专题20 科学探究
1.【2022广州中考】某校学生用盐酸和碳酸钙制备CO2，产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。
（1）废液成分的确定
①写出制备CO2的化学方程式_______。
②推测废液所含溶质
推测一：_______ 推测二：CaCl2和HCl
③若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？_______(填标号)
A.石蕊溶液 B.AgNO3溶液 C.锌粒 D.CuO粉末
（2）废液的处理
实验表明废液中的溶质是CaCl2和HCl，小组决定用Na2CO3除去它们。
【提出问题】如何估算Na2CO3固休的用量？
【进行实验】取100mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。
【结果讨论】
①a→b阶段，观察到烧杯中的现象是_______。
②b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为_______。
③c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白沉淀生成，说明处理100mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积_______120mL。(填“大于”“等于”或“小于”)
④将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重，质量为4g。若处理10L该废液，理论上需要Na2CO3
固体___g。(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看做1g/cm3)
2.【2022湖北宜昌中考】运用化学知识，开展科学探究。
探究一、久置的物质能否继续使用
【实验探究】小明家中有久置的食品干燥剂（主要成分为生石灰）和消毒用双氧水（过氧化氢溶液），为探究能否继续使用，在老师指导下，他与同学们在实验室探究如下：
食品干燥剂 | 消毒用双氧水 | |
操作 | 取样于烧杯中，加适量水 | 取样于烧杯中，加适量二氧化锰 |
现象 | ___________ | 没有气泡产生 |
结论 | 还能继续使用 | ___________ |
反思与交流：久置的双氧水可能失效，反应的化学方程式为___________。
探究二、某些酸、碱、盐之间能否发生反应
【实验探究】化学小组在实验过程中，部分记录如下表：
加了酚酞的氢氧化钠溶液 | 碳酸钠溶液 | 硝酸钡溶液 | |
滴加稀硫酸 | 溶液呈红 | 产生气泡 | 产生白沉淀 |
反思与交流：
（1）有白沉淀生成的反应化学方程式为___________。
（2）甲同学认为硫酸与氢氧化钠没有发生反应，其理由是___________；乙同学认为它们发生了反应，只需从“试剂用量”角度作实验改进即可证明，其方法是___________。
【废液处理】实验后的废液需进行无害化处理，使溶液呈中性且不含钡离子等。经讨论，同学们将上述废液按下列步骤进行处理：
步骤 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | IV |
方法 | 将三组废液倒入同一烧杯中 | 静置 | 滴加足量的硫酸钠溶液 | 加过量的X |
现象 | 浑浊，产生气泡，红消失 | 分层 | 无明显现象 | …… |
反思与交流：
（1）步骤Ⅱ静置后的上层清液中，除酚酞外一定含有的溶质是___________（填化学式，下同）：溶质种类最多时，溶质有___________。
（2）步骤Ⅳ加过量X的目的用化学方程式可表示为___________。
3.【2022湖南岳阳中考】小明在做课后习题时，看到了化学方程式，联想到医院在用 X 射线检查肠胃病时让患者服用的“钡餐”，其主要成分是 BaSO4。
【查阅资料】BaSO4不会被人体吸收，对身体无害，但 Ba2＋是重金属离子，对身体危害较大。【提出问题】与 BaSO4一样，BaCO3也不溶于水，有同学提出 BaCO3是否也可用作“钡餐”？
【实验探究】模拟胃液环境设计以下方案：
实验操作 | 实验现象 | 实验分析 | 实验结论 |
取少量 BaCO3粉末于试管中，向其中滴加适量______ | ______ | 产生该现象的化学方程式为______ | BaCO3 不可用作 “钡餐” |
【反思交流】从 BaSO4性质角度分析，BaSO4不被人体吸收可作“钡餐”的原因是______。
4.【2022湖南常德】实验室常用的干燥剂分碱性、酸性、中性三种类别。碱石灰是一种常用的碱性干燥剂，其成分为NaOH和CaO，它吸水能力强，不能干燥二氧化碳气体，在实验室应密封保存。
宜昌中考分数查询【学习交流】碱石灰不能干燥二氧化碳气体的原因分析
原因一：氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠；
原因二：_______。
实验室有一瓶因敞口久置后变质的碱石灰，某化学兴趣小组对其成分展开讨论与探究：
【提出猜想】变质的碱石灰除含水以外，可能还含有哪些成分？
猜想一：NaOH Ca（OH）2
猜想二：NaOH Ca（OH）2 CaCO3
猜想三：NaOH CaCO3
猜想四：Na2CO3 Ca（OH）2
猜想五：Na2CO3 CaCO3
【提出质疑】
兴趣小组部分同学认为猜想_______不合理，应改为_______。
【查阅资料】兴趣小组为了更好地进行实验探究，将常见盐的水溶液的酸碱性整理如下：
氯化钠 | 硝酸钠 | 碳酸钠 | 氯化钙 | 硝酸钙 | 氯化钡 | 硝酸钡 | 硫酸铜 |
中性 | 中性 | 碱性 | 中性 | 中性 | 中性 | 中性 | 酸性 |
【实验探究】
取少量碱石灰样品于试管中，加入足量蒸馏水。
（1）若发现样品完全溶解，则证明猜想_______正确；
（2）若发现样品未完全溶解，过滤后得到滤渣M和溶液N，进行相关实验。
实验一：向溶液N中先滴加几滴酚酞溶液，可观察到溶液_______，仅根据此现象不能证明任一猜想是否正确，原因是_______，在此基础上，应如何设计实验证明猜想五正确？请写出实验操作及现象：_______。
实验二：向滤渣M中加入适量盐酸，可看到有气泡产生，反应方程式为_______。
【拓展延伸】干燥剂的选择要视被干燥气体的性质而定，碱性干燥剂不能干燥酸性气体，同理，酸性干燥剂不能干燥碱性气体。总之，干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应。
5.【2022江苏苏州中考】铁黄（FeOOH）是重要的化工产品。某科研小组在实验室进行铁黄制备研究。
已知：①铁黄制备原理
②为促进生成的铁黄沉淀有序生长，实验时需加入少量已制铁黄作为晶种。
（1）FeOOH可表示为xFe2O3·yH2O，其中=___________。
（2）铁皮处理：取一定量铁皮，用稀硫酸除去表面铁锈。该除锈反应的化学方程式为_____。
（3）制备铁黄：在如图所示装置的三颈烧瓶内进行制备。
步骤一：加入一定量除锈后的碎铁皮
步骤二：加入含有少量铁黄晶种的悬浊液；
步骤三：滴加少量FeSO4溶液；
步骤四：控制合适条件，边搅拌边鼓入空气，充分反应48小时，得到大量FeOOH沉淀。
①将三颈烧瓶中所得FeOOH沉淀分离出来的实验操作是___________（填操作名称）。
②为提高产品纯度，需洗涤分离出的沉淀。洗涤前沉淀表面吸附的阴离子为_________（
填离子符号）。
③实验中仅滴加少量FeSO4溶液，就能得到大量FeOOH沉淀，其原因是___________。
6.【2022河北中考】化学课上，老师组织学生对家用除湿盒如图所示进行了如下探究。
【资料信息】
吸湿区内黑颗粒是活性炭，白颗粒是初中化学一种常见物质。 使用一段时间后，集水区内有大量液体和少量固体，且气温越低固体越多。 |
【知识应用】除湿盒内活性炭的作用是除去空气中的异味，利用了其 ______性。
【提出问题】白颗粒是什么物质？
【作出猜想】猜想Ⅰ：氧化钙；猜想Ⅱ：氢氧化钠；猜想Ⅲ：氯化钙。
猜想依据：氧化钙能与水反应，氢氧化钠和氯化钙在空气中容易 ______水分。
【交流讨论】从安全性考虑，因为氢氧化钠具有强烈的 ______，所以否定了猜想Ⅱ。
【进行实验】已知氯化钙溶液呈中性，不与空气中的成分反应。小组同学设计并进行了图所示的实验。
【解释与结论】小组同学依据实验得出结论：白颗粒是氯化钙。
步骤的现象是 ______。
步骤的化学方程式为 ______写一个。
【拓展交流】同学们查阅到氯化钙在不同温度下的溶解度如下表：
温度 | |||||
溶解度 | |||||
集水区内“气温越低固体越多”的原因是 ______。
从绿化学的角度考虑，除湿盒使用后，对集水区内物质的处理建议是 ______。
7.【2022湖南湘潭中考】同学们在学习“化学反应中的能量变化”时，进行了如下探究实验。
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