初中化学探究题

乙炔（C₂H₂）气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙（块状固体，化学式为CaC₂）与水反应生成，同时生成一种白色固体。
【提出问题】白色固体是什么物质？
【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能：
猜想一：CaO；猜想二：      ；猜想三：Ca(OH)₂，他的依据是               。
【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是：                                                                        。
【进行实验】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸。	。	猜想二不成立：不是CaCO3。
取少量白色固体加入到水中，取上层清液，                 。	。	猜想三成立：白色固体是Ca(OH)2

【拓展应用】已知碳化钙与水反应非常剧烈，乙炔的密度比空气略小，难溶于水。实验室欲制取并收集纯净的乙炔，要求做到节约、安全、随时发生、随时停止，你选择的装置是（填图中装置序号）           。

实验室常用下列装置研究气体的制取和性质，根据所学知识回答下列问题。   

(1)写出实验室制取氧气的一个化学方程式。利用该反应制取氧气发生装置应选(填字母，下同)。
(2)实验室制取二氧化碳应选择的气体发生装置是，若要得到干燥的二氧化碳，还需用到 $F$装置，则 $F$装置所盛试剂的名称是。
(3)一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易发生下列反应 $2NO+O_2=2N{O}_2$，则收集一氧化氮气体时应该选用的装置是。
(4)实验室里若将制得的二氧化碳气体通入盛有澄清石灰水的 $F$装置中，始终未出现浑浊现象，则可能的原因是。

小明在做"盐酸中和氢氧化钠"的实验时，实验前忘记向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液，导致无法判断中和反应进行的程度，于是小明对反应后溶液的酸碱性进行了探究。

【探究目的】确定反应后溶液的酸碱性

【猜想与假设】反应后溶液呈碱性，也可能呈 　　，也可能呈 　　。

【实验验证】

实验操作	实验现象	实验结论
	无色酚酞溶液 　　；	溶液呈碱性，使其呈碱性的微粒是 　　；
	无色酚酞溶液不变色	溶液呈 　　；

【继续验证】

实验操作	实验现象	实验结论
	粉末部分或全部消失，溶液变为黄色	溶液呈 　　，反应的化学方程式是 　　；
		溶液呈 　　；

据中广网年5月3日报道：中卫市孟家湾路段一辆汽车满载的浓硫酸发生严重泄漏。浓硫酸沿公路流淌，并向路基两边蔓延。消防官兵立即启动应急预案，用沙土封堵，控制浓硫酸进一步蔓延，同时设法封堵泄漏点，并对路面上的浓硫酸进行稀释和清除。
看到这则新闻，学校的化学活动小组开展了一次关于浓硫酸腐蚀性及事故处理的研讨活动。请你也参与其中积极探究，并将活动记录补充完整。
（一）浓硫酸的腐蚀性实验探究
【实验用品】浓硫酸、小木条、玻璃片

实验步骤	实验现象	结论
		浓硫酸有强烈的腐蚀性，使用时应十分小心

（二）对浓硫酸泄漏事故处理的讨论
（1）小明同学认为，如果仅用水稀释，并不能消除事故所造成的污染。因为从溶液的角度看，在稀释过程中溶质的没变，仅仅是变小了。
小敏同学受到启发，制订了如下方案：

采取措施	依据原理	效果评价	反应类型
向硫酸所流经范围抛撒大量氢氧化钠小颗粒	硫酸与氢氧化钠反应	将硫酸转化为无害物质，可消除污染

【思维拓展】写出小敏所依据原理的化学方程式。
小聪同学认为，小敏同学的方案虽然有效，但有一个缺陷：如果用量把握不准又可能引发新的污染，因为。
（2）请你参照小敏的设计方案，结合小聪的看法，也设计一个方案。

采取措施	依据原理	效果评价
		将硫酸转化为无害物质，可消除污染

兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【对固体猜想】
猜想Ⅰ：全部是NaOH；
猜想Ⅱ：全部是Na₂CO₃；
猜想Ⅲ：是NaOH和Na₂CO₃混合物。
【实验和推断】

(1)若现象a为有气泡产生，则加入的A溶液是    ，说明氢氧化钠已经变质，有气泡产生的反应的化学方程式是Na₂CO₃＋2HCl===2NaCl＋H₂O＋CO₂↑(或稀H₂SO₄等酸及其对应的化学方程式)。
(2)若A是Ca(OH)₂溶液，现象a有白色沉淀，现象b为无色酚酞试液变红色，则白色沉淀为      (填化学式)，该实验     (填“能”或“不能”)说明样品中有NaOH。
(3)若A是CaCl₂溶液，当实验现象a为           ，现象b为               ，则猜想Ⅱ成立。

大自然的鬼斧神工造就出千沟万壑、千瀑万洞的“喀斯特地貌”，贵州双河溶洞是全球白云岩喀斯特典型的范例，某小组同学开展了研究性学习。

任务一：调查溶洞概况

小组同学通过实地勘察，绘制部分洞穴剖面图如图1。

（1）溶洞岩石以白云岩为主，其中的 $\mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3$、 ${\mathrm{MgCO}}_3$两种化合物的类别属于＿＿＿＿＿（选填“酸”“碱”或“盐”）。

（2）岩石裂缝渗水以及洞内地下水对白云岩不断侵蚀，形成千姿百态的溶洞地貌。测得A处渗水的 $\mathit{pH}<7$，显＿＿＿＿＿性。

任务二：探究白云岩溶蚀与钟乳石的形成

【资料显示】当 ${\mathrm{CaCO}}_3$遇到溶有 ${\mathrm{CO}}_2$的水时，会生成溶解性较大的 $\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{HCO}}_3\right)}_2$，发生反应① ${\mathrm{CaCO}}_3+{\mathrm{CO}}_2+{\mathrm{H}}_{2}O=\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{HCO}}_3\right)}_2$；溶有 $\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{HCO}}_3\right)}_2$的水遇热或压强变小时，就会分解，重新形成 ${\mathrm{CaCO}}_3$沉积下来，发生反应② $\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{HCO}}_3\right)}_2={\mathrm{CaCO}}_3\downarrow +{\mathrm{CO}}_2\uparrow +{\mathrm{H}}_{2}O$。

【探究活动1】用 ${\mathrm{CaCO}}_3$模拟白云岩的溶蚀

（1）设计方案制取 ${\mathrm{CaCO}}_3$

白云岩中除 ${\mathrm{CaCO}}_3$、 ${\mathrm{MgCO}}_3$外，还含有多种成分。小组同学设计两种不同反应原理的方案制取 ${\mathrm{CaCO}}_3$模拟溶蚀过程，完成下表。

序号	试剂	反应原理（化学方程式）
方案一	${\mathrm{CO}}_2$、氢氧化钙固体、蒸馏水	＿＿＿＿＿
方案二	＿＿＿＿＿	＿＿＿＿＿

（2）进行溶蚀模拟实验

实验一：用方案一进行实验，向盛有一定量氢氧化钙固体的烧杯中加入蒸馏水，搅拌，过滤，得到饱和澄清石灰水。取 $15\mathit{mL}$饱和澄清石灰水于烧杯中，通入一定量 ${\mathrm{CO}}_2$，观察到溶液立即变浑浊，继续通入过量 ${\mathrm{CO}}_2$，浑浊液未变澄清。

【表达交流】根据资料显示中的反应①，应观察到浑浊液变澄清，现象与预期不符。经过讨论、分析，为达到实验目的，改进实验如下。

实验二：另取 $15\mathit{mL}$饱和澄清石灰水于烧杯中，加入 $35\mathit{mL}$蒸馏水，搅拌，通入一定量 ${\mathrm{CO}}_2$，溶液逐渐变浑浊，继续通入过量 ${\mathrm{CO}}_2$，浑浊液变澄清。

【分析与解释】改进后现象与预期相符。加入 $35\mathit{mL}$蒸馏水的作用是＿＿＿＿＿，浑浊液变澄清的原因是＿＿＿＿＿。

小组同学用其它的方法，证明了白云岩中的 ${\mathrm{MgCO}}_3$也能在酸性条件下发生溶蚀。

【探究活动2】模拟钟乳石的形成

取实验二反应后的溶液，静置，放于低压环境，一段时间以后发现澄清溶液中出现浑浊现象，实验成功。

【迁移应用】图1中，滴水从B处下落的过程中，产生 ${\mathrm{CO}}_2$的原因可能是＿＿＿＿＿。

任务三：模拟洞内地下水对白云岩的溶蚀

洞内地下水中富含钙离子、锶离子、硫酸根离子等，小组同学用四种盐溶液进行地下水对白云岩的溶蚀实验，测得白云岩溶蚀率（溶蚀率：白云岩减少的质量与白云岩总质量的比值。）随时间变化的关系如图2。下列说法正确的是＿＿＿＿＿（填字母序号）。

A．	白云岩的溶蚀率随时间的增加而增大
B．	锶离子含量越多，越能促进白云岩的溶蚀
C．	混合溶液会增大白云岩的溶蚀率
D．	白云岩的溶蚀受钙离子、锶离子的影响

【项目总结】沉积物是“时间胶囊”，可反映出它们形成时的地质环境，极具科研价值。

燃烧是常见的化学变化。科学利用和控制燃烧为人类服务，可推动社会的可持续发展。

（1）蜡烛燃烧

用燃着的火柴将图1中相同大小的两支蜡烛点燃。

①用火柴引燃蜡烛，为蜡烛燃烧提供的条件是＿＿＿＿＿。

②乙的烛芯比甲长，导致燃烧时更旺，原因是＿＿＿＿＿。

③围绕甲、乙两支蜡烛的燃烧，你还想探究的问题是＿＿＿＿＿。

（2）氢气燃烧

高压2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射。该火箭的发动机使用液氧液氢作为推进剂，火箭发动机运行简示图如图2。

①火箭升空时，燃烧室里反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②液体火箭发动机的优点是可以通过调控发动机内阀门来燃烧室调控动力。火箭运行过程中，为增大动力，应进行的操作是＿＿＿＿＿。

[科学探究]

耕地盐碱化影响粮食安全，盐碱地综合治理与利用可促进农业高质量发展，兴趣小组开展了与土壤盐碱化相关的探究活动。

（1）成因：由农业灌溉或化肥施用引起的土壤盐碱化如图所示，当进入土壤中盐的量超出植物的吸收能力时，随水分蒸发，__________导致土壤盐碱化。

（2）检测：配制土壤样品浸出液、用_______测定、若 $pH＞7$、则浸出液显__________性。

（3）探究：某地土壤碱化可能由 $N{a}_{2}C{O}_3$、 $N{a}_{2}S{O}_4$中的一种两种引起。教师提供模拟盐碱化壤样品浸出液。

[查阅资料] $BaC{l}_2$易溶于水； $BaC{O}_3$为白色固体，难溶于水； $BaS{O}_4$为白色固体，难溶于水和盐酸。

[提出问题]样品中的是什么?

[作出猜想]猜想1： $N{a}_{2}C{O}_3$

猜想2：_________

猜想3： $N{a}_{2}C{O}_3$和 $N{a}_{2}S{O}_4$

[实验探究]

（4）取少量出分别加管A、B中

实验序号	操作	现象	结论
1	向A中滴加少量 $BaC{l}_2$溶液	产生白色沉淀	含 $N{a}_{2}S{O}_4$
2	向B中滴加过量稀盐酸	_______	含 $N{a}_{2}C{O}_3$

[分析评价]

（5）有同学认为实验1不够严谨，理由是______________（用化学方程式解释）

[补充实验]

（6）

实验序号	操作	现象	结论
3	向实验2反应后的溶液中滴加少量 $BaC{l}_2$溶液	_______	猜想3成立

（7）交流：应对土壤盐碱化的合理措施有___________（多选，填字母）

A．

合理施肥

B．

引海水灌溉

C．

用熟石灰改良

D．

种植耐盐碱作物

同学们为提升化学实验操作技能，在实验室练习如下实验：

实验完毕后，小明误将A试管中的物质倒入B试管中，充分振荡后，观察到混合后溶液为无色。小明对该无色溶液的成分产生兴趣并展开探究（温馨提示：本题中序号①～⑤为答题卡上的序号）。

【提出问题】混合后无色溶液的溶质除酚酞外还有什么？

【查阅资料】 $\mathit{NaCl}$溶液、 $\mathit{CaC}{l}_2$溶液显中性。

【猜想与假设】猜想一： $\mathit{NaCl}$、 $\mathit{CaC}{l}_2$；

猜想二： $\mathit{NaCl}$、 $\mathit{CaC}{l}_2$、 $\mathit{HCl}$；

猜想三： $\mathit{NaCl}$、 $\mathit{CaC}{l}_2$、 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$；

经分析猜想三错误，其理由是①　 　。

【设计并进行实验】为了验证其余猜想，小明进行了如下实验：

实验操作	实验现象	解释与结论
取少量混合后的无色溶液于试管中，加入锌粒	②	解释实验现象：③　 　（用化学方程式表示） 得出实验结论：猜想二正确

【反思与拓展】

Ⅰ.有同学提议将上表操作中的锌粒换成另一种药品或用品：④　 　（除金属外），也可得出猜想二正确的实验结论。

Ⅱ.小明误倒后，如果观察到试管底部有白色沉淀，上层清液为红色，则上层清液中一定有的阴离子是⑤　 　（填写离子符号）。

某“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙，其使用说明（如图1所示）：

某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究。

探究Ⅰ：发热包的发热原理

将发热包中固体倒入烧杯中，加入适量的水，发生剧烈反应，水很快沸腾。反应结束后，烧杯底部有大量固体，继续加水搅拌，过滤、洗涤、干燥，得到固体混合物。

（1）发热包中的某种物质与水反应放出大量的热，该物质的化学式是 　 　。

探究Ⅱ：固体混合物的成分

【查阅资料】单质铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，并产生氢气。

小组同学认为固体混合物的成分可能是：活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙。为进一步探究其成分，小组同学设计并进行如下实验：

（2）取少量固体混合物于试管中，加水振荡，静置，滴入几滴酚酞溶液，溶液变为 　 　色，证明该固体混合物中含有氢氧化钙。

（3）另取少量固体混合物于锥形瓶中，逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止（如图2所示），反应停止后瓶底有黑色固体剩余，溶液呈浅绿色。

①反应停止后，瓶底的黑色固体为 　 　，判断依据是 　 　。

②若观察到烧杯中澄清石灰水变浑浊，证明该固体混合物中含有 　 　，对应此现象的化学反应方程式是 　 　。

（4）设计实验方案证明该固体混合物中含有铝粉 　 　。

（包含实验步骤、产生现象和结论。可供选择的试剂：稀盐酸、 $\mathit{NaOH}$溶液、 $\mathit{AgN}{O}_3$溶液）。

新冠疫情期间，口罩成为人们与病毒隔离的重要屏障。某实验小组为了弄清口罩的构造和关键材料的化学组成，进行了以下实验探究。

Ⅰ.探究口罩的构造

取一个医用口罩，用剪刀将其剪开，观察到里面有银白色的金属条，口罩分三层。查阅资料得知内外层为无纺布，中间层为熔喷布，成分均为聚丙烯。用显微镜观察，中间层最致密，测得孔径小于 $0.5\mu m$。

（1）大部分飞沫直径集中在 $0.74～2.12\mu m$。口罩能有效防止病毒通过飞沫传播的原理相当于化学实验中的 ＿＿＿＿＿（填操作名称）。

Ⅱ.探究熔喷布的元素组成

聚丙烯属于有机物，含有碳元素，还可能含有氢、氧元素。实验小组取 $1.4g$熔喷布，设计如图所示装置进行实验（部分夹持装置略去），实验过程中观察到装置B中 $U$形管内固体变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。

已知：无水 $CuS{O}_4$为白色固体，吸水后变成蓝色晶体。

（2）装置B的作用是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）装置C中发生反应的化学方程式是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）实验时，若装置B和C调换位置，对实验产生的影响是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）实验过程中持续通入干燥 $O_2$，熔喷布在装置A中完全燃烧，测得装置B质量增加 $1.8g$，装置C、D质量共增加 $4.4g$。通过计算判断：

①熔喷布中是否含有氧元素？＿＿＿＿＿（填“含有”或“不含有”）。

②聚丙烯分子中碳原子与氢原子的个数比是 ＿＿＿＿＿。

化学兴趣小组探究金属的性质时，将一段去除氧化膜的镁条，放入一定量的稀盐酸中，有气泡产生，充分反应后静置，发现试管中有灰白色沉淀．

【提出问题】

灰白色沉淀是什么物质？

【猜想假设】

小华认为灰白色沉淀为碳酸镁（MgCO ₃），其他同学认为不需要实验就能否定小华的猜想，理由是 　　．

小宇认为由于反应后氯化镁的生成量偏多，灰白色沉淀为不能再溶解的氯化镁固体．

小彤认为灰白色沉淀为脱落的镁粉细颗粒．

【实验探究1】

实验操作	现象	结论
①取试管中的上层清液，加入适量的氯化镁固体	氯化镁固体 　　（选填"溶解"或"不溶解"）	小宇猜想错误
②取适量白色沉淀加入足量稀盐酸中	（选填"有"或"没有"）气泡冒出	小彤猜想错误

基于以上探究与分析，原有猜想均遭到了否定．

【查阅资料】

HCl+AgNO ₃═HNO ₃+AgCl↓，AgCl是一种白色沉淀．

【实验探究2】

他们又另取灰白色沉淀放入试管中加热，将蘸有硝酸银溶液的玻璃棒伸入试管内，玻璃棒上的溶液出现白色浑浊，证明产生了 　　气体．再将湿润的蓝色石蕊试纸悬于试管口，试纸变 　　色．

同学们请教老师后得知，足量的镁与稀盐酸反应时，溶液会经历从酸性到碱性且碱性逐步增强的过程，从而生成了碱式氯化镁沉淀．据文献介绍，碱式氯化镁存在多种组成结构，化学通式可表示为Mg _x（OH） _yCl _z•mH ₂O（其中2x﹣y﹣z＝0，0≤m≤6）．

【反思拓展】

（1）做镁与稀盐酸反应的实验时，镁条的用量宜少不宜多．

（2）铁片和铜片放入稀硫酸中产生的现象也不相同，据此推测出铁的活性比铜 　　．还可根据铁和硫酸铜溶液的反应来确定这两种金属的活动性强弱，该反应的化学方程式为 　　．

实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题（提示：铜和氧气反应生成黑色固体氧化铜）。

（1）根据下表提供的实验数据，完成下表：

硬质玻璃管中 空气的体积	反应前注射器 中空气体积	反应后注射器 中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25mL	15mL	9mL	_____________

（2）若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%)，可能的原因有哪些?(列举两条)__________________,__________________。
（3）装置一和装置二中气球的位置不同，____________(填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是____________________。

(10分)辰辰家住在山青水秀的盘山脚下，几年前，村里为了发展经济，在村边建起一座氮肥厂。近段时间，辰辰发现村里的井水，在烧水或用碱性洗衣粉洗衣服时，总闻到水里散发出一股与氮肥厂附近相似的刺激性气味。
【作出猜想】联想到所学的化学知识，辰辰猜想可能是氮肥厂排出的废水污染了井水。
他猜想的依据是         ______________________________。
【表达交流】请你根据上述信息帮助辰辰归纳污染物的化学性质：
（1）             ________；（2）          __________ 。
【设计实验】为了验证猜想，辰辰设计了如下实验方案：
（1）从氮肥厂取来氮肥作为样品；
（2）取适量样品放入玻璃杯中，加入井水充分溶解。将所得溶液分为2份；
（3）一份加入碱性洗衣粉，搅拌后闻气味；另一份加热后闻气味。
【反思评价】辰辰的实验方案存在着问题，你认为应怎样改进？            。
【获得结论】辰辰通过改进后的实验，确认是氮肥厂排出的废水污染了井水。
【探究启示】目前该村村民还需饮用井水，请你提出一条简便的处理方法：           。

实验课上同学们对酸碱盐的性质作了如下探究。
（1）小海探究了中和滴定实验，操作如下图甲所示，当他观察到____________时，说明恰好完全反应。写出反应的化学方程式__________________。

（2）小郝对一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液产生兴趣，他想探究该溶液是否完全变质。取样后先加入__________溶液，有白色沉淀生成。过滤。滤液中加入无色酚酞溶液，观察到溶液变红，他推断该氢氧化钠溶液部分变质。
（3）小亮则根据所学知识绘制了如下图所示物质间关系网络图，并做了相关实验。（“—”表示相连的两种物质能发生反应，“→”表示某物质可以转化为另一种物质。）已知A为胃酸的主要成分，B是贝壳的主要成分，D微溶于水，A与F反应生成气体。

① 写出物质D的俗称__________；
② 写出C→D 的现象_________；
③ 写出E→F的化学方程式_____________________；
④ 写出物质E的一点用途_________________；