初中化学实验探究物质的性质或变化规律探究题

某兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和相关性质进行探究。

【气体制取】

（1）实验室用大理石与稀盐酸（1：2）制取二氧化碳的化学方程式为 　         　。

（2）稀盐酸（1：2）是指浓盐酸与水按体积比1：2进行混合所得的盐酸。已知所用浓盐酸中溶质的质量分数为37%，密度为1.19g/cm³；水的密度为1g/cm³。计算所得稀盐酸中溶质的质量分数（计算结果保留一位小数）。

【实验探究】用实验证明碳酸型饮料（如汽水）中含有二氧化碳。

兴趣小组同学用如图所示的装置进行实验：打开汽水瓶盖，立即塞上带导管的橡皮塞，将导管另一端伸入装有试剂的试管中。甲、乙两位同学分别用不同的试剂进行实验。

甲同学在试管中加入少量澄清石灰水，观察到试管内 　            　，由此得到结论：该汽水中含有二氧化碳。

乙同学在试管中加入少量紫色石蕊溶液，观察到试管内 　           　，乙同学认为也能得到甲同学的结论。

【评价反思】兴趣小组的同学对甲、乙两位同学的实验方案进行评价。

（1）丙同学认为甲同学的方案比较合理，其试管中发生反应的化学方程式为 　              　。

（2）丁同学质疑乙同学的方案不够严密，认为也可能是该汽水中的柠檬酸随气体进入试管，而引起紫色石蕊溶液的变色。兴趣小组的同学针对丁同学提出的质疑进行了如下探究：

①查阅资料：柠檬酸为无色晶体，易溶于水和酒精；常温稳定，熔点153℃，熔化后沸腾前分解，分解温度约为175℃；柠檬，柑橘等水果中含有柠檬酸。

②乙同学在自己实验的基础上，未增加任何试剂，接着进行了一步实验操作，该操作是 　     　，可观察到 　            　，该反应的化学方程式为 　           　。可以确认不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色。

碳酸氢钠是一种应用广泛的盐，化学小组对其进行了探究。

（1）NaHCO₃可称为钠盐或碳酸氢盐，它是由Na⁺和　   　 （填离子符号）构成，医疗上能用于治疗胃酸（含有盐酸）过多症，反应的化学方程式为　              　。

【提出问题】实验室中如何制取少量NaHCO₃？

【查阅资料】

材料一：侯氏制碱的原理：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O═NaHCO₃↓+NH₄Cl；2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O。

材料二：研究发现，NaHCO₃溶于水时吸收热量，Na₂CO₃溶于水时放出热量。

【实验制备】根据侯氏制碱原理设计如图1所示装置制取NaHCO₃。

反应结束后，将试管中的混合物过滤洗涤，低温烘干得白色固体。

（2）烧杯中冰水的作用是　                         　。

（3）能进一步确认该白色固体是NaHCO₃的实验方案是

　                                   （须用到的仪器和药品：试管、温度计、水）。

（4）如图2中碳酸氢钠的溶解度在60℃后无数据的原因可能是　               　。

【性质探究】

常温下，取一定量的NaHCO₃溶液于烧杯中，插入pH传感器，向烧杯中持续滴加CaCl₂溶液，有白色沉淀生成，当溶液的pH变为6.68时开始有无色气体产生。反应过程中溶液的pH随时间变化如图3所示。

【查阅资料】

材料三NaHCO₃溶于水后，少量的HCO₃^﹣能同时发生如下变化：

变化①：HCO₃^﹣+H₂O→H₂CO₃+OH^﹣；

变化②：HCO₃^﹣→CO₃^2﹣+H⁺。

材料四：溶液的酸碱性与溶液中H⁺和OH^﹣数目的相对大小有关。常温下，当单位体积溶液中OH^﹣的数目大于H⁺的数目时溶液的pH＞7，反之pH＜7；单位体积溶液中所含的H⁺数目越大，溶液的pH越小。

【交流反思】

（5）NaHCO₃溶液显　   　 （填“酸”“碱”或“中”）性，结合材料三、四从微观角度说明原因：　                                              　。

（6）根据本实验，下列说法错误的是　 　 （填字母）。

a.pH＜6.68时生成的无色气体为CO₂

b.从0～30s，单位体积溶液中H⁺数目不断增大

c.不能用CaCl₂溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液

兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。

【实验回顾】

（l）铝与稀盐酸反应。

①用如图1所示装置制取氢气。

铝与稀盐酸反应的化学方程式为      。

②用B装置收集氢气的原因是      。

（2）在金属活动性顺序里，金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢，判断的依据是              。

【提出问题】

铝能否与水反应生成氢气？

【查阅资料】

物质	钠与水	铝与水	汞与水
能否发生反应	能反应	能反应	不反应

【交流与讨论】

（1）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为      。

（2）除去铝表面氧化铝薄膜的方法（举一例）      。除上述方法外，还可以将铝片浸入氯化汞（ HgCl ₂）溶液中，形成铝汞齐（铝汞合金）破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。

【实验探究】

（1）将铝片完全浸入氯化汞（HgCl ₂）溶液中1分钟左右，取出，立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中（如图2），其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为      。

（2）在导管口a处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，当气泡离开导管后，气泡      （填"下沉"或"上升"），用燃着的木条点燃气泡，发出爆鸣声。

【实验结论】

铝能与水反应生成氢气。

写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式      。

【实验反思】

（1）图2装置内，在铝与水反应的过程中，若关闭导管上的活塞K，反应停止，其原理是                。当再次打开活塞K，反应继续，产生气泡。铝未能生成氧化铝，其原因是        。

（2）汞有毒，会污染环境，兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞，用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。

某项目学习小组进行了如下探究。

【查阅资料】

电导率越大，溶液导电性越强，离子浓度越大。

鸡蛋壳主要成分是CaCO₃，其它成分对实验影响忽略不计。

鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。

【实验一】鸡蛋沉浮

将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中，可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到底，一会儿又慢慢上浮，到接近液面时又下沉。

（1）冒气泡的原因　　（化学方程式表示）。

（2）接近液面时又下沉的原因　　。

【实验二】鸡蛋壳溶解

在烧杯中加入蒸馏水，插入电导率传感器，加入蛋壳粉，搅拌，测得电导率随时间的变化如图1。

（3）搅拌的目的是　　。

（4）图1中，a﹣b段电导率变化的原因　　。b﹣c段电导率基本不变的原因　　。

【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿

（5）查资料知，含氟牙膏（含氟成分为NaF）与蛋壳反应在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为　　。

（6）先检查图2装置气密性，方法是　　。再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳（用牙膏浆液浸泡、洗涤、晾干）”于锥形瓶中，用注射器抽取20mL3.5%的盐酸（模拟形成龋齿的酸环境），连接好装置，打开开关，将盐酸快速压人锥形瓶，关闭开关，测得压强随时间的变化如图3所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。

（7）图3中x﹣y段压强增大的主要原因　　。

（8）根据实验三的数据分析，含氟牙膏　　（填“能”或“不能”）预防龋齿，理由是　　。