初中化学还原反应探究题

(6分)为了探究复分解反应的实质，某兴趣小组同学对H₂SO₄与Ba(NO₃)₂的反应进行如下实验探究。
【提出问题】物质发生复分解反应时，是不是所有的离子都参加了反应。
【设计实验】

实验步骤	实验操作	实验现象
第一步	取一支洁净的试管，向其中加入一定量的稀硫酸溶液，再慢慢滴加Ba(NO3)2溶液至恰好完全反应。
第二步	在上述反应后的试管中再滴加3滴紫色石蕊试液。	试管中溶液由无色变成红色

（1）写出第一步发生反应的化学方程式                                    ；在上表中准确记录第一步实验操作时的现象。
【查阅资料】盐与酸和碱一样，溶于水之后也会发生解离成组成它的离子，如：Ba(NO₃)₂在水中会解离出Ba²⁺和NO₃^-。
【实验结论】（2）上述反应的实质是        和         （填离子符号）之间发生的反应。
【应用结论】（3）碳酸钾和澄清石灰水反应的实质是         和         （填离子符号）之间发生的反应，反应后的溶液中还存在大量的                   离子，向反应后的溶液中滴加无色酚酞，溶液将变成         色。

在一次化学实验课上，各小组同学用不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化碳，小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快，于是对此现象进行探究：
此反应的化学方程式为                                         。
【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么？
【作出猜想】①不同地点石块中碳酸钙含量不同；②所用盐酸的溶质质量分数不同；
③还可能是…………
【设计实验】（1）验证猜想①是否成立，设计的实验是：分别取大小相同、质量相同、                    的石块，加入质量相同、溶质质量分数相同的稀盐酸进行实验。
（2）验证猜想②是否成立，对盐酸的要求是                                。
【拓展延伸】上述实验中，小明采用了                   的研究方法。

氯气是自来水厂常用的消毒剂，某校化学兴趣小组的同学对它的性质很感兴趣，查阅下列有关资料并进行相关实验的探究：
【资料1】：氯气的某些化学性质与氧气相似。
【猜想一】：氯气有助燃性
【实验探究Ⅰ】：点燃，把燃着的氢气放入装满氯气的集气瓶中，氢气能继续燃烧，生成一种有刺激性气味的无色气体，反应的化学方程式为：                           。
由此可知【猜想一】                 （填“成立”或“不成立”）
【资料2】：氯气能与水发生化学反应：Cl₂ + H₂O  =  HCl  +  HClO。
其中次氯酸（HClO）中氯元素的化合价为                     。
【猜想二】： 氯气可用于消毒是因为与水反应生成的盐酸，还是次氯酸（HClO）能消毒？
【资料3】：某些物质能用于杀菌消毒是因为能分解出氧气。
某同学根据已有知识和阅读【资料3】后能够确定消毒的物质肯定不是                。
【实验探究Ⅱ】： 他将氯气通入装有适量水的试管中充分反应后，把试管放在阳光下照射，将带火星的木条伸入试管中时，发现木条能复燃。
【实验结论】：氯气与水反应生成的                    有杀菌消毒的作用
【拓展应用】;次氯酸在水溶液中能离解为H⁺和ClO^-，请问次氯酸能否与烧碱溶液发生中和反应？若能则写出相关的化学方程式                  （若不能则可不写化学方程式.）

(4分)某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，在老师引导下开展探究活动，请你和同学们一起进行实验探究。
【演示实验】将一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【知识梳理】该反应的化学方程式为（1）　            ；
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？
【猜想与假设】
甲组：只有Na₂SO₄    乙组：有Na₂SO₄和H₂SO₄ 丙组：有Na₂SO₄和NaOH         
【收集证据】丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴酚酞试液溶液，无明显变化，溶液中一定没有（2）            。
【表达与交流】为了验证其余猜想，甲组同学的实验方案是取少量试液于试管中，滴加氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀产生。你认为他们的实验方案（3）        （填“正确”或“不正确”），你的理由是（4）                。
乙组同学取少量试液于试管中，加入（5）______             溶液，振荡，观察到（6）___________________________，证明自己的猜想是正确的。
【反思与评价】为回收硫酸钠，应取剩余试液于烧杯中，加入（7）______ 溶液，充分搅拌，蒸发即可得到纯净的硫酸钠。

将0.4%的氢氧化钠溶液滴加到2 $ml$0.4%的盐酸中，测得混合液的 $pH$变化曲线如图。某学习小组对加入0- $Vml$氢氧化钠过程中，所得混合液 $pH$增大原因进行了如下探究：

【猜想假设】
猜想Ⅰ： $pH$增大是因为；
猜想Ⅱ： $pH$增大是因为发生了反应，写出反应方程式。
【实验探究】
为验证猜想Ⅱ，请你帮助该小组完成下列实验。（可供选择的实验用品有： $pH$计、0.4%的氢氧化钠溶液、0.4%的盐酸、水。）
（1）向2 $ml$0.4%的盐酸中加入 $Vml$0.4%的氢氧化钠溶液，用pH计测得混合液的 $pH$＝7。
（2）向2 $ml$0.4%的盐酸中加入 $Vml$，用pH计测得混合液的 $pH$7（填"＞"、"＝"或"＜"）。综合（1）和（2）证明猜想Ⅱ成立。

如图所示的三个实验均可验证酸与碱能发生反应：
（1）根据实验一回答：
①加稀盐酸前，一定能观察到的实验现象是；
②该实验通过稀盐酸与反应的现象，验证了酸与碱能发生反应．
（2）实验二通过两只试管中的现象对比，可以判断稀盐酸与Ca（OH）₂能反应，该实验除需控制所加水和稀盐酸的温度、体积相同外，还需控制相同．
（3）实验三中，加入X可验证稀硫酸与碱能发生反应，符合此条件的X是下列物质中的

A．

酚酞

B．

$CuO$

C．

$N{a}_{2}C{O}_3$

D．

$Ba{\left(N{O}_3\right)}_2$

(4分)某同学用如图所示的装置探究二氧化碳气体与氢氧化钠的反应（装置气密性良好）。请回答下列问题：

（1）向B中反应后的液体中滴加氢氧化钙溶液，能观察到的现象是           ；
（2）B中气球体积变大的原因是             ；
（3）通过对比A、B中气球体积变化不同，可以说明的结论是             。

某实验小组对实验室制取氢气的反应原理进行探究。
【知识回顾】能产生氢气的化学反应有： ①水电解     ②活泼金属与酸反应
【讨论交流】反应①的化学方程式；同学们讨论后认为该反应不适用于实验室制取氢气。
【实验探究】为了探究哪种物质更适合用于实验室制取氢气，大家设计了如下实验：

【分析与结论】填写实验报告。

实验	实验现象	实验结论
A	剧烈反应，迅速产生大量气泡，试管外壁	反应速率过快，气体不便收集，不能用于实验室制取氢气
B	缓慢产生少量气泡	反应速率过慢,不能用于实验室制取氢气
C	较快产生大量气泡，试管外壁发热

通过实验得出，适合实验室制取氢气的化学反应方程式为；
【知识拓展】（1）确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，如反应的快慢、收集的难易、等。
（2）用稀盐酸制取氢气时，制得的气体中可能会增加的杂质为。

某食品包装袋中有一个小纸袋，上面写"生石灰干燥剂，请勿食用"。该食品已放置两月有余。请你对下列问题进行探究。
（1）小纸袋中的物质能否继续作干燥剂？

实验步骤	实验现象	结论
取足量的小纸袋中的固体放入烧杯中，加入适量的水，触摸杯壁		可继续作干燥剂

（2）猜想：小纸袋中的物质除含有 $CaO$外，还可能含有 $Ca(OH{)}_2$和；
（3）请设计实验证明（2）中你所填的物质是否存在。

甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液，设计了如下图所示的四组实验方案。

（1）其中能达到实验目的的是________________
（2）在C组实验中发生的化学方程式为________________________________
（3）实验结束后，甲同学将A、C组四支试管中的溶液倒入同一容器中，看到溶液变浑浊，该现象说明有________________物质生成（填化学式），滴入酚酞后溶液呈红色。
（4）滴入酚酞后溶液呈红色，说明溶液呈碱性。使溶液呈碱性的物质是什么呢？甲同学进一步推测：溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和________________三种物质中的一种，或是三种物质两两混合组成的混合物。
（5）为了验证推测，甲同学查阅资料，获悉氯化钡溶液呈中性，并设计如下实验加以验证。请根据要求完成下列空白：

实验内容	预测现象	结论
取少量容器中的上层溶液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，静置	①若有白色沉淀，溶液呈无色	物质是碳酸钠
②若无沉淀生成，溶液呈红色	物质是氢氧化钙
③若有白色沉淀，溶液呈红色	____________________

（6）乙同学认为甲同学第②部验证的结论不严密，原因是________________；________________。

某化学兴趣小组学习酸、碱、盐性质后，通过实验对碱的化学性质进行验证和总结，如图所示（已知：CaCl₂溶液呈中性，）。  

（1）甲同学将酚酞试液滴入Ca(OH)₂溶液中，观察到溶液变红，得出结论：Ca(OH)₂溶液呈________________（填“酸性”、“碱性”或“中性”）；
（2）乙同学将过量的稀盐酸加入到甲同学所得溶液中，观察到红色褪去，此时所得溶液中含有的溶质有________________（酸碱指示剂除外）；   
（3）丙同学根据反应③得出结论：实验室存放碱溶液时需________________；
（4）丁同学将Na₂CO₃溶液加入溶液中，充分反应后，与乙同学所得溶液混合，静置后发现：上层为无色透明的溶液，底部有白色沉淀。则上层溶液中一定含有的溶质是________________（酸碱指示剂除外），可能含有的溶质是________________；为验证可能含有的溶质，应该补充的实验操作是________________。

CO₂通入NaOH溶液中没有明显现象，CO₂与NaOH是否发生了化学反应呢？某化学兴趣小组的同学们对此进行了探究。
【查阅资料】①通常情况下，1体积水溶解1体积的CO₂。
②在一定浓度的溶液中，有微溶物生成的复分解反应也能发生。
【实验探究】小红同学设计了下图所示的实验装置（锥形瓶内充满CO₂），并进行实验。

打开瓶塞和活塞，使NaOH溶液快速滴入锥形瓶中，立即关闭活塞（漏斗中仍有溶液剩余），观察到U形管左侧的红墨水液面______（填“升高”、“降低”或“不移动”），小红根据现象判断CO₂和NaOH发生了反应，理由是___________。请根据初中化学知识写出CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式：____________。
【反思与评价1】小明认为小红的实验方案不严密，理由是_______________________。
【拓展实验】兴趣小组的同学们为此又设计了下表所示的两种方法，进一步探究。请填写表中的空格。

实验方法	操作过程	现象	实验结论
方法一	取小红实验后锥形瓶内的溶液适量，加入足量CaCl2溶液	有白色沉淀生成	CO2与NaOH发生了反应
方法二	取小红实验后锥形瓶内的溶液适量，加入足量稀硫酸	______________

【反思与评价2】同学们经过讨论，认为【拓展实验】的______（填“方法一”或“方法二”）依然不严密，理由是___________________________（用化学方程式表示）。

学习了酸、碱、盐的性质后，化学兴趣小组的同学在杨老师的帮助下，对有关“碱性物质”的知识进行整理和探究。以下是本次活动的部分内容：
【验证实验】小全同学往盛有氨水溶液的试管中滴加了两滴酚酞溶液，结果发现试管中的溶液变     色,说明该溶液的pH      7。（填“＞”“＜”“=”）
【查阅资料】像KOH那样，凡是在水溶液中解离出的阴离子全部是OH^-的化合物就是碱。碱、酸、盐的解离过程都可用电离方程式来表示，例如：KOH=K⁺+OH^-、Ca(OH)₂=Ca²⁺+2OH^-。氨水（NH₃•H₂O）是碱，请参照例子写出它的电离方程式：                       。
【提出问题】纯碱（Na₂CO₃）是盐不是碱，却因其水溶液显碱性而得名。那么，为什么Na₂CO₃溶液显碱性呢？对此，化学兴趣小组的同学进行了探讨：
【猜想与讨论】
（1）小唐说：“因为Na₂CO₃本身在水溶液中也能解离出OH^-。”对于小唐的说法，大家一致表示反对。请你从化学基本原理的角度说出大家反对的理由：                   。
（2）小强说：“可能是部分Na₂CO₃与水反应，生成了能解离出OH^-的化合物。”对此，在场参与大家讨论的杨老师给予了肯定，并提示Na₂CO₃与水反应生成一种常见的碱和一种常见的化合物。请你根据杨老师的提示写出生成碱的化学式：         ，并写出Na₂CO₃与水反应的化学方程式                     。
【解释与结论】小林组长说：“碱的水溶液一定显碱性，但水溶液显碱性的化合物不一定是碱。只有解离时产生的阴离子全部是OH^-的化合物才是碱……”

某化学兴趣活动小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如下图所示实验，并对反应后锥形瓶中残留废液进行探究（不考虑发泡剂等类物质）。

【提出问题】废液中所含溶质是什么物质？
【猜想与假设】
猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl；
猜想2：废液中的溶质只有NaCl；
猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl；
猜想4：废液中的溶质是__________________。
【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的。他的理由是             。
【实验与结论】
(1)为验证猜想2，甲同学取少量废液装入试管中，然后滴入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是甲认为猜想2正确。甲同学的实验________（填“能”或“不能”）验证猜想2的正确性，原因是________________________________。
(2)乙同学为验证猜想3，选锌粒做试剂。假设猜想3是正确的，验证时反应的化学方程式       。
(3)若猜想4正确，且最终欲得到纯净的氯化钠溶液需加入_____溶液。
【拓展与应用】
若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行_________操作即可从废液中得到NaCl固体。此方法的缺点是_________________。

中和反应是中学化学中重要的学习内容，其在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。

（1）上图表示盐酸和氢氧化钠溶液发生反应过程中溶液的pH的变化曲线。
请从曲线图中获取信息，回答下列问题：
①图1图象表示盐酸和氢氧化钠溶
液发生反应过程中溶液的pH变化。进行该反应的实验操作是按照图2中的_______（填甲或乙）图所示进行的。
②曲线上M点表示盐酸和氢氧化钠溶液反应的情况是_______。
③向烧杯中倾倒20 g（滴有2滴酚酞试液）质量分数为4.0%的氢氧化钠溶液，振荡，再逐滴滴入质量分数为7.3%的稀盐酸，边滴边振荡，直至溶液刚好变为_______色为止，共用去稀盐酸10 g，则反应后溶液中溶质质量分数为_______。要使反应后的溶液变成20℃时的饱和溶液，需要加入氯化钠固体的质量是_______g(结果精确到0.1 g)。已知：20℃时氯化钠的溶解度为36.0 g。
（2）为证明中和反应是放热反应，某小组进行了如图所示的实验操作：

根据图示实验，甲同学认为：NaOH与稀盐 酸发生的中和反应是放热反应。乙同学认为：甲同学得出这个结论的依据不科学，理由是__________。
（3）为探究影响中和反应放出热量多少的因素，他们又进行了如下实验：在编号为A、B、C、D、E的五只烧杯中各装入36.5 g溶质质量分数分别为5%、10%、15%、20%、25%的盐酸，再向上述五只烧杯中分别加入40 g 20%的氢氧化钠溶液，最后测量其温度，数据记录如下：

实验结论：影响该中和反应放出热量多少的因素是_______。