1、专题分类：科学探究1.（2018 自贡）制取 CO2后残留的废液收集在学校实验室的废液缸中。某化学课外小组的同学想探究废液中溶质的成分，请我们共同参与探究并回答下列问题：（1）查阅资料CaCl 2溶液呈中性。（2）提出问题废液中的溶质是什么物质？（3）作出猜想猜想一：废液中的溶质只有 CaCl2。猜想二：废液中的溶质有 CaCl2和 HCl（填化学式）。（4）【实验与结论】甲同学取少量 CaCl2溶液和废液分别加入到 2 支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞溶液做对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是甲同学认为猜想一是正的。你认为甲同学的实验不能（填“能”或“不能”）证明猜想是正确的，理由是含有
2、盐酸的氯化钙溶液也不能使酚酞试液变色。如果要证明猜想一是正确的，你做对比实验时选择加入的试制是紫色石蕊试液，实验时装有废液的试管中可能观察到的现象是石蕊试液不变色，或石蕊试液变红色。【解析】猜想一是废液中的溶质只有 CaCl2，猜想二是废液中的溶质有 CaCl2和HCl。（4）甲同学的实验不能证明猜想是正确的，理由是含有盐酸的氯化钙溶液也不能使酚酞试液变色。如果要证明猜想一是正确的，做对比实验时选择加入的试制可以是紫色石蕊试液，实验时，如果溶液中不含有盐酸，实验现象是石蕊试液不变色，如果溶液中含有盐酸，实验现象是石蕊试液变红色。2.（2018 重庆 B23）某未知气体 X 可能含有 CO、CH
3、 4中的一种或两种，某同学设计实验进行探究。查阅资料：（）加热时，CH 4能与 CuO 反应生成 Cu、CO 2和 H2O；（）20时，Ca（OH） 2和 Ba（OH） 2溶解度分别为：0.165g，2.1g（1）仪器 M 的名称是酒精灯，CH 4与 CuO 反应的化学方程式为CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O。（2）气体 X 成分的猜想与探究猜想 1：只有 CO 猜想 2：只有 CH4猜想 3：既有 CO 又有 CH4实验时，先往装置中通一段时间的 N2，再通入气体 X 后加热，实验中有下列变化。变化 1：A 中玻璃管内黑色粉末逐渐变红变化 2：B 瓶增重变化 3：C 中出现浑浊根据
4、变化 2（填“1”“2”或“3”），可知猜想 1 不成立。根据上述变化仍无法确定气体 X 的成分，还需要测定 bc（填序号），并进行定量分析才能得出结论。a实验前 A 中 CuO 的质量 bB 瓶增重的质量 cC 瓶增重的质量（3）讨论和反思C 中用 Ba（OH） 2溶液而不用 Ca（OH） 2溶液的原因是氢氧化钡溶解度比氢氧化钙溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳。从环保的角度，该装置还应进行的改进是点燃或收集尾气。【解析】（1）仪器 M 的名称是酒精灯，CH 4与 CuO 反应的化学方程式为：CH 4+4CuO4Cu+CO2+2H2O。（2）根据变化 2 可知，B 瓶增重，说明反应生成了水，而
5、一氧化碳和氧化铜反应不能生成水，因此猜想 1 不成立。根据上述变化仍无法确定气体 X 的成分，还需要测定 b、c，并进行定量分析才能得出结论，这是因为 B 瓶增重的质量是反应生成水的质量（说明气体中一定含有甲烷），C 瓶增重的质量是反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳和水的质量比及其 CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O 中二氧化碳和水的质量比可以判断气体中是否含有一氧化碳。（3）C 中用 Ba（OH） 2溶液而不用 Ca（OH） 2溶液的原因是氢氧化钡溶解度比氢氧化钙溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳。从环保的角度，该装置还应进行的改进是点燃或收集尾气。3.（2018 衡阳）某化学兴趣小
6、组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如图所示实验，并对反应后瓶中残留废液进行探究。【提出问题】废液中所含溶质是什么？【猜想与假设】猜想 1：废液中的溶质可能是 NaCl、Na 2CO3和 HCl。猜想 2：废液中的溶质只有 NaCl。猜想 3：废液中的溶质是 NaCl 和 HCl。猜想 4：废液中的溶质是 NaCl、Na 2CO3。【讨论与交流】小明认为猜想 1 无需验证就知道是错误的，他的理由是 Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2。（请用化学方程式说明）【实验与结论】（1）小亮同学为验证猜想 3，取少量废液装入试管中，然后滴入酚酞溶液，发现酚酞溶液不变色，于是小亮认为猜想 3
7、正确。你认为他的结论错误（填“正确”或“错误”），理由是含有盐酸的氯化钠溶液也不能使酚酞试液变色。请你另设计实验方案验证猜想 3：实验步骤 实验现象 实验结论取少量废液于试管中，加入适量碳酸钠溶液产生气泡 猜想 3 正确（2）验证猜想 4，可选用的试剂有 ACD。A 酚酞溶液 B 氢氧化钾溶液 C 稀硫酸 D 氯化钡溶液。【拓展与应用】若废液中的溶质是 NaCl 和 HCl，根据 HCl 的性质，无需另加试剂，只要对废液进行蒸发操作即可从废液中得到 NaCl 固体。【解析】【猜想与假设】结合其他猜测可知当碳酸钠有剩余时，猜想 4 为废液中的溶质是NaCl、Na 2CO3。【讨论与交流】小明认为
8、猜想 1 无需验证就知道是错误的，他的理由是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。【实验与结论】（1）他的结论错误，理由是含有盐酸的氯化钠溶液也不能使酚酞试液变色。实验方案：取少量废液于试管中，加入适量碳酸钠溶液，产生气泡，说明溶液中含有盐酸。（2）加入酚酞试液时，如果酚酞试液变红色，说明溶液中含有碳酸钠；加入氢氧化钾溶液时，无明显现象；加入稀硫酸时，如果产生气奇葩，说明溶液中含有碳酸钠；加入氯化钡溶液时，如果产生白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠。【拓展与应用】若废液中的溶质是 NaCl 和 HCl 时，由于盐酸易挥发，无需另加试剂，只要对废液进行蒸发操作即可从废液中得到 NaCl 固体。4
9、.（2018 临沂）钠是一种活泼金属，常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H 2O2NaOH+H 2在实验室，小亮先取定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再取一小块钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【查阅资料】Na 2SO4溶液呈中性【猜想与假设】猜想一：Na 2SO4猜想二：Na 2SO4和 NaOH猜想三：Na 2SO4和 CuSO4猜想四：Na 2SO4、CuSO 4和 NaOH分析：小明认为猜想四不合理，理由是 2NaOH+CuSO4Na 2SO4+Cu（OH） 2（用化学方程式表
10、示）。【实验与验证】实验 实验操作 实验現象 实验结论实验一 取少量滤液于试管中，仔细观察现象 溶液为无色 猜想三不成立实验二 向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液 酚酞溶液不变色 猜想二不成立实验三 常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度 pH=7 猜想一成立【拓展延伸】金属活动性顺序表中钠及前面的金属不能（填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。【解析】【猜想与假设】恰好完全反应时溶质是 Na2SO4；氢氧化钠过量时溶质是 Na2SO4和NaOH；硫酸铜过量时溶质是 Na2SO4和 CuSO4。猜想四不合理，理由是氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠，反应的化学方程式
11、为：2NaOH+CuSO 4Na 2SO4+Cu（OH）2。【实验与验证】取少量滤液于试管中，溶液为无色，说明溶液中不含有硫酸铜；向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液，酚酞溶液不变色，说明溶液中不含有氢氧化钠；常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度，pH=7，说明溶液中只含有硫酸钠。【拓展延伸】钠比较活泼，和溶液混合时，先和水反应，因此金属活动性顺序表中钠及前面的金属不能把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。5.（2018 重庆 A）（1）不同实验对反应速率有不同要求。某同探究 CO2制取实验，按要求答题。限选控制反应速率的方法：反应物的浓度反应物的状态限选试剂：A稀盐酸 B盐酸 C块状石灰石 D碳酸
12、钠溶液 E粉末状石灰石填写下表井回答相关问题实验名称 控制速率的方法 所选用的最佳试剂灭火器反应原理 B 和 DCO2的实验室制法 A 和 C写出灭火器反应原理的化学方程式 Na2CO3+2HCl2NaCl+H 2O+CO2（2）已知：CO 2和 SO2既有相似性，又有差异性。实验一：水槽中滴入紫色石蕊，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示，说明相同条件下的溶解性：SO 2（填“”或“”）CO 2，试管内溶液变蕊溶液变成红色。实验二：已知镁条在 CO2中剧烈燃烧的化学方程式为：2Mg+CO 2MgO+C试推测镁条在 SO2中燃烧的现象为：剧烈燃烧，产生白色和黄色固体。【
13、解析】（1）灭火器中需要快速产生二氧化碳，故盐酸不能使稀盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，实验室制取二氧化碳反应的速率不能过快，故使用的是块状的石灰石。（2）根据图示可以看出，二氧化硫的这支试管内液面上升的明显，故二氧化硫的溶解性强于二氧化碳，二氧化硫的水溶液呈酸性，能使石蕊试液变成红色。根据二氧化碳与镁的反应可以推知镁在二氧化硫中燃烧生成氧化镁和硫，氧化镁是白色的，硫是黄色的，故会观察到产生白色和黄色固体。6.（2018 德州）在学习“酸和碱”后，瑞娟同学对“硫在氧气中燃烧”实验进行再探究。想到实验生成的二氧化硫是非金属氧化物，提出疑问：二氧化硫能否与水反应生成酸？为此，瑞娟同
14、学做了如 F 实验：将点燃的硫伸人盛有氧气的集气瓶(有少量的水)中，反应中产生刺激性气味的气体；反应后，盖紧集气瓶口的玻璃片，振荡集气瓶；再打开玻璃片，仍能闻到刺激性气味；随后向其中滴入几滴紫色的石蕊试液，瓶中液体变为红色。瑞娟同学产生许多困惑：这种能使石蕊试液变红色的物质是什么？怎样防止二氧化硫排放到空气中去？瑞娟询问老师，老师告知：在涉及的反应中，二氧化硫与二氧化碳的性质相似；二氧化硫与水反应生成“亚硫酸”(化学式为 H2SO3)；亚硫酸还可进一步与氧气反应生成硫酸。请你帮助瑞娟同学解答下列问题：(1)请结合下列图示中所给实验用品，设计一个实验用来验证：二氧化硫不能使石蕊变红色。实验操作：
15、_；(2)分别写出生成亚硫酸、硫酸的两个化学方程式：_；_。(3)以上两个化学反应都属于_反应(填基本反应类型)；亚硫酸中硫元素的化合价为_价。(4)亚硫酸、硫酸、盐酸和碳酸都能使石蕊试液变红色，从微观角度分析原因是_；(5)为更多的吸收二氧化硫，防止二氧化硫散发至空气中。有以下试剂，你认为用来代替集气瓶中的水最为合适的是_(填序号)。饱和氧氧化钙溶液；饱和氯化钠溶液；浓盐酸；饱和氢氧化钠溶液【答案】(1)将石蕊试液染成紫色的干燥的纸花放入盛有二氧化硫的集气瓶内(2)SO2+H2O=H2SO3(3)2H2SO3+O2=2H2SO4(4)化合(5)4(6)溶液中都有 H (7)【解析】(1)验证
16、二氧化硫不能使石蕊变红色的实验操作：取一朵用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花，将干燥的纸花放入盛满二氧化硫的集气瓶中，观察纸花是否变红；(2)二氧化硫与水反应生成亚硫酸，反应的化学方程式为：SO 2+H2O=H2SO3；亚硫酸与氧气反应生成硫酸，反应的化学方程式为：2H 2SO3+O2=2H2SO4；(3)以上两个化学反应的生成物只有一种，属于化合反应；H 2SO3中氢元素显+1 价，氧元素显-2 价，所以硫元素显+4 价；(4)亚硫酸、硫酸、盐酸和碳酸都显酸性是因为它们的溶液中都含有氢离子；(5)饱和氧氧化钙溶液能和二氧化硫反应，但溶液浓度较小，效果不好，故不行；饱和氯化钠溶液不和二氧化硫反应，
17、故不行；浓盐酸不和二氧化硫反应，故不行；饱和氢氧化钠溶液能和二氧化硫反应，但溶液浓度较大，效果好，故可行。7.（2018 潍坊）金属镁可与热水反应生成氢氧化镁和氢气，所得溶液呈碱性，可使酚酞溶液显紅色。某同学将镁条放在水中煮沸，趁热取出部分溶液，滴加酚酞溶液，变为红色，放置在空气中一段时间后，发现溶液的红色褪去了。（1）镁与热水反应的化学方程式是 Mg+H2O=Mg（OH） 2+H2。（2）查阅资料：溶液红色褪去的原因是溶液碱性减弱。【提出问题】导致溶液碱性减弱的原因是什么？【假设与分析】假设 1：可能是氢氧化镁与 N2或 O2发生了反应。假设 2：可能是溶液吸收了空气中的 O2。假设 3：可
18、能是氢氧化镁的溶解度随温度的降低而降低。由碱的性质可知，假设 1 不成立。【实验探究】实验操作 实验现象 结论1取上述紅色溶液，保持温度不变，在空气中放置一段时间，观察现象。溶液红色褪去假设 2 成立2取上述红色溶液，降低温度，在空气中放置一段时间观察现象。红色褪去 假设成立【拓展延伸】（3）将一小块金属钠投入硫酸铜溶液时，产生蓝色沉淀。请解释其原因：钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠。（4）除上述金属外，根据金属活动性顺序，预测钾也能跟硫酸铜溶液反应产生上述现象（举一例即可）。解析：（1）镁与热水反应生成氢氧化镁白色沉淀和氢气，配平即可；故答案为：
19、Mg+H2O=Mg（OH） 2+H2；（2）假设与分析中，假设 1：可能是氢氧化镁与 N2或 O2发生了反应；假设 2：可能是溶液吸收了空气中的氧气；假设 3：可能是氢氧化镁的溶解度随温度的降低而降低；实验探究中，1取上述紅色溶液，保持温度不变，在空气中放置一段时间，观察现象，溶液红色褪去，假设 2 成立；2取上述红色溶液，降低温度，在空气中放置一段时间，观察现象，红色褪去，假设成立；故答案为：O 2；降低；溶液红色褪去；降低温度；在空气中放置一段时间；（3）将一小块金属钠投入硫酸铜溶液时，产生蓝色沉淀，因为钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠；故答案
20、为：钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠；（4）除上述金属外，根据金属活动性顺序，预测钾也能跟硫酸铜溶液反应产生上述现象，因为钾比钠活泼；故答案为：钾；8.（2018 临沂）钠是一种活泼金属，常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H 2O2NaOH+H 2在实验室，小亮先取定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再取一小块钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？【查阅资料】Na 2SO4溶液呈中性【猜想与假设】猜想一：Na 2SO4猜想二：Na 2SO4和 N
21、aOH猜想三：Na 2SO4和 CuSO4猜想四：Na 2SO4、CuSO 4和 NaOH分析：小明认为猜想四不合理，理由是 2NaOH+CuSO4Na 2SO4+Cu（OH） 2（用化学方程式表示）。【实验与验证】实验 实验操作 实验現象 实验结论实验一 取少量滤液于试管中，仔细观察现象 溶液为无色 猜想三不成立实验二 向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液 酚酞溶液不变色 猜想二不成立实验三 常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度 pH=7 猜想一成立【拓展延伸】金属活动性顺序表中钠及前面的金属不能（填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。解析：【猜想与假设】猜想一：恰好完全反应时
22、溶质是 Na2SO4猜想二：氢氧化钠过量时溶质是 Na2SO4和 NaOH猜想三：硫酸铜过量时溶质是 Na2SO4和 CuSO4猜想四：Na 2SO4、CuSO 4和 NaOH分析：小明认为猜想四不合理，理由是氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠，反应的化学方程式为：2NaOH+CuSO 4Na 2SO4+Cu（OH） 2。故填：Na 2SO4和 CuSO4；四；2NaOH+CuSO 4Na 2SO4+Cu（OH） 2。【实验与验证】取少量滤液于试管中，溶液为无色，说明溶液中不含有硫酸铜；向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液，酚酞溶液不变色，说明溶液中不含有氢氧化钠；常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度，pH=7，说明溶液中只含有硫酸钠，实验过程如下所示：实验 实验操作 实验現象 实验结论实验一 取少量滤液于试管中，仔细观察现象 溶液为无色 猜想三不成立实验二 向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液 酚酞溶液不变色 猜想二不成立实验三 常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度 pH=7 猜想一成立【拓展延伸】钠比较活泼，和溶液混合时，先和水反应，因此金属活动性顺序表中钠及前面的金属不能把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。故填：不能。
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