題型四科學探究題

目錄

考法01氫氧化鈉等是否變質的探究19

2

考法02反應后物質成分探究21

2類型四其他類型的探究25

【真題研析?規律探尋】2考法01探究中和反應25

考法02其他探究29

類型一物質組成或成分的探究3

考法03定量探究32

考法01物質組成的探究3

【核心提煉?考向探究】36

考法02物質成分的探究6

知識點一科學探究題解題思路

類型二物質性質和反應規律的探究1136

考法01金屬活動性順序的探究11知識點二猜想與假設37

考法02反應規律的探究14

知識點三實驗方案的設計與評價40

考法03物質性質的探究17

【題型歸納?命題預測】41

類型三反應后物質成分的探究19

對于科學探究題，近年中考中關于物質組成及成分的探究是實驗探究的重點。主要通過分析一些新的

背景材料，對物質成分進行探究，包括固體混合物成分探究、溶液成分探究、氣體混合物成分探究等。有

關物質變化的探究，主要結合氫氧化鈉等的變質進行探究，包括實驗方案設計、實驗現象、實驗結論等。

有關物質性質的探究，主要對物質可能有的性質進行探究，如酸堿性、熱穩定性等。解答科學探究題需要

學生具備扎實的實驗操作基本知識，懂得操作的一般步驟和原理，熟悉相關物質的性質、制備原理和變化

規律。解答探究題還應具備整體、全局意識，即審題時要先統觀全局，逐字逐句把整個題審讀一遍，再細

致地讀懂每步要求，這樣答題時才不會丟分。

物質組成的探究

物質組成或成分的探究

物質成分的探究

-金屬活動性順序的探究

物質性質的探究規律的探究

圖-物質性質的探究

物質組成的探究

反應后物質成分的探究

物質成分的探究

實

驗探究中和反應

探

究其他類型的探究

其他探究

定量探究

必r探究的基本過程

備

總體思路

知

識

實驗方案的評價

規律、性質類解題思路

真題研析-規律探尋

類型一物質組成或成分的探究

考法01物質組成的探究

1.(2023?湖北武漢)分類回收塑料制品是環境保護的重要研究課題。化學興趣小組利用過氧化氫溶液取氧

氣，并用燃燒法探究塑料的組成。

I、設計氧氣的發生裝圖

(1)圖1中儀器X的名稱為(填“集氣瓶”或“錐形瓶”)。

(2)圖2中柏絲可催化過氧化氫分解產生氧氣。實驗過程中，若觀察到安全管內液面上升，說明裝置內壓強

過大，此時可以采取的安全措施是o

II、探究某塑料的組成

某塑料含有碳、氫元素，可能還含有氧和氯元素中的一種或兩種。該塑料充分燃燒除生成二氧化碳和水蒸

氣外，還可能生成氯化氫氣體。取mg該塑料樣品與足量干燥的氧氣充分反應，用圖3所示裝置吸收生成的

氣體。實驗過程中，觀察到裝置乙溶液中產生白色沉淀。當氣體被充分吸收后，測得裝置甲、乙、丙的質

量在反應前后分別增加mig、m2g和ni3g。(無水氯化鈣可作干燥劑，裝置氣密性良好，裝置甲、乙、丙、

丁中試劑均足量)

無水

氫氧

、硝酸銀

化鈉

/溶液

溶液

乙丙

圖3

(3)裝置乙溶液中產生白色沉淀，說明該塑料含有氯元素。產生白色沉淀的化學方程式為

(4)該塑料樣品中氫元素的質量為(用代數式表示)。

(5)關于該實驗，下列說法正確的是o(填標號)

A.該塑料中碳原子與氯原子的個數比為73m3：88m2

B.若知+012+甘=01,則該塑料不含氧元素

C.若將裝置乙與丙互換，也能夠達到實驗目的

D.若去除裝置丁，則對測定氫元素的質量無影響

【答案】（1）錐形瓶

（2）移動鉆絲與溶液脫離/打開止水夾

⑶AgNO3+HCl=AgClJ+HNO3

/八Hi12m2

⑷7g+萬g

（5）ABD

【解析】（1）由圖可知，儀器X的名稱為錐形瓶，故填：錐形瓶；

（2）實驗過程中，若觀察到安全管內液面上升，說明裝置內壓強過大，此時可以采取的安全措施是將柏絲

抽離H2O2溶液，使反應停止或打開止水夾，讓多余的氣體從止水夾逸出，從而減小瓶內壓強，故填：移動

柏絲與溶液脫離或打開止水夾；

（3）裝置乙溶液中產生白色沉淀，說明該塑料含有氯元素，即塑料充分燃燒后生成氯化氫氣體，氯化氫與

硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸，反應的化學方程式為AgNO3+HCl=AgClJ+HNC>3,故填：

AgNO3+HCl=AgClJ+HNO3;

（4）由圖可知，甲裝置的作用是吸收生成的水，乙裝置的作用是吸收生成的氯化氫氣體，丙裝置的作用是

吸收生成的二氧化碳氣體，根據題干的信息可知，生成的水、氯化氫、二氧化碳質量分別為mig、m2g,m3g,

則塑料樣品中氫元素的質量為migxg3xlOO%+m2gxJ=xlOO%=Y~g+=,故填：—1-g+2g;

1836.5973973

（5）A、m3g二氧化碳中碳元素質量為m3gxKxlOO%=爭g,m2g氯化氫中氯元素的質量為

m2gx袈xlOO%=饕g,根據質量守恒定律，反應前后元素種類不變，則塑料中碳原子與氯原子的個數比

36.5/J

3m371m2

為11,73g=73m3：88m2,故選項說法正確；

1235.5

B、反應后生成的二氧化碳、水、氯化氫中碳元素、氫元素和氯元素的質量和（也可以是二氧化碳中的碳元

素質量、水中的氫元素質量和氯化氫的質量和）為普g+*g+m2g,根據質量守恒定律，反應前后元素種

類不變，若詈+1^+等=01,則說明該塑料不含氧元素，故選項說法正確；

C、裝置乙與丙不能互換，原因是氯化氫、二氧化碳都能與氫氧化鈉反應，有氯化氫存在的情況下，氯化氫

先與氫氧化鈉反應，使硝酸銀無法檢驗氣體中是否含有氯化氫，即無法確定塑料中是否含有氯元素，故選

項說法不正確；

D、實驗中甲裝置將反應中生成的水、乙裝置將反應中生成的氯化氫氣體已經全部吸收，因此去除裝置丁，

對測定氫元素的質量無影響，故選項說法正確。

故選ABD。

2.(2023?湖南株洲)某校化學興趣小組的同學在老師的指導下進行了“水的組成及變化的探究”實驗。

【提出問題】水是由哪些元素組成的？

【設計并進行實驗】

(1)實驗1(燃燒法)：在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣，觀察到火焰呈____色。然后在火焰上方罩一個

冷而干燥的小燒杯，過一會兒，觀察到燒杯壁有____且燒杯外壁發熱。反應的化學方程式為=

(2)實驗2(電解法)：按圖進行電解水實驗。在兩試管內產生的氣體中，a為,b為o

【實驗結論】

(3)由上述兩個實驗都能得到的實驗結論是0

【拓展提升】

(4)下列有關說法正確的是o

A.點燃純凈的氫氣會發生爆炸B.含氧的化合物是氧化物

C.冰塊與水混合得到混合物D.電解水的反應屬于分解反應

(5)若電解水產生了mg氫氣，則同時產生了g(用含m的代數式表示)氧氣。

(6)水是一切生命體生存所必需的物質，我們必須愛護水資源，一方面要,另一方面要防治水體污染。

請提出條預防和治理水體污染的措施o

占燃

【答案】⑴淡藍水霧出現(合理即可)2H2+O2=2H2O

(2)氫氣/H2氧氣/Ch

(3)水是由氫元素和氧元素組成

(4)D

(5)8m

(6)節約用水工業廢水處理達標后排放，合理使用化肥和農藥，生活污水集中處理達標后排放等

【解析】(1)氫氣燃燒，發出淡藍色火焰；

在火焰上方罩一個冷而干燥的小燒杯，過一會兒，觀察到燒杯壁有水霧出現，說明氫氣燃燒生成水；

點燃

氫氣燃燒生成水，該反應的化學方程式為：2H2+O2-2H2O;

(2)在電解水實驗中，“正氧負氫”，試管a與負極相連，產生的是氫氣，試管b與正極相連，產生的是氧

氣；

(3)氫氣和氧氣在點燃的條件下反應生成水，水在通電的條件下反應生成氫氣和氧氣，氫氣由氫元素組成,

氧氣由氧元素組成，根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類不變，可得出結論，水是由氫元素和

氧元素組成；

(4)A、氫氣具有可燃性，混有一定量的空氣，遇到明火，容易發生爆炸，點燃純凈的氫氣不會發生爆炸,

不符合題意；

B、氧化物是由兩種元素組成，其中一種元素是氧元素的化合物，故含氧的化合物不一定是氧化物，如氯酸

鉀中含氧元素，但是氯酸鉀由K、C1、0三種元素組成，不屬于氧化物，不符合題意；

C、冰是固態的水，冰塊與水混合得到的混合物由水一種物質組成，屬于純凈物，不符合題意；

D、電解水生成氫氣和氧氣，該反應符合“一變多”的特點，屬于分解反應。

故選D；

通電木木

(5)水在通電的條件下反應生成氫氣和氧氣，即2H2。?2應個+02個，則生成氫氣和氧氣的質量比為：

4:32=1:8,故若電解水產生了mg氫氣，則同時產生了8mg氧氣；

(6)愛護水資源，一方面要節約用水，另一方面要防治水體污染；

預防和治理水體污染的措施有：工業廢水處理達標后排放，合理使用化肥和農藥，生活污水集中處理達標

后排放等。

考法02物質成分的探究

3.(2023?湖北襄陽)化學使世界變得絢麗多彩，綠色生活理念深入人心。小明同學在幫助老師處理實驗室

固體廢棄物時，對其中一包固體廢棄物很感興趣，這包固體廢棄物可能由木炭粉、鐵粉、氧化銅、碳酸鉀、

硝酸鋼、碳酸氫鈉、氯化鈉中的一種或幾種組成。為確定其成分，小明在老師的指導下開展了以下科學探

究活動。

【查閱資料】NaHCCh的水溶液顯堿性；NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

【實驗探究】

步驟I：取少量固體樣品于燒杯中，加入足量的水，充分攪拌后過濾，得到濾液A和濾渣甲。

步驟H：向濾液A中加入過量的氫氧化鈉溶液，產生白色沉淀，充分反應后過濾，得到濾液B。

步驟III：取干燥后的濾渣甲用磁鐵完全吸引得到固體乙，稱量剩余濾渣，其質量為10g,然后向剩余濾渣中

加入一定量稀硫酸，無氣體產生，濾渣完全溶解，得到溶液C。

步驟IV：將固體乙加入到溶液C中，充分反應后過濾，將濾渣在低溫下干燥，得到干燥固體丙。

【實驗分析】

(1)若向濾液A中滴加少量無色酚酸試液，觀察到的現象是—o

(2)步驟II中產生的白色沉淀是—(填化學式)。

(3)若向濾液B中加入足量稀硫酸，產生白色沉淀，則濾液B中一定含有的溶質是(填化學式)。

(4)由以上實驗可知，原固體廢棄物中一定含有的物質是—(填化學式)。

【拓展延伸】

(5)若固體乙和固體丙的質量相等且都為ag,則a的取值范圍為。

【答案】(1)溶液變為紅色

⑵BaCCh

(3)NaNO3>Ba(NC>3)2和NaOH

(4)Fe、CuO、Ba(NO3)2和NaHCCh

(5)a>8

【解析】(i)步驟n：向濾液A中加入過量的氫氧化鈉溶液，產生白色沉淀，結合資料可知，碳酸氫鈉與

氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，而碳酸鈉會與硝酸鋼反應生成碳酸銀白色沉淀，故可以確定濾液A中含有硝酸

領和碳酸氫鈉，而碳酸氫鈉溶液顯堿性，故加入無色酚酰試液時，能觀察到溶液變為紅色；故答案為：溶

液變為紅色；

(2)由上述分析可知白色沉淀為碳酸領，其化學式為BaCCh；

(3)向濾液B中加入足量稀硫酸，產生白色沉淀，在上述物質中，只有硝酸鋼中的領離子能與硫酸根離子

生成硫酸/白色沉淀，因此濾液B中含有硝酸鋼，也說明硝酸鋼的量多于碳酸氫鈉的量，因步驟H中碳酸

鈉會與硝酸鋼反應生成碳酸鋼白色沉淀和硝酸鈉，且氫氧化鈉溶液過量，故濾液B中一定含有的溶質是硝

酸鈉、硝酸鋼和氫氧化鈉，其化學式為NaNCh、Ba(NCh)2和NaOH；

(4)由上述分析可知，固體廢棄物中一定含有硝酸鋼和碳酸氫鈉，步驟III中取干燥后的濾渣甲用磁鐵完全

吸引得到固體乙，則固體乙必為鐵粉，然后向剩余濾渣中加入一定量稀硫酸，無氣體產生，濾渣完全溶解,

得到溶液C,則說明固體廢棄物中不含木炭粉和碳酸鉀，一定含有氧化銅，原因是木炭粉不與稀硫酸反應,

且如果存在碳酸鉀，其會與硝酸鋼反應生成碳酸鋼白色沉淀，而碳酸領能與稀硫酸反應生成硫酸鋼白色沉

淀、二氧化碳和水，因此會有氣體產生，而氧化銅則能夠與稀硫酸反應生成硫酸銅和水，因此步驟III濾渣

中只有氧化銅。綜上所述，原固體廢棄物中一定含有的物質是鐵粉、氧化銅、硝酸鋼和碳酸氫鈉，其化學

式為Fe、CuO、Ba(N()3)2和NaHCCh;

(5)由分析可知，固體乙為鐵粉，溶液C可能為硫酸銅溶液，步驟IV將固體乙加入到溶液C中，鐵粉會與

硫酸銅發生反應生成硫酸亞鐵和銅單質，充分反應后過濾，將濾渣在低溫下干燥，得到干燥固體丙，因此

固體丙可能為銅單質。已知步驟ni中濾渣即氧化銅的質量為iog,氧化銅和稀硫酸反應：

CUO+H2SO4=CUSO4+H2O,鐵和硫酸銅反應：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,假設硫酸銅完全反應，且生成的固

體丙全部為銅單質，根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類和質量不變，氧化銅中的銅元素完全

轉化到了銅單質中，則生成銅單質的質量為：10gx#；7xl00%=8g,設生成8g銅需要消耗鐵粉的質量

64+16

為x

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

5664

x8g

56x

x=7g,即每7g鐵粉完全反應生成8g銅單質，但是根據題意可知，固體乙即鐵粉的質量等于固體

04og

丙的質量，所以哈8,且溶液C中會有剩余的稀硫酸。假設稀硫酸沒有剩余，則剩余的鐵粉會殘留在固體丙

中，而本身反應生成的銅單質的質量大于參加反應的鐵粉的質量，因此就會有固體丙的質量始終大于固體

乙的質量，而a<8時，硫酸銅部分反應，鐵粉完全反應，反應生成的銅單質的質量大于參加反應的鐵粉的

質量，也會有固體丙的質量始終大于固體乙的質量，故都不符合題意，因此溶液C中必有剩余的稀硫酸且

a>8o當a=8時，剩余的1g鐵粉會與稀硫酸反應；當a>8時，剩余的鐵粉需要一部分與稀硫酸反應，另一

部分則殘留在固體丙中，如此，便可以滿足固體乙和固體丙的質量相等。故答案為：aN8。

4.(2023?四川雅安)化學興趣小組課外實驗時，取出鎂條，發現久置的鎂條有一層灰黑色的“外衣”他們把

該鎂條放入試管中，倒入一定濃度的鹽酸，觀察到有氣泡產生，試管壁發燙。同學們對此氣體成分產生了

興趣。

【提出問題】產生的氣體是什么？

【查閱資料】(1)灰黑色“外衣”中含有MgCOs

(2)無水C11SO4遇水由白色變為藍色

【猜想假設】猜想一：乩、CO2

猜想二：凡、CO,和水蒸氣

猜想三：凡、CO,、水蒸氣和HC1氣體

⑴猜想三中有HC1氣體的理由是。

【設計實驗】為檢測產生的氣體成分，同學們設計如圖所示裝置進行實驗(部分固定裝置略去)

(2)B裝置中出現白色沉淀，證明產生的氣體中含有,寫出有關的化學方程式。

(3)C裝置的作用是o

(4)甲同學觀察到E裝置中無水CuSO,由白色變為藍色，于是得出結論：產生的氣體中一定含有乙同學

對此提出質疑，理由是o

(5)若顛倒B裝置和C裝置的安裝順序，(填“能”或“不能”)達到實驗目的，原因是=

【反思與評價】

(6)從安全角度考慮，你認為實驗時應注意o

【答案】(1)鹽酸易揮發

(2)HC1/氯化氫HCl+AgNO3=HNO3+AgCl

(3)檢驗并除盡C02

(4)氣體通過C裝置會帶出水蒸氣，也會使無水硫酸銅由白色變為藍色，干擾對氫氣的檢驗

(5)不能混合氣體中的HC1、C02均會被氫氧化鈣吸收，因此無法判斷混合氣體中是否含有HC1

(6)實驗開始前，先通一段時間氮氣，再將產生的氣體通入該裝置，防止發生爆炸

【解析】(1)根據鹽酸具有揮發性，因此猜想三中有HC1氣體；

(2)根據鹽酸與硝酸銀反應生成氯化銀沉淀和硝酸，B裝置AgNCh可用于檢驗混合氣體中的HC1,出現白

色沉淀，說明混合氣體中含有氯化氫，硝酸銀與鹽酸反應生成氯化銀沉淀，其化學方程式表示為：

HCl+AgNO3=HNO3+AgCl；

(3)二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，故可用C裝置澄清石灰水檢驗并除盡C02；

(4)氣體通入C裝置，會帶出部分水蒸氣到D、E裝置，可觀察到E裝置中無水CuSO4由白色變為藍色，

并不能判斷是D裝置中發生氫氣還原氧化銅的的反應；故甲同學觀察到E裝置中無水CuSO4由白色變為

藍色，于是得出結論：產生的氣體中一定含有H2。乙同學對此提出質疑，理由是：氣體通過C裝置會帶

出水蒸氣，也會使無水硫酸銅由白色變為藍色，干擾對氫氣的檢驗；

(5)B、C裝置顛倒，混合氣體中的HCl、CO2均會被氫氧化鈣吸收，因此無法判斷混合氣體中是否含有

HC1；

(6)該氣體中含有可燃性氣體氫氣，故實驗開始前，先通一段時間氮氣，再將產生的氣體通入該裝置，防

止發生爆炸。

5.(2023?山東濰坊)鎂被譽為“國防金屬”，在航空母艦、艦載機，導彈等武器中應用廣泛。某化學學習小

組觀察鎂與硫酸銅溶液反應時，產生大量無色氣體，同時有藍綠色不溶物和棕褐色不溶物生成。學習小組

對生成物展開以下探究：

【實驗一】探究無色氣體的成分

【查閱資料】部分鹽溶于水后，能與水分子作用解離出H+或OH,使溶液顯酸性或堿性。

【作出猜想】根據文獻資料和元素守恒，對氣體成分作出如下猜想：猜想1;S。？；猜想2：。2；猜想3：o

【實驗探究】小組成員按如圖裝置進行實驗：

實驗步驟實驗現象實驗結論

①扇聞導管口氣體的氣味無明顯氣味猜想1不成立

②_____帶火星的木條不復燃猜想2不成立

③用燃著的木條靠近肥皂泡肥皂泡破裂，燃燒，發出爆鳴聲猜想3成立

【深化探究】分別測量上述硫酸銅溶液和相同溶質質量分數的硫酸鈉溶液的pH,發現硫酸銅溶液的pH=4,

硫酸鈉溶液的PH=7。

【結論】硫酸銅溶液顯酸性，是由(填微粒符號)與水分子相互作用的結果；金屬鎂能與溶液中的H+

反應生成H?。

【實驗二】探究藍綠色不溶物的成分

【查閱資料】堿式碳酸銅［C%（OH）2c。3】為綠色固體，不溶于水但能溶于酸。

【作出猜想】猜想1：CU（OH）2；猜想2：CU2（OH）2CO3；猜想3：Cu（OH）2和Cu?（OH）2co3。

【實驗探究】向藍綠色不溶物滴加足量稀硫酸，不溶物溶解，無氣泡產生。則猜想—（填數字）錯誤。

小明同學結合初中所學知識，認為猜想1也不合理，理由是0

【查閱資料】某種堿式硫酸銅［Cu2（OH）2SO/為藍綠色固體，不溶于水能溶于酸。

【設計實驗】請你幫助小明設計方案，驗證藍綠色不溶物中含有CU2（OH）ZSO"。簡述實驗操作及現象（可供

選擇的試劑：稀鹽酸，稀硫酸，BaC"溶液）：o

【實驗三】探究棕褐色不溶物的成分

【查閱資料】

①棕褐色不溶物成分較為復雜，為Cu、CuO和Cu?0中的不確定組成；

②應。不溶于水，能與稀硫酸發生反應：CU2O+H2SO4=CU+CUSO4+H2OO

【實驗探究】取少量棕褐色不溶物于試管中，滴加稀硫酸至過量，溶液變藍，試管底部有亮紅色固體。

【交流討論】對棕褐色不溶物成分的推測較多，以下為其中兩位同學的討論：甲同學認為一定有窈2。，乙

同學反對該觀點，認為沒有C%。，而是（填化學式），也能產生上述實驗現象，理由是（結合

化學方程式和必要的文字說明）。

鎂帶------n

硫酸銅______I

溶液,U肥皂泡

【答案】H?將帶火星的木條放在導管口Cu2+2、3氫氧化銅能與酸性物質反應先

將藍綠色不溶物溶于足量稀鹽酸中，再向其中滴加少量BaC4溶液，產生白色沉淀，證明藍綠色不溶物中含

有C%（OH）2SO4CU、CUOCUO+H2SO4=CUSO4+H2O,溶液變藍，銅不與稀硫酸反應，試管底部

有亮紅色固體

【解析】實驗一：

｛作出猜想｝部分鹽溶于水后，能與水分子作用解離出H+,銅離子會有少量水解，生成氫氧化銅及氫離子，

這樣溶液就呈現出酸性，所以硫酸銅溶液顯酸性，金屬鎂能與溶液中的H+反應生成氫氣，則猜想3為H2,

故填H2。

｛實驗探究｝猜想2不成立，即生成的氣體不是氧氣，氧氣具有助燃性，能夠使帶火星的木條復燃，則實驗

步驟為將帶火星的木條放在導管口，實驗現象是帶火星的木條不復燃，故填將帶火星的木條放在導管口。

｛結論｝由題文可知，部分鹽溶于水后，能與水分子作用解離出H+,溶液呈酸性，銅離子會有少量水解，生

成氫氧化銅及氫離子，這樣溶液就呈現出酸性，故硫酸銅溶液顯酸性，故填CU2+。

實驗二：

｛實驗探究｝堿式碳酸銅為綠色固體，能與酸反應生成二氧化碳氣體，向藍綠色不溶物滴加足量稀硫酸，不

溶物溶解，無氣泡產生，即該綠色固體中不含堿式碳酸銅，則猜想2、3錯誤，故填2、3；

由上述可知，硫酸銅溶液呈酸性，氫氧化銅能夠與酸反應，所以小明認為猜想1也不合理，理由是氫氧化

銅能與酸性物質反應，故填氫氧化銅能與酸性物質反應。

｛設計實驗｝驗證藍綠色不溶物中含有CU2（OH）2s04的方法是先將藍綠色不溶物溶于足量稀鹽酸中，再向其中

滴加少量BaCb溶液，產生白色沉淀，證明藍綠色不溶物中含有Cu2（0H）2so4,故填先將藍綠色不溶物溶于

足量稀鹽酸中，再向其中滴加少量BaCb溶液，產生白色沉淀，證明藍綠色不溶物中含有Cu2（OH）2so4。

實驗三

｛交流討論｝根據資料可知，CU20不溶于水，能與稀硫酸發生反應，反應的化學方程式為

CU2O+H2SO4=CU+CUSO4+H2O,則取少量棕褐色不溶物于試管中，滴加稀硫酸至過量，溶液變藍，試管

底部有亮紅色固體，說明不溶物成分可能為C%。，也可能是Cu和CuO的混合物，故填Cu、CuO；

也能產生上述實驗現象，理由是CuO+H2sO4=CUSCU+H2O,溶液變藍，銅不與稀硫酸反應，試管底部有亮

紅色固體，故填CuO+H2sO4=CUSCU+H2O,溶液變藍，銅不與稀硫酸反應，試管底部有亮紅色固體。

類型二物質性質和反應規律的探究

考法01金屬活動性順序的探究

1.（2023?青海）基于實驗事實進行證據推理及形成結論是科學探究的重要途徑。化學興趣小組為探究Fe、

Cu、R三種金屬的活動性順序，進行了下列探究活動。

【查閱教材】Fe的金屬活動性比Cu強

【討論】Fe、Cu、R三種金屬的活動性順序存在以下三種可能：

①Fe>Cu>R

②Fe>R>Cu

③

【實驗過程】

實驗操作實驗現象實驗結論

硫酸亞硫酸銅

鐵溶液溶液

11

a試管中________

②正確

b試管中________

R-金屬R-0

ab

【拓展研究】若用實驗證明鋅的金屬活動性比銅強，可用鋅片和某種鹽溶液反應的方法。寫出反應的化學

方程式（只寫一種）。

【答案】R>Fe>Cu無現象（答案合理即可）金屬R表面有紅色物質出現（答案合理即可）

Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4（答案合理即可）

【解析】金屬活動性順序：Fe>Cu,根據猜想①Fe>Cu>R和猜想②Fe>R>Cu,可知猜想③R>Fe>Cu；故填:

R>Fe>Cuo

實驗過程

實驗結論為②正確，即Fe>R>Cu,金屬R不能與硫酸亞鐵反應，所以a試管中無現象；金屬R與硫酸銅反

應置換出銅，所以b試管中金屬R表面有紅色物質出現；故填：無現象（答案合理即可）；金屬R表面有

紅色物質出現（答案合理即可）。

拓展研究

用實驗證明鋅的金屬活動性比銅強，可用鋅片和銅鹽溶液反應的方法，可用硫酸銅等，反應的化學方程式

是：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4；故填：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4（答案合理即可）。

2.（2023?寧夏）學習小組在實驗室探究銅、鋅、銀三種金屬活動性順序。

【設計與實驗】同學們設計并進行圖3所示實驗（實驗中所用金屬均已用砂紙打磨）。

20%稀硫酸20%稀硫酸20%稀硫酸

V

TOOT7107

^

^ffflj銅片

HH硝酸銀

HH：-溶液

BygnlJn

實驗I實驗II

【解釋與結論】

（1）實驗I中只有一支試管內有氣泡產生，反應的化學方程式為

（2）實驗II中實驗現象是。

（3）上述實驗涉及的基本反應類型是。

由上述實驗得出三種金屬活動性由強到弱的順序是鋅、銅、銀。

【反思與交流】

(4)請你另設計一個實驗方案驗證這三種金屬的活動性順序(寫出所用試劑即可)。

(5)某同學又取了金屬M放入試管中，滴加稀硫酸，發現有氣泡產生，請你推測：金屬M—(填“能”或“不

能”)與硫酸銅溶液發生化學反應。

【拓展與延伸】

(6)同學們用不同形狀的鋅和不同溶質質量分數的稀硫酸在室溫下進行實驗，探究鋅與稀硫酸反應快慢的影

響因素，實驗記錄表：

硫酸的溶質質量分數鋅的形狀氫氣的體積(mL)

實驗編號

(均取20mL)(均取1g)(均收集3分鐘)

①20%鋅粒31.7

②20%鋅片50.9

③30%鋅粒61.7

④30%鋅片79.9

實驗①②對比說明；要比較不同溶質質量分數的稀硫酸對反應快慢的影響，應選擇的實

驗編號是=由此得出不同形狀的鋅和不同溶質質量分數的稀硫酸都會影響反應快慢。

【答案】⑴Zn+H2sO4=ZnSC)4+H2T

(2)銅片表面有銀白色固體生成，溶液由無色變成藍色

(3)置換反應

(4)鋅、硫酸銅溶液、銀

(5)能

(6)在其他條件相同時，鋅與稀硫酸接觸面積越大，反應速率越快①③或②④

【解析】(1)銅、鋅、銀三種金屬中，只有鋅的金屬活動性排在氫的前面，即只有鋅能與稀硫酸反應，實

驗I中鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，反應的化學方程式為Zn+HzSO,MZnSO4+H?T；

(2)實驗H中銅片與硝酸銀溶液反應生成銀和硝酸銅，故觀察到的實驗現象是銅片表面有銀白色固體生成,

溶液由無色變成藍色；

(3)實驗I中鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，實驗H中銅片與硝酸銀溶液反應生成銀和硝酸銅，這兩

個化學反應都是由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應，都屬于置換反應,

故上述實驗涉及的基本反應類型是置換反應；

(4)驗證鋅、銅、銀三種金屬的活動性順序，可以用硫酸銅溶液，鋅與硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸鋅，

說明鋅的金屬活動性鋅大于銅的金屬活動性，銀與硫酸銅溶液不反應，說明銅的金屬活動性大于銀的金屬

活動性，則三種金屬活動性由強到弱的順序是鋅、銅、銀，故驗證這三種金屬的活動性順序可用鋅、硫酸

銅溶液、銀；

（5）某同學又取了金屬M放入試管中，滴加稀硫酸，發現有氣泡產生，說明金屬M的活動性大于氫，而

銅的金屬活動性小于氫，則金屬M的活動性大于銅，故金屬M能與硫酸銅溶液發生化學反應；

（6）根據實驗記錄表可知，實驗①②對比說明在其他條件相同時，鋅與稀硫酸接觸面積越大，反應速率越

快，比較不同質量分數的硫酸對反應快慢的影響，其他因素應該相同，根據控制變量法，應選擇的實驗編

號是①③或②④，由此得出不同形狀的鋅和不同溶質質量分數的稀硫酸都會影響反應快慢。

考法02反應規律的探究

3.（2023?甘肅金昌）某校化學興趣小組的同學利用稀鹽酸、碳酸鈉、Ba（OH）2溶液三種物質探究“復分解

反應發生的條件”，做了以下實驗。

稀鹽酸稀鹽酸Ba（OH）2溶液

VVI

才Ba（OH%溶液I^Na2c03粉末昌Na2cO3溶液

①②③

（1）大家一致認為在試管①中還需要加入溶液才能證明發生了復分解反應。

（2）試管②中觀察到的現象是,試管③中反應的化學方程式為o

（3）通過三組實驗，同學們得出復分解反應發生的條件是o

（4）興趣小組的同學將試管③反應后的物質過濾，對濾液中溶質的成分進一步探究。

【提出問題】濾液中溶質的成分是什么？

【猜想假設】

猜想一：NaOH

猜想二：Ba（OH）2、NaOH

猜想三：O

【設計實驗】驗證你的猜想正確

實驗操作現象結論

步驟一：取試管③中濾液少量于試管中，加入足量CaCL溶液有_____產生

猜想三正確

步驟二：靜置一段時間，向上層清液中滴加適量____溶液有藍色沉淀產生

【反思拓展】通過探究實驗，同學們發現Ba（OH）2和NaOH化學性質相似，你認為Ba（OH）2的保存方

法是o

【答案】酚醐（或紫色石蕊）固體溶解，有氣泡產生Ba{OH\+Na2CO.=BaCO,+2NaOH

要有沉淀或有氣體或有水生成NaOH、Na2cO3白色沉淀CuSO4(或CuCL、Cu(NCh)2等)

密封干燥保存

【解析】(1)試管①中的中和反應沒有明顯現象，所以需要滴入指示劑證明發生了反應，可以選擇無色酚

酷或者是紫色石蕊試液。

(2)試管②中是稀鹽酸和碳酸鈉發生反應生成二氧化碳、氯化鈉和水，實驗現象為：固體溶解，有氣泡產

生，試管③中是氫氧化鋼和碳酸鈉反應生成碳酸鋼沉淀和氫氧化鈉，化學方程式為：

Ba(OH\+N%CC>3=BaCO3J+2NaOH。

(3)通過三組實驗，同學們得出復分解反應發生的條件是要有沉淀或有氣體或有水生成。

［猜想假設］

試管③中可能完全反應只有氫氧化鈉，也可能氫氧化鋼過量，是氫氧化鋼和氫氧化鈉，也有可能是碳酸鈉

過量是氫氧化鈉和碳酸鈉。

故猜想三為NaOH、Na2cO3

［設計實驗］

若猜想三正確，則濾液中溶質成分為氫氧化鈉和碳酸鈉，則氯化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀，所以實

驗現象為：有白色沉淀產生；

有藍色沉淀產生，說明生成了氫氧化銅沉淀，則加入的是含有銅離子的鹽，故可以滴加CuSCU或CuCh、

Cu(NC)3)2等。

［反思拓展］

NaOH有吸水性，且在空氣中容易變質，因為和NaOH化學性質相似，所以氫氧化鋼需要密封干燥保存。

4.(2023?江西)興趣小組對“化學反應前后物質的質量關系”進行探究，實驗方案如下：

方案B鐵釘與硫酸銅溶液反應前后質量的測定

【分析交流】

(1)方案A中紅磷燃燒的現象為,方案B中鐵與硫酸銅反應的化學方程式為。兩個方案反應前

后天平均保持平衡，說明上述兩個化學反應前后物質的總質量不變。

【發現問題】方案A中因有氧氣參加反應，故采用密閉裝置。但方案B中鐵與硫酸銅反應，反應物和生成

物都沒有氣體，為什么也要用密閉裝置呢？

(2)于是在老師的指導下，小組同學再次實驗，并使用pH傳感器測定錐形瓶內溶液pH,其數據如下圖。分

析圖像可知，反應開始階段溶液的酸性逐漸(填“增強”或“減弱”)，那么導致這一現象出現的原因又

是什么？

PH

4.0-

0200040006000800010000

時間/s

【提出猜想】

猜想甲：硫酸銅溶液和鐵作用所致；

猜想乙：硫酸銅溶液和空氣作用所致；

猜想丙：硫酸銅溶液、鐵及空氣共同作用所致。

【進行實驗】

(3)為驗證上述猜想，現提供如下用品：用煮沸并迅速冷卻的蒸儲水配成4%的硫酸銅溶液、潔凈的鐵釘、pH

傳感器等，實驗過程如下表，請完成表格中①、②兩處填空。

實驗序號實驗1實驗2實驗3

橡膠塞=植橡膠塞一^

物

實驗內容4%的硫酸銅溶液/油

4%的硫酸銅溶液口

①mL、

(部分儀器略去)4%的硫酸銅溶液D處行?鐵釘

5mL-鐵釘15mL

實驗現象pH先減小后略增大pH略增大pH不變

實驗結論猜想_____成立

【反思拓展】

(4)通過以上探究活動，請分析方案B中用橡膠塞形成密閉裝置的原因可能是。

(5)蠟燭燃燒后固體質量減小，請設計實驗驗證該反應是否遵守質量守恒定律。寫出你的簡明方案：

【答案】⑴劇烈燃燒，產生大量白煙，放出熱量Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

⑵增強

(3)5丙

(4)防止溶液酸性增大與鐵釘反應產生氫氣使裝置質量減小，無法驗證質量守恒定律

(5)取一套裝置氣密性良好的集氣瓶和帶有燃燒匙的橡皮塞，將蠟燭固定在燃燒匙上，將蠟燭、橡皮塞、燃

燒匙和集氣瓶放在天平上稱量后，放置在桌面上，點燃蠟燭迅速將蠟燭伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞，待蠟燭

熄滅后將裝置整體放在天平上稱量，若質量不變，則遵循適量守恒定律

【解析】（1）紅磷燃燒會產生大量白煙，放出熱量，故填：劇烈燃燒，產生大量白煙，放出熱量；

鐵和硫酸銅會生成硫酸亞鐵和銅，故填：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；

（2）圖中pH值下降，說明溶液的酸性增強，故填：增強；

（3）實驗1可以中硫酸銅溶液和鐵、空氣接觸；實驗2中硫酸銅和鐵接觸，需要控制其他變量相同，加入

5mL硫酸銅溶液；實驗3硫酸銅接觸到空氣；

實驗1、2對比說明pH減小與空氣有關，實驗1、3對比說明pH減小與鐵有關，則pH減小使硫酸銅與鐵

和空氣共同作用所致，故填：5；丙；

（4）裝置B中硫酸銅與鐵和氧氣接觸，可能會導致溶液酸性增強與鐵反應產生氫氣，如果在敞口容器中，

氫氣會逸出，導致裝置質量減小，無法驗證質量守恒定律，故填：防止溶液酸性增大與鐵釘反應產生氫氣

使裝置質量減小，無法驗證質量守恒定律；

（5）蠟燭燃燒會產生二氧化碳和水，需要在密閉容器中驗證，可以將蠟燭在密閉的集氣瓶中燃燒測定反應

前后的質量不變來驗證質量守恒定律，故填：取一套裝置氣密性良好的集氣瓶和帶有燃燒匙的橡皮塞，將

蠟燭固定在燃燒匙上，將蠟燭、橡皮塞、燃燒匙和集氣瓶放在天平上稱量后，放置在桌面上，點燃蠟燭迅

速將蠟燭伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞，待蠟燭熄滅后將裝置整體放在天平上稱量，若質量不變，則遵循適量

守恒定律。

考法03物質性質的探究

5.（2023?遼寧營口）學習完NaOH的性質后，某興趣小組對KOH的性質展開了如下探究:

【查閱資料】①KOH為白色固體，水溶液為無色；②下表是部分物質的溶解性表（室溫）

說明：“溶”表示該物質可溶于水，“不”表示該物質不溶于水。

nHSO：

nN

Cu2+EJ

【設計實驗】如圖所示，同學們用KOH溶液進行了下列實驗:

CuSO4溶液稀硫酸

（DA實驗測得KOH溶液的pH7（填或“<”）；

（2）B試管中的現象是o

（3）C試管中無明顯現象，為了證明二者發生反應，同學們又設計如下實驗:

滴加酚酸溶液加入x

步驟I步驟n

KOH溶液苦耳皂

①步驟II中若觀察到,可證明C中發生了化學反應；

②試寫出步驟II中發生反應的化學方程式o

③同學們猜測反應后的溶液中可能含有X,可選擇加以證明。

【得出結論】

(4)K0H與NaOH化學性質相似，原因是。

【答案】(1)>

(2)有藍色絮狀沉淀生成

(3)溶液由紅色變成無色2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O鋅/碳酸鈉/紫色石蕊溶液

(4)水溶液中都解離出氫氧根離子

【解析】(1)氫氧化鉀屬于堿，溶液顯堿性，A實驗測得KOH溶液的pH>7；

(2)氫氧化鉀溶液與硫酸銅溶液反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鉀，氫氧化銅是藍色絮狀沉淀，B試管中的

現象是有藍色絮狀沉淀生成。

(3)①氫氧化鉀溶液顯堿性，能使無色酚酥溶液變紅，向氫氧化鉀溶液中滴加酚麟溶液，溶液變紅，再滴

加稀硫酸，若觀察到紅色溶液變成無色，可證明C中發生了化學反應，因為溶液由紅色變成無色，說明氫

氧化鉀消失了，一種物質物質被反應完全，就有新的物質生成，有新物質生成的變化屬于化學變化；

②氫氧化鉀與稀硫酸反應生成硫酸鉀和水，該反應化學方程式：2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2Oo

③同學們猜測反應后的溶液中可能含有X,即證明反應后有酸剩余，依據酸的通性，可以選擇活潑的金屬

(如鋅)、碳酸鹽、紫色石蕊溶液。

(4)KOH與NaOH都屬于堿，在水溶液中都解離出氫氧根離子，KOH與NaOH化學性質相似，原因是都

解離出氫氧根離子。

6.(2023?遼寧)在學習了酸、堿的性質后，為加深對酸和堿主要性質的認識，化學興趣小組同學進行了如

下實驗活動。

NaOH溶液稀硫酸10mL水+酚酷2mL稀鹽酸+酚酰

CuSO4=0.1gCa(OH)2

甲乙

實驗活動一實驗活動二

(1)實驗活動一：

在試管中加入約2mL硫酸銅溶液，然后滴入幾滴氫氧化鈉溶液，觀察到有藍色沉淀產生，溶液仍為藍色。

寫出產生藍色沉淀的化學方程式。繼續向試管中加入稀硫酸，振蕩，觀察到藍色沉淀消失。

【實驗分析】

同學們對此時試管中溶液成分分析后認為：溶液中溶質一定有一，可能有一o

【實驗驗證】繼續向試管中加入少量氫氧化鈉溶液，振蕩，觀察到—，證明了可能存在的物質是存在的。

(2)實驗活動二：

同學們通過對比實驗，驗證了氫氧化鈣的性質。

實驗操作實驗現象實驗結論

向兩支試管中各加入0.1g氫氧化鈣—氫氧化鈣溶液顯堿性

粉末，分別加入10mL水和____mL

試管甲中固體未完全溶解，試管乙

稀鹽酸，振蕩；再各滴入1~2滴酚獻氫氧化鈣的性質為一

溶液。中固體完全溶解，溶液為無色

通過以上實驗，興趣小組同學們對酸、堿的性質有了進一步的認識。

【答案】⑴2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2J+Na2sO,Na2SO4,CuSO4凡SQ/硫酸無藍色沉淀

產生(合理即可)

(2)10試管甲中溶液由無色變為紅色微溶于水，能與鹽酸反應

【解析】(1)產生藍色沉淀的反應為硫酸銅和氫氧化鈉反應生成氫氧化銅和硫酸鈉，該反應的化學方程式

為：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2J+Na2SO4；

實驗分析：硫酸銅和氫氧化鈉反應生成氫氧化銅和硫酸鈉，觀察到有藍色沉淀產生，溶液仍為藍色，說明

硫酸銅還未完全反應，滴加稀硫酸，氫氧化銅和硫酸反應生成硫酸銅和水，故此時溶液中溶質一定有：硫

酸銅、硫酸鈉，可能含有硫酸；

實驗驗證：繼續向試管中加入少量氫氧化鈉溶液，如果溶液中存在硫酸，氫氧化鈉先與硫酸反應生成硫酸

鈉和水，待硫酸完全反應后，硫酸銅和氫氧化鈉反應生成氫氧化銅和硫酸鈉，故觀察到無藍色沉淀產生，

說明可能存在的物質是存在的；

(2)要驗證氫氧化鈣的性質，根據控制變量法，加入水和稀鹽酸的體積應相同，則向兩支試管中各加入0.1g

氫氧化鈣粉末，分別加入10mL水和10mL稀鹽酸，振蕩；再各滴入1~2滴酚酸溶液；

結論為氫氧化鈣溶液顯堿性，無色酚醐試液遇堿性溶液變紅，故現象為：試管甲中溶液由無色變為紅色；

向10mL水中加入0.1g氫氧化鈣，固體不能全部溶解，說明室溫下，100g水中最多能溶解氫氧化鈣的質量

小于1g,說明室溫下，氫氧化鈣的溶解度小于1g,說明氫氧化鈣微溶于水，無色酚酸試液在堿性溶液中變

紅，在中性和酸性溶液中均不變色，氫氧化鈣溶液顯堿性，能使無色酚酷試液變紅，而試管乙中固體完全

溶解，溶液為無色，說明氫氧化鈣能與鹽酸反應。

類型三反應后物質成分的探究

考法01氫氧化鈉等是否變質的探究

1.（2023?遼寧阜新）某校化學興趣小組同學想檢驗實驗室內一瓶久置的NaOH固體是否變質。

【查閱資料】氯化鋼溶液呈中性

【提出問題】NaOH固體是否變質？

【猜想假設】

猜想一：沒有變質，成分全部為NaOH。

猜想二：發生變質，成分為（寫化學式）。猜想的依據是。

【實驗活動1】甲組同學設計并進行了如下實驗。

實驗操作實驗現象實驗結論

取少量NaOH樣品于試管中加水配成溶液，再向其中加入過量稀鹽酸，觀察。—猜想二正確

該實驗中一定發生的反應，其化學方程式為。

【實驗活動2】乙組同學為了證明該NaOH樣品變質程度，設計了如下實驗方案并進行實驗。

取少量固體樣品于燒杯中加水充分溶解后，向其中滴加過量氯化鋼溶液至沉淀完全，過濾，取少許濾液于

試管中，滴加幾滴無色酚麟溶液，觀察到無色酚醐溶液,證明NaOH樣品發生了部分變質。

【實驗活動3】丙組同學設計了新的實驗方案并利用乙組剩余