2021年中考化学压轴题 09 实验设计与探究

专题09实验设计与探究

典例剖析

【解题技法】

1、实验设计的总体思路：

明确实验目的（即弄清楚实验原理）；根据要求正确选择仪器和药品；设计实验装置和操作步骤；分析得出

结论。

2、熟悉解题的一般步骤

明确目的；确定实验原理；评价实验方案的优劣（或可行性）；提出改进建议。

3、实验设计的基本要求：①科学性；②可行性：③安全性；④简约性。

4、实验方案的评价的内容：①方案在理论上是否科学合理，具有严密性；②在安全的前提下，操作是否简

便易行；③从经济角度，是否节约试剂、降低成本和提高产量；④从环境角度评价，是否会对环境造成污

染；

【典例1][2020四川甘孜州】下列实验方案，不能达到实验目的的是（）

选项ABCD

实验探究石蜡中含碳探究溶剂种类对溶解性

探究燃烧需要氧气探究铁生锈需要氧气和水

目的元的影响

【答案】D

【解析】

A、蜡烛火焰上方罩一冷碟子，碟子上有黑色的炭黑生成，根据质量守恒定律可知，石蜡中含碳元素，能达

到实验目的，不符合题意；

B、左边燃杯中的氧气随着蜡烛的燃烧，氧气越来越少，蜡烛很快熄灭，右边的蜡烛正常燃烧，说明燃烧需

要氧气，能达到实验目的，不符合题意；

C、碘在汽油中几乎不能溶解，碘能在汽油中溶解，说明碘在不同的溶剂中的溶解性不同，能达到实验目的,

不符合题意；

D、第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触；第二支试管中的铁钉只能与水接触；一段时间后，第一支

试管中的铁钉生锈；第二支试管的铁钉没有生锈；可用于探究铁生锈的条件之一是需要氧气，不能探究铁

生锈需要水，不能达到实验目的，符合题意。故选D。

【点评】本题难度不是很大，化学实验方案的设计是考查学生能力的主要类型，同时也是实验教与学难点，

在具体解题时要对其原理透彻理解，可根据物质的物理性质和化学性质结合实验目的进行分析判断。

【典例2】【2020湖北孝感】线上化学课堂中，老师演示了“吹气生火”实验，他向包有过氧化钠(Na2()2)

粉末的脱脂棉上用导管吹气，脱脂棉燃烧了起来。同学们对该实验产生了浓厚兴趣，复学后进行了如下探

究。

探究一：脱脂棉燃烧的原因。

【作出猜想】根据燃烧条件分析：①脱脂棉是可燃物：②吹出的气体可能与过氧化钠反应生成了氧气：③

反应放出热量，满足了温度达到脱脂棉的。

【进行实验】在如图所示装置中，向过氧化钠粉末中不断吹气，观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白

色，在导管口P处放置___________________，木条复燃，说明试管内生成了氧气。同时还观察到

,说明反应还放出了热量。

呼吸口

【得出结论】吹出的气体与过氧化钠反应生成了氧气，同时反应放出热量，满足了脱脂棉燃烧的条件。

探究二：试管内残留白色固体的成分.

【查阅资料】①吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气；

②过氧化钠与氮气不反应。

【作出猜想】猜想1：C02参加反应，固体成分是Na2c03；

猜想2：比0参加反应，固体成分是NaOH；

猜想3：CCh和H2O均参加反应，固体成分是Na2cCh和NaOH。

【实验验证】

实验步骤实验现象实验结论

①取残留白色固体于试管中配成溶液，向其中加入足

产生白色沉淀固体成分含有碳酸钠

量的氯化钢溶液，静置

②取适量①的上层清液于试管中，向其中滴加少量氯产生蓝色沉淀固体成分含—

化铜溶液

【实验结论】过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应，猜想3正确。请写出过氧化钠与二氧化碳反应的化

学方程式：.

【拓展延伸】化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用（填字母序号）灭火。

A二氧化碳灭火器B细沙C水基型灭火器

【答案】Q）.着火点；（2）.带火星的木条；⑶.烧杯中的导管口有气泡冒出；（4）.氢氧化钠（或NaOH）；（5）.

2Na2O,+2CO2=2Na2CO3+O2；（6）.AC（选错或不全均不给分）

【解析】［做出猜想］

燃烧三要素，可燃物、氧气、温度达到着火点，故填：着火点。

［进行试验］

氧气具有助燃性，在p管口放置带火星木条，木条复燃说明生成了氧气，锥形瓶中没有生成气体，伸入烧

杯中导管有气泡冒出，说明该反应放热，故填：带火星的木条；烧杯中的导管口有气泡冒出。

［实验验证］

①取残留白色固体于试管中配成溶液，向其中加入足量的氯化钢溶液，静置产生白色沉淀固体成分含有碳

酸钠；

②取适量①的匕层清液于试管中，向其中滴加少量氯化铜溶液，氯化铜和氢氧化钠生成氯化钠和氢氧化铜

沉淀，产生蓝色沉淀说明固体成分含氢氧化钠，故填：氢氧化钠。

［实验结论］

二氧化碳中不含氢元素含碳元素，根据质量守恒，反应前后元素种类不变，二氧化碳和过氧化钠只能生成

碳酸钠和氧气，化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故填：

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。

［拓展延伸］

过氧化钠和水以及二氧化碳反应生成氧气，故化工厂存有过氧化钠时，一旦失火，不能选用二氧化碳灭火

器，以及水基型灭火器，故填：AC。

压轴精练

1、【2020浙江杭州】小金完成了图示实验①②③，下列判断正确的是（）

［加一定量

加一定量的

将实蛤①橘管

厂的稀盐酸碳酸钠溶液®

中所得混合期Ml

入统一洁繇雌

杯中，最缝狷圈I

2mL饱和石灰水2mL饱和石灰水无色澄清镰液

①②③

A.实验①中石灰水有剩余B.实验②中有气泡产生

C.实验③中没有明显现象D.实验③所得溶液中一定含CaCL和NaCl

【答案】D

【解析】A、实验①中石灰水不一定有剩余，该选项说法不正确；

B、实验②中碳酸钠和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠，不产生气泡，该选项说法不正确;

C、实验③中最终得到无色澄清溶液，说明1号试管中的盐酸过量，和2号试管中的氢氧化钠反应生成氯化

钠和水，和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，过程中固体溶解，产生气泡，该选项说法不正确；

D、实验③中最终得到无色澄清溶液，说明1号试管中的盐酸过量，和2号试管中的氢氧化钠反应生成氯化

钠和水，和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，因此实验③所得溶液中一定含CaCk和NaCl,该选项说

法正确。

故选：Do

2、【2020山西】实验课上，同学们设计了如下四个实验，其中能达到目的是（）

A.实验室制取氢气力＜±卜JLB.臼磷在水中燃烧,的

、r

白三■:.二.=一冷

C.防止铁丝生锈/+空气植D.测定空气里氧气含量pa

U逡以1也

【解析】A、氢气的密度比空气小，用向下排空气法收集，目长颈漏斗末端要伸入液面以下，防止气体逸出,

故A不正确;

B、在冷水中温度达不到白磷的着火点，则白磷在冷水中不能燃烧，故B不正确;

C、铁生锈是铁和氧气和水共同作用的结果，干燥的空气中铁不生锈，故C正确;

D、实验是测定空气中氧气约占空气的体积分数，且缺少止水夹，故D不正确。故选C。

3、【2020湖北孝感】下列实验方案不能达到实验目的的是（）

实验目的实验方案

A分离硫酸钢和氯化钠固体加足量水溶解、过滤、洗涤、干燥；蒸发结晶

B除去氯化钙溶液中混有的少量盐酸加入足量的碳酸钙，过滤

验证铝、铁、铜三种金属的活动性顺将打磨过的铝丝和洁净的铜丝，分别浸入到硫酸亚铁溶

C

序液中，观察现象

鉴别溶液：氯化钢溶液、氢氧化钠溶不用其它试剂，将四种溶液分别取样，两两相互混合，

D

液、硫酸钠溶液、氯化核溶液观察现象

【答案】D

【解析】A、硫酸钢不溶于水，加足量水溶解，氯化钠溶于水，过滤得到硫酸钏固体，经洗涤、干燥得到纯

净的硫酸钢；氯化钠溶液经蒸发结晶得到氯化钠固体，不符合题意；

B、盐酸能与过量的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，不符合题意；

C、将打磨过的铝丝和洁净的铜丝，分别浸入到硫酸亚铁溶液中，A1能置换出FeSC>4溶液中的铁，而Cu不

能，说明它们的活动性大小是Al>Fe>Cu,不符合题意；

D、氟化钢溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液、氯化镂溶液，将四种溶液分别取样，两两相互混合，可以观

察到有两种溶液混合会产生沉淀，这组是氯化钢溶液和硫酸钠溶液；有两种溶液混合会产生有刺激性气味

的气体，这组是氢氧化钠溶液和氯化铁溶液；但是不能具体区分它们，无法鉴别，符合题意。故选D。

4、【2020广东广州】下列实验中，根据实验现象可得到相应结论的是()

实验操作现象结论

铁钉表面分别有灰黑

将AgNCh溶液和Cu(NO3)2溶液分别加入两金属活动性由强到弱：

A色固体和红色固体析

支装有铁钉的试管中Fe>Cu>Ag

出

用拇指堵住收集了CH4的试管口，靠近火焰，

B发出尖锐爆鸣声试管中CH4不纯

移开拇指点火

在螺旋状细铁丝下端系--根火柴，点燃火柴至铁丝剧烈燃烧，火星四加热时铁丝可在氧气中

C

快燃尽时，将铁丝插入盛有氧气的集气瓶中射，生成黑色固体迅速反应生成铁锈

点燃某无色气体，在火焰上方罩一个冷而干燥产生淡蓝色火焰，烧杯

D该无色气体为氢气

的小烧杯内壁有水珠

【答案】B

【解析】A、将AgNCh溶液和Cu(NO3)2溶液分别加入两支装有铁钉的试管中，铁钉表面分别有灰黑色固

体和红色固体析出，说明铁分别与硝酸银和硝酸铜反应生成了银和铜，在金属活动性顺序里，铁比铜、银

活泼，但是无法验证铜、银的金属活动性顺序，不符合题意；

B、甲烷具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火容易发生爆炸，故点燃前，需要验纯，用拇指堵住收集

了CH4的试管口，靠近火焰，移开拇指点火，发出尖锐爆鸣声，说明试管中CH4不纯，符合题意；

C、铁丝燃烧生成的黑色固体是四氧化三铁，不是氧化铁，故加热时铁丝在氧气中迅速反应生成的不是铁锈，

不符合题意；

D、点燃某无色气体，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠，该无色

气体不一定为氢气，还可能是甲烷，不符合题意。

故选B。

5、【2020甘肃天水】下列实验设计不合里的是()

M植

蒸

油

偌

水

C.探究不同溶质在同种溶剂中的溶解性

D.探究二氧化镒可催化过氧化氢溶液

【答案】B

【解析】A、实验过程中，铜片上的白磷燃烧，红磷不能燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物着火点，热水

中的白磷不能燃烧，说明燃烧需要氧气参加，该选项能够达到实验目的。

B、铁生锈的条件是与氧气和水共同接触，该实验只能验证铁生锈需要氧气。缺少将干燥的铁钉放到干燥的

试管内，用橡皮塞塞上试管口，没有验证水对铁生锈的影响，该选项能够不能达到实验目的；

C、对照试验，一个溶质是碘，一个溶质是高锌酸钾，且溶质的质量相同，溶剂都是汽油，所处的温度相同，

溶剂质量相等，该选项能达到实验目的；

D、对照试验，一个放二氧化铳，一个不放二氧化钵，且放二氧化铳的过氧化氢溶液浓度相同，该选项能达

到实验目的；

故答案为B

6、【2020山东泰安】下列实验设计不能达到实验目的的是

选项实验目的实验设计

A分离粗盐中混有的泥沙溶解、过滤、蒸发

B除去MgCL溶液中的少量MgSO4加适量的BaCL溶液，过滤

C检验碳酸钠溶液中是否含有氯化钠加过量的稀盐酸后，再滴加硝酸银溶液

D比较Zn、Cu、Ag的金属活动性将Zn和Ag分别放入CuSO4溶液中

【答案】c

【解析】A、泥沙不溶解于水，通过溶解、过滤可得到泥沙，对滤液蒸发得到不含泥沙的粗盐，故A正确,

不符合题意。

B、氯化钢和硫酸镁反应生成硫酸锁沉淀和氯化镁，过滤之后得到氯化镁溶液，故B正确，不符合题意。

C、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，无论是否含有氯化钠，加入硝酸银都会产生沉淀，加过量的稀盐

酸后，再滴加硝酸银溶液，不能检验碳酸钠溶液中是否含有氯化钠，C错误，符合题意。

D、将Zn和Ag分别放入CuSCU溶液中，锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，说明金属活动性Zn>Cu,银和

硫酸铜不反应，说明金属活动性Cu>Ag,故金属活动性Zn>Cu>Ag,故D正确，不符合题意。

故选：Co

7、【2020云南】下列实验不能达到相应实验目的的是（

口弹备夹

龄-气球蘸有待测液L内木3

玻璃管的玻璃棒——

黄铜片《‘红磁一^0[J/

PH警

斤2纯铜片44:上.

>,「一:f-水一昼匕二

ABcD

A.图A是比较黄铜和纯铜的硬度

B.图B是验证质量守恒定律

C.图C是测定溶液的pH

D.图D是测定空气中氧气的含量

【答案】D

【解析】A、黄铜片能够在纯铜片上面留下划痕，说明黄铜的硬度比纯铜硬度大，能够达到实验目的。

B、天平在反应前后始终保持平衡，能够验证质量守恒定律，能够达到实验目的。

C、用蘸有待测液的玻璃棒，蘸少量液体滴在pH试纸上，能够测定溶液的pH值，能够达到实验目的。

D、使用图示实验测定空气中氧气的含量，因为C燃烧生成C02,压力变化小，不会形成压强差，所以无法

准确测定空气中氧气的含量，错误，不符合题意。

故选D。

8、【2020山西阳泉】课外实验具有趣味性、实践性等特点。对维生素C溶液的性质探究过程如下（已知I：

维生素C能使蓝色的淀粉碘酒溶液褪色）。其中错误的选项是（）

!湃生素c

溶液

紫色石蕊溶液变红FeCb'溶流黄色消失蓝色淀粉碘酒溶液不褪色

①

A.实验①中维生素C溶液呈酸性

B.实验②FeCb可与维生素C反应

C.实验③加热不会破坏维生素C

D.每步实验操作都是正确的

【答案】C

【解析】A、紫色石蕊试液遇酸变红，向维生素C溶液中加入紫色石蕊试液，紫色石蕊试液变红，说明维生

素C显酸性，不符合题意；

B、氯化铁显黄色，向维生素C溶液中加入氯化铁溶液，黄色消失，说明氯化铁和维生素C发生了反应，不

符合题意；

C、维生素C能使蓝色的淀粉碘酒溶液褪色，将维生素C溶液加热后，加入蓝色的淀粉碘酒溶液，蓝色的淀

粉碘酒溶液不褪色，说明加热会破坏维生素C,符合题意；

D、胶头滴管加液时，既不能伸入容器，更不能接触容器，应垂直悬空于容器上方0.5cm处，图中操作正确，

给试管里的液体加热时，应用外焰加热，且试管里的液体不应超过试管容积的1/3,图中操作正确，不符合

题意。

故选C。

9、【2020湖北武汉】如图1所示，小瑾将反应后试管中的物质全部倒入烧杯时，发现烧杯内白色沉淀明显

增多。为了探究烧杯内物质的成分，她立即向其中逐滴加入稀硝酸，并不断搅拌，烧杯内沉淀的质量随加

入稀硝酸的质量变化如图2所示。

图1图2

回答下列问题:

（1）图1所示，烧杯内的白色沉淀是（写化学式）。

（2）BC段发生反应的化学方程式为—

（3）A点，烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为（写离子符号）。B点，烧杯内的沉淀由

种物质组成。

（4）检验D点溶液中是否含有氯离子的方法。

【答案】（I）.BaCCh、BaSO4;（2）.BaCO3+2HNO3=Ba（NO3）?+CO2T+H2O；（3）.Na\ChSO；；2

（4）.静置，取上层清液少许于洁净试管中，向其中滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有cr；反

之，无

【解析】（1）图1所示，碳酸钠和氯化节贝生成碳酸钢沉淀和和氯化钠，硫酸钠和氯化钏生成硫酸钢沉淀和

和氯化钠，烧杯内的白色沉淀是BaCO3、BaSO4；

（2）硫酸钢沉淀不溶于硝酸，而碳酸钢沉淀溶于硝酸，BC段沉淀逐渐减少，说明发生的反应是碳酸钢和

硝酸反应，发生反应的化学方程式为BaCC）3+2HNO3=Ba（NO3）2+CO21+H2O：

（3）从AB段沉淀增加，说明该段有碳酸领沉淀转化成硫酸钿沉淀，可知硫酸钠和氯化钢反应后溶液中的

溶质为硫酸钠和氯化钠，即硫酸钠有剩余，而两个反应均生成氯化钠，故A点，烧杯内的溶液中一定大量

含有的离子为Na+、C1-,SOf；B点之前沉淀增多，说明有硫酸钢沉淀生成，B之后沉淀减少，说明有碳

酸领沉淀被反应掉，B烧杯内的沉淀由碳酸颗、硫酸钢两种物质组成；

（4）氯离子能和银离子反应生成不溶于硝酸的氯化银沉淀，检验D点溶液中是否含有氯离子的方法静置,

取上层清液少许于洁净试管中，向其中滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有Ch反之，无C%

10、【2020山西】在一次实践活动中，某小组同学对游泳馆内清澈湛蓝的池水产生了浓厚的兴趣，他们对池

水呈现蓝色的原因、溶质成分、池水处理方法和对环境的影响，展开了连续性问题探究。

活动一：查阅相关资料，寻找池水呈现蓝色的原因。

【查阅资料】水对蓝光的反射作用使水呈现蓝色，水越深蓝色越深。

【交流讨论】光反射引起池水呈现蓝色，从微观角度分析，水分子本身改变。有同学质疑：池

水呈现蓝色可能加入了硫酸铜。

活动二：检验泳池水中是否加入硫酸铜。

实验步骤实验现象实验结论

有蓝色沉

1.取少量泳池水于试管中，滴加几滴______________（合理即可）池水中含有Cu2+

淀产生

2.另取少量泳池水于试管中，滴加足量稀盐酸，无明显现象，再滴产生白色池水中含有的离子是—

加几滴____________（合理即可）沉淀（用符号表示）

【实验小结】泳池水中含有硫酸铜。步骤1发生反应的化学方程式为一

【实验调查】同学们咨询了泳馆的管理人员，得知：

①池水是定期净化再利用的。

②池水中硫酸铜起到抑制藻类繁殖等作用。

活动三：设计泳池水净化模拟实验装置（如图）。

聚合

石英砂氧化铝

水泵

【进行实验】小组同学取一定量的泳池污水于水槽中，再加入适量的絮凝剂（聚合氯化铝），10分钟后，打

开水泵使水循环，在此过程中石英砂的作用是。

【归纳提升】①为保证净化后的池水安全、卫生，还应增加的一个净水步骤是o

②从爱护水资源角度分析，池水净化再利用的好处是。

【答案】（1）.没有；（2）.NaOH溶液/Ca（OH）2溶液（合理即可）;（3）.Ba（NO3）2溶液/BaCk溶液（合理即

可）；（4）.SO：；（5）.CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2J+Na2SO「⑹.过滤；⑺.投药消毒；⑻.节约用水/

防止水体污染（合理即可）

【解析】活动交流讨论：光反射引起池水呈现蓝色，无新物质生成，属于物理变化，从微观角度分析，

水分子本身没有改变；

活动二：实验步骤：1、该实验是检验泳池水中是否加入硫酸铜。铜离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化铜

蓝色沉淀，故可取少量泳池水于试管中，滴加几滴氢氧化钠溶液，如生成蓝色沉淀，说明含铜离子；

2、硫酸根离子能与钢离子结合生成硫酸铁白色沉淀，故另取少量泳池水于试管中，滴加足量稀盐酸，无明

显现象，再滴加几滴氯化钢或硝酸钢溶液，产生白色沉淀，说明池水中含有的离子是SO：；

实验小结：步骤1是硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠，该反应的化学方程式为：

CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2J+Na2SO4；

进行实验：加入絮凝剂可以使难溶性物质沉降，石英砂可以过滤不溶性物质，故石英砂的作用是：过滤；

归纳提升：①为保证净化后的池水安全、卫生，应对水进行消毒处理，杀灭微生物，故还应增加的一个净

水步骤是：投药消毒；

②池水净化再利用，水循环利用，可以节约用水，同时可以防止使用后的池水污染水资源，故填：节约用

水，防止水体污染。

11、【2020山东潍坊】纳米零价铁（单质铁）在环保领域应用广泛，以菱铁矿（主要成分为FeCCh不考虑杂

质）为原料，制备纳米零价铁的反应为：H2+FeC0Y3..Fe+HQ+COz.反应一段时间后，某学习小组对

剩余固体的成分进行探究。

【提出问题】剩余固体的成分是什么？

【做出猜想】剩余固体的成分：

猜想一■：Fe

猜想二：FeC03

猜想三：。

【实验探究】该学习小组利用如图装置，对剩余固体成分进行探究，实验操作及现象如图。回答下列问题。

（1）装置C中浓硫酸的作用是；

（2）向装置A中加入稀硫酸后，A中产生气泡且溶液变为浅绿色，小芳同学判断猜想一正确，小刚同学认

为小芳的判断不合理，理由是：;

（3）装置B中溶液变浑浊，说明；

（4）观察到装置D中黑色粉末变红色，反应的化学方程式是。

【实验结论】猜想—正确。

【反思交流】如果将装置E去掉，（填“能”或“不能”）验证剩余固体中含有Fe,理由

是o

【答案】【做出猜想】Fe、FeCOao

【实验探究】（1）干燥气体。（2）碳酸铁与硫酸反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳，产生气泡，同时生成

的硫酸亚铁溶液显浅绿色。（3）固体中含有碳酸亚铁。（4）4+CuO尸'皿-Cu+HA

【实验结论】三。

【反思与交流】硫酸与碳酸亚铁生成的二氧化碳不能还原氧化铜，只能是铁与硫酸反应生成氢气，氢气再

与氧化铜反应生成铜和水，观察到黑色粉末变红，证明有氧气存在，从而推出固体含有铁。

【解析】【做出猜想】氢气与碳酸亚铁充分反应，则生成只有铁，若不反应，则固体为碳酸亚铁，若氢气少

量，则固体为铁和碳酸亚铁的混合物;

故答案为：Fe、FeC03o

【实验探究】（1）浓硫酸具有吸水性，所以浓硫酸可以干燥气体；

故答案为：干燥气体。

（2）碳酸亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳，二氧化碳为气体，可以形成气泡，硫酸亚铁溶液

为浅绿色，实验现象与铁与硫酸反应的相同，因此无法判断固体组成；

故答案为：碳酸铁与硫酸反应生成硫酸亚铁、水和二氧化碳，产生气泡，同时生成的硫酸亚铁溶液显浅绿

色。

（3）B中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，因此证明碳酸亚铁的存在：

故答案为：固体中含有碳酸亚铁。

（4）黑色粉末变红，说明有铜生成，氢气与氧化铜在高温条件下反应生成铜和水，书写化学方程式注意配

平及反应条件；

古洱

故答案为：Hz+CuO-=-Cu+H2.

【实验结论】根据澄清石灰水变浑浊和黑色粉末变红，推断气体中有二氧化碳和氢气，而二氧化碳来自于

碳酸亚铁和硫酸的反应，氢气来自于铁与硫酸的反应，所以固体为碳酸亚铁和铁，猜想三正确；

故答案为：三。

【反思与交流】去掉E氧化铜也生成铜，出现红色固体，而可以发生此现象，说明有氢气生成，而氢气只

能是铁与硫酸反应制得，因此也可以验证铁的存在：

故答案为：硫酸与碳酸亚铁生成的二氧化碳不能还原氧化铜，只能是铁与硫酸反应生成氢气，氢气再与氧

化铜反应生成铜和水，观察到黑色粉末变红，证明有氢气存在，从而推出固体含有铁。

12、【2020甘肃平凉等8市】某班同学用氢氧化钠溶液和稀硫酸进行中和反应实验：

（1）甲同学在烧杯中加入约5mL氢氧化钠溶液，滴入几滴无色酚酥溶液，此时溶液呈—色，接着用滴管

滴入一定量的稀硫酸，再用玻璃棒搅拌，发现溶液变为无色，该反应的化学方程式为

(2)甲、乙、丙同学对反应后溶液中的溶质成分进行探究。

【猜想与假设】反应后溶液中的溶质是什么？

猜想一：只有Na2soI；

猜想二：;

猜想三：可能是Na2soi和NaOH

以上猜想中，可以直接排除的是理由。

【实验探究】

为了验证另外两种猜想，甲、乙、丙同学设计如下实验方案：

实验操作实验现象实验结论

甲同学方案取少量反应后的溶液于试管中，向试有白色沉淀产生。猜想二成立

管中滴加BaCb溶液,

乙同学方案取少量反应后的溶液于试管中，向试有气泡产生。猜想二成立

管中加入_________

丙同学方案取少量反应后的溶液于试管中，向试—猜想二成立

管中加入生锈的铁钉。

老师认为甲同学方案不合理，你认为理由是。

【反思交流】实验结束后，废液处理方法正确的是(填序号)。

A.倒入下水道B.倒入废液缸

【答案】(1)红；ZNaOIl+HfOi-NazSOi+ZHzO。

(2)【猜想与假设】NaSO」和HSO.,。猜想三；含有氢氧化钠的溶液能使酚酰溶液变红色，。而实验中反应

后的溶液为无色;

【实验探究】碳酸钠（锌、铁、镁）；铁锈减少，溶液变黄；若溶液中含有硫酸钠也能和氯化领反应生成

白色沉淀。

【反思交流】B

【解析】（1）甲同学在烧杯中加入约5mL氢氧化钠溶液，滴入儿滴酚配溶液，酚儆遇碱变成红色，此时溶

液呈红色；接着用滴管滴入一定量的稀硫酸，再用玻璃棒搅拌，过观察到酚儆溶液不变色，证明「氢氧化

钠和稀硫酸发生了反应，该反应的化学方程式为：2NaOH+H2SO（—Na2S01+2IL0o

（2）【猜想与假设】猜想一：恰好完全反应时只有NazSO」：

猜想二：稀硫酸过量时可能是NazSO」和HfO」。

猜想三：可能是Na£0i和NaOH；这是氢氧化钠过量；

经过讨论，同学们一致认为猜想三是错误的，这是因为含有氢氧化钠的溶液能使酚献溶液变红色,。而实验

中反应后的溶液为无色；

【实验探究】

甲同学方案：试管内的溶液于试管中，加入氯化钢溶液，产生白色沉淀，是因为硫酸根离子和领离子结合

生成了硫酸钢沉淀。

乙同学方案：猜想二正确，溶液中有稀硫酸，和稀硫酸反应可以产生气体的物质有碳酸盐和活泼金属。

丙同学方案：加入的生锈的铁钉表面是三氧化二铁，可以和稀硫酸发生反应，生成三氯化铁，实验现象是：

铁锈减少，溶液变黄；

甲同学实验方案不合理的理由是：若溶液中含有硫酸钠也可以和氯化钢反应生成白色沉淀，

【反思交流】实验结束后，废液处理方法正确的是倒入废液缸。倒入下水道，会腐蚀下水道；

13、【2020四川广安】亚硝酸钠是--种工业用盐，外形与食盐相似，有咸味，有毒。人若误食会引起中毒,

甚至致人死亡。己知亚硝酸钠的水溶液呈碱性，食盐水溶液呈中性。

（1）鉴别亚硝酸钠和氯化钠，你会选用什么试剂？如何操作？。

（2）某实验小组成员李雷从人教版普通高中教科书《化学1》中得知碳酸钠的水溶液也呈碱性。该组成员

就碳酸钠溶液呈碱性的原因进行了如下初探：

【查阅资料】

I.大多数可溶性的盐溶解在水中会完全解离，产生自由移动的阴阳离子。如Na2co3、KC1等。

II.难溶性物质在水中解离出的阴阳离子极少，忽略不计。如CaCCh、BaCCh等。

III.CaCL的水溶液呈中性。

【猜想与假设】猜想I：碱性是由溶液中解离出的Na+引起的；

猜想II：碱性是由溶液中解离出的CO32-引起的；

【实验设计】

实验步骤实验现象

向1支洁净的小试管中加入3ml饱和碳酸钠溶液，

试管中溶液颜色先由无色变为红色，然后逐渐变浅

滴入3滴酚献溶液，振荡，再逐滴滴入氯化钙溶液

至消失

至过量

写出上述实验步骤中滴入CaCL溶液后红色变浅至消失的原因.（用化学方程式解释）

［实验结论］。

【实验拓展】据此判断下列物质的水溶液可能使酚甑溶液变红的是（填字母）

ACaChBCaCChCH2SO4DK2cO3

【总结反思】该组同学善于发现问题，并设计实验探究问题。通过本次探究，他们认识到，并不是碱溶液

才显碱性，盐溶液也可能呈碱性。他们还会进一步查阅资料探寻碳酸钠溶液呈碱性的本质原因和基本规律。

【答案】（1）.无色酚醐试液（合理即可）；（2）.分别取两种固体于试管中，加水溶解，然后分别滴加无色酚醐

（3）.

试液，能使无色酚儆试液变红的是亚硝酸钠，不变色的是氯化钠；CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl

（4）,碱性是由溶液中解离出的CO32-引起的；（5）.D

【解析】（1）已知，亚硝酸钠的水溶液呈碱性，食盐水溶液呈中性，故鉴别亚硝酸钠和氯化钠，可选用无

色酚儆试液，无色酚儆试液遇碱变红，在酸性和中性溶液中不变色：

分别取两种固体于试管中，加水溶解，然后分别滴加无色酚酬试液，能使无色酚酰试液变红的是亚硝酸钠，

不变色的是氯化钠；

实验设计：氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，氯化钠显中性，碳酸钙属于难溶性物质，在水中

解离出的阴阳离子较少，故反应后溶液显中性，不能使无色酚酷试液变色，故滴入CaCL溶液后红色变浅至

消失，该反应的化学方程式为：CaCl2+Na2CO3=CaCO,J+2NaCl：

实验结论：由实验可以看出，碳酸钠能使无色酚甑试液变红，加入氯化钙，氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸

钙和氯化钠，碳酸钙难溶于水，在水中解离出的阴阳离子极少，故反应后，溶液中含有钠离子和氯离子，

溶液显中性，说明钠离子不能使溶液显碱性，故说明碱性是由溶液中解离出的CO32一引起的；

实验拓展：由实验可得出，溶液中解离出的CO32-使溶液显碱性，能使无色酚醐试液变红。

A、氯化钙溶液中能解离出钙离子和氯离子，显中性，不能使无色酚醐试液变红，不符合题意：

B、碳酸钙难溶于水，难溶性物质在水中解离出的阴阳离子极少，不能使无色酚酿试液变红，不符合题意;

C、硫酸溶液能解离出氢离子和硫酸根离子，显酸性，不能使无色酚儆试液变红，不符合题意；

D、碳酸钾能解离出钾离子和碳酸根离子，显碱性，能使无色酚配试液变红，符合题意。

故选D。

14、【2020新疆】不用火不用电，只需拆开发热包倒入凉水，就能享用美食的自热食品，受到消费者的追捧。

［查阅资料］I.发热包中物质的主要成分是生石灰，碳酸钠、铝粒。

n.铝和强碱溶液反应生成氢气。

探究一:发热包的发热原理

(1)小明买了一盒自热米饭，取出发热包加入凉水，发生剧型反应，迅速放出大量的热，写出产生该现象

的主要化学反应方程式;同时发热包内固体物质变硬、结块，依据观察到的实验现象，小明

猜想发热包内的物质可能发生多个化学反应，写出其中一个反应的化学方程式______。

(2)发热包上的安全警示图标有“禁止明火”，其原因可能是。

(3)小明向使用后的发热包中加入稀盐酸，并对产生的气体展开进一步探究。

探究二:确定气体成分

气

f

湾

浓

石

硫

NaOH

水日三号

溶满酸

甲乙丙丁

［猜想与假设］小明认为该气体可能是a.H2;b.—;c.CCh,和H2的混合气体。

［实验设计］小明同学设计下图实验装置，对气体成分进行探究。

［实验验证］甲装置中的实验现象是.丁装置中黑色的粉末逐渐变为红色，试管口有水珠产生，证明猜想c

正确。若甲、乙装置交换位置，(填“能”或不能”)确定气体中含有CO2,写出化学方程式并说明理

由。

［总结与反思］通过以上探究，小明做出如下反思：

a.发热包应密封防潮保存

b.能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料

c.使用后的发热包应包好按照垃级分类投放

你认为其中正确的是o

【答案】（1）.CaO+H2（）=Ca（OH）2；（2）.Na2cC）3+Ca（OH）2=CaCO3J+2NaOH：（3）.铝粉在空气中遇明

火会燃烧，容易诱发火灾；（4）.CO2；（5）.澄清石灰水变浑浊；（6）.不能；（7）.2NaOH+CO2=Na2CO3+H2。，

二氧化碳会被氢氧化钠吸收，澄清石灰水不能变浑浊；（8）.ac

【解析】探究一：

（1）发热包中含有生石灰，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应放出大量的热，该反应的化学方程式为：

CaO+H2O=Ca（OH）2；

氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应生成的氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，使发热包变

硬，该反应的化学方程式为：Na2coa+Ca（OH）2=CaCO3J+2NaOH；

（2）发热包中含有铝，铝在空气中遇明火，会发生燃烧，容易诱发火灾，故填：铝粉在空气中遇明火会燃

烧，容易诱发火灾；

探究二：

猜想与假设：由以上分析可知，发热包中含有铝，使用过的发热包中可能含有碳酸钙，加入稀盐酸，碳酸

钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，故生成的气体可能是氢

气、二氧化碳或氢气和二氧化碳的混合物，故填：C02；

实验验证：结论为：猜想c成立，故生成的气体是氧气和二氧化碳的混合物，二氧化碳能使澄清石灰水变浑

浊，故甲中的实验现象是：澄清石灰水变浑浊；

若甲、乙装置交换位置，乙中的氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，二氧化碳被氢氧化钠吸收，

且该反应无明显现象，澄清石灰水也不能变浑浊，故不能确定气体中含有C02；

氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,理

由是：二氧化碳会被氢氧化钠吸收，澄清石灰水不能变浑浊；

总结与反思：a、发热包中含有氧化钙，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，且发热包中的铝容易与空气中的

氧气反应生成氧化铝，故发热包应密封防潮保存，符合题意；

b、浓硫酸能与水混合放出热量，但是浓硫酸腐蚀性强，不可做发热包的发热材料，不符合题意；

c、使用后的发热包，含有强碱等物质，会对环境造成污染，应包好按照垃级分类投放，符合题意。

故选aco

15、【2020山东威海】探究瓜子中二氧化硫的含量

有媒体报道：某品牌瓜子被查出二氧化硫残留量超标。为了测定购买的瓜子中二氧化硫的含量，小莉进行

以下探究活动。

(1)查阅资料

①二氧化硫是无色气体，化学性质与二氧化碳相似，但能与氧气反应。

②二氧化硫可用作干果的防腐剂。我国食品添加剂标准规定，二氧化硫在干果中残留量W04g/kg。

③在沸水浴加热的条件下，瓜子中的二氧化硫可以全部释放出来。

④氮气化学性质不活泼，一般条件下不和其他物质发生反应。

(2)实验

小莉利用下图所示装置进行实验。

①实验原理：乙装置用于吸收瓜子样品释放出的二氧化硫，碱溶液可选用,发生反应的化学方程式

为.丙装置的作用是吸收氮气流带出的水蒸气，发生反应的化学方程式为

②实验步骤：

第一步：在U型管中放入瓜子样品500g,按图示连接好仪器，向其中通入氮气。

第二步：通入氮气一段时间后，称得乙、丙装置总质量为458.5g。

第三步：再次连接好仪器，持续通入氮气，同时向烧杯中加入沸水给瓜子加热，至二氧化硫释放完全。

第四步：实验结束后，称得乙、丙装置总质量为458.6g（假定实验中不产生其他与碱溶液及生石灰反应的

气体）。

③实验结果：通过计算，该样品中二氧化硫的含量为o

（3）交流

①在第一步中通入氮气的目的是…o在第三步中通入氮气的目的是―»

②实验过程中，为确保实验结果准确，下列措施正确的是（填选项序号）。

A碱溶液要过量

B装置气密性要好

C实验中不能直接给瓜子加热

D瓜子样品必须干燥

③民以食为天，食以安为先，生活中下列做法正确的是（填选项序号）。

A含添加剂的食品，若符合国家标准可食用

B以饮料代替饮用水

C霉变的大米经过多次清洗后可食用

D购买食品注意生产日期和保质期

④二氧化硫还可以与水反应，化学方程式是。

【答案】（1）.氢氧化钠溶液（答案合理即可）；（2）.2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O：

（3）.H2O+CaO=Ca（OH）2；（4）.0.2g/Kg；（5）.排尽装置中的空气；（6）.将产生的SCh全部排入乙装置；

（7）.ABCD；（8）.AD；（9）.H2O+SO2=H2SO3

【解析】（2）①二氧化硫能和可溶性碱反应生成盐和水，乙装置用于吸收瓜子样品释放出的二氧化硫，碱

溶液可选用氢氧化钠溶液，发生的反应为氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，化学方程式为：

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O；丙装置里的固体为生石灰，作用是吸收氮气流带出的水蒸气，发生反应

的化学方程式为：H2O+CaO=Ca（OH）2o

③根据第二和第四步数据，瓜子样品500g中二氧化硫的质量为：458.6g-458.5g=0.1g,故该样品中二氧

化硫的含量为：0.2g/Kg.

（3）①在第一步中通入氮气的目的是排尽装置中的空气，防止装置内空气中的二氧化碳和水蒸气干扰二氧

化硫的测定。在笫三步中通入氮气的目的是将装置内样品释放出来的SO2全部排入乙装置，保证测定的二

氧化硫数据准确。

②A、碱溶液过量，能保证将二氧化硫完全吸收，选项A正确：

B、装置气密性好，可以防止生成的二氧化硫逸出，保证实验的准确性，选项B正确；

C、实验中不能直接给瓜子加热，原因是防止温度过高，瓜子燃烧生成其他气体，影响实验的准确性，选项

c正确;

D、瓜子样品必须干燥，防止加热过程中产生的水蒸气影响实验的准确性，选项D正确。

故措施正确的是：ABCDo

③A、含添加剂的食品，若符合国家标准可食用，选项A正确；

B、以饮料代替饮用水，会导致糖分等其他物质摄入过多，影响身体健康，选项B错误；

C、霉变的大米中含有对人体健康有害的物质，不能食用，选