中考化学培优 易错 难题(含解析)之探究题附答案

一、中考初中化学科学探究题
1．某无土栽培营养液的配方中可能含有氯化钾、硫酸铵、碳酸氢氨中的一种或几种物质，为确定配方的成分，化学兴趣小组的同学开展了以下探究活动：
（1）（实验探究一）取少量固体样品在研体中与熟石灰混合研磨，有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变____色，写出可能发生该反应的一个化学方程式
______________________________________________________________．
（2）（实验探究二）另取少量固体样品溶于水得到溶液A，按下图所示进行实验，现象如图所述（设发生的反应都恰好完全进行）．请你回答下列问题：
①白色沉淀E是______________．
②小明认为由实验探究二可以确定该化肥中一定含有氯化钾和硫酸铵，一定没有碳酸氢铵．小强认为这个结论不正确，他的理由__________________________________．为了使小明的结论正确，小强对上述实验进行了改动，他的做法是
_____________________________．
【答案】蓝 NH4HCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NH3↑+2H2O或(NH4)2SO4+Ca(OH)2
=CaSO4+2NH3↑+2H2O 硫酸钡步骤Ⅰ中加入的稀盐酸引入了氯离子，影响了氯化钾的检验将步骤Ⅰ中的稀盐酸换为稀硝酸
【解析】
【详解】
（1）氨气溶于水显碱性能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，铵态氮肥遇碱放出氨气，可能发生该反应的化学方程式是NH4HCO3+Ca（OH）2=CaCO3+NH3↑+2H2O或（NH4）2SO4+Ca （OH）2=CaSO4+2NH3↑+2H2O；
（2）①硝酸钡和硫酸铵反应生成硫酸钡沉淀和硝酸铵，白色沉淀E是硫酸钡；
②步骤Ⅰ中加入的稀盐酸引入了氯离子，影响了氯化钾的检验，为了使小明的结论正确，小强对上述实验进行了改动，他的做法是将步骤Ⅰ中的稀盐酸换为稀硝酸．故填：步骤Ⅰ中加入的稀盐酸引入了氯离子，影响了氯化钾的检验；将步骤Ⅰ中的稀盐酸换为稀硝酸．
2．某兴趣小组对氨气（NH3）的某些性质进行探究。

（实验回顾）（1）按图所示，在小烧杯A中盛有少量浓氨水，小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水，几分钟后，B中溶液变红，原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了_____（填离子符号）。

若取少许B中变红后的溶液在试管中加热，你认为溶液颜色会_____（填“变深”“变浅”或“不变”）。

（2）图2是该小组对图1装置的改进，和图1相比，其优点有___________（任写一条）。

（提出问题）氨气在水中的溶解性如何？
（查阅资料）常温常压下，氨气极易溶于水，可用图3装置验证。

（进行实验）步骤1：按图3连接装置，检查气密性。

步骤2：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶头滴管（预先吸入少量水）的胶塞，把玻璃管插入烧杯的水中。

步骤3：打开橡皮管上的止水夹，______（填具体操作），使少量水进入烧瓶，观察到的现象是____________，产生该现象的原因是_________。

实验完毕，向烧瓶内的氨水中加入少量稀硫酸将其转化为可用作氮肥的（NH4）2SO4，该反应的化学方程式为____________________。

（反思拓展）实验后请教老师知道，氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨
（NH3·H2O），则氨水中含有的分子有H2O、______、______（都填化学式）。

【答案】OH-变浅环保（合理即可）挤压胶头滴管的胶帽烧杯中的水被吸入烧瓶中氨气溶于水，烧瓶内气压小于大气压 2NH3·H2O+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O NH3·H2O NH3【解析】
【分析】
【详解】
[实验回顾]：（1）酚酞遇碱性溶液变红色，碱性溶液中存在OH-。

按图所示，在小烧杯A 中盛有少量浓氨水，小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水，几分钟后，B中溶液变红，原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了OH-；氨水易挥发出氨气，随温度升高和放置时间延长而挥发率增加。

若取少许B中变红后的溶液在试管中加热，溶液颜色会变浅；
（2）图2是该小组对图1装置的改进，和图1相比，其优点有防止氨气逸散到空气中，造成污染，即环保；
[进行实验]：步骤3：常温常压下，氨气极易溶于水，氨气溶于水后，瓶内气压降低，在大气压作用下，水会倒流到瓶内，形成喷泉。

打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管的胶帽，使少量水进入烧瓶，观察到的现象是烧杯中的水被吸入烧瓶中，产生该现象的原因是氨气溶于水，烧瓶内气压小于大气压；
实验完毕，向烧瓶内的氨水中加入少量稀硫酸将其转化为可用作氮肥的（NH4）2SO4，该反应的化学方程式为2NH3·H2O+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O；
[反思拓展]：氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨（NH3·H2O），则氨水中含有的分子有H2O、NH3·H2O、NH3。

3．实验设计是化学实验的重要环节。

请根据下列实验要求回答相关问题：（活动与探究一）用对比实验方法探究二氧化碳的性质。

（1）实验一中振荡3个矿泉本塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为A > B > C，其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为___________________________；对比A瓶与__(填“B”或“C”）瓶的实验现象，可证明CO2能与NaOH发生反应。

（2）实验二观察到C装置中发生的现象是_____________________结论是______________ (用化学方程式表示）。

（活动与探究二）用变量控制方法探究影响物质溶解性的因素。

（3）实验三目的是探究_____对硝酸钾溶解性的影响；实验四是探究溶剂种类对物质溶解性的影响，该实验中需要控制的变量是温度和溶剂的质量。

（活动与探究三）定量测定空气中氧气的含量。

（4）实验五中，反应的原理为__________________________(用化学方程式表示）；装置一比装置二更合理，理由是____________________________________________；
根据下表提供的实验数据，完成下表：
硬质玻璃管的容积反应前注射器中气
体体积
反应后注射器中气
体体积
实验测得空气中氧气
的体积分数
30mL20mL12 mL
_____
定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体（其量小于注射器内的空气），而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果 ______(填“偏小、‘偏大”或“无影响”）。

【答案】Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O C 干燥的石蕊试纸不变色；湿润的石蕊试纸变红
CO2+H2O=H2CO3温度2Δ
2Cu+O2CuO可使空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与
铜粉充分反应 16% 偏小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，反应的化学方程式为
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。

实验一中振荡3个矿泉水塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为A >B>C，其中变浑浊的瓶内发生的反应是：对比A瓶与C瓶的实验现象，可证明CO2能与NaOH发生反应。

（2）二氧化碳与水反应生成了碳酸，显酸性，能使石蕊试纸变红色，故实验二观察到C装置中发生的现象是干燥的石蕊试纸无变化，湿润的蓝色石蕊试纸变红色，反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3。

（3）实验三对溶液加热，故目的是探究温度对硝酸钾溶解性的影响。

（4）实验五中，反应的原理为铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，反应的化学方程式为2Cu+O 2Δ2CuO ；装置一比装置二更合理，理由是装置一可使空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应；实验测得空气中氧气的体积分数
30mL+20mL
20mL-12mL 100%16%⨯≈。

定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体(其量小于注射器内的空气)而实验后冷却至室温，冷却以后，注射器推进的少了，将气球内的气体全部挤出读数导致实验测得结果偏小。

4．某小组在学习“二氧化碳与氢氧化钠溶液反应”时，进行了如下探究，
（提出问题）二氧化碳与氢氧化钠反应，还是溶解在水中？
（查阅资料）
15①℃、101KPa 时，二氧化碳的溶解度如下：
溶剂
水 酒精 溶解度 1.0 0.5
15②℃时，在酒精中氢氧化钠易溶、碳酸钠微溶．
③通常情况下，稀溶液的体积约等于溶剂的体积．
（实验设计）在15℃、101KPa 时，制取二氧化碳并用于实验甲、实验乙．
（分析与表达）
()1如果二氧化碳与氢氧化钠反应，化学方程式是______ ，那么氢氧化钠应______ 保存． ()2实验前，两套装置都进行气密性检查，实验甲装置气密性检查的方法是______ ()3实验甲中，同时滴入等体积的水和氢氧化钠溶液后的现象是______
()4实验乙中，将氢氧化钠完全滴入锥形瓶中，注射器会自动向内移动并将酒精推入锥形瓶，活塞的移动速度是______ .(填答案字母)
A．先慢后快B.先快后慢 C.先慢后快，再变慢
实验乙中，还可能观察到的现象是______ ．
()5实验乙中，120mL酒精______ (填“能”或“不能”)换成水，原因是______ ．
()6实验乙结束时，注射器中酒精体积为20mL，则与氢氧化钠反应的二氧化碳体积至少是______ mL．
()7由以上探究可知，二氧化碳能溶于水，也能氢氧化钠反应，但实验乙的数据还不够准确，造成实验乙误差的原因可能有______ .(写一条)
【答案】2N aOH+CO2=Na2CO3+H2O密封用手紧握左边的试管，只要U型管内液面会出现右高左低的现象，一段时间后回落到原位置，同理检验右侧试管右侧液面升高，左侧液面下降，一段时间后，右侧液面缓慢下降，左侧上升，右侧液面仍高于左侧 B 在锥形瓶中观察到白色浑浊现象不能二氧化碳在水中的溶解度大于在酒精中 43 酒精具有挥发性
【解析】
【分析】
【详解】
（1）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，所以氢氧化钠应密封保存；
（2）检验装置气密性可以利用装置内外产生的压强差来验证，所以实验甲装置气密性检查的方法是：用手紧握左边的试管，只要U型管内液面会出现右高左低的现象，一段时间后回落到原位置，同理检验右侧试管；
（3）氢氧化钠会与二氧化碳反应，二氧化碳会与水反应，但是二氧化碳与氢氧化钠溶液反应后，压强的变化幅度大，所以实验甲中，同时滴入等体积的水和氢氧化钠溶液后的现象是：右侧液面升高，左侧液面下降，一段时间后，右侧液面缓慢下降，左侧上升，右侧液面仍高于左侧；
（4）氢氧化钠与二氧化碳反应后装置内的压强减少速度快，但是碳酸钠在酒精中是微溶的，所以将氢氧化钠完全滴入锥形瓶中，注射器会自动向内移动并将酒精推入锥形瓶，活塞的移动速度是先快后慢，故选B，实验乙中，还可能观察到的现象是在锥形瓶中观察到白色浑浊现象；
（5）二氧化碳在水中的溶解度大于酒精中的溶解度，所以实验乙中，120mL酒精不能换成水；
（6）二氧化碳在酒精中的溶解度是0.5，所以100mL的酒精中会溶解50mL的二氧化碳，氢氧化钠7mL会溶解7mL二氧化碳，瓶内剩余二氧化碳气体体积为：114mL+7mL-100mL-
7mL=14mL，所以与氢氧化钠反应的二氧化碳体积至少是：114mL-50mL-7mL-14mL=43mL；（7）水分子和酒精分子的间隔不同，酒精具有挥发性，所以实验乙的数据还不够准确。

5．请参与下列探究实验:
（实验探究）
步
骤
实验操作实验现象结论或解释
(1)用玻棒分别蘸取95%的酒精、蒸
馏水置于火焰上。

酒精_______，蒸馏水
_______。

结论:酒精是可燃物，水
不是可燃物。

(2)在铁片两端放大小相同的硬纸
片、乒乓球碎片，在铁片中间加
热。

乒乓球碎片先燃烧、
硬纸片后燃烧。

结论:乒乓球碎片的
________比硬纸片的低。

(3)在右图中打开分液漏斗的旋塞
①溶液中产生气泡；
②蜡烛火焰a_____填
“先于”“后于”)b熄灭。

现象②的原因是:CO2不助
燃；___________。

(4)用大烧杯罩住高低两支点燃的蜡
烛。

①烧杯底部变黑；②
蜡烛火焰d比c先熄
灭。

CO2不助燃，蜡烛不完全
燃烧；d 先熄灭的原因
是:_______。

（拓展）堆积的面粉不容易点燃，即使少量点燃也只是小火燃烧；如果把面粉撒向空中遇火星可能会发生爆炸。

“小火燃烧”和“发生爆炸”的原因分别是:_______________。

【答案】燃烧不燃烧着火点先于 CO2密度比空气大燃烧生成的热气体密度小，占据烧杯的上方，上方氧气含量较低“小火燃烧”的原因是：因为堆积的面粉与空气接触不充分“发生爆炸”的原因是：与空气接触面积大，燃烧比较剧烈，空气受热膨胀，发生爆炸
【解析】
(1)根据酒精是可燃物，水不是可燃物解答；(2)根据乒乓球碎片先燃烧、硬纸片后燃烧解答；(3)根据二氧化碳的密度比空气大解答；(4)根据氧气的密度比空气大，上方氧气含量较低解答；【拓展】根据面粉与空气的接触面积不同分析解答。

(1)由于酒精是可燃物，水不是可燃物，所以能观察到的实验现象是酒精燃烧，蒸馏水不燃烧；(2)根据乒乓球碎片先燃烧、硬纸片后燃烧可知，乒乓球碎片的着火点比硬纸片的低；(3)打开分液漏斗的旋塞，分液漏斗中的盐酸注入烧杯中，与烧杯中的碳酸钠溶液反应，生成二氧化碳，CO2不助燃且密度比空气大。

故能观察到蜡烛火焰a先于b熄灭。

(4)d 先熄灭的原因是燃烧生成的热气体密度小，占据烧杯的上方，氧气的密度比空气大，上方氧气含量较低；【拓展】“小火燃烧”的原因是因为堆积的面粉与空气接触不充分；“发生爆炸”的原因是与空气接触面积大，燃烧比较剧烈，空气受热膨胀，发生爆炸。

6．实验探究题：
已知某生铁合金除了含有铁、碳外，还含有硅或者铝中的一种。

某化学兴趣小组对该生铁合金产生了浓厚的兴趣，于是探究到底是含有硅还是铝。

（查阅资料）
硅不能与盐酸反应，但能与NaOH溶液反应:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。

铝与NaOH溶液反应生成NaAlO2与H2，则铝与NaOH溶液反应的化学方程式为
____________。

（提出猜想）
猜想一:该生铁合金除了含有铁、碳外，还含有硅。

猜想二：该生铁合金除了含有铁、碳外，还含有________
实验步骤及现象:
①取一定生铁合金，加入过量的________，充分反应后，合金部分溶解，并有无色气体产生。

②取步骤①中的滤渣，加入过最的________，充分反应后，滤渣部分溶解,并有气体放出。

实验结论:猜想_____正确。

若步骤②中实验现象为无现象，则猜想_____正确。

【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；铝盐酸NaOH溶液一二
【解析】【查阅资料】根据题给信息，铝与NaOH溶液反应的化学方程式为：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。

【提出猜想】猜想二：根据题给信息，该生铁合金除了含有铁、碳外，还含有铝。

实验步骤及现象:①因为硅不能与盐酸反应，但能与NaOH溶液反应，所以先加入足量的盐酸，除去能与酸反应的金属单质，再加入NaOH溶液，如果滤渣部分溶解,并有气体放出，说明猜想一正确，若步骤②中无实验现，则猜想二正确。

7．某实验小组在探究硫酸铜的化学性质时，做了如图所示的三组实验．
（1）实验一：探究硫酸铜溶液的酸碱性，用pH试纸测得pH＜7，则说明硫酸铜溶液呈性．
实验二：探究硫酸铜溶液与金属的反应．观察到试管A中有现象时，说明铁与硫酸铜溶液发生了反应；而试管B中无明显现象，则铜、铁、银三种金属活动性由强到弱的顺序依次是．
实验三：探究硫酸铜与碱溶液的反应．观察到试管C中产生蓝色沉淀，该反应的化学方程式为．
（2）小组同学将实验三中所得混合物过滤，得蓝色固体和无色滤液．对滤液中溶质的成分展开探究．
（提出问题）滤液中溶质的成分是什么？
（猜想假设）滤液中溶质的成分有种可能．
（实验验证）取少量滤液与试管中，向其中滴加几滴无色酚酞溶液，溶液变红，则滤液中的溶质是．
（拓展迁移）小组同学欲将得到的蓝色固体转化成硫酸铜溶液，可向其中加入适量的．【答案】（1）酸；铁表面会附着红色物质，溶液逐渐由蓝色变为浅绿色；铁＞铜＞银；2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4；（2）两；Na2SO4和NaOH；稀硫酸
【解析】
试题分析：
（1）实验一：用pH试纸测得pH＜7，则说明硫酸铜溶液呈酸性；
实验二：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁表面会附着红色物质，溶液逐渐由蓝色变为浅绿色，因为生成的硫酸亚铁的溶液呈浅绿色所以随着反应的进行溶液逐渐变为浅绿色．证明铁的活动性大于铜，而试管B中无明显现象，证明银的活动性小于铜；所以三种金属活动性由强到弱的顺序依次是铁＞铜＞银；
实验三：硫酸铜与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜，方程式为：
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓ +Na2SO4。

（2）【猜想假设】硫酸铜与氢氧化钠恰好反应，滤液中溶质为Na2SO4。

如果硫酸铜过量，滤液中溶质为Na2SO4和CuSO4；如果氢氧化钠过量，滤液中溶质为Na2SO4和NaOH．又因为无色滤液，所以硫酸铜不可能过量。

【实验验证】向其中滴加几滴无色酚酞溶液，溶液变红，说明含有NaOH，所以滤液中溶质为Na2SO4和NaOH。

【拓展迁移】氢氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水。

考点：实验探究物质的性质或变化规律；金属活动性顺序及其应用；溶液的酸碱性与pH 值的关系；盐的化学性质；书写化学方程式
8．在一次化学实验中，同学们将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液中，观察到以下异常实验现象：
在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜，请你写出生成蓝色沉淀的化学方程式。

实验①中蓝色沉淀为什么消失？同学们继续进行如下探究。

（查阅资料）
I．氢氧化铜在室温下温度，70℃—80℃时可脱水分解生成氧化铜
II．铜酸钠[Na2Cu(OH)4]溶于水，溶液呈亮蓝色。

（猜想与讨论）
小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解。

其他同学一致否定了他的猜测，理由是。

同学们交流讨论后，提出以下两种猜想。

猜想一：少许氢氧化铜可溶于足量水中。

猜想二：氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解，溶液呈亮蓝色。

（实验探究）
为验证猜想，同学们用氢氧化铜粉末（其它试剂可任选）设计如下实验。

请你填写表中的空格。

（结论与反思）
（1）根据实验，并进一步查阅资料知道，氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成
Na2Cu(OH)4，反应的化学方程式是。

（2）根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，依据的实验现象是。

【答案】CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4
【猜想与讨论】氧化铜是黑色固体
【实验探究】③溶液颜色为无色
④将少许Cu(OH)2粉末加入到足量氢氧化钠浓溶液中，充分振荡溶液呈亮蓝色
【结论与反思】（1）2NaOH+Cu(OH)2= Na2Cu(OH)4
（2）蓝色沉淀消失，且逐渐变为黑色
【解析】
试题分析：将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液生成蓝色沉淀的化学方程式为：CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4
【猜想与讨论】实验①中蓝色沉淀消失，形成亮蓝色溶液，故小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解，这一判断是错误的，理由：氢氧化铜可脱水分解生成氧化铜，氧
化铜是黑色固体
【实验探究】为证明猜想一：少许氢氧化铜可溶于足量水中是错误的，故对应的实验现象是：溶液颜色为无色，从而证明氢氧化铜不会溶于水，故猜想一错误
④要证明猜想二：氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解，溶液呈亮蓝色；故实验操作为：将少许Cu(OH)2粉末加入到足量氢氧化钠浓溶液中，充分振荡，现象为：溶液呈亮蓝色，实验结论为：猜想二正确
【结论与反思】（1）氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成Na2Cu(OH)4，反应的化学方程式是：2NaOH+Cu(OH)2= Na2Cu(OH)4
（2）根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，依据的实验现象是：蓝色沉淀消失，且逐渐变为黑色
考点：碱的化学性质
9．为验证氢氧化钠与盐酸反应，化学小组同学用各自实验台上提供的药品做了如图所示的实验。

（1）甲组同学向滴有酚酞溶液的稀盐酸中滴加NaOH溶液，振荡后溶液仍为无色，此现象_____（填“能”或“不能”）证明氢氧化钠与盐酸发生了反应。

（2）乙组同学进行实验时，发现试管中出现了“怪现象”﹣有气泡产生。

同学们通过讨论一致认为乙组同学所用的NaOH溶液已变质，写出产生气泡的化学方程式_____。

（提出问题）变质的NaOH溶液中含有哪些溶质？
作出猜想）猜想一：_____；
猜想二：NaOH、Na2CO3
查阅资料）CaCl2溶液显中性。

（进行实验）
①操作I的名称是_____
②滴加酚酞溶液后的现象为_____，证明猜想二成立。

③小丹同学用CuSO4溶液代替酚酞溶液也证明了猜想二成立，写出此反应的化学方程式
_____
（反思交流）实验室的化学药品应密封保存。

【答案】能Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3过滤溶液B变成红色
CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4
【解析】
【分析】
（1）根据碱性溶液能使酚酞变红色进行分析；
（2）根据碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳进行分析；
（3）根据氢氧化钠可能部分变质，可能全部变质进行分析；①根据过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来进行分析；②根据酚酞遇碱性溶液变红色进行分析；③根据氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠进行分析。

【详解】
（1）碱性溶液能使酚酞变红色，所以甲组同学向滴有酚酞溶液的稀盐酸中滴加NaOH溶液，振荡后溶液仍为无色，此现象能证明氢氧化钠与盐酸发生了反应；
（2）碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
（3）氢氧化钠可能部分变质，可能全部变质，所以猜想一：Na2CO3；①过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，所以操作I的名称是过滤；②酚酞遇碱性溶液变红色，所以滴加酚酞溶液后的现象为溶液B变成红色，证明猜想二成立；③氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，化学方程式为CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4。

【点睛】
合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。

10．铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属。

（探究一）
（1）铁生锈主要跟空气中的______有关，用稀硫酸除铁锈的化学方程式为________。

（2）小茜同学发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分为Cu2(OH)2CO3,该反应的化学方程式为：2Cu+O2+H2O+X =
Cu2(OH)2CO3，则X的化学式为__________。

（探究二）
以黄铜矿（CuFeS2）为原料，采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺，原理为：
4CuFeS2+17O2+2H2SO44CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O，向上述反应后的溶液中加入Fe 粉，得到FeSO4溶液和Cu。

（3）CuFeS2为二硫化亚铁铜，也可以表示为CuS•FeS，其中S元素的化合价为_____。

（4）发生主要反应的两个化学方程式为：①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4；②_________。

（5）FeSO4溶液经蒸发浓缩、_______、过滤等操作得到硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）。

（探究三）
硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）是一种重要的食品和饲料添加剂，对其进行热分解研究。

（查阅资料）①硫酸铜粉末为白色，吸水后变成蓝色晶体。

②二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色
③硫酸亚铁晶体加热会先失去结晶水，高温会继续分解产生一种金属氧化物和两种非金属氧化物。

称取ag硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究，并通过称量装置B的质量测出x的值。

（6）装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有_______，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有_________；装置D球形干燥管的作用_____；实验中要持续通入氮气，否则测出的x会_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（7）硫酸亚铁晶体完全分解后，装置A中残留红棕色固体，另从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一物质SO3，写出FeSO4分解的化学方程式_______。

（8）某研究所利用热分析仪对硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量——分解温度的关系图如图2，根据图2中有关数据，可计算出
FeSO4•xH2O中的x=______。

【答案】水和氧气 Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O CO2 -2 Fe+CuSO4=== CuSO4+Fe 降温结晶（或冷却结晶）水二氧化硫防止氢氧化钠溶液倒吸偏小
2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 7
【解析】
【详解】
探究一：
（1）铁和空气中的氧气和水共同接触会生锈；利用稀硫酸除铁锈是稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水，化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O；
（2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，反应前有2个铜原子，三个氧原子和2个氢原子，反应后有2个铜原子、2个氢原子、5个氧原子和1个碳原子，则X
中含有2个氧原子和一个碳原子，X为二氧化碳；
探究二：
（3）化合物中各元素的化合价代数和为零，CuFeS2中亚铁元素和铜离子的的化合价为+2价，则（+2）+（+2）+2X=0，得X=-2，即硫元素的化合价是-2价；
（4）根据4CuFeS2+17O2+2H2SO44CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O，生成物是CuSO4、
2Fe2(SO4)3，向上述反应后的溶液中加入Fe粉，得到FeSO4溶液和Cu，则反应为
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，和铁和硫酸铜反应生成硫酸铜和铁，方程式为：
Fe+CuSO4===CuSO4+Fe；。