2023年中考化学专题——实验探究题

2023年中考化学专题——实验探究题

学校:___________

姓名：___________

班级：___________

考号：___________

一、科学探究题

1．氢氧化钠（NaOH）是重要的化工原料，常用于制人造丝、造纸、炼油、纺织等工业，多角度认识氢氧化钠具有重要意义。

【查阅资料】CaCl2 + Na2CO3=2NaCl + CaCO3↓（CaCl2溶液呈中性）

(1)氢氧化钠（NaOH）俗称______（任填一种），是一种重要的碱。

(2)氢氧化钠固体在空气中易吸水而潮解，还能吸收二氧化碳气体而变质。为此，某校化学兴趣小组开始对实验室氢氧化钠样品是否变质进行探究，请你一起参与。

【提出问题】氢氧化钠变质了吗？

【做出猜想】

猜想一：没有变质，仍然是氢氧化钠

猜想二：部分变质，是氢氧化钠和碳酸钠的混合物

猜想三：______

①氢氧化钠变质的原理是______（用化学方程式表示）。

【实验探究】针对猜想，小婉同学进行如下实验并得出结论。

②小昭认为小婉结论不严谨，请分析原因______。

为得出正确结论，小组同学经过讨论后，重新设计实验方案并进行如下实验。

【拓展延伸】该兴趣小组试图通过测定生成的CO2质量，确定因久置而变质的NaOH固体中Na2CO3的质量分数。取10g氢氧化钠固体样品于烧杯中，逐滴加入稀硫酸，产生二氧化碳的质量随加入稀硫酸质量关系如图。求NaOH样品中Na2CO3的质量分数（写出计算过程）。（H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2↑+H2O）______

【实验总结】由此可知，氢氧化钠需要______保存。

【答案】(1)火碱/烧碱/苛性钠

(2) 完全变质，是碳酸钠

x=5.3g

则NaOH样品中Na2CO3的质量分数为

，

答：NaOH样品中Na2CO3的质量分数为53%。 密封

【详解】（1）氢氧化钠（NaOH）俗称烧碱、火碱、苛性钠，是一种重要的碱；

（2）氢氧化钠固体在空气中易吸水而潮解，还能吸收二氧化碳气体而变质，即氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水；

[做出猜想]

猜想一：没有变质，仍然是氢氧化钠；

猜想二：部分变质，是氢氧化钠和碳酸钠的混合物；

猜想三：完全变质，是碳酸钠；

①氢氧化钠变质的原理是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该反应方程式为

；

[实验探究]

因为滴加的稀盐酸太少，被氢氧化钠消耗，即使含有碳酸钠，也没有气泡产生，所以小婉结论不严谨；

根据实验几轮猜想二正确，即部分变质，是氢氧化钠和碳酸钠的混合物；取氢氧化钠样品于试管，加水使其完全溶解，滴加足量氯化钙溶液，氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，可观察到产生白色沉淀，说明含有碳酸钠，取上层清液，滴加无色酚酞试液，溶液变红，说明含有氢氧化钠，即可证明猜想二正确；

[拓展延伸]

见答案；

[实验总结]

由此可知，氢氧化钠需要密封保存。

2．某化学兴趣小组的同学发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：

【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢？

【实验探究1】

【猜想与假设】猜想1：该氢氧化钠溶液部分变质；猜想2：该氢氧化钠溶液完全变质。

【实验探究2】

【实验结论】该溶液部分变质。

【反思与评价】氢氧化钠溶液必须密封保存，其原因是______（写方程式）

【答案】 稀盐酸/稀硫酸 足量的氯化钡溶液/足量的氯化钙溶液等 产生白色沉淀 酚酞溶液 溶液变红色 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

【详解】实验探究1：

氢氧化钠变质是指氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水。实验结论是氢氧化钠溶液一定变质了，所以氢氧化钠溶液中一定含有碳酸根离子，碳酸钠与盐酸（或硫酸）反应生成氯化钠（或硫酸钠）、水和二氧化碳，故加入盐酸（或稀硫酸）会有气泡产生，故填：稀盐酸（或稀硫酸）；

实验探究2：

（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加足量的氯化钡溶液（或氯化钙溶液等），氯化钡（或氯化钙）与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀（或碳酸钙沉淀）和氯化钠，可观察到产生白色沉淀，说明原溶液中一定有碳酸钠；

（2）酚酞溶液遇碱性溶液变红；取步骤（1）试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液，溶液变红色，溶液显碱性，因溶液中碳酸钠已被氯化钡（氯化钙）完全消耗，所以说明原溶液中一定有氢氧化钠；

故填：足量的氯化钡溶液（或氯化钙溶液等）；产生白色沉淀；酚酞溶液；溶液变红色；

反思与评价：

氢氧化钠溶液必须密封保存，其原因是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，故填：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。

3．实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，同学们对其是否变质进行实验探究。

【提出问题】敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质呢？

【猜想与假设】

猜想I：没有变质。

猜想II：___________。

猜想III：部分变质。

【实验探究】

同学们分别设计了不同方案进行探究，请你协助完成相关内容

(1)小军设计的实验方案

(2)小慧设计的实验方案

【反思与评价】

(3)同学们讨论认为，小军的实验结论不严密，理由是___________。

【拓展实验】

(4)小慧实验②中所加的试剂替换为下列________操作，也可以实现相同的目的。

a．测溶液的pH b.滴加MgSO4溶液 c.通入CO2 d.滴加稀盐酸

(5)若要除去NaOH溶液中混有的Na2CO3，涉及反应的化学方程式为___________。

【答案】 完全变质 气泡 紫色石蕊试液 如果氢氧化钠完全变质，碳酸钠显碱性，也能使无色酚酞试液变红，加入稀盐酸，也能产生气泡 ac

【详解】猜想与假设：氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氢氧化钠可能没有变质，可能部分变质，也可能完全变质，故猜想II：完全变质；

实验探究：（1）结论为：猜想III成立，说明溶质为氢氧化钠和碳酸钠，向①的试管中滴加过量的稀盐酸，碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故现象为有气泡产生；

（2）结论为：猜想III成立，说明溶质为氢氧化钠和碳酸钠，①取一定量的NaOH溶液于试管中，滴加过量的BaCl2溶液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明含碳酸钠，且过量的氯化钡能将碳酸钠除尽；②实验①结束后进行过滤，向得到的滤液中滴加紫色石蕊试液，氢氧化钠显碱性，能使紫色石蕊试液变蓝；

反思与评价：（3）如果氢氧化钠完全变质，碳酸钠显碱性，也能使无色酚酞试液变红，加入过量的稀盐酸，也能产生气泡，小军的实验无法证明猜想III成立；

拓展实验：（4）a、测定溶液的pH，如果pH大于7，说明溶液显碱性，含氢氧化钠，符合题意；

b、滴加硫酸镁溶液，硫酸镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀，但是硫酸镁也能与过量的氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，产生白色沉淀，不能说明含氢氧化钠，不符合题意；

c、通入二氧化碳，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠能与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明含氢氧化钠，符合题意；

d、滴加稀盐酸，氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，无明显现象，不能说明含氢氧化钠，不符合题意。

故选ac；

（5）碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠，可加入适量的氢氧化钙溶液，除去混有的碳酸钠，该反应的化学方程式为：

。

4．某同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，化学兴趣小组的同学进行了如下探究。

(1)【提出问题1】该溶液是否变质？

【实验探究1】

(2)【提出问题2】该溶液变质程度怎样？

【提出猜想】猜想Ⅰ：完全变质；

猜想Ⅱ：部分变质。

【实验探究2】

(3)【反思交流】

在反思交流环节中，有同学提出实验探究2不足以得出猜想II成立的结论，其理由是______(用化学方程式解释)。经过讨论，大家一致认为将实验探究2中的Ca(OH)2溶液换成过量的_____________溶液，重新进行实验，即可得出猜想II成立的结论。

【答案】 稀盐酸(合理即可) CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 溶液变浑浊(或有白色沉淀生成) Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH CaCl2 [或BaCl2、Ca(NO3)2、Ba(NO3)2]

【详解】(1)氢氧化钠变质是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，在溶液中生成气体会有气泡冒出，故取少量该溶液于试管中，加入足量的稀盐酸；

氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。

(2)猜想Ⅱ成立，则氢氧化钠部分变质，则其中含有氢氧化钠、碳酸钠，碳酸钠能与Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠。取少量该溶液于试管中，加入适量Ca(OH)2溶液，产生白色沉淀，静置后，取上层清液于另一支试管中，滴加无色酚酞溶液，溶液变为红色，说明溶液显碱性。

(3)在反思交流环节中，有同学提出实验探究2不足以得出猜想II成立的结论，理由是：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。反应生成了氢氧化钠，加入酚酞试液，酚酞试液变红，不能说明原溶液中含有氢氧化钠。将实验探究2中的Ca(OH)2溶液换成过量的CaCl2 [或BaCl2、Ca(NO3)2、Ba(NO3)2]溶液，无碱性物质生成，重新进行实验，即可得出猜想II成立的结论。

【点睛】进行离子验证实验，必须排除其他物质的干扰，氢氧化钠、碳酸钠都显碱性，都能使酚酞试液变红，在不引入碱性物质的条件下，必须先将碳酸钠转化为沉淀除去，再验证氢氧化钠是否存在。

5．实验室中的药品一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠(Na2O2)固体的成分进行探究。

[查阅资料](1)Na2O2的化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应，相关反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑

(2)CaCl2溶液为中性

[猜想]I：固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3的混合物

Ⅱ：固体为NaOH和Na2CO3的混合物

Ⅲ：固体为NaOH

Ⅳ：固体为Na2CO3

[实验探究]

[反思评价](1)实验操作②中反应的化学方程式为_____

(2)实验操作②中“滴加CaCl2溶液至过量”的目的是______

【答案】 无明显现象(或无气泡产生) 产生白色沉淀 取少量②的溶液于试管中，滴加几滴无色酚酞试液，振荡 酚酞试液变红

【详解】实验探究：①因为猜想Ⅰ不成立，故没有Na2O2存在，取少量固体于试管中，加水振荡，直至完全溶解，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，产生气泡，所以无明显现象(或无气泡产生)；

②取少量①的溶液于试管中，滴加CaCl2溶液至过量，因为有碳酸钠的存在，而碳酸钠能与氯化钙反应生成白色碳酸钙沉淀，故现象为：产生白色沉淀；

③因为要证明碳酸钠和氢氧化钠共同存在，因为二者都显碱性，故应先除去碳酸钠，②中加入过量的氯化钙，已经将碳酸钠除尽，故在②实验所得的溶液中加入无色酚酞试液。变红色说明含有氢氧化钠；

反思评价：实验操作②中反应为氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，该反应的化学方程式为：

；

（2）实验操作②中“滴加CaCl2溶液至过量”的目的是：将碳酸钠除尽，防止对氢氧化钠的检验产生干扰。

6．在酸和碱的中和反应中，氢氧化钠与稀盐酸反应现象不明显。为证明两者发生化学反应，在老师指导下开展了系列探究活动，选取以下三组实验方案进行分析讨论，请你参与其中。

[学生实验]

【答案】 放热 B 红

【详解】[方案一]

根据实验现象图表开始温度升高可知，氢氧化钠和稀盐酸发生的反应是放热反应，当温度达到最大值时说明二者恰好完全反应，即B点，故填：放热，B。

[方案二]

氢氧化钠溶液滴加酚酞溶液，溶液呈碱性，酚酞试液显红色，随着盐酸的加入，溶液颜色变浅至无色，发生化学反应为：

，故填：红，

。

[方案三]

①若试纸变蓝色，pH ＞7，溶液呈碱性；

③若试纸变红色，pH ＜7，溶液呈酸性；

当试纸不变色，溶液呈中性，能证明氢氧化钠和稀盐酸混合恰好完全反应，即实验现象②，故填：＞，酸，②。

7．为探究复分解反应发生的条件，老师将一定量的澄清石灰水加入到盛有碳酸钠溶液的烧杯中，产生白色沉淀，滤出沉淀后，兴趣小组对滤液成分产生了兴趣，进行了如下探究。

【提出问题】滤液中的溶质成分是什么？

【猜想假设】猜想一：氢氧化钠

猜想二：氢氧化钠、碳酸钠

猜想三：氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙

猜想四：____________（填化学式）

通过讨论，小组同学一致认为猜想三不合理。

【实验方案】

【实验探究】在装有少量滤液的试管中加入碳酸钠溶液，观察到有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为_________。

【得出结论】根据实验现象，得出结论。

【反思评价】分析反应后溶液中的溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑_________。

【答案】 NaOH、Ca(OH)2 四

产生气泡 一

【详解】猜想假设：氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。当恰好完全反应时只有氢氧化钠，如氢氧化钙或碳酸钠过量，还可能的情况是含有氢氧化钠、碳酸钠或含有氢氧化钠氢氧化钙。故猜想四为：NaOH、Ca(OH)2。

实验方案：

方案一：加入碳酸钠有白色沉淀生成，说明溶液中有钙离子，钙离子和碳酸根离子结合会生成碳酸钙白色沉淀。所以猜想四成立。

方案二：猜想二成立则含有碳酸钠，碳酸钠与稀盐酸反应会生成二氧化碳气体。所以现象为产生气泡。

方案三：加入碳酸钠无明显显示说明不含氢氧化钙，加入足量盐酸无明显现象说明无碳酸钠，所以猜想一成立。

实验探究：碳酸钠和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙，化学方程式为

。

反思评价：从猜想中的多种结果可知，分析反应后溶液中的溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑反应物是否过量。

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