初中化学生石灰的性质与用途探究题

下图是甲、乙两位同学一起在实验室进行的氢氧化钠与盐酸中和反应的实验。

（说明：图中 $A_1$、 $A_2$、 $A_3$、 $B_1$、 $B_2$、 $B_3$均为溶液编号）
根据上图实验，请你与甲、乙同学一起完成下列探究：

探究环节	甲同学的探究	乙同学的探究
提出问题	$A_3$溶液为什么不变红？	$B_3$溶液中溶质成分是什么？（酚酞不计）
作出猜想	实验过程中，酚酞变质了。	猜想一： $NaCl$ 猜想二： $NaCl$、 $HCl$
实验验证	（1）取少量 $A_3$溶液于另一试管中，向其中滴加 $NaOH$溶液，溶液变红，说明甲同学的猜想（填"成立"或"不成立"）。 （2）你认为，在常温下 $A_2$溶液测出的 $pH$应（填"＞"、"＝"或"＜"）7。	取少量 $B_3$溶液加入盛有少量铁粉的试管中，观察到有无色气泡产生，固体逐渐减少，溶液由无色变为。据此，你认为乙同学的猜想（填"一"或"二"）成立。
交流反思	（1）甲、乙同学的实验中，反应均涉及到的化学方程式是。 （2） $A_3$溶液未变红，你认为原因是 $A_2$溶液中较多，加入的 $NaOH$溶液未将其完全中和。 （3）甲、乙同学经过实验对比探究，一致认为做化学实验时应注意药品用量的控制。

某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验（操作规范）。装置A中发生反应的化学方程式为       ①      ，洗气瓶B中浓硫酸的作用为        ②        

【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为   ①  ，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为      ②     。
【分析交流1】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是________________。
（假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO₂忽略不计）。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu₂O生成，Cu₂O也能被还原成Cu；
②Cu₂O固体是红色的，它与稀硫酸的反应为：Cu₂O+H₂SO₄＝CuSO₄+Cu+H₂O.
【得出结论】红色固体a中含有Cu₂O。
【分析交流2】红色固体a中含 有Cu₂O是否会影响水组成的测定结果          （填“影响”或“不影响”）。
【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：Cu₂O；
猜想②是：________________。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量          的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g请通过计算说明，哪个猜想成立。

安多夫是一种嫩肉粉，其主要成分碳酸氢钠（NaHCO₃）和氯化钠。安多夫可破坏肉质纤维结构、促进肉类吸收水分，从而使肉质松软，达到鲜嫩爽滑的目的。小张发现将拌了安多夫粉的肉类放到锅中加入食醋等调料烧煮时会产生大量的气体，他对此颇感兴趣，决定对其进行探究。
【查阅资料】
1、碳酸氢钠俗称“小苏打”、“苏打粉”、“重曹”，白色细小晶体，加热到50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，440℃时完全分解。
2、白色无水硫酸铜遇到水会变成蓝色。
【实验探究一】对烧煮时产生的确大量气体的探究
1、小于对气体的成分进行了猜测：气体中除了醋酸气体之外，还可能含有水蒸气和CO₂。他设法收集气体样品并除去醋酸气体后，用下图实验装置进行验证。装置导气口连接顺序：气体样品。

2、小于对二氧化碳的来源作了两种猜测：
猜测①：二氧化碳可能是由               ；
猜测②：二氧化碳可能是由碳酸氢钠受热分解产生的。
针对以上猜测，小于设计了以下实验：

	实验步骤	实验现象
实验1	。	。
实验2	取安多夫样品少许加入试管中，加热使之充分反应，并把产生的气体通入澄清石灰水。	试管口出现小水珠，澄清石灰水变浑浊，试管中残留白色固体粉末。

实验结论：猜想①、②都正确
【实验探究二】测定安多夫样品中碳酸氢钠的含量
实验2中，小于发现充分反应后，试管中仍留有一些白色固体粉末，通过查阅资料发现是碳酸钠和氯化钠。小于想用测定白色固体中碳酸钠的质量来推算安多夫样品中碳酸氢钠的含量，于是称取实验2中得到的白色固体粉末6.9克，设计了如下实验方案：

（1）“操作1”的名称是     ，实验中加入过量CaCl₂溶液的目的是             。
（2）确定沉淀A是否洗涤干净的方法是                             。
（3）该安多夫样品中NaHCO₃的质量分数是多少？（写出解题过程）
（4）小明同学看到这个设计实验后，提出一个更简单的测定方法，设计思路如下：

①电子天平调零
②检查装置气密性
③装入M克安多夫样品，浓盐酸
④称药品和装置的总质量W₁克
⑤滴入浓盐酸
⑥无气泡产生后，再称整个装置的质量W₂克
⑦（W₂- W₁）减轻的质量就是二氧化碳的质量
通过化学方程式计算NaHCO₃的质量，最终达到计算安多夫样品中NaHCO₃的质量分数的目的。
【方案评价】两位同学经过多次的实验测定后发现，得到的最终结果总是比真实值偏大，请你帮他们分析结果偏大的原因可能是      。
A．所加酸的量不足
B．实验中使用了浓盐酸
C．未考虑反应过程中水的蒸发
D．未考虑生成的二氧化碳气体残留在装置内

潜水艇有两种供氧的装置，第一种是储备压缩氧气，第二种是在紧急的情况下才使用的过氧化钠（Na₂O₂）作供氧剂，小红同学对过氧化钠如何作供氧剂产生浓厚的兴趣，于是他在老师的指导下展开了以下的探究活动。
【查阅资料】
①过氧化钠是用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合中，将人们呼出的CO₂转换成O₂，以供呼吸之用。
②二氧化碳与过氧化钠反应的生成物只有两种，一种是氧气，另一种是化合物。
③人呼出的气体中含有的水分也能与过氧化钠反应生成氧气。
（1）小红利用下图的BCDE装置组合和有关药品制取并收集氧气。


若用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，则B中装置可采用上图中的____；E中装置可采用上图中的____  __；B中的化学方程式为： ___________________________。
（2）二氧化碳与过氧化钠反应除生成氧气外还生成什么物质？
【作出猜想】小红作出了以下三种猜想：
①生成碳酸；②生成氢氧化钠；③生成碳酸钠。
通过对反应物有关的元素组成的分析，乙同学认为猜想_______一定是错误的，理由是_________。
【进行实验】
小红通过以下实验验证了另一个猜想的正确性，请完成下述实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论
取CO2与Na2O2反应后的固体少量于试管中，加入少量__________，把产生的气体通入足量的澄清石灰水中	①______________； ②________________	猜想____是正确的

【反思与交流】
①小红若用图A来代替B装置，证明二氧化碳与过氧化钠反应生成了氧气，你是否同意小红的做法？____（填“是”或“否”），原因：____________________________________。
②由此可知道过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为：___

研究氢气、一氧化碳和二氧化碳具有重要意义．
（1）在汽车“催化转化器”内发生反应的化学方程式是：2NO+2CON₂+2CO₂．某化学探究小组的同学为探究温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响，设计了下列三组实验．

实验编号	T/℃	NO初始浓度/g•L^﹣1	CO初始浓度/g•L^﹣1	催化剂的比表面积/m^2•g^﹣1
Ⅰ	280	0．036	0．162	82
Ⅱ	280	0．036	0．162	124
Ⅲ	350	0．036	0．162	124

（1）分析上表中实验数据，回答下列问题：探究温度对化学反应速率影响的实验是    （填写实验编号）；研究催化剂的表面积对化学反应速率影响的实验是     （填写实验编号）．
（2）在300℃、70MPa下，使用催化剂可由氢气和二氧化碳合成乙醇，同时生成水，写出反应的化学方程式                        ．
（3）燃料燃烧时产生的热量不同．已知在某温度下各种燃料燃烧时产生的热量见下表：

燃料	质量/g	产物	产生的热量/KJ
氢气	2	水蒸气	241．8
甲烷	16	二氧化碳气体和水蒸气	890．3
乙醇	46	二氧化碳气体和水蒸气	1367

分析表中数据，燃烧单位质量的上述燃料产生的热量由多到少的顺序是    （用化学式表示）．

《蜡烛的化学史》是英国科学家法拉第所著的传世科普经典，今天我们沿着大师的足迹进行探究．蜡烛是由石蜡和棉线组成的．

（1）石蜡放入水中，浮在水面上，说明石蜡的密度比水的密度    （填“大”或“小”）．
（2）点燃蜡烛在其燃烧过程中，属于物理变化的是     ．
（3）取一火柴梗，拿住一端迅速平放入火焰中约1秒后取出，可观察到两端变黑，中间无明显变化．说明火焰的      （填“外焰”“内焰”或“焰心”）部分温度最高．
（4）轻轻一吹即可使蜡烛熄灭，原因是      （填序号）．
A．降低石蜡的着火点  
B．隔绝了空气   
C．温度降到了着火点以下．
（5）点燃一根直径为4cm的蜡烛，观察到烛芯周围有一杯状的烛油．蜡烛燃烧的质量与燃烧的时间呈现如图2所示的关系．
①据图判断蜡烛燃烧的化学反应速率是      （选填“稳定”或“不稳定”）
②烛芯周围的烛油没能发生燃烧的原因是        ．
③事实上，人的呼吸与蜡烛的燃烧在某些化学原理论，人的呼吸与蜡烛的燃烧在某些化学原理上相似，请写出其中的一点    ．

某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。
（1）写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：                                      。
（2）探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如图所示）。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由                         （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。

（3）探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？
【查阅资料】

物质	熔点╱℃	沸点╱℃	燃烧时温度╱℃
石蜡	50∽70	300∽550	约600
铁	1535	2750	约1800
钠	97.8	883	约1400

 
由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其                         （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。由此推测：钠在燃烧时，            （填“有”或“没有”）火焰产生。
（4）木炭在氧气中燃烧没有火焰，但生活中木炭燃烧时会产生火焰，其原因可能是            。

下图是一些常见物质的转化关系，其中C是无色无刺激性的气体，且能使澄清石灰水变浑浊；E是一种元污染的清洁能源，其燃烧产物是H。

请根据上图，回答下列有关问题：
(1)红棕色粉末A和气体C、E的化学式分别为：A、C、E：。
(2)G转化为H和A的反应类型是反应；B转化成E和D的反应类型是反应。
(3)①A与盐酸反应的化学方程式为：；
②D和氯气化合生成F的化学方程式为：。
(4)以上图中无色气体C为中心，延展如下图：

①请写出实现这两个转化的另一反应物J、K的化学式：J、K。
②请完善由 $CO$和 $CaC{O}_3$分别转变成无色气体C的转化关系图，在箭号上注明必要的反应条件和其它反应物。

漂白粉的主要成分为次氯酸钙 [Ca(ClO)₂] 和氯化钙，既可用作漂白剂，又可用作消毒剂。漂白粉中有效成分是 [Ca(ClO)₂] ，漂白的原理是：Ca(ClO)₂在空气中发生反应
Ca(ClO)₂+ CO₂+ H₂O＝CaCO₃↓+ 2HClO；HClO是一种酸性比盐酸弱的酸，不稳定，易分解生成HCl和一种常见的单质气体。HClO具有漂白性，能使品红等有色物质褪色。
【漂白粉制取的研究】
有人提出可以利用海水（含NaCl）和石灰石为原料制取漂白粉，该方法流程如下：

（1）⑤中的反应是2Ca（OH）₂+2Cl₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2X， X的化学式为______，其中Ca（ClO）₂中氯元素的化合价为______．
（2）实际工业生产中，反应⑤的反应物Ca(OH)₂最好用         ，（填“饱和石灰水”或“石灰乳”）并不断搅拌。
【定性研究】
有一包长时间放置的漂白粉，想知道该漂白粉是否变质，某同学设计了下列探究实验。
【提出问题】长时间放置的漂白粉是否变质？
【猜   想】
猜想1：该漂白粉未变质，固体成分为CaCl₂、Ca(ClO)₂；
猜想2：该漂白粉部分变质，固体成分为CaCl₂、Ca(ClO)₂ CaCO₃；
猜想3：该漂白粉全部变质，固体成分为CaCl₂、CaCO₃。
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
① ①取少量样品于试管中，                           。	有气体产生，气体使石灰水变浑浊。	猜想2成立
② 在上述反应后的试管中加少量            溶液。	。

【定量研究】
已知漂白粉有效成分能与浓盐酸发生如下反应Ca（ClO）₂+4HCl═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，某同学通过查阅资料，设计一个最简单的实验，测定漂白粉有效成分的质量分数。
【资料】Cl₂能溶于水，但在饱和食盐水中的溶解性非常小。实验条件下Cl₂的密度为3.17g/L.
【实验探究】
（3）甲同学准确称取0.5g漂白粉样品，检查装置气密性后装入下图A中，进行实验。实验结束后，量筒内收集到89.6mL食盐水。据此计算，此样品中有效成分的质量分数。（写出计算过程，计算过程中，保留3位小数，结果精确到0.1%）

（4）在读取量筒的刻度数时，应注意
①视线与凹液面最低点应齐平；
②装置内气体应恢复至室温；
③__                              ____．
（5）实验结束后，同学们发现，此装置存在着明显的不足：          （填序号）
A．没有考虑到盐酸占据的体积对测定结果的影响。
B．没有考虑到残留在导管中的液体和导管本身的体积对测定结果的影响。
C．没有考虑到氯气中可能混有的二氧化碳气体对测定结果的影响
D．没有考虑到氯气中可能混有的氯化氢气体对实验结果的影响。