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科學(xué)探究
類型1　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(含催化劑)
例　某化學(xué)興趣小組對“影響金屬與酸反應(yīng)速率的因素”產(chǎn)生興趣，展開如下探究。
探究一：影響金屬與酸反應(yīng)的外因
小組同學(xué)用等質(zhì)量的鋅與等體積的稀鹽酸按照如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測定相關(guān)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn) 編號 鋅的形狀 (均取0.2 g) 稀鹽酸的濃度 (均取50 mL) 收集60 mL氫氣
所需時間/s
① 片狀 5% 200
② 片狀 10% 125
③ 粉狀 5% 25
④ 粉狀 8% a
(1)鋅與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
　 　。
(2)對比實(shí)驗(yàn)　 　可探究鋅的形狀對反應(yīng)速率的影響；其他條件相同時，粉狀鋅比片狀鋅反應(yīng)速率快，其原因是
　。
(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，分析a的取值范圍為　 　。
　0粉狀鋅與稀鹽酸的接觸面積更大，從而加快了反應(yīng)速率　
　①③　
　Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑　
探究二：影響金屬與酸反應(yīng)的內(nèi)因
金屬本身的性質(zhì)是影響其反應(yīng)快慢的關(guān)鍵因素。小組同學(xué)在室溫下用足量的三種金屬片(已去除氧化膜)分別與20 mL 10%的稀鹽酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，利用數(shù)字化儀器測得的壓強(qiáng)變化曲線如圖2所示。
(4)實(shí)驗(yàn)中，還需要控制的變量有_______________________　
　(寫出2個即可)。
(5)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是金屬與酸反應(yīng)的速率與_____________　 　有關(guān)。
(6)該實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鎂片與稀鹽酸反應(yīng)，測得壓強(qiáng)比鋅片和鐵片更大一點(diǎn)。忽略誤差，其合理的原因是________________　
　。
多，測定時間內(nèi)，裝置的溫度不同　
　反應(yīng)放出的熱量
　金屬活動性　
溫度　
　金屬片的表面積、實(shí)驗(yàn)
(7)若要進(jìn)一步探究酸的種類對金屬與酸反應(yīng)速率的影響，請你設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：__________________________
_____________________________________________________________________________________________________。
　 利用圖1裝置，在室溫下取兩塊形狀相同的5 g鋅片，分別與等體積、等濃度的稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)，記錄反應(yīng)過程中的壓強(qiáng)變化(合理即可)　
1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
(1)內(nèi)因
反應(yīng)物自身的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要原因。
(2)外因
2.探究方法——控制變量法
(1)基本思路
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時的答題規(guī)范
先寫出相同的量(如“相同溫度下，向等質(zhì)量、形狀相同的……”)，再寫出自變量(如“分別加入等體積的……溶液”等)，最后寫出隨著自變量的變化，因變量相應(yīng)的變化情況。
針對訓(xùn)練
1.某研究小組為探究“影響鐵制品銹蝕快慢的因素”，取相同濃度的稀氨水和稀醋酸用如圖裝置完成表中實(shí)驗(yàn)，回答下列問題。
實(shí)驗(yàn)序號 ① ② ③ ④
溫度/℃ 25 25 70 70
試劑 稀氨水 稀醋酸 稀氨水 稀醋酸
出現(xiàn)鐵銹 所需時間 1天未 見銹蝕 5分鐘 1天未 見銹蝕 1分鐘
(1)鐵銹的主要成分是　 　(填化學(xué)式)。
(2)實(shí)驗(yàn)②和④可探究　 　因素對鐵制品銹蝕快慢的影響；欲探究試劑酸、堿性對鐵制品銹蝕快慢的影響，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)是　 　(填實(shí)驗(yàn)序號)。
(3)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論是_____________________　
　(寫出1點(diǎn)即可)。
環(huán)境中鐵銹蝕更快(合理即可)　
　在相同溫度下，酸性
　①和②(或③和④)　
　溫度　
　Fe2O3·xH2O(或Fe2O3)　
(4)影響鐵制品銹蝕快慢除上述因素外，還有_____________　
　(寫出1點(diǎn)即可)，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：____________　
____________________________________________________
　。
出現(xiàn)的時間(合理即可)　
將相同的鐵釘放入等體積、不同濃度的稀醋酸中，觀察鐵銹
　相同溫度下，
理即可)　
　試劑濃度(合
2.小明對影響過氧化氫溶液分解速率的因素進(jìn)行了探究。
(1)寫出實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)
方程式：　 。
【作出猜想】影響過氧化氫溶液分解速率的因素之一為催化劑種類。
2H2O22H2O+O2↑　
【實(shí)驗(yàn)探究】取用10 mL 5%的過氧化氫溶液按圖1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得有關(guān)數(shù)據(jù)如表。
實(shí)驗(yàn)編號 溫度 催化劑種類 (取0.15 g) 待測數(shù)據(jù)
① 20 ℃ — a
② 20 ℃ FeCl3 b
③ 20 ℃ CuSO4 c
(2)實(shí)驗(yàn)前檢查該裝置氣密性的方法是___________________　
____________________________________________________
　。
(3)實(shí)驗(yàn)編號①的作用是　 　；要定量比較反應(yīng)快慢，可測定的數(shù)據(jù)是______________________________________　
　。
(4)通過比較發(fā)現(xiàn)，在相同時間內(nèi)，b>c，由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是　 　。
　FeCl3比CuSO4的催化效果好　
間內(nèi)收集氧氣的體積)　
　收集相同體積氧氣所需的時間(或相同時
　作對照　
來的位置，說明裝置氣密性良好　
塞，拉動注射器的活塞，然后松手，若注射器的活塞回到原
　關(guān)閉分液漏斗的活
(5)小明用壓強(qiáng)傳感器測出加入FeCl3溶液后，過氧化氫分解的壓強(qiáng)變化曲線如圖2所示，請你分析P點(diǎn)后曲線略有下滑的原因：　 　。
　反應(yīng)停止，溫度下降　
(6)在FeCl3溶液中，小明認(rèn)為是鐵離子(Fe3+)起催化作用，請你幫助他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想(不考慮氯離子的影響)。
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________
　取兩支試管，各加入2 mL 5%的H2O2溶液，再分別加入等質(zhì)量的FeCl3和NaCl，觀察現(xiàn)象　
　若加入FeCl3的試管中產(chǎn)生氣泡更快，加入NaCl的試管中產(chǎn)生氣泡的速率較慢，則說明Fe3+起到了催化作用　
類型2　物質(zhì)成分的探究
例　學(xué)習(xí)小組同學(xué)進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，并開展了拓展學(xué)習(xí)與探究。
【學(xué)習(xí)交流】(1)上述實(shí)驗(yàn)A中無明顯現(xiàn)象，B中溶液顏色呈
　 　色。
(2)寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
　 　。
【提出問題】反應(yīng)后A中溶液的溶質(zhì)成分是什么
【作出猜想】猜想一：CaCl2；
猜想二：CaCl2、HCl；
猜想三：CaCl2、Ca(OH)2。
【查閱資料】CaCl2溶液呈中性。
　Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O　
　紅　
你認(rèn)為上述　 　同學(xué)依據(jù)預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論是不合理的。
【討論交流】在討論方案時，某些同學(xué)認(rèn)為可以直接將B中滴了無色酚酞的碳酸鈉溶液倒入A中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來驗(yàn)證猜想，其中甲、乙、丙三位同學(xué)的觀點(diǎn)如下表。
　丙　
同學(xué) 預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論
甲 產(chǎn)生白色沉淀，溶液為無色 猜想一成立
乙 產(chǎn)生氣泡，溶液為無色 猜想二成立
丙 產(chǎn)生白色沉淀，溶液為紅色 猜想三成立
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】丁同學(xué)將B中溶液倒入A中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到有氣泡和白色沉淀生成，溶液為紅色，與甲、乙、丙三位同學(xué)預(yù)測的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有所不同。實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的白色沉淀是
　 　(填化學(xué)式)，丁同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能證明猜想
　 　成立。
　二　
　CaCO3　
【反思拓展】大家認(rèn)為還可以選擇其他方案來驗(yàn)證猜想。你認(rèn)為下列方案可行的是　 　(填序號)。
①測A中溶液的pH
②向A中溶液中通入CO2氣體
③向A中溶液中滴加AgNO3溶液
　①　
1.反應(yīng)后物質(zhì)(含變質(zhì))成分的猜想
★需結(jié)合題意分析，部分生成物可能不考慮。
2.不合理猜想的判斷
(1)猜想的物質(zhì)之間能發(fā)生反應(yīng)。
(2)不遵循質(zhì)量守恒定律。
(3)不符合題中信息(如溶液顏色等)。
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論
(1)生成物C和D一定存在，無須檢驗(yàn)。
(2)過量反應(yīng)物的檢驗(yàn)
①試劑X+A→現(xiàn)象Ⅰ(得出相應(yīng)結(jié)論)
②試劑Y+B→現(xiàn)象Ⅱ(得出相應(yīng)結(jié)論)
★若生成物對反應(yīng)物的檢驗(yàn)造成干擾，應(yīng)先除去生成物或?qū)⑸晌镛D(zhuǎn)化，再進(jìn)行檢驗(yàn)。
針對訓(xùn)練
1.(2024·陜西中考)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用下面實(shí)驗(yàn)“DIY”的形式探究酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)。
【學(xué)習(xí)交流】(1)步驟Ⅰ是向鎂帶和少量碳酸鈣的混合物中加入稀鹽酸后關(guān)閉分液漏斗的活塞，如圖所示。實(shí)驗(yàn)中，觀察到甲中鎂帶逐漸減少，碳酸鈣逐漸消失，乙和丙中始終只有無色氣泡，再無其他明顯現(xiàn)象。則氣體X是　 　，乙中反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 　。
(2)步驟Ⅱ是在甲中碳酸鈣完全消失后，將甲、乙、丙的導(dǎo)管接口重新進(jìn)行了連接，如圖所示。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)觀察到乙中液面下降時，丙中同時產(chǎn)生　 　，隨后結(jié)束實(shí)驗(yàn)。
　白色沉淀　
　2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O　
　H2　
【提出問題】實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，丙中溶液的溶質(zhì)成分是什么
【作出猜想】猜想一：NaOH；
猜想二：NaOH、Na2CO3；
猜想三：NaOH、Ca(OH)2；
猜想四：NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3。
(3)小組討論后，確定只有猜想四不合理。你認(rèn)為理由是
　 　。
　Na2CO3、Ca(OH)2能發(fā)生反應(yīng)，不能同時存在　
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(4)小王同學(xué)認(rèn)為選擇無色酚酞溶液、Na2CO3溶液、稀鹽酸即可驗(yàn)證以上三種合理猜想。你認(rèn)為不用上述試劑中的　 　也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?
　無色酚酞溶液　
實(shí)驗(yàn)中觀察到A中溶液顏色變紅，B中無明顯現(xiàn)象，C中有氣泡生成，則證明猜想　 　成立。
(5)小王同學(xué)用三支試管各取少量實(shí)驗(yàn)后丙中的溶液，并分別做如下實(shí)驗(yàn)：
　二　
【拓展反思】(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將甲、乙、丙中的溶液倒入廢液缸中，測得廢液的pH=2，則廢液中溶質(zhì)的成分除HCl外，還有　 　種。
　3　
實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量該NaOH固體樣品完全溶于水，加入過量稀鹽酸 ____________ 猜想②成立
有氣泡產(chǎn)生
2.(2024·牡丹江中考)興趣小組對一瓶久置的NaOH固體的變質(zhì)情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。
【提出問題】NaOH變質(zhì)了嗎
【作出猜想】①沒有變質(zhì)；②已經(jīng)變質(zhì)。
任務(wù)一　 定性實(shí)驗(yàn)探究該NaOH固體是否變質(zhì)
【實(shí)驗(yàn)活動1】(1)興趣小組設(shè)計(jì)方案進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
(2)上述實(shí)驗(yàn)中，猜想②成立的依據(jù)是
　 　(用化學(xué)方程式表示)。
【反思評價】有的同學(xué)提出此實(shí)驗(yàn)無法確定該NaOH固體變質(zhì)程度。
　Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑　
任務(wù)二　 定量實(shí)驗(yàn)探究該NaOH固體變質(zhì)程度
【實(shí)驗(yàn)活動2】(3)興趣小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。
實(shí)驗(yàn) 序號 分別向左右容器 內(nèi)加入下列物質(zhì) 溫度升 高值/℃ 溶液
pH
1 1.0 g NaOH固體 31.52 13.69
2 　 　g Na2CO3固體 10.03 11.92
3 1.0 g該NaOH固體樣品 15.71 m
　1.0　
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(4)小組同學(xué)分析溫度升高值數(shù)據(jù)，確定該NaOH固體變質(zhì)程度是　 　，請推測m的取值范圍是　 　。
　11.92　部分變質(zhì)　
任務(wù)三　計(jì)算該NaOH固體的變質(zhì)率
【實(shí)驗(yàn)活動3】實(shí)驗(yàn)步驟：稱量1.0 g該NaOH固體樣品于小燒杯中備用；量取10 mL 12%的稀鹽酸；用電子秤稱量反應(yīng)前儀器和試劑的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)；將稀鹽酸加入小燒杯內(nèi)，待完全反應(yīng)，再次稱量儀器和反應(yīng)后溶液的質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)。
反應(yīng)前質(zhì)量/g 反應(yīng)后質(zhì)量/g 質(zhì)量差/g
105.32 105.02 0.30
(5)結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該NaOH固體的變質(zhì)率為________　 　(結(jié)果精確到1%)。
溫馨提示：變質(zhì)率=(已經(jīng)變質(zhì)的NaOH的質(zhì)量/未變質(zhì)前NaOH的總質(zhì)量)×100%。
　66%　
【反思評價】興趣小組充分認(rèn)識到定量研究在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要作用。
【拓展延伸】(6)生活中的管道疏通劑和爐具清潔劑成分中都含有NaOH，包裝標(biāo)簽上應(yīng)注明的注意事項(xiàng)是__________　
　(寫出1點(diǎn)即可)。
(或不可與皮膚直接接觸，合理即可)　
　密封保存
3.化學(xué)小組的同學(xué)們將使用后的某暖身貼中的粉末倒出觀察，發(fā)現(xiàn)該固體中混有黑色和紅棕色粉末。這引起了同學(xué)們的關(guān)注。
【探究一】使用后的暖身貼中的黑色粉末和紅棕色粉末是什么物質(zhì)
【查閱資料】①同學(xué)們查閱該暖身貼的標(biāo)簽(如圖所示)，由標(biāo)簽可知，該暖身貼發(fā)熱的原理是　 　。
　鐵生銹放熱　
②蛭石：一種天然礦物，加工后具有極強(qiáng)的保溫隔熱性能。
③吸水性樹脂：一種新型高分子材料，吸水能力強(qiáng)，可反復(fù)吸收水、釋放水。
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①取使用后的暖身貼中的剩余固體于濾紙上，用磁鐵吸引 有黑色物質(zhì)被磁鐵吸引 黑色粉末中含________　 　
②將濾紙上的剩余固體平均分成兩份，取其中一份放入燒杯中，加入足量____________________　 　 溶液由無色變?yōu)辄S色，有黑色不溶物 紅棕色粉末的成分為氧化鐵
　鐵粉　
　稀鹽酸(或稀硫酸)　
【作出猜想】黑色粉末中可能有鐵粉、炭粉，紅棕色粉末可能為氧化鐵。
【實(shí)驗(yàn)探究1】設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想。
步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________　
　。
2FeCl3+3H2O[或Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O]　
③將步驟②所得的黑色不溶物洗滌，低溫烘干后放入硬質(zhì)玻璃管中充分灼燒，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水 ___________ __________ 　 黑色粉末中含有炭粉
　Fe2O3+6HCl===
水變渾濁　
　澄清石灰
【探究二】未使用的暖身貼中鐵粉的質(zhì)量是多少
【實(shí)驗(yàn)探究2】將【實(shí)驗(yàn)探究1】中步驟①被磁鐵吸引的固體取下，稱量其質(zhì)量為m1。再取步驟②中濾紙上另一份固體，在空氣中充分灼燒，利用灼燒后固體進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
m1+
A裝置瓶中盛放的試劑是　 　(填物質(zhì)名稱)，B中硬質(zhì)玻璃管中的現(xiàn)象是　 　。
【數(shù)據(jù)處理】實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，C裝置內(nèi)濃硫酸的質(zhì)量增加了m2，則使用前暖身貼中鐵粉的質(zhì)量是　 　。
　紅棕色固體逐漸變?yōu)楹谏?br/>　濃硫酸　
類型3　探究無明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)
例　(2024·合肥廬陽區(qū)三模)為證明“CO2與NaOH能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了以下探究實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一：證明反應(yīng)物減少
按圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前U形管兩端液面相平，將NaOH溶液滴入試管中，待反應(yīng)后恢復(fù)到室溫，觀察到U形管中的液面左高右低。
(1)小杰根據(jù)U形管中液面高度變化得出結(jié)論：CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
　 　。
(2)小李認(rèn)為僅憑U形管中液面高度變化，不足以得出“CO2與NaOH發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”的結(jié)論，理由是_______________　
　。
且能與水反應(yīng)，也能導(dǎo)致U形管中液面左高右低　
　CO2能溶于水，
　CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O　
實(shí)驗(yàn)二：證明新物質(zhì)生成
興趣小組設(shè)計(jì)了圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：打開壓強(qiáng)傳感器，觀察到三頸瓶內(nèi)初始壓強(qiáng)為101 kPa，將滴有酚酞溶液的適量NaOH溶液快速推入瓶內(nèi)，振蕩充分反應(yīng)。待壓強(qiáng)不再減小后，再將適量的稀鹽酸快速推入瓶內(nèi)，振蕩充分反應(yīng)。待壓強(qiáng)不再增大后，將兩個注射器活塞先后拉回原位(不進(jìn)行活塞操作時，活塞不能自主移動)。瓶內(nèi)壓強(qiáng)變化如圖3所示。
(3)EF段對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是　 。
(4)如何從圖3中判斷出CO2與NaOH反應(yīng)生成了新物質(zhì)：
　 　。
(5)壓強(qiáng)不再增大后，將兩個注射器活塞拉回原位的目的是　
____________________________________________________
　。
(6)圖3中，　 　(填序號)的壓強(qiáng)比初始壓強(qiáng)低，說明瓶內(nèi)的水能吸收CO2。
①CD段　　　②DE段　　　③MN段
　③　
變化　
使裝置內(nèi)部氣體體積與反應(yīng)開始前相等，從而準(zhǔn)確判斷壓強(qiáng)
　F點(diǎn)后瓶內(nèi)壓強(qiáng)迅速增大　
　將適量的稀鹽酸快速推入瓶內(nèi)
(7)將充滿CO2的試管倒扣在過量NaOH溶液中，請?jiān)趫D中方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)后溶液中數(shù)量增加的主要粒子(粒子數(shù)目不作要求；不考慮空氣)。
答案：如圖所示
1.無明顯現(xiàn)象的三類化學(xué)反應(yīng)
(1)CO2與水的反應(yīng)：CO2+H2O===H2CO3。
(2)CO2與NaOH溶液的反應(yīng)：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O。
(3)無明顯現(xiàn)象的酸堿中和反應(yīng)。
2.思路分析
3.方案設(shè)計(jì)
(1)CO2與H2O的反應(yīng)
①紫色石蕊溶液。
②pH試紙。
依據(jù)：生成的碳酸呈酸性，利用酸堿性(或酸堿度)變化來驗(yàn)證。
(2)CO2與NaOH溶液的反應(yīng)
①密閉容器中反應(yīng)前后壓強(qiáng)變化(注意設(shè)置與等體積水的對照實(shí)驗(yàn))。
②檢驗(yàn)生成物Na2CO3的存在(使C轉(zhuǎn)化為沉淀或CO2氣體)。
(3)無明顯現(xiàn)象的酸堿中和反應(yīng)
①指示劑的顏色變化。
②利用數(shù)字化傳感器測溫度、pH的變化。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(1)小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：往收集滿二氧化碳的軟塑料瓶中加一定量的水，旋緊瓶蓋后振蕩(如圖1所示)。小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)為二氧化碳與水一定發(fā)生了反應(yīng)，你認(rèn)為是否合理，說明理由：______________________　
　。
水也會使軟塑料瓶變癟　
針對訓(xùn)練
1.學(xué)習(xí)了二氧化碳的有關(guān)性質(zhì)之后，為了探究二氧化碳是否與水發(fā)生了反應(yīng)，某興趣小組對此展開了如下探究。
【提出問題】二氧化碳是否真的和水發(fā)生了反應(yīng)
　不合理，二氧化碳溶于
(2)小王設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如圖2所示。發(fā)現(xiàn)下面濕潤的紫色石蕊濾紙條很快變紅色，上面濕潤的紫色石蕊濾紙條逐漸變紅色，干燥的紫色石蕊濾紙條始終沒有變色，通過對比，說明二氧化碳與水發(fā)生了反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：
　 　。
　CO2+H2O===H2CO3　
(3)小李設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置及所得曲線變化情況分別如圖3、4所示。圖4中，曲線迅速上升的原因是___________________　
　。
壓縮，壓強(qiáng)增大　
　加入水后，氣體被
【查閱資料】①二氧化碳溶于水后pH約等于5.6。
②氯化氫(HCl)是極易溶于水的無色氣體，其水溶液叫鹽酸。
(4)小陳設(shè)計(jì)了如圖5所示裝置，所得曲線如圖6所示。根據(jù)曲線可知，pH逐漸減小，原因可能是___________________　
　，發(fā)現(xiàn)最后pH小于5.6，可能的原因是_____________________________　
　。
使溶液的酸性增強(qiáng)　
　揮發(fā)出的HCl氣體進(jìn)入水中，
水反應(yīng)生成碳酸，碳酸增多，溶液的酸性增強(qiáng)　
　生成的二氧化碳和
2.(2024·臨沂中考)同學(xué)們在整理歸納堿的化學(xué)性質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，于是進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。
【提出問題】如何證明氫氧化鈉和二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】探究實(shí)驗(yàn)Ⅰ：(1)分別向兩個充滿二氧化碳的軟塑料瓶中加入20 mL氫氧化鈉溶液和20 mL蒸餾水，振蕩，使其充分反應(yīng)，現(xiàn)象如圖1、圖2，證明氫氧化鈉與二氧化碳發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。設(shè)計(jì)圖2實(shí)驗(yàn)的目的是　 。
作對比，排除二氧化碳溶于水并與水反應(yīng)的干擾　
探究實(shí)驗(yàn)Ⅱ：(2)取圖1實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后的少量溶液于試管中，加入　 　，現(xiàn)象為
　 　，再次證明二者發(fā)生了反應(yīng)。
　有氣泡產(chǎn)生(或有白色沉淀生成，與前一空對應(yīng))　
　過量稀鹽酸(或適量CaCl2溶液，合理即可)　
探究實(shí)驗(yàn)Ⅲ：
【查閱資料】20 ℃時，NaOH、Na2CO3在水和乙醇中的溶解性如下表所示。
溶劑 水 乙醇
溶質(zhì) NaOH Na2CO3 NaOH Na2CO3
溶解性 溶 溶 溶 不
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：裝置A中出現(xiàn)白色沉淀，裝置B中無明顯現(xiàn)象。裝置A中出現(xiàn)白色沉淀的原因是________________________　
　。
溶于乙醇　
【設(shè)計(jì)方案】20 ℃時，興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
　20 ℃時，生成的碳酸鈉不
【反思評價】(4)寫出氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式：　 　。
(5)對于無明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)，一般可以從反應(yīng)物的減少或新物質(zhì)的生成等角度進(jìn)行分析。
　CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O　
3.(2024·遼寧中考)為實(shí)現(xiàn)氫氧化鈉溶液和鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象的可視化，某興趣小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。
【監(jiān)測溫度】
(1)在稀氫氧化鈉溶液和稀鹽酸反應(yīng)過程中，溫度傳感器監(jiān)測到溶液溫度升高，說明該反應(yīng)　 　(填“吸熱”或“放熱”)，化學(xué)方程式為　 　。
　HCl+NaOH===NaCl+H2O　
　放熱　
【觀察顏色】
在試管中加入2 mL某濃度的氫氧化鈉溶液，滴入2滴酚酞溶液作指示劑，再逐滴加入鹽酸，振蕩，該過程中溶液的顏色和pH記錄如圖所示。
(2)在①中未觀察到預(yù)期的紅色，為探明原因，小組同學(xué)查閱到酚酞變色范圍如下：013時呈無色。據(jù)此推斷，①中a的取值范圍是
　 　(填字母序號)。
A.013
(3)一段時間后，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察到滴加鹽酸的過程中有少量氣泡生成，原因是__________________________________　
　。
酸鈉發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳　
　氫氧化鈉變質(zhì)生成碳酸鈉，鹽酸與碳
　C　
【觀察沉淀】
(4)小組同學(xué)提出，可通過調(diào)控反應(yīng)物濃度觀察生成的氯化鈉沉淀。向含8 g溶質(zhì)的濃氫氧化鈉溶液中加入濃鹽酸，恰好完全反應(yīng)至中性，生成NaCl的質(zhì)量為　 　g；恢復(fù)至室溫，稱得混合物的總質(zhì)量為36.7 g，其中NaCl沉淀的質(zhì)量為　 　g(提示：室溫下100 g水最多能溶解36 g NaCl)。
　2.7　
　11.7　
[附加題]
【多現(xiàn)象可視】
(5)如圖所示，注射器1、3中均為8 mL氯化氫氣體，注射器2、4中分別為2 mL蒸餾水和2 mL稀氫氧化鈉溶液(均滴有酚酞溶液)。打開彈簧夾，迅速將注射器1、3中的氯化氫分別全部推入注射器2、4中，用彈簧夾夾緊乳膠管。
最終發(fā)現(xiàn)注射器2、4的活塞均恢復(fù)至2 mL刻度附近，此現(xiàn)象不足以說明氯化氫與稀氫氧化鈉溶液發(fā)生了反應(yīng)，理由是
　 　　　　　　　。
若實(shí)驗(yàn)中溶液始終澄清，為了說明中和反應(yīng)已發(fā)生，還應(yīng)依據(jù)的現(xiàn)象為__________________________________________　
　。
色變?yōu)闊o色(或反應(yīng)后注射器4的溫度比注射器2高)　
　注射器2中溶液仍為無色，注射器4中溶液由紅
氯化氫溶于水也可導(dǎo)致注射器4的活塞恢復(fù)至2 mL刻度附近　
類型4　“異常”現(xiàn)象的探究
例　某興趣小組用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)：燒杯中飽和石灰水先變渾濁，后逐漸澄清。
(1)寫出甲裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
　 　；石灰水“變渾濁”是因?yàn)樯闪恕? 　(填化學(xué)式)。
　CaCO3　
　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　
(2)為探究“飽和石灰水渾濁后變澄清的原因”，該小組同學(xué)開展了如下活動：
【查閱文獻(xiàn)】碳酸鈣(碳酸鈉等)與二氧化碳、水反應(yīng)生成可溶于水的碳酸氫鈣(碳酸氫鈉等)。
【提出假設(shè)】假設(shè)1：揮發(fā)出的HCl使渾濁變澄清；
假設(shè)2：_____________________________________________　
　。
使渾濁變澄清)　
　產(chǎn)生的CO2使渾濁變澄清(或HCl和CO2共同作用
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】為除去CO2中的HCl，小華在圖1中甲、乙裝置之間增加圖2裝置，裝置的連接順序是甲→　 　→　 　→乙(填字母序號)；其中盛放的試劑合理的是　 　(填字母序號)。
A.濃硫酸 B.NaOH溶液
C.飽和Na2CO3溶液 D.飽和NaHCO3溶液
　D　
　a　
　b　
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】飽和石灰水渾濁后，繼續(xù)通入足量CO2，沉淀部分溶解但最終并未完全澄清。
【得出結(jié)論】由以上探究可得出的結(jié)論是________________
______________________________________________________________________________________________________。
　 揮發(fā)出的HCl使飽和石灰水產(chǎn)生的渾濁最終變澄清；CO2只能使飽和石灰水生成的沉淀部分溶解，不能最終使其變澄清(合理即可)　
[附加題]
(3)該興趣小組在老師指導(dǎo)下，用pH傳感器測得圖1燒杯中溶液的pH隨通入氣體時間的變化曲線如圖3。
①AB段pH幾乎不變的原因可能是______________________　
　；
D點(diǎn)所得澄清溶液的成分除H2O外還有__________________　
　。
②BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式主要有___________________　
　。
CaCO3↓+H2O、Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O　
　CO2+Ca(OH)2===
Ca2+、H+和Cl-)　
　CaCl2和HCl(或
氣，不會使溶液pH明顯變化(合理即可)　
　先排出的是裝置內(nèi)的空
1.實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生異常現(xiàn)象時的分析角度
(1)反應(yīng)物
①本身：純度、濃度、用量、是否變質(zhì)等。
②反應(yīng)物之間：接觸面積、用量比、滴加順序等。
(2)生成物
①本身：濃度、溶解性等。
②生成物之間：是否反應(yīng)。
(3)反應(yīng)伴隨的現(xiàn)象：主要是吸、放熱。
(4)外界條件：空氣、溫度、壓強(qiáng)等。
2.解題方法歸納
★圖3解讀
(1)AB段：pH基本無變化→Ca(OH)2未反應(yīng)→導(dǎo)管口開始產(chǎn)生的氣體是空氣。
(2)BD段：pH逐漸減小至小于7→CO2、HCl與Ca(OH)2發(fā)生了反應(yīng)HCl過量。
針對訓(xùn)練
1.興趣小組同學(xué)對飽和石灰水通電情況進(jìn)行探究。
Ⅰ.初步探究
如圖1所示，閉合開關(guān)，觀察到燈泡發(fā)光。一段時間后，石墨電極附近產(chǎn)生氣泡，且與電源正極相連的石墨電極附近出現(xiàn)白色渾濁，溶液的溫度由24 ℃變?yōu)?8 ℃。
(1)燈泡能發(fā)光是因?yàn)槭宜写嬖谧杂梢苿拥腃a2+和______　 　(填離子符號)。
(2)此條件下產(chǎn)生氣泡的原理與電解水相同，則產(chǎn)生的氣體體積：正極　 　(填“大于”“等于”或“小于”)負(fù)極。
　小于　
　OH-　
Ⅱ.深入探究
同學(xué)們對白色渾濁液展開進(jìn)一步探究。
【作出猜想】①甲同學(xué)認(rèn)為可能是析出了氫氧化鈣固體。析出氫氧化鈣固體的原因可能是__________________________　
　(寫出1點(diǎn)即可)。
②乙同學(xué)認(rèn)為可能是反應(yīng)生成了碳酸鈣。原因可能是石墨電極與電解生成的氣體反應(yīng)，最終使石灰水變渾濁。如果猜想成立，則石灰水變渾濁的化學(xué)方程式為　
　。
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　
度減小(或電解水導(dǎo)致溶劑減少)　
　溫度升高，氫氧化鈣的溶解
【實(shí)驗(yàn)探究】將燒杯中的白色渾濁液倒入密封的三頸燒瓶中進(jìn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，連接好裝置，先開啟測量CO2含量的數(shù)據(jù)傳感器，然后用注射器注入足量的稀鹽酸，所測量CO2體積分?jǐn)?shù)變化情況如圖3所示。
(1)通過分析圖3可知白色渾濁液中存在__________________　 　(填化學(xué)式，水除外)。
[附加題]
(2)曲線開始時段的CO2體積分?jǐn)?shù)下降，可能的原因是
____________________________________________________　
　。
使CO2的體積分?jǐn)?shù)下降　
　溶液中含有Ca(OH)2，Ca(OH)2能與空氣中的CO2反應(yīng)，
　CaCO3、Ca(OH)2　
Ⅲ.遷移拓展
用金屬鉑作電極電解水時，常在蒸餾水中加入一定量的NaOH以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。若在96 g蒸餾水中加入2 g NaOH進(jìn)行電解，當(dāng)與電源負(fù)極相連的電極上收集到2 g氣體時，停止實(shí)驗(yàn)。此時剩余溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________　 　(直接寫出結(jié)果)。
　2.5%　
2.(2024·滁州二模)西漢時的《淮南萬畢術(shù)》記載：“曾青得鐵則化為銅。”
(1)為了模擬此反應(yīng)，某興趣小組將打磨光亮的鐵釘放入硫酸銅溶液中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________　
　，實(shí)驗(yàn)中觀察到鐵釘表面有紅色固體析出，溶液變?yōu)闇\綠色，出現(xiàn)小氣泡。小組同學(xué)對“出現(xiàn)小氣泡”這一異常現(xiàn)象展開探究。
FeSO4+Cu　
　Fe+CuSO4===
【查閱資料】①硫酸銅溶液呈酸性，鐵與酸性溶液反應(yīng)會產(chǎn)生氫氣。
②溶液酸性的強(qiáng)弱取決于其中氫離子的濃度，可用pH來表示。溶液中氫離子濃度越大，酸性越強(qiáng)，pH越小。
③硫酸亞鐵溶液會與氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫離子。
【探究一】探究硫酸銅溶液酸性強(qiáng)弱的影響因素
小組同學(xué)利用打磨光亮的鐵釘與不同的硫酸銅溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，并記錄了現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn) 序號 不同的硫 酸銅溶液 淺綠色出 現(xiàn)的快慢 有無紅 色固體 有無
氣泡
① 2%硫酸銅冷溶液 較慢 有 無
② 2%硫酸銅熱溶液 較快 有 無
③ 4%硫酸銅冷溶液 較慢 有 無
④ 4%硫酸銅熱溶液 較快 有 有
(2)由實(shí)驗(yàn)②④推知，硫酸銅溶液酸性強(qiáng)弱與溶液的濃度有關(guān)；由實(shí)驗(yàn)　 　推知，硫酸銅溶液酸性強(qiáng)弱與溫度有關(guān)。
　③④　
【探究二】探究鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)過程中的酸性強(qiáng)弱變化及其原因
將打磨光亮的鐵釘放入30 mL 4%硫酸銅溶液中，插入pH傳感器檢測溶液pH變化(如圖1)，同時插入氧氣傳感器檢測密閉容器內(nèi)氧氣含量的變化(如圖2)。
(3)由圖1和圖2可知，鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)過程中，溶液的酸性　 　(填“增強(qiáng)”或 “減弱”)，其原因是__________　
　。
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：用除去氧氣的蒸餾水配制30 mL 4%硫酸銅溶液，放入打磨光亮的鐵釘，用pH傳感器測密閉容器中溶液的pH即可。
溶液會與氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H+　
　硫酸亞鐵
　增強(qiáng)　
(4)小組同學(xué)配制了30 mL 4%熱的硫酸銅溶液，放入打磨光亮的鐵釘，用pH傳感器測密閉容器中溶液pH變化(如圖3)。分析圖3，依據(jù)　 　可判斷鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)已經(jīng)停止。
　pH不再變化　
[附加題]
(5)圖1和圖3曲線的起點(diǎn)pH不同，原因是_________________　
　，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：________________________________________________　
　。
(6)依據(jù)上述探究實(shí)驗(yàn)，興趣小組向化學(xué)老師建議課堂演示鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的最佳實(shí)驗(yàn)條件是　
____________________________________________________ 　(考慮表格和圖像中的信息)。
用去氧蒸餾水配制熱的2% CuSO4溶液且在密閉容器中進(jìn)行　
燈加熱，繼續(xù)測定其pH　
　用pH計(jì)測定30 mL 4%硫酸銅溶液的pH，然后用酒精
溫度升高，硫酸銅溶液的酸性增強(qiáng))　
　溶液溫度不同(或
類型5　項(xiàng)目式學(xué)習(xí)
例　(2021·安徽中考)關(guān)于燃燒的研究是一項(xiàng)重要的課題。某小組以“探究燃燒的奧秘”為主題開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
【任務(wù)一】認(rèn)識燃燒
(1)酒精、煤(含硫)、天然氣是生活中常見的燃料，下列不屬于三者燃燒共有的現(xiàn)象是　 　(填字母序號)。
A.發(fā)光　　 B.產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體
C.放熱 D.產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體
　B　
(2)寫出酒精(C2H5OH)完全燃燒的化學(xué)方程式：
　 。
C2H5OH+3O22CO2+3H2O　
【任務(wù)二】探究燃燒的條件及質(zhì)量變化
(3)該小組同學(xué)按下列實(shí)驗(yàn)步驟開展探究。
步驟1：室溫下，按如圖組裝裝置，裝入藥品，稱量裝置總質(zhì)量為m1 g。
步驟2：將錐形瓶浸入80 ℃的熱水中，觀察現(xiàn)象。
步驟3：取出裝置，恢復(fù)至室溫并擦干錐形瓶；打開止水夾K1和K2，從K1處緩慢通入約50 mL氧氣，再關(guān)閉K1和K2，稱量裝置總質(zhì)量為m2 g。
步驟4：將錐形瓶再次浸入80 ℃的熱水中，觀察現(xiàn)象。
步驟5：取出裝置，恢復(fù)至室溫并擦干錐形瓶，稱量裝置總質(zhì)量為m3 g。
①通過上述實(shí)驗(yàn)，能證明燃燒需要氧氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
　 　。
②m1、m2、m3的大小關(guān)系是　 　。
　m1>m2=m3　
　步驟2中白磷未燃燒，步驟4中白磷燃燒，產(chǎn)生白煙　
【任務(wù)三】調(diào)控燃燒
(4)報道顯示：國內(nèi)外一些煤田因發(fā)生煤層自燃，帶來了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。一旦煤層自燃，請給出一條合理的滅火建議：　 　。
　取土填埋，隔絕空氣(合理即可)　
[附加題]
【任務(wù)四】再探鐵的燃燒
(5)查閱文獻(xiàn)：顆粒直徑為20~30 nm的鐵粉，在空氣中會發(fā)生自燃生成氧化鐵。
結(jié)合已有知識，回答下列問題：
①影響鐵燃燒的因素有________________________________　 　(至少答出2點(diǎn))。
②鐵與氧氣反應(yīng)的條件不同，產(chǎn)物不同。若5.6 g鐵與氧氣反應(yīng)可得a g產(chǎn)物，且鐵無剩余，則a的取值范圍是
　 　。
　7.2≤a≤8.0　
　鐵的表面積；氧氣的濃度；溫度　
1.圖像、表格分析
(1)圖像分析
四看法：看坐標(biāo)、看起點(diǎn)、看終點(diǎn)、看特征。
(2)表格數(shù)據(jù)分析
①單一變量：對比各組數(shù)據(jù)差異，得出結(jié)論。
②多個變量：明確探究的量→控制其他量相同→對比數(shù)據(jù)→得出結(jié)論。
2.實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
(1)基本思路
(2)答題模板
取(把、將)……于……(儀器)中，滴加……(試劑)，若觀察到……(現(xiàn)象描述)，則說明……(結(jié)論)。
3.定量計(jì)算
(1)利用質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。
(2)利用極值法進(jìn)行計(jì)算：可假設(shè)為某一種成分[如第(5)②小題]或恰好完全反應(yīng)來計(jì)算取值范圍。
針對訓(xùn)練
1. (2024·合肥瑤海區(qū)三模)宣紙，安徽省宣城市特產(chǎn)，是國家地理標(biāo)志產(chǎn)品。化學(xué)興趣小組同學(xué)對宣紙的發(fā)展歷史、制作等展開了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
任務(wù)一：了解宣紙的發(fā)展史
(1)【查閱資料】宣紙最早出現(xiàn)在唐代張彥遠(yuǎn)所著的《歷代名畫記》中，其《論畫體工用榻寫》一章中說：“好事家宜置宣紙百幅，用法蠟之，以備摹寫……”古代造紙工藝的其中兩步為“浸灰水”和“抄紙”。“灰”的主要成分是氧化鈣，“浸灰水”的過程中伴隨的熱量變化是　 　。“抄紙”的目的是除去紙漿中的泥沙及粗纖維等雜質(zhì)，類似　 　(填實(shí)驗(yàn)室操作名稱)。
　過濾　
　放熱　
任務(wù)二：宣紙的制作
(2)【咨詢專家】同學(xué)們通過走訪實(shí)地，咨詢造紙廠技術(shù)專家，了解到宣紙制作主要步驟為選料、粉碎、漏篩、淘洗、壓制、晾干。選料多用草木皮、竹片、麻纖維等，麻纖維屬于　 　(填“天然”或“合成”)有機(jī)高分子材料。
　天然　
任務(wù)三：造紙污染處理
(3)造紙過程制漿產(chǎn)生的“黑液”是主要污染源。處理方法是將“黑液”濃縮后灼燒，轉(zhuǎn)化為純堿，溶解后，加入熟石灰將其苛化，苛化后澄清的液體稱為“白液”。加入熟石灰苛化反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 ，“白液”中一定含有的成分是　 　。
　NaOH　
　Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
[附加題]
(4)同學(xué)們?yōu)榇_定“白液”的成分，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取少量“白液”于試管中，滴入足量稀鹽酸。實(shí)驗(yàn)的目的是________　
　。加入足量稀鹽酸后無現(xiàn)象，則“白液”的成分可能是　 　。為確定“白液”的成分還需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，請寫出實(shí)驗(yàn)方案：______　
　。
量“白液”于試管中，滴加適量碳酸鈉溶液，觀察現(xiàn)象　
　取少
　NaOH或NaOH、Ca(OH)2　
“白液”中是否含有碳酸鈉　
　檢驗(yàn)
2.(2024·六安金安區(qū)模擬)酸在工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用特別廣泛，其中最常見的是鹽酸和硫酸。化學(xué)興趣小組對酸的相關(guān)性質(zhì)展開了如下項(xiàng)目式探究。
【任務(wù)一】初識鹽酸和硫酸
(1)某瓶酸溶液由于標(biāo)簽被腐蝕(如圖1)，無法看清試劑名稱和化學(xué)式。根據(jù)殘留的部分信息可以判斷出該酸為_______　 　(寫出主要成分的化學(xué)式)。
　HCl　
【任務(wù)二】探究酸的共性
實(shí)驗(yàn)①：小組同學(xué)用紫茄子皮自制了酸堿指示劑，滴加至鹽酸和硫酸中都能變成桃紅色。
實(shí)驗(yàn)②：分別將大小相同的金屬鋁、鋅、鐵放入等體積、等濃度的稀硫酸中，觀察到鋁表面開始時沒有氣泡產(chǎn)生。
實(shí)驗(yàn)③：向某固體中滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡。
(2)鹽酸、硫酸都能使指示劑變色的本質(zhì)原因是溶液中都含有　 　(填離子符號)。
　H+　
(3)寫出鐵與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________　
　；鋁和稀硫酸反應(yīng)剛開始時沒有氣泡產(chǎn)生的原因是________________________________________________　
　。
(4)小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)③中的現(xiàn)象判斷該固體一定是活潑金屬。你認(rèn)為他的說法是否正確 理由是___________________　
　。
碳酸氫鹽等和稀鹽酸反應(yīng)也會產(chǎn)生氣泡　
　不正確，碳酸鹽、
反應(yīng)生成硫酸鋁和水　
　鋁表面有一層致密的氧化鋁薄膜，稀硫酸先與氧化鋁
FeSO4+H2↑　
　Fe+H2SO4===
【任務(wù)三】再探鹽酸和硫酸
鹽酸和硫酸中酸根離子不同，與其他物質(zhì)反應(yīng)也可體現(xiàn)酸的個性。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】小組同學(xué)對這個問題進(jìn)行了如下探究：用滴定管分別向Ba(OH)2溶液中勻速滴加稀鹽酸和稀硫酸，觀察現(xiàn)象并繪制出電導(dǎo)率隨時間變化的曲線(如圖2)。
【查閱資料】①電導(dǎo)率傳感器可通過電腦軟件記錄溶液導(dǎo)電情況。
②電導(dǎo)率與溶液中離子濃度有關(guān)。
(5)向Ba(OH)2溶液中勻速滴加稀鹽酸并繪制出曲線1，其中曲線1點(diǎn)M處溶液中的溶質(zhì)有　 　(填化學(xué)式)。
　BaCl2、Ba(OH)2　
(7)圖2中離子數(shù)目：M　 　N(填“>”“=”或“<”)。
[附加題]
(6)曲線2表示的是向Ba(OH)2溶液中勻速滴加稀硫酸時溶液電導(dǎo)率的變化情況，該反應(yīng)的微觀本質(zhì)如圖3，請將圖補(bǔ)充完整。
　=　
答案：如圖所示
3.港珠澳大橋的工程技術(shù)及設(shè)備規(guī)模創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄，體現(xiàn)了我國的綜合國力和自主創(chuàng)新能力。某化學(xué)興趣小組對大橋中金屬的使用及防腐等開展了項(xiàng)目化研究學(xué)習(xí)。
查閱資料：Ⅰ.多種型號不銹鋼薈萃。不銹鋼主要由鐵、鉻(Cr)和鎳(Ni)等組成，其防腐效果優(yōu)于普通鋼鐵。
Ⅱ.針對港珠澳大橋的特定環(huán)境，采用了SEBF高性能涂層及用鋁保護(hù)鋼鐵(將鋁和鋼鐵連在一起，保護(hù)鋼鐵不被腐蝕)的聯(lián)合防護(hù)技術(shù)。
Ⅲ.部分金屬的硬度數(shù)值如下表：
金屬 鎢 錳 不銹鋼 鈦 鉻 鎳 鐵 鋁
布氏 硬度 350 210 105~ 200 115 110 80 50 25
【任務(wù)一】認(rèn)識港珠澳大橋中的金屬
(1)大橋上使用我國自主研發(fā)的雙相不銹鋼鋼筋，不銹鋼屬于　 (填“合金”或“合成材料”)；大橋沒有選擇硬度更大的鎢等金屬，可能原因是______________________________　 　(寫出1點(diǎn)即可)。
(2)港珠澳大橋是世界上最大的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，主體工程的主梁鋼板用量達(dá)42萬噸。工業(yè)上常用一氧化碳和赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)煉鐵，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為
　 。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2　
　鐵礦石的儲量更豐富(合理即可)　
　合金
【任務(wù)二】探究海水對鐵腐蝕的影響
(3)甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示的對比實(shí)驗(yàn)，用氯化鈉溶液模擬海水，觀察到__________________________________________　
　，說明氯化鈉溶液能加速鐵銹蝕。
側(cè)燒杯中導(dǎo)管內(nèi)液面上升高度比右側(cè)高　
　模擬海水中鐵釘銹蝕更嚴(yán)重，且相同時間內(nèi)左
(4)港珠澳大橋給浸在海水中的鋼管樁外壁加了SEBF涂層，該涂層在酸堿鹽環(huán)境中化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗水防滲能力優(yōu)異。你認(rèn)為在鋼管樁上加涂層的目的是______________________　
　。
管樁銹蝕　
　隔絕氧氣和水，防止鋼
[附加題]
【任務(wù)三】探究鋁能保護(hù)鋼鐵的原因
提出問題：大橋利用鋁保護(hù)鋼鐵的原因是什么
作出猜想：鋁的金屬活動性比鐵強(qiáng)，先被海水腐蝕。
(5)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：乙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖2所示的對比實(shí)驗(yàn)，若左側(cè)燒杯內(nèi)鐵片出現(xiàn)銹跡，右側(cè)燒杯內(nèi) ，則說明猜想正確。
鋁片變薄，鐵片無明顯現(xiàn)象
(6)你認(rèn)為選擇鋁保護(hù)鋼鐵的可能原因還有_______________　
　。
較好，可以較長時間保護(hù)鐵　
　鋁的抗腐蝕性
4. (2024·湖南中考改編)2024年5月1日，我國利用船舶加裝的碳捕捉系統(tǒng)回收的首罐液態(tài)二氧化碳卸船，這標(biāo)志著遠(yuǎn)洋航行船舶從燃油消耗到二氧化碳回收利用形成閉環(huán)。同學(xué)們開展如下有關(guān)二氧化碳的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
任務(wù)一：調(diào)查空氣中二氧化碳含量增加的原因
(1)同學(xué)們調(diào)查到空氣中二氧化碳含量增加的原因有很多，你認(rèn)為的原因有　 　(寫出1點(diǎn)即可)。
　化石燃料的燃燒(合理即可)　
任務(wù)二：討論空氣中二氧化碳含量減少的方法
(2)同學(xué)們知道低碳生活方式可以減少二氧化碳排放，請寫出你的一種低碳生活方式：____________________________　
　。有同學(xué)想到二氧化碳能使澄清石灰水___________　 　(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，補(bǔ)充了可以利用堿溶液或水吸收二氧化碳。
　變渾濁　
即可)　
　乘坐公共交通工具出行(合理
任務(wù)三：探究實(shí)驗(yàn)室中不同試劑吸收二氧化碳的效果
實(shí)驗(yàn)室提供4種試劑：水、飽和石灰水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.165%的NaOH溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的NaOH溶液。
【提出問題】上述4種試劑吸收二氧化碳的效果如何
【查閱資料】室溫下，飽和石灰水中氫氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.165%。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)步驟如下。
步驟1：各裝置氣密性良好(夾持裝置已省略)，同學(xué)們用4只250 mL燒瓶集滿純凈的二氧化碳?xì)怏w。
步驟2：用4支注射器分別取60 mL上述提供的4種試劑，將燒瓶分別連接壓強(qiáng)傳感器和注射器(如圖1所示)。
步驟3：待燒瓶內(nèi)氣壓平穩(wěn)后，迅速將4支注射器內(nèi)的試劑分別全部注入相對應(yīng)的燒瓶中，關(guān)閉彈簧夾，一段時間后，振蕩燒瓶，觀察壓強(qiáng)變化(如圖2所示)。
【分析討論】(3)根據(jù)40%NaOH溶液對應(yīng)的曲線，分析t1~t2 s時間段曲線變化的原因是_____________________________　 　(用化學(xué)方程式表示)；t2 s時刻對應(yīng)的操作是　 　。
【得出結(jié)論】(4)結(jié)合圖2數(shù)據(jù)，從壓強(qiáng)和吸收效果兩個角度對比分析，得到的結(jié)論是______________________________　
　。
應(yīng)的燒瓶壓強(qiáng)變化最大，吸收二氧化碳效果最好　
　相同條件下，40% NaOH溶液對
　振蕩燒瓶　
　2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O　
[附加題]
【拓展延伸】(5)在實(shí)驗(yàn)室里，檢驗(yàn)二氧化碳一般用澄清石灰水，而吸收二氧化碳常用較濃的NaOH溶液，理由是
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________(寫出2點(diǎn)即可)。
CO2和澄清石灰水反應(yīng)有明顯的現(xiàn)象，而CO2和NaOH溶液反應(yīng)沒有明顯的現(xiàn)象；濃NaOH溶液比稀NaOH溶液和澄清石灰水吸收二氧化碳的能力更強(qiáng)(合理即可)　
任務(wù)四：形成二氧化碳閉環(huán)的意識
(6)在老師指導(dǎo)下，知道上述實(shí)驗(yàn)中40%NaOH溶液吸收二氧化碳后，NaOH有剩余。為了達(dá)到零碳排放和對環(huán)境無污染，形成二氧化碳閉環(huán)的意識，現(xiàn)處理上述實(shí)驗(yàn)中40%NaOH溶液吸收二氧化碳后的液體，你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是__________
____________________________________________________________________________________________________________。
向待處理的液體中逐滴加入CaCl2溶液，直至不再產(chǎn)生白色沉淀，過濾，再向溶液中逐滴加入稀鹽酸，直至溶液呈中性(合理即可)　
5. (2024·合肥蜀山區(qū)二模)牙膏是一種日用必需品。它是由摩擦劑、保濕劑、發(fā)泡劑、水和其他添加劑(改善口腔健康狀況)混合組成的膏狀物質(zhì)。某化學(xué)興趣小組對某品牌美白牙膏的成分展開了如下探究。
【資料】①食物殘?jiān)?jīng)口腔中微生物的發(fā)酵會產(chǎn)生乳酸，乳酸在口腔環(huán)境中會產(chǎn)生氫離子和乳酸根離子。
②電子秤的精確度為0.1 g。
③過氧化鈣(CaO2)能與水反應(yīng)生成Ca(OH)2和H2O2，H2O2溶液具有漂白性。
(1)依據(jù)表中信息分析，選用哪種摩擦劑更好并說明理由：　
____________________________________________________
　。
碳酸鈣價格低，合理即可)　
【探究一】牙膏中摩擦劑的選擇
牙膏摩擦劑最常用的是水合硅石和碳酸鈣，關(guān)于水合硅石和碳酸鈣的相關(guān)信息如下表所示。
水合硅石，水合硅石顆粒圓滑，對牙齒磨損小(或碳酸鈣，
物質(zhì) 價格/元(100 g) 外觀
水合硅石 100 顆粒圓滑
碳酸鈣 5 棱角分明
【探究二】探究牙膏美白原理
(2)在牙膏發(fā)展史上出現(xiàn)過具有美白作用的物質(zhì)CaO2，CaO2具有美白作用的原因是________________________________　
　。
液具有漂白性　
　CaO2與水反應(yīng)生成H2O2，H2O2溶
由于CaO2易變質(zhì)，不利于牙膏的保存，CaO2已退出牙膏歷史舞臺。由配料表知該品牌牙膏中添加的美白劑是二氧化硅。
(3)同學(xué)們模擬口腔物質(zhì)與CaO2反應(yīng)的原理，在密閉容器中將CaO2加入足量稀鹽酸中，利用二氧化碳傳感器測得溶液上方二氧化碳體積分?jǐn)?shù)隨時間的變化曲線如圖所示。由此推測CaO2已變質(zhì)，產(chǎn)生了　 　。
　碳酸鈣(或CaCO3)　
【探究三】測量牙膏中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
當(dāng)口腔唾液pH<5.5時，可導(dǎo)致牙菌斑滋生引起齲齒、牙齦炎、牙周炎等。為了調(diào)節(jié)口腔的酸堿度，該品牌牙膏中添加了碳酸氫鈉。同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖所示的兩套實(shí)驗(yàn)方案，測量該品牌牙膏中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)如下表所示(牙膏質(zhì)量均是1.0 g，碳酸氫鈉均充分反應(yīng)，牙膏中其他成分不與稀鹽酸反應(yīng))。
項(xiàng)目 反應(yīng)前 反應(yīng)后
方案一 總質(zhì)量：245.0 g 總質(zhì)量：244.9 g
方案二 稀鹽酸：10 mL 生成氣體體積：56 mL
(換算成質(zhì)量為0.11 g)
(4)牙膏中的碳酸氫鈉與口腔中乳酸產(chǎn)生的　 　(填離子符號)反應(yīng)調(diào)節(jié)口腔的酸堿度；請?jiān)賹懗鎏妓釟溻c在生活中的一種用途：　 　。
(5)請寫出上述實(shí)驗(yàn)方案中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：
　 　。
　NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O　
　作發(fā)酵粉(或治療胃酸過多，合理即可)　
　H+　
[附加題]
(6)結(jié)合所給資料分析，如果要較準(zhǔn)確測量牙膏中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，最佳方案是　 　(填“方案一”或“方案二”)，理由是________________________________________　
　。
(7)根據(jù)最佳方案計(jì)算牙膏中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
　 　。
　21%　
法測量，方案二中測量的二氧化碳質(zhì)量為0.11 g，更準(zhǔn)確　
　電子秤的精確度為0.1 g，小于0.1 g的質(zhì)量無
　方案二　

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