实验探究设计题-2023年中考化学压轴题专项训练

压轴题01实验探究设计题

f有何行iffi

实验能究设计题有以实验综合反应装置图的形式考查,也有借助物质的检验、鉴别分离、除杂及溶液

的配制等内容以表格或文字叙述的形式考查，一般会从实验目的、实验操作、实验现象及分析、实验反思、

评价等角度考查。

［压轴题要颁

一、实验方案的设计

1.常见化学实验方案设计的高频考点

(I)物质制取的实验设计；

(2)物质性质的实验设计；

(3)物质成分测定与检验的实验设计；

(4)装置组合、仪器改进、药品选择的实验设计；

(5)操作步骤的实验设计；

⑹实验方案的重新设计。

2.解答实验设计题的基本思路

(1)明确目的、原理——明确实验目的，弄清题给信息。

(2)选择仪器、药品——选择合适的仪器和药品。

(3)设计装置、步骤一设计出合理的实验装置和操作步骤。

(4)记录现象和数据——全面、及时而又准确地记录实验过程中的现象和数据。

(5)分析得到结论——根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等得出正确的结论。

3.设计方案时注意事项

(1)实验操作顺序

装置选择与连接一气密性检查-加固体药品一加液体药品一开始实验(按程序)一拆卸仪器一其池处理等。

(2)加热操作的先后顺序

若气体制取实验需加热，应先预热气体发生装置，再给实验中需要加热的物质加热，用得到的气体排出装

置中的空气。如实验室用KC1O3制取02。熄灭酒精灯的顺序见相反。

(3)仪器选用及连接顺序

二、实验方案的评价

I.常见的高频考点：包括对实验原理及实验方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的

描述与结论分析的评价等。

2.明确评价的基本要求

3.最佳方案的选择原则

几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置简单，药品容易取得、价格低廉，

现象明显，干扰小，无污染。

4.关注实验方案的易错点

［压轴题施盟

一、科学嬴题

1.(2023・上海崇明•统考一模)乙活动小组的同学利用下列实验装置进行了系列探究实验。

⑴探究一：CO与CuO的反应

I.连接装置BC,m处放入CuO,实验开始前先通一段时间CO的目的是一。

ll.co与CuO的反应中，表现出还原性的物质是o

III.说明CO可以与CuO反应的证据之一是装置（：中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为o

⑵探究二：除去CO中的82

方案1：在装置C中，缓缓通入混合气体。

方案2：连接装置AC,缓缓通入混合气体。

I.装普C中储气袋的作用是：O

II.比较方案1和方案2,写出各自的一条优点：。

⑶探究三：检验叱中的。2

Cu可形成化合价为+1和+2的化合物，其中+1价化合物称为亚铜化合物。

I.氧化亚铜的化学式为。

II.氧化亚铜是一种红色粉末，加热时氧化亚铜能与氧气发生化合反应。利用该性质可检验氮气中是否含有氧

气，装置D所示，判断氮气中含有氧气的现象是：一。

【答案】（1）排尽装置内的空气防止一氧化碳不纯发生爆炸CO/氧化铜

CO2+Ca（OH）2=CaCO3x|/+H2O

（2）收集一氧化碳方案1操作简单（或能得到较纯的一氧化碳），方案2可以增加一-氧化碳的量

（3）Cu2O红色粉末变成黑色

【解析】（1）I.当可燃性气体中混有氧气时，在加热或点燃时可燃发生爆炸连接装置BC,m处放入CuO,

实验开始前先通一段时间C0的目的是排尽装置内的空气防止一氧化碳不纯发生爆炸；可燃性气体中混有氧

气在加热或点燃时可燃发生爆炸

II.C0与CuO的反应中，氧化铜失去氟元素，表现出氧化性，一辄化碳得到氧元素，表现为还原性，表现出

还原性的物质是一氧化碳（CO）o

川.说明C0可以与CuO反应的证据之一是装置C中澄清石灰水变浑浊，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧

化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3xk+H2O;

（2）I.二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，澄清石灰水能吸收二氧化碳，装

置C中储气袋的作用是：收集一氧化碳；

II.比较方案i和方案2,优点：方案1操作简单（或能得到较纯的一氧化碳），

方案2可以增加一氧化碳的量，二氧化碳与碳在高温条件下生成一氧化碳；

（3）I.氧化亚铜中铜元素显+1价，氧元素显2价，书写化学式时，一般正价的写在左边，负价的写在右边，

根据化合物中各元素化合价代数和为零，其化学式为CU2。；

II.根据“氧化亚铜是一种红色粉末，加热时氧化亚铜能与氧气发生化合反应”可知，加热时氧化亚铜能与氧气

发生化合反应能生成氧化铜。氧亿铜是一种黑色粉末。利用该性质可检验氮气中是否含有氧气，装置D所

示，判断氮气中含有氧气的现象是：红色粉末变成黑色。

2.（2023・上海宝山•一模）实验是形成“科学思维〃和“科学探究与实践”化学素养的重要手段。某化学研究性

学习小组开展了下列实验活动。

活动1：探究影响化学反应速率的因素

⑴木炭燃烧的化学方程式为，二氧化钵是氯酸钾分解反应的

⑵上述三个实验说明，影响化学反应的速率因素有等。

活动2：探究天然气燃烧产物

为什么家里的天然气热水器都是安装在浴室外开放空间的呢？小组同学为此对天然气的燃烧产物开展探究

活动。

【提出问题】天然气燃烧产物是什么？

【查阅资料】天然气主要成分甲烷（CH4）具有可燃性：含碳元素物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成

CO.

【猜想与假设】甲：82和出0,乙：82、CO和H2。，丙：CO和出0,T：出、C02

【实验方案】为验证上述猜想，小组同学将甲烷在一定量氧气中的燃烧产物通过下列实验装置（夹持仪器

省略)。

【收集证据】A中白色粉末变蓝，B、E中石灰水变浑浊，打开D中黑盒子可观察实验现象。

【分析与论证】

(3)A中反应的生成物为1写物质名称)；

⑷结合A、B中的实验现象，可初步推断猜想错误；

⑸装置D黑盒子中的试剂可能是;有同学认为不用打开D中的黑盒子，也可根据E中石灰水变

浑浊直接判定CO的存在，请谈谈你对此观点的认识“

【交流与评价】甲烷燃烧会产生CO,燃气热水器安装在浴室内容易发生CO中毒；整套装置设计缺少尾气

处理等。

⑵反应物浓度、反应物接触面积、催化剂

⑶坦矶/五水合硫酸铜/蓝机

(4)丙、T

(5)氧化铜/CuO若C能将产物C02吸收完全，则通过E中石灰水变浑浊直接判断CO的存在

②由表可知，b试管加入二氧化轼后加热，氯酸钾较快反应完，但二氧化钵的化学性质和质量，在反应前

后不变，符合催化剂“一变两不变"的特征，因此，二氧化锦是氯酸钾分解反应的催化剂，故填写：催化剂。

(2)由表可知，实验一影响化学反应速率的因素是氧气浓度，即反应物浓度，实验二影响化学反应速率的

因素是反应物接触面积，实验三影响化学反应速率的因素是催化剂，故填写：反应物浓度、反应物接触面

积、催化剂。

(4)A中为硫酸铜粉末，由白色变蓝色，说明天然气产物中有水蒸气，而猜想丁中没有水蒸气，因此，此

猜想错误，B中石灰水变浑浊，说明天然气产物中有二氧化碳，猜想闪中没有二氧化碳，所以，此也猜想错

误，故填写：丙、丁。

(5)①甲、乙两种猜想的区别在于乙猜想中有•氧化碳，而•氧化碳具有还原性，要想证明•氧化碳的存

在，可以在黑盒子里放能跟一氧亿碳发生氧化还原反应的金属黛化物，但是，黑盒子外面是酒精灯，说明

该金属氧化物与一氧化碳反应，需要的能量较低，符合氧化铜与一氧化碳反应的条件，故填写：氧化铜或

CuO；

②事实上，不用打开D中的黑盒子，也可根据E中石灰水变浑浊直接判定CO的存在，当C中氢氧化钠能

将产物C02吸收完全，则通过E中澄清石灰水时，石灰水变浑浊直接判断CO的存在，因为金属氧化物与一

氧化碳反应，除了生成金属外，逐生成二氧化碳，我们可以通过检验产物二氧化碳的存在，来证明一氧化

碳的存在。

3.（2023・上海徐汇•统考一模）社团同学用如图所示装置做木炭还原氧化铜的实验。

试管b：

澄清石灰水

⑴写出试管a中反应的化学方程式。

⑵实验结束时，先移走试管b,再熄灭酒精喷灯，用弹簧夹迅速夹紧橡胶管，这些操作的目的是

⑶试管冷却后倒出生成物，观察到红色金属中混有黑色固体。社团同学对黑色固体的成分提出三种猜想:

i，ii木炭，iii氧化铜和木炭。为验证猜想，他们将生成物分为两份，做了以下两个实验：

实验一：装置见下图（省略夹持装置）。

①试管口略微向下倾斜的目的是o

②点燃酒精灯a,写出试管中发生反应的化学方程式,二氧化锦的作用是e

③待澄清石灰水中的导管口出现均匀连续的气泡，点燃酒精灯b。一段时间后，澄清石灰水变浑浊，写出

该反应的化学方程式。该实验现象证明黑色固体中含。

实验一：在5支试管中分别混合对应的试剂，记录实验现象。

试管编号试剂组合实验现象

1稀硫酸+木炭无明显现象

2稀硫酸+铜无明显现象

3稀硫酸+氧化铜无色溶液变为蓝色

4稀硫酸+木炭+铜无明显现象

5稀硫酸+混有黑色固体的红色金属无色溶液变为蓝色

①稀硫酸中溶质的化学式为。

②根据实验现象，证明猜想正确。

（2）防倒吸，防止Cu被氧化

（3）氧化铜防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂

（2）实验结束时，先移走试管b,再熄灭酒精喷灯，用弹簧夹迅速夹紧橡胶管，这些操作的目的是防止试

管口中有澄清的石灰水到吸入试管中，使试管炸裂，同时防止热的氧化铜再次被氧化；

（3）黑色固体的成分可能为氧化铜或木炭或氧化铜和木炭的混合物，故猜想i为：氧化铜；

实验一：①试管口略微向下倾斜的目的是防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂；

③澄清的石灰水变浑浊是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：

COj+Ca（OH）2=CaCO3xL+H2O;澄清的石灰水变浑浊说明有二氧化碳产生，证明黑色固体中含木炭；

实验二：①稀硫酸中溶质化学式为H2SO4；

②根据试管3中稀硫酸能和氧化铜反应生成硫酸铜和水，无色溶液变为蓝色，证明其中含有氧化铜，根据

试管5中稀硫酸+混有黑色固体的红色金属反应，无色溶液变为蓝色，木炭和铜加热反应生成氧化铜，氧化

铜再和稀硫酸反应生成硫酸铜，因此证明猜想iii正确。

4.（2023・上海杨浦•校考二模）为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以卜探究过程，请你参

与并协助他们完成相关学习任务。

【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、COz、CO和士。

【设计方案］化学学习小组的同学经过讨论，设计了如下图所示的装置进行“猜想〃的实验探究。己知：A

为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装

有澄清石灰水。

【讨论与交流】

⑴该系列装置还缺少尾气处理装置，你认为尾气处理的方法可以：（写一种即可）

⑵请你设计完成上图方框内的实验方案（选用下列装置，按连接顺序填写），

55_NaOH

零厂溶液

⑶原气体中若含有CH4,则D中的现象是,E中发生的化学方程式是：,

⑷老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定气体是否存在。

⑸小王同学和小李同学想通过定量实验的方法检验尚不能确定的气体，于是对实验方案进行了改进，E装置

中的试剂改为足量的X溶液，可达到更好的吸收效果。则X为,试验后为证明X有剩余，可以通过加

入和验证。

⑹同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据记入下表中：

反应前反应后

D装置100g103.6g

E装置120g125.5g

你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论？请简要分析o

⑺实验中若试剂用量充足调换B跟D的位置，对测定结果有无影响？（填“有”或”无〃）。

【答案】（1）点燃等

（2）2、1、3

⑷8/一氧化碳

⑸NaOHCaCL溶液酚配试液

（）与反应,生成水的同时会生成水，而增重说明有与反应生成了

6CH4CuO3.6g4.4gE5.5g,COCuOl.lgCO2,

因此，原气体中含有CO

⑺有

【解析】（1）尾气是一氧化碳，可以用点燃的方法处理尾气，故填：点燃；

（2）在气体鉴别时应该先检验水，所以第一个放2无水硫酸铜，若有水则无水硫酸铜变蓝，再放1澄清石

灰水检验二氧化碳，3氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，以防止后续对一氧化碳、甲烷的检验。故填：2、1、3：

（3）甲烷与氧化铜反应生成水，白色的无水硫酸铜遇水变蓝，故若含有甲烷，则D中现象为：白色粉末变

蓝；

（4）因为甲烷与一氧化碳均能与氧化铜反应生成铜单质和二氧化碳，所以验证含有甲烷后，无法判断是否

含有一氧化碳，故填：CO；

（5）若想用定量的方法检验是否含有一氧化碳，可以再E中加入足量的氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，并

对试验后的DE装置进行称量，判断生成的二氧化碳均是甲烷反应产生，还是•氧化碳与甲烷共同作用的结

果，故X为氢氧化钠溶液，检验氢氧化钠溶液是否剩余的方法是加入足量氯化钙溶液，将反应生成的碳酸

钠完全消耗，再加入酚醐溶液，若酚醐变红则氢氧化钠剩余，反之不剩余；

(6)CH4与CuO反应，生成3.6g水的同时会生成4.4g水，而E增重5.5g,说明有CO与CuO反应生成了

l.lgCO2,因此,原气体中含有CC：

(7)D可以检验C装置中反应是否生成水，若生成则含有甲烷，反之则没有甲烷，B只能吸收水，但是不

能检验水，剩余调换位置对实验有影响。

5.(2022秋•上海青浦•九年级校考期末)图是某小组设计的可■用于制备并验证CO2性质的装置。

⑴写出仪器A名称：：

⑵写出实验室制取C02的化学反应方程式;

⑶小组同学对装置进行气密性检查完好后，打开修、关闭心时，开始制备C02。装置©中的现象;装

置叵和团组合使用能否控制团中反应的进行，请写出理由;

⑷实验中，同学们将的木条放在a处，木条熄灭。关闭Ki，瓶内CO2按如图操作实际不能集满，请

从图装置分析原因°为能集满C02,你的改进方法是；

⑸利用团、回装置组合，当打开勺、关闭K1时，可验证CO2的有关性质。请完成下列表格

装置团中物质实验现象实验结论

——与水反应

变浑浊

1—卜挡板

任僭换装置田，

——

Hi向烧杯挡板右侧

f,通入co?)

【答案】⑴长颈漏斗

/

(2)CaCO3+2HCI=CaCI2+H2O+CO2r

(3)溶液中产生气泡不能通过固液分离来控制反应进行

(4)燃着CO,密度大于空气，会从右侧导管漏出，而空气却不能排出装置团中导管长进短出

(5)水中滴加紫色石.蕊试液石蕊试液由紫变红澄清石灰水能与澄清石灰水反应

蜡烛由下至上熄灭C02密度大于空气，C02不可燃不助燃

【解析】(1)图中仪器A是长颈漏斗；

(3)大理石和稀盐酸反应制取C02的现象是产生气泡；关闭Ki,锥形瓶中固体药品与液体药品无法分离，

则装置团和团组合不能通过固液分离来控制反应进行；

(4)二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，则可以用燃着的木条来检验C02是否集满：C02密度大于空气，会

从右侧导管漏出，而空气却不能排出，则该装置无法集满二氧化碳：为能集满C02,应将装置即卜导管改为

长进短出；

(5)二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性可以使紫色石蕊试剂变红；则可以设计实验：在烧杯中加

入滴有紫色石蕊试剂的水溶液，通入C02后，若观察到紫色石蕊试剂变红，则证明C02能与水反应；

二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀与水；则可以设计实验：在烧杯中装入澄清的石灰水，通入C02

后，若观察到澄清的石灰水变浑浊，则证明C02能与澄清的石灰水反应；

一版化碳的密度比空气大，且不能燃烧也不支持燃烧，则实验中将CCh倒入装有阶梯蜡烛的烧杯中,可以

观察到蜡烛由下至上熄灭，该实验也验证了C02密度大于空气，且不可燃不助燃。

6.(2023秋•上海杨浦•九年级上海市三门中学(上海财经大学附属初级中学)校考期末)某校化学实验室一

瓶装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂，该校兴趣小组的同学在老师的指导下，对该牛.石灰取样开展了

以下探究活动：

【提出问题】生石灰样品的成分是什么？

【猜想假设】生石灰样品的成分可能是CaO、Ca(OH)2和CaCO3中的一种或几种。

【设计实验】兴趣小组设计出如下实验进行探究。

实验操作实验现象实验结论

①取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁烧杯壁发热样品中有__1>

②将①中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入_____。

溶液变红有Ca(OH)2

③取②中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸。

O有CaCO3

【反思评价】

④经过讨论，发现通过②不能得出样品中一定含有Ca(OH)2,理由是。

⑤通过小组合作，最后得出样品中肯定含有CaO和CaCCh,可能含有Ca(OH)2。请写出生成CaCCh的化学方

程式。

【应用交流】生石灰要保存。

【解析】设计实验：

实验①：取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯壁，发烫，是因为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，放

热，说明样品中含有氧化钙；

实验②：将实验①中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入酚酰试液，溶液变红色，说明溶液显碱

性，因为酚献遇碱变红；

实验③：取实验②中的少许谑渣于试管中，向其中滴加少量稀盐酸，产牛.气泡，可证明有碳酸钙，因为碳

酸钙和稀盐酸反应会产生二氧化裱：

反思评价：

④经过讨论，发现通过②不能得出样品中一定含有Ca（0H）2,理由是CaO与水反应生成Ca（0H）2,使溶液显

碱性；

应用交流:生石灰暴露在空气中容易变质，要密封保存。

7.（2023秋•上海杨浦•九年级校考期末）装品牌苏打饼干的配料和营养成分如下表，研究性学习小组对其成

分进行了探究。

配料营养成分（每100g）

能量蛋

2017干焦8.5

白质

克

脂肪

小爰粉，食用植物油，洋葱粉，食用盐，碳酸钙，食品添加剂（碳酸氢钠），香葱，21.0克

碳水化

酵母，麦精，食用香精等63.5克

合物

500亳克

钠

280亳克

钙

【查阅资料】饼干制作的烘焙过程中，配料中的碳酸氢钠的全部受热分解转化为口炭酸钠，而碳酸钠不分解。

除碳酸盐以外其余物质忽略与盐酸的反应。

团.定性判断饼干中有关成分的确认。

取一小包饼干。研碎后放入烧杯，加入适量蒸储水，用玻璃棒搅拌，得到待检液。

实验操作和现象实验结论

①淀粉的

取少量待检液于试管中，滴入2滴碘水，观察到溶液变成蓝色饼干中含有淀粉

检验

②碳酸盐另取少量待检液于试管中，加入______，有气泡产生；将产生的气体通饼干中含有

的检验入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊—（填名称）

【交流讨论】

（1）饼干中的元素可减少人体骨质疏松、畸形、佝偻病的发生，有利于人体健康。

（2）饼干中的碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为。

【深入探究】如何进一步确认饼干中含有两种碳酸盐？

将剩余待检液过滤，用蒸储水洗涤固体2至3次；将与稀盐酸反应，根据反应的现象，则证明讲干

中既有碳酸佻，又有碳酸钠。

国定量检测：饼干中碳酸钠质量的测定。

【实验装置】

【实验步骤】

①按图连接好装置，检查气密性；

②取一小包饼干研碎后放入烧杯，加入适量蒸偏水、用玻璃棒充分搅拌后，过滤，洗涤；

③将滤液和洗涤液合并后倒入容器A,按图示装入其他药品（试剂X用于吸收挥发出来的HCL它不与C02

反应）；

④打开止水夹，向装置中通入一段时间N2后，关闭止水夹；

⑤用电子天平称量干燥管I的质量，记录数据mi；

⑥逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡时，停止滴加；

⑦：

⑧重复步骤⑤，记录数据m2。

【交流讨论】

（3）II中碱石灰的作用为：。

（4）步骤③将滤液和洗涤液合并的原因是。

（5）第⑦步如果没有进行操作，会使结果（填“偏大〃、〃不变"、"偏小"）。

（6）实验后若要证明A中残留液体中盐酸过量，可以向残液加入生锈的铁钉，若看到铁锈减少，且溶液颜

色变为_____色，甚至看到有气泡产生，则可证明盐酸过量。请写出相关反应方程式：—o

【数据处理】m2m1=0.88g,则这包饼干中碳酸钠的质量为go

【解析】0.依据方案中的待检液，加入足量稀盐酸，有气泡产生；将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石

灰水变浑浊，得出结论是含有碳酸钠；

［交流讨论］

（1）依据饼干的配料表可知饼干中含有钙元素，钙元素能减少人体骨质疏松、畸形、佝偻病的发生：

［深入探究］

因为碳酸钙存在于滤出的固体中，碳酸钠存在于滤液中，所以实验步骤是将洗涤的固体和滤液分别与稀盐

酸反应，根据反应的现象；证明饼干中既有碳酸钙，又有碳酸钠；

［实验步骤］

为了将生成的二氧化碳全部推入田中，被碱石灰全部吸收，步骤⑦的操作是：打开止水夹，向装置中通入一

段时间N2后，关闭止水夹；

［交流讨论］

（3）装置II与空气连接，II中碱石灰的作用为防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置团中，影响实验结果；

（4）本实验目的是饼干中碳酸钠质量的测定，实验原理是利用碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳被碱石灰吸

收测其质量，从而计算出碳酸钠的质量，所以实验步骤③将滤液和洗涤液合并的原因，是确保样品的碳酸

钠不损失，全部参与反应；

（5）步骤⑦向装置中通入•段时间N2目的是将生成的二氧化碳全部推入团中，被碱石灰全部吸收，如果缺

少这一步骤测定二氧化碳的质量会偏小，计算出碳酸钠得质量也会偏小；

（6）铁锈的主要成分是氧化铁，能和稀盐酸反应生成氯化铁和水，可看到铁锈逐渐消失，溶液颜色变为黄

色，反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCI［?）2FeCl3+3H2O；有气泡产生是因为铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，

反应的化学方程式为：Fe+2HC咽FeCL+Hz个；

［数据处理］

设饼干中碳酸钠的质量为x，

x=0.212go

8.（2022秋•上海徐汇•九年级校联考期末）水煤气是一种气态燃料，工业上用水蒸气（WO）通过炽热的焦炭

层（C）所得气体即为水煤气。某化学兴趣小组同学欲探究水煤气的成分，开展如下活动：

【查阅资料】W的化学性质与CO相似，也能与氧化铜反应，产物为铜和水；浓硫酸有吸水性，可用于干燥

气体。

【设计方案】小组同学验证猜想的方案如图所示（夹持仪器省略），并进行实验。

疑酸铜粉末澄清石灰水硫酸铜粉末澄清石灰水

【实验分析】

①实验中观察到A装置内,则说明水煤气中含有H2O；

②实验中若观察到B中澄清石灰水变浑浊，则说明水煤气中含有C02,写出澄清石灰水变浑浊的化学方程

式;

③推断出水煤气中含有CO的依据是；

【实验评价】

根据E中实验现象不能确认水煤气中是否含有H2,理由是0

从环保角度考虑，该装置存在的问题是。

【实验改进】

添加盛有浓硫酸的装置G验证水煤气中含有H2,应连接在处（选填“团或缶或团或团〃）。

G

【实验结论】根据上述现象，兴趣小组推断出水煤气中含有H2。、C02、出和CO。

C中澄清石灰水不浑浊，D中黑色固体变成红色，F中澄清石灰水变浑浊D前无吸收水的装置.，

无法确定D中是否有水生成，无法确定水煤气中是否有氢气未进行尾气处理0

【解析】［实验分析］

①、无水硫酸铜遇水变蓝，A装置白色固体变蓝，说明水煤气中含有水，故填：白色固体变蓝；

③、C装置的澄清石灰水变浑浊证明水煤气中的二氧化碳已被吸收，没有二氧化碳进入D装置，D装置中

的黑色固体变为红色，说明水煤气中有能还原氧化铜的•氧化碳或则氢气，F装置中澄清石灰水变浑浊，说

明D装置中反应牛成了二氧化碳R不是水燃气中就有的，又因为一氧化碳与氧化铜反应牛成二氧化碳，所

以可证明水煤气中有一氧化碳，故填：C中澄清石灰水不浑浊，D中黑色固体变成红色，F中澄清石灰水变

浑浊；

［实验评价］

D前无吸收水的装置，E中的无水硫酸铜变蓝，无法确定这个水是水煤气中就有的，还是反应生成的，所以

无法确定D中是否有水生成，进而无法确定水煤气中是否有氢气，在该实验中有一氧化碳有毒性气体参与，

装置中又无尾气处理装置，一氧亿碳排放到空气中会污染空气，故填：D前无吸收水的装置，无法确定D

中是否有水生成，无法确定水煤气中是否有氢气；未进行尾气处理；

［实验改进］

验证水煤气中含有H2需在D装之前添加除水装置，E中的无水硫酸铜变蓝，可以确定这个水是反应生成的，

而不是水煤气中原有的，又因为氢气还原氧化铜反应生成水，确定水煤气中有氢气，所以浓硫酸的装置G

应连接在CD之间，故填：Qo

9.（2022秋•九年级单元测试）元旦联欢会上，化学老师给同学们表演了一个“水能生火〃的魔术（如图1所示），

他将包有过氧化钠（NH2O2）粉末的脱脂棉放在石棉网上，向脱脂梢上滴了几滴水，脱脂棉立刻燃烧了起来，

同学们产生了浓厚的兴趣，为什么脱脂棉会燃烧起来呢？

【提出猜想】

a.小明认为过氧化钠（NazCh）与水反应时放出了热量。

b.小刚又根据燃烧的条件・，对小明的猜想进行了补充：。

【实验与分析】同学们设计了如图2所示的实验装置。

（1）打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速率，看到试管中有气泡产生，将带火星的木条靠迂P出口，观

察到带火星的木条复燃，证明小刚的猜想正确。

（2）实验中还观察到烧杯中的现象是<,

（3）完成了以上实验，老师介绍该反应的产物一共有两种，于是同学们又展开了进一步的研究，继续探究

反应后生成的另一种物质。请你回答：另一种产物必含的元素是，你的判断依据是0

【老师介绍】过氧化钠不仅可以和水发生反应生成氧气，也可以和二氧化碳反应生成氧气。因此，过氧化

钠经常被用于潜水艇和防毒面具中提供氧气。

【补充实验】明确了以上性质，小芳同学又设计了一个实验（如图3）。将一团包有过氧化钠粉天的脱脂棉塞

到漏斗的管中，漏斗下方点燃一支短蜡烛（蜡烛火焰与脱脂棉不接触）。片刻后脱脂棉燃烧起来，这主要是因

为蜡烛燃烧生成能与过氧化钠（NaQz）反应的物质（填物质名称），同时反应放热。

包有Na9?

尸、的脱脂棉

ZAX短蜡烛

图3

【实验结论】C02与NazO2反应生成了氧气与一种化合物，且该叱合物由三种元素组成，反应的化学方程式

为。

【反思与评价】通过小芳的实验，我们可以得到的一条灭火启示是。

【解析】［提出猜想］根据验证小夙的实验现象，产生的气体能使带火星的木条复燃，则说明生成物有氧气,

则小刚的猜想为：过氧化钠与水反应生成有氧气.

［实验与分析］（2）过氧化钠与水反应放热，则锥形瓶中的气体受热膨胀，则烧杯中的导管有气泡产生。

（3）根据元素守恒，反应物中含有钠元素、氢元素和氧元素，而生成物氧气中含有氧元素，则说明另一种

产物中一定含有钠元素和氢元素。

［补充实验］由于蜡烛燃烧能生成水和二氧化碳，而过氧化钠能与水、二氧化碳反应，故填二氧化碳和水。

［反思与评价］过氧化钠能与二氧化碳反应，此时会引起脱脂棉燃先起来，则说明并不是所有物质着火都能用

二氧化碳来灭火。

10.（2023・上海徐汇•九年级上海民办位育中学校考期末）领略化学装置之酷

M给

一

「

一

单

橡

玻

双

璃

胶

孔

孔

管

管

胶

胶

塞

塞

GHIJ

⑴实验室用氯酸钾和二氧化锌共热制取较为纯净的氧气，反应的化学方程式为,反应类型是

选取的仪器和用品是D、E、G、I、N、P和组装（全部用字母表示）进行实验。

（2）用收集的气体做铁丝燃烧的实验

①如图是进行实验时的引燃操作，更能提高实验成功率的方式是：（填编号）

abc

②发现铁丝没能燃烧，可能原因是（除题中己呈现的原因）。

③经改进后重做实验，铁丝燃烧，现象是，化学方程式为O

（3）某学校实验室准备用30%的双氧水溶液（密度为l.llg/cm3）和二氧化钵为原料制氧气。分组得到以下几种

实验方案并进行了探究：

【甲组】：选择合适的发生装置。原本选用了A、C、H、L进行组装，发现速度太快，无法获得平稳的气流。

讨论后考虑选用（填仪器名称）代替C,经试验发现反应速率依然很快。组内同学讨论决定（选

择I或II）,从而达到了实验目的。

I.将30%的双氧水溶液加入到装置A中的水里

II.将水加入到装置A中的30%的双氧水溶液里

【乙组】：配制合适浓度的双氧水溶液。查阅资料：5%的双氧水溶液最适合实验室制取氧气。现欲配制300

克5%的双氧水溶液，部分实验步骤如下：

I.计算。需要30%的双氧水溶液的体积为多少mL（写出解题过程）。

II.......III、稀释。II、川两步需要的实验仪器有。

A.量筒B.电子天平C.烧杯D.胶头滴管E.玻璃棒F.漏斗

IV装瓶贴签。标签上需标注O

【丙组】：探究适宜的催化剂。实验方案如下：

I、用MnCh、CuO、FezO3、口2。3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化

剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。

II、取30粒含MnCh的海藻酸钠微球，采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，

得到如下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。

①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因o

②用含MnOz的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落，其原因是0

③从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是—，该反应的化学方程式为。

（3）分液漏斗I解：300克5%的双氧水溶液中过氧化氢的质量=300克X5%=15克

需要30%的双氧水溶液的质量=15克+30%=50克

30%的双氧水溶液的体积=50克+l.llg/cm3=45.0cm3

由化学方程式可知，该反应是一种物质生成两种新物质的反应，符合分解反应的特点，属于分解反应，故

填分解反应；

加热氯酸钾和二氧化钵的混合物制取氧气，是加热固体生成气体的反应，应选择固体受热发生装置，需要

上述仪器中的铁架台、酒精灯、试管、单孔橡皮塞、橡胶管、短触角玻璃管和长锐角导管，即D、E、F、G、

I、K、N,收集纯净的氧气应选择排水法，需要上述仪器中的水槽、集气瓶和毛玻璃片，即仪器B、0、P,

所以选取的仪器和用品是D、E、G、I、N、P和B、F、K、0,故填B、F、K、0。

（2）①氧气的密度比空气大，聚集在容器的下部，火柴头向下倾斜容易燃烧，容易点燃铁丝，故填C。

②发现铁丝没能燃烧，可能原因是铁丝表面有铁锈，隔绝了氧气，故填铁丝表面有铁锈。

③铁丝在氧气中燃烧，观察到的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体，故填剧烈燃烧，

火星四射，放出热量，生成黑色同体；

（3）｛甲组｝固液发生装置中，用分液漏斗代替仪器C（长颈漏斗），能够通过玻璃开关的控制滴加液体的速

率来控制反应的速率，故填分液漏斗；

换用分液漏斗后，反应速率仍较快，说明使用的过氧化氢溶液的浓度较大，可以将30%的双氧水溶液加入

到装置A中的水里，控制装置A中的过氧化氢溶液的浓度，进而控制反应的速率，故填I。

｛乙组｝I.计算：见答案

II.……III、稀释：用30%过氧化氢溶液配制300克5%过氧化氢溶液，用到的仪器有量筒、胶头滴管、烧杯和

玻璃棒,故填ACDE；

IV装瓶贴签：标签上需标注溶液的名称和溶液的浓度，故填溶液的名称和溶液的浓度。

｛丙组｝①探究不同催化剂对实验的催化效果，应保持催化剂的质量相同，所以每次实验时，海藻酸钠微球

数应相同的原因是使催化剂的量相同，故填使催化剂的量相同。

②用含的海藻酸钠微球进行实验,时压强瞬间回落，其原因是反应速率较快,瓶口橡皮塞被弹出，

MnO260s

故填反应速率较快，瓶口橡皮塞被弹出。

③从实验曲线看，作催化剂反应速率太快，不易收集，作催化剂反应速率太慢，所以催

MnO2Fe2O3,

化效果较好、反应温和的催化剂是CuO,故填CuO；

11.（2023•上海•九年级专题练习）学习了酸、碱、盐的相关知识后，某兴趣小组同学在老师的指导下开展

了以下探究活动。

实验一：验证酸、碱、盐之间能发生化学反应。

L碳酸钠溶液

0目一稀硫酸

【进行实验】

⑴为了验证硫酸与碳酸钠能发生化学反应，小明做了如上图所示实验，观察到试管中的现象为

,则证明两种物质发生了化学反，该反应的化学方程式为

【设计实验】为了验证硫酸与氢氧化钠能发生化学反应，小刚设计了如下实验方案。

实验操作预期实验现象实验结论

步骤一：将氢氧化钠溶液滴入稀硫酸中并振荡溶液呈无色

硫酸与氢氧化钠能发生化学反应

步骤二：向步骤一所得无色溶液中滴加几滴酚取溶液溶液呈无色

⑵请你评价小刚设计的实验方案是否可行，并说明理由O

【反思提高】

⑶正明无色溶液之间能发生化学反应的方法有很多，请你举出一个通过生成沉淀来证明发生化学反应的实

例（只要求写出两种反应物）。

（2）此方案可行，滴加酚配溶液后溶液仍然为无色，说明溶液中氢氧化钠消失了，进而说明了氢氧化钠与硫

酸发生了化学反应

⑶碳酸钠溶液、氢氧化钙溶液

【解析】（1）实验一：

（2）小刚设计的实验方案可行，因为酚酸试液遇碱溶液会变红，滴加酚酸溶液后溶液仍然为无色，说明溶

液中氢氧化钠消失了，进而说明了氢氧化钠与硫酸发生了化学反应；

（3）生成沉淀的反应很多：如碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液，，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧

化钠。

12.（2023・上海•九年级专题练习）某兴趣小组的同学们以“稀盐酸与氢氧化钢溶液能否反应”为诔题进行了科

学探究。他们做了如图所示的实验：同学们在烧杯中加入10mL氢氧化钢溶液，然后滴加无色酚献成液，继

续问烧杯中滴加稀盐酸，边滴边搅拌，观察到,从而得出稀盐酸与氢氧化钢能发生反应的结论。

的氢氧化钢溶液

他们继续向溶液M中滴加碳酸钠溶液，发现只有白色沉淀产生，无其它实验现象。由此可知，溶液M中除

了含有酚醐外，还含有的溶质是（填化学式）。

【提出问题】反应最终所得溶液N的溶质成分是什么（不考虑酎献）?

【猜想与假设】甲同学猜想：NaCLBaCI2

乙同学猜想：NaCI

丙同学猜想:NaCI、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NaCI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】通过上述探充可知：一般我们都是从生成物和反应物两个角度对反应后溶质成分做出猜想,

并结合排除不合理猜想。然后再设计实验验证猜想。

【解析】氢氧化钢稀释溶液始终为碱性，不能使酚猷变红。而氢氧化钢和稀盐酸反应生成氯化钢和水，恰

好完全反应或酸过量，溶液变为中性或酸性可使酚儆变为无色。所以观察到溶液由红色变为无色，从而得

出稀盐酸与氢氧化钢能发生反应的结论；

继续向溶液M中滴加碳酸钠溶液，发现只有白色沉淀产生，无其它实验现象。说明溶液M中没有盐酸，因

为盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，溶液M中没有氢氧化钢，因为氢氧化钢溶液呈碱性，

酚歆遇到碱性溶液变红，所以溶液M中只有生成的氯化钢化学式BaCh;

［分析与交流］

上述猜想中不合理是丙同学的猜想。向溶液M中滴加碳酸钠溶液，发现只有白色沉淀产生，无其它实验现

象，说明没有碳酸钠，因为碳酸钠溶液呈碱性，粉啾遇到碱性溶液变红；

［活动与探究］

乙同学的猜想正确，说明没有氯化钢，碳酸钠与氯化钢反应生成碳酸领沉淀和氯化钠，取少量溶液N,向其

中滴加碳酸钠溶液，观察到没有白色沉淀生成，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：一般我们都是从生成物和反应物两个角度对反应后溶质成分做出猜想，并结合实验现

象排除不合理猜想。然后再设计实验验证猜想。

13.（2022秋•上海浦东新•九年级上海市进才中学北校校考期末）同学们对甲烷进行探究学习：

CDE

探究回：甲烷的制取

【查阅资料】实验室通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，甲烷是天然气的主要成分，

密度小于空气，难溶于水，具有可燃性。

⑴制取甲烷的发生装置应选__________（填序号，下同），选用装置C收集甲烷时气体应从端

进入。

探究乳甲烷的组成元素

（2）点燃干燥的甲烷气体，在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯（见图E）,烧杯内壁有__________生成，向烧杯

中倒入少量澄清石灰水，振荡，现象为。由此推断，甲烷中一定含C、H两种元素。

⑶点燃甲烷前，通常应先O

探究心甲烷的化学性质

【提出问题】通过以上探究，甲烷除具有可燃性、能分解外，还具有什么化学性质？

⑸写出甲烷燃烧的化学方程式。

【查阅资料】I无水硫酸铜粉末遇水由白色变蓝色；团甲烷具有还原性。

【验证实验】该同学按如图装置进行实验：

【实验现象与结论】

甲中黑色固体变为红色，乙中无水硫酸铜变为蓝色，丙中澄清石灰水变浑浊。

（6）根据实验现象，说明甲烷还原氧化铜的产物有0

【反思与评价】

⑺实验时，要先向装置中通入一段时间的氮气，再通入甲烷加热的目的是。

【答案】⑴Ab

（2）水雾澄清石灰水变浑浊

⑶检验纯度

（4）出

⑹铜（或Cu）、水（或W0）、二氧化碳（或C02）

⑺排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸

【解析】（1）①实验室通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，反应物为固体，反应条

件是加热，选择固体加热型发生装置即装置A,故填：Ao

②装置C有长短导管，甲烷密度比空气小，会聚集在空气上方，所以甲烷由短导管即b管口进入，把空气

从c管口排出，故填：bo

（2）甲烷燃烧有水和二氧化碳生成，所以在火焰上方罩•冷而干燥的烧杯，烧杯内壁观察到有水雾生成,

二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，则观察到的现象为：澄清的石灰水变浑浊，故填：水雾；澄清石灰水

变浑浊。

（3）可燃性气体与空气混合点燃易发生爆炸，所以甲烷点燃前，应先检验纯度，故填：检验纯度。

（4）根据质量守恒定律反应前后原子种类、原子个数都不变，由化学方程式可知反应前1个碳原子，4个

氢原子，反应后已有1个碳原子，还差4个氢原子，因为该化学式的化学计量数为2,所以该化学式为H2,

故填：H2O

（6）甲中黑色固体变为红色，说明有铜生成，乙中无水硫酸铜变为蓝色，说明有水生成，丙中澄清石灰水

变浑浊说明有二氧化碳生成，所以甲烷还原氧化铜的产物有：铜：或Cu）、水（或H20）.二氧化碳（或CO2）,

故填：铜（或Cu）、水（或出0）、二氧化碳（或82）。

（7）甲烷和空气混合物加热可能发生爆炸，故先通氮气排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸，故填：排

尽装置内的空气，防止装置发生爆炸。

14.（2022秋•上海杨浦•九年级校考阶段练习）单质碳、氢气和•氧化碳有着相似的化学性质一可燃性和还

原性。学校兴趣小组设计实验进行了验证：

甲实验:其中反应的化学方程式,还原剂是。试管口略向下倾斜的原因是O

乙实验:能够证明试管中反应已经发生的明显现象有：。

A.红色粉末变为黑色B.导管口出现气泡

C.澄清石灰水大量浑浊D.试管口有无色液滴

【讨论】有同学认为该实验可能会有一氧化碳生成。你赞同吗？请说明理由。

【探究】某兴趣小组在做完乙实验，后进行了如图所示的探究：

加熟2~3分钟