内容发布更新时间 : 2024/11/19 20:39:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

专题分类：科学探究

1.（2019 自贡 ）制取CO2后残留的废液收集在学校实验室的废液缸中。某化学课外小组的同学想探究废液中溶质的成分，请我们共同参与探究并回答下列问题： （1）[查阅资料]CaCl2溶液呈中性。 （2）[提出问题]废液中的溶质是什么物质？ （3）[作出猜想]猜想一：废液中的溶质只有CaCl2。 猜想二：废液中的溶质有CaCl2和 HCl （填化学式）。

（4）【实验与结论】①甲同学取少量CaCl2溶液和废液分别加入到2支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞溶液做对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是甲同学认为猜想一是正的。

②你认为甲同学的实验 不能 （填“能”或“不能”）证明猜想是正确的，理由是 含有盐酸的氯化钙溶液也不能使酚酞试液变色 。

③如果要证明猜想一是正确的，你做对比实验时选择加入的试制是 紫色石蕊试液 ，实验时装有废液的试管中可能观察到的现象是 石蕊试液不变色，或石蕊试液变红色 。

【解析】猜想一是废液中的溶质只有CaCl2，猜想二是废液中的溶质有CaCl2和HCl。（4）甲同学的实验不能证明猜想是正确的，理由是含有盐酸的氯化钙溶液也不能使酚酞试液变色。如果要证明猜想一是正确的，做对比实验时选择加入的试制可以是紫色石蕊试液，实验时，如果溶液中不含有盐酸，实验现象是石蕊试液不变色，如果溶液中含有盐酸，实验现象是石蕊试液变红色。

2.（2019重庆B 23）某未知气体X可能含有CO、CH4中的一种或两种，某同学设计实验进行探究。

查阅资料：

（ⅰ）加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O；

（ⅱ）20℃时，Ca（OH）2和Ba（OH）2溶解度分别为：0.165g，2.1g （1）仪器M的名称是 酒精灯 ，CH4与CuO反应的化学方程式为 CH4+4CuO（2）气体X成分的猜想与探究

猜想1：只有CO 猜想2：只有CH4 猜想3：既有CO又有CH4 ①实验时，先往装置中通一段时间的N2，再通入气体X后加热，实验中有下列变化。

1

4Cu+CO2+2H2O 。

变化1：A中玻璃管内黑色粉末逐渐变红 变化2：B瓶增重 变化3：C中出现浑浊 根据变化 2 （填“1”“2”或“3”），可知猜想1不成立。

②根据上述变化仍无法确定气体X的成分，还需要测定 bc （填序号），并进行定量分析才能得出结论。 a．实验前A中CuO的质量 b．B瓶增重的质量 c．C瓶增重的质量 （3）讨论和反思

①C中用Ba（OH）2溶液而不用Ca（OH）2溶液的原因是 氢氧化钡溶解度比氢氧化钙溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳 。

②从环保的角度，该装置还应进行的改进是 点燃或收集尾气 。

【解析】（1）仪器M的名称是酒精灯，CH4与CuO反应的化学方程式为：CH4+4CuO

4Cu+CO2+2H2O。（2）①

根据变化2可知，B瓶增重，说明反应生成了水，而一氧化碳和氧化铜反应不能生成水，因此猜想1不成立。②根据上述变化仍无法确定气体X的成分，还需要测定b、c，并进行定量分析才能得出结论，这是因为B瓶增重的质量是反应生成水的质量（说明气体中一定含有甲烷），C瓶增重的质量是反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳和水的质量比及其CH4+4CuO

4Cu+CO2+2H2O中二氧化碳和水的质量比可以判断气体中是否含有一氧

化碳。（3）①C中用Ba（OH）2溶液而不用Ca（OH）2溶液的原因是氢氧化钡溶解度比氢氧化钙溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳。②从环保的角度，该装置还应进行的改进是点燃或收集尾气。

3.（2019 衡阳 ） 某化学兴趣小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如图所示实验，并对反应后瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么？ 【猜想与假设】

猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na2CO3和HCl。 猜想2：废液中的溶质只有NaCl。 猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl。 猜想4：废液中的溶质是 NaCl、Na2CO3 。 【讨论与交流】

小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是 Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ 。（请用化学方程式说明）

【实验与结论】

2

（1）小亮同学为验证猜想3，取少量废液装入试管中，然后滴入酚酞溶液，发现酚酞溶液不变色，于是小亮认为猜想3正确。你认为他的结论 错误 （填“正确”或“错误”），理由是 含有盐酸的氯化钠溶液也不能使酚酞试液变色 。

请你另设计实验方案验证猜想3：

实验步骤

取少量废液于试管中，加入适量碳酸钠溶

液

（2）验证猜想4，可选用的试剂有 ACD 。

A酚酞溶液 B氢氧化钾溶液 C稀硫酸 D氯化钡溶液。 【拓展与应用】

若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行 蒸发 操作即可从废液中得到NaCl固体。

【解析】【猜想与假设】结合其他猜测可知当碳酸钠有剩余时，猜想4为废液中的溶质是NaCl、Na2CO3。【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。【实验与结论】（1）他的结论错误，理由是含有盐酸的氯化钠溶液也不能使酚酞试液变色。实验方案：取少量废液于试管中，加入适量碳酸钠溶液，产生气泡，说明溶液中含有盐酸。（2）加入酚酞试液时，如果酚酞试液变红色，说明溶液中含有碳酸钠；加入氢氧化钾溶液时，无明显现象；加入稀硫酸时，如果产生气奇葩，说明溶液中含有碳酸钠；加入氯化钡溶液时，如果产生白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠。【拓展与应用】若废液中的溶质是NaCl和HCl时，由于盐酸易挥发，无需另加试剂，只要对废液进行蒸发操作即可从废液中得到NaCl固体。 4.（2019 临沂 ）钠是一种活泼金属，常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑．在实验室，小亮先取定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再取一小块钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。 【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？ 【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性 【猜想与假设】猜想一：Na2SO4 猜想二：Na2SO4和NaOH 猜想三： Na2SO4和CuSO4 猜想四：Na2SO4、CuSO4和NaOH

分析：小明认为猜想 四 不合理，理由是 2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu（OH）2↓ （用化学方程式表示）。 【实验与验证】 实验

实验现象 产生气泡

实验结论 猜想3正确

实验操作 实验現象 实验结论

3

实验一 实验二

取少量滤液于试管中，仔细观察现象 向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液

溶液为无色 猜想 三 不成立

酚酞溶液不变色 猜想二不成立

pH=7

猜想 一 成立

实验三 常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度

【拓展延伸】金属活动性顺序表中钠及前面的金属 不能 （填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。

【解析】【猜想与假设】恰好完全反应时溶质是Na2SO4；氢氧化钠过量时溶质是Na2SO4和NaOH；硫酸铜过量时溶质是Na2SO4和CuSO4。猜想四不合理，理由是氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠，反应的化学方程式为：2NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu（OH）2↓。【实验与验证】取少量滤液于试管中，溶液为无色，说明溶液中不含有硫酸铜；

向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液，酚酞溶液不变色，说明溶液中不含有氢氧化钠；常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度，pH=7，说明溶液中只含有硫酸钠。【拓展延伸】钠比较活泼，和溶液混合时，先和水反应，因此金属活动性顺序表中钠及前面的金属不能把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。

5.（2019重庆A ）（1）不同实验对反应速率有不同要求。某同探究CO2制取实验，按要求答题。 限选控制反应速率的方法：①反应物的浓度②反应物的状态

限选试剂：A．稀盐酸B．盐酸C．块状石灰石D．碳酸钠溶液E．粉末状石灰石 填写下表井回答相关问题

实验名称 灭火器反应原理 CO2的实验室制法

控制速率的方法

① ②

所选用的最佳试剂

B 和D A和C

写出灭火器反应原理的化学方程式 Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ （2）已知：CO2和SO2既有相似性，又有差异性。

实验一：水槽中滴入紫色石蕊，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示，说明相同条件下的溶解性：SO2 ＞ （填“＞”或“＜”）CO2，试管内溶液变蕊溶液变成 红 色。 实验二：已知镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式为：2Mg+CO剧烈燃烧， 产生白色和黄色固体 。

2MgO+C．试推测镁条在SO2中燃烧的现象为：

【解析】（1）灭火器中需要快速产生二氧化碳，故盐酸不能使稀盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧

4

化碳，实验室制取二氧化碳反应的速率不能过快，故使用的是块状的石灰石。（2）根据图示可以看出，二氧化硫的这支试管内液面上升的明显，故二氧化硫的溶解性强于二氧化碳，二氧化硫的水溶液呈酸性，能使石蕊试液变成红色。根据二氧化碳与镁的反应可以推知镁在二氧化硫中燃烧生成氧化镁和硫，氧化镁是白色的，硫是黄色的，故会观察到产生白色和黄色固体。

6.（2019德州）在学习“酸和碱”后，瑞娟同学对“硫在氧气中燃烧”实验进行再探究。想到实验生成的二氧化硫是非金属氧化物，提出疑问：二氧化硫能否与水反应生成酸？

为此，瑞娟同学做了如F实验：将点燃的硫伸人盛有氧气的集气瓶(有少量的水)中，反应中产生刺激性气味的气体；反应后，盖紧集气瓶口的玻璃片，振荡集气瓶；再打开玻璃片，仍能闻到刺激性气味；随后向其中滴入几滴紫色的石蕊试液，瓶中液体变为红色。

瑞娟同学产生许多困惑：这种能使石蕊试液变红色的物质是什么？怎样防止二氧化硫排放到空气中去？ 瑞娟询问老师，老师告知：在涉及的反应中，二氧化硫与二氧化碳的性质相似；二氧化硫与水反应生成“亚硫酸”(化学式为H2SO3)；亚硫酸还可进一步与氧气反应生成硫酸。 请你帮助瑞娟同学解答下列问题：

(1)请结合下列图示中所给实验用品，设计一个实验用来验证：二氧化硫不能使石蕊变红色。

实验操作：__________________________________；

(2)分别写出生成亚硫酸、硫酸的两个化学方程式：①____________；②_____________。

(3)以上两个化学反应都属于________反应(填基本反应类型)；亚硫酸中硫元素的化合价为____价。 (4)亚硫酸、硫酸、盐酸和碳酸都能使石蕊试液变红色，从微观角度分析原因是________；

(5)为更多的吸收二氧化硫，防止二氧化硫散发至空气中。有以下试剂， 你认为用来代替集气瓶中的水最为合适的是_________(填序号)。

①饱和氧氧化钙溶液； ②饱和氯化钠溶液； ③浓盐酸； ④饱和氢氧化钠溶液

【答案】(1)将石蕊试液染成紫色的干燥的纸花放入盛有二氧化硫的集气瓶内 (2) SO2+H2O=H2SO3 (3) 2H2SO3+O2=2H2SO4 (4)化合 (5)＋4 (6)溶液中都有H＋ (7)④

5