通剂的作用原理，你认为正确的是 。
A.氢氧化钠溶于水放出热，促进管内油脂与其反应。
B.氢氧化钠能使有机残渣快速腐蚀，加快管道疏通。
C.管道疏通剂与水反应产生大量氧气，疏散堵塞物。
（2）经探究，过碳酸钠与水反应生成了碳酸钠和过氧化氢；过氧化氢在碱性条件下快速分解，其化学方程式为 。
10．（2023 孝感）某品牌威化饼干的配料如表，研究性学习小组对其部分成分进行相关探究。
巧克力香草牛奶味威化饼干配料表： 小麦粉，白砂糖，植物油，乳粉，玉米淀粉，麦芽糊精，乳清粉，食用香精，大豆磷脂，食用盐，碳酸氢钠。
【查阅资料】
（1）饼干制作烘焙过程中，配料中的碳酸氢钠全部受热分解转化为碳酸钠，而碳酸钠不分解。
（2）碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
【实验准备】
称取质量为m的饼干样品放入烧杯中，加入适量蒸馏水，充分溶解后过滤，将滤液通过半透膜渗析（除去蛋白质等有机物），得到待检液。将待检液平均分为甲、乙两等份。
任务一：定性验证饼干样品中的有关成分
【实验验证】
实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ.取少许待检液甲于试管中，滴入过量稀硝酸 有① 产生 饼干中含有碳酸钠
Ⅱ.向步骤Ⅰ反应后溶液中滴入少量硝酸银溶液 有白色沉淀产生 饼干中含有②
【交流讨论】小组有同学认为可以把步骤Ⅰ中的稀硝酸改为稀盐酸。经讨论后，大家一致认为不可行，理由是 。
任务二：定量测定饼干样品中碳酸钠的质量分数
【实验探究】小组同学用待检液乙进行如下实验。主要步骤：①检查装置气密性后装入药品；②通入一段时间N2；③称量装置C的质量为m1；④滴加稀硫酸充分反应；⑤再通入一段时间N2；⑥称量装置C的质量为m2。
【实验分析】装置C中发生反应的化学方程式为 。
【实验结论】该饼干样品中碳酸钠的质量分数为 （用m、m1、m2表示）。
【反思评价】在探究过程中，下列因素会导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏小的是 （填字母序号）。
a.去掉装置D b.省略了步骤② c.省略了步骤⑤
参考答案
题型突破七·实验探究题（原卷版）
02 重点题型突破
类型01 物质组成或成分的探究
典例1 （1）溶液变为红色；（2）BaCO3；（3）NaNO3、Ba（NO3）2和NaOH；
（4）Fe、CuO、Ba（NO3）2和NaHCO3；（5）a≥8
【解析】 （1）步骤Ⅱ：向滤液A中加入过量的氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，结合资料可知，碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，而碳酸钠会与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀，故可以确定滤液A中含有硝酸钡和碳酸氢钠，而碳酸氢钠溶液显碱性，故加入无色酚酞试液时，能观察到溶液变为红色；
（2）由上述分析可知白色沉淀为碳酸钡，其化学式为BaCO3；
（3）向滤液B中加入足量稀硫酸，产生白色沉淀，在上述物质中，只有硝酸钡中的钡离子能与硫酸根离子生成硫酸钡白色沉淀，因此滤液B中含有硝酸钡，也说明硝酸钡的量远多于碳酸氢钠的量，因步骤Ⅱ中碳酸钠会与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀和硝酸钠，且氢氧化钠溶液过量，故滤液B中一定含有的溶质是硝酸钠、硝酸钡和氢氧化钠，其化学式为NaNO3、Ba（NO3）2和NaOH；
（4）由上述分析可知，固体废弃物中一定含有硝酸钡和碳酸氢钠，步骤Ⅲ中取干燥后的滤渣甲用磁铁完全吸引得到固体乙，则固体乙必为铁粉，然后向剩余滤渣中加入一定量稀硫酸，无气体产生，滤渣完全溶解，得到溶液C，则说明固体废弃物中不含木炭粉和碳酸钾，一定含有氧化铜，原因是木炭粉不与稀硫酸反应，且如果存在碳酸钾，其会与硝酸钡反应生成碳酸钡白色沉淀，而碳酸钡能与稀硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀、二氧化碳和水，因此会有气体产生，而氧化铜则能够与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，其化学方程式为CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O，因此步骤Ⅲ滤渣中只有氧化铜。综上所述，原固体废弃物中一定含有的物质是铁粉、氧化铜、硝酸钡和碳酸氢钠，其化学式为Fe、CuO、Ba（NO3）2和NaHCO3；
（5）由分析可知，固体乙为铁粉，溶液C可能为硫酸铜溶液，步骤Ⅳ将固体乙加入到溶液C中，铁粉会与硫酸铜发生反应生成硫酸亚铁和铜单质，其化学方程式为Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，充分反应后过滤，将滤渣在低温下干燥，得到干燥固体丙，因此固体丙可能为铜单质。已知步骤Ⅲ中滤渣即氧化铜的质量为10g，
设氧化铜完全反应后生成的硫酸铜的质量为x
CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O
80 160
10g x
x＝20g
故氧化铜完全反应后生成的硫酸铜的质量为20g
设硫酸铜与铁粉充分反应消耗的铁粉的质量为y，生成的铜的质量为z
Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
56 160 64
y 20g z
y＝7g
z＝8g
故每7g铁粉完全反应生成8g铜单质，但是根据题意可知固体乙即铁粉的质量等于固体丙即铜单质的质量，所以a≥8，且溶液C中会有剩余的稀硫酸。假设稀硫酸没有剩余，则剩余的铁粉会残留在固体丙中，而本身反应生成的铜单质的质量大于参加反应的铁粉的质量，因此就会有固体丙的质量始终大于固体乙的质量，而a＜8时也会有固体丙的质量始终大于固体乙的质量，故都不符合题意，因此溶液C中必有剩余的稀硫酸且a≥8。当a＝8时，剩余的1g铁粉会与稀硫酸反应；当a＞8时，剩余的铁粉需要一部分与稀硫酸反应，另一部分则残留在固体丙中，如此，便可以满足固体乙和固体丙的质量相等。
典例2 （1）【进行猜想】Na2SO3、Na2CO3。 【实验探究】三、六；产生白色沉淀。
【反思交流】（1）D中品红溶液不褪色。
（2）稀硫酸能和氯化钡反应生成白色沉淀，影响对硫酸钠的检验。
【反思拓展】O2+2Na2SO3＝2Na2SO4。
【解析】 【进行猜想】
猜想一：没有变质并且不含有碳酸钠时是Na2SO3
猜想二：部分变质并且不含有碳酸钠时是Na2SO3、Na2SO4
猜想三：完全变质并且不含有碳酸钠时是Na2SO4
猜想四：没有变质并且含有碳酸钠时是Na2SO3、Na2CO3
猜想五：部分变质并且含有碳酸钠时是Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3
猜想六：完全变质并且含有碳酸钠时是Na2SO4、Na2CO3
【实验探究】
实验 实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ 打开活塞，向锥形瓶中加入适量稀盐酸，让产生的气体依次通过后面装置。 ①B装置中品红溶液褪色 猜想三、六不正确
②E装置中澄清石灰水变浑浊 猜想一、二不正确
Ⅱ 另取样品于烧杯中，加水溶解，向其中加入足量稀盐酸，待无气泡产生后，再滴加适量BaCl2溶液，观察现象。 ③产生白色沉淀。 猜想五正确
【反思交流】
（1）将实验现象②补充完整：D中品红溶液不褪色（进入E中的气体中不含有二氧化硫）。
（2）实验Ⅱ的实验操作中向样品中加入稀盐酸，此处不能换成稀硫酸的原因：稀硫酸能和氯化钡反应生成白色沉淀，影响对硫酸钠的检验。
【反思拓展】
硫养粉与空气中的氧气反应生成硫酸钠，反应的化学方程式：O2+2Na2SO3＝2Na2SO4。
1．【实验探究】 实验一：氢氧化钠；NaOH+HCl═NaCl+H2O。
实验二：氯化钡溶液；BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl。
【反思与评价】 取适量废液于蒸发皿中，加热，蒸发皿中出现白色固体。
【分析】稀盐酸显酸性，pH小于7，和氢氧化钠反应生成氯化钠和水；
硫酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡和氯化钠。
【解析】 【实验探究】
实验一：小组同学用pH试纸测得的污水的pH＝2，说明溶液显酸性，说明溶液中含有盐酸，盐酸和氢氧化钠不能共存，由此得出污水中一定不含氢氧化钠，原理是氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式：NaOH+HCl═NaCl+H2O。
实验二：甲同学做了如下实验：
实验操作 实验现象 实验结论
取少量污水于一支洁净试管中，向其中滴加少量的氯化钡溶液 有白色沉淀生成，是因为氯化钡和硫酸钠反应生成白色沉淀硫酸钡和氯化钠 污水中一定含有硫酸钠
实验二中生成白色沉淀的化学方程式为：BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl。
【反思与评价】
乙同学经过思考后，用物理方法也得到了甲同学的实验结论，他的实验操作及实验现象是：取适量废液于蒸发皿中，加热，蒸发皿中出现白色固体，白色固体是水和氯化氢蒸发后剩下的硫酸钠。
2．【实验验证】向试管中伸入带火星的木条，木条复燃；
【猜想与假设】Na2CO3；
【实验验证】（1）溶液由无色变为红色；
（2）Na2CO3+CaCl2＝2NaCl+CaCO3↓；二；
【反思评价】（1）碳酸钠和氢氧化钠溶液都显碱性，都能使无色酚酞溶液变红色，所以无法证明是否含有氢氧化钠（合理即可）；（2）AD
【解析】 【实验验证】根据结论猜想三正确，说明产生的气体成分是氧气，氧气具有助燃性，能使到火星的木条复燃；取少量该清洁剂于试管中，向其中加入热水，塞上带导管的橡皮塞，用点燃的木条点燃生成的气体，发现木条燃烧更旺，没有出现蓝色的火焰，说明该气体不是氢气；再通入澄清的石灰水，没有明显现象，说明该气体不是二氧化碳；打开橡皮塞，向试管中伸入带火星的木条，木条复燃，说明生成的气体是氧气，从而证明猜想三正确；
【猜想与假设】结合猜想一和猜想三，则猜想二：碳酸钠；
【实验验证】（1）根据结论猜想一正确，无色液体为氢氧化钠，氢氧化钠显碱性，能够使无色酚酞变红色，所以取少量溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，可观察到溶液变红色；
（2）向完成（1）实验的溶液中加入足量的CaCl2溶液产生白色沉淀，即碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，该反应的化学方程式为：CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl；，产生白色沉淀说明溶液中含有碳酸钠，溶液为无色，说明溶液中不含有氢氧化钠，则说明猜想二正确；
【反思评价】（1）碳酸钠和氢氧化钠都显碱性，都能使无色酚酞试液变红色，所以无法证明溶液中含有氢氧化钠，所以说猜想一正确的说法不科学；
（2）2Na2CO3 3H2O2具有Na2CO3和H2O2的双重性质，能使过碳酸钠失效，即为能与碳酸钠和过氧化氢发生反应；
A、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，会导致过碳酸钠失效，符合题意；B、氢氧化钠不能与碳酸钠和过氧化氢反应，所以不能使过氧碳酸钠失效，不符合题意；C、氯化钠不能与碳酸钠和过氧化氢反应，所以不能使过氧碳酸钠失效，不符合题意；D、盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠和水，会导致过碳酸钠失效，符合题意。
3． 【实验探究1】（1）Fe；
（2）KSCN；溶液呈血红色；
【实验探究2】NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3；
【反思评价】实验（1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀
【解析】 【实验探究1】（1）铁系食品脱氧剂中的铁能够与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，说明脱氧剂中含有Fe；
（2）由实验结论可知，脱氧剂中含有C、Fe2O3，氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，由题文可知，FeCl3溶液和KSCN溶液反应可以得到血红色溶液，所以取少量滤液A于试管1中，向其中滴加KSCN溶液，检验溶液中水分含有氢化铁，实验后观察到溶液呈血红色，说明滤液A中含有氯化铁，证明脱氧剂中含有Fe2O3；
【实验探究2】由题文可知，生成白色沉淀的反应是氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，故反应的化学方程式为：NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3；
【反思评价】实验（1）中加入稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁也能够与硝酸银反应生成氯化银的白色沉淀，所以小明的检验方案并不能通过产生白色沉淀来证明氯化钠的存在。
类型02 物质性质的探究
典例3 【解释与结论】（2）说明酸能使紫色石蕊试纸变红；
（3）二氧化碳与水反应生成了酸；（4）CO2+H2O＝H2CO3；
【解释与结论】有白色沉淀产生；
【反思与评价】方案一、方案三；
【表达与交流】（1）2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（2）开发新能源，减少化石燃料的使用。
【解析】 【解释与结论】（2）实验Ⅳ中稀盐酸和稀醋酸都能使紫色的干燥纸条变红，则实验Ⅳ的目的是说明酸能使紫色石蕊试纸变红；
（3）实验Ⅲ中二氧化碳与水共同作用使紫色石蕊变红，实验Ⅳ中稀盐酸和稀醋酸都能使紫色的干燥纸条变红，则分析对比实验Ⅲ和Ⅳ，得出的结论是二氧化碳与水反应生成了酸；
（4）实验Ⅲ中二氧化碳与水反应生成了碳酸，则实验Ⅲ中反应的化学方程式为CO2+H2O＝H2CO3；
【解释与结论】实验①中二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水，则实验①中观察到的现象是有白色沉淀产生；
【反思与评价】方案一：在两个相同的软塑料瓶中挤满二氧化碳，分别加入等量的水和氢氧化钠溶液，振荡，观察现象，由于二氧化碳能溶于水，氢氧化钠能与二氧化碳反应，因此都造成塑料瓶内气压减小，但氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体更彻底，因此加入氢氧化钠溶液的塑料瓶内气压减小的大，塑料瓶瘪得扁一些，故方案一能达到目的；
方案二：向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加几滴无色酚酞溶液，观察现象，由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都显碱性，都能使无色酚酞溶液变红，无法判断二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成了碳酸钠，故方案二不能达到目的；
方案三：向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加足量稀盐酸，观察现象，由于稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠二氧化碳和水，若观察到有气泡产生，证明有碳酸钠，即证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应，故方案三能达到目的；故选方案一、方案三；
【表达与交流】（1）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应碳酸钠和水，反应的化学方程式为2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（2）工厂减少排放物中二氧化碳含量的方法是开发新能源，减少化石燃料的使用。
4．【知识回忆】3：40；【实验探究】【交流讨论】（1）尾气不燃烧；
（2）CO；（3）稀硫酸；黑色固体溶解，溶液由无色变为蓝色；
【反思评价】C+O2CO2。
【解析】 【知识回忆】C+2CuO2Cu+CO2↑，根据化学方程式，可以看出两者恰好反应的质量比＝12：160＝3：40；
【实验探究】【交流讨论】（1）在木炭粉和氧化铜的质量比介于1：10和1：12之间时，反应现象应该相同，此时都是生成二氧化碳，不会产生燃烧现象；
（2）根据实验结果，此时都是生成了二氧化碳，不会生成一氧化碳，减少一氧化碳排放造成污染；
（3）6中剩余的黑色物质为未反应的氧化铜，氧化铜可与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，氧化铜溶解，硫酸铜溶液为蓝色，所以可以看到黑色固体溶解，溶液由无色变为蓝色的现象；
【反思评价】反应后没有黑色固体，说明碳和氧化铜都被消耗完毕，碳和氧化铜的理论质量比为3：40，近似为1：13，而在实际操作中，木炭粉和氧化铜的质量比控制在1：10﹣1：12为宜，这就说明需要碳是过量的，应该寻找一个消耗碳的化学方程式，所以反应方程式为C+O2CO2。
5．（1）碱；（2）盐；CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu（OH）2↓；（3）气球胀大；
（4）Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；
（5）氢离子和氢氧根离子结合生成水分子；未溶解的氢氧化钙继续溶解，试管中上层清液又呈碱性，使溶液变红。
【解析】 （1）无色酚酞试液在碱性溶液中变红，在中性或酸性溶液中不变色，故实验一中酚酞试液变红，说明NaOH溶液显碱性；
（2）实验二中，氯化镁是由镁离子和氯离子构成的化合物，属于盐，实验三中，硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成的化合物，属于盐，故实验二、实验三验证了NaOH能与某些盐发生反应，实验三中发生的反应为氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu（OH）2↓；
（3）实验四中滴入NaOH浓溶液后，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，装置内气体减少，压强减小，故观察到的现象是气球胀大；
（4）甲同学将盛悬浊液的试管静置后，吸取上层清液滴入盛有少量碳酸钠溶液的试管中，氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，观察到有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为 Ca（OH）2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH；
（5）该过程中发生的反应为氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，该反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子，再将试管振荡、静置，上层清液又变成红色，其原因是未溶解的氢氧化钙继续溶解，试管中上层清液又呈碱性，使溶液变红。
类型03 反应后物质成分的探究
典例4 【作出猜想】H2；
（3）【实验探究】②将带火星的木条放在导管口；
【结论】Cu2+；
（2）【实验探究】2、3；Cu（OH）2能与酸性物质反应；
【设计实验】先将蓝绿色不溶物溶于足量稀盐酸中，再向其中滴加少量BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明蓝绿色不溶物中含有Cu2（OH）2SO4；
（3）【交流讨论】Cu、CuO；CuO+H2SO4═CuSO4+H2O，溶液变蓝，铜不与稀硫酸反应，试管底部有亮红色固体
【解析】 （1）【作出猜想】根据文献资料和元素守恒可知，反应前有氢元素，则猜想3为H2；
【实验探究】②实验现象是带火星的木条不复燃，则实验步骤为将带火星的木条放在导管口；
【结论】铜离子会有少量水解，生成氢氧化铜及氢离子，这样溶液就呈现出酸性，故硫酸铜溶液显酸性，是由于与水分子相互作用的结果Cu2+，金属镁能与溶液中的H+反应生成H2；
（2）【实验探究】根据碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]为绿色固体，能酸反应生成二氧化碳气体，故向蓝绿色不溶物滴加足量稀硫酸，不溶物溶解，无气泡产生，则猜想2、3错误，Cu（OH）2能与酸反应，故小明认为猜想1也不合理，理由是Cu（OH）2能与酸性物质反应；
【设计实验】验证蓝绿色不溶物中含有Cu2（OH）2SO4的方法是先将蓝绿色不溶物溶于足量稀盐酸中，再向其中滴加少量BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明蓝绿色不溶物中含有Cu2（OH）2SO4；
（3）【交流讨论】根据资料可知，Cu2O不溶于水，能与稀硫酸发生反应，反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O，则取少量棕褐色不溶物于试管中，滴加稀硫酸至过量，溶液变蓝，试管底部有亮红色固体，说明不溶物成分可能为Cu2O，也可能是Cu和CuO的混合物，也能产生上述实验现象，理由是CuO+H2SO4═CuSO4+H2O，溶液变蓝，铜不与稀硫酸反应，试管底部有亮红色固体。
6．【探究活动一】红；
【数据分析】Ⅰ、有气泡产生；
Ⅱ、CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl；
Ⅲ、NaCl、Na2CO3；
【探究活动二】盐酸易挥发，蒸发时盐酸变为气体逸出；
【交流与反思】C
【解析】 【探究活动一】猜想二成立，说明实验室制取二氧化碳后的废液中含有CaCl2和HCl，HCl溶液显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，故甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变成红色；
【数据分析】Ⅰ、根据图2数据进行分析可知，a点是盐酸与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故a点的实验现象为有气泡产生；
Ⅱ、b点的pH＝7，溶液呈中性，是碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl；
Ⅲ、c点的pH＞7，溶液呈碱性，说明碳酸钠溶液过量，溶液中还含有反应生成的氯化钠，故c点对应溶液中全部溶质的化学式为NaCl、Na2CO3；
【探究活动二】由于盐酸易挥发，蒸发时盐酸变为气体逸出，则直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2，理由是盐酸易挥发，蒸发时盐酸变为气体逸出；
【交流与反思】A、氧化钙能与盐酸反应生成氯化钙和水，过量的氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，若不用指示剂，无法判断反应是否恰好反应，容易引入杂质氢氧化钙，溶液呈碱性，故A不符合题意；
B、氢氧化钙能与盐酸反应生成氯化钙和水，若不用指示剂，无法判断反应是否恰好反应，容易引入杂质氢氧化钙，溶液呈碱性，故B不符合题意；
C、盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再过滤除去过量的难溶于水的碳酸钙，能除去杂质且没有引入新的杂质，溶液呈中性，故C符合题意。故选C。
类型04 其他类型的探究
典例5 【咨询交流】可回收垃圾；废纸或可燃物（合理即可）。
【反思评价】（1）b。（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。（3）氧气不足或燃烧不充分（合理即可）。
成果分享：制作小海报或学习垃圾回收法律条文（合理即可）
【解析】 【咨询交流】城市生活垃圾可分为可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾；垃圾的综合化分类具体可得到金属、塑料和废纸、可燃物、玻璃等可再利用的资源。
【反思评价】（1）气体除杂时，要遵循长导管进气，短导管出气的原则，对应图1装置的b端进气；
（2）澄清石灰水变浑浊是因为氢氧化钙与二氧化碳反应，生成了白色沉淀碳酸钙和水，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）由图2可知，焚烧时间段内，一氧化碳体积分数出现异常，可能是因为与可燃物接触的氧气不足，导致燃烧不充分；
成果分享：同学们通过各种方式，学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中，同学们提出了许多合理化的建议为了强化垃圾分类处理意识，让更多的人了解并执行分类措施，你还能提出的一条有价值的建议是制作小海报；学习垃圾回收法律条文。
典例6 【猜想与假设】新物质生成。
【实验探究】
①不成立。②碳酸钙不溶于水，盐酸易挥发，滤液放在蒸发皿中加热浓缩并蒸干，有白色固体出现。
③钙离子。④碳酸氢根。
2CaCO3+2HCl＝Ca（HCO3）2+CaCl2。
【解析】 【猜想与假设】结合猜想一、二可知，也可能是碳酸钙与极稀盐酸不能发生反应，则猜想三为：无CO2放出，无新物质生成。
【实验探究】①如图，将纯碳酸钙和0.050%的盐酸混和，放置一段时间，玻璃管内液面不移动，说明没有二氧化碳气体生成，可得出猜想一不成立。
②实验结论是猜想二成立，有新物质生成，其理由是CaCO3不溶于水，盐酸具有挥发性，盐酸加热挥发，蒸干有白色固体出现。
③取滤液于试管中滴加饱和碳酸钠溶液，有白色沉淀生成，由于钙离子与碳酸根离子结合能生成碳酸钙沉淀，因此滤液中含有钙离子。
④由查阅资料可知，碳酸氢钙与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，因此取滤液于试管中滴加饱和澄清石灰水，滤液变浑浊，说明滤液中含有碳酸氢根离子。
结合上述实验结论可知，在实验①中，极稀盐酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙和氯化钙，反应的化学方程式是2CaCO3+2HCl＝Ca（HCO3）2+CaCl2。
7．（1）O2；（2）红色粉末逐渐变黑；（3）3Mg+N2Mg3N2；
（4）排出装置内的氧气，防止镁与氧气反应；（5）
【解析】 （1）空气的氧气能供给呼吸；
（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；
（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；
（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；
（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。
8．（1）②；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；（2）漏斗；
（3）CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl；
【提出质疑】碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳气体；
【探究释疑】取少量产品于试管中，塞上带导管的橡胶塞，并把导管伸入澄清石灰水中，加热试管；NaHCO3
【解析】 （1）实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，同时生成氯化钙、水，属于固液常温型，所以应该选择装置②来制取二氧化碳气体，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）将Ⅰ中所得的混合物进行分离，得到滤渣和滤液，该操作是过滤，所用到的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外，还必需漏斗。
（3）【进行实验】碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl。
【提出质疑】兴趣小组同学认为方案二不正确，是因为碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳气体，不能说明产品中一定有Na2CO3。
【探究释疑】碳酸钠受热不分解，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，可取少量产品于试管中，塞上带导管的橡胶塞，并把导管伸入澄清石灰水中，加热试管，澄清石灰水变浑浊，说明产品中还含有NaHCO3。
03 限时题型集训
1．（1）①BECF；②CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
③二氧化碳不能使蓝色石蕊试纸变红，二氧化碳和水反应生成的碳酸有酸性，能使蓝色石蕊试纸变红；
（2）①除去CO气体中的水蒸气；②b；③66.7%；4：1；④在装置的末端加一个燃着的酒精灯
【解析】 （1）①以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集一瓶干燥且不含HCl的二氧化碳气体，需要固液常温型发生装置，先用饱和碳酸氢钠溶液除去HCl气体，再用浓硫酸进行干燥，最后用向上排空气法来收集二氧化碳，则所选仪器的连接顺序为BECF。
②上述方法制取二氧化碳的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
③向一个收集满二氧化碳气体的集气瓶中，同时放入一张干燥的蓝色石蕊试纸和一张湿润的蓝色石蕊试纸，观察到干燥的试纸不变色，而湿润的试纸变红。出现上述两种不同现象的原因是：二氧化碳不能使蓝色石蕊试纸变红，二氧化碳和水反应生成的碳酸有酸性，能使蓝色石蕊试纸变红。
（2）①一氧化碳气体中含少量水蒸气，则该装置中，洗气瓶C的作用为除去CO气体中的水蒸气。
②进行实验时，检查完装置的气密性，在仪器A硬质玻璃管中放入12g该氧化铁样品后，进行以下操作，其中应该先进行的是通入一氧化碳气体（含少量水蒸气）排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，再用酒精灯加热；故选b。
③反应充分进行后冷却，测得此时洗气瓶C增重1.8g，这是水蒸气的质量，洗气瓶D1增重6.6g，这是生成二氧化碳的质量，
设该氧化铁样品中Fe2O3的质量为x。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160 132
x 6.6g
x＝8g
则12g该氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为：×100%≈66.7%；
8g氧化铁中氧元素的质量为：8g××100%＝2.4g，而12g该氧化铁样品中的杂质为铁粉，则铁元素的质量为：12g﹣2.4g＝9.6g，所以铁元素与氧元素的质量比为9.6g：2.4g＝4：1。
④一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，所以从环保角度考虑，该套实验装置存在的不足之处是缺少尾气处理装置，具体改进建议是：在装置的末端加一个燃着的酒精灯。
2．（1）C；①②④；（2）①MgCl2、HCl；MgCl2、HCl、BaCl2；MgCl2、HCl、MgSO4；
②NaOH+HCl＝NaCl+H2O。
【解析】 （1）A试管中镁与稀硫酸反应观察到的现象是固体溶解，产生气泡，B试管中氧化铜与稀硫酸反应观察到的现象是固体溶解，溶液变为蓝色，C试管中稀硫酸与氢氧化钠溶液反应无明显现象，D试管中稀硫酸与碳酸钠溶液反应产生气泡，E试管中稀硫酸与氯化钡反应产生白色沉淀，故将稀硫酸分别加入图中的试管中，无明显现象的是C；
①滴入酚酞溶液无明显现象，说明氢氧化钠与稀硫酸发生了化学反应，故①方案可行；②测得试管中溶液的pH小于7，说明氢氧化钠与稀硫酸发生了化学反应，故②方案可行；③滴入BaCl2溶液有白色沉淀出现，不能说明氢氧化钠与稀硫酸发生了化学反应，因为硫酸也能与BaCl2溶液反应产生白色沉淀出，故③方案不可行；④滴入CuCl2溶液无蓝色沉淀出现，说明氢氧化钠与稀硫酸发生了化学反应，故④方案可行。故选①②④；
（2）①试管A中镁粉与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，试管E中稀硫酸与BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，将试管A中物质全部倒入试管E中，产生气泡且白色沉淀增加，说明A试管中镁粉过量，E试管中氯化钡过量，试管A中的物质是镁和硫酸镁，试管E中的溶质是盐酸和氯化钡，硫酸镁与氯化钡溶液反应生成氯化镁和硫酸钡沉淀，镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，向滤液中逐滴滴加氢氧化钠溶液，开始无明显现象，一段时间后出现白色沉淀，说明滤液中含有HCl，则步骤2滤液中，一定含有MgCl2和HCl，可能含有BaCl2或MgSO4，故溶质的所有可能组合是MgCl2、HCl；MgCl2、HCl、BaCl2；MgCl2、HCl、MgSO4；
②产生白色沉淀之前是盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式是NaOH+HCl＝NaCl+H2O。
3．【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；
【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↑；
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；
【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。
4．（1）溶液变红；（2）有气泡产生；（3）放出热量（是放热反应）；（4）①＝；
②恰好完全反应（或单位体积内离子数最少，合理即可）；
③酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合成水。
【解析】 （1）氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞溶液变红，则向盛有5mL氢氧化钠溶液的烧杯中滴加几滴酚酞溶液，可观察到溶液变红。
（2）由结论知，猜想二正确证明盐酸过量，则取少量反应后的溶液，加入镁条，镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，可观察到有气泡产生。
（3）由图像知，向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，一段时间内，溶液的温度升高，说明盐酸和氢氧化钠反应过程中放出热量。
（4）①由图像知，P点与N点电导率相同，所以N点时溶液中单位体积内的离子数等于P点时溶液中单位体积内的离子数。②由图像知，M点电导率最低，说明M点时溶液中单位体积内的离子数最少；氢氧化钠和盐酸完全反应生成氯化钠和水，水以分子形式存在，即单位体积内的离子数减少，M点时单位体积内的离子数最少，表示此时恰好完全反应。
交流与反思：氢氧化钠溶液中含有钠离子、氢氧根离子和水分子，稀盐酸中含有氢离子、氯离子和水分子，氢氧化钠和盐酸发生中和反应生成氯化钠和水，此时溶液中含有钠离子、氯离子和水分子，则中和反应发生的实质是酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合成水。
5．（1）b；（2）二氧化碳也能与氢氧化钙溶液反应产生白色沉淀；
（3）取C中物质过滤，取适量的滤液于试管中，加入少量的氯化钙溶液，若产生白色沉淀，则证明滤液中含碳酸钠，即证明了CO2能与NaOH反应；
（4）2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；（5）①2HCl+Ca（OH）2＝CaCl2+2H2O；②ad；
（6）碱能与某些非金属氧化物反应，碱能与酸反应，碱能与指示剂反应，碱能与某些盐反应；
（7）CO2+3H2CH3OH+H2O
【解析】 （1）二氧化碳的密度比油小，则连接A、B装置，将CO2从b端通入装有油的广口瓶中封存，油被压入烧杯中；
（2）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，甲同学根据打开k2，观察到D中部分氢氧化钙溶液进入C中，有白色沉淀产生，得出CO2能与NaOH反应，而二氧化碳也能与氢氧化钙溶液反应产生白色沉淀，故乙同学认为甲同学得出结论的证据不足，理由是二氧化碳也能与氢氧化钙溶液反应产生白色沉淀；
（3）要证明CO2能与NaOH反应，就是要证明反应生成了碳酸钠，则乙同学的方案是取C中物质过滤，取适量的滤液于试管中，加入少量的氯化钙溶液，若产生白色沉淀，证明滤液中含有碳酸钠，即证明了CO2能与NaOH反应；
（4）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，则用NaOH溶液“捕集CO2”的化学方程式为2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（5）①氢氧化钙溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红，打开k3，观察到E中稀盐酸进入D中，溶液变为无色，说明氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为2HCl+Ca（OH）2＝CaCl2+2H2O；②溶液变为无色，说明溶液中不存在氢氧化钙，则反应后的溶质成分是CaCl2或CaCl2和HCl，氯化钙溶液呈中性，
a、酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红，则可用紫色石蕊溶液来确定溶质成分，故a符合题意；b、CuSO4溶液与盐酸不反应，无明显现象，故b不符合题意；c、AgNO3溶液与氯化钙反应产生白色沉淀，与盐酸反应也能产生白色沉淀，现象相同，故c不符合题意；d、Fe2O3固体能与盐酸反应生成氯化铁和水，可观察到固体逐渐溶解，溶液变成黄色，Fe2O3固体与氯化钙不反应，故d符合题意；故选ad；
（6）通过探究二，可归纳出碱的化学性质有碱能与某些非金属氧化物反应，碱能与酸反应，碱能与指示剂反应，碱能与某些盐反应；
（7）利用CO2与H2在一定条件下反应生成甲醇（CH3OH）和水，反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。
6．（1）分液漏斗；锥形瓶；（2）A2；（3）CO+CuOCu+CO2；
（4）黑色固体变为红色；澄清石灰水变浑浊；（5）C装置后面缺少尾气处理装置
【解析】 （1）根据所学常见的化学仪器，可知仪器a为分液漏斗，仪器b为锥形瓶；
（2）用甲酸与浓硫酸微热可生成CO，反应物有液体，并且反应条件是加热，故选A2装置；
（3）B装置硬质玻璃管中发生一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：CO+CuOCu+CO2；
（4）一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，氧化铜是黑色的，铜是红色的，所以B中实验现象为：黑色固体变为红色；生成物中有二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊；
（5）一氧化碳有毒，直接排放到空气中，会造成空气污染，所以该装置存在的缺陷为C装置后面缺少尾气处理装置。
7．（1）贝壳能与稀盐酸反应产生气体；
【实验验证】①无色无味；
【设计实验】①吸收空气中的二氧化碳；②吸收反应产生的二氧化碳；
【改进实验】①装置漏气；②
【解析】 （1）小明猜想贝壳中含有碳酸钙，碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，则小明猜想的依据是贝壳能与稀盐酸反应产生气体；
【实验验证】①取适量贝壳置于大试管中，加入稀盐酸使之溶解，产生无色无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，证明贝壳中含有碳酸盐；
【设计实验】①NaOH溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，空气中含有二氧化碳，装置A中NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳；②稀盐酸与贝壳中的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，二氧化碳气体能与氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和水，则装置C中过量Ba（OH）2溶液的作用是吸收反应产生的二氧化碳；
【改进实验】①装置漏气会使收集到的二氧化碳的体积偏小，则称取四份质量均为ag的贝壳，分别使之与稀盐酸反应，测得二氧化碳体积分别为wL、xL、yL、zL，其中w、x、y相近，z明显偏小，其偏小的原因可能是装置漏气；
②生成二氧化碳的质量为 bL×ρg/L＝bρg；
设贝壳中碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
x bρg
＝
x＝g
则贝壳中碳酸钙的质量分数为g÷ag×100%＝×100%。
8．【交流讨论】CaO+H2O＝Ca（OH）2；氢氧化钙微溶于水，白色固体也可能是没有溶解的氢氧化钙。
【形成结论】氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙；38：37：25。
【反思评价】防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置；氢氧化钙、碳酸钙。
【拓展应用】没有影响，是因为无论是否变质，最终钙元素完全转化到氯化钙中
【解析】 【交流讨论】小组讨论后，同学们认为：“现象①”不足以证明样品中有氢氧化钙，原因是氧化钙能和水反应生成氢氧化钙，化学方程式是CaO+H2O＝Ca（OH）2；“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙，原因是氢氧化钙微溶于水，白色固体也可能是没有溶解的氢氧化钙。
【形成结论】实验后测得C装置增重0.9g，说明氢氧化钙分解生成0.9g水，即样品中含有氢氧化钙，D装置增重1.1g，说明碳酸钙分解生成1.1g二氧化碳，即样品中含有碳酸钙，该氧化钙样品中的成分是氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙，反应的化学方程式及其质量关系：
Ca（OH）2CaO+H2O↑
74 18
3.7g 0.9g
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
2.5g 1.1g
氧化钙质量是10g﹣3.7g﹣2.5g＝3.8g，氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的质量比是3.8g：3.7g：2.5g＝38：37：25。
【反思评价】E装置的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置。如果没有A装置，空气中的水蒸气、二氧化碳能被浓硫酸、碱石灰吸收，可能会导致氧化钙样品成分中氢氧化钙、碳酸钙的测定结果偏大。
【拓展应用】为废物利用，兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应，再蒸发制取产品氯化钙固体，与变质前的氧化钙相比，变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量没有影响，是因为无论是否变质，最终钙元素完全转化到氯化钙中。
9．（1）A；（2）带火星的木条复燃；[深入探究]（1）放热；
（2）产生白色沉淀；
（3）取少许实验（2）的上层清液于试管中，滴加少量酚酞溶液；
讨论与分析：氢氧化钙溶液能与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，影响后续氢氧化钠的检验；
[交流反思]（1）ABC；（2）2（2Na2CO3 3H2O2）＝4Na2CO3+6H2O+3O2↑
【解析】 （1）装置A可以通过分液漏斗控制液体的滴加速率来控制反应的速率，疏通剂与水反应剧烈，不利于气体的收集，故应选择A作为发生装置；
（2）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，氧气不易溶于水，则可利用装置C收集一瓶气体，将带火星的木条伸入其中，现象为带火星的木条复燃，证明小组同学的推测正确；
[深入探究]（1）取适量该疏通剂于烧杯中，加少量水，触摸烧杯外壁，烧杯外壁发烫，说明疏通剂加入水中会放热；
（2）实验结论是溶液中溶质含有Na2CO3，氯化钙溶液与碳酸钠反应生成氯化钠和白色沉淀碳酸钙，故取少许实验（1）的溶液于试管中，滴加过量的氯化钙溶液，观察到的现象是产生白色沉淀；
（3）实验结论是溶液中溶质含有NaOH，观察到的现象是溶液变红，氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红，故实验步骤是取少许实验（2）的上层清液于试管中，滴加少量酚酞溶液，
讨论与分析：氢氧化钙溶液能与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，故实验步骤（2）中不能使用氢氧化钙溶液的原因可能是氢氧化钙溶液能与碳酸钠反应会生成氢氧化钠，影响后续氢氧化钠的检验；
[交流反思]（1）A、氢氧化钠溶于水会放出热量，促进管内油脂与其反应而溶解，故A说法正确；B、氢氧化钠具有强烈的腐蚀性，氢氧化钠能使有机残渣快速腐蚀，加快管道疏通，故B说法正确；C、管道疏通剂与水反应产生大量氧气，能疏散堵塞物，故C说法正确。故选ABC；
（2）过碳酸钠与水反应生成了碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在碱性条件下快速分解成水和氧气，反应的化学方程式为2（2Na2CO3 3H2O2）＝4Na2CO3+6H2O+3O2↑。
10．【实验验证】气泡；氯化钠。 【交流讨论】稀盐酸中含有氯离子，影响对氯化钠的检验。
【实验分析】2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。
【实验结论】×100%。
【反思评价】c
【解sr 】 【实验验证】
实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ.取少许待检液甲于试管中，滴入过量稀硝酸 有气泡产生（碳酸钠和稀硝酸反应生成硝酸钠、水和二氧化碳） 饼干中含有碳酸钠
Ⅱ.向步骤Ⅰ反应后溶液中滴入少量硝酸银溶液 有白色沉淀产生（氯化钠和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸钠） 饼干中含有氯化钠
【交流讨论】
小组有同学认为可以把步骤Ⅰ中的稀硝酸改为稀盐酸。经讨论后，大家一致认为不可行，理由是稀盐酸中含有氯离子，影响对氯化钠的检验。
【实验分析】
装置C中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，发生反应的化学方程式为2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。
【实验结论】
反应生成二氧化碳质量是m2﹣m1。
设碳酸钠质量分数是x。
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
0.5mx m2﹣m1
＝
x＝×100%
【反思评价】
a.去掉装置D，导致空气中的二氧化碳进入装置C中，进一步导致实验结果偏大。b.省略了步骤②，导致装置中的二氧化碳被C装置吸收，进一步导致实验结果偏大。c.省略了步骤⑤，导致部分二氧化碳不能被C装置吸收，进一步导致实验结果偏小。
