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【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】专题22科学探究1．（2022年新疆中考）2021年12月9日，我国“天宫课堂”第一课成功授课。兴趣小组同学对其中的“泡腾片实验”很好奇，于是一起开展如下探究。【查阅资料】（1）维生素C(C6H8O6)具有增强机体抵抗力，预防和治疗坏血病等作用。某品牌维生素C泡腾片主要成分如图。（2）柠檬酸为食用酸类，由碳、氢、氧三种元素组成，可增强体内正常代谢，适当剂量对人体无害。柠檬酸易溶于水，20℃时，其2%水溶液的pH为2.1。（3）碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多的药剂之一，写出该反应的化学方程式_______。【提出问题】维生素C泡腾片溶于水后产生的气体是什么？【猜想与假设】同学甲认为产生的气体中不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO___。同学乙认为产生的气体也不可能含有N2，因为_______。同学丙认为该气体可能含有O2、CO2中的一种或两种。【进行试验】实验编号实验操作实验现象实验结论I将一片维生素C泡腾片放入装有水的试管中有大量气泡产生II将带火星的木条伸入试管带火星的木条没有复燃该气体中不含O2【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】III将气体通入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊该气体中含有___【解释与结论】（4）同学丁认为由实验II不能确定该气体中不含O2，理由是_______。同学们经过讨论，设计了更为严谨的实验，最终证明了该气体中不含氧气。（5）请你尝试从微粒变化的角度说一说该气体产生的原因_______。【反思与评价】（6）维生素C泡腾片的保存注意事项是_______。（7）通过本次探究活动，同学们对柠檬酸的用途也充满了兴趣，你觉得柠檬酸还可以用来____A．作碳酸饮料的添加剂B．做金属除锈剂C．清洗饮水机D．作锅炉除垢剂【答案】322NaHCO+HClNaCl+HO+CO＝有毒反应物中不含氮元素二氧化碳##2CO只有纯氧才能使带火星的木条复燃，生成的气体中可能含有较少量的氧气柠檬酸中的氢离子和碳酸氢钠中的碳酸氢根离子结合为碳酸，碳酸分解为水和二氧化碳保持干燥ABCD【解析】查阅资料：（3）碳酸氢钠能和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为：322NaHCO+HClNaCl+HO+CO＝；猜想与假设：因为泡腾片适用于人服用的不能生成对人体有害的物质，故此不可能生成一氧化碳，一氧化碳有毒，故填：有毒；而根据质量守恒定律反应前的维生素C、柠檬酸和碳酸氢钠中都不含氮元素，故此反应后也不可能生成含氮元素的氮气，故填：反应物中不含氮元素；进行试验：根据将气体通入石灰水中现象是石灰水变浑浊，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故说明气体中含有二氧化碳，故填：二氧化碳；解释与结论：（4）由于只有较纯的氧气才能使带火星的木条复燃，若气体中含有较少氧气或不含氧气都不能是木条复燃，因此木条不复燃不能说明没有氧气，故填：只有纯氧才能使带火星的木条复燃，生成的气体中可能含有较少量的氧气；（5）柠檬酸中的氢离子和碳酸氢钠中的碳酸氢根离子结合为碳酸，碳酸分解为水和二氧化碳；反思与评价：（6）根据题意可知，泡腾片加水后会发生反应，故应在干燥的环境下保存，故填：保持干燥；根据题意可知，柠檬酸水溶液显酸性。A、柠檬酸能与碳酸盐反应生成二氧化碳，可作为碳酸饮料的添加剂，正确；【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】B、酸能和铁锈中的氧化铁反应故做金属除锈剂，正确；C、柠檬酸溶液显酸性能杀死水中的部分细菌，故可以清洗饮水机，正确；D、酸能和水垢中的难溶性钙镁化合物反应，故作锅炉除垢剂，正确。故选：ABCD。2．（2022年四川省达州市中考）我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法，为世界制碱工业作出了突出贡献。在工业生产所得的碳酸钠产品中往往会混有少量的氯化钠。某校化学兴趣小组同学想探究某产品中碳酸钠的质量分数，经讨论后设计了如下两种实验方案。【查阅资料】碱石灰的主要成分是CaO和NaOH。【设计与实验】方案甲：“气体质量法”（1）按上图所示连接好装置，检查装置气密性后加入一定质量的碳酸钠样品于装置A中。（2）打开止水夹K通入一段时间的氮气后，称量装置C的质量，并记录。（3）关闭止水夹K，打开分液漏斗活塞向A装置中注入足量的稀硫酸，关闭活塞。（4）待装置A中无气泡产生后打开止水夹K，再次通入氮气一段时间后，关闭止水夹K，第二次称量装置C的质量，并记录。（5）计算。【分析与讨论】①装置A中发生反应的化学方程式为_______。②装置B中浓硫酸的作用是_______。③步骤(4)中再次通入氮气的目的是_______。④装置D的作用是_______。方案乙：“沉淀质量法”【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】写出上述流程中相关反应的化学方程式：_______。【得出结论】同学们经过实验，最终都计算出了样品中碳酸钠的质量分数。请你根据方案乙中测定的相关数据，求出样品中碳酸钠的质量分数为_______×100%(用含有m、n的代数式表示)。【反思与交流】同学们经过讨论认为方案乙优于方案甲，理由主要是_______(填字母序号)。A．节约能源B．操作简便C．保护环境【答案】23242422NaCO+HSONaSO+HO+CO＝干燥二氧化碳（或除去二氧化碳中水蒸气）使生成的二氧化碳被C完全吸收防止空气中水和二氧化碳进入C2233CaCl+NaCOCaCO+2NaCl＝106n100mB【解析】【详解】【分析与讨论】①装置A中是碳酸钠和稀硫酸反应，故填：23242422NaCO+HSONaSO+HO+CO＝；②浓硫酸具有吸水性，可以干燥气体，故填：干燥二氧化碳（或除去二氧化碳中水蒸气）；③无气泡产生后再次通入氮气的目的是使装置内残留的二氧化碳被C完全吸收，故填：使生成的二氧化碳被C完全吸收；④装置D内放有碱石灰，作用是防止空气中的水和二氧化碳进入C，故填：防止空气中的水和二氧化碳进入C；流程中涉及的反应是碳酸钠和氯化钙反应，故填：2233CaCl+NaCOCaCO+2NaCl＝；【得出结论】方案乙中ng为生成碳酸钙的质量，可计算碳酸钠的质量，过程如下：设碳酸钠的质量为x【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】2233CaCl+NaCOCaCO2NaCl106106n106n106100g100%100%100100m100mxxxngxng＝碳酸钠的质量分数故填：106n100m；【反思与交流】A、方案甲、乙均不需要加热，节约能源角度不存在乙优于甲的情况，不符合题意；B、乙溶解过滤、洗涤、干燥的操作比甲方案连接装置、称量要简便，符合题意；C、甲不会排放有害气体，乙也没有有害物质排放，不存在乙优于甲的情况，不符合题意；故选：B。3．（2022年湖南省怀化市中考）网红产品自嗨锅和自热米饭深受年轻人喜欢。自嗨锅内有一个发热包，加水后即可加热食物，持续时间长达2小时。怀化某中学化学兴趣小组对发热包非常感兴趣，在学校化学实验室对其成分进行探究。【查阅资料】a、发热包内的粉末主要由生石灰、铁粉、铝粉、碳粉、氯化钠等组成；b、铝是一种两性金属，与强酸、强碱溶液反应都能生成H2；c、AgCl是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀。【实验探究】为确认发热包中各种成分的存在，兴趣小组的同学们设计了实验方案并进行操作。步骤实验操作实验现象实验结论一取部分粉末，将磁铁靠近发现有黑色物质被磁铁吸引成分中有___________二将磁铁充分吸附后的剩余粉末分成两份，其中一份加水溶解，过滤，取滤液测pHpH试纸变蓝紫色pH___________7成分中有生石灰三取少量滤液于试管中，先加入过量稀硝酸，再加入少量___________溶液生成白色沉淀成分中有___________四将另一份粉末放入烧杯，加入适量NaOH溶液___________成分中有铝粉五将步骤二中过滤得到的滤渣放入硬质玻璃管中石灰水变浑浊成分中有碳粉【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】___________，将产生的气体通入澄清石灰水【实验反思】生石灰与水反应放出的热量是发热包主要的热量来源，该反应的化学方程式为___________；自嗨锅注入冷水后可以升温至150℃以上，而蒸汽的温度可达到200℃，反应过程中还会产生大量的气体，操作不当很有可能引发爆炸。用完后的发热包按___________（填“厨余垃圾”、“可回收垃圾”或“其它垃圾”）分类处理。【答案】铁粉大于硝酸银氯化钠生成气体加热22CaO+HO=CaOH其它垃圾【解析】实验探究：铁能被磁铁吸引，取部分粉末，将磁铁靠近，发现有黑色物质被磁铁吸引，说明成分中含有铁粉；pH7显碱性，pH=7显中性，pH7显酸性；剩余粉末分成两份，其中一份加水溶解，过滤，取滤液测pH，pH试纸变蓝紫色，说明溶液pH7，溶液显碱性，含有生石灰，生石灰和水反应生成氢氧化钙；已知，AgCl是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀。实验现象为生成白色沉淀，则操作为取少量滤液于试管中，先加入过量稀硝酸，再加入少量硝酸银溶液，生成白色沉淀，说明成分中含有氯化钠，氯化钠和硝酸银生成白色氯化银沉淀；已知，铝是一种两性金属，与强酸、强碱溶液反应都能生成H2；实验结论含有铝粉，则将另一份粉末放入烧杯，加入适量NaOH溶液，观察到生成大量气体，说明存在铝粉；碳和空气中氧气反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体二氧化碳；则将步骤二中过滤得到的滤渣放入硬质玻璃管中加热，将产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明成分中含有碳粉；实验反思：氧化钙和水反应生成氢氧化钙，22CaO+HO=CaOH；用完后的发热包中含有多种化学成分，应该按其它垃圾分类处理。4．（2022年四川省自贡市中考）某化学兴趣小组将镁条用砂纸打磨后按图Ⅰ所示方案进行实验。A中缓慢产生气泡，B、C中快速产生较多气泡，且C中有白色不溶物产生。【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】(1)图Ⅰ实验中取用镁条的仪器是_____（填“药匙”或“镊子”）。(2)同学们经过讨论获知：水能解离出少量H+、OH﹣，且镁与稀盐酸反应的化学方程式为：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，则A中反应的化学方程式为_____。同学们接着对C中产生的白色不溶物的成分进行了以下探究。【提出问题】C中产生的白色不溶物是什么呢？【查阅资料】①Mg（OH）2和MgCO3均为白色不溶物。②Mg（OH）2和MgCO3均可与盐酸发生复分解反应。③Mg（OH）2和MgCO3加热均易分解，分别生成两种氧化物。④Mg（HCO3）2可溶于水，且不稳定，易分解为MgCO3、H2O、CO2。⑤白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。【提出猜想】(3)猜想一：白色不溶物是纯净的Mg（OH）2。猜想二：白色不溶物是纯净的_____。猜想三：白色不溶物是Mg（OH）2、MgCO3的混合物。【实验验证】(4)取该白色不溶物加足量的稀盐酸，发现不溶物全部溶解，并有气体产生，则猜想_____不成立。再取干燥的该白色不溶物加热分解，并将所产生的气体通过无水硫酸铜，发现无水硫酸铜变蓝，由这两个小实验得出猜想_____成立。【拓展探究】(5)如图Ⅱ，称取干燥的该白色不溶物70.4克于热分解装置中，充分加热至不再产生气体，使分解产生的气体依次通过装置D、E，并使分解产生的气体全部被装置D、E吸收，实验后测得装置D增重3.6克，装置【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】E增重30.8克，若该白色不溶物的组成用xMg（OH）2•yMgCO3表示，则x：y＝_____。(6)装置F的作用是_____。【答案】(1)镊子(2)Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑(3)MgCO3(4)一三(5)2：7(6)防止空气中二氧化碳和水加入D装置，影响实验结果【解析】(1)镁条是块状固体，应用镊子取用；(2)由题干可知：水能解离出少量H+、OH-，则A中镁与水反应生成氢氧化镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+2H2O＝Mg（OH）2+H2↑；(3)C中产生的白色不溶物是猜想一：白色不溶物是纯净的Mg（OH）2