初中化学生活中的常见化合物探究题

为了培养学生的创新精神和实践能力，落实素质教育，近年来，怀化市大力推进实验教学，于2021年五月举行初中毕业考试实验操作考查。兴趣小组在学校的实验室进行【粗盐的提纯】实验，邀请你一起完成。

Ⅰ.溶解

Ⅱ.过滤

过滤时玻璃棒的作用是 　 　。

小李同学对过滤后滤液的成分产生了浓厚的兴趣。

【查阅资料】

a.粗盐中除含泥沙等难溶性杂质外还含有CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄等可溶性杂质。

b.BaSO₄不溶于水、不溶于酸。

【设计实验方案并进行实验】为确认滤液中CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄的存在，小李利用实验台上的NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液进行以下实验探究。

实验操作	实验现象	实验结论
①往上述所得的滤液中加入足量的NaOH溶液，充分反应，静置，过滤		滤液中含有MgCl2
②往上述①的滤液中滴加足量的 　    　，充分反应，静置，过滤		滤液中含有CaCl2
③往上述②的滤液中加入足量的 　   　，充分反应，静置，过滤	有白色沉淀生成	滤液中含有Na2SO4.

【实验反思】小宇同学认为实验③不够严谨，理由是 　            　。老师告诉同学们，可在实验③所得的沉淀中加入足量的 　 　（填“盐酸”或“稀硫酸”），观察到有气泡产生且有部分沉淀未溶解，则可验证Na₂SO₄的存在。

【实验结论】小组同学在老师的帮助下将上述杂质除去，然后将除杂后的滤液置于蒸发皿进行蒸发结晶，当观察到 　     　，就停止加热，利用余热蒸干。小李高兴的宣布：我们得到了纯净的氯化钠。

【实验拓展】小李欲通过计算检验氯化钠样品中是否含有氯化镁，取样品ag，充分溶解，滴加硝酸银溶液至不再产生沉淀为止。当产生沉淀的质量不等于 　　g（用含a的代数式表示）时，则含有氯化镁。

利用物质性质，开展物质鉴别。

活动探究一：现有一瓶蒸馏水和一瓶稀氯化钾溶液，设计实验进行鉴别。

实验操作	实验现象和结论
方法一：各取一滴滴在洁净的玻璃片上晾干	观察到 　           　的是氯化钾溶液。
方法二：各取少量于两支试管中，分别滴加少量硝酸银溶液。	观察到 　       　的是蒸馏水。

【实验分析】方法二中反应的化学方程式是 　                   　。

【方法感悟】鉴别物质时，要依据性质差异，选择恰当方法，产生不同现象，达成鉴别目的。

活动探究二：老师提供了五瓶无色溶液，分别是碳酸钠溶液、稀盐酸、氯化钾溶液、硫酸钠溶液和氢氧化钡溶液。为鉴别它们，同学们进行了如下探究：

【探究性质】五种溶液两两之间能否发生反应？请写出符合条件的化学方程式各一个：

（1）有沉淀生成 　                                       　；

（2）有气体生成 　                              　。

【实验探究】他们将五瓶溶液分别编号为A、B、C、D、E，然后将B、C、D、E四种溶液分别取少量，并两两混合观察现象。

实验一	操作	B、C混合	D、E混合
	现象	无明显现象	无明显现象
实验二	操作	B、D混合	C、E混合
	现象	产生白色沉淀	无明显现象
实验三	操作	B、E混合	C、D混合
	现象		无明显现象

【实验结论】

①通过实验一、实验二可以确定溶液A不可能是哪一种溶液？　           　（填溶液中的化学式，下同）。

②分析实验三中溶液B、E混合的可能现象，综合三个实验可以得出不同的结论：

③若B、E混合产生白色沉淀，则可推知下列三种溶液分别是A：　   　；B：　    　；C 　   　。

④若B、E混合有气泡产生，则可推知五种溶液的组合是A：　 　；B：　 　；C 　 　；D 　    　；E 　 　。

⑤若B、E混合无明显现象，则可推知五种溶液可能的组合有 　 　种。

某初级中学学生为了探究化学实验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证．
【发现问题】当把黑色粉末与无色溶液混合时即产生气泡．
【查阅资料】初中化学实验室常见的黑色粉末：氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、炭粉．
【提出假设】黑色粉末是               ，无色溶液是               ．
【设计实验】向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量的无色溶液，用            法收集一试管气体；检验该气体                    ．
【实验结论】此气体是                       ，原假设成立．

某实验小组同学对双氧水制氧气的若干问题进行探究。
（1）利用图甲中A、B仪器可以组装一套测量氧气体积的装置，该装置导管的连接顺序是  接C（填接口编号）
（2）A瓶中原有的空气对氧气体积测定     （填”有或没有”）影响？

（3）图乙装置也可以用来测量反应中生成的氧气体积。为了较准确的测量氧气体积，在读取量气管中液面读数时，应注意哪些问题？         ，          。（答两点）如管中出现左低右高，应将水准管     （填“上移”，“下移”“不动”）

实验室制取气体所需的装置如下图所示。

请回答以下问题。
⑴ 实验仪器a的名称是         。
⑵ 用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为          。用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置为            （填字母序号）。
⑶ 用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式          ，收集一瓶二氧化碳，将燃着的木条放在瓶口，若观察到           ，说明瓶中已充满二氧化碳。

化学是以实验为基础的自然科学，下图所示为实验室常用的实验装置：

据此回答：
（1）实验室若用A装置制取氧气，写出反应的化学方程式。
（2）实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取 $C{O}_2$，所需要的装置组合是（填装置序号）；也可以用碳酸氢钠（ $NaHC{O}_3$）固体加热分解（产物为碳酸钠、二氧化碳和水）来制取，该反应的化学方程式为。
（3）F装置可用来测量生成的 $C{O}_2$气体的体积，其中在水面上放一层植物油的目的
是。
（4）实验室若检验 $C{O}_2$应选择装置，其反应的化学方程式为。

为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用大试管作反应容器，将过量的红磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。
假设实验能按照小华的设想正常进行，且红磷所占体积与导管内气体体积忽略不计，回答下列问题：

（1）实验前，如图连接好仪器。打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL推至15mL刻度处，然后松手，观察活塞是否仍能返回至20mL刻度处，该步骤的实验目的是             。
（2）试管中装入红磷，将注射器的活塞前沿调整至20mL处，连接好装置，夹紧弹簧夹，然后用酒精灯加热红磷，红磷燃烧，观察到           ，红磷燃烧的文字表达式为          。一段时间后，燃烧结束，等到试管冷却后在松开弹簧夹。
（3）若加热前，试管内的空气体积为40mL，则松开弹簧夹后，注射器的活塞前沿最终停在         mL处，说明氧气约占空气体积的1/5。

某化学兴趣小组在学习氧气的制法后进行一系列探究活动。
探究1．
利用如图实验装置制取氧气。

(1)写出用A装置制取氧气的化学方程式________。
探究2．
(2)小组对过氧化氢分解时影响反应速率的部分因素作出探究，并测得相关实验数据。如表：

从实验③和④对比可知，化学反应速率与________有关。通过实验________与实验________（填实验序号）对比可知，化学反应速率与反应物的浓度有关。若用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，加适量水稀释，产生氧气的总质量________。（选填“减小”或“不变”或“增大”）。
探究3．
小组中小童同学取15%的H₂O₂溶液5mL于试管中，加热后，观察到溶液中产生较多气泡，他直接将带火星的木条伸入试管中，木条却没有复燃，直至溶液沸腾，也未见木条复燃。小组一起反复实验讨论并通过查找资料找到了木条不能复燃的原因。
(3)有关小童在实验中带火星的木条没有复燃，下列说法中正确的有________。

A．实验所用的过氧化氢溶液的浓度太小。

B．加热过氧化氢能分解，但反应速率较慢，试管中氧气含量较少。

C．加热过氧化氢溶液的同时，溶液中的水蒸气随氧气一起逸出，环境湿度较大，木条不能复燃。

D．小童采用排水法去收集产生的气体，再用带火星木条检验，木条能复燃。

以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据（常温通常指20℃；“浓度”指溶质的质量分数）

实验序号	过氧化氢溶液浓度/%	过氧化氢溶液质量/g	温度/^0C	二氧化锰用量/g	氧气体积/ml	反应所需时间/s
①	5	12	20	0.2	125	11
②	30	12	20	0.2	125	2
③	30	12	40	/	125	148
④	30	12	90	/	125	82

（1）通过实验①和②对比可知，化学反应快慢与               有关；
（2）通过对比实验             和            可知，化学反应快慢与温度的关系是             ．
（3）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是               ．
（4）同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究（探究一种因素即可）

某化学兴趣小组通过探究活动学习和理解化学知识．请你一起研究学习，并回答有关问题．

研究主题：水溶液中复分解反应的实质

相关信息：一定体积的溶液中，离子的数目越多，其离子的浓度越大．电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱，能反映离子浓度大小．相同温度下同种溶液电导率越大，离子浓度越大．

（1）实验一：恒温条件下，向一定体积一定浓度的稀Ba（OH）₂溶液中滴加2﹣3滴无色酚酞试液，插入电导率传感器，然后滴加稀硫酸，测得溶液的电导率变化如图中甲曲线所示．

①写出Ba（OH）₂与H₂SO₄反应的化学方程式　　．

②甲曲线M点时混合液体呈　　色；

③通过对甲曲线的分析，下列说法错误的是　　（填序号）．

A．M点前曲线下滑的过程中，H⁺和OH^﹣结合成H₂O，Ba²⁺和SO₄^2﹣结合成BaSO₄

B．M点时离子浓度几乎为零

C．M点后溶液电导率逐渐增大，仅由于溶液中H⁺在逐渐增大

（2）实验二：恒温条件下，向等量同浓度的稀Ba（OH）₂溶液中滴加2﹣3滴无色酚酞试液，插入电导率传感器，然后滴加稀Na₂SO₄溶液，测得溶液的电导率变化如上图乙曲线所示．

①通过对乙曲线的分析，下列说法错误的是　　（填序号）．

A．开始至完全反应过程中，电导率减小，溶液由红色逐渐变为无色

B．电导率下降到最低点时仍然较大，表明溶液中还存在较多离子

C．整个实验过程中，溶液中Na⁺数目一直增大

②N点时，溶液中含有的离子是　　（填离子符号）．

③通过比较分析，结合已学知识可知，溶液中复分解反应的实质是参与反应的离子，结合生成了沉淀、气体或水，导致其浓度　　（填“增大”或“减小”）．

（3）拓展：①请根据示例仿写离子方程式．

示例AgNO₃+NaCl＝AgCl↓+NaNO₃离子方程式：Ag⁺+Cl^﹣＝AgCl↓

仿写：BaCl₂+Na₂SO₄＝BaSO₄↓+2NaCl离子方程式：　　．

②向一定量饱和澄清石灰水中持续通入过量的CO₂气体，溶液先变浑浊后浑浊逐渐消失．请推测此过程的溶液中Ca²⁺的浓度变化情况　　．

某学习小组对粗盐中杂质（难溶性和可溶性）的去除展开相关探究．

（1）粗盐中难溶性杂质去除的实验步骤为①溶解，②过滤，③ 　　（写操作名称），④计算产率．

（2）步骤②中需要用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、 　　（写仪器名称），其中玻璃棒的作用是 　　．

（3）【提出猜想】

    甲同学：该粗盐中含有难溶性杂质外，是否还含有可溶性杂质？

（4）【查阅资料】]

①粗盐中可能含有镁盐（Mg ²⁺）和硫酸盐（SO ₄ ^{2 ﹣}）等可溶性杂质．

②一些物质的溶解性表

阳离子 阴离子	OH ^﹣	CL ^﹣	SO	CO
Na ^+	溶	溶	溶	溶
Ba ^2+	溶	溶	不	不
Mg ^2+	不	溶	溶	不

说明："溶"表示该物质可溶于水，"不"表示该物质不溶于水．

③Mg（OH） ₂为白色物质，不溶于氢氧化钠溶液；BaSO ₄为白色物质，不溶于盐酸；

MgCO ₃，BaCO ₃为白色物质都能溶于盐酸．

（5）【实验设计】

①取少量除去难溶性杂质后的盐，溶于水配成溶液．

②取少量所配溶液于试管中，滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性的 　　盐．

③另取少量所配溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性的 　　盐．

（6）【实验结论】该盐含有可溶性杂质 　　．

（7）【实验拓展】以下为乙同学设计的去除食盐中可溶性杂质的试验流程：

①该实验过程中，除杂试剂都要过量，原因是 　　．

②过量Na ₂CO ₃溶液用来除 　　离子（填离子序号）．

学习化学知识和技能，可以帮助我们鉴别和检验物质。

（1）在实验室鉴别白酒与白醋，可采用的方法是 　　。

（2）现有两瓶失去标签的无色溶液，其中一瓶是氢氧化钙溶液，一瓶是稀盐酸。为了鉴别它们，同学们设计了如下实验方案：先给两瓶溶液贴上标签A、B，然后分别取样进行实验。请将横线部分填写完整：

	加入的试剂	现象	结论
方案1	二氧化碳	A中出现白色浑浊，B中无明显现象。	A是 　　溶液， B是另一种溶液。
方案2	碳酸钠溶液	。
方案3	试剂X	……

写出方案1中发生反应的化学方程式 　　。

【方法感悟】在鉴别物质时，要先分析物质的性质，然后选择恰当的试剂，必须产生不同现象才能达到鉴别物质的目的。

【拓展应用】完成方案3，请从下列提供的试剂中选出所有能鉴别出这两种物质的试剂X： 　　。（填序号）

①酚酞溶液    ②pH试纸   ③镁    ④氧化铜

⑤稀硝酸    ⑥氢氧化铜   ⑦氯化镁溶液   ⑧硝酸钡溶液

（3）小华同学对方案2进一步探究，设计了如下实验方案：

溶液C和溶液D混合，可能会出现以下三种情况：

①有沉淀产生时，写出其中发生反应的化学方程式 　　。

②有气泡冒出时，可通过现象反推出溶液C中的溶质是 　　。

③无明显现象时，混合物E中一定含有的溶质是 　　；混合物E中所含溶质种类最多时，写出所有溶质的化学式 　　。

咸宁市市某校2018年实验操作模拟考试的一个考题是：用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水。

【进行实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
分别用a，b，c三支试管取样，各加入一定量碳酸钠溶液	a中有气泡产生	a中物质是稀盐酸
	b中无明显现象	b中物质是食盐水
	c中	c中物质是澄清石灰水

写出a试管中发生反应的化学方程式 　　。

把c试管反应后的物质进行过滤，得到滤液。

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

猜想一：Na ₂CO ₃和NaOH；猜想二：NaOH；猜想三： 　　。

提示：Ca（OH） ₂微溶于水。

【实验过程】为证明猜想一是否正确，进行了如下实验

实验步骤	实验现象	实验结论
取一定量滤液于试管中，加入一种盐溶液（写物质化学式）	有白色沉淀	猜想一正确

写出上述有白色沉淀生成的化学方程式 　　。

同学们还对a试管反应后废液的酸碱性感兴趣，决定用pH试纸测定其pH值。

用pH试纸测定a试管反应后废液碱性的过程	测定结果
在白瓷板上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取 　　。	pH＜7（废液显酸性）

【反思与交流】a试管中的废液显酸性，从环保、经济、操作简便等方面考虑，应向废液加入（写化学式） 　　后再排放。

实验探究是科学探究的重要形式，请参与以下探究活动并回答问题：

（一）测定空气里氧气的含量

（1）A装置是人教版教材设计的"测量空气里氧气的含量"的实验装置，教材实验所需试剂是水和 　　（填物质名称），实验前向集气瓶内加入少量水后将水面上方空间准确分为五等分，该操作中一定要使用的仪器是 　　；

（2）小华用A装置测定的氧气含量偏低，可能的原因是 　　（任答一点）

（3）B装置也可用于测量空气中氧气的含量，其实验原理用化学方程式可表示为 　　；

（4）使用B装置进行实验时需交替缓慢推动两个注射器活塞的原因是 　　，实验结束后移开酒精灯，恢复到室温后读数即可计算出氧气含量，B装置的优点是 　　（任写一点）

（二）实验异常现象探究

在学校实验室开放日，小明用氯化钙、碳酸钠、碳酸氢钠的饱和溶液与稀盐酸等药品设计了复分解反应发生条件的验证实验，请参与他的实验过程。

【查阅资料】20℃时部分物质的溶解度：NaHCO ₃9.6g；Ca（HCO ₃） ₂16.6g

【实验设计】小明用稀盐酸和上述三种饱和溶液设计出如图所示的四个验证实验

【实验预测】小明依据所学的"复分解反应发生条件"的规律预测，在Ⅰ～Ⅳ四个实验操作中能发生复分解反应的共有 　　（填数字）个。

【发现问题】小明在实验Ⅱ中的操作中发现产生了白色沉淀X？

【提出假设】小明认为X可能是Ca（HCO ₃） ₂、 　　、 　　（填化学式）中的一种或几种；

【理论计算】小明依据化学反应方程式经理论计算发现，X不可能是Ca（HCO ₃） ₂；

【实验探究】将实验Ⅱ中的白色沉淀X过滤后，取少量X固体于试管中并加适量水振荡，再滴入几滴酚酞试液，观察到溶液颜色无变化，说明X一定不是 　　（填化学式）；另取少量X固体滴加稀盐酸产生的无色气体能使澄清石灰水变浑浊，则X一定是 　　（填化学式）

【拓展延伸】小明查询得知：高浓度的碳酸氢钠溶液可与氯化钙溶液反应生成白色沉淀，许多化学反应事实也证实；在不同条件下（如浓度、温度、颗粒物大小等），物质可能体现出不同的化学性质，请举例说明 　　。

向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，搅拌后没有观察到明显现象．教材上借助酸碱指示剂验证了该反应的发生．是否还有其他方法判断该反应的发生呢？小明和小亮两位同学分别进行了实验探究．

【实验探究一】小明同学取上述反应后的溶液少许于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成，再滴加足量的稀硝酸，沉淀不溶解．小明认为白色沉淀是NaCl与AgNO ₃反应生成的，于是得出氢氧化钠与盐酸发生了反应的结论．

【实验探究二】小亮同学取一定量的稀盐酸于烧杯中，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，搅拌并用pH计精确测量烧杯中溶液的pH，绘制溶液的pH随时间变化的曲线如图1所示．小亮根据溶液pH的变化，推断盐酸与氢氧化钠发生了反应．

【讨论交流】（1）针对两位同学的实验探究，老师认为小明同学的结论是错误的，理由是 　　（用化学方程式表示）．

（2）在小亮的实验中，当实验进行到10秒时，溶液中含有的溶质是 　　（填化学式），该溶液能与下列物质发生反应的是 　　（填序号）．

①碳酸钠②氧化铜③硫酸铜 ④镁

（3）从图1的曲线中得知，当实验进行到 　　秒时，酸与碱恰好完全反应．

【拓展延伸】老师将氢氧化钠溶液逐滴加入到盛有稀盐酸的烧杯中，测定溶液的温度，绘制出溶液的温度随氢氧化钠溶液体积的变化而变化的曲线如图2所示，从能量变化的角度看，该反应属于 　　反应（填"吸热"、"放热"）．

【反思评价】有的中和反应没有明显现象，有的中和反应有沉淀生成或固体物质溶解的现象．请写出一个有沉淀生成的中和反应的化学方程式 　　．