初中化学探究题

铁生锈探秘
为探究铁生锈的原因，化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验：

实验结果显示：B、D实验中铁生了锈，而A、C实验中没有明显的现象，仔细分析这4 个实验，回答下列问题：
（1）评价方案
对照实验指除了一个变量外，其他的量都保持不变的实验．该实验方案中采用了对照实验方法．请指出其中的对照实验（填ABCD实验代号）和变量．
第①组对照实验，变量．
第②组对照实验，变量．
第③组对照实验，变量．
（2）解释数据
实验时，每隔一段时间测量导管内水面上升的高度，结果如下表所示（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm ）：

时间/小时 编号	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A	0	0	0	0	0	0	0
B	0	0	0	0.3	0.8	2.0	3.5
C	0	0	0	0	0	0	0
D	0	0.4	1.2	3.4	7.6	9.5	9.8

导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是．
（3）获得结论
根据本实验，你认为导致铁生锈的物质有；能加快铁生锈的物质是．

学习完"酸、喊、盐的性质"后，老师将两瓶未贴标签的饱和石灰水、饱和碳酸钠溶液摆放在实验桌上，让同学们区分．下面是"雄鹰小组"同学们的探究过程：
【讨论交流】
李壮：区分两种物质的原理是：依据物质的性质，选择一种试剂与两种物质混合，产生两种 （组长）不同的现象。大家椐此来说一说，区分这两种溶液应选用哪种试剂，并说明理由；
王志：我认为可以选择稀盐酸，理由是稀盐酸与碳酸钠反应有气泡产生，稀盐酸与氢氧化钙反应无明显现象。
马凌：我选择的是碳酸钠溶液．理由是．
张云：马凌，你说的我没有听懂，你能再给我讲一遍吗？
在大家的帮助下，张云不但弄明白了，还选出了其他两种溶液，如溶液和溶液，最后得到大家的赞许．
【实验探究】
大家按照王志的方案进行了如图所示的实验：

（1）实验中同学们根据现察到的现象，判断出甲试管中原溶液为碳酸钠溶液，乙试管中原溶液为石灰水．
（2）大家对乙试管中现有溶液的溶质成分产生了探究兴趣．马凌经过认真思考后，又选择碳酸钠溶液作为检验试剂，进行了如下实验：
①马凌从乙试管中取少溶液加入到另一支新试管中，再向此新试管中加入足量的碳酸钠溶液，观察到只有白色沉淀生成。于是，他得出结论："溶液中的溶质有氢氧化钙"．但组长李壮对这个结论产生质疑，理由是（用化学方程式表示）
②大家讨论完李壮的质疑后，制定出测定溶液酸碱度的方法来验证他的质疑，并査阅资料得知氯化钙溶液呈中性，大家都鼓励张云来做实验。张云测出乙试管中剩余溶液的pH7 （填"＞"、"＜"或"="），证实了马凌的结论是错误的。
【反思评价】
判断反应后溶液中溶质的成分，除要考虑生成物外，还需考虑。
探究活动结束了，同学们充分体验到合作探究的乐趣和学习成功的喜悦！

(某研究性学习小组同学将钠置于充满 $C{O}_2$的集气瓶中进行燃烧，反应后集气瓶内有黑色固体和白色固体生成。
该小组经分析得知，白色固体中不可能有 $NaOH$，原因是。他们对白色固体成分进一步探究。
【提出问题】白色固体是什么？
【查阅资料】① $N{a}_{2}O＋H_{2}O=2NaOH$   ②钠能与水反应生成 $NaOH$和 _{$H_2$}
【猜想与假设】Ⅰ．白色固体是 $N{a}_{2}O$    Ⅱ．白色固体是 $N{a}_{2}C{O}_3$
Ⅲ．白色固体还可能是             
【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量白色固体于试管中，加入适量水振荡。	固体全部溶解
向上述所得溶液中加入过量 $CaC{l}_2$溶液，静置。	产生白色沉淀
取静置后的上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液。	试液不变色		白色固体是    。

【得出结论】①通过上述实验，三个猜想中猜想成立。
②钠在 $C{O}_2$中燃烧的化学方程式为。
【反思与交流】钠着火，可以选用的灭火物质是。
A．水       B．干沙土       C．二氧化碳

实验室常用亚硫酸钠( $N{a}_{2}C{O}_3$)固体与稀硫酸在常温下反应制取二氧化硫气体。我们知道二氧化碳能与水反应生成碳酸，那么二氧化硫与水反应是否也能生成酸呢？某实验小组对此进行探究。
【作出猜想】
【查阅资料】① 二氧化硫不与浓硫酸反应；②酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；
③二氧化硫有毒，能与碱溶液反应生成盐和水。
【设计实验】一、验证水能否使蓝色石蕊试纸变色；
二、验证二氧化硫气体能否使干燥的蓝色石蕊试纸变色；
三、验证二氧化硫气体能否使湿润的蓝色石蕊试纸变红。
实验装置和药品如图：

（1）写出带标号仪器的名称： $a$  $b$.

（2）实验过程中装置 $C$内石蕊试纸的颜色始终没有变化，这说明。
（3）装置 $D$中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化硫气体生成之前滴到蓝色石蕊试纸上，未见试纸颜色发生变化，当有二氧化硫气体通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红。此现象说明，此过程中反应的化学方程式为。
（4）装置 $E$的作用是。
【实验结论】根据以上实验操作和现象，原猜想(填"成立"或"不成立")。
【反思与拓展】是不是所有的非金属氧化物都能与 $H_{2}O$反应，生成相应的酸？(填"是"或"不是")。

央视报道"全国多地相继出现了假干粉灭火器"。干粉灭火器中灭火剂的主要成分是碳酸氢钠，而假干粉灭火器是用面粉做灭火剂。兴趣小组同学想了解学校干粉灭火器中的灭火剂是否报道中的"假干粉"，设计了以下实验进行探究：
探究一：甲、乙两同学分别用物理方法和化学方法设计方案，进行如下实验：

乙同学设计方案中发生的化学方程式为。
探究二：小组同学利用该灭火器进行灭火实验后，发现可燃物表面有白色粉末残留。为了解白色粉末的主要成分，继续以下探究：
【查阅资料】1.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。
2.碳酸氢钠溶解吸收热量；碳酸钠溶解放出热量。
【提出猜想】猜想1：残留物主要成分是碳酸钠；   猜想2：残留物主要成分是。
【设计方案】小组同学设计的下列实验方案中，错误的是（填序号）。
A．加热残留物将产生的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，则猜想2正确
B．将残留物溶于水，若有放热现象，则猜想1正确
C．将残留物溶于水，加过量氯化钙溶液静置，取上层清液加稀盐酸，如产生气泡，则猜想2正确
【反思评价】设计实验方案要思维缜密，考虑周全。用化学知识解释上述错误方案存在的主要问题。

"潇湘"化学研究性学习小组对铁快速生锈进行了创新实验探究，实验设计如下图．

实验操作如下：
①如图所示组装好仪器．
②用锥形瓶收集一瓶氧气，塞上胶塞．在烧杯中倒入少量滴有红墨水的水（水不要加太多，没过导管末端即可）．
③打开胶塞，向锥形瓶中快速加入 $4mL$饱和食盐水、 $2g$铁系脱氧剂（主要成分是活性铁粉）．塞上胶塞，捏住乳胶管，轻轻摇晃锥形瓶，使悬浊液均匀挂在锥形瓶内壁上．
④将导管放入烧杯中．1分钟后，观察到导管中红色液柱高度超过 $25mm$，锥形瓶内壁呈红褐色．
请回答下列问题：
（1）实验步骤①组装好仪器后，立即需要进行的操作是。
（2）查资料得知，步骤④中红褐色固体为 $Fe（OH{）}_3$，它由生成的 $Fe（OH{）}_2$与氧气、水反应而来，写出生成红褐色固体的化学反应方程式。
（3）下列各项是同学们对该创新实验的判断与评价，你认为不太合理的是。

A．	实验中用红墨水是便于观察	B．	实验用氧气代替空气，毫无意义
C．	实验用铁钉代替系脱氧剂，实验效果会更好	D．	加入饱和食盐水可加快铁生锈的速度

阅读下列材料，按要求回答问题。

【基础实验】图1是制取和收集气体的部分装置。



（1）若用加热熟石灰和氯化铵的固体混合物制取并收集氨气的装置是，化学方程式为。
（2）检验氨气集满的方法是，图1中 $A$装置试管口略向下倾斜的原因是。
（3）还可以利用 $B$装置，向盛有固体氢氧化钠的锥形瓶中注入浓氨水快速制得氨气，则注入浓氨水的量至少要。
【探究实验】某化学兴趣小组对氨气的性质进一步探究．
【提出问题】（1）氨气显碱性吗？（2）氨水显碱性吗？
【实验验证】该兴趣小组的同学根据二氧化碳与水反应的实验探究方法，用三朵由无色酚酞试液浸润的干燥纸质小花进行图2中 $A$所示的三个实验；
【实验现象】实验Ⅰ和Ⅱ纸花不变色，实验Ⅲ纸花变红
【实验结论】（1）氨气不显碱性，（2）氨水碱性（填"显"或"不显"）．
【查阅资料】图2中 $B$是同学们查阅氨气溶于水后发生变化的情况．
【交流反思】
（1）从微观的角度分析氨水显碱性的原因；
（2）小军向实验Ⅲ中变红的小花上喷稀盐酸，小花红色逐渐消失，发生反应的化学方程式为；
（3）根据探究结论可知，能用于干燥氨气的干燥剂是（填序号）。

生石灰

浓硫酸

碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体混合物）

【拓展探究】
已知相对分子质量越大，分子的运动速率越小．该兴趣小组增加了如图3所示的探究实验，在 $U$型管 $A,B$两端同时塞入蘸有试剂的棉花，则 $U$型管内产生的现象应为．

同学们利用硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾四种物质的溶液进行探究学习．
【实验探究】如图所示， $A,B,C,D$四组同学分别进行了下列实验，请写出 $D$中发生反应的化学方程式。

【实验结论】完成实验后，四组同学将废液倒入同一个烧杯中，再将废液过滤，得到无色溶液和白色沉淀。向无色溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变为红色。由此判断，产生的白色沉淀是，废液中一定不含有的离子是。
【实验拓展】为验证该溶液中可能含有的离子是否存在，设计如下实验方案进行验证．

溶液中可能含有的离子	实验步骤	实验现象	实验结论
可能含有	向滤液中滴加	产生白色沉淀	含有该离子

某化学实验小组的同学利用如图所示装置进行实验．A中反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭C，装置A中仍在反应。过一会儿，观察到装置B中出现白色沉淀，该沉淀的化学式为．小组同学探究反应后装置B中的溶液的溶质成分。
【提出问题】反应后装置B溶液的溶质成分是什么？
【猜想与假设】猜想1： $NaCl$、 $HCl$；
猜想2： $NaCl$、 $CaC{l}_2$；
猜想3： $NaCl$、 $NaOH$；
猜想4： $NaCl$、 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$．
【交流讨论】经讨论，大家一致认为猜想一定不合理．理由是。
【实验探究】将反应后装置B中所得混合物过滤，取少量滤液分别进行如下实验：
实验1：向滤液中滴加碳酸钠溶液，无明显现象，则猜想不正确。
实验2：（填写下表）

实验操作	先向滤液中加入过量 $Ba{\left(N{O}_3\right)}_2$溶液	然后再向滤液中滴加酚酞溶液
实验现象
实验结论	猜想4正确

【反思评价】实验结束后，同学们经过交流与讨论后认为：
探究反应后所得溶液的溶质成分时，不仅要考虑生成物还要考虑反应物是否过量。

研究性学习在实验室进行了化学实验，向一盛有镁和铜混合物的烧杯中加入一定量的稀盐酸，充分反应后，观察到烧杯中有固体剩余，对反应后所得溶液中溶质的成分进行探究．
（1）写出上述烧杯中发生反应的化学方程式．
（2）对反应后所得溶液中溶质的成分进行猜想，请你再补充一种猜想．
【猜想】小光猜想：溶质为氯化镁；
小红猜想：溶质为氯化铜和氯化镁；
你的猜想：溶质为．
（3）【讨论】你认为的猜想不合理，理由是．
（4）【实验】若你的猜想正确，设计一种实验方案证明你的猜想并完成下表：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量反应后溶液：		你的猜想正确

（5）【应用】如果你的猜想正确，把该废液倒入铁质下水管道可能造成的一条危害．

某化学兴趣小组在探究稀盐酸的化学性质时，做了如图一所示的三个实验。

（1）写出 $A$试管中的反应现象。
（2）写出 $B$试管中反应的化学方程式。
（3）实验结束后，小组同学将 $B,C$两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中（如图二所示），观察到先有气泡产生，后有白色沉淀生成。同学们将烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液的溶质成分进行探究。
【提出猜想】
甲同学猜想： $NaCl$；
乙同学猜想： $NaCl$、 $CaC{l}_2$；
丙同学猜想： $NaCl$、 $CaC{l}_2$、 $HCl$；
你的猜想：。
【交流讨论】
你认为同学的猜想一定不正确，理由是。
【设计实验】请设计实验证明你的猜想正确。

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量滤液于试管中，向其中滴加。		猜想成立

某农村中学的化学兴趣小组在开展实验活动时，用山泉水配制氢氧化钠溶液，结果几次配制所得的溶液都出现浑浊的现象，放置一段时间后，容器底部还出现白色沉淀物．该兴趣小组的同学针对此奇异的现象展开如下探究：
【提出问题】：用山泉水配制的氢氧化钠溶液为什么会出现浑浊？白色沉淀是什么物质？
【作出猜想】：Ⅰ、氢氧化钠样品不纯，含不溶性杂质；
Ⅱ、氢氧化钠与溶解在山泉水中的某物质发生反应生成难溶于水的物质。
（1）小明通过实验很快就排除了猜想I，他的实验是。
【查阅资料】：本地山泉水是硬水，含较多的碳酸氢钙，碳酸氢钙 $\left[Ca\right(HC{O}_3{)}_2]$受热会分解，也能与氢氧化钠反应，且都有碳酸钙生成．
（2）小红取来少量的山泉水于烧杯中，往其中加入适量的肥皂水，搅拌，观察到的现象，确认所取的山泉水是硬水。
（3）小明和小红取含有碳酸钙的沉淀物进行实验：取少量的沉淀物，加入适量稀盐酸，实验现象是，反应的化学方程式是。
（4）该山泉水经过（填操作名称），就可用于配制氢氧化钠溶液．

为探究锌、铜、镍三种金属的性质，某兴趣小组进行如下实验．
【实验一】将三种金属丝分别与一节干电池和小电珠连接，小电珠发光．
【实验二】取粗细、长短相同的锌丝、铜丝、镍丝均与50mL稀盐酸反应，实验记录如下：

	锌	铜	镍	铜
稀盐酸的质量分数	3%	3%	15%	15%
反应现象	少量气泡	无现象	许多气泡	无现象

【实验三】金属锌、铜和稀盐酸构成如图所示的化学电池装置，观察到铜片表面有气泡（H₂），小电珠发光．
（1）实验一的现象说明三种金属都具有性．
（2）镍与稀盐酸反应生成氯化镍（NiCl2）和氢气，反应的化学方程式是，铜不能与稀盐酸发生化学反应的原因是，在金属活动性顺序中排在氢的后面
（3）要判断三种金属活动性强弱，必须在实验二的基础上增补一个实验才能得出结论，其实验内容是．
（4）金属活动性强弱是由金属物质的结构决定的，不会因某个实验而改变．下列关于实验三分析正确的是（填选项）．

A．铜的金属活动性变得比锌强
B．铜与稀盐酸发生了置换反应
C．该装置将化学能转化为电能．

如图1所示是氢氧化钠溶液与盐酸反应的实验研究。

（1）未滴加盐酸时，烧杯中溶液呈色．
（2）随着盐酸不断滴入，烧杯中溶液的pH逐渐（填"增大"、"减小"或"不变"），该反应的化学方程式是

（3）随着盐酸不断滴入，烧杯中溶液温度变化如坐标图2所示．某时刻测得溶液的温度是32℃，请判断b点时溶液的酸碱性并说明理由

（4）当溶液的温度为38℃时，可证明溶液不含氢氧化钠的实验方法是（填选项）
A．品尝烧杯中溶液的味道
B．用手沾取烧杯中溶液并体验是否有滑腻感
C．往烧杯中再滴加少量氢氧化钠溶液并观察溶液颜色

探究:
木呷惹、阿依莫两同学对教室墙壁脱落的一块白色固体产生兴趣,他们将白色固体带到了化学实验室.经查阅资料得知:白色固体是石灰浆与空气中的物质作用的产物,他们猜测可能的成分为:
猜测一:氢氧化钙

猜测二:碳酸钙

猜测三:氢氧化钙和碳酸钙
于是他们将白色固体捣碎研成粉末,放入烧杯,加水,不断搅拌,静置,取上层清液于 $A$、 $B$、 $C$三支试管,残渣备用.
他们在 $A$试管中滴加无色酚酞,试液变成红色,则猜测二不成立.他们又在残渣中加入适量稀盐酸,产生大量气泡,将生成的气体导入 $B$试管,结果变浑浊,由此证明,猜测三成立.
（1）写出残渣与稀盐酸反应的化学方程式;

（2）写出 $B$试管中发生反应的化学方程式;

（3）他们将浓碳酸钠溶液加到 $C$试管中,溶液变浑浊,此法可用于实验室制取少量氢氧化钠,反应的方程式为;若要将沉淀与溶液分离,其操作方法是.