初中化学探究题

天然气的主要成分是甲烷（CH₄），某校化学兴趣小组同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【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：CO₂  H₂O  乙： CO  H₂O
丙：NH₃  CO₂  H₂O 丁： CO₂  CO  H₂O
你认为               同学的猜想是错误的，理由是                    。
【实验探究】为了验证上述猜想与假设，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）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是                        。
（3）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成红色，由此推断            同学猜想成立。
（4）请写出C中黑色粉末变成红色的化学方程式：                     。

周末小瑾同学的妈妈做了一道红烧鱼鰾．细心的小瑾发现：妈妈在洗鱼鳔时，鱼鳔是浮在水面上的，用手撕鱼鳔时，水中有气泡冒出．鱼鳔中会有哪些气体呢？周一，小瑾和化学兴趣小组的同学来到实验室展开了实验探究．
【作出假设】甲乙两位同学分别对鱼鳔中的气体作出如下猜想：甲认为CO₂，乙认为有H₂O．
【查阅资料】
无水氯化钴试纸在实验室中常用来检验水的存在，原理：氯化钴遇水会发生水合反应，生成六水氯化钴．氯化钴是蓝色的而六水氯化钴是粉红色的．
手持技术是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统．手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以方便而迅速的收集各类数据，如氧气含量，二氧化碳含量等．
【实验验证】
兴趣小组的同学用注射器抽取约60mL鱼鳔内的气体，注入澄清石灰水中．发现澄清石灰水            ，则甲的猜想成立．该反应的化学方程式是               ．
兴趣小组的同学另取一只注射器抽取鱼鳔内的气体，将蓝色的氯化钴试纸放入注射器内，发现试纸变成粉红色，则乙的猜想
兴趣小组的小红同学又提问，气体内有没有氧气？大家在讨论后，制定了以下的实验方案验证鱼鳔内的气体是否有氧气？

实验操作	现象	结论
1用注射器抽取鱼鳔内的气体． 2用排水集气法收集注射器抽取的气体． 3将        伸入集气瓶中，观察现象．	木条 熄灭	猜想一：不含氧气 猜想二：含少量氧气 猜想三：含有二氧化碳导致木条熄灭

【深入验证】但老师介绍了手持技术后，兴趣小组的同学用氧气传感器和二氧化碳传感器分别测得鱼鳔内氧气和二氧化碳的含量与如图：

【实验结论】小组同学一致认为猜想一                  ．
鱼鳔内CO₂含量与空气中相比较，哪一个多？               ．

某小组的同学做“铁丝、蜡烛在氧气中燃烧”的实验时，发现：铁丝燃烧没有火馅，蜡烛燃烧有明亮的火焰．该小组同学进行了如下探究．
（1）蜡烛燃烧时火焰分为三层,其中温度最高的是              ；
（2）探究Ⅰ：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将玻璃导管一端伸入内焰，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．将蘸有                的烧杯罩在火焰上方，可观察到杯壁上出现白色浑浊物貭．

（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
木炭	3727	4827	约1700

由上表可知：物质燃烧若能产生火焰，其燃烧时温度一般             （填“低于”或“高于”）其沸点．由此推测：木炭在氧气中燃烧时，             （填“有”或“没有”）火焰，但生活中木炭燃烧时会产生火焰，其原因不可能是（           ）
A、木炭燃烧生成了其它可以燃烧的气体
B、木炭中含有的杂质燃烧时产生了气体
C、生活中的木炭受热易挥发

在学习过程中，小青同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO₂，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体也有多种可能？
【猜 想】碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO₂，则发生的化学方程式是             ；
②只有           ；③既有CO，又有CO₂。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO₂无变化，但遇到微量CO会立即变成蓝色。
【方案设计】通过上述资料和已有知识，小青初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄
清的石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检查。
【实验验证】经过思考之后，小青设计了如下实验装置：

【实验步骤】
（1）打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N₂，通一会儿N₂的目的是          ；
（2）关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
【结  论】充分反应后，小青观察到：试纸         ，石灰水       ，证明猜想③是正确的，
A中可能观察到的现象               。
【定量计算】小青称取碳和氧化铜的混合物的质量为1g，充分反应后，装置C的质量增
加了0.22g。计算装置C中生成碳酸钙的质量是多少克？
【反思与评价】从环保的角度分析该实验装置中不完善之处是                。

某兴趣小组同学对“硫在氧气中燃烧”实验的若干问题进行如下实验探究。
I.硫在氧气中燃烧
某小组同学做“硫在氧气中燃烧”的实验时，在燃烧匙里放入少量硫，加热，直到发生燃烧，然后把它伸进充满氧气的集气瓶里。如右图所示，请回答下列问题：

（1）使硫在空气里燃烧，要预先对其加热，是为了      ，期间观察到燃烧匙里的黄色固体变成        态；
（2）硫在氧气瓶里燃烧发出        火焰，硫燃烧的化学方程式为         ；
（3）老师建议在集气瓶底部放少量NaOH溶液，目的是          。
II.SO₂与NaOH是否发生反应
【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解40体积SO₂。
【实验方案】同学们向充满SO₂的软塑料瓶中迅速倒入一定量NaOH溶液，拧紧瓶盖，振荡，发现塑料瓶变瘪，他们认为SO₂与NaOH发生了反应。
【反思与改进】甲同学认为上述实验不够严谨，理由是          。于是同学们设计了如下两个改进方案。
方案一

实验操作	实验现象
向两个充满SO2的200 mL软塑料瓶中分别注入 10 mL水和10 mL NaOH溶液，振荡，对比。	两个瓶子变瘪的程度完全相同

乙同学认为由于两个瓶子变瘪的程度完全相同，因此无法证明SO₂与NaOH是否发生了反应。试分析导致两个瓶子变瘪的程度完全相同的原因是          。他认为若改变注入水和NaOH溶液的体积便可达到实验目的，注入液体的体积可以是          （填序号）。
a．15 mL      b．8 mL      c．5 mL      d．3 mL
方案二

实验操作	实验现象
利用右图所示装置进行实验： 向两个充满SO2的300 mL集气瓶 中分别加入6 mL水和NaOH溶液， 一段时间后，打开止水夹，对比。	倒吸入两个集气瓶中的液体体积完全相同

丙同学认为上述方案也无法证明SO₂与NaOH是否发生反应。你认为导致吸入液体的体积完全相同的原因是          。
丁同学思考后，将上述装置进行了改进，便达到实验目的。改进装置如右图所示，你认为装置B的作用是          。

【拓展与应用】
为了减少二氧化硫的排放，减弱二氧化硫对空气的污染，可以在煤中加入适量的生石灰(CaO) 制成 “环保煤”。燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为：2CaO+mSO₂+O₂mCaSO₄
请回答下列问题：
（1）m值是          ；
（2）该反应属于基本反应类型中的          ；
（3）若煤厂一次共加入含氧化钙80%的生石灰1400吨，则理论上最多可吸收二氧化硫多少吨？

【问题提出】怎样证明NaOH溶液与稀盐酸能发生化学反应？
【查阅资料】根据化学反应的本质：有新物质生成。可从两个方面设计实验证明：一是设计实验证明反应物的消失；二是设计实验证明有新物质生成。
【实验探究】方案一：①向烧杯中加入10ml氢氧化钠溶液，并滴入几滴酚酞溶液，溶液颜色变为        ；②再用滴管慢慢滴入稀盐酸，并用         不断搅拌，当观察到       时， 即可确定二者发生了化学反应，该反应的化学方程式为          。

方案二：在10ml NaOH溶液滴加盐酸的过程中，用pH试纸不断测量溶液的酸碱度，当pH ＜7即可确定二者发生了化学反应。实验测得其图象如图1。
（1）测定pH的操作方法为         ；
（2） b点表示溶液中的溶质是         ；
（3）强调“pH ＜7时”作为判断发生化学反应的理由是         ；
（4）对上述过程采用微观模型加以认识，如图2：当滴加盐酸过程中，氢氧化钠溶液中减少的离子是    （填离子符号）；
（5）将图2中缺少的粒子补充完整              （填离子符号）。

袋装食品中常用一种“双吸剂”保质，主要成分是铁粉和生石灰，同学们对一久置的双吸剂固体样品很好奇，设计了如下实验进行探究．
【提出问题】久置“双吸剂”的成分是什么？
【做出猜想】久置“双吸剂”中可能有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂和CaCO₃
【实验探究1】
取固体样品研磨，用磁铁吸引，磁铁上沾有黑色粉末，说明“双吸剂”中一定有        。再用磁铁反复吸引后，残留固体用于后续探究活动。
【实验探究2】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量实验探究1的残留固 体放入试管中，加入蒸馏水	试管外壁不发烫	固体中一定没有        。

【实验探究3】
【实验结论】
步骤②产生白色沉淀，说明久置的“双吸剂”中含有        ，其反应的化学方程式：               。
步骤③有气泡冒出，溶液变为黄色，写出溶液变为黄色所发生的化学方程式                 ；根据步骤③的现象，说明久置的“双吸剂”中含有                 和                  。
【实验探究4】
联想到生铁是铁和碳的合金，某同学对生铁又进行了如下探究。
（1）为测定某生铁粉末状样品中铁的质量分数，进行如下实验。设计如图所示装置，实验时首先检验该装置是否密封的正确操作是         。（填序号）

A．安装好装置并在量气管内加入水，上下移动水准管，若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装置密封。
B．安装好装置并在量气管内加入水，上下移动水准管，若水准管中液面与量气管液面始终相平，说明装置密封。
然后将生铁与稀硫酸放入Y型管中，塞紧橡皮塞。要使生铁样品与稀硫酸开始反应的操作方法为        （填字母序号）
A．将Y型管向左倾斜，使稀硫酸缓慢流入生铁样品中。
B．将Y型管向右倾斜，使生铁样品被缓慢倒入稀硫酸中。
实验结束后，根据量气管中的气体体积和密度，计算生铁样品中铁的质量分数，若测定的结果偏低，可能的原因是               （填字母序号）。
A．实验结束读数时未调节量气管和水准管中液面相平，立即读取气体体积
B．稀硫酸过量
C．反应结束未冷却到室温立即读数
（2）若称取11.5克生铁样品，放入装有100.0g稀硫酸的烧杯中恰好完全反应，在化学反应过程中对烧杯（包括溶液和残余固体，烧杯质量为60.0g）进行了四次称量
记录如表。
反应后所得溶液中溶质质量分数为多少？（结果精确到0.1%，写出计算过程，共2分）
计算过程：

反应时间	t0	t1	t2	t3
烧杯和药品的质量/g	171.5	171.3	171.1	171.1

 

小明同学在学习酸的性质时，他用大小、外形均相同的铝片分别和H⁺浓度相同的稀盐酸、稀硫酸反应。他意外地发现：铝片与稀盐酸反应放出气泡的速度明显快于与稀硫酸反应放出气泡的速度。是什么原因导致了反应现象的差异呢？小明从微观角度分析得出，H⁺浓度相同的盐酸、硫酸中，只是所含    不同。
小明提出了如下猜想：
①Cl^—能促进铝和酸的反应，SO₄^2—对反应无影响；
②Cl^—对反应无影响，SO₄^2—能抑制铝和酸的反应；
③Cl^—能促进铝和酸的反应，SO₄^2—能抑制铝和酸的反应；
他进行了如下实验探究：

组别	相同的铝片	H^+浓度相同的酸	反应片刻后添加某种试剂（少量）	添加试剂后的反应现象	结论
1	1g铝片	5mL盐酸	Na2SO4	无明显变化	（填离子符号，下同） Na^+和对反应无影响
2	1g铝片	5mL硫酸	NaCl	明显加快	对反应有促进作用

针对上述探究过程回答下列问题：
（1）请你将表格中的空格补充完整；
（2）上述猜想             是成立的；
（3）若将第2组实验中添加的试剂NaCl改为HCl气体，              （“能”填“不能”）完成探究任务。

竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某课外活动小组对竹炭进行初步探究。
【提出问题】竹炭中是否含有碳元素
【猜想与假设】竹炭中含有碳元素
【查阅资料】①新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红。
②氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳。
【设计实验】所用装置如下图所示。（A装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳）

（1）实验开始后，C装置中产生白色沉淀，发生反应的化学方程式为                           ,，E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。
（2）小玥认为应在A、B装置间，再增加一个C装置，目的是                                 。
（3）课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是             ，请你设计解决的方法           。
【结论】竹炭中含有碳元素。
【拓展应用】竹炭细密多孔，竹炭牙膏中含有竹炭等成分具有消炎、止痛、化淤、去污等功效，下列有关竹炭牙膏的用途描述不正确的是           。
A．可除衣领袖口等处的汗渍 B．不能除去口中异味C．虫咬、灼伤可消炎止痛

下列是关于对蜡烛及其燃烧的探究．

点燃蜡烛后，按图A的方式将一根火柴迅速平放在火焰中，约1s后取出，可以观察到      点炭化变黑最严重；
图B的烧杯内壁出现的主要现象是      ；
图C中，能点燃蜡烛刚熄灭时的一缕白烟，白烟是      ．

在工业制得的烧碱中常常会混有三种杂质：氯化钠、硫酸钠、碳酸钠。现有一份工业烧碱样品，为了研究它的组成，某小组同学将其配成溶液后，做如下探究，请你也参与其中。
【探究实验1】
根据实验现象，写出一个产生沉淀的化学方程式（1）_____________________；
【提出猜想】同学们根据上面实验猜测该烧碱样品中可能含有的杂质为：
小冰：碳酸钠
小城：硫酸钠
小美：碳酸钠和硫酸钠
【探究实验2】为了弄清组成，同学们进一步探究，
小冰对滤渣A展开探究，向滤渣A中滴加足量的稀盐酸，观察（2）_________________的现象，证明自己的猜想正确。
【评价与交流】小城提出若将盐酸替换成稀硫酸也可以对上述猜想做出正确判断，请你评价小城的观点（3）___________________________
【探究实验3】小美对滤液B展开探究，取样，向其中滴加酚酞试液，实验看到的现象是（4）__________________；她又向其中滴加（5）_______________，观察到了预测的现象，证明溶液中含有氯化钠。
【归纳与总结】回顾整个探究过程。大家认为在探究溶液中溶质的组成时，我们选择试剂要注意（6）_______________________。

实验设计是化学实验的重要环节。请根据下列实验要求回答相关问题:
【活动与探究一】收集不同体积比例的二氧化碳和一氧化碳混合气体。
方案一：如图所示

（1）请写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式                      ：
（2）该实验能获得二氧化碳和一氧化碳混合气体，其原因是                    。
方案二：根据如右图装置所示请回答下列问题：
（提示：饱和NaHCO₃溶液的作用是除去HCl气体，部分夹持装置及导管已略去）

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：                         。
（2）CO气体应由          （填“a”或“b”）通入,在C中混合后，由另一导管导出。
（3）装置C中浓硫酸的两点主要作用：
①干燥气体，减少实验误差；②                                     。
【活动与探究二】测定某钙片中碳酸钙的质量分数，用如图装置进行如下实验：①取研碎后的钙片4克，倒入气密性良好的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入适量的稀盐酸，置于电子天平上测出装置总质量。②打开活塞，滴入足量稀盐酸后关闭活塞，待气泡不再冒出时，测出反应后装置总质量。③整理相关数据如下表，计算出钙片中碳酸钙的质量分数。

反应前总质量（克）	275.58
反应后总质量（克）	274.92
反应前后质量差（克）	0.66
容器内气体质量差（克）	m

（1）该实验中，如果装置中不加固态干燥剂（吸水不吸二氧化碳)，则最终所算得钙片中碳酸钙的质量将_____________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（2）反应前容器内是空气（密度为ρ₁），反应后全部是CO₂（密度为ρ₂）。则反应前后
容器（容积为V）内的气体质量差m为              。（用字母表示，反应物的体积忽略不计）
（3）小明查阅有关数据后，计算出反应前后容器内的气体质量差m为0.22克，结合表中数据，计算该钙片中碳酸钙的质量分数。（钙片中的其它成分不与盐酸反应）

汽油主要组成元素是碳和氢，发动机中汽油与空气参与了一系列反应．学习小组为了探究某汽车所排放气体的成分，进行如下实验．
【猜想】
该气体可能含有            、           及少量的CO、NO和NO₂等．你猜想含有这些气体的依据是                                  。
【查阅资料】
①NO是无色无味、难溶于水的有毒气体，NO₂是红棕色、有刺激性气味的有毒气体。
②一氧化氮遇到氧气发生反应：2NO+O₂═2NO₂；
二氧化氮通入水中发生反应：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO．
③CO和NO均可使新鲜血液变质而使颜色变暗．
【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论及化学方程式
（1）用球胆收集汽车排出气体	--------	--------
（2）闻该气体气味	有刺激性气味	该气体中可能含有
（3）将该气体通入足量澄清石灰水中	有白色沉淀生成	该气体中一定含有       ，生成白色沉淀的化学方程式是          。
（4）	C中新鲜血液颜色变暗；D中有红棕色气体产生。	该气体中，除了(3)所确定的成分外，下列有关其余成分的说法一定不正确的是 ①只含NO ②只含NO2 ③只含CO ④含NO和NO2 ⑤含CO和NO2 ⑥含CO和NO ⑦含CO、NO和NO2
（5）将（4）中C导出的气体通入	观察到     .	该气体中一定含有CO

【计算】将汽车排放的废气经过处理只含二氧化碳和一氧化碳，若用10g这种气体通过足量的氧化铁，高温一段时间后收集到12.4g气体，则10g气体中二氧化碳的质量为           。

草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料。某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法(TG)确定其分解后所得固体产物的组成。探究过程如下：
【查阅资料】
1．草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H₂O、CO、CO₂。
2．白色的无水CuSO₄遇水蒸气会变成蓝色。
3. 浓硫酸具有吸水干燥的性质。
4. 氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【实验设计】

（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是                       。
（2）可选择以下实验装置中的              （选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”。

【问题讨论】
（3）实验过程中观察到：B中白色无水CuSO₄变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊的反应方程式            （填化学方程式），E中               （填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H₂O、CO₂、CO。
（4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是                     。
（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有足量的浓氢氧化钠溶液的洗气瓶，其作用是                   。
【数据分析】
（6）称取3.60g草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O，相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析该图回答下列问题:

①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为                     。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物， 试通过计算确定该氧化物的化学式或名称              。
请写出计算过程：

某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题。
（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置，

图1                                 图2
（1）图1设备的名称是                。
（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是              。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能                  。
（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式：                  。
（二）上图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功，请回答下列问题：
（1）图中仪器的名称为                 。
（2）实验过程中的现象：A中                、B中         。
（3）该实验的操作步骤：              。（填序号）
a．点燃A处酒精灯    b．通入CO气体    c．停止通入CO气体   d．熄灭酒精灯。
（4）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe₂O₃进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．已知原固体质量为48.0g，如图所示．

①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式                。
②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是                。（写出计算过程）
写出氧化铁生成该物质的化学方程式为                 。
（5）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为         g。
（6）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有             （填序号字母）。
A．收集一氧化碳    B．吸收二氧化碳     C．检验二氧化碳