初三初升高尖子生化学拔高训练科学探究.docx
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初三初升高尖子生化学拔高训练科学探究
初三（初升高）尖子生化学拔高训练——科学探究
模块一物质性质探究
【例1】蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤。
课外小组同学决定对蚁酸进行探究。
[提出问题]蚁酸有什么性质？
[查阅资料]
1．蚁酸化学名称叫甲酸，化学式为HCOOH
2．该酸与火碱中和的反应方程式为：
HCOOH+NaOH=HCOONa+H2O
3．蚁酸在一定条件下会分解生成两种氧化物
4．碳酸钠和氯化钙可以发生复分解反应
5．白色无水硫酸铜遇到水变蓝
[实验探究一]探究蚁酸的酸性。
（1）向盛有蚁酸溶液的试管中滴加，观察到溶液颜色变成红色，说明蚁酸溶液显酸性。
（2）将碳酸钠加入到盛有蚁酸溶液的试管中，有气泡产生。
写出该反应的方程式
。
[实验探究二]探究蚁酸分解的两种产物。
【猜想】小芳同学猜测生成物是水和二氧化碳
小明同学猜测生成物是水和___________。
两位同学都认为有水生成的依据是__________________________________。
【实验】为了确认蚁酸分解的所有产物，两位同学共同设计实验，对仪器进行组装，正确的连接
顺序是______________（请写接口序号）
【结论】分析实验现象后，证明小明的猜想是正确的。
【讨论】从环保的角度考虑，上述装置的缺陷是____________________________。
实验中两次用到澄清石灰水，涉及到的化学方程式是：
。
【拓展】当你被蚊虫叮咬后，在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。
下列物质中，你会选择的物质
是。
A．稀氨水B．食醋C．苏打水D．食盐水E.稀氢氧化钠溶液F.肥皂水
【答案】【实验探究一】
（1）石蕊
（2）Na2CO3+2HCOOH=2HCOONa+H2O+CO2↑
【探究实验二】【猜想】一氧化碳
根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，蚁酸中含有氢元素和氧元素，所以蚁酸分解生成的其中一种氧化物为水。
【实验】⑦⑧④③⑥⑤①②
【讨论】没有尾气处理装置Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
【拓展】ACF
【例2】（2012年北京中考）同学们发现NaOH溶液与NaHCO3溶液混合后无明显现象，产生疑问：
两种物质是否发生了化学反应？
在老师的帮助下，他们通过以下探究过程证明NaHCO3溶液
与NaOH溶液发生了反应。
（1）实验装备
①查阅资料：
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
②用一定溶质的质量分数的NaHCO3、NaOH和Na2CO3三种溶液进行如下实验，为设计实验方案提供参考。
NaHCO3溶液
NaOH溶液
Na2CO3溶液
加入稀盐酸
现象Ⅰ
无明显变化
产生气泡
加入澄清石灰水
溶液变浑浊
无明显变化
现象Ⅱ
加入CaCl2溶液
无明显变化
溶液变浑浊
溶液变浑浊
加热溶液至沸腾，将
气体通入澄清石灰水
澄清石灰水
变浑浊
澄清石灰水
无明显变化
澄清石灰水
无明显变化
表中的现象Ⅰ为_________，现象Ⅱ对应反应的化学方程式为_________。
（2）实验过程
【实验1】证明反应生成了Na2CO3
同学们选用上表实验中的药品，设计了如右图所示实验，先在NaHCO3溶液中加入A溶液，无明显现象，再滴加NaOH溶液，溶液变浑浊，则A溶液是__________。
有同学提出这个实验不足以证明有Na2CO3生成，其理由是_________。
为了证明有Na2CO3生成，需要继续进行的操作是____________。
【实验2】证明反应后NaHCO3不存在
同学们参考上表中的实验，又设计了一个实验，虽然没有观察到明显的实验现象，但可以证明反应发生了，该实验方案是_________。
（3）实验反思
通过实验1和实验2说明，对于没有明显现象的化学反应，可以从两个不同的角度证明反应的发生，这两个角度是___________。
【答案】
（1）产生气泡
Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH
（2）【实验1】CaCl2溶液
NaOH溶液与CaCl2溶液混合，也出现浑浊过滤;洗涤沉淀，向沉淀中加入盐酸
【实验2】取一定量的NaOH溶液于试管中，再滴加少量的NaHCO3溶液，充分反应，
加热溶液至沸腾，将气体通入澄清石灰水，澄清石灰水无明显变化，证明NaHCO3不存在
（3）证明反应有新物质生成、证明反应后某一反应物不存在
【例3】（2013年西城一模）研究盐类物质的性质时，甲、乙、丙三位同学分别向NaHCO3溶液中滴加石灰水，均产生白色沉淀。
他们分别设计实验方案，对自己过滤后的滤液中溶质的成分进行如下探究。
【实验准备】
用一定溶质的质量分数的NaHCO3溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液进行如下实验，为设计实验方案提供参考。
NaHCO3溶液
NaOH溶液
Na2CO3溶液
加入酚酞溶液
溶液变红
现象Ⅰ
溶液变红
加入CuSO4溶液
产生气泡和蓝色沉淀
现象Ⅱ
产生气泡和蓝色沉淀
加入CaCl2溶液
无明显变化
无明显变化
产生白色沉淀
加热溶液至沸腾，将
气体通入澄清石灰水
澄清石灰水
变浑浊
澄清石灰水
无明显变化
澄清石灰水
无明显变化
表中的现象Ⅰ为；现象Ⅱ为产生蓝色沉淀，对应反应的化学方程式是。
【查阅资料】
（1）氯化钙溶液显中性。
（2）滤液中所含的溶质有以下几种可能：
①NaOH；②Na2CO3；③NaOH和Ca（OH）2；
Na2CO3和NaHCO3；⑤Na2CO3和NaOH
【实验及分析】
甲同学：
取少量滤液于试管中，滴加过量的稀盐酸，产生大量无色气泡，则滤液中的溶质是Na2CO3。
乙同学：
取少量滤液于试管中，向其中通入少量CO2，产生白色沉淀，则滤液中的溶质是NaOH和Ca
（OH）2。
丙同学：
分别取少量滤液于两支试管中，向一支试管中滴加CaCl2溶液，有白色沉淀产生；将另一支试管中的滤液
加热至沸腾，将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，则滤液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3。
【反思与评价】
（1）老师认为乙、丙同学的实验方案和结论合理。
①丙同学的实验中，加入CaCl2溶液的目的是。
②根据乙同学的结论，NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是。
（2）老师认为甲同学的实验方案和结论存在不足。
丁同学通过以下实验帮助甲同学确认了滤液中溶质的成分。
实验操作
实验现象
实验结论
______
______
滤液中的溶质是Na2CO3和NaOH
（3）结合此次探究活动，你认为下列说法正确的是_____（填字母序号）。
a．盐溶液可能显碱性
b．化学反应的产物与反应物的量有关
c．碱和盐反应一定生成另外一种碱和另外一种盐
d．判断溶液混合后的成分不仅要考虑产物，还要考虑反应物是否过量
【答案】
【实验准备】溶液变红CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4
【反思与评价】
（1）①检验Na2CO3②NaHCO3+Ca（OH）2=NaOH+CaCO3↓+H2O
（2）丁同学
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量滤液于试管中，加入过量CaCl2溶液
②过滤，向滤液中滴加CuSO4溶液
①有白色沉淀生成
②只产生蓝色沉淀，无气泡
溶质是Na2CO3和NaOH
（3）abd
模块二物质成分探究
废液缸问题
【例4】（2012年朝阳一模）在化学实验技能考试中，有一题目是鉴别氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液，某同学进行了如下图所示的实验。
⑴写出试管②中反应的化学方程式：
。
⑵当看到不同现象时停止通气体，将两支试管中的废液倒入同一个
干净的烧杯中，并将废液进行过滤，同学们对滤液成分进行了探究。
【提出问题】滤液中除水外还含有哪些物质？
【查阅资料】①氯化钙溶液呈中性；
②Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
【猜想假设】甲同学认为：
只含有氢氧化钠
乙同学认为：
只含有碳酸钠；
丙同学认为：
含有氢氧化钠和氢氧化钙；
丁同学认为：
含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙；
你认为还可能是（写一种猜想）。
【分析讨论】你认为哪位同学的猜想不合理并说明理由。
【实验设计】设计一个简单的实验证明你的猜想正确。
实验步骤
实验现象
实验结论
取滤液于试管中，
猜想正确
【实验分析】甲同学针对自己的猜想进行了如下实验：
实验步骤
实验现象
实验结论
取样于试管中，滴入少量稀盐酸
无明显现象
猜想成立
你认为甲同学对实验结果判断是否正确？
请说明理由
【反思拓展】
下列实验方法可以区分氢氧化钠和氢氧化钙两
种固体的是（填字母）。
A.放置在空气中B.观察颜色C.加水溶解D.利用溶解性
【答案】
（1）Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
（2）【猜想假设】氢氧化钠和碳酸钠
【分析讨论】丁同学猜想不合理，因为Na2CO3和Ca（OH）2能发生反应，不能共存
【实验设计】实验步骤：
取滤液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，静置取上层清液滴加无
色酚酞
实验现象：
试管中出现白色浑浊，且上层清液呈红色
【实验分析】不正确，因为乙、丙猜想均可出现上述现象（写出一种即可）。
【反思拓展】ACD
变质问题
【例5】“过
氧化钠（Na2O2）”是一种淡黄色固体，能与水或二氧化碳反应放出氧气。
实验室有一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末，已知发生了部分变质，同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量。
【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分，它们的质量是多少？
【查阅资料】
①2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
②碳酸钠溶液显碱性，氯化钙溶液显中性。
③Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
【猜想与假设】
（1）粉末成分是Na2O2和NaOH的混合物
（2）粉末成分是______________
__________的混合物
（3）粉末成分是Na2O2、NaOH和Na2CO3的混合物
……
【设计实施方案】
实验步骤
实验现象
①取3.00g变质粉末于一支大试管内，加入适量的水，共收集到0.32g气体,然后用带火星木条检验生成的气体。
固体完全溶解，______________________
②继续向上述试管中加入足量的石灰水，充分反应。
__________________________________
③将②中物质过滤，得到滤渣,将其洗涤、干燥并称量，得固体1.00g。
【解释与结论】同学们经过认真分析，得出了以下结论。
粉末中含有的成分及质量
Na2O2
NaOH
Na2CO3
成分（填“有”或“没有”）
质量（g）
【反思与评价】
（1）实验室在保存过氧化钠时应注意_______________。
（2）有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液，至沉淀不再生成时过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液，若液体变红，则证明原粉末中有NaOH。
你认为该方案是否合理并说明理由____________________________。
【答案】
【猜想与假设】
（2）Na2O2和Na2CO3
【设计实施方案】
实验操作
实验现象
固体完全溶解，有气泡产生，带火星木条复燃。
产生白色沉淀
【解释与结论】
Na2O2
NaOH
Na2CO3
成分（填“有”或“没有”）
有
有
有
质量（g）
1.56
0.38
1.06
【反思与评价】
（1）密封保存（隔绝水或二氧化碳）
（2）不合理，因为过氧化钠与水反应也能生成氢氧化钠，也能使无色酚酞试液变红，所以，不能证明原粉末中有NaOH。
数据分析类
【例6】（2012西城二模）红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。
氧品名：
504双吸剂
原成分：
铁粉、生石灰等
同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，
设计实验进行探究。
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3。
【实验探究】
甲同学的方案：
实验操作
实验现象
实验结论
取少量固体放于试管中，滴加足量的。
固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液。
固体中一定含有，
一定不含Fe2O3。
加足量
碳酸钠溶液
乙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是。
并设计如下实验方案继续验证。
加足量水
充分溶解
滤渣C
③过滤
研碎，并用
磁铁充分吸引
滤液A
固体
样品
②过滤
①
残留
固体
滤渣B
（1）②中固体溶解时放出大量热，由此可以判断固体中一定含有。
（2）③中反应的化学方程式是。
乙同学对滤渣B又进行探究。
实验操作
实验现象
实验结论
固体中一定含有CaCO3
和Fe2O3。
【反思与评价】
丙同学认为乙同学的方案中仍有一种物质不能确定。
丙同学经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g，滤渣B中CaCO3的质量为1.0g，滤渣C的质量为1.0g。
【实验结论】综合上述实验及所给数据，久置固体的成分是。
【答案】甲同学的方案：
稀盐酸Fe
乙同学理由：
氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液也是浅绿色。
（1）CaO
（2）Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH
对滤渣B的探究
实验操作
实验现象
实验结论
①取滤渣B于试管中，加入适量稀盐酸。
②将生成的气体通入澄清石灰水。
①固体减少，有气泡冒出，溶液变为黄色。
②澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3
【例7】（2013年海淀一模）当前市售珍珠粉的价格从五元到上百元不等，但其外观、手感都没有明显
差异。
那么优质珍珠粉和廉价珍珠粉的成分有何不同呢？
就此问题，实验小组同学展开探究。
【查找资料】
①优质珍珠粉直接由贝科动物体内珍珠加工而成，含有一定量的氨基酸、碳酸钙等。
②廉价珍珠粉由“贝壳粉”加工而成，贝壳加工过程中会用到氢氧化钠，贝壳的主要成分是碳酸钙。
③珍珠粉中除碳酸钙外，其它成分均不能与盐酸反应生成二氧化碳。
④氨基酸大部分能溶解于水，遇到浓硝酸并加热会呈现黄色或黑色。
⑤碳酸钙与浓硝酸能发生反应，生成二氧化碳。
⑥氯化钙溶液呈中性。
【提出猜想】优质珍珠粉和廉价珍珠粉的区别可能在于：
①廉价珍珠粉含有；
②廉价珍珠粉不含氨基酸；
③碳酸钙含量不同。
【实验探究】
实验内容
现象
结论
（1）分别将少量优质珍珠粉和廉价珍珠粉放入试管中，加少量水，静置一段时间后，滴加。
廉价珍珠粉的上层清液变红，优质珍珠粉的溶液没有变色
猜想①成立
（2）分别将少量优质珍珠粉和廉价珍珠粉放入试管中，加少量水，，加热。
优质珍珠粉的溶液有黄色出现，局部变黑，廉价珍珠粉的溶液没有明显现象
猜想②成立
（3）分别将一定质量的优质珍珠粉和廉价珍珠粉放入烧杯中，再逐滴加入14.6%的稀盐
酸，边
滴加边振荡，直至恰好完全反应。
数据记录如下：
优质珍珠粉
廉价珍珠粉
珍珠粉的质量
100g
100g
加入盐酸的质量
460.0g
501.3g
烧杯中最终物质的总质量
520.0g
557.7g
①处理数据时，小明提出了如下思路：
用加入盐酸的质量乘以盐酸的质量分数，求
出反应
的盐酸中的溶质质量，进而利用化学方程式求出珍珠粉中碳酸钙的质量。
你认为小明的思路是否可行，理由是。
②处理数据后，得出结论：
廉价珍珠粉中碳酸钙的质量分数为%（计算结果
保留小数点后1位），含量高于优质珍珠粉。
【实验反思】
经过反思，同学们认为仍用上述试剂，只需略调整操作，就可以通过一次珍珠粉的
取样完成三个猜想的验证。
请写出调整后的操作：
。
【答案】
【提出猜想】NaOH
【实验探究】
（1）酚酞溶液
（2）过滤，向滤液中加入浓硝酸
（3）①不可行，因为珍珠粉中还有NaOH等物质也会与盐酸反应
②99.1
【实验反思】分别取100g优质珍珠粉和廉价珍珠粉，加入适量的水溶解，过滤，将滤液分成2份；向其中一份中加入浓硝酸，向另一份中加入酚酞溶液；向滤渣中加入14.6%的盐酸至恰好完全反应，测定盐酸的质量和烧杯中物质的总质量
教师备选
【备选1】（2013年北京中考）四硫化钠（
）固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数，反应
原理为：
。
【实验资料】
①
受热时，会与空气中的水蒸气反应，生成少量有毒气体硫化氢（水溶液呈酸性）。
②硫代硫酸钠（
）可溶于水，常温下与
溶液不反应。
【实验过程】
①取
碳酸钠、
硫粉混合后置于试管中，加热（如图1所示，夹持装置已略去），制得
，反应为
，X的化学式为，蘸有浓NaOH溶液的棉花的作用是。
②冷却后，取下棉花，放置一段时间，再向该试管中加入10mL水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡。
测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据
（如图2所示）。
③将该试管插入水中（如图3所示），拔下橡胶塞，观察到，塞紧橡胶塞。
将试管取出，倒转过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据
。
理论上
。
④按照①～③再重复实验2次。
3次实验数据如下表所示。
第1次
第2次
第3次
【解释与结论】根据第1次实验数据，计划空气中氧气的体积分数为%（结果精确到
）
【反应与评价】若实验过程②中，取下棉花后，未放置一段时间即进行后续操作，会影响测定结果，请说明有何影响，并阐述理由：
。
【答案】
（1）O2，吸收CO2和Na2S4受热产生的有毒气体H2S,
（2）试管内液面上升，有色固体产生。
（3）4:
5
（4）CO，若未放置一段时间结果偏小，原因是第一步反应消耗了试管中气气中的O2若不静置第二步反应中O2含量偏低，使结果偏小
【练习1】（2013年西城二模）化学小组同学发现在面包制作过程中加入了一些白色粉末，使面包变得松软。
同学们对白色粉末的成分进行探究。
【查阅资料】
经调查，市场上有以下3种主要产品。
商品名称
小苏打
食臭粉
混合碱性膨松剂
主要成分
碳酸氢钠
碳酸氢铵
碳酸氢钠和碳酸氢铵
氨气（NH3）是一种有刺激性气味的气体，极易溶于水，其水溶液显碱性。
③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑；NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑；
2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4
【实验准备】同学们选用下列实验装置，经组合进行实验：
ABCDE
【实验记录】
实验序号
实验装置
实验现象
实验结论及分析
实验1
选用A、B、C
C中澄清石灰水变浑浊
有CO2生成，C中反应的化学方程式是
实验2
选用A、和E
E中紫色石蕊溶液
变成色
有NH3生成
【实验分析】
根据上述实验，甲同学认为该粉末的主要成分为食臭粉，乙同学认为上述实验不能确定该粉末为食臭粉。
为进一步确认其组成及含量，同学们设计了如下定量实验：
实验序号
实验目的
实验装置
数据记录
实验结论
实验3
测定生成CO2的质量
选用A、B、D
装置D增重ag
该粉末为“混合碱性膨松剂”
实验4
测定生成NH3的质量
选用A、B、D
装置B增重1.7g
（1）实验3中装置B的作用是。
（2）实验3中测得装置D增重ag，a的范围是。
（3）若测得a为92.4，该碱性膨松剂中NaHCO3与NH4HCO3的质量比为（结果用最简整数比表示）。
【答案】
【实验记录】实验1CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O
实验2D蓝
【实验分析】
（1）除尽水蒸气和氨气
（2）＞4.4
（3）3360︰79
【练习2】（2012西城一模）化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液（如
图所示），其中4、5号试剂瓶标签破损。
1234567
【提出问题】这两瓶试剂的成分分别是什么？
【查阅资料】①碱性的亚硫酸钠（Na2SO3）溶液、Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液均可发生复
分解反应，产生白色沉淀。
②Na2SO3+2HCl=2NaCl+SO2↑+H2O。
③CO2与SO2均可以使澄清石灰水变浑浊。
【作出猜想】根据受损标签的信息，推测4、5号溶液可能分别是NaOH溶液、Na2CO3溶液、
Na2SO3溶液或NaCl溶液中的一种。
【实施方案】各取少量4、5号溶液于试管中，分别进行下列两组实验。
实验操作
实验现象
实验结论
滴加适量______号溶液
实验1
溶液均由无色变成红色
4、5号溶液均不可能是上述猜想中的溶液。
滴加适量3号溶液
实验2
均产生白色沉淀
4、5号溶液可能分别是Na2SO3溶液和Na2CO3溶液中的一种。
写出其中一个反应的化学方程式
。
【继续实验】为了进一步确定4、5号溶液的成分，同学们分别取少量4、5号
溶液于试管中继
续实验。
实验操作
实验现象
实验结论
滴加适量2号溶液
_____
4号溶液是Na2CO3溶液
5号溶液是Na2SO3溶液。
【实验反思】同学们经过分析认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液。
于是设计了以下实验
方案进行验证。
请完成下列实验报告。
实验操作
实验现象
实验结论
4号溶液是部分变质的NaOH溶液。
【答案】【实施方案】实验11NaCl
实验2Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH
（或Na2SO3+Ca（OH）2=CaSO3↓+2NaOH）
【继续实验】均有气泡产生，5号溶液产生有刺激性气味的气体。
【实验反思】
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量4号溶液于试管中，加入足量CaCl2溶液。
②向上层清液中滴加无色酚酞溶液。
①有白色沉淀生成
②溶液由无色变成红色
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