初中化学探究题

在学习碳酸钠的性质的课堂上，老师在碳酸钠溶液中加入一定量的澄清石灰水产生白色沉淀，在滤出沉淀后的滤液，引导同学们对滤液中溶质的成分进行探究。同学们通过讨论认为溶质是 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$、 $Ca(OH{)}_2$中的一种或两种,其可能情况有三种：① $NaOH$；② $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$；③。
小伟同学设计了下列实验方案，请你帮助完成。

实   验   步   骤	可能出现的实验现象	实验结论
⑴取少量滤液于试管中，加入碳酸钠溶液	产生	假设③成立
⑵取少量滤液于试管中，加入足量稀盐酸	放出无色气体	假设成立
⑶取少量滤液于试管中，加入碳酸钠溶液或足量稀盐酸	没有明显现象	假设成立

小强根据小伟设计的实验方案，在滤液中加入足量稀盐酸，观察到有大量气泡产生，产生该现象化学方程式为。因此他得出的结论是只有假设成立，该假设成立说明教师做的实验是（选填"恰好完全反应"、" $Ca(OH{)}_2$过量"或" $N{a}_{2}C{O}_3$过量"）

碳酸氢钠是一种重要的盐类物质，在生活中用途广泛。小红同学设计实验对碳酸氢钠的性质进行了探究。请你参与她的探究活动。
【探究实验1】碳酸氢钠溶液的酸碱性。
【实验方案】取少量该固体加入试管中，加适量水溶解，再滴入几滴酚酞试液，振荡。现象：溶液变成浅红色。 结论： ①。
【探究实验2】能与酸反应。
【实验方案】取少量该固体加入试管中，滴加稀盐酸。现象： ② 。反应的化学方程式为： ③ 。
【探究实验3】碳酸氢钠的热稳定性。
【实验方案】设计实验装置如图，并进行实验。

现象: 试管口有水珠出现，澄清石灰水变浑浊。充分加热后，试管中留下白色固体。
结论：碳酸氢钠受热有二氧化碳.水和白色固体生成。
请你帮小红设计实验，证明试管中留下的白色固体是 $N{a}_{2}C{O}_3$，而不是 $NaOH$。（所选试剂不能用酸）
步骤： ④ ；
现象： ⑤ 。
试写出碳酸氢钠受热发生反应的化学方程式：⑥ 。
【拓展应用】根据以上探究，请说出碳酸氢钠在日常生活中的一种用途： ⑦ 。

某同学经查资料了解到二氧化碳会溶于水并与水发生反应生成酸。该同学设计了
以下实验，验证了这一结论。 
实验l：取一小块经紫色石蕊溶液浸泡过的干燥的纸(以下简称“纸修)，往纸上滴上几滴稀醋酸，纸变红色。
实验22取一小块纸．往纸上滴上几滴纯净的水，纸不变色。
实验3：‘
实验4：将二氧化碳通入盛有水的试管中一会儿，用胶头漓管取其中的溶液滴到纸上，
纸变红-
回答下列问题：   ．   ．
(1)实验2的目的是：                                                 ；
(2)补充实验3：                                                      ； ．
(3)写出二氧化碳与水反应的化学方程式：                                  。

某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如下图），有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损，于是决定对这瓶溶液进行实验探究：

 
【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】这瓶溶液是：猜想一：氯化钠溶液；
猜想二：氢氧化钠溶液；
猜想三：碳酸钠溶液。
【实验推断】
（1）小丽取样滴加无酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是                溶液，理由是                                           ；
（2）小刚另取样滴加稀盐酸有           产生，反应的化学方程式为               
                                      ，小刚得出结论：该溶液是碳酸钠溶液。
（3）小青认为小刚的结论不完全正确，理由是                            。小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：
【继续探究】另取样加入过量的CaCl₂溶液，观察到有           产生，设计这一步骤的目的是                                       ；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色。
【实验结论】这瓶溶液是                      。
【探究启示】实验取完药品后应                。
【拓展迁移】若该溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如图所示，反应的实质表达式为：H⁺ + OH^- = H₂O，则反应后溶液中存在的阴、阳离子是               （填符号）；请写出

【继续探究】实验中加CaCl₂溶液反应的实质表达式：                     （用化学符号表示）

化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O₂。
②CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小。
【猜想与实验】
猜想：呼出的气体中主要成分是N₂、O₂、CO₂、水蒸气等。
实验I：验证呼出的气体中含有水蒸气。
（1）实验操作如图所示。
（2）观察到的现象为________，根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。  
实验II：验证呼出的气体中含有N₂、O₂、CO₂，并测定其含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（B是带刻度的量气装置）。

（1）实验记录

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性。 向装置中加入药品。 关闭止水夹a～f。		装置的气密性良好。
②	打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。	B中液体进入到A中，B中液体减少500 mL。	收集500 mL气体。
③	关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出。	________，D中液体为475 mL。	反应的化学方程式为________。
④	关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷。	白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热。	呼出的气体中含有O2。
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。	________，D中剩余液体为400 mL。	呼出的气体中含有N2。

（2）数据处理
呼出的气体中主要成分的含量

	N2	O2	CO2
体积/mL
体积分数/%

同学们经过3次重复实验，确认了呼出气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
（1）该实验设计依据的N₂性质有　　　　　　　　　（填字母序号）。
A．难溶于水 　　　　　B．不能和NaOH溶液反应
C．无色无味的气体     D．不能燃烧，也不支持燃烧
（2）实验II操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，则所测O₂的体积分数（填"偏小"、"不变"或"偏大"）。

某气体由 $H_2$、 $CO$中的一种或两种组成，某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究。
【提出问题】该气体由什么物质组成？
【提出假设】猜想Ⅰ：只有氢气；
猜想Ⅱ：只有一氧化碳；
猜想Ⅲ：；
【提供信息】由 $H_2$、 $CO$中的一种或两种组成的气体能在氧气中安静地燃烧。
【设计实验】将该气体在氧气中完全燃烧的产物依次通过装置 $A$、 $B$，根据装置 $A$、 $B$中物质质量的变化情况来推测该气体的组成。

【现象与结论】

现象	结论
①. 装置 $A$质量增加，装置 $B$质量无变化	猜想成立
②. 装置 $A$质量，装置 $B$质量增加	猜想Ⅱ成立
③. 装置 $A$质量增加，装置 $B$质量	猜想Ⅲ成立

【分析讨论】
（1）装置 $A$质量增加，说明气体燃烧的产物中有生成，推知该气体成分中一定含有元素；装置 $B$质量增加，说明该气体燃烧的产物中有生成，推知该气体成分中一定含有元素。
（2）装置 $A$中浓硫酸的作用。
【反思】若某纯净物完全燃烧，将其产物依次通过该套实验装置 $A$、装置 $B$，发现装置 $A$、 $B$的质量都增加了，则该纯净物可能是（任写一种物质的化学式或名称）。

通过学习碱的性质，我校化学兴趣小组的同学对实验室的"氢氧化钙是否变质以及变持的程度"展开了探究活动，请你一同参与：
⑴提出问题：氢氧化钙是否变质？
⑵猜想与假设：同学们经过讨论认为样品存在三种可能情况：没有变质；部分变质；完全变质。
⑶实验探究：

实验步骤及操作	实验现象	实验结论
取样于试管中，加入足量蒸馏水振荡，静置 ①取上层清液，滴入无色酚酞试液 ②倒去上层清液，再向试管中注入稀盐酸	①无色酚酞试液变红 ②	部分变质
①无色酚酞试液不变红 ②
① ②没有气泡产生

⑷小结与思考：
①小蔓同学根据上述实验方案进行实验，确定该样品已部分变质，请写出实验中反应的化学方程式：

②氢氧化钙俗称熟石灰，农业上常用来。

(7分)某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验。

（1）甲同学选用如右图所示的装置制取氧气。
①写出仪器A的名称：     ▲      。
②甲同学应选取的试剂是MnO₂和  ▲  (填化学式)，MnO₂固体在该反应中起      ▲     作用。
③除用排水法外，甲同学还可选择  ▲  法收集氧气。
（2）乙同学称取一定质量KMnO₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，该反
应的反应表达式为       ▲      （用化学式表示）。实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂
做出上述猜想的理由是             ▲                。
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变。则猜想     ▲      错误。
②第二组同学取K₂MnO₄置于试管中，在250℃条件下加热，没有用测定K₂MnO₄质量的方法，而是用了另一种实验方法得出了猜想Ⅱ是正确的。该组同学选择的实验方法是
               ▲                。

某同学在商店买到一种“果冻蜡烛”（见右图）。他想对“果冻蜡烛”进行探究。

【提出问题】“果冻蜡烛”是否含有碳、氢、氧元素。
【查阅资料】“果冻蜡烛”可完全燃烧，燃烧时无烟尘，燃烧过程和熄灭时无异味；
【探究实验】（请完成下列实验报告）
【实验结论】该同学分析：水是由氢元素和氧元素组成，二氧化碳是由碳元素和氧元素组成，因此“果冻蜡烛”含有碳、氢、氧元素。
【反思】你认为该同学得出的实验结论是否准确？       （填“准确”或“不准确”），
请说明原因                                                             。

为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组做了如下实验。

[实验方案] 将3枚洁净的铁钉同时置于如图所示环境下的斌舒中，观察铁钉锈蚀情况。
[实验现象]3天后，I、Ⅲ中铁钉不生锈，Ⅱ中铁钉明显生锈。
[获得结论]
(1)对照实验l、Ⅱ，可知铁锈蚀的条件之一为                    ；
(2)防止铁锈蚀的一种方法是                               。
[拓展探究]
(3)小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想                                                     。

(7分)某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现，通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面，阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速率逐渐减慢甚至停止．为此，该小组设立研究课题：选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳．
[实验一] 选择合适浓度的硫酸
操作：在28℃时，用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有lg直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，见下表：

[实验二] 选择合适的反应温度
操作：往盛有lg直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液，观察反应的情况，记录如下表：

请根据本次活动的研究目的，分析处理以上两个表中数据，得出结论：
(1)稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为 ▲ ％，因为浓度小于或大于合适浓度对反应的影响是                ▲               ．
(2)在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为 ▲   ℃，因为温度高于或低于该温度对反应的影响是               ▲                    ．
(3)除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加         ▲             操作，更有利于气体的制备．
(4)该研究小组为了研究         ▲        对该反应速率的影响，进行了如下实验．

(5)根据上述实验研究，你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中，最佳选用  ▲  (填
编号) ．

注射器是一种普通的医疗器械，但它在化学实验中发挥着越来越大的作用。某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量，进行了如下探究活动：
[查阅资料] 白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸(HPO₃)。
[设计实验] 设计了如右图的装置进行探究活动。

[步骤与现象]
①测量试管的容积为50mL；
②检查装置的气密性良好；
③装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器；
④用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象；
⑤燃烧结束，试管冷却到室温后打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。
[反思与交流]
（1）实验中利用了铜丝的         性。
（2）兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是                         。
（3）步骤③中注射器活塞至少应调到        mL处（填整数）。
（4）步骤④中观察到的现象有                    ；
（5）小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下，观察活塞位置时，最好将试管和注射器整体横放，小华同学的理由是                                     。

某同学看到装有薯片的包装袋总是鼓鼓的，里面充有气体。他进行了如下探究：

提出问题：…… 建立假设：袋内气体可能是二氧化碳。 实验方案：将燃着的木条伸入已收集满该气体的集气瓶中，观察现象。 获得证据：…… 得出照论：……

(1)他提出的问题是。
(2)其他同学一致认为该实验方案是不合理的，正确的实验方案是：将收集的该气体，观察现象。

(12分)下图是实验室中用于制取、干燥和收集气体的装置图。实验课上同学们用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取并收集氧气，试回答：

⑴写出A图中带标号仪器的名称：①_______________，②_______________。
⑵用该方法制取氧气的化学方程式是_____________________________________。
⑶该方法制取氧气的发生装置应选择___________，若有C装置采用排水法收集氧气，进气口为____________。(填a或b)
⑷若用D装置干燥氧气，D中应盛放的试剂是___________________。
⑸甲、乙、丙三名同学用所选装置合作实验过程中，胶塞突然弹飞，并有少量的液体溅到实验台和衣服上。就此异常现象三名同学探究如下：
【问   题】为什么胶塞会突然弹飞呢？
【查阅资料】①容器内瞬间产生气体过多，压强过大，可能导致胶塞弹飞。
②化学反应速率与反应物的浓度、接触面积、温度、催化剂等因素有关。
【猜   想】甲同学：导气管堵塞或弯折造成的。乙同学：过氧化氢溶液用量过多造成的。丙同学：过氧化氢溶液的溶质质量分数过大造成的。
【分析验证】通过检查实验装置发现导气管没有堵塞、弯折的情况；与实验成功的小组同学交流，得知各小组所用过氧化氢溶液溶质的质量分数均相同。于是他们否定了____________两名同学的猜想。请你设计实验，验证另一名同学的猜想是导致本次实验胶塞弹飞的主要原因。

【交流反思】⑴老师建议他们可以通过改进发生装置的方法，避免胶塞弹飞。你对所选的发生装置有何改进设想？（语言叙述或画图均可）
⑵实验结束后，有的同学发现衣服和手上出现有白色的斑点。由此推出过氧化氢溶液还具有的一条性质________________________。

近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。
【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【查阅资料】（1）“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为：5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ＝ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2 X ”。这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是：         。
（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式：______________________。
根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。
【实验探究】（3）甲同学：
“实验操作”：甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

“实验现象”： A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。
“得出结论”：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素。
（4）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：                           。
（5）丙同学：“实验操作”：丙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

【探究与结论】（6）上图C装置的作用是                                   。
（7）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学的实验中                    。