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专题五 实验探究
一、实验探究的基本环节
提出问题→建立假设→设计实验方案→进行实验→得出
结论→交流评价。
二、实验探究题考查的内容
1．考查实验探究中提出问题或猜想的能力。
2．考查设计实验的能力。
3．考查对科学探究结果解释和表达的能力。
三、实验探究题的主要结构
1．提出猜想假设：根据实验的现象，从反应的质量守恒定
律、物质的性质(颜色、气味、状态等)提出假设。
2．设计实验方案：根据提出的假设，利用控制变量法设计
有效的对比实验，验证假设的合理性。
3．反思与评价：根据实验的操作、装置等方面进行可行性
评价，可以从节能环保、操作方便、安全有效等方面进行分析。
四、主要探究类型
编者对近几年的中考实验探究题做了一定的归纳整理，发
现有以下几种主要类型：氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究、有关
金属活动性的探究、有关复分解反应及反应后溶质成分的探究、
有关废水处理及金属回收的探究、有关废气(尾气)成分分析及处
理的探究等，有个别内容如空气中氧气含量的测定、燃烧与灭火
条件的探究等在前面已经归纳，在这里就不再重复。
实验探究一
有关氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究
本类型涉及的知识点主要有中学阶段常见的碱和碳酸盐
的性质检验，以及在实验探究中常出现的物质变质和混合物成分
的分析探究。
一、氢氧化钠的变质
1．NaOH 要密封保存的原因
水蒸气(H2O)
(1)吸收空气中的_____________________而潮解；
二氧化碳(CO2)
(2)吸收空气中的___________________
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O (变
而变质，化学方程式：_____________________________
Na2CO3
质后生成了______________)。
2．存放不严密的 NaOH 的成分
氢氧化钙(或氯化钙)
稀盐酸
(1)没有变质：滴入_______(或____________________)溶液，
无气泡(或无白色沉淀)产生。
氯化钙(或氯化钡) 溶液，目的是检验
(2)部分变质：加入___________________
并完全除去 Na2CO3，过滤，取滤液少量，滴入__________，变
酚酞溶液
红色。
氯化钙(或氯化钡)
(3)全部变质：加入________________溶液，目的是检验并完
酚酞溶液
全除去 Na2CO3，过滤，取滤液少量，滴入__________，不变色。
3．除去 NaOH 中的 Na2CO3 杂质
氢氧化钙(或氢氧化钡)
不再产生沉淀
边搅拌边滴入____________________溶液，直至____________
为止，过滤，得到 NaOH 溶液。
二、氢氧化钙的变质
1．生石灰变质的演变过程
CaO
生石灰的化学式为______，它露置于空气中，会吸收空气中
CaO＋H2O===Ca(OH)2
水蒸气
_____而变质，化学方程式为：______________________。利用此
干燥剂
性质，生石灰可作_________。生成的熟石灰又继续与空气中的_
二氧化碳
_________反应而变质，化学方程式为：
Ca(OH)
____________________________。
2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
CaCO3
Ca(OH)2
结论：生石灰变质后的物质可能是____________、________。
2．食品干燥剂 CaO 变质后的成分检验
检验方法：
温度升高(或放热、发烫)
(1)CaO：取少量样品溶于水，如果有_____________________
现象，则样品中含有 CaO。
稀盐酸
(2)CaCO3 ： 另 取 样 ， 直 接 滴 加 __________
，如果有
气泡产生
______________，则样品中含有
CaCO3。
注意：因 CaO 对检验 Ca(OH)2 有干扰，一般不检验 Ca(OH)2。
3．Ca(OH)2 的变质情况
稀盐酸
(1)是否变质：取样，滴入________，有气泡产生，证明已
变质；无明显现象，证明没有变质。
酚酞溶液
(2)部分变质：取样，加水溶解，滴入__________，变红色，
稀盐酸
证明含有 Ca(OH)2；另取样，滴入__________，产生气泡，证明
含有 CaCO3，即部分变质。
酚酞溶液
(3)全部变质：取样，加水溶解，滴入________，不变红色，
稀盐酸
证明不含有 Ca(OH)2；另取样，滴入__________，产生气泡，证
明含有 CaCO3，即全部变质。
注意：不溶于水的滤渣不一定全部是 CaCO3，可能有未溶解
的 Ca(OH)2，因 Ca(OH)2 微溶于水。
题型 1
氢氧化钠的变质探究
[解题指引]有关氢氧化钠的变质问题，其实就是考查氢氧化
钠的性质和碳酸钠的性质，注意生成的碳酸钠也呈碱性，因此，
(1)不能用酚酞或紫色石蕊溶液来证明其是否变质；(2)在证明氢
氧化钠是否部分变质时，碳酸钠对是否存在氢氧化钠的判断会有
干扰。为此，要用过量的氯化钙溶液或氯化钡溶液(不能用氢氧
化钙或氢氧化钡)先除去碳酸钠。
[例 1](2011 年广东)下表是 NaOH 和 Ca(OH)2 的溶解度数据，
请回答下列问题。
温度/ ℃
NaOH
溶解度
Ca(OH)2
/g
0
31
0.19
20
40
60
80
91 111 129 313
0.17 0.14 0.12 0.09
100
336
0.08
(1)从表中数据可以获得的信息是___________(写一条)。
(2)把 80 ℃时 NaOH 的饱和溶液降温至 20 ℃，可以看到的
现象是__________________；现有 20 ℃时 Ca(OH)2 的饱和溶液
(甲溶液)，向其中加入一定量 CaO 后得到的溶液(乙溶液)，此时
溶 液 的 溶 质 质 量 分 数 乙 ________ 甲 ( 填 “ ＞ ” 、 “ ＜ ”
“＝”)。
(3)某兴趣小组对部分变质的氢氧化钠固体进行提纯，设计
了如下操作流程。请回答：
(Ⅰ)步骤②反应的化学方程式为：__________________；加
入过量 Ca(OH)2 的目的是______________________________-_。
(Ⅱ)滤液 B 中的溶质是______、______(写化学式)；步骤③
所包含的具体操作是加热浓缩、______、过滤。
思维点拨：CaO 溶于水，与水反应会放热，溶液温度升高，
Ca(OH)2 溶解度反而减小，故虽同为饱和溶液，但溶质质量分数
乙小于甲 。除去氢氧化钠中的碳酸钠 可采用Ca(OH)2 或
Ba(OH)2，但加入的量最好不能过量，否则又成为新杂质。
答案：(1)相同温度下，NaOH 的溶解度远远大于 Ca(OH)2
的溶解度[或 NaOH 的溶解度随温度的升高而增大，或 Ca(OH)2
的溶解度随温度的升高而减小，合理即可]
(2)溶液变浑浊(或有晶体析出) <
(3)(Ⅰ)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
将溶液中的 Na2CO3 全部转化为 NaOH
(Ⅱ)NaOH Ca(OH)2
降温结晶(或结晶)
题型 2
氢氧化钙的变质探究
[解题指引]氢氧化钙变质题，相对氢氧化钠变质题要容易得
多，原因是生成的碳酸钙是难溶物，不会对氢氧化钙存在的判断
造成干扰。
[例 2] (2010 年广东清远)淑平同学在某食品厂生产的盒装饼
干中，发现盒内有一小包东西，其上标有“干燥剂”、“主要成
分是生石灰”、“请勿食用”等字样。为了提高自己的实验探究
能力，淑平决定对这包干燥剂展开探究。
(1)她将这袋干燥剂全部倒入一定量水中，充分搅拌后，触
摸杯壁，感觉有点热。将其过滤，得到白色沉淀物和滤液。
(2)联系到空气成分和 CaO 的性质，她对白色沉淀物的组成
提出了以下假设：
假设 1：是 CaO 和 CaCO3 的混合物；
假设 2：是 Ca(OH)2 和 CaCO3 的混合物；
假设 3：只有 CaCO3；
假设 4：只有 Ca(OH)2；
其 中 假 设 ____( 填 序 号 ) 不 合 理 ， 原 因 是
____________________________(用化学方程式表示)。
(3)为了判断其他几种假设的合理性，该同学继续进行实验：
①取少量沉淀物放入试管中，加入稀盐酸，有气泡产生，由
此可否定假设________。
②为了得到最后结论，她再取少量沉淀物放在另一支试管
中，加入少量水振荡，静置后，滴入酚酞溶液，呈红色，说明只
有假设________合理。
(4)从此，淑平同学明白了：
①“请勿食用”是因为该干燥剂吸水后具有________性且
______(填“吸”或“放”)热。
②该干燥剂吸水后会变质，变质后的物质可能是 CaCO3。写
出 CaO 变 质 生 成 CaCO3 的 最 后 一 步 反 应 的 化 学 方 程 式 ：
____________________________。
③ 空 气 中的 水 分 、 氧气等能引起食品变质 。一 般采用
____________________( 写出两种方法)等包装方法可以防止或
延缓食品变质。
思维点拨：考查生石灰作干燥剂的原理，从而引出生石灰变
质问题的探究，仍然是对生石灰、熟石灰和石灰石三者性质的考
查。把握上述知识点，此类题则可顺利解答。
答案：(2)1 CaO＋H2O===Ca(OH)2
(4)①碱(或腐蚀)
放
(3)①4 ②2
②Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
③充气(如 N2)包装、真空包装(或放干燥剂、脱氧剂等合理
答案)
1．(2012 年广东湛江)实验室有一瓶保管不当的试剂(如右
图)，其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”的字样。已知它是无色
液体，是初中化学常用的试剂。小欣和小芳同学很感兴趣，决定
对其成分进行探究。
【提出猜想】
(1)这瓶试剂可能是什么溶液呢？
①可能是 NaOH 溶液；②可能是 Na2CO3 溶液；③可能是
NaCl 溶液。
(2) 根 据 受 损 标 签 的 情 况 判 断 ， 这 瓶 试 剂 不 可 能 是
________(填字母代号)。
A
A．酸
B．碱
C．盐
【收集资料】
Ⅰ.初中化学常见的含钠化合物有 NaCl、NaOH、Na2CO3、
NaHCO3。
Ⅱ.测定室温(20 ℃)时，四种物质的溶解度的数据如下：
NaCl
物质
36
溶解度/g
【得出结论】
NaOH
109
Na2CO3
215
NaHCO3
9.6
(3)小欣根据试剂瓶标注的溶质质量分数 10%和上表中的溶
碳酸氢钠
解度的数据判断，这瓶试剂不可能是________(填物质名称)。
【设计实验】
(4)a.小芳用胶头滴管吸取该溶液滴在 pH 试纸上，测得 pH
NaCl(或氯化钠)
＞7，这瓶试剂不可能是________________。
b．小欣为了检验该溶液是 NaOH 溶液还是 Na2CO3 溶液，
她又进行了如下实验：
操作步骤
取样于试管
中，滴加氢
氧化钙溶液
实验现象
结论及化学方程式
猜想②正确，相关的化学方程式：
产生白色 Na
_________
________________________________
2CO3+Ca(OH)2===2NaOH+CaCO3↓
________
的沉淀
(5)请你选择与小欣不同类别的试剂，来鉴别 NaOH 溶液和
氯化钙(或氯化钡，或盐酸等) 溶液。
Na2CO3 溶液，你选择_________________________
2．化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现
有一瓶氢氧化钠溶液没有塞上橡皮塞，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】
实验操作
实验现象
实验结论
取少量该溶液于试管中，向溶液 有气泡冒 氢氧化钠溶液一定
中滴加稀盐酸，并不断振荡
出
变质了
【提出问题 2】 该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质
呢？
【猜想与假设】猜想 1：氢氧化钠溶液部分变质；
猜想 2：氢氧化钠溶液全部变质。
【查阅资料】(1)氯化钙溶液呈中性。
(2) 氯 化 钙 溶 液 能 与 碳 酸 钠 溶 液 反 应 ： CaCl2 ＋
Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl。
【实验探究 2】
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取少量该溶液于试管中，向溶
原溶液中一定有
白色沉淀
有________
液中滴加过量的氯化钙溶液，并
碳酸钠
生成
不断振荡
原溶液中一定有
(2)取步骤(1)试管中的少量上层 溶液变红
氢氧化钠
____________
色
清液，滴加酚酞溶液
部分
【实验结论】 该氢氧化钠溶液________(填“部分”或“全
部”)变质。
【反思与评价】(1)氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，
请写出相关反应的化学方程式：
2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
__________________________________。
(2)在上述【实验探究 2】中，小明提出可用氢氧化钙溶液代
不可行
替氯化钙溶液，你认为该方案________(填“可行”或“不可
行”)。
【理解与应用】氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存。实
浓盐酸
验室必须密封保存的药品还有很多，试另举一例：___________。
3．(2012 年山东聊城)某化学兴趣小组的同学对碳酸钙高温
加热一段时间后剩余固体的成分进行探究。
【提出问题】剩余固体的成分是什么？
【猜想与假设】剩余固体成分可能为：
A．全部是碳酸钙；
B．既有碳酸钙，也有氧化钙；
C．全部是氧化钙。
【设计并完成实验】
实验操作
实验现象
(1)取少量固体于试管中，加适量
水振荡后静置，再滴几滴无色酚 溶液变红
酞溶液
(2)再取少量固体于另一试管中， 有气泡
生成
滴加过量稀盐酸
实验结论
说明固体成分中
一定含有_______
氧化钙
说明固体成分中
一定含有_______
碳酸钙
【实验结论】该化学兴趣小组同学得出的结论：剩余固体成
B
分与猜想__________(填“A”、“B”或“C”)相同。
二氧化碳
【交流与反思】实验操作中产生的气体是_________。如何
把该气体通入澄清石灰水，观察石灰水是
检验是否为该气体：____________________________________
否变浑浊
__________。
剩余固体的成分若与猜想 C 相符，则两步操作的实验现象
(2)
__________[填“(1)”、“(2)”或“(1)(2)”]不同。
4．小明和小艳在实验室配制石灰水时，小明同学将两药匙
熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅
拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是他认为熟石灰样品已
经变质。小艳同学不同意他的判断，你认为小艳同学的理由是
Ca(OH)2 微溶于水
__________________________。
针对该熟石灰样品的成分，同学们展开了讨论，请你参与讨
论并完成实验报告。
【提出问题】熟石灰样品的主要成分是什么？
【作出猜想】甲同学猜想是 Ca(OH)2; 乙同学猜想是 CaCO3；
Ca(OH)2 和 CaCO3 的混合物
你认为是________________________________。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想。
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量的熟石灰样品于烧
杯中，加适量的水充分溶解
溶液变红色 固体逐渐
后过滤，向滤液中加入适量 _____________________
猜想正确
溶解，有气泡产生
___________________
__________；向滤出固体中
酚酞溶液
加入适量__________
稀盐酸
【拓展与应用】小组同学反思了熟石灰变质的原因，认识到
密封
实验室应________保存熟石灰。
5．通过学习碱的性质，我校化学兴趣小组的同学对实验室
的“氢氧化钙是否变质以及变质的程度”展开了探究活动，请你
一同参与。
(1)【提出问题】氢氧化钙是否变质？
(2)【猜想与假设】同学们经过讨论，认为样品存在三种可
能情况：1.没有变质；2.部分变质；3.完全变质。
(3)【实验探究】
实验步骤及操作
实验现象
①取样于试管中，加
②溶液变红；
入足量蒸馏水振荡，
有气泡产生
③___________
静置；
②溶液不变红；
②取上层清液，滴入
有气泡产生
③____________
实验结论
部分变质
全部变质
_____________
无色酚酞溶液；
③倒去上层清液，再
向试管中注入稀盐酸
溶液变红
②__________；
③没有气泡产生
____________
没有变质
(4)【小结与思考】
①小蔓同学根据上述实验方案进行实验，确定该样品已部分
变质，请写出实验中反应的化学方程式：
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；
_______________________________
CaCO
________________________________
3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
②氢氧化钙俗称熟石灰，农业上常用来
改良酸性土壤
_________________。
6．某校化学课外兴趣小组的小刚和小强同学到实验室去做
探究实验时，他们意外发现实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠
固体。根据所学化学知识，他们认为此瓶氢氧化钠固体变质了，
接着他们对这瓶氢氧化钠固体变质情况进行了探究。
【提出问题】氢氧化钠固体变质程度如何？
【查阅资料】
(1)20 ℃部分物质的溶解性表：
＋
Na
2＋
Ca
OH
溶
微
－
－
NO3
溶
溶
Cl
溶
溶
－
2－
SO4
溶
微
2－
CO3
溶
不
(2)氯化钙、氯化钠溶液呈中性，不能使无色酚酞变色。
【猜想与假设】
小刚猜想：氢氧化钠部分变质生成了碳酸钠；
氢氧化钠完全变质生成了碳酸钠
小强猜想：________________________________。
【实验探究】小刚和小强设计探究实验方案，证明了他们各
自的猜想。探究过程如下：
实验
步骤
实验操作
实验现象
实验结论
取样品，加水配
氢氧化钠已变质。反应的
制成溶液，并向 有________
白色沉淀
化学方程式：
步骤一 其中滴加适量氯
Na
______________________
2CO3+CaCl2===CaCO3 ↓
生成
化钙溶液，充分
+2NaCl
______________________
反应后过滤
取上述少量滤液
溶液变为_
步骤二 于试管中，滴加
氢氧化钠部分变质
_______色
红
无色酚酞溶液
【得出结论】小刚的猜想正确。
7．(2011 年广东梅州)某化学兴趣小组对实验室中一瓶久置
的 NaOH 溶液可能含有哪些溶质进行探究，请你一起参与他们的
探究活动。
【查阅资料】
NaOH 溶液会与空气中的 CO2 反应生成 Na2CO3，Na2CO3 溶
液显碱性。
【提出猜想】
猜想①：只含有 NaOH；猜想②：含有 NaOH 和 Na2CO3；
猜想③：只含有 Na2CO3。
【设计实验】
(1)甲同学取少量该溶液于试管中，滴入稀盐酸，若有气泡
猜想①
产生，则证明______________(填“猜想①”、“猜想②”或“猜
想③”)不成立。
(2)乙同学设计如下实验方案验证猜想②。
实验操作
预期现象和结论
若产生白色沉淀，则原溶液中含
有 Na2CO3。反应的化学方程式
步骤Ⅰ：取少量该溶液于试管
为：
中，滴入足量 CaCl2 溶液
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋
____________________________
2NaCl
_________________________
步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ所得溶液静
若溶液变红色，则原溶液中含有
置，然后取上层清液于试管中，
NaOH
滴入______溶液
酚酞
【实验反思】
(3)上述实验步骤Ⅰ中滴入足量 CaCl2 溶液的目的：①检验原
溶液中是否含有 Na2CO3；②______________________________
除去原溶液中的 Na2CO3，
_______________________________。
避免干扰步骤Ⅱ中 NaOH 的检验
【思维拓展】
(4)实验室里 NaOH 溶液需密封保存。药品密封保存的原因
有很多，请写出浓盐酸需密封保存的原因：_________________。
浓盐酸易挥发
(5)实验室盛放 NaOH 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，其原因
是 NaOH 与玻璃中 SiO2 会缓慢发生反应，化学方程式为 2NaOH
＋SiO2===X＋H2O，产物 X 使瓶口与瓶塞粘合在一起，试推测 X
Na2SiO3
的化学式为______________。
8．兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的
成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【对固体猜想】
猜想Ⅰ：全部是 NaOH；猜想Ⅱ：全部是 Na2CO3；猜想Ⅲ：
是 NaOH 和 Na2CO3 混合物。
【实验和推断】
盐酸
(1)若现象 a 为有气泡产生，则加入的 A 溶液是______，说
明氢氧化钠已经变质，有气泡产生的反应的化学方程式是：
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
_________________________________________。
(2)若 A 是 Ca(OH)2 溶液，现象 a 有白色沉淀，现象 b 为溶
CaCO3 ( 填化学式 ) ，该实验
液 变 红 色 ， 则 白 色 沉 淀 为 _______
不能
________(填“能”或“不能”)说明样品中有
NaOH。
有白色沉淀产生
(3)若 A 是 CaCl2 溶液，当实验现象 a 为__________________，
现象 b 为_____________，则猜想Ⅱ成立。
溶液不变红色
【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
________________________________(
用 化 学 方 程 式 表示)。