题型06 科学探究题（6大类型）（题型突破）（原卷版）

题型06科学探究题（6大类型）

【类型1物质组成和性质类的探究】....................................................................................................................1

【类型2反应后物质成分的探究】......................................................................................................................10

【类型3物质变质的探究】..................................................................................................................................19

【类型4影响因素类的探究】..............................................................................................................................26

【类型5有关实验异常现象的探究】..................................................................................................................34

【类型6反应条件的探究】..................................................................................................................................43

►类型1物质组成和性质类的探究

1．（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：

【小组交流】垃圾筛分时，可根据区分铜和铝。

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

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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澄清石灰水变浑浊含有CO2

试管中

【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。

2．（2022•宜宾）新冠疫情期间，口罩成为人们与病毒隔离的重要屏障。某实验小组为了弄清口罩的构造和

关键材料的化学组成，进行了以下实验探究。

Ⅰ.探究口罩的构造

取一个医用口罩，用剪刀将其剪开，观察到里面有银白色的金属条，口罩分三层。查阅资料得知内外层

为无纺布，中间层为熔喷布，成分均为聚丙烯。用显微镜观察，中间层最致密，测得孔径小于0.5μm。

（1）大部分飞沫直径集中在0.74～2.12μm。口罩能有效防止病毒通过飞沫传播的原理相当于化学实验中

的（填操作名称）。

Ⅱ.探究熔喷布的元素组成

聚丙烯属于有机物，含有碳元素，还可能含有氢、氧元素。实验小组取1.4g熔喷布，设计如图所示装置

进行实验（部分夹持装置略去），实验过程中观察到装置B中U形管内固体变为蓝色，C中澄清石灰水

变浑浊。

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已知：无水CuSO4为白色固体，吸水后变成蓝色晶体。

（2）装置B的作用是。

（3）装置C中发生反应的化学方程式是。

（4）实验时，若装置B和C调换位置，对实验产生的影响是。

（5）实验过程中持续通入干燥O2，熔喷布在装置A中完全燃烧，测得装置B质量增加1.8g，装置C、

D质量共增加4.4g。通过计算判断：

①熔喷布中是否含有氧元素？（填“含有”或“不含有”）。

②聚丙烯分子中碳原子与氢原子的个数比是。

3．（2023•明光市二模）碳单质在生产、生活中具有重要的用途。某化学兴趣小组的同学在老师的指导下对

碳单质进行如下探究。

【活动一】认识碳单质

（1）金刚石与石墨的物理性质不同，是因为碳原子的不同。

【活动二】定性探究碳与氧化铜反应的气体生成物

【提出问题】碳与氧化铜反应可能生成什么气体？

【作出猜想】猜想①：只生成CO2；猜想②：只生成CO；猜想③：既生成CO，又生成CO2。

【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化，但遇微量的CO会立即变成蓝色。

【实验验证】小红同学经过思考之后，设计了如图1所示的实验装置。

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步骤一：打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的氮气；

步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精灯给玻璃管加热；

步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。

（2）实验开始时，先通一会儿氮气再加热的目的是。

（3）给玻璃管集中加热一段时间后，玻璃管中黑色粉末逐渐变成红色，B装置和C装置中出现的现象分

别是。

【实验结论】

（4）通过分析得出，猜想③是正确的。写出C装置中发生反应的化学方程式：。

【实验反思】

（5）C装置的作用是。

【活动三】用数字传感器探究碳与氧化铜反应的气体生成物

（6）小亮同学采用数字化传感器对木炭还原氧化铜的实验进行探究（如图2所示），对不同质量比的CuO

与C反应产生的气体进行数据采集（1ppm＝0.0001%），结果如图3和图4所示。

①分析图3，CO2浓度下降的原因可能是。

②分析图4可得，反应物的质量比与产生的CO含量的关系是。

4．（2023•恩平市校级模拟）某课外活动小组的同学查阅资料得知，传统腌制松花蛋的主要配料是氧化钙、

纯碱和食盐。该小组的同学将这三种物质混合后加入适量的水搅拌、过滤得滤渣和滤液，并对滤液的主

要成分进行探究。

【提出问题】滤液的主要成分（H2O除外）是什么？

【猜想】

小东认为：滤液中含有NaCl、Na2CO3、Ca（OH）2

小西认为：滤液中含有NaCl、NaOH、Na2CO3

小南认为：滤液中含有NaCl、NaOH、Ca（OH）2

小北认为：滤液中含有NaCl、NaOH

（1）大家讨论后一致认为的猜想一定不成立，理由是（用化学方

程式表示）。

【设计实验探究】

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（2）根据实验①可知的猜想不成立，根据实验③可知的猜想成立，仅通过实验②

无法判断小西的猜想能否成立，理由是。

【应用拓展】

（3）松花蛋味道鲜美，但直接食用会稍有涩味。如果将松花皮蛋蘸上食醋食用，则轻微涩味会被去除，

味道变得更为鲜美可口，请你说明食醋可以去除松花皮蛋涩味的原因。

（4）现在有的皮蛋厂直接用烧碱（NaOH）代替生石灰和纯碱。烧碱一定要密封保存，其理由是

（选序号填空）。

A．烧碱易吸水潮解B．烧碱易吸收空气中的CO2而变质

C．烧碱具有强腐蚀性D．烧碱溶于水时放出热量

（5）假设小西的猜想是合理的，只用稀盐酸对废水进行处理，回收氯化钠溶液，当观察到

说明恰好完全反应。

5．（2023•南海区校级模拟）小强同学家里承包了一块土地，准备种植甘蔗，甘蔗最适宜种植的土壤酸碱度

为6.0～8.0。由于担心该地土壤的酸碱性不适合种植甘蔗，邀请化学兴趣小组的同学利用所学化学知识

对土壤的酸碱性进行探究。

活动一：用pH试纸测定土壤的酸碱性

【实验方案】

（1）取少量土壤样品，加蒸馏水充分搅拌，静置后过滤得到滤液；用，读出

pH，进一步确定土壤酸碱性。

【实验记录】同学们分别进行了四次实验测定滤液的酸碱度，实验数据记录如下：

滤液1滤液2滤液3滤液4

测得的pH5665

【实验结论】

（2）该土地的土壤呈性，则该土地（“适宜”或“不适宜”）种植甘蔗。

活动二：分析土壤的酸碱性原因

【调查分析】经调查，该土地之前的承包者为使自己种植的农作物生长茂盛，施用了大量化肥——氯化

铵。

【作出猜想】土壤的酸碱性出现问题的原因是土壤中含有大量的氯化铵。

【设计实验】（3）

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实验步骤实验现象实验结论

步骤一：取“活动一”中的滤液于试管中，先有土壤中含有Cl﹣

加入稀硝酸溶液，无明显现象后再滴加生成

溶液。

步骤二：另取适量土壤样品，加熟石灰混有刺激性气味生土壤中含有

合研磨。成（填离子符号）

【实验结论】

（4）猜想成立，步骤二发生反应的化学方程式。

活动三：寻找改良土壤酸碱性的方法

【查阅资料】人们改良土壤酸碱性的方法如下表所示：

所用物质改良原理

改良酸性土壤熟石灰[Ca（OH）2]、草木灰（主要成分与土壤中的酸性物质反应

K2CO3）等

改良碱性土壤硫酸亚铁（FeSO4）、硫酸铜（CuSO4）等与土壤中的碱性物质反应

【得出结论】

（5）同学们通过分析确定选用改良该土壤。

【反思拓展】

（6）经过本次探究，同学们收获满满，但对土壤施用化肥的利与弊产生了争执，请你选择支持的一方并

阐述自己的理由：。

►类型2反应后物质成分的探究

6．（2023•娄底）某校同学研学时到冷水江波月洞参观，在参观溶洞时，看到溶洞中形态各异的石笋和钟乳

石，为大自然的神奇而感到赞叹，有学生提出石笋和钟乳石是怎么形成的呢？它的成分又是什么呢？为

此，同学们捡了一些洞中石笋旁的白色固体进行实验探究。

【查阅资料】

Ⅰ.石笋和钟乳石的形成过程

石灰石遇到溶有二氧化碳的水会生成易溶于水的碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]，请写出该反应的化学方程式：

。溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时，就会分解生成碳酸钙，沉积在

洞底的形成石笋，沉积在洞顶的形成钟乳石。

Ⅱ.碳酸氢钙与酸发生的反应类似于小苏打与酸的反应。

探究活动：探究白色固体的成分

【作出猜想】猜想1：只含；猜想2：只含Ca（HCO3）2；猜想3：含Ca（HCO3）2、

CaCO3

【设计并进行实验】

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操作步骤现象结论

①取少量白色固体研碎后，置于烧杯中，加入足猜想2不正确

量水充分搅拌

②取①中少量上层清液于试管中，滴入稀盐酸无明显现象猜想正确

【交流讨论】硬水中含有较多的可溶性钙镁化合物，使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，生活中通

过可降低硬水的硬度。

【拓展提升】在澄清石灰水中逐渐通入过量的二氧化碳气体，澄清石灰水先变浑浊，后变澄清，现象特

别明显。氢氧化钠与二氧化碳的反应原理与氢氧化钙与二氧化碳的反应相似，但无明显现象。某实验兴

趣小组设计了如下实验，实验装置如图，圆底烧瓶中充满二氧化碳，挤压胶头滴管（胶头滴管中盛有浓

的氢氧化钠溶液），一段时间后，打开止水夹，圆底烧瓶中就会形成漂亮的红色喷泉。请用文字描述为什

么会形成喷泉？。

7．（2023•雅安）化学兴趣小组课外实验时，取出镁条，发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁

条放入试管中，倒入一定浓度的盐酸，观察到有气泡产生，试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴

趣。

【提出问题】产生的气体是什么？

【查阅资料】①灰黑色“外衣”中含有MgCO3

②无水CuSO4遇水由白色变为蓝色

【猜想假设】猜想一：H2、CO2

猜想二：H2、CO2和水蒸气

猜想三：H2、CO2、水蒸气和HCl气体

（1）猜想三中有HCl气体的理由是。

【设计实验】为检测产生的气体成分，同学们设计如图所示装置进行实验（部分固定装置略去）

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（2）B装置中出现白色沉淀，证明产生的气体中含有，写出有关的化学方程式

。

（3）C装置的作用是。

（4）甲同学观察到E装置中无水CuSO4由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气体中一定含有H2。

乙同学对此提出质疑，理由是。

（5）若颠倒B装置和C装置的安装顺序，（填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是

。

【反思与评价】

（6）从安全角度考虑，你认为实验时应注意。

8．（2023•衡阳县模拟）某化学兴趣小组利用如图装置进行Fe与水蒸气反应的实验：

（1）点燃C中产生的肥皂泡，有的发出轻微的爆鸣声，有的可以被点燃，请你推断反应生成的气体是

。

（2）有同学认为导管口有气泡产生即说明反应生成了气体，你认为是否正确（填“是”或“否”）。

反应一段时间后，学习小组对反应后的黑色固体产生了浓厚的兴趣，并查阅了相关资料：铁粉（黑色）、

Fe2O3（红棕色）、FeO（黑色）、Fe3O4（黑色）。学习小组进行了一系列实验，验证了FeO不存在，然后

对黑色固体的成分进行了以下猜想：

猜想一：只有铁粉

猜想二：只有Fe3O4

猜想三：铁粉和Fe3O4的混合物

（提示：Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑，ZnO+2HCl═ZnCl2+H2O，铁与锌性质相似）

学习小组设计了实验进行验证，请回答以下问题：

（3）取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，有气泡产生，说明猜想不成立。

（4）通过实验测得，34.4g黑色固体与足量的稀盐酸反应，产生了0.4gH2，说明猜想不成立。

（5）另取34.4g黑色固体在高温条件下与足量的CO反应，充分反应后，固体质量变为28.0g，请计算

在黑色固体中Fe3O4的质量g。

（6）根据以上探究，请写出Fe与水蒸气反应的化学方程式。

9．（2023•广西模拟）某兴趣小组的同学们以“稀盐酸与氢氧化钡溶液能否反应”为课题进行了科学探究。他

们做了如图所示的实验：同学们在烧杯中加入10mL氢氧化钡溶液，然后滴加无色酚酞试液，继续向烧

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杯中滴加稀盐酸，边滴边搅拌，观察到，从而得出稀盐酸与氢氧化钡能发生反应的结

论。

他们继续向反应后溶液M中滴加完碳酸钠溶液，发现只有白色沉淀产生，无其它实验现象。由此可知，

在没有滴加碳酸钠溶液前，溶液M中含有的溶质是（填化学式、不考虑酚酞）。

【提出问题】滴加完碳酸钠溶液后反应最终所得溶液N的溶质成分是什么（不考虑酚酞）？

【猜想与假设】

甲同学猜想：NaCl、BaCl2

乙同学猜想：NaCl

丙同学猜想：NaCl、Na2CO3

【分析与交流】上述猜想中不合理是同学的猜想。甲同学猜想溶液N中含有NaCl的依据是

（用化学方程式表示）。

【活动与探究】同学们取少量溶液N，向其中滴加，观察到，即可确定

乙同学的猜想正确。

【总结与提升】通过上述探究可知：要验证两种物质是否发生反应，可以从检验反应物是否消失和检验

两个角度进行探究。

10．（2023•喀什地区模拟）某校化学兴趣小组同学利用数字化仪器对镁与盐酸反应进行研究。

【查阅资料】①饱和氯化镁溶液的pH约为4；②氢氧化镁加热到350℃失去水生成氧化镁。

【实验过程】（1）实验前先将镁条需先打磨的原因是。

（2）将打磨后的镁条放入锥形瓶中，再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中，通过数字传感器测定实

验中密闭容器（气密性良好）内压强与时间的关系如图所示。

（3）用pH试纸测定反应后溶液的酸碱度。

【结果分析】

①将注射器刚注入盐酸时镁条表面无明显气泡，但此时压强上升迅速，原因可能是

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。

②图中a、b、c、d四个点中，产生氢气最快的为点。

③图中c点镁条已完全溶解，cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是。

④测定反应后的溶液pH的操作为（填对应选项的字母）。

A．将pH试纸直接插入溶液中，并将试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH

B．将pH试纸放在玻璃片上，用干净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，并将试纸显示的颜色与标准比

色卡比较，读出pH

C．将湿润的pH试纸放在玻璃片上，用干净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，并将试纸显示的颜色与

标准比色卡比较，读出pH

⑤同学们根据测得反应后溶液的pH就直接得出其中含HCl，该pH的值可能是下列选项中的

（填对应选项的字母）。

А．3В．5С．6

⑥甲同学提出向反应后的溶液中逐滴滴加NaOH溶液并振荡，若观察到的现

象，也可以确定溶液中含HCl。

【拓展研究】取少量镁条与过量盐酸反应后的溶液蒸干并灼烧，向灼烧所得固体中投入少量水，未见固

体完全溶解，向其中滴加酚酞试液变为红色，灼烧所得固体的成分可能为：。

►类型3物质变质的探究

11．（2022•黔东南州）氢氧化钠是化工生产的重要原料，保存不妥易发生变质，某化学兴趣小组的同学在实

验室中发现一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，对其是否变质以及变质程度产生了兴趣。

【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度？

【猜想与假设】①没有变质；②部分变质；③全部变质。

【实验与结论】

方案实验操作现象结论

方案一取该溶液2mL于试管中，滴入少量稀盐酸无明显现象没有变质

方案二首先取该溶液2mL于试管中，滴入过量氯化钡溶液溶液变浑浊部分变质

静置，然后取上层清液放入试管中，滴入硫酸铜溶液有蓝色沉淀产生

【评价与解释】

实验结束后，小组同学对两种方案得出的结论不同进行了充分讨论，一致认为方案二科学合理，方案一

有明显漏洞。你认为方案一的漏洞导致结论错误的原因是；方案二中加入过量

氯化钡溶液的目的是，向清液中滴加硫酸铜溶液后发生反应的化学方程式为

。

【反思与整改】该氢氧化钠溶液变质的原因是（用化学方程式表示），因此需

保存。

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12．（2022•绥化）化学兴趣小组在化学活动开放日，进行了以下两个实验活动：

【实验活动一】

用溶质质量分数为6%的氯化钠溶液（密度约为1.04g/cm3），配制溶质质量分数为5%的氯化钠溶液60克。

（1）计算需要6%的氯化钠溶液的体积是。（结果保留整数）

（2）量取水时，需要选用的量筒的规格是。（从10mL、50mL量筒中选择）

（3）实验步骤是：计算、量取、、装瓶贴标签。

（4）用量筒量取所需的溶质质量分数为6%的氯化钠溶液时，若仰视读数，则所配制溶液的溶质质量分

数会。（填“偏大”“偏小”或“不变”）

【实验活动二】

化学兴趣小组发现，实验室有一瓶装满生石灰的塑料瓶已经膨胀破裂。为探究破裂处生石灰变质的情况、

同学们设计了如下实验。

实验操作实验现象实验结论

（1）取少量瓶中破裂处的白色固体于烧杯中，加入烧杯壁无发热现象

足量的水，用手触摸烧杯外壁，然后过滤，得

到滤渣和滤液

（2）取（1）中少量滤液于试管中，向其中加入一定有Ca（OH）2

量的Na2CO3溶液

（3）取（1）中少许滤渣于试管中，向其中加入适量有气泡产生

的稀盐酸

实验结论：由上述实验可确定所取白色固体的成分。

（4）将（2）（3）两支试管中所有物质倒入一洁净干燥的烧杯中静置，则上层清液中一定含有的离子是

。（填离子符号）

13．（2023•双台子区校级二模）宏宏同学发现上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是

否变质，宏宏邀约几个喜欢探究的同学对此进行了探究。请你一起完成下列实验报告。

【提出问题1】该溶液是否变质？

【实验探究1】（1）

实验操作实验现象实验结论

取少量该溶液于试管中，滴加足说明该溶液已变质，变质的原因是

量稀盐酸（请用化学方程式表

示）

【提出问题2】该溶液变质程度怎样？

【提出猜想】猜想一：已完全变质，该溶液中溶质只含Na2CO3

猜想二：（2）部分变质，该溶液中溶质含有。

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【查阅资料】氯化钡溶液呈中性

【实验探究2】（3）

实验操作实验现象实验结论

步骤一：先取少量该溶液于试管中，加证明猜想

入过量氯化钡溶液成立

步骤二：静置，取上层清液于另一支试上层清液变红

管中，加入2～3滴酚酞溶液

【反思交流】

（4）在【实验探究2】中加入过量的氯化钡溶液的目的是。

（5）在步骤二中以下试剂能用来代替酚酞溶液达到实验目的的是（填序号）。

①稀盐酸②氧化铜③二氧化碳④硫酸镁溶液⑤石蕊

14．（2023•阜新模拟）某化学兴趣小组同学发现上个月做实验用的NaOH溶液忘记了盖瓶塞。对于该溶液

是否变质，进行了探究。请你一起完成下列实验报告。

【提出问题1】该溶液是否变质？

【实验探究1】

取少量该溶液于试管中，向其中滴加，观察到有气泡产生，说明该溶液已变质。

【提出问题2】该溶液变质程度如何？

【猜想假设】猜想一：部分变质猜想二：全部变质

【查阅资料】氯化钡溶液呈中性

【实验探究2】

①取少量样品于试管中，加入过量氯化钡溶液，观察到有生成。

②静置，取少量上层清液于试管中，滴入2～3滴酚酞溶液，观察到溶液变红。

【得出结论】猜想成立。

【反思交流】

①在【实验探究2】中加入过量的氯化钡溶液的目的是。

②已知KOH和NaOH的化学性质相似。请用化学方程式解释KOH变质的原因。

【拓展应用】经过以上实验探究，同学们受到启发，对于像氢氧化钠这样易变质的药品在实验室内应

保存。

15．（2023•黔东南州一模）在实验室中做实验时，某同学将稀盐酸加入到氢氧化钠样品中看到有气泡产生，

查验标签后确认药品没有拿错。

探究活动一：为什么会看到气泡？

【提出猜想】氢氧化钠溶液变质了。

【原因分析】氢氧化钠溶液与空气中的反应生成碳酸钠，碳酸钠与稀盐酸反应有气体生成。

【结论】氢氧化钠溶液已经变质。

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探究活动二：该氢氧化钠溶液的变质程度？

【提出猜想】猜想①部分变质；猜想②全部变质。

【实验验证】

实验操作现象结论化学方程式

（1）取少量溶液于试管中，滴加无无色酚酞变红

色酚酞溶液

（2）取少量溶液于试管中，滴加足有气泡产生

量稀盐酸

【交流讨论】小明同学认为，根据上述实验（1）（2）可推断，猜想①正确。而小张则认为猜想②也可能

正确，理由是。于是小王又设计了如下补充实验：

（1）取原溶液少量于试管中，逐滴加入BaCl2溶液至。静置，分层。

（2）取上层清液，向其中加入CuSO4溶液，若有蓝色沉淀产生，则说明氢氧化钠溶液部分变质，化学

方程式：。反之则说明氢氧化钠溶液已经全部变质。

【实验拓展】为了测定某变质的氢氧化钠样品的纯度，小红同学设计如图装置（铁架台略去）。已知饱和

碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳。集气瓶中盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，理由是

。要测定出样品的纯度，需要测定的量有。

►类型4影响因素类的探究

16．（2022•绥化）现有已部分锈蚀的生铁粉末（成分为碳、铁、氧化铁），化学兴趣小组欲测定该生铁粉末

在锈蚀前的含碳量以及锈蚀的程度，设计了如下探究过程。

实验步骤一：取a克上述生铁样品放入一洁净干燥烧杯中，进行如下实验。

（1）生铁出现锈蚀现象的原因是。

（2）实验中所得滤渣需要用蒸馏水洗涤、干燥后再称量，确定滤渣已经洗涤干净的方法是

。滤液甲在以下实验中已不需要，将其倒入废液缸。

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实验步骤二：另取a克该生铁样品，进行如图所示实验，实验装置气密性良好。

（3）A装置瓶中盛放的试剂是。（填物质名称）

（4）为防止装置内氢气不纯，加热时可能发生爆性，实验前要打开弹簧夹K，先通入一会儿氢气，再点

燃酒精灯加热，待完全反应后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭弹簧夹K。确定装置内氢气已经纯净的

方法是。实验结束后，C装置内浓硫酸的质量增加了0.54克。

实验步骤三：小组同学取实验步骤二中B装置硬质玻璃管内反应后所得全部黑色粉末进行了如下实验，

所用装置和滤渣已略去。

（5）通过以上实验可得出，生铁中已锈蚀的铁的质量是，生铁粉末锈蚀前的含碳量是

，有同学认为，由上述实验得出的已锈蚀的铁的质量可能存在误差，理由是。

（6）实验小组取部分滤液乙于烧杯中，加入一定质量的镁粉，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥，所

得滤渣的质量与加入镁粉的质量相等，则所取溶液中参加反应的溶质的质量比是（填最简

整数比）。

17．（2022•广州）某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。

（1）如图是实验室中常用的仪器。

①仪器A的名称是。

②从如图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪

些？（填标号）

（2）该小组的实验设计和数据记录如表。每个实验均在反应开始后，就立即用排水法连续收集多瓶

CO2；表中“﹣”表示气泡太少，不再收集。

序号反应物收集每瓶气体所用时间（单位：秒）

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盐酸浓盐酸体大理石形第1瓶第2瓶第3瓶第4瓶第5瓶第6瓶

度积状

实验110%70mL小颗粒8910121419

实验2块状111215172123

实验37.5%70mL小颗粒101213151726

实验4块状t1416192224

实验55%70mL小颗粒1418193263﹣

实验6块状203159﹣﹣﹣

①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？

②为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验（填标号）。

A．2和3B．2和4C．4和5D．1和6

③根据实验数据反映出的规律，表中数值t的合理范围是：＜t＜。

（3）该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体，你认为该做法合理吗？说出你的观点并阐述理由。

18．（2023•东城区校级模拟）实验室常用过氧化氢溶液制取氧气。实验小组同学对该反应进行探究。

实验1：验证MnO2是H2O2分解的催化剂。

（1）称得的固体质量为g。

（2）证明MnO2能加快H2O2分解速率的实验现象是。

实验2：探究催化剂种类和质量对H2O2分解的催化效果的影响。

【进行实验】称取催化剂置于三颈瓶中，塞紧胶塞，用注射器将3mL5%的过氧化氢溶液快速注入。测定

氧气浓度达到最高值时所用的时间，实验记录如下：

序号初始温度℃催化剂种类催化剂质量g氧气浓度达到最高值时所用时间s

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①30MnO20.038

②30FeCl30.0332

③30FeCl30.0429

④30FeCl30.0528

⑤30CuCl20.033364

⑥30CuCl20.04837

⑦30CuCl20.05464

注：①氧气浓度达到最高值时H2O2已完全分解。

②在可控范围内，过氧化氢分解速率越快，催化效果越好。

【解释与结论】

（3）实验2中，效果最好的催化剂是。

（4）实验⑤⑥⑦的目的是。

（5）与实验③⑥目的相同的实验组还有（写全对比组）。

【反思与评价】

（6）继续实验，发现活性炭比MnO2的催化效果差。其实验方案：称取0.03g活性炭置于三颈瓶中，塞

紧胶塞，用注射器将3mL5%过氧化氢溶液快速注入。在初始温度30℃时测定，测定结果是

。

19．（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

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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

20．（2023•海南二模）在老师的指导下，某化学兴趣小组对能催化过氧化氢分解的物质进行探究。

【提出问题】能催化过氧化氢分解的只有MnO2一种物质吗？

【猜想与假设】能催化过氧化氢分解的物质不止MnO2一种。

【设计实验】取四支试管，编号为①、②、③、④，试管①中不加固体物质，向试管②、③中均加入0.15gMnO2，

向试管④中加入0.15gCuO，然后向这四支试卷中均加入10mL5%的过氧化氢溶液，收集气体装置相同，

设定的实验温度以及相同时间内收集氧气的体积如表所示：

编号温度物质种类相同时间内收集氧气的体积/mL

①20℃无a

②20℃MnO2b

③30℃MnO2c

④20℃CuOd

（1）向过氧化氢溶液中加入MnO2即可制取氧气，写出该反应的化学方程式：。

相同时间内收集氧气的体积：c＞b＞d＞a；实验结束后，对试管②、③、④中的固体物质进行一系列操

作，最后分别得到0.15gMnO2、0.15gMnO2、0.15gCuO。

【实验结论】

（2）通过实验数据：d＞a，你能得出的结论是。

（3）通过实验数据：b＞d，你能获得的信息是。

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【实验反思】

（4）本实验通过比较相同时间内收集氧气的体积进行定量分析，除此之外，还可以通过比较

进行定量分析。

►类型5有关实验异常现象的探究

21．（2022•安顺）金属是现代社会广泛使用的材料。

Ⅰ.人类活动和使用金属大致的历史年代如图1所示。

（1）青铜和黄金可打造成不同形状制品，利用了金属物理性质中的。

（2）《淮南万毕术》提到“曾青得铁则化为铜”，说明铁的金属活动性比铜。

（3）冶炼生铁过程中，一氧化碳与磁铁矿主要成分四氧化三铁发生反应的化学方程式为

。

Ⅱ.探究金属铁锈蚀的条件。

用如图2所示实验进行铁钉锈蚀的研究。一段时间后，试管A、B中铁钉几乎没有生锈，而试管C中铁

钉明显锈蚀，试管D中铁钉严重锈蚀。

（1）由试管A、B、C中的现象可知，铁的锈蚀是铁跟（填化学式）等作用的结果。

（2）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是。

（3）由试管C、D中的现象可以得出的结论是。

Ⅲ.探究盐酸除锈时的反应。

步骤1：将一枚表面部分锈蚀的铁钉置于试管中，向其中加入稀盐酸至浸没铁钉，观察到铁钉表面的铁

锈逐渐消失，无锈处有气泡产生，溶液变为黄色。

步骤2：将“步骤1”中装有铁钉和盐酸的试管长时间放置后，观察到铁钉变细，溶液变为浅绿色。

【提出问题】

①“步骤1”中铁锈消失发生了什么反应？

②“步骤2”中试管长时间放置后，溶液为什么会变色？

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【查阅资料】

铁锈中主要含有氧化铁；

FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色；

K3[Fe（CN）6]溶液呈黄色：FeCl3溶液遇K3[Fe（CN）6]溶液不变色，FeCl2溶液遇K3[Fe（CN）6]溶液

会生成蓝色沉淀。

【实验分析】

对于问题②，实验小组提出如下两个猜想：

铁锈消失是因为氧化铁与盐酸发生反应，该反应的化学方程式为。

【提出猜想】

猜想一：溶液变色是FeCl3与铁钉表面产生的气体反应所致；

猜想二：溶液变色是FeCl3与铁钉反应所致。

【实验验证】

经实验已证实“猜想一”不正确。

请设计实验证明“猜想二”成立，简述实验过程（包括操作、可能的实验现象和对应的结论）

（实验中必须用到K3[Fe（CN）6]溶液、FeCl3溶液和铁钉）。

22．（2022•湘潭）实验是科学探究的重要方式，请结合图示回答下列问题：

（1）实验一可用于实验室检验二氧化碳气体，烧杯中应盛放的试剂是，通入二氧化碳气

体后，现象是。

（2）实验二是向一定量的水中不断通入二氧化碳气体，利用pH传感器采集到的数据如图1所示，可推

测出混合后溶液显（填“酸性”或“碱性”），t1时刻后，溶液pH几乎无变化，其原因是

（填字母序号）。

A.二氧化碳难溶于水B.二氧化碳与水不能发生化学反应C.二氧化碳在水中已经达饱和状态

（3）实验三可用于探究二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应，该反应的化学方程式是

，反应过程中利用pH传感器采集到的数据如图2所示，可推测出反应后减少的物质

是。

（4）综上所述，对于有明显现象的化学反应，可借助生成沉淀或等现象（写一条即可）判

断化学反应是否发生；对于没有明显现象的化学反应，可以从验证反应物的减少或验证

等角度来判断化学反应是否发生。

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23．（2023•白云区模拟）在“宏观﹣微观﹣符号”之间建立联系是化学学科独特的学习方式。

（1）2021年我国科学家在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉的人工合成。其中第一步反应的微观

示意图如图所示，已知反应中甲和丁的分子个数比是1：1。

在方框里画出符合实际反应的乙分子微观示意图。

（2）含有铵根离子（）的盐属于铵盐，兴趣小组对铵盐及相关问题进行探究。

【了解组成】

碳酸氢铵的化学式为NH4HCO3，氮元素的质量分数是（精确到0.1%）。某种碳酸氢铵样

品中氮元素的质量分数是21.8%，则该碳酸氢铵样品属于（填“纯净物”或“混合物”）。

【比较性质】

常见的铵盐中，仅有碳酸氢铵在常温下就能分解，放出氨气，则常温下鉴别碳酸氢铵与硫酸铵的最简便

方法是。

【提出问题】

氨气（NH3）与氯化氢反应可以得到一种铵盐，该反应常用于探究微粒的运动性。那么，微粒运动速率

与气体的相对分子质量有什么关系呢？

【查阅资料】

浓盐酸（主要成分是氯化氢）靠近浓氨水时，会出现大量的白烟。

【进行实验】

将一根玻璃管放在水平桌面上，在左右两端同时塞入分别滴有浓盐酸、浓氨水的脱脂棉，再塞紧橡皮塞。

稍后，在靠近浓盐酸的一端最先出现白烟，见图甲：

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①浓盐酸与浓氨水未直接接触就产生白烟，是因为浓盐酸和浓氨水都具有。

②由图甲实验可知，相同条件下相对分子质量越小的气体，其微粒运动速率越。

【拓展延伸】

再取一根V型玻璃管，开口向上竖直放置，在左右两端同时塞入分别滴有浓盐酸、浓氨水的脱脂棉，再

塞紧橡皮塞。稍后，在靠近浓氨水的一端最先出现白烟，见图乙。

①图乙实验中，最先出现白烟的位置与图甲实验相反，说明相同条件下。

②实验中发现V型玻璃管发热，其原因是。

【应用】工业上用CO2和NH3合成尿素【CO（NH2）2】，转化过程如图。

反应①是反应（填基本反应类型）。反应②中另一种产物是（填化学式）。

24．（2023•魏县一模）某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。

（1）请写出镁条与氧气反应的化学方程式：。

（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。我

（“同意”或“不同意”）小明的观点，因为。

（3）小红按图1装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。

【提出问题】黄色固体是什么呢？

【查阅资料】①氧化镁为白色固体；

②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；

③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

【做出猜想】黄色固体是Mg3N2

【实验探究】请设计实验，验证猜想

实验操作实验现象及结论

【反思与交流】空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，

为什么呢？请给出合理的解释。在实验中经常出现实验现象与理论的“不配

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合”，理性思考这些现象有助于提高我们的科学素养。

（4）如图2是验证质量守恒定律的实验装置，瓶里预先加少量的细沙，这样做的目的是

。此时天平平衡，当吸滤瓶中的白磷燃烧并冒出大量白烟时，“砰”的一声，橡皮塞冲出，瓶中

的白烟也随之冒出。重新塞上橡皮塞，此时会发现天平仍然平衡，你认为出现这种现象的原因是

。为了避免在实验过程中橡皮塞被冲出，可以打开吸滤瓶支管上的夹子，并接上一个

。

（5）当实验现象与理论之间出现“不配合”时，可取的做法是。

A．否定相应的理论

B．放弃实验，直接认同相应的理论

C．查阅资料，了解理论的适用条件

25．（2023•莲湖区校级模拟）小亮在家里发现了一瓶刚过期的84消毒液，他对消毒液的消毒原理和该消毒

液是否还有消毒作用心生好奇，于是将其带到学校，在老师的指导下，与小组同学一起展开探究。

【查阅资料】

①制取消毒液的原理：Cl2+2NaOH═NaClO+NaCl+H2O；

②消毒液的消毒原理：

NaClO在空气中很快发生反应：2NaClO+H2O+CO2═Na2CO3+2HClO，生成的HClO具有强的氧化性，可

以杀死病毒和细菌，且能使有色布条（含有机色素）褪色；

③HClO不稳定，易分解，分解后失去消毒和漂白作用。

【提出问题】刚过期的消毒液是否失效？

【实验探究】同学们取适量该消毒液于烧杯中，放入有色布条，观察到的现象时，说明该

消毒液已完全失效。

小组同学对失效后消毒液的主要成分很感兴趣，提出各种猜想并作进一步探究。

【提出猜想】猜想一：NaCl；猜想二：NaCl、Na2CO3；猜想三：NaCl、Na2CO3、NaOH

【设计方案】通过讨论，大家一致认为用足量的稀盐酸就可以验证猜想不成立。

为验证另外两种猜想，他们设计了下表中的方案：