初中化学探究题

小丽家里的下水道被毛发、食物残渣等杂物堵塞了，她爸爸买了一瓶管道通回来，经过短时间的浸泡使用，堵塞的下水道很快就疏通了，管道通是怎样使堵塞的下水道变得重新疏通呢？小丽产生了强烈的好奇，决定与化学兴趣小组的同学对管道通的成分及性质进行研究．

【查阅资料】

1．管道疏通剂的说明书：疏通剂的主要成分是NaOH固体和Al粉

2．NaOH溶液会与Al发生反应生成NaAlO ₂

【实验模拟】在实验室里，小丽取出了一些NaOH固体和Al粉混合后，放入盛有水的试管中，观察到反应剧烈，有大量气泡产生，且试管壁发烫．

对于试管壁发烫的原因，学习小组的同学认为可能是 　　的原因，也可能是 　　的原因．

【猜想与假设】产生的气泡可能是什么气味？

同学们纷纷提出了自己的猜想：

1．小李认为该气体是氧气，小张认为是氢气．

2．你认为该气体可能是氧气和氢气的混合气体外，还可能是 　　．

【验证假设】

小丽设计了如图所示装置进行实验，该气体的收集方法叫 　　．小丽在用该方法收集气体时，等大量气泡生成一段时间后再进行收集，其目的是 　　．

小李拿一根带火星的木条伸到集满气体的B试管中，如果他的假设是正确的，将看到 　现象．而现在发现B试管中的气体能被点燃，产生淡蓝色的火焰，该实验现象证明了小张的猜想是正确的．

经试验确定A试管中反应后只有NaAlO ₂一种溶质，写出A试管中反应的化学方程式： 　　．

【原理分析】

对于Al为什么能与氢氧化钠溶液反应生成氢气的原因，大家进一步提出自己的猜想，小李认为，Al的金属活动性排在H之前，所以置换出NaOH"分子"中的"H"．但他的观点遭到了大家的反对，因为 　　．

小丽猜想是Al的性质比较特殊的原因，经过网络查找，大家终于明白了疏通反应的原理．

【交流反思】根据上述实验及NaOH的性质，请你提出一条保管或安全使用管道疏通剂的建议： 　　．

在老师的指导下，小乐同学探究金属和盐溶液反应时，发现将钠放入MgCl ₂溶液中有气泡和白色沉淀产生。为了进一步探究，小乐同学将充分反应后的混合物过滤，得固体A和滤液B。

【查阅资料】

①钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。

②MgCl ₂溶液呈酸性。

【分析与思考】

小乐同学根据所学知识对产生的气体和固体A进行判断；

（1）产生的气体是 　　（填序号）。

①CO ₂②H ₂③Cl ₂

（2）取A加入过量稀盐酸，A全部溶解，无气泡产生，则A的化学式是 　 。

【提出问题】滤液B中溶质的成分是什么？

猜想一：NaCl

猜想二：NaCl、MgCl ₂

猜想三：NaCl、NaOH

猜想四：NaCl、MgCl ₂、NaOH

小乐同学认为猜想 　　不成立，理由是 　　。

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
步骤一：取少量滤液B于试管中，滴加几滴无色酚酞，振荡，观察现象	溶液	猜想三不成立
步骤二：取少量滤液B于试管中，滴加适量NaOH溶液，振荡，观察现象	产生白色沉淀	猜想 　　成立

【结论】在金属活动性顺序里，钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来。

【拓展】将钠与MgCl ₂固体隔绝空气加热到一定温度时，钠可以从MgCl ₂中置换出镁，该反应的化学方程式是 　　。

糕点疏松的主要成分中含有碳酸氢钠，某化学兴趣小组对碳酸氢钠的化学性质进行探究。

【探究实验一】 碳酸氢钠溶液的酸碱性：用玻璃棒蘸取碳酸氢钠溶液在pH试纸测上并与 　　对比，读出其pH值约为10，由此得出结论是：碳酸氢钠溶液呈碱性。

【探究实验二】碳酸氢钠能否与酸反应：取少量固体放入试管中，滴加足量的稀盐酸，现象为 　　。结论：碳酸氢钠能与酸反应。

【探究实验三】碳酸氢钠的热稳定性：取一定量的碳酸氢钠放在铜片上加热，如图所示。

（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有水珠。

（2）充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，加入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊。

（3）通过进一步实验来确定充分加热后的固体产物的成分。限选试剂及仪器：稀盐酸、氯化钙溶液、澄清石灰水、酚酞溶液、蒸馏水、试管、胶头滴管

序号	实验操作	预期现象	结论
①	取少量加热后的固体产物放入试管A中，加入适量蒸馏水，充分振荡溶解，滴加足量 氯化钙溶液，振荡，静置	产生白色沉淀	产物含
②	取操作①后的上层清液于试管B中，滴加		产物不含NaOH

请分析上述操作①中不能用澄清石灰水替代氯化钙溶液的理由 　　。

（4）根据上述实验结论，写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式 　　。

镁条在空气中久置表面会变黑，某小组同学设计并进行实验，探究镁条变黑的条件．

【查阅资料】常温下，亚硫酸钠（Na ₂SO ₃）可与O ₂发生化合反应．

【猜想与假设】常温下，镁条变黑可能与O ₂、CO ₂、水蒸气有关

【进行实验】通过控制与镁条接触的物质，利用如图装置（镁条长度为3cm，试管容积为20mL），分别进行下列5个实验，并持续观察20天．

编号	主要实验操作	实验现象
1	先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气再加入2mL浓硫酸	镁条始终无明显变化
2	加入2mLNaOH浓溶液	镁条始终无明显变化
3	先加入2mL浓硫酸再通入约4mLCO 2	镁条始终无明显变化
4	先加入4mL饱和Na 2SO 3溶液再充满CO 2	镁条始终无明显变化
5	先加入2mL蒸馏水再通入约4mLCO 2	镁条第3天开始变黑至第20天全部变黑

【解释与结论】

（1）实验1和2中，NaOH浓溶液的作用是      （用化学方程式表示）

（2）实验1的目的是 　                　

（3）实验3中，试管内的气体主要含有CO ₂、 　     　．

（4）得出"镁条变黑一定与CO ₂有关"结论，依据的两个实验是 　 　（填编号）

（5）由上述实验可推知，镁条变黑的条件是 　                　．

【反思与评价】

（6）在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与N ₂无关，其理由是 　               　

（7）欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需要的试剂是 　              　．

氢化钠与水反应的化学方程式为：NaH+H ₂O═NaOH+H ₂↑．在实验室里，小强先取一定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再将少量氢化钠加入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤得到滤液和蓝色滤渣。并对滤液的成分进行探究。

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

【查阅资料】Na ₂SO ₄溶液呈中性

【猜想与假设】猜想一：Na ₂SO ₄

猜想二： 　 　

猜想三：Na ₂SO ₄和CuSO ₄

猜想四：Na ₂SO ₄、CuSO ₄和NaOH

【讨论与交流】：小玲认为猜想 　 　不合理，理由是 　 　（用化学方程式表示）。

【实验与结论】

实验	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取少量滤液于试管中，仔细观察现象	溶液为无色	猜想 　 　不成立
实验二	向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液		猜想二成立
实验三	常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度	pH＞7	猜想 　　不成立

兴趣小组获得两包制作"跳跳糖"的添加剂，一包是柠檬酸晶体，另一包是标注为钠盐的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水，混合后产产生了使澄清石灰水变浑浊的气体。于是对白色粉末的化学成分进行了以下探究：

【提出猜想】猜想1．碳酸钠；猜想2．碳酸氢钠；猜想3．碳酸钠和碳酸氢钠

【查阅资料】①碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性；

②碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解

【实验探究】小月、小妮分别对有关猜想设计方案并进行实验：

	实验操作	实验现象	实验结论
小月	将白色粉末溶于水后用pH试纸测定其酸碱度	pH 　　7（填"＞"、"＜"或"＝"）	溶液呈碱性，猜想1成立
小妮	用如图所示的装置进行实验	试管A中有水珠产生，试管B中液体变浑浊	猜想2成立，试管B中反应的化学方程式为 　　。

【交流反思】大家一致认为小月和小妮的结论不准确：

（1）小月实验结论不准确的原因是 　　；

（2）小妮的实验方案不能排除白色粉末是否含有 　　。

【继续探究】小戚称取mg白色粉末与足量稀盐酸反应，充分反应后生成二氧化碳的质量为n g，通过计算并分析实验数据确定猜想3正确，则n的取值范围为 　　（用含m 的代数式表示）。

【结论分析】探究后他们核查到添加剂的成分是柠檬酸和碳酸氧钠，分析后认为白色粉末中的碳酸钠是由碳酸氢钠分解产生的。

【拓展应用】下列物质常温下放置一段时间也会分解的是 　　（填序号）。

A．浓硫酸        B．氢氧化钠       C．碳酸氢铵      D．氯化钠。

为了解甲酸的分解产物，实验小组进行了以下探究：

【查阅资料】甲酸（HCOOH）的熔点为8.6℃，能分解生成两种物质。

【提出猜想】实验小组对甲酸的分解产物提出了猜想：

猜想1．H ₂和CO ₂；猜想2．CO和H ₂O。

【设计实验】20℃时，甲酸的状态为 　　；从图一装置中选择合适的装置 　　（填序号）对甲酸进行加热。为了加快分解速率，实验小组加入了催化剂，反应后将分解产物通入图二装置进行实验。

【实验预测】若猜想l成立，则D中的实验现象应为 　　。

【进行实验】实验中观察到C处瓶内出现大量水珠，F处玻璃管中出现的现象为 　　，甲酸分解的化学方程式为 　　。

【交流拓展】资料表明，不同条件下，甲酸的分解产物不同，猜想1和猜想2均能成立。据此小新对甲酸的分解产物又提出新猜想：猜想3．H ₂O和CO ₂；猜想4．CO和H ₂．经讨论认为无需进行实验就能确定猜想3和猜想4都错误，理由是 　　。

王军同学在阅读课外读物时得知工业上制得的纯碱中常含有一定量的NaHCO ₃，于是他从家中取来某纯碱样品，和同学们进行了如下探究活动。

【实验目的】探究该纯碱样品中是否含有NaHCO ₃。

【查阅资料】NaHCO ₃易溶于水，其水溶液呈碱性，受热易分解生成Na ₂CO ₃、CO ₂和H ₂O．NaHCO ₃属于 　　（填"酸"、"碱"或"盐"）类物质。

【实验设计】王军同学根据实验目的设计了如下两种方案：

方案1：取样，加适量水溶解，向所得溶液中滴加酚酞溶液，观察现象。

方案2：取样，将其加入如图所示实验装置的试管中，加热，观察装置B中的现象。

王强同学认为方案1不能达到实验目的，你认为他的理由是 　　。

【进行实验】按方案2进行实验时，观察到装置B内澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式是 　　。

【实验结论】上述实验现象说明该纯碱样品中 　　（填"含有"或"不含有"）NaHCO ₃。

【讨论交流】李娜同学想利用方案2中的装置来测定该纯碱样品中Na ₂CO ₃的含量，她提出需要充分吸收反应生成的CO ₂，为此，你认为装置B内最好盛装 　　溶液。

【拓展应用】欲除去Na ₂CO ₃固体中混有的NaHCO ₃，最简便的方法是 　　。

某化学兴趣小组探究常温下碳酸钠饱和溶液的酸碱度．
[猜想与假设]溶液的pH可能是（填入你的猜想与假设）：
①pH＞7；②pH            ；③pH            ．
[设计与实验]小方、小钟、小陈三位同学进行了如下实验：
小方：取pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取碳酸钠溶液沾在pH试纸上，测得pH＞7．
小钟：取pH试纸于玻璃片上，先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用玻璃棒蘸取碳酸钠溶液沾在pH试纸上，测得pH＞7．
小陈：取pH试直接浸入碳酸钠溶液中，测得pH＞7．
[评价]以上三位同学中操作规范的是         同学，其余两位同学操作上的错误是
                        ；                       ．

小李学习了二氧化碳知识后，进行了二氧化碳气体在水中溶解性的探究，其实验步骤及装置如下．

①用大号针筒抽取200毫升二氧化碳气体．
②试剂瓶中加入200毫升水，塞紧双孔橡皮塞．
③连接大号针筒和试剂瓶，缓慢推动活塞，将二氧化碳注入水中．
（1）推动注射器活塞时尽量缓慢，其目的是                        ．
（2）当向水中注入CO₂气体体积达到120毫升时，红色油柱开始向上移动．实验表明在该条件下，1体积水中能溶解                 体积的二氧化碳．

小思同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后，对废液中溶质的成分产生了兴趣．请你一同参与探究并回答下列问题：
【提出问题】废液中的溶质是什么物质？
【作出猜想】小思同学认为废液中溶质只有氯化钙．
你认为还可能有的溶质是            （填化学式）．
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性．
【实验与结论】（1）小思同学取少量废液与试管中，滴入几滴无色酚酞试液后，酚酞不变色．于是小思同学认为自己的猜想是正确的．
（2）你认为小思同学的实验不能证明他的猜想，理由是                  ．
（3）如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是                    ．
A 石蕊     B 酚酞    C Na₂CO₃ D  NaOH
【拓展与应用】（1）实验证明你的猜想是正确的．要想处理废液只得到氯化钙溶液，应向废液中加足量或过量的（    ）
A．Na₂CO₃      B．CaCO₃
（2）通过以上探究，如果该废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害           （写一条）．
【交流与反思】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑反应物是否剩余（环境污染问题）．

天然气的主要成分是甲烷，某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物进行了探究。
【提出问题】甲烷燃烧后生成了哪些物质？
【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。
【猜想与假设】甲同学：CO₂、H₂O      乙同学：CO、H₂O
丙同学：NH₃、CO₂、H₂O       丁同学：CO₂、CO、H₂O
你认为         同学的猜想肯定是错误的，理由是                  。
【实验探究】为了验证上述几位同学的猜想与假设，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？             （填“能”或“否”）。
（2）甲烷在一定量的O₂中燃烧用的是纯净O₂而不用空气的原因是                   。
（3）实验中观察到装置A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断            同学猜想成立。
（4）请写出B中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色的化学方程式：
                     、                    。
【反思与交流】为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是
                               。

下面是一些关于铁的实验研究，试按要求填空。

（1）模拟工业炼铁(装置图如右图)：在硬质玻璃管内加入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出装置内空气后，再用酒精喷灯加热A处药品。
① 硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为：                 。
② 试管B中发生反应的化学方程式为：                  。
③ 该装置的主要缺点是                 。
（2）铁锈蚀的探究
某化学兴趣小组进行家庭化学实验“探究铁锈蚀的原因”，设计如下图所示。他们预设的实验结果是仅有图Ⅲ中的铁钉生锈。但经过一周时间的观察，他们发现三支试管中铁钉都生锈了。

老师在听取了同学汇报后，做了如下实验帮助同学分析原因：取4份等量自来水样，经过不同的方法处理后，用数字传感器测定水样中的溶解氧，并进行如上图(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的实验。
水样溶解氧数据如下：

自来水	1号水样	2号水样	3号水样	4号水样
处理方法	不处理	煮沸 密封迅速冷却	煮沸 密封自然冷却	煮沸 敞口冷却
溶解氧(mg/L)	5.37	0.52	0.66	3.44

[教师实验的现象记录(部分)]用2号水样进行的如图Ⅱ的实验中：一天后，铁钉有轻微生锈，从第二天到第七天，铁锈不再增加。
参考所给数据分析：①学生实验中：图Ⅰ中铁钉生锈的原因可能是                  ；
图Ⅱ中铁钉生锈的原因可能是                   。
②教师实验所记录的实验现象的原因可能是                     。

某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果好？
【查阅资料】研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示：

实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的金属氧化物是           。
【设计并完成实验】
Ⅰ. 将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ. 将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ. 将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
Ⅲ中X的值应为             ，实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明                    。 现象与实验Ⅲ相同.实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是                      。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、          、洗涤、干燥，然后进行称量的目的是         ，最后还要再将黑色粉末和          混合加热，
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂，实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为                 。
【实验反思】MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应有何影响？
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应的影响”，实验中为3%H₂O₂溶液，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比，反应放热忽略不计。）

【讨论交流】（1）图乙是“0.1克MnO₂与不同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以看出                  。图丙是“不同质量的MnO₂与相同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以看出                    。

用久置的镁条做实验时，需要用砂纸把表面的灰黑色打磨掉，直到露出光亮的银白色。实验小组同学对镁条表面“灰黑色外衣”的成分进行如下探究。
【提出问题】镁条表面“灰黑色外衣”的成分是什么？
【猜想与假设】
Ⅰ.是镁与空气中的氧气反应生成的氧化镁。
Ⅱ.是镁与空气中的二氧化碳反应生成的黑色碳单质。
Ⅲ.根据铜锈的成分是碱式碳酸铜，推测镁条表面的“灰黑色外衣”是镁在潮湿的空气中生锈得到的碱式碳酸镁。
同学们经讨论，从颜色上否定了只含有氧化镁，因为氧化镁是_____________。
【查阅资料】
① 碱式碳酸镁的性质有：受热可分解；常温下能与稀硫酸反应。
② 白色的硫酸铜粉末遇水能变为蓝色。
③ 碳不与稀硫酸反应，但与浓硫酸在加热条件下能反应并生成CO₂、SO₂和H₂O。
同学们认为碳与浓硫酸反应生成三种产物的共同点是              （答出一点即可）。
【进行实验】
（1）同学们用久置的镁粉进行了如下实验。

实 验 装 置
实 验 现 象	①无水硫酸铜粉末逐渐由白色变为蓝色 ②澄清石灰水变浑浊
结 论	久置的镁粉中除镁元素外，还含有的元素是 久置的镁粉中含有碱式碳酸镁

（2）同学们发现，经加热一段时间后，试管中镁粉会突然“噗”地燃烧起来，出现红热，很快停止，并有黑色固体粘附在试管壁上。
①将试管取下，冷却后加入足量稀硫酸，大部分固体溶解，并有气泡出现，但黑色固体没有消失。请写出有气体生成的一个反应化学方程式__________________。
②将实验①试管中的混合物进行_________________（填操作名称），除去其中溶液，向黑色固体中加入浓硫酸，加热。黑色固体全部溶解，得澄清溶液并伴有刺激性气味的气体产生。
实验（2）说明，镁在CO₂中可以燃烧，生成了碳单质。
【实验结论】
综合上述实验现象，实验小组认为镁条表面“灰黑色外衣”中含有碳和碱式碳酸镁。
【反思与评价】
有的同学提出，实验（2）不足以证明镁条表面“灰黑色外衣”中含有碳，他的理由是_____________。