初中化学探究题

花都区实验中学化学课外活动小组想研究花都区雨水的酸性情况，取刚降到地面的雨水水样，每隔5分钟用pH计测定一次pH，其数据如下表：

测定时刻	6:05	6:10	6:15	6:20	6:25	6:30
p H	4.95	4.94	4.92	4.88	4.86	4.85

已知：正常雨水的pH约为5.6，酸雨的酸性比雨水强。
根据活动目的，仔细分析数据，可以得到的结论是：
①                                                                      ；
②                                                                      。
若酸雨的主要成分为H₂SO₄，可在田地里撒熟石灰反应来中和，请写出化学方程式：
                                                          
为了改善环境质量，下列措施不能减少酸雨的是__________（填序号)：
①推广清洁能源   ②减少用煤直接作燃料    ③淘汰尾气不达标的汽车  
④限制并有偿使用塑料袋。
化学课外活动小组的同学想研究雨水pH变化的原因。做了如下三个实验。
实验一：取10mL雨水，每隔5分钟用pH计测定pH值
实验二：取20mL雨水，每隔5分钟用pH计测定pH值   
实验三：取10mL雨水，倒入适量植物油隔绝氧气，每隔5分钟用pH计测定pH值
①实验         和实验         是想证明雨水pH变化是否和氧气有关。
②实验         和实验         是想证明雨水pH变化是否和雨水的量有关。

金属材料被广泛的应用于我们的生活中，不仅是因为其物理性能优良，还与它们的化学性质密切相关。下面是小明同学设计测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录，请你一起探究。
【实验目的】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【所用试剂】稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
【实验过程】步骤Ⅰ 将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻，观察燃烧现象；
步骤Ⅱ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的稀硫酸的试管中；
步骤Ⅲ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中。
实验现象记录表

金属	空气	稀硫酸	硝酸银溶液
铁	－
铜	－	－
镁

 
【实验记录】用“”表示能观察到实验现象，用“－”表示观察不到实验现象(见表)。
(1)通过步骤Ⅰ可以得出三种金属中镁的金属活动性最强，判断依据是                         。
(2)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中，需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶质质量分数以外，还需要控制的条件是                           。写出镁和稀硫酸反应的化学方程式                                 ，此反应属于         。
【实验结论】金属铁、铜和镁的活动性由强到弱的顺序是             (用元素符号表示)。
【反思交流】若利用上述试剂制取氢气，小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应，而不选择金属镁和稀硫酸反应，他的理由是                       。

小杰取一支试管加入少量的碳酸钠溶液，向其中滴加一定量的澄清石灰水，充分反应后过滤，得到澄清的滤液。小杰对该滤液的成分进行了如下实验探究，请补全实验报告：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量滤液于试管中，加入__________溶液	无气泡产生	滤液中不含有__________
另取滤液于试管中，向其中 __________	__________	滤液中含有Ca(OH)2

（1）探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素。反应过程中，用前10min内收集的氢气体积比较反应的快慢。控制其他条件相同，进行下表四组实验，获得数据如下表。

实验编号	试剂	前10 min 内产生的氢气体积(mL)
不同纯度的锌	不同体积和浓度的稀硫酸
a	纯锌	30 mL 30 %	564.3
b	含杂质的锌	30 mL 30 %	634.7
c	纯锌	30 mL 20 %	449.3
d	纯锌	40 mL 30 %	602.8

①比较实验a和实验b，可以得到的结论是               。
②为了研究硫酸浓度对反应快慢的影响，需比较实验   和实验   （填编号）。
③控制其他条件相同，需控制的条件是              （例举一种条件即可）。
（2）利用锌皮和稀硫酸制取氢气，并测定锌皮中锌的质量分数
制取氢气的实验操作有：
a.收集气体；
b.向锥形瓶里装锌皮；
c.连接仪器，检查装置气密性；
d.向长颈漏斗中注入稀硫酸；
e.装配仪器。
正确的操作顺序为       。
（3）测定锌皮中锌的质量分数：已知该锌皮中含有少量杂质铁，将该锌皮放入如下图所示的盛有稀硫酸的锥形瓶中，多次实验后，取平均值所得数据如下表：

反应前	充分反应后装置及反应剩余物质质量
装置和足量的稀硫酸质量	锌皮质量
342.2g	15.8g	357.5g

 

某学习小组在整理化学试剂时，发现一瓶盛有白色固体的试剂瓶，标签破损(如图)。

【提出问题】该白色固体的成分是什么？
【搜集资料】①经老师回忆，该试剂的酸根离子可能是CO₃^2－、SO₃^2－、SO₄^2－、
NO₃^－中的一种 ②SO₂是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气大，易溶于水，能使澄清的石灰水变浑浊，也能使品红溶液褪色，而CO₂不能使品红溶液褪色。
【猜想假设】该试剂一定不是       ，可能是Na₂CO₃，也可能是       或       。
【实验探究】

实验操作	现 象	结 论
取少量白色固体加入适量盐酸	产生气泡	该白色固体不可能是
产生的气体通入澄清石灰水	石灰水变浑浊	该白色固体不可能是
产生的气体通入品红溶液	溶液褪色

 
【获得结论】该白色固体是       。
【交流反思】
(1)SO₂和CO₂均属于非金属氧化物，某些性质相似。请写出下列化学反应方程式：
SO₂通入澄清石灰水                                                ；
SO₂通入紫色石蕊试液，试液变红色                                  。
(2)亚硫酸钠与盐酸反应能生成SO₂，实验室中收集SO₂的方法为                             ，
检验SO₂的试剂为       。

某化学兴趣小组以A装置为核心装置设计了如图系列实验：（固定装置的仪器已省略）

按如图所示连接仪器，检查整套装置的气密性良好，添加药品，固定装置，进行实验。

（1）关闭K₂，打开K₁，将H₂O₂溶液缓缓滴入锥形瓶中，待D装置中出现连续均匀气泡时点燃C装置中的酒精灯，观察到V型管内a处的硫燃烧，现象是 　                　，试写出在D装置中反应的化学方程式 　              　，待V型管内的硫燃尽后仍要继续通一段时间的氧气，目的是 　                         　。

（2）打开K₂，关闭K₁，继续将H₂O₂溶液缓慢滴入锥形瓶，观察到装置E中

　              　（填现象），说明氢氧化钠和稀盐酸一定发生了反应。

（3）兴趣小组有同学提出疑问：E装置内反应后的废液中除酚酞以外还有哪些溶质呢？请你一起参与探究。

【作出猜想】

猜想一：NaCl

猜想二：NaCl和NaOH

猜想三：　          　。

【分析】以上有一种猜想一定错误，请写出错误猜想的序号及错误理由 　                                            　。

【资料】NaCl的水溶液呈中性。

【设计并进行实验】排除了错误猜想后，为了验证其余猜想，同学们进行了如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量E装置中的废液于试管中，并向其中加入①　           　。	②	猜想三正确

【交流反思】该废液未经处理不能随意倒入水池。

2021年全球新冠疫情形势依然严峻，除了打疫苗、戴口罩、勤洗手外，还需要科学、正确、安全地消毒。84消毒液、H₂O₂溶液都是常用的消毒剂，某兴趣小组对这两种消毒剂进行了如下探究活动：

【实验】取少量84消毒液置于试管中，滴加H₂O₂溶液，有大量气泡产生，经检验产生的气体是氧气；

【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）；

【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？

【作出猜想】

猜想一：NaClO类似分解H₂O₂溶液制取氧气时MnO₂的作用，作催化剂；

猜想二：NaClO与H₂O₂溶液发生化学反应，作 　             　；

【实验探究】

（1）按入图所示组装实验装置（固定装置省略），加入药品前的操作是 　           　。

（2）实验Ⅰ：按入图装置经注射器甲注入10mL水，观察到注射器乙活塞向右移动10mL；（忽略大气压、摩擦等其他因素对测量结果造成的影响，下同）

（3）实验Ⅱ：先向锥形瓶中加入20mL 84消毒液，再按如图装置将25mL H₂O₂溶液平均分5次经注射器甲注入锥形瓶中，待注射器乙活塞不再向右移动后，记录每次气体的总体积，数据见表：

/	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
H2O2溶液/mL	5	5	5	5	5
注射器乙中气体的总体积/mL	35	70	85	a	b

表中的数据a＝　   　；

【实验结论】根据表中数据判断 　    　（填“猜想一”或“猜想二”）是正确的，依据是 　                                                 　。

【反思评价】通过该实验说明消毒剂混用可能会影响消毒的效果，因此生活中在使用各种消毒剂时不能随意混用，应科学使用，注意安全。

炎热的夏季，游泳池成了人们消暑健身的热门场所，水质的安全也成为大家关注的话题。小丽和同学们对某室内游泳池的水呈蓝色的原因及水质安全展开了研究。请回答下列问题。

【查阅资料】

a.水对蓝光的反射和散射作用使水呈现蓝色，水越深，蓝色越明显。

b.游泳池的水质常规检验主要项目及限值如下表：

项目	浑浊度	pH值	尿素	总大肠菌群（36℃，24h）	游离性余氯	化合性余氯	水温
数值	≤1NTU	7.0﹣7.8	≤3.5mg/L	每100mL不得检出	（0.2﹣1.0）mg/L	≤0.4mg/L	23℃﹣30℃

【交流与讨论】小丽认为泳池水呈蓝色可能是因为加入了硫酸铜。

【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量泳池水于试管中，加足量 　    　溶液	无明显现象	泳池水中无Cu^2+
（2）另取少量泳池水于试管中，加稀盐酸，再加足量 　   　溶液	产生白色沉淀	泳池水中含有SO4^2^﹣

【实验结论】泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的。从微观角度分析，水分子本身 　   　（填“有”或“没有”）改变。写出一个步骤（2）中产生白色沉淀可能发生的化学反应方程式 　                     　。

【实验调查】同学们就泳池水净化问题走访了游泳馆的管理人员，得知：

a.泳池水通过循环净化的方式实现再利用，其工艺流程如图所示。

b.泳池水常见的水质问题是尿素含量超标。

（1）写出二氧化氯的化学式 　    　。

（2）加药装置中絮凝剂的作用是 　            　。

（3）提出一条降低泳池水中尿素含量的建议 　                        　。

果蔬洗盐既能去除水果和蔬菜表面的农药，又能杀菌、去小虫，近几年比较流行。某品牌果蔬洗盐常温下为白色固体，小敏取用时不小心将其洒落在天然气的火焰上，发现火焰呈黄色，这引起了小敏探究其成分的兴趣。

【查阅资料】1.钠及其化合物灼烧时火焰呈黄色。

2.农药大多数呈酸性。

【提出猜想】猜想一：碳酸钠

猜想二：碳酸氢钠

猜想三：碳酸钠和碳酸氢钠的混合物

小敏做出以上猜想的依据是 　                        　。

【查阅资料】碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳、碳酸钠和水。

【进行实验】

实验步骤	实验现象	分析与结论
①取一定量果蔬洗盐加热至固体质量不再改变，将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中	有气体生成，澄清石灰水中产生白色沉淀	生成气体的化学方程式：　      　，该品牌果蔬洗盐中含有
②将①加热后残留固体全部溶于水，加入足量氯化钙溶液	产生白色沉淀	/
③分别测量①和②产生沉淀质量	①中产生沉淀2.5g，②中产生沉淀质量	该品牌果蔬洗盐中含有碳酸钠

【继续探究】

小敏想到妈妈以前常用食盐水洗水果，猜想该品牌果蔬洗盐中还可能含有氯化钠。她向其水溶液中加入　   　至溶液呈酸性，再加入 　   　溶液，观察到有白色沉淀生成，证明有氯化钠。

【拓展延伸】

该品牌果蔬洗盐不可直接食用，使用后，要用清水冲洗。

某校化学兴趣小组的同学在探究碱的化学性质时，完成了如图所示的两个实验。

（1）甲实验中观察到的现象是 　 　。

（2）乙实验中发生反应的化学方程式为 　 　。

实验完毕后，小亮同学在整理仪器时，将上述实验后的废液倒入同一个洁净的废液缸中，发现混合后的废液仍然浑浊并显红色，于是引起了他的质疑和探究兴趣。

【提出问题】混合废液中可能含有的碱性物质有哪些？

【作出猜想】他断定混合废液中一定含有氢氧化钠，理由是 　 　；并对是否含有其它碱性物质作出猜想：猜想Ⅰ：Na ₂CO ₃    猜想Ⅱ：Ca（OH） ₂

【实验验证】小亮认为只要用反应物（饱和石灰水和碳酸钠溶液）就可以验证猜想。于是他对混合废液进行过滤，并取少量滤液进行了下列实验：

实验操作	实验现象	实验结论
M是		猜想Ⅱ不正确
N是		猜想Ⅰ正确

【反思与交流】

验证完毕，小刚同学受到启发，于是他又设计了一个实验，进一步验证混合废液中含有的碱性物质。他取一定量的滤液于试管中，然后逐滴滴加稀盐酸至过量，反应过程和产生的现象如图所示。分析图象数据可以得出混合废液中含有的碱性物质一定是 　 　。

【拓展应用】为了把以上废液安全排放，你的做法是 　 　。

我校某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：
①在集气瓶中加少量的水，将水面上方的空间分为5等份．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入一定量的红磷，将导管上的弹簧夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开弹簧夹．
请回答下列问题：
步骤②集气瓶中燃烧的主要现象是     ，其反应的文字表达式为      ；
步骤③中打开弹簧夹后观察到的现象是烧杯中的水沿着导管进入集气瓶的“1”处，由此可得出空气中氧气的体积约占      ；但本实验的结果是进入集气瓶中的水小于理论值，其原因可能是      ；
②中点燃红磷的方法有什么后果？      _．

小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她设计并完成了下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	实验结论或总结
结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条	有气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是速度慢	二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
实验二		有气泡产生，木条复燃	二氧化锰能加快过氧化氢的分解产生氧气。反应的文字表达式为：

（1）请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
（2）在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是              。
（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量二氧化锰的质量，其目的是：                       。
第二方面的实验探究：二氧化锰在化学反应前后的                     。

某化学兴趣小组的四位同学对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分进行了探究。
【作出猜想】小马猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH。
小程猜想：溶质只有NaCl
小宫猜想：溶质有NaCl、HCl
小尚猜想：溶质有NaCl、NaOH
（1）老师认为小马的猜想是错误的，其理由是_______________________________
【方案设计】小程和小宫分别设计如下方案验证各自的猜想。

方案设计者	方案步骤	方案预估现象	方案结论
小程	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸所呈现的颜色与标准比色卡进行对照	pH＝7	小程猜想正确
小宫	取少量反应后的溶液于一支试管中，再向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生成	小宫猜想正确

（2）两位同学中________________的方案正确。
【方案反思】
（3）请分析错误方案的原因：__________________________（若都正确，不作答）。
【拓展研究】
（4）请你再设计一个实验方案验证小尚的猜想正确，填写下列实验报告。

方案步骤	方案现象	方案结论
取少量反应后的溶液于一支试管中，再向试管中滴加________ 溶液	出现蓝色沉淀	小尚猜想正确

 

A、B、C是初中化学常见的液体、气体、固体，气球套在试管口且保证密封性能良好。

（1）若A能使紫色石蕊变红，B为空气，将固体C倒入试管中产生气泡，同时气球因膨胀而鼓起来。液体A，固体C可能是什么物质？请给出两种不同组合（C为不同类别物质），组合一：_________，化学方程式                ；组合二：_______，化学方程式_________。

某课外活动小组通过Internet网上资料得知： 废弃的定影液中含有一定量的AgNO₃。他们从摄影店收集到一些废弃的定影液，准备将其中的银以单质的形式全部回收。于是进行了以下的实验活动。 
（1）[设计方案]：①加入比银活泼的金属单质  ② 除去金属混合物中的杂质
（2）[小组讨论]：
①加入的金属：向定影液中加入过量铁粉，则得到的金属混合物中含银和铁。
②在这种方案中除去银粉中过量金属的方法：向金属混合物中加入适量的试剂_______。
（3）[进行试验]过程如下：
①废弃的定影液金属混合物+溶液A
②金属混合物单质银
请问操作a是________，需要用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、________；
（4）[产品验证]：请你设计一种简单方法验证得到的银中是否还含有铁粉，方法是                                ____             。