初中化学探究题

某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。提供的药品：铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
【做出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强，对3种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一：锰>铁>铜；
猜想二：铁>铜>锰；
猜想三：                                。
【设计实验】为了验证猜想成立，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案。
（1）第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象。
（2）第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入        中，观察现象。
（3）第三组验证猜想三。实验方案是（只用两个实验）：
                                                                       。
【实验及结论】各组通过实验和交流，确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是：                                                                    。
【拓展研究】随后同学们对探究金属活动性的方案涉及作了进一步研究。
为了验证甲、乙、丙、丁4种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：①把甲放入乙的盐溶液中；②把乙放入丙的盐溶液中；③把乙放入丁的盐溶液中；④把丁放入丙的盐溶液中。你认为哪个实验没有必要做？请说明理由。
                                                                       。

某化学兴趣小组对一包干燥的白色粉末组成进行探究．请你参与并回答有关问题：
【教师提醒】它由碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钠三种固体中的一种或两种组成．
【提出猜想】白色粉末可能的组成有：①只有碳酸钙；②只有碳酸钠；③只有氢氧化钠；④是碳酸钠、碳酸钙的混合物；⑤是碳酸钙、氢氧化钠的混合物；⑥是碳酸钠和氢氧化钠的混合物．
【探究思路】利用物质的性质不同设计实验加以甄别，先分别探究其中是否含有碳酸钙，逐步缩小范围，然后再选择适当的试剂和方法通过实验探究其组成．
【查阅资料】
1、碳酸钠俗称纯碱，溶液呈碱性．  2．CaCl₂、Ca（NO₃）₂、BaCl₂等溶液呈中性．
【实验探究】
（1）甲同学取适量白色粉末装入试管中，然后加入足量的水，振荡．结果白色粉末全部溶解，从而排除猜想中的　                      （填猜想中的序号）．
（2）在甲同学实验结论的基础上，乙同学另取少量白色粉末于试管中，加入足量的水溶解后再滴加2～3滴酚酞试液，振荡后观察，溶液变成红色．乙同学认为只有猜想③正确，可是丙同学却不是这样认为，他的理由是　                     　．
（3）丁同学进一步确定白色粉末的组成，在甲同学所得的溶液中加入足量的稀盐酸，结果有气泡产生，于是丁同学认为可以排除猜想③，试写出产生气体的反应的化学方程式：　                   　．
【交流讨论】
通过上述实验探究，小组内展开了激烈的讨论，有的同学认为猜想②正确，有的同学认为猜想⑥正确，各执一词．于是小明同学想出一种方法：在甲同学所得的溶液中先加入过量的　       　溶液，然后再滴入　           ，根据看到的　                       　的现象，从而得出猜想⑥是正确的．
【反思评价】
戊同学指出：实验是学习化学的重要的手段，但要注意实验的严谨性，如果小明同学加入的试剂的先后顺序颠倒一下，你认为　         　（填“能”或“不能”）准确验证猜想⑥正确．

(11分)钢铁、铝合金、铜制品等是应用广泛的金属材料。据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某校化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验：
(1)如图，取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几天后，他们会发现　▲　处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空气中生锈实际是铁和　▲　  、 　▲　　等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。

(2)一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu₂(OH)₂CO₃(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO₂参加反应。
请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式　　　　　　▲ 　　　　　　 。
(3)【查阅资料】孔雀石的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃，也可以表示成CuCO₃·Cu(OH)₂。与孔雀石相似，还有许多矿物可用xCuCO₃·yCu(OH)₂(x、y都是正整数)表示，石青就是其中的一种。
【实验探究】为了验证石青的组成成分，他们设计了如下实验，请你共同参与探究。

	实验操作	实验现象	结论
步骤l	取少量石青样品置于大试管中加入足量稀硫酸	(1)产生大量气体 (2)溶液呈蓝色	(1)石青中含有  ▲ 离子 (2)石青中含有  ▲ 离子
步骤2	取少量石青样品置于大试管中加热	(1)残留固体呈  ▲ 色 (2)大试管内壁  ▲	石青加热易分解

 
【反思与拓展】
①确定步骤1中产生气体成分的实验方法是             ▲           。
②根据以上探究，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和   ▲  的质量，就可确定石青的化学式(即确定x、y的值)。
③防止金属锈蚀的方法很多，如制成不锈钢、在金属表面      ▲      (任写一种方法)。

化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。

【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？

【猜想与假设】甲同学：酚酞与O₂发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO₂发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想：　           　（写一条）。

【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。

（1）甲同学设计并完成如下实验：

实验步骤	实验目的	实验现象	实验结论
①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸。		溶液变红，过一会儿红色消失。	甲同学的猜想 　      　（填“正确”或“不正确”）。
②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方。

（2）乙同学设计如图1所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为 　           　。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是 　                    　，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH＜7，说明溶液显 　 　性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是 　                               　。

（3）丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化（说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%）。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图2所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有 　                                      　（写一条）。

【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。

某兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶没有塞橡皮塞的氢氧化钙溶液进行探究，请你一起参与．
【提出问题】该氢氧化钙溶液是否全部变质？
【猜想与假设】猜想①：氢氧化钙溶液可能全部变质，变成碳酸钙．
猜想②：氢氧化钙溶液可能部分变质，其成分是　                         　．
【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取样于试管中，滴加稀盐酸	有　          　生成	原溶液里一定有碳酸钙
（2）另取样于试管中，滴加酚酞试液	溶液成红色	原溶液一定有

 
【实验结论】综合上述实验（1）、（2），你得出的结论是猜想　               　成立．
【反思拓展】（1）氢氧化钙露置于空气中容易变质，原因是　                            　（用化学方程式表示）．
（2）在分析化学反应的物质成分时，除了考虑生成物外，还需考虑的是　                     　．

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                                ____             。