第十八讲 实验探究——2023年浙江省中考科学

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第十八讲 实验探究
刻意练习：
基础篇
1、化学小组同学利用如图装置（固定装置略）按如下操作进行实验，研究酸、碱、盐的性
质。玻璃管中盛有氢氧化钠固体，锥形瓶中充满二氧化碳气体。
已知：碱性的 Na2CO3溶液与中性的 CaCl2溶液能发生复分解反应。
实验步骤如下：
步骤 1：关闭 K2，从分液漏斗中加入少量的稀盐酸后关闭 K1，观
察到上面气球鼓起。甲同学认为气球鼓起是由于反应放热引起的，
由此证明酸和碱能发生反应．请判断甲的说法是否合理并说明理
由 。
步骤 2：同时打开 K1、K2，使玻璃管中的液体流入锥形瓶。并用
清水冲洗玻璃管；关闭 K2，一段时间后，锥形瓶内气球鼓起，原
因是（用化学方程式表示） 。
步骤 3：关闭 K2，向玻璃管中加入滴有酚酞的氢氧化钙溶液，再
从分液漏斗中加入一定量的稀盐酸，观察到
现象，证明酸和碱能反应。
步骤 4：打开 K1、K2，使玻璃管中的液体流入锥形瓶中，关闭
K2，观察到锥形瓶中产生了大量气泡，气球变瘪，最终得到澄清
溶 液 。 请 设 计 实 验 证 明 所 得 澄 清 溶 液 中 溶 质 的 组 成
。
2、为检测某化工厂排放的废液中是否含有 S042-，同学们设计了
方案，并进行实验。
方案 步骤 现象 结论
Ⅰ
① 取样品，滴加 BaCl2溶液
② 对步骤①反应后的混合物进行过滤，
在滤渣中滴加稀盐酸
① 有白色沉淀产生
② 无明显现象
废液中
含有
S042 -
Ⅱ① 取样品，滴加过量
② 在步骤①的溶液中滴加 BaCl2溶液
① 无明显现象
② 有白色沉淀产生
废液中
含有
SO42 -
Ⅲ
① 取样品，滴加 Ba（N03）2溶液
② 对步骤①产生的混合物进行过滤，在
滤渣中滴加稀硝酸
① 有白色沉淀产生
② 无明显现象
废液中
含有
S042 -
（1）方案Ⅱ的实验结论如果正确，步骤①中滴加的物质是 。
（2）方案Ⅰ和Ⅲ中，结论不成立的方案是 ，理由是 。
（3）方案Ⅲ的滤渣中，滴加稀硝酸是为了排除 的干扰。
3、某小组同学用以下两种方法可以制得白色的 Fe（OH）2沉淀。
已知：白色 Fe（OH）2很容易被空气中的氧气氧化为 Fe（OH）3，Fe（OH）3为
红褐色沉淀，用下面两种方法可以制得白色的 Fe（OH）2沉淀。
方法一：用 FeSO4溶液与不含 O2的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。
（1）除去蒸馏水中溶解的 O2常采用 的方法。
（2）生成白色 Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2的 NaOH 溶液，插
入 FeSO4液面下，再挤出 NaOH 溶液。这样操作的理由是
。
方法二：在如图装置中，用 NaOH 溶液、铁屑、稀 H2SO4等试剂制备。
（3）在试管Ⅰ里加入的试剂是 ；
（4）为了制得白色 Fe（OH）2沉淀，第一步，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞
紧塞子，这样的实验操作的目的是 ；第二步，关闭
止水夹，进行的制备，这步操作观察到的现象是 。
4、某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的
气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的
气体只有一种。
【提出猜想】放出的气体可能是 SO2、O2、H2，提出猜想的依据是 。
【查阅资料】SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，
生成 CaSO3。
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
(1)甲同学认为是 O2，则检验方法是_________ ___ _____ 。
(2)乙同学认为是 SO2，则只需将放出的气体通入澄清石灰水中，看澄清石灰水是否变浑浊。
写出 SO2与 Ca(OH)2反应的化学方程式__________________________________________。
(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。
若拆去 B 装置，直接连接 A 和 C 装置进行实验，可能导致 后果发生。
【实验探究】实验开始时，先将收集到的气体从 a 通入一段时间后，再点燃 C处酒精灯；
这样操作的目的是 。
实验过程中发现 A装置中溶液不变浑浊，C 装置中表面含 CuO 的铜网由黑色变为光亮的红色；
结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是_____________。
【思维拓展】由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有_______。
5、某化学兴趣小组根据右图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究。
经初步分析：无色气体 A不含有单质气体，黑色粉末 B 含有两种单质中的一种或者两种。
高炉炼铁的原理为：Fe2O3+3CO 高温
2 Fe+3CO2，请写出反应器中一氧化碳是如何产生
的化学方程式： 。
兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体 A和黑色粉末 B 的成分进行探究。
【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体 A中可能有 CO2，也可能有未反应的
。
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：
假设一：只含有铁。 假设二：只含有 。 假设三：以上两种物质都含有。
【实验探究】
（1）为验证甲组的猜想，大家按下图示进行实验（箭头表示气体流向）：
当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体 A的成分
为： ，Ⅱ中浓硫酸的作用是： 。
（2）为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究
实验方法 实验操作 实验现象 实验结果
物理方法 假设三成立
化学方法 取少量黑色粉末 B 于试管中，
加入过量的稀盐酸
假设三成立
写出黑色粉末 B 中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式： 。
【交流反思】在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来 。
6、某研究性学习小组在学习金属铁的知识后，为了解铜及其常见化合物的性质，运用类比
的思想提出了如下问题，并进行探究。请帮助完成下列有关研究并填写有关空白。
(l)【提出问题】 ①铁能与稀硫酸反应产生氢气，铜能吗？铜与浓硫酸会发生反应吗？
② 铁在潮湿的空气中易生锈，铜“生锈”需要什么条件？
③氧化铁能够被一氧化碳还原，氧化铜可以吗？氧化铜能直接转化为氢氧化铜吗？氧
化铜还有哪些性质？
④有哪些途径可以由铜逐步转变为氢氧化铜？
(2)【查阅资料与问题解决】
①铜不能与稀硫酸发生置换反应，是因为在金属活动性顺序表中，铜排在 之
后。
铜能与浓硫酸发生反应，其反应方程式为： Cu+2H2SO4（浓）= CuSO4+2H2O+SO2↑ ,此反应
中化合价升高的元素是 。
②铜在潮湿的空气中也能“生锈”形成铜绿，铜绿的主要成分为 Cu2(OH)2CO3。由此可以推
测：铜“生锈”过程中，参与反应的物质有铜、氧气、水和 。
③氧化铜可以在加热的条件下被一氧化碳等还原成铜，化学方程式为 ；
氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜，但能与硫酸、盐酸等发生复分解反应形成相应的铜盐
在高温 下 ， 氧化 铜能 分解 成砖红 色的 氧化 亚铜 (Cu2O)和 氧 气， 反应 的化 学方 程式为
。
④由铜转化为氢氧化铜，从化学反应的原理看，可以是流程 I：
也可以是流程 II：
与流程 I 相比，流程Ⅱ的优点是 和 。
还可以有更多的流程。若流程Ⅲ与流程 I 相比，也是两步反应，但第一步与铜反应的试剂
不同，则流程Ⅲ中第一步反应的化学方程式为 。
7、潜水员使用的供氧装置是用过氧化钠（Na2O2）和呼出的 CO2反应来制取氧气提供呼吸。
【查阅资料】在常温常压下过氧化钠是淡黄色固体，在不需要加热的情况下能和二氧化碳
反应生成碳酸钠和氧气。
【设计装置】实验小组设计了如图所示的装置进行实验探究，B 装置中盛装 NaOH 溶液。
【实验过程】向装置 A中通入足量 CO2气体，观察到 A瓶中的淡黄色固体逐渐变为白色粉末，
同时见到 B、C 装置中有气泡出现。
【实验分析】
（1）为验证过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气，实验小组采用的验证方法是用一根带火星
的木条 　；
（2）装置 C 中浓硫酸的作用是 ，这是根据浓硫酸具有 的原理；
（3）写出过氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式： 　 ；
【实验结论】
（4）实验证明：Na2O2和 CO2在不需要加热的情况下反应可得到氧气。而在实验室不用加热
的方法，用其他方法也可制得氧气，方法是： （用
一个化学方程式表示）。
8、牙膏中常用碳酸钙、二氧化硅等物质作为摩擦剂。某同学对牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量
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