2022年上海初三中考化学一模卷分类汇编专题14 探究实验含详解

1．（2022·上海金山·一模）学校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶膨胀破裂，在老师的指导下，兴趣小组同学对该生石灰取样开展了如下探究： 【提出问题】生石灰样品的成分是什么？

【提出假设】生石灰样品的成分可能是CaO、Ca（OH）2 和 CaCO3 中的一种或几种。 【设计实验】兴趣小组设计如下实验进行探究。 实验操作 实验现象 烧杯壁发热 实验结论 a 取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁。 ______ 将步骤 a 中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入b ______。 取步骤 b 中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸。 溶液变红 有 Ca（OH）2 c ______ 有 CaCO3 【反思评价】经过讨论，同学们发现通过步骤 b 不能得到样品中一定含有Ca（OH）2 的结论，理由是______。

通过小组合作，最后得出样品中肯定含有 CaO 和CaCO3，可能含有 Ca（OH）2。请写出样品中有 CaCO3 生成的化学方程式______。 【应用交流】生石灰要密封保存。

【拓展思考】如果取 ag 生石灰放置于空气中，一段时间后称得固体质量为 bg，若 bg 固体全部是碳酸钙， 则 a、b 之间的关系是______。

2．（2022·上海嘉定·一模）为探究某干燥的绿色固体粉末的元素组成，某小组进行了如图所示的两个实验，请回答: 实验一 实验二 实验装置 装I II Ⅲ Ⅲ V VI

置编号 实验现象 (1)装置II中的现象说明装置1中产生了________: II中反应化学方程式为______。 (2)实验二中气球的作用是______；装置IV中发生反应的化学方程式是_______。 (3)实验二中实验开始前要先向装置中一段时间的CO，目的是_______。 (4)根据上述实验现象推知绿色固体中一定含有的元素包括:_______。

(5)上述实验装置中，装置_______ (填装置编号)对该探究实验没有意义。可将其改成上述实验中的装置_______ (填装置编号)，即可证明绿色固体中含有碳元素。

3．（2022·上海杨浦·一模）某可燃性气体可能是CO、H2、CH4中的一种或两种，为探究其成分，进行如下实验。（装置气密性良好，每一步均能完全反应） （已知：CH4+4CuO固体变为黑色 白色变为蓝色 固体减少 黑色变为光亮红 色 变浑浊 气球鼓起 高温4Cu+CO2+2H2O）

实验步骤：

Ⅲ、关闭n，打开m，通入一段时间氮气后关闭m。分别称量装置A、B、C的质量。 Ⅲ、打开n，分别点燃两处酒精灯；通入X气体观察，记录现象。

Ⅲ、停止加热，关闭n，打开m，再通一段时间的N2。再次分别称量装置A、B、C的质量。数据如下表： 装置A中玻璃管（含药品）的质量 装置B的质量 装置C的质量 152.6g 156.2g 254.8g 259.2g 反应前 150g 反应后 143.6g 回答下列问题： (1)步骤Ⅲ中通N2的目的是______。

(2)步骤Ⅲ中，对“分别点燃两处酒精灯”，最适宜的操作是______。 a．先点燃A酒精灯，通一会儿X气体后点燃D酒精灯 b．先点燃D酒精灯，通一会儿X气体后点燃A酒精灯 c．同时点燃A、D两处酒精灯

(3)实验中装置A中的现象是______；装置B的作用______。装置C发生反应的化学方程式______。不能将装置B、装置C位置互换，理由是______。 (4)根据表中实验数据，请分析气体X的成分______。 4．（2022·上海闵行·一模）体验化学探究之旅 为验证碳及其化合物的性质用下图装置进行实验。

(1)证明A处发生化学反应的实验现象是______。 (2)C处反应的化学方程式为______。

(3)仅从观察到D处出现了明显现象是无法判断B、C处已经发生了化学反应。请简述理由______。

(4)实验结束后，欲探究A中碳酸钙是否完全分解。 甲同学设计了如下实验：

根据上述现象，判断剩余固体A的成分是______。

乙同学认为将剩余固体A加水充分溶解，观察到有不溶物，也能判断剩余固体A的成分。可行吗？请说明理由______。

丙同学认为不使用酚酞试液和稀盐酸也可以确定剩余固体A的成分。请写出方法和结论______。

5．（2022·上海杨浦·一模）间接证明是学习化学常用的方法。

实验一：测定空气中的氧气含量

关闭弹簧夹，取足量红磷于气密性良好的集气瓶中燃烧（集气瓶体积为250mL），火焰熄灭后冷却至室温。

实验前量筒内水 180.0mL 实验后量筒内剩余水 129.5mL (1)红磷燃烧的化学方程式______。

(2)测量集气瓶中所含氧气的体积，实际是通过测量______间接获得。

(3)根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数为______（结果保留到0.1%）。 (4)若实验前未关闭弹簧夹，实验过程中可能会出现哪些现象______。 实验二：高温灼烧石灰石

取一小块石灰石，放在酒精喷灯（燃烧时会产生二氧化碳和水蒸气）火焰上灼烧（如图所示）， 在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的小烧杯，使石灰石维持红热状态一段时间后，停止灼烧。

(5)观察到涂有澄清石灰水的小烧杯内壁变浑浊，由此现象能否说明石灰石灼烧产生了二氧化碳，说明理由______。

(6)将冷却后的固体投入水中，用玻璃棒搅拌后静置。取上层清液，滴入酚酞试液，观察到液体变红色，说明溶液呈______（选填“酸性”“碱性”或“中性”），此溶液中的溶质是______，由此可证明石灰石高温灼烧后发生了化学反应，原因是______。 (7)写出石灰石高温灼烧时发生的化学方程式______。

6．（2022·上海交大附中一模）水煤气是一种气态燃料，工业上用水蒸气（H2O）通过炽热的焦层（C）所得气体即为水煤气。某化学兴趣小组同学欲探究水煤气的成分，开展如下活动：

【提出问题】水煤气的成分是什么？

【作出猜想】猜想Ⅲ：CO和H2；猜想Ⅲ：CO2和H2；猜想Ⅲ：CO、CO2和H2 猜想依据是：______。

经过讨论，小组同学认为水煤气中一定还含有水蒸气。

【查阅资料】H2的化学性质与CO相似，也能与氧化铜反应，产物为铜和水； 【设计方案】小组同学验证猜想的方案如图所示（夹持仪器省略），并进行实验。

【实验现象】A、E中白色粉末变蓝；D中黑色粉末变红；B、F中澄清石灰水变浑浊，C中澄清石灰水不变浑浊。

【实验结论】根据上述现象，兴趣小组推断出水煤气中含有H2O、CO2、H2和CO。 请完成下列问题：

①装置A中反应的化学方程式为______； ②推断出水煤气中含有CO的依据是______； ③装置C的作用是______；

【实验评价】该兴趣小组设计的实验方案存在问题，你的改进措施是______。

7．（2022·上海奉贤·一模）某研究性学习小组对炭粉与氧化铜反应产物中气体的成分进行研究。

【提出假设】该反应的气体产物除二氧化碳外还有其他气体。

【查阅资料】氮气不能跟碳粉和氧化铜发生反应，也不跟石灰水反应，可用来隔绝氧气。 【设计方案】将一定量氧化铜在隔绝氧气的条件下与过量炭粉充分反应。通过测定反应前后和关物质的质量进行判断。 【进行实验】

操作步骤 取1.6g氧化铜与1g炭粉均匀混合，放入质量为实验现象及分析 48.2g的玻璃管中、 依次连接A、B、C装置。打开弹赞夹，往贮气瓶A中注入水，将氮气通入B装置 先通一段时间氮气 水应从______端注入（选填“a”或“b”） 目的是______ B中玻璃管内的现象______，该反应体现夹紧弹簧夹，用酒精喷灯加热B中玻璃管内的混合物。 了碳的______性。 C中石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式______；气球的作用是______ 停止加热，再通一段时间氮气。 实验完毕后，冷却装置至室温，称得玻璃管及固体总质量为50.2g。C瓶中液体增重0.4g 结论：原假设______（填“成立”或“不成立”），理由是______ 8．（2022·上海杨浦·一模）某同学用石灰石和盐酸制取一瓶CO2，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊，于是针对这个异常现象进行了探究。 【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊？

【查阅资料】浓度较高的盐酸有挥发性，它能与澄清的石灰水反应，也能与AgNO3溶液反应生成不溶于水的AgCl白色沉淀。

【提出猜想】Ⅲ、石灰水已完全变质 Ⅲ、CO2中混有HCl

【实验方案】该同学用原药品继续制取CO2，并进行探究。制取CO2的化学方程式是______。 实验步骤 实验操作 取少量澄清石灰水于试管中，滴入______溶液。 将产生的气体通入______溶液中 实验现象 实验结论 步骤一 ______ 猜想Ⅲ不成立。 步骤二 ______ 猜想Ⅲ成立。 【交流讨论】若使用原药品制取较纯的CO2，需将产生的气体通入饱和 NaHCO3溶液后再收集。饱和 NaHCO3溶液在实验中的作用是______。

专题16 探究实验

1．（2022·上海金山·一模）学校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶膨胀破裂，在老师的指导下，兴趣小组同学对该生石灰取样开展了如下探究： 【提出问题】生石灰样品的成分是什么？

【提出假设】生石灰样品的成分可能是CaO、Ca（OH）2 和 CaCO3 中的一种或几种。 【设计实验】兴趣小组设计如下实验进行探究。 实验操作 实验现象 烧杯壁发热 实验结论 a 取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁。 ______ 将步骤 a 中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入b ______。 取步骤 b 中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸。 溶液变红 有 Ca（OH）2 c ______ 有 CaCO3 【反思评价】经过讨论，同学们发现通过步骤 b 不能得到样品中一定含有Ca（OH）2 的结论，理由是______。

通过小组合作，最后得出样品中肯定含有 CaO 和CaCO3，可能含有 Ca（OH）2。请写出样品中有 CaCO3 生成的化学方程式______。 【应用交流】生石灰要密封保存。

【拓展思考】如果取 ag 生石灰放置于空气中，一段时间后称得固体质量为 bg，若 bg 固体全部是碳酸钙， 则 a、b 之间的关系是______。

【答案】 有CaO 酚酞溶液 有气泡产生 a步骤中CaO与水反应会生成Ca（OH）

2

CaO+H2O=Ca（OH）2、Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O a=0.56b

【解析】[设计实验]a、取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁，烧杯壁发热，说明物质溶于水放出热量，则生石灰样品中有CaO；

b、由于生石灰样品中有Ca（OH）2，利用其溶液显碱性，可将步骤 a 中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入无色酚酞溶液，溶液变红；

c、由于生石灰样品中有CaCO3，则取步骤 b 中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸，会看到有气泡产生；

[反思评价]步骤 b 不能得到样品中一定含有Ca（OH）2，因为a步骤中CaO与水反应会生成Ca（OH）2；

样品中氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为CaO+H2O=Ca（OH）2，二氧化 碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；

[拓展思考]如果取 ag 生石灰放置于空气中，一段时间后称得固体质量为 bg，若 bg 固体全部是碳酸钙，说明生石灰全部变为碳酸钙，根据质量守恒定律，碳酸钙中钙元素与氧元素的质量之和等于生石灰的质量，即ag，碳酸钙中钙元素与氧元素的质量之和为bg5656100%，即bg100%=ag，得出a=0.56b。 1001002．（2022·上海嘉定·一模）为探究某干燥的绿色固体粉末的元素组成，某小组进行了如图所示的两个实验，请回答: 实验一 实验二 实验装置 装置编号 实验现象 (1)装置II中的现象说明装置1中产生了________: II中反应化学方程式为______。 (2)实验二中气球的作用是______；装置IV中发生反应的化学方程式是_______。 (3)实验二中实验开始前要先向装置中一段时间的CO，目的是_______。 (4)根据上述实验现象推知绿色固体中一定含有的元素包括:_______。

(5)上述实验装置中，装置_______ (填装置编号)对该探究实验没有意义。可将其改成上述实验中的装置_______ (填装置编号)，即可证明绿色固体中含有碳元素。 【答案】(1) 水##H2O CuSO4+5HⅢO═CuSO4·5HⅢO ΔCO+CuOCu+CO2 (2) 收集尾气

I II Ⅲ Ⅲ V VI 固体变为黑色 白色变为蓝色 固体减少 黑色变为光亮红 色 变浑浊 气球鼓起 (3)排尽装置内的空气

(4)铜、氧、氢 (5) III V

(1)装置II中硫酸铜由白色变成蓝色，【解析】说明硫酸铜与水反应生成了蓝色硫酸铜晶体，即反应中产生了水,故填:水，CuSO4+5HⅢO═CuSO4·5HⅢO

(2)一氧化碳不能被完全消耗，尾气中含有有毒的一氧化碳气体,直接排放到空气中会造成空气的污染，因此需要用气球进行收集，故填：收集尾气；

由实验现象可以知道，该反应是黑色的氧化铜粉末在加热的条件下被一氧化碳还原成红色的Δ铜，同时生成二氧化碳，故填：CO+CuOCu+CO2；

(3)用一氧化碳还原氧化铜时，需要先通入一氧化碳气体，排净装置内的空气，以免加热发生爆炸；

(4)根据实验现象可以知道，绿色固体分解后生成了水、氧化铜,根据质量守恒定律反应前后元素种类不变可以知道，绿色固体粉末中一定含有铜、氧、氢元素;故填:铜、氢、氧元素； (5)装置III是为了检验二氧化碳的存在，二氧化碳和碳会反应生成一氧化碳，但是试管内残余的空气内的氧气也可能与碳反应产生一氧化碳，造成质量减少，故对探究没有意义。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可用于检验二氧化碳的存在，所以可以换成装置Ⅲ。 3．（2022·上海杨浦·一模）某可燃性气体可能是CO、H2、CH4中的一种或两种，为探究其成分，进行如下实验。（装置气密性良好，每一步均能完全反应） （已知：CH4+4CuO高温4Cu+CO2+2H2O）

实验步骤：

Ⅲ、关闭n，打开m，通入一段时间氮气后关闭m。分别称量装置A、B、C的质量。 Ⅲ、打开n，分别点燃两处酒精灯；通入X气体观察，记录现象。

Ⅲ、停止加热，关闭n，打开m，再通一段时间的N2。再次分别称量装置A、B、C的质量。数据如下表： 装置A中玻璃管（含药品）的质量 装置B的质量 装置C的质量 152.6g 254.8g 反应前 150g 反应后 143.6g 回答下列问题： (1)步骤Ⅲ中通N2的目的是______。

156.2g 259.2g (2)步骤Ⅲ中，对“分别点燃两处酒精灯”，最适宜的操作是______。 a．先点燃A酒精灯，通一会儿X气体后点燃D酒精灯 b．先点燃D酒精灯，通一会儿X气体后点燃A酒精灯 c．同时点燃A、D两处酒精灯

(3)实验中装置A中的现象是______；装置B的作用______。装置C发生反应的化学方程式______。不能将装置B、装置C位置互换，理由是______。 (4)根据表中实验数据，请分析气体X的成分______。 【答案】(1)排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 (2)c

(3) 黑色粉末逐渐变为红色 检验反应后是否有水生

成 CaOH2+CO2=CaCO3+H2O 若将装置B、装置C位置互换，无法证明X气体与氧化铜反应是否有水生成 (4)CH4

【解析】(1)可燃性气体如果混有空气加热会发生爆炸，故开始通入氮气目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；

(2)此实验是为了探究可燃性气体的成分，开始时通入氮气已经排尽装置内的空气，故最适宜的操作是同时点燃A、D两处酒精灯；

(3)三种可燃性气体都能将氧化铜还原成铜，结合实验数据可知，反应生成有水和二氧化碳，故装置A中的现象是黑色粉末逐渐变为红色，装置B的作用检验反应后是否有水生成，装置C中反应为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应方程式为

CaOH2+CO2=CaCO3+H2O；装置B的作用是检验X气体与氧化铜反应是否有水生成，

如果先将X气体通入澄清石灰水，会带出水蒸气，无法证明X气体与氧化铜反应是否有水生成；

(4)由数据可知氧化铜中氧元素的质量为150g-143.6g=6.4g，反应生成水的质量为

156.2g-152.6g=3.6g，反应生成二氧化碳的质量为259.2g-254.8g=4.4g，水中的氢元素质量为3.6g×

122×100%=0.4g，氧元素质量为3.6g-0.4g=3.2g，二氧化碳中碳元素质量为4.4g×1844×100%=1.2g，氧元素质量为4.4g-1.2g=3.2g，3.2g+3.2g=6.4g，可燃性气体不含氧元素，则X碳、氢原子个数比为

1.2g0.4g:=1:4，故X成分为CH4。 1214．（2022·上海闵行·一模）体验化学探究之旅

为验证碳及其化合物的性质用下图装置进行实验。

(1)证明A处发生化学反应的实验现象是______。 (2)C处反应的化学方程式为______。

(3)仅从观察到D处出现了明显现象是无法判断B、C处已经发生了化学反应。请简述理由______。

(4)实验结束后，欲探究A中碳酸钙是否完全分解。 甲同学设计了如下实验：

根据上述现象，判断剩余固体A的成分是______。

乙同学认为将剩余固体A加水充分溶解，观察到有不溶物，也能判断剩余固体A的成分。可行吗？请说明理由______。

丙同学认为不使用酚酞试液和稀盐酸也可以确定剩余固体A的成分。请写出方法和结论______。

【答案】(1)B处粉末减少，C处黑色粉末变红 Δ(2)CO+CuOCO2+Cu

(3)B处未反应的CO2也能使D处石灰水变浑浊，干扰检验

(4) CaO和CaCO3 不可行，因为氢氧化钙微溶于水，也有不溶物 称量剩余固体的质量，若质量大于5.6g，则含有碳酸钙和氧化钙；若质量等于5.6g，则只含氧化钙 【解析】(1)碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳和碳粉高温生成一氧化碳，一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，会观察到B处粉末减少，C处黑色粉末变红，故填：B处粉末减少，C处黑色粉末变红。

Δ(2)C处一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，化学方程式CO+CuOCO2+Cu，故填：ΔCO+CuOCO2+Cu。

(3)碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，即使BC处不反应，D处也会变浑浊，故填：B处未反应的CO2也能使D处石灰水变浑浊，干扰检验。

(4)氧化钙和水生成氢氧化钙能使酚酞变红色，碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙二氧化碳和水，能生成气体，根据上述现象，判断剩余固体A的成分是CaO和CaCO3；

将剩余固体A加水充分溶解，观察到有不溶物，不能判断剩余固体A的成分，因为氢氧化钙微溶于水，加水也可能有不溶物，不溶物不一定是碳酸钙，还可能是氢氧化钙； 设碳酸钙完全反应生成氧化钙质量为x

CaCO310010g高温CaO+CO256x

10010g=56xx=5.6g

称量剩余固体的质量，若质量大于5.6g，则含有碳酸钙和氧化钙；若质量等于5.6g，则只含氧化钙；

故填：CaO和CaCO3；因为氢氧化钙微溶于水，加水也有不溶物；称量剩余固体的质量，若质量大于5.6g，则含有碳酸钙和氧化钙；若质量等于5.6g，则只含氧化钙。 5．（2022·上海杨浦·一模）间接证明是学习化学常用的方法。 实验一：测定空气中的氧气含量

关闭弹簧夹，取足量红磷于气密性良好的集气瓶中燃烧（集气瓶体积为250mL），火焰熄灭后冷却至室温。

实验前量筒内水 180.0mL 实验后量筒内剩余水 129.5mL (1)红磷燃烧的化学方程式______。

(2)测量集气瓶中所含氧气的体积，实际是通过测量______间接获得。

(3)根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数为______（结果保留到0.1%）。 (4)若实验前未关闭弹簧夹，实验过程中可能会出现哪些现象______。 实验二：高温灼烧石灰石

取一小块石灰石，放在酒精喷灯（燃烧时会产生二氧化碳和水蒸气）火焰上灼烧（如图所示）， 在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的小烧杯，使石灰石维持红热状态一段时间后，停止灼烧。

(5)观察到涂有澄清石灰水的小烧杯内壁变浑浊，由此现象能否说明石灰石灼烧产生了二氧化碳，说明理由______。

(6)将冷却后的固体投入水中，用玻璃棒搅拌后静置。取上层清液，滴入酚酞试液，观察到液体变红色，说明溶液呈______（选填“酸性”“碱性”或“中性”），此溶液中的溶质是______，由此可证明石灰石高温灼烧后发生了化学反应，原因是______。 (7)写出石灰石高温灼烧时发生的化学方程式______。 【答案】(1)4P+5O2

点燃2P2O5

(2)量筒中减少的水的体积 (3)20.2%

(4)集气瓶中红磷燃烧产生大量白烟，导气管有气泡冒出 (5)不能，因为酒精喷灯燃烧时会产生二氧化碳

(6) 碱性 Ca(OH)2##氢氧化钙 碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水生成氢氧化钙 (7)CaCO3高温CaO+CO2

点燃【解析】(1)红磷燃烧生成五氧化二磷，故填：4P+5O22P2O5。

(2)冷却到室温，集气瓶中压强减少，水被吸入集气瓶，量筒中减少的水的体积即为氧气体积，故填：量筒中减少的水的体积。

(3)根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数为20.2%。

(4)若实验前未关闭弹簧夹，实验过程中红磷燃烧放热，气体膨胀会从导气管末端逸出，可

180mL129.5mL100%20.2%，故填：

250mL能会出现现象集气瓶中红磷燃烧产生大量白烟，导气管有气泡冒出，故填：集气瓶中红磷燃烧产生大量白烟，导气管有气泡冒出。

(5)因为酒精喷灯燃烧时会产生二氧化碳，故即使观察到涂有澄清石灰水的小烧杯内壁变浑浊，也不能说明石灰石灼烧产生了二氧化碳，故填：不能，因为酒精喷灯燃烧时会产生二氧化碳。

(6)酚酞试液遇碱变红，观察到液体变红色，说明溶液呈碱性，此溶液中溶质是氢氧化钙，由此可证明石灰石高温灼烧后发生了化学反应，原因是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水生成氢氧化钙，故填：碱性；氢氧化钙 ；碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和水生成氢氧化钙。

(7)石灰石高温生成氧化钙和二氧化碳，故填：CaCO3高温CaO+CO2。

6．（2022·上海交大附中一模）水煤气是一种气态燃料，工业上用水蒸气（H2O）通过炽热的焦层（C）所得气体即为水煤气。某化学兴趣小组同学欲探究水煤气的成分，开展如下活动：

【提出问题】水煤气的成分是什么？

【作出猜想】猜想Ⅲ：CO和H2；猜想Ⅲ：CO2和H2；猜想Ⅲ：CO、CO2和H2 猜想依据是：______。

经过讨论，小组同学认为水煤气中一定还含有水蒸气。

【查阅资料】H2的化学性质与CO相似，也能与氧化铜反应，产物为铜和水； 【设计方案】小组同学验证猜想的方案如图所示（夹持仪器省略），并进行实验。

【实验现象】A、E中白色粉末变蓝；D中黑色粉末变红；B、F中澄清石灰水变浑浊，C中澄清石灰水不变浑浊。

【实验结论】根据上述现象，兴趣小组推断出水煤气中含有H2O、CO2、H2和CO。 请完成下列问题：

①装置A中反应的化学方程式为______； ②推断出水煤气中含有CO的依据是______； ③装置C的作用是______；

【实验评价】该兴趣小组设计的实验方案存在问题，你的改进措施是______。

【答案】 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不

5H2O D中黑色粉末变红，C中澄清石灰水不变浑浊，F中变 CuSO45H2OCuSO4?D之间加装气澄清石灰水变浑浊 检验装置B是否把气体中的二氧化碳除尽 在装置C、体干燥装置；在装置末端放一点燃的酒精灯，处理尾气中的一氧化碳

【解析】猜想依据：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应物中含有碳、氢、氧三种元素，所以作出题中三种猜想。

实验结论：①A中为硫酸铜粉末，由白色变蓝色，硫酸铜粉末与水结合形成蓝色的硫酸铜晶5H2O。 体，反应的化学方程式为：CuSO45H2OCuSO4?②一氧化碳和氢气都有有还原性，氢气还原氧化铜生成铜和水，一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳；D中粉末变红说明气体中有一氧化碳和氢气中的一种或两种，又观察到E中白色粉末变蓝，说明有水生成，从而说明水煤气中含有氢气，观察到C中澄清石灰水不变浑浊，F中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，从而说明水煤气中含有一氧化碳，故答案填：D中黑色粉末变红，C中澄清石灰水不变浑浊F中澄清石灰水变浑浊。

③装置B的作用是检验并除去二氧化碳，装置C作用应该是检验装置B是否把气体中的二氧化碳除尽。

实验评价：由于气体通过了B、C两装，气体由溶液中逸出，会带出一部分水蒸气，带出的水蒸气也会使E中的硫酸铜粉末变蓝，会干扰水煤气中是否有氢气的检验，所以应在C、D两装置间加装一个气体干燥装置，可以用万用瓶内装浓硫酸，；

因为水煤气中含有一氧化碳，实验过程中未反应的一氧化碳逸出会污染空气，所以要在装置末端加装置尾气处理装置，防止空气污染，如在装置末端放一点燃的酒精灯，处理尾气中的一氧化碳。

7．（2022·上海奉贤·一模）某研究性学习小组对炭粉与氧化铜反应产物中气体的成分进行研究。

【提出假设】该反应的气体产物除二氧化碳外还有其他气体。

【查阅资料】氮气不能跟碳粉和氧化铜发生反应，也不跟石灰水反应，可用来隔绝氧气。 【设计方案】将一定量氧化铜在隔绝氧气的条件下与过量炭粉充分反应。通过测定反应前后和关物质的质量进行判断。 【进行实验】

操作步骤 取1.6g氧化铜与1g炭粉均匀混合，放入质量为48.2g的玻璃管中、 依次连接A、B、C装置。打开弹赞夹，往贮气瓶A中注入水，将氮气通入B装置 先通一段时间氮气 实验现象及分析 水应从______端注入（选填“a”或“b”） 目的是______ B中玻璃管内的现象______，该反应体现夹紧弹簧夹，用酒精喷灯加热B中玻璃管内的混合物。 了碳的______性。 C中石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式______；气球的作用是______ 停止加热，再通一段时间氮气。 实验完毕后，冷却装置至室温，称得玻璃管及固体总质量为50.2g。C瓶中液体增重0.4g 结论：原假设______（填“成立”或“不成立”），理由是______ 【答案】 b 排净装置中空气，避免对实验造成干扰 黑色固体变为红色 还原 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 收集一氧化碳，防止污染空气 成立 C瓶中液体增重0.4g，说明生成了0.4g二氧化碳，小于生成气体质量1.6g+1g+48.2g-50.2g=0.6g 【解析】 操作步骤 取1.6 g氧化铜与1 g炭粉均匀混合，放入质量为48.2 g的B装置的玻璃管中。 打开弹簧夹，往贮气瓶A中注入水，将氮气通入B装置中。 实验现象及分析 水的密度比氮气大，水应从b端注入，故填：b。 氮气不能跟碳粉和氧化铜发生反应，目的是排尽装置先通一段时间氮气。 中的空气，故填：排净装置中的空气，避免对实验造成干扰。 碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳。玻璃管中的现象是夹紧弹簧夹，用酒精喷灯加热玻璃管内的混合物。 黑色固体逐渐变为红色，体现了碳的还原性，C中二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，澄清石灰水变浑浊，化学方程式CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，气球作用是收集一氧化碳，防止污染空气，故填：黑色固体变为红色；还原；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；收集一氧化碳，防止污染空气。 停止加热，再通入一段时间氮气。 C瓶中液体增重0.4g，说明生成了0.4g二氧化碳，小实验完毕后，冷却装置至室温，称得B玻璃管及固体总质量为50.2 g，称得C瓶中液体增重0.4 g。 于生成气体质量1.6g+1g+48.2g-50.2g=0.6g，说明还有不能被澄清石灰水吸收的气体生成，故猜想成立，故填：成立；C瓶中液体增重0.4g，说明生成了0.4g二氧化碳，小于生成气体质量1.6g+1g+48.2g-50.2g=0.6g。 8．（2022·上海杨浦·一模）某同学用石灰石和盐酸制取一瓶CO2，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊，于是针对这个异常现象进行了探究。 【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊？

【查阅资料】浓度较高的盐酸有挥发性，它能与澄清的石灰水反应，也能与AgNO3溶液反应生成不溶于水的AgCl白色沉淀。

【提出猜想】Ⅲ、石灰水已完全变质 Ⅲ、CO2中混有HCl

【实验方案】该同学用原药品继续制取CO2，并进行探究。制取CO2的化学方程式是______。 实验步骤 实验操作 取少量澄清石灰水于试管中，滴入______溶液。 将产生的气体通入______溶液中 实验现象 实验结论 步骤一 ______ 猜想Ⅲ不成立。 步骤二 ______ 猜想Ⅲ成立。 【交流讨论】若使用原药品制取较纯的CO2，需将产生的气体通入饱和 NaHCO3溶液后再收集。饱和 NaHCO3溶液在实验中的作用是______。

CaCO32HClCaCl2H2OCO2 酚酞【答案】（或可溶性的铜盐或铁盐或镁盐，合理即可） 溶液变为红色（实验现象需要与所加试剂对应即可） 硝酸银（或AgNO3） 产生白色沉淀 除去二氧化碳中的氯化氢气体

【解析】实验方案：制取CO2是石灰石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；

步骤一： 石灰水变质是因为石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成了碳酸钙和水，若石灰水已完全变质，澄清石灰水中就没有氢氧化钙，故欲证明猜想Ⅲ不成立，只需证明澄清石灰水中含有氢氧化钙即可，氢氧化钙溶液显碱性，可以加入酚酞溶液，若溶液变红，就可以说明溶液中含有氢氧化钙，猜想Ⅲ不成立，也可以将酚酞溶液换成可溶性的铜盐或铁盐或镁

盐；

步骤二：欲证明猜想Ⅲ成立，即证明CO2中混有HCl，根据题干信息可将气体通入硝酸银溶 液中，因为硝酸银能与氯化氢反应生成白色沉淀氯化银，若出现白色沉淀则说明猜想Ⅲ成立；交流讨论：CO2中混有的HCl能与NaHCO3发生反应HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2，从而除去二氧化碳中的HCl气体，故饱和 NaHCO3溶液在实验中的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体。