2026年04月20日

上海初中化学中考趋势 | 2026年04月20日

今日主题

外卖自热火锅发热包废弃物的成分探究与定量分析 · 小明点外卖自热火锅时，发现发热包成分含生石灰、碳酸钠、铝粉和活性炭，加水后剧烈反应并放出大量热。为探究完全反应后冷却残渣的成分，小明取10.0g干燥残渣样品，加入足量10%的稀盐酸，充分反应后收集到0.22g二氧化碳气体，并过滤得到0.5g黑色不溶物。结合发热原理，需定量分析残渣中碳酸钙的质量分数及探究其他可能存在的物质。

核心知识点

• 常见物质的性质与用途

• 化学方程式的书写

• 实验现象的观察与描述

教育价值

引导学生关注日常消费品中的化学原理，将酸碱盐性质与真实情境结合，培养运用定量思维和实验探究方法解决复杂混合物成分分析的科学素养。

情景化题型精讲

【实验探究题】（中等程度，总分14分）

自热火锅因其便捷性深受人们喜爱。小明点外卖自热火锅时，发现发热包包装上标明的成分含生石灰（CaO）、碳酸钠（Na₂CO₃）、铝粉（Al）和活性炭（C）。加水后发热包剧烈反应并放出大量热。小明对完全反应后冷却的废弃物残渣成分产生了兴趣。查阅资料得知：生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；铝粉在碱性溶液中能发生反应产生氢气并放热；活性炭不参与化学反应，且不溶于水和酸。为了探究干燥残渣样品的成分并测定其中碳酸钙的质量分数，小明设计了实验方案（见图1）：取10.0g干燥残渣样品放入锥形瓶中，连接气体吸收装置。向其中加入足量10%的稀盐酸，充分反应后，观察到有气泡产生，将产生的气体通入装有碱石灰的吸收管中，最终测得吸收管增重0.22g。反应结束后，将锥形瓶中的混合物进行过滤、洗涤、干燥，得到0.5g黑色不溶物。小明认为，通过吸收管增重的质量即可计算出残渣中碳酸钙的质量分数。化学兴趣小组的同学讨论后认为，该实验方案在试剂选择、装置设计和数据测定上还存在需要改进和完善的地方。

图1：小明设计的残渣成分定量测定装置。锥形瓶中放置干燥残渣样品，分液漏斗中装有稀盐酸。产生的气体直接通入装有碱石灰的吸收管进行定量测定。

（1）结合发热包的成分和资料，残渣中加入足量稀盐酸后，除了碳酸钙反应产生二氧化碳外，还可能发生什么反应导致产生气泡？请写出黑色不溶物的化学式，并指出小明实验中'过滤'操作需要用到的主要玻璃仪器。（4分）

参考答案：

可能发生铝粉与稀盐酸的反应产生氢气；黑色不溶物为C；需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。

解析：

解析：发热包中含有铝粉，若未反应完全，加入稀盐酸后铝粉会与盐酸反应产生氢气气泡。活性炭不参与化学反应且不溶于水和酸，因此过滤得到的黑色不溶物是碳（C）。过滤操作是分离不溶性固体和液体的基本操作，常用的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒和烧杯。

（2）兴趣小组为了验证残渣中除了碳酸钙、活性炭外，是否还残留有氢氧化钙（假设碳酸钠已完全反应），请你帮他们设计一个实验方案（写出操作步骤、预期现象和结论）。（5分）

参考答案：

操作步骤：取少量干燥残渣样品于烧杯中，加入足量水充分搅拌溶解后过滤。取少量滤液于试管中，滴加适量碳酸钠溶液。预期现象与结论：若产生白色沉淀，则说明残渣中残留有氢氧化钙；若无明显现象，则说明没有氢氧化钙。

解析：

解析：由于发热包反应生成了氢氧化钠，残渣加水后的滤液必然呈碱性，因此不能用酚酞试液检验氢氧化钙。检验氢氧化钙的存在，应利用钙离子的特性，如与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙白色沉淀。由于残渣中含有难溶的碳酸钙和活性炭，必须先加水溶解并过滤，排除固体杂质的干扰。取滤液滴加碳酸钠溶液观察是否有沉淀产生，逻辑严密，步骤完整。

（3）针对小明测定二氧化碳质量的方案，请从实验装置或操作误差的角度指出原方案的一处不足，并说明该不足会对碳酸钙质量分数的测定结果造成偏大还是偏小的影响。请提出相应的改进建议。（5分，答案不唯一，言之有理即可）

参考答案：

不足及影响：产生的二氧化碳气体中混有挥发出的氯化氢气体和水蒸气，若直接通入碱石灰吸收管，会导致吸收管增重偏大，从而使计算出的碳酸钙质量分数偏大。（或者：部分二氧化碳溶解在溶液中或残留在发生装置内未被吸收，导致吸收管增重偏小，结果偏小；又或者：空气中的二氧化碳和水蒸气可能进入吸收管使其增重偏大）。改进建议：在吸收管前增加装有饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸的洗气装置以除杂和干燥气体；（或反应结束后通入一段时间除去二氧化碳的空气或氮气，将残留的二氧化碳全部排入吸收管中；或在吸收管后增加一个防止空气中水和二氧化碳进入的干燥管）。

解析：

解析：本题考查对定量实验测定气体质量的误差分析与评价。采用碱石灰吸收法测定二氧化碳质量时，常见误差来源包括气体不纯（混有水蒸气、挥发出的HCl等被碱石灰吸收）、气体残留（未被完全排入吸收装置）以及空气干扰（空气中的水和二氧化碳被吸收）。评价时需明确指出误差来源，推理其对最终计算结果的影响方向，并针对性地提出增加除杂干燥装置、吹扫气体或增加尾部保护装置的改进措施，体现实验评价与优化的科学探究精神。

知识点地图

物质成分分析与推断 → 实验方案设计与现象分析 → 实验误差评价与装置优化

本题知识点之间的逻辑关联，帮助学生建立知识网络

思路拓展

1. 拓展问题1：引导学生从定量计算角度思考，如果已知吸收管增重的0.22g全部为纯净的二氧化碳，请列出化学方程式并计算残渣中碳酸钙的质量分数。

2. 拓展问题2：如果改变发热包中生石灰的量，对发热效果和最终残渣成分有何影响？从化学平衡和反应限度角度进行分析。

拓展问题不要求作答，目的是打开思路，培养发散思维

学习建议

1. 强化物质转化关系的梳理能力。针对自热火锅发热包加水后的复杂体系，建议先写出核心反应（如CaO与H₂O生成Ca(OH)₂，Ca(OH)₂与Na₂CO₃生成CaCO₃和NaOH），再结合题干给出的特征现象（如加稀盐酸产生CO₂气体、剩余黑色不溶物）进行定性逆推，锁定残渣中必然存在和可能存在的物质。

2. 提升实验验证方案的设计水平。在探究残渣中是否含有未反应的Ca(OH)₂或Na₂CO₃时，建议采用'取样-溶解-过滤-检验清液'的标准化流程，选择合适的试剂（如滴加酚酞或CaCl₂溶液）并描述预期现象，注意排除共存离子的干扰，确保结论严密。

3. 规范混合物分离提纯的实验操作。对于获取干燥残渣或分离黑色不溶物的过程，建议熟练掌握溶解、过滤、洗涤、干燥等步骤的细节要求，例如过滤时'一贴二低三靠'的原则，以及如何通过向最后一次洗涤液中滴加AgNO₃溶液来检验滤渣是否洗净。

4. 培养从真实情境中提取化学信息的能力。面对外卖发热包等生活素材，建议学会过滤干扰信息，将问题转化为纯粹的物质推断模型。重点关注物质的特殊物理性质（如活性炭为黑色不溶物）和特征化学性质（如碳酸盐遇酸产生CO₂），建立'现象-性质-成分'的逻辑映射。

中考趋势分析

近期上海初中化学中考呈现以下趋势：

• 题目形式的变化：从传统的单一物质检验向复杂混合物成分的综合探究转变，题型结构侧重于实验方案的设计、现象的描述与定性推理，减少了机械的套路化问答，更加注重考查探究过程的逻辑完整性。

• 知识考查的深度和广度：知识点不再孤立考查，而是将CaO与H₂O的反应、放热现象、Ca(OH)₂与Na₂CO₃的反应、酸碱盐的性质（如与稀HCl的反应产生CO₂气体）以及不溶物（活性炭）的性质进行深度融合，要求学生在复杂体系中理清多步反应的先后顺序和物质转化关系。

• 情景化、应用性题目的特点：以学生熟悉的'外卖自热火锅'为真实应用情景，将生活中的废弃物处理与化学探究相结合。这种真实情景不仅增加了题目的阅读信息量，还要求学生能从生活现象中提取关键化学信息，体现了化学知识解决实际问题的应用价值。

• 对学生能力要求的变化：能力要求从简单的知识记忆向高阶思维跨越，高度强调证据推理与模型认知能力。学生需要根据加入稀HCl产生CO₂气体和黑色不溶物的实验现象，逆向推导残渣中CaCO₃和活性炭的存在，并能用准确的化学语言进行文字分析和定性论证，对实验现象的归纳和逻辑推理能力提出了更高要求。

• 备考建议和重点：备考中应弱化死记硬背，重点加强实验探究能力的专项训练。建议在复习中多接触真实的实验案例，注重培养学生对复杂混合物成分探究的逻辑梳理能力，强化实验方案设计、现象分析及结论推导的文字表达训练，提升在陌生情景中灵活运用酸碱盐核心知识进行定性分析的综合素养。

实际应用

自热食品发热包的安全使用、反应原理分析及废弃物分类处理。

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更新时间： 2026-04-20 08:10:14

内容说明： 本栏目专注上海初中化学中考趋势分析，每日精选情景化题型，帮助学生掌握核心知识点和解题方法。