資源簡介

(共73張PPT)
專題五　實驗探究題
第二部分
2024
初中畢業綜合練習冊
CHU ZHONG BI YE ZONG HE LIAN XI CE
內容索引
01
02
題型概述
分類突破
題 型 概 述
實驗探究題是安徽中考必考題型,近三年在試卷第16題考查,分值為9分,試題貼近初中教材,均以教材實驗為主線進行項目式探究,培養學生發現問題、解決問題的能力。安徽中考近幾年實驗探究題考查的主要內容有①物質性質(二氧化碳、金屬、酸、堿、鹽的化學性質)和物質變質的探究;②物質成分的探究;③化學反應的影響因素的探究(影響金屬與酸反應快慢的因素、催化劑對化學反應的影響、影響催化劑催化效果的因素等);④鐵生銹和燃燒條件的探究等。
安徽中考實驗探究題以“重視基礎、關注探究、聯系實際、促進發展”為原則,主要培養學生科學探究能力、獲取與處理信息從而得出結論構建模型的能力、自主學習能力以及解決問題的能力。通過基本實驗及其原理分析和科學探究,考查創新意識和實驗能力。凸顯實驗情境的創設,體現多角度、創新性認識和理解化學實驗,注重對學生學習過程以及實踐中的科學嚴謹態度的考查,落實學生科學探究與實踐的核心素養。
預計2024年安徽中考對這部分內容的考查仍以項目式探究為主。命題時可能會以課本基礎知識和教材實驗情境為載體,突出考查探究金屬、酸、堿、鹽等物質的性質以及影響化學反應速率的因素。
分 類 突 破
類型1
物質成分的探究
例1(2023·四川樂山)碳酸鈉是生活中常用的鹽,其水溶液呈堿性。某同學在完成教材十一單元“碳酸鈉溶液與稀鹽酸反應”的實驗后(如圖),對所得溶液溶質的成分進行如下探究。
【猜想假設】
猜想Ⅰ:溶質只有NaCl;
猜想Ⅱ:溶質有NaCl和　　　　　　　;
猜想Ⅲ:溶質有NaCl和Na2CO3。
【實驗探究】
實驗操作 實驗現象 實驗結論
實驗1:取少量溶液于試管中,并向試管中加入一小段鎂條 猜想Ⅱ不正確
實驗2:取少量溶液于試管中,滴加CaCl2溶液 有白色沉淀產生 猜想　　　　正確
【反思討論】
(1)實驗2中發生反應的化學方程式為 　。
(2)某同學認為只要實驗2中有白色沉淀產生,不需要實驗1就可以判斷猜想Ⅱ不正確,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)向碳酸鈉與稀硫酸反應后的溶液中進行下列操作,其現象一定能證明碳酸鈉過量的是　　　　　　(填字母)。
a.加入少量酚酞溶液后,溶液呈紅色
b.繼續加入稀硫酸,產生氣泡
c.加入氫氧化鋇溶液產生白色沉淀
d.加入少量鐵屑后無氣泡產生
答案 【猜想假設】HCl
【實驗探究】實驗1:無明顯現象
實驗2:Ⅲ
【反思討論】(1)CaCl2+Na2CO3══CaCO3↓+2NaCl
(2)HCl和Na2CO3不能共存
(3)ab
解析 【猜想假設】碳酸鈉溶液與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水,若碳酸鈉溶液與稀鹽酸恰好完全反應,反應后溶質只有NaCl。若稀鹽酸過量,則反應后溶質有NaCl和HCl;若碳酸鈉過量,則反應后溶質有NaCl和Na2CO3。
【實驗探究】實驗1:取少量溶液于試管中,并向試管中加入一小段鎂條,鎂條與稀鹽酸反應生成氫氣。猜想Ⅱ不正確,說明沒有鹽酸,故觀察到的實驗現象是無明顯現象。
實驗2:取少量溶液于試管中,滴加CaCl2溶液,CaCl2溶液與碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鈣。實驗中觀察到有白色沉淀產生,說明溶質有碳酸鈉,故猜想Ⅲ正確。
【反思討論】(1)實驗2中是CaCl2溶液與碳酸鈉溶液反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,反應的化學方程式為CaCl2+Na2CO3══CaCO3↓+2NaCl。
(2)碳酸鈉溶液與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水,則只要實驗2中有白色沉淀產生,不需要實驗1就可以判斷猜想Ⅱ不正確,其理由是HCl和Na2CO3不能共存。
(3)a.碳酸鈉溶液呈堿性,能使酚酞溶液變紅,向反應后的溶液中加入少量酚酞溶液后,溶液呈紅色,說明溶液中含有碳酸鈉;b.碳酸鈉與稀硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水,向反應后的溶液中繼續加入稀硫酸,產生氣泡,說明溶液中含有碳酸鈉;c.碳酸鈉與稀硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水,氫氧化鋇溶液與硫酸鈉反應生成白色沉淀硫酸鋇,則向反應后的溶液中加入氫氧化鋇溶液產生白色沉淀,不能證明溶液中含有碳酸鈉;d.加入少量鐵屑后無氣泡產生,說明反應后的溶液中無稀硫酸,不能證明溶液中含有碳酸鈉。
對應練1(2023·內蒙古赤峰)人被蚊蟲叮咬時,蚊蟲向人的皮膚“注射”了“蟻酸”,使叮咬處紅腫痛癢。化學興趣小組的同學們對蟻酸產生了濃厚的興趣,決定對其進行探究。
【提出問題】蟻酸的成分是什么 具有什么性質
【查閱資料】蟻酸是一種有機酸,化學名稱叫甲酸,化學式為HCOOH;蟻酸在隔絕空氣并加熱的條件下會分解生成兩種氧化物。
【實驗探究】
(1)向盛有蟻酸溶液的試管中滴入幾滴紫色石蕊溶液,觀察到溶液變成紅色,說明蟻酸溶液呈　　　　　　(填“酸”或“堿”)性。
(2)小亮同學根據蟻酸中含有　　　　　　　元素,推測出蟻酸分解生成的氧化物之一是H2O。
(3)小亮同學對蟻酸分解生成的另一種氧化物提出猜想:Ⅰ.該氧化物是CO2;
Ⅱ.該氧化物是CO。
他將蟻酸分解產生的氣體通過如圖實驗裝置進行驗證:
實驗過程中,裝置甲中無明顯現象,則猜想Ⅰ　　　　　　　　　(填“成立”或“不成立”);若猜想Ⅱ成立,則裝置丁中的現象是　　　　　　　　　;裝置丙中發生反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　。
【討論交流】
(4)從環保角度分析,該裝置存在的明顯不足是　　　　　　　　　。
【拓展延伸】
(5)甲酸(HCOOH)中碳、氫、氧三種元素的原子個數比為　　　　　　,質量比為　 。
(6)為緩解蚊蟲叮咬的痛癢,可在叮咬處涂抹下列物質中的　　　　　(填字母)。
A.蘇打水
B.肥皂水
C.醋酸
答案 (1)酸
(2)氫、氧
(3)不成立　澄清石灰水變渾濁　Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
(4)缺少尾氣處理裝置
(5)1∶2∶2　6∶1∶16
(6)AB
解析 (1)酸性溶液能使紫色石蕊溶液變紅,則向盛有蟻酸溶液的試管中滴入幾滴紫色石蕊溶液,觀察到溶液變成紅色,說明蟻酸溶液呈酸性。
(2)根據質量守恒定律,反應前后元素的種類不變,根據蟻酸中含有氫、氧元素,推測出蟻酸分解生成的氧化物之一是H2O。
(3)實驗過程中,裝置甲中無明顯現象,說明氣體中不含二氧化碳,則猜想Ⅰ不成立;若猜想Ⅱ成立,說明蟻酸分解生成的另一種氧化物為CO,丙裝置中一氧化碳在高溫下和氧化鐵反應生成二氧化碳和鐵,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,故裝置丁中的現象是澄清石灰水變渾濁,裝置丙中發生反應的化學方程式是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。
(4)一氧化碳有毒,排放到空氣中會污染空氣,從環保角度分析,該裝置存在的明顯不足是缺少尾氣處理裝置。
(5)根據元素的質量比=元素的相對原子質量×原子個數之比,甲酸(HCOOH)中碳、氫、氧三種元素的原子個數比為1∶2∶2,質量比為12∶(1×2)∶(2×16)=6∶1∶16。
(6)由上可知,蚊蟲叮咬后的蟻酸顯酸性,所以可以選擇一些弱堿性物質與酸性物質反應,以減輕痛癢。A.蘇打水顯弱堿性,可用于涂抹蚊蟲叮咬處,減輕痛癢;B.肥皂水顯弱堿性,可用于涂抹蚊蟲叮咬處,減輕痛癢;C.醋酸溶液顯酸性,不能用于涂抹蚊蟲叮咬處,減輕痛癢。
對應練2(2023·山東濰坊)鎂被譽為“國防金屬”,在航空母艦、艦載機、導彈等武器中應用廣泛。某化學學習小組觀察鎂與硫酸銅溶液反應時,產生大量無色氣體,同時有藍綠色不溶物和棕褐色不溶物生成。學習小組對生成物展開以下探究:
(1)【實驗一】探究無色氣體的成分
【查閱資料】部分鹽溶于水后,能與水分子作用解離出H+或OH-,使溶液顯酸性或堿性。
【作出猜想】根據文獻資料和元素守恒,對氣體成分作出如下猜想:
猜想1:SO2;猜想2:O2;猜想3:　 。
【實驗探究】小組成員按如圖裝置進行實驗:
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
①扇聞導管口氣體的氣味 無明顯氣味 猜想1不成立
②　　　　　 帶火星的木條不復燃 猜想2不成立
③用燃著的木條靠近肥皂泡 肥皂泡破裂,燃燒,發出爆鳴聲 猜想3成立
【深化探究】分別測量上述硫酸銅溶液和相同溶質質量分數的硫酸鈉溶液的pH,發現硫酸銅溶液的pH=4,硫酸鈉溶液的pH=7。
【結論】硫酸銅溶液顯酸性,是由　　　　　　(填微粒符號)與水分子相互作用的結果;金屬鎂能與溶液中的H+反應生成H2。
(2)【實驗二】探究藍綠色不溶物的成分
【查閱資料】堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]為綠色固體,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。
【實驗探究】
向藍綠色不溶物中滴加足量稀硫酸,不溶物溶解,無氣泡產生。則猜想
　　　　　　(填數字)錯誤。小明同學結合初中所學知識,認為猜想1也不合理,理由是　　　　　　　　 　　　　　　　。
【查閱資料】某種堿式硫酸銅[Cu2(OH)2SO4]為藍綠色固體,不溶于水能溶于酸。
【設計實驗】請你幫助小明設計方案,驗證藍綠色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4。簡述實驗操作及現象(可供選擇的試劑:稀鹽酸,稀硫酸, BaCl2溶液) 　。
(3)【實驗三】探究棕褐色不溶物的成分
【查閱資料】
①棕褐色不溶物成分較為復雜,為Cu、CuO和Cu2O中的不確定組成;
②Cu2O不溶于水,能與稀硫酸發生反應:Cu2O+H2SO4══Cu+CuSO4+H2O。
【實驗探究】取少量棕褐色不溶物于試管中,滴加稀硫酸至過量,溶液變藍,試管底部有亮紅色固體。
【交流討論】對棕褐色不溶物成分的推測較多,以下為其中兩位同學的討論:甲同學認為一定有Cu2O,乙同學反對該觀點,認為沒有Cu2O,而是
　　　　　(填化學式),也能產生上述實驗現象,理由是 (結合化學方程式和必要的文字說明)。
答案 (1)【作出猜想】H2
【實驗探究】②將帶火星的木條放在導管口
【結論】Cu2+
(2)【實驗探究】2、3　Cu(OH)2能與酸性物質反應
【設計實驗】先將藍綠色不溶物溶于足量稀鹽酸中,再向其中滴加少量BaCl2溶液,產生白色沉淀,證明藍綠色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4
(3)【交流討論】Cu、CuO　CuO+H2SO4══CuSO4+H2O,溶液變藍,銅不與稀硫酸反應,試管底部有亮紅色固體
解析 (1)【作出猜想】根據文獻資料和元素守恒可知,反應前有氫元素,則猜想3為H2;【實驗探究】②實驗現象是帶火星的木條不復燃,則實驗步驟為將帶火星的木條放在導管口;【結論】Na2SO4溶液pH=7,說明 與水不反應,所以CuSO4溶液顯酸性是Cu2+與水分子相互作用的結果,金屬鎂與溶液中的H+反應生成H2。
(2)【實驗探究】堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]為綠色固體,能與酸反應生成二氧化碳氣體,故向藍綠色不溶物中滴加足量稀硫酸,不溶物溶解,無氣泡產生,則猜想2、3錯誤;Cu(OH)2能與酸反應,故小明認為猜想1也不合理,理由是Cu(OH)2能與酸性物質反應;【設計實驗】驗證藍綠色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4的方法是:先將藍綠色不溶物溶于足量稀鹽酸中,再向其中滴加少量BaCl2溶液,產生白色沉淀,證明藍綠色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4。
(3)【交流討論】根據資料可知,Cu2O不溶于水,能與稀硫酸發生反應,反應的化學方程式為Cu2O+H2SO4══Cu+CuSO4+H2O,則取少量棕褐色不溶物于試管中,滴加稀硫酸至過量,溶液變藍,試管底部有亮紅色固體,說明不溶物成分可能為Cu2O,也可能是Cu和CuO的混合物,理由是CuO+H2SO4══CuSO4+H2O,溶液變藍,銅不與稀硫酸反應,試管底部有亮紅色固體。
類型2
物質性質和變質類探究
例2(2023·安徽黃山三模)某校化學興趣小組的同學在幫助老師配制澄清石灰水時,發現裝有熟石灰的試劑瓶瓶蓋沒有蓋好。于是他們對熟石灰是否變質產生了興趣。化學興趣小組的同學在老師的指導下,對該熟石灰取樣開展了探究活動。
【查閱資料】氫氧化鈣,俗稱熟石灰或消石灰,化學式為Ca(OH)2,20 ℃時溶解度為0.165 g。
【提出問題】熟石灰樣品的成分是什么呢
【猜想與假設】熟石灰樣品的成分可能是Ca(OH)2和CaCO3中的一種或兩種。
【設計實驗】興趣小組設計如下實驗進行探究。
編號 實驗操作 實驗現象 實驗結論
① 取樣品于燒杯中,加水溶解 燒杯底有白色沉淀 有CaCO3
② 將①中液體過濾,取少量濾液于試管中,向其中滴入　　 溶液變紅 有Ca(OH)2
③ 取②中的少許濾渣于試管中,向其中滴加足量　　　　　 有CaCO3
【反思評價】
(1)經過討論發現:通過實驗①不能得到樣品中一定含有CaCO3,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。要證明樣品中含有CaCO3,還需補做實驗③,請完善實驗③的操作和現象。
(2)通過小組合作探究,最后得出樣品中含有Ca(OH)2和CaCO3。請用化學方程式解釋樣品中CaCO3產生的原因:　　　　　　　　　　　　　。
【拓展延伸】
(3)興趣小組為了進一步測定樣品中各成分的含量,取1.0 g樣品粉末與足量的稀鹽酸反應,并在裝置中連接壓強傳感器,如圖一所示;測得實驗過程中錐形瓶內氣體壓強變化情況如圖二所示。
圖一
圖二
試分析圖二中bc段壓強幾乎沒有變化的原因是　　　　　　　　　　　。c點對應的操作是　　　　　　　　　。若反應生成的氣體質量為m g,則m的取值范圍是　　　　　　　　　。
答案 【設計實驗】②酚酞溶液　③稀鹽酸　有氣泡產生
【反思評價】(1)Ca(OH)2微溶于水
(2)Ca(OH)2+CO2══CaCO3↓+H2O
【拓展延伸】(3)樣品中能與鹽酸反應的物質反應完　打開彈簧夾　0解析 【設計實驗】②現象是溶液變紅,結論是有Ca(OH)2,故將①中液體過濾,取少量濾液于試管中,向其中滴入酚酞溶液;③結論有CaCO3,CaCO3可以與稀鹽酸反應產生氣泡,故實驗③中滴加的溶液是稀鹽酸。
【反思評價】(1)Ca(OH)2微溶于水,加水溶解有白色沉淀不一定是CaCO3,還有可能是Ca(OH)2;(2)久置空氣的Ca(OH)2會和空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣和水,化學方程式為Ca(OH)2+CO2══CaCO3↓+H2O。
【拓展延伸】(3)碳酸鈣和稀鹽酸反應生成二氧化碳,導致錐形瓶內壓強變大,所以ab上升;b點后壓強不再變化,說明反應結束,故bc段壓強幾乎沒有變化的原因是樣品中能與鹽酸反應的物質反應完;c點后錐形瓶內壓強下降,對應的操作只能是打開彈簧夾,二氧化碳逸出,壓強變小;設碳酸鈣的質量為x。
CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x m g
樣品的質量為1.0 g,樣品中有碳酸鈣和氫氧化鈣,碳酸鈣的含量為0對應練1(2023·山東煙臺)欲證明“CO2與NaOH能發生化學反應”,某化學興趣小組進行了以下探究實驗(實驗裝置中夾持儀器均已略去)。
實驗一:小亮同學按圖1所示裝置進行實驗
實驗前U形管兩端液面相平,將NaOH溶液滴入試管中,待反應后恢復到室溫,U形管中的液面左高右低。
(1)小亮同學根據U形管中液面高度變化得出結論:CO2與NaOH發生了化學反應,該反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)小明認為僅憑U形管中液面高度變化,不足以得出“CO2與NaOH發生了化學反應”的結論,理由是　 　。
實驗二:為獲得充足的證據,興趣
小組設計了圖2所示裝置進行實
驗探究,并利用壓強傳感器測定
實驗過程中三頸瓶內壓強的變化。
按圖2所示,打開壓強傳感器,觀察
到三頸瓶內初始壓強為101 kPa,
將滴有酚酞溶液的適量氫氧化鈉
溶液快速推入瓶內,振蕩充分反應。
待壓強不再減小后,再將適量的稀鹽酸快速推入瓶內,振蕩充分反應。待壓強不再增大后,將兩個注射器活塞先后拉回原位(不進行活塞操作時,活塞不能自主移動)。瓶內壓強變化如圖3所示。
圖3
(3)滴有酚酞溶液的NaOH溶液呈　　　　色。
(4)向瓶內推入適量稀鹽酸后,能證明CO2與NaOH已發生了反應的現象是
　　　　　　　　　,產生此現象的反應的化學方程式是　 。
(5)圖3中,　　　　　　(填序號)段的壓強比初始壓強低,說明瓶內的水能吸收CO2。
①CD段　②DE段　③MN段
(6)圖3中,DE段壓強遠低于MN段壓強,能夠說明　　　　　　　　　　。
答案 (1)CO2+2NaOH══Na2CO3+H2O
(2)二氧化碳能溶于水,且可與水反應
(3)紅
(4)有氣泡生成　Na2CO3+2HCl══2NaCl+H2O+CO2↑
(5)③
(6)二氧化碳能與氫氧化鈉發生化學反應
解析 (1)CO2與NaOH發生反應,化學方程式為CO2+2NaOH══Na2CO3+H2O。(2)二氧化碳與水可以反應,且能溶于水,所以不能排除水的影響。(3)氫氧化鈉溶液呈堿性,無色酚酞溶液遇堿性溶液變紅色,所以滴有酚酞溶液的NaOH溶液呈紅色。(4)CO2與NaOH發生反應生成碳酸鈉和水,Na2CO3和稀鹽酸發生反應生成氯化鈉、水和二氧化碳,反應的化學方程式為Na2CO3+2HCl══2NaCl+H2O+CO2↑。(5)若二氧化碳不溶于水,則反應前后氣體體積相同,壓強不變,此時壓強變小,說明有部分氣體溶于水,造成氣體體積減小,壓強減小,最終的壓強小于初始壓強,說明瓶內的水能吸收CO2。(6)二氧化碳能與氫氧化鈉發生化學反應,造成壓強明顯減小。
對應練2(2023·黑龍江牡丹江)實踐活動課中,同學們對膨松劑能使油條膨脹這一現象產生了濃厚的興趣,于是圍繞膨松劑的成分和原理進行了如下項目式探究。
【查閱資料】①某膨松劑配料表成分:碳酸氫鈉、磷酸二氫鈣[Ca(H2PO4)2]、玉米淀粉。
②玉米淀粉是一種填充劑,不參與反應。
任務一　揭示膨松劑使油條膨脹的原理
【提出問題】使油條膨脹的氣體是如何產生的
【作出猜想】Ⅰ.碳酸氫鈉能與磷酸二氫鈣反應產生氣體;
Ⅱ.碳酸氫鈉受熱會分解產生氣體。
【實驗探究】設計實驗方案并完成如下實驗。
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
取少量磷酸二氫鈣于試管中,加水充分溶解,測定溶液的pH pH<7 磷酸二氫鈣溶液呈①　　　性。
猜想Ⅰ成立
向盛有膨松劑的試管中加入水 ②　　　　 澄清石灰水變渾濁 猜想Ⅱ成立
使澄清石灰水變渾濁的化學方程式為③　　　　　　　
【得出結論】使油條膨脹的氣體既來自發面、醒面過程中碳酸氫鈉與磷酸二氫鈣的反應,又來自油炸過程中碳酸氫鈉的受熱分解。
【提出問題】碳酸鈉與碳酸氫鈉都與酸反應產生氣體,碳酸鈉適合作膨松劑嗎
任務二　探究碳酸鈉能否作膨松劑
【實驗探究】設計實驗方案并完成如下實驗。(裝置氣密性良好)
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
分別取等濃度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,測定pH NaHCO3溶液的pH=8 Na2CO3溶液的pH=11 Na2CO3溶液堿性太強,影響食物口感
相同條件下,④ 　,
甲中反應的化學方程式為⑤　　　　　　　
【得出結論】碳酸鈉不適合作食品的膨松劑。
【討論交流】同學們認為若想得出上述結論,還需要補充的實驗是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【拓展延伸】(1)“臭粉”(主要成分為NH4HCO3)也是膨松劑中的一種,其受熱分解產生二氧化碳的同時,也產生氨氣,放出的氣體量大,膨松效果好,但氨氣極易溶于水,制作下列食品時,不適合用臭粉作膨松劑的是　　　(填字母)。
A.油炸面食
B.烘焙餅干
C.蒸饅頭
(2)存放膨松劑時的注意事項是　　　　　　　　　　(寫一條)。
答案 【實驗探究】①酸　
②產生大量氣泡
③CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O　
④碳酸氫鈉與鹽酸反應產生的二氧化碳更多　
⑤NaHCO3+HCl══NaCl+CO2↑+H2O
【討論交流】碳酸鈉受熱是否能分解生成氣體
【拓展延伸】(1)C　(2)保持干燥
解析 【實驗探究】①取少量磷酸二氫鈣于試管中,加水充分溶解,測定溶液的pH<7,故磷酸二氫鈣溶液呈酸性;②實驗結論猜想Ⅰ成立,說明碳酸氫鈉能與磷酸二氫鈣反應產生氣體,故向盛有膨松劑的試管中加入水,可觀察到產生大量氣泡;③觀察到澄清石灰水變渾濁,說明碳酸氫鈉受熱分解生成了二氧化碳,使澄清石灰水變渾濁的化學方程式為CO2+Ca(OH)2══ CaCO3↓+H2O;④分別取等質量的NaHCO3粉末和Na2CO3粉末,加入等質量等濃度且足量的稀鹽酸,觀察到甲中氣球比乙中氣球更大,說明相同條件下,碳酸氫鈉與鹽酸反應產生的二氧化碳更多;⑤甲中碳酸氫鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水,反應的化學方程式為NaHCO3+HCl══NaCl+CO2↑+H2O。
【討論交流】Na2CO3溶液堿性太強,影響食物口感,碳酸鈉受熱一般不會分解生成氣體,則碳酸鈉不適合作食品的膨松劑,故還需要補充的實驗是碳酸鈉受熱是否能分解生成氣體。
【拓展延伸】(1)臭粉也是膨松劑的一種,因為受熱會產生氨氣,即臭味,只有在高溫油炸中才能揮發,則油炸面食、烘焙餅干適合用臭粉作膨松劑,蒸饅頭不適合用臭粉作膨松劑,故選C;(2)向盛有膨松劑的試管中加入水,會產生大量氣泡,故存放膨松劑時的注意事項是保持干燥。
類型3
影響因素的探究
例3“五一”假期,小兵對“鋅與硫酸反應快慢的影響因素”進行了探究。
【提出問題】鋅與硫酸反應的快慢受哪些因素的影響呢
【猜想與假設】a.可能與硫酸的質量分數有關;b.可能與鋅的形狀有關。
【設計并實驗】小兵用不同質量分數的硫酸和不同形狀的鋅進行如下實驗。
實驗 編號 硫酸的質量分數 (均取20 mL) 鋅的形狀 (均取1 g) 氫氣的體積/mL
(均收集3分鐘)
① 20% 鋅粒 31.7
② 20% 鋅片 50.9
③ 30% 鋅粒 61.7
④ 30% 鋅片 79.9
(1)請寫出稀硫酸與鋅反應的化學方程式:　 。
(2)小兵用如圖所示裝置收集并測量氫氣的體積,其中量筒的作用是
　　　　　　　　　　　　,氫氣應從　　　　(填“e”“f”或“g”)管通入。
【收集證據】(3)比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響,應該選擇的實驗編號是　　　　　　　。
【得出結論】(4)結論是 　。
【評價與反思】(5)下表所列是小兵第①組實驗的詳細數據。
時段(均為1分鐘) 第1 分鐘 第2 分鐘 第3 分鐘 第4 分鐘 第5 分鐘 第6
分鐘
H2的體積/mL 3.1 16.7 11.9 9.6 7.6 6.0
請描述鋅與硫酸反應的快慢的變化并解釋原因: 　。
(6)鋅與硫酸反應的快慢還可能受哪些因素影響 　　　　　。
設計實驗驗證:　 　 。
答案 (1)Zn+H2SO4══ZnSO4+H2↑　(2)根據進入量筒中水的體積判斷生成氫氣的體積　e　(3)①③或②④　(4)硫酸的質量分數越大,反應速率越快(或鋅與硫酸的接觸面積越大,反應速率越快)　(5)第1分鐘慢,因為有氧化膜、油污等覆蓋在鋅粒的表面,當氧化膜、油污被除去后反應速率加快,從第2分鐘以后,隨著反應的進行,硫酸的質量分數減小,反應逐漸變慢　(6)溫度　取質量相等的鋅粒分別放入兩支試管中,然后分別加入溫度不同、體積和溶質質量分數相同的硫酸,測量收集等體積的氫氣所需要的時間(其他答案合理即可)
解析 (1)稀硫酸與鋅反應產生硫酸鋅和氫氣,反應的化學方程式為Zn+H2SO4══ZnSO4+H2↑。
(2)氫氣不易溶于水,可以通過壓強的變化把水壓入量筒內,根據進入量筒中水的體積判斷生成氫氣的體積,故進氣管是短管e。
(3)要比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響,其中鋅的狀態保持不變,選擇不同質量分數的硫酸,看產生氫氣的快慢,因此可以選擇①③或②④。
(4)通過①③可以看出:硫酸的質量分數越大,反應速率越快;通過①②可以看出:鋅與硫酸的接觸面積越大,反應速率越快。
(5)由表格可以看出反應由慢到快然后逐漸減慢,第1分鐘慢,因為有氧化膜、油污等覆蓋在鋅粒的表面,當氧化膜、油污被除去后反應速率加快,但從第2分鐘以后,隨著反應的進行,硫酸的質量分數減小,反應逐漸變慢。
(6)如設計溫度對反應快慢的影響實驗,具體的操作為:取質量相等的鋅粒分別放入兩支試管中,然后分別加入溫度不同、體積和溶質質量分數相同的硫酸,測量收集等體積的氫氣所需要的時間(其他答案合理即可)。
對應練(2022·廣東廣州改編)某化學興趣小組研究影響化學反應快慢的因素。
(1)下圖是實驗室中常用的儀器。
①儀器A的名稱是　　　　　　　　　。
②從上圖所示儀器中選擇合適的組裝一套CO2發生裝置,要求添加鹽酸無須拆開裝置,需要用到的儀器有　　　　　　　(填字母)。
(2)該小組的實驗設計和數據記錄如表所示。每個實驗均在反應開始后,就立即用排水法連續收集多瓶CO2,表中“—”表示氣泡太少,不再收集。
①該小組研究了哪些因素對反應快慢的影響 　　　　　　　　。
②為了分析質量分數對反應快慢的影響,可對比表中實驗　　　　　(填字母)。
A.2和3 B.2和4 C.4和5 D.1和6
③根據實驗數據反映出的規律,表中數值t的合理范圍是　 (3)該小組在反應開始后立即收集第1瓶氣體,你認為該做法合理嗎 說出你的觀點并闡述理由: 　。
答案 (1)①長頸漏斗　②ABD　(2)①鹽酸質量分數、大理石形狀　②B　③11　14　(3)合理,每個實驗均在反應開始后就立即用排水法收集,收集的空氣體積一樣大
解析 (1)①儀器A的名稱是長頸漏斗。②實驗室用石灰石(或大理石)與稀鹽酸反應制取二氧化碳,該反應是固液不加熱型,組裝一套CO2發生裝置,不需要酒精燈和量筒,要求添加鹽酸無須拆開裝置,故需要用長頸漏斗,便于隨時添加液體,需要帶導管的雙孔橡皮塞,還需要錐形瓶作反應容器,故選ABD。(2)①由表中數據可知,該小組研究了鹽酸質量分數、大理石形狀對反應快慢的影響。②分析質量分數對反應快慢的影響,根據控制變量法,質量分數是變量,其他量相同,可選實驗2和4,故選B。③根據實驗數據可知,其他條件相同時,鹽酸質量分數越大,第1瓶收集時間也越短,故t>11,條件相同時,第1瓶時間比第2瓶短,故t<14,即11類型4
有關“條件類”的探究
例4某實驗小組利用如圖裝置進行“燃燒條件的實驗探究”。回答下列問題:
(1)實驗前,檢驗裝置A氣密性的操作為　　　　　　　　　　　　　　;裝置A中發生反應的化學方程式為　 　 。
(2)實驗1　將U形管放在盛有80 ℃熱水的燒杯中,關閉K2、打開K1,從U形管左端管口鼓入O2。現象:右端裹入白磷的棉花先冒白煙,片刻后開始燃燒,另一端的普通棉花沒有變化。通過實驗1可以得出燃燒條件為
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)實驗2　在上述實驗1燃燒過程中,關閉K1、打開K2,從U形管左端管口鼓入氣體Y。現象:燃燒著的棉花團很快熄滅,停止燃燒。繼續鼓入氣體Y,裝置C中澄清石灰水變渾濁。寫出C中反應的化學方程式:　　　　　　　　;裝置D中注射器內盛放的試劑X可能為　 。
(4)實驗3　關閉K2、打開K1,再次鼓入O2,發現右端剩余的裹入白磷的棉花又能燃燒。對比實驗2和3,可以得出的燃燒條件為　　　　　　　　　;實驗2同時能證明氣體Y的性質為　　　　　　　　　　　　　　　,利用該性質可用于　　　　　　　　　。
(5)該實驗的優點為　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案 (1)關閉K1,將注射器活塞拉到一定程度,松開手后,若活塞回到原處,證明裝置氣密性良好(其他答案合理即可)　
2H2O2 2H2O+O2↑
(2)溫度必須達到可燃物的著火點
(3)Ca(OH)2+CO2══CaCO3↓+H2O　稀鹽酸
(4)可燃物必須與氧氣或空氣相接觸　既不可燃也不支持燃燒　滅火
(5)環保,防止五氧化二磷逸散到空氣中,污染空氣等
解析 (1)檢查裝置氣密性時可以拉動注射器活塞,通過注射器活塞是否恢復到原位置來判斷;過氧化氫分解生成水和氧氣,反應的化學方程式為2H2O2 2H2O+O2↑。
(2)當關閉K2、打開K1時A、B、C三個裝置連通,A裝置中生成的氧氣進入B裝置,與普通棉花和裹入白磷的棉花同時接觸,溫度達到80 ℃,白磷溫度達到著火點,所以B裝置中右側裹入白磷的棉花燃燒,普通棉花不燃燒,它們同時和氧氣相接觸,而白磷的著火點比普通棉花著火點低。
(3)當關閉K1、打開K2時,D、B、C三個裝置連通,D中生成的氣體進入B裝置,而燃著的白磷熄滅說明氣體不具有可燃性,也不支持燃燒,同時C裝置中澄清石灰水變渾濁,確定該氣體是二氧化碳,故D裝置是實驗室制取二氧化碳氣體。
(4)實驗2和3現象對比,通入二氧化碳后裹入白磷的棉花熄滅,接觸氧氣后,裹入白磷的棉花開始燃燒,說明可燃物燃燒必須與氧氣接觸,同時說明二氧化碳既不可燃也不支持燃燒,利用二氧化碳的該性質可用于滅火。
(5)教材中的裝置沒有進行密閉,所以生成的有毒五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣;而該裝置完全密閉,能防止有毒氣體逸散到空氣中污染空氣。
對應練(2023·山東威海)蒸汽眼罩逐漸走進日常生活,它借助鐵生銹產生熱量,使材料內部的水分穩定蒸發,利用產生的熱度和濕度緩解眼部疲勞。
【實驗探究】
(1)探究一　檢驗蒸汽眼罩內部材料中有鐵粉(用化學方法)
選用試劑 預計觀察到的實驗現象 涉及的化學方程式

(2)探究二　蒸汽眼罩快速發熱的原因
鐵生銹,是鐵與　　　　　　共同作用的結果,但放熱緩慢。哪些因素能加快反應,使蒸汽眼罩快速發熱 某小組同學采用對照實驗展開探究,設計實驗方案如下:
(查閱資料:蒸汽眼罩內部材料有鐵粉、活性炭、氯化鈉、水等)
方案 藥品
方案一 4 g鐵粉、2 mL水
方案二 4 g鐵粉、2 mL水、2 g氯化鈉
方案三 4 g鐵粉、2 mL水、2 g活性炭
方案四 4 g鐵粉、2 mL水、2 g活性炭、2 g氯化鈉
下列方案之間能否形成對照 若能,請指出變量;若不能,請說明理由。
方案二與方案四:　 ;
方案一與方案四:　 。
使用溫度傳感器收集數據并生成圖像如圖:
對比分析圖像,你獲得的結論是 　。
(3)探究三　測量蒸汽眼罩內部材料中鐵的質量分數
溫馨提示:①實驗儀器和藥品自選,②實驗中的數據可分別用m1、m2、m3等來表示。你的實驗方案: 　。
處理數據,計算蒸汽眼罩內部材料中鐵的質量分數。
【反思評價】
①除上述探究中的因素外,影響鐵生銹速率的因素還有
　　　　　　　　　　　　　(寫一點即可)。
②如何保存蒸汽眼罩:　　　　　　　　　　　　　　　　。
③結合上述探究談談你對鐵生銹的辯證認識: 　。
答案 (1)稀硫酸　有氣泡產生　Fe+H2SO4══FeSO4+H2↑
(2)水、氧氣　能形成對照,變量是活性炭　不能形成對照,變量不唯一　活性炭和氯化鈉共同作用使蒸汽眼罩快速發熱
(3)①取質量為m1的蒸汽眼罩內部材料于燒杯1中,稱量總質量為m2;
②在燒杯2中加入過量的稀硫酸,稱量總質量為m3,將稀硫酸全部倒入燒杯1中;
③待完全反應后,稱量燒杯1內的剩余物、燒杯1和燒杯2的總質量為m4
【反思評價】①溫度　②密封干燥保存　③有利也有弊,利:利用反應產生的能量,弊:造成金屬銹蝕,浪費資源
解析 (1)檢驗蒸汽眼罩內部材料中有鐵粉的方法是:取粉末樣品于試管中,加入足量稀硫酸,觀察到有氣泡產生,說明蒸汽眼罩中含有鐵粉。鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣,反應的化學方程式為Fe+H2SO4══FeSO4+H2↑。
(2)鐵制品銹蝕的過程,實際上是鐵與空氣中的氧氣、水等發生化學反應的過程;方案二的藥品是4 g鐵粉、2 mL水、2 g氯化鈉,方案四的藥品是4 g鐵粉、2 mL水、2 g活性炭、2 g氯化鈉,變量只有活性炭,根據對照實驗的變量唯一性可知,方案二與方案四能形成對照,變量是活性炭;方案一的藥品是4 g鐵粉、2 mL水,方案四的藥品是4 g鐵粉、2 mL水、2 g活性炭、2 g氯化鈉,變量是活性炭和氯化鈉,根據對照實驗的變量唯一性可知,方案一與方案四不能形成對照,變量不唯一。對比分析用溫度傳感器收集數據并生成圖像可知,活性炭和氯化鈉共同作用使蒸汽眼罩快速發熱。
(3)測量蒸汽眼罩內部材料中鐵的質量分數,實驗方案是:①取質量為m1的蒸汽眼罩內部材料于燒杯1中,稱量總質量為m2;②在燒杯2中加入過量的稀硫酸,稱量總質量為m3,將稀硫酸全部倒入燒杯1中;④待完全反應后,稱量燒杯1內的剩余物、燒杯1和燒杯2的總質量為m4,處理數據,計算蒸汽眼罩內部材料中鐵的質量分數。【反思評價】①除上述探究中的因素外,影響鐵生銹速率的因素還有溫度;②蒸汽眼罩發熱是利用鐵生銹時會放熱,鐵與空氣中的水、氧氣等物質共同作用才會生銹,故保存蒸汽眼罩的方法是密封干燥;③對鐵生銹的辯證認識是有利也有弊,利:利用反應產生的能量,弊:造成金屬銹蝕,浪費資源。
本課結束

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