初中化学探究题

进入9年级学习化学，我们亲身体验了一系列的探究实验，感受到了化学的无穷魅力。覃浪在回顾整理下列实验中提炼了许多探究方法。
实验一、探究二氧化碳与水的反应（取四朵用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥的小花，进行下图所示实验）

实验现象：（I）、（IV）中的小花变红。
设计（Ⅱ）、（Ⅲ）实验的目的是：   43  。
该实验的探究方法是：设计分析   44  （填“A”或“B”或“C”，获得结论。
A．仅一个单因素的实验         
B．有多种因素的对比实验 
C．用前面实验的生成物继续实验
实验二、验证二氧化碳与氢氧化钠溶液也发生了反应
我们知道，二氧化碳能使澄清石灰水发生反应生成碳酸钙而变浑浊。彩云同学查阅资料发现：氢氧化钠与氢氧化钙化学性质十分相似，也能与二氧化碳发生反应，但此反应无明显实验现象，其反应的化学方程式为：   45  。她为了能证明氢氧化钠与二氧化碳在溶液中确实发生了反应，设计了如下方案。请你将她设计的方案补充完整：

	实验步骤和方法	实验现象	实验结论	启示
方案1	向一个软塑料瓶中充满二氧化碳，再注入少量氢氧化钠溶液，盖紧瓶盖，摇动塑料瓶。	46	47	从反应物二氧化碳的减少（压强减小）来判断反应的发生
方案2	48	49	50	从生成物的存在来判断反应的发生

 
官龙同学认为彩云同学设计的方案1中，不能得出CO₂与氢氧化钠是否确实发生了反应，理由是什么？   51  。

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B的名称：______。
②甲同学应选取的试剂是Mn0₂和_______(填化学式)，
Mn0₂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。
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的是__________。
(2)乙同学称取一定质量KMn0₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，该反
应的化学方程式为________。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l：反应生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄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Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后
测得Mn0₂的质量不变。则猜想________________错误。
②第二组同学取K₂Mn0₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得
出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学选择的实验方法是_________________ 。
【拓展延伸】实验发现，K₂MnO₄受热只能部分分解，经分析可能是生成物K₂O对其分
解产生影响。请设计实验方案验证：________________。
【实验反思】通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识?_________。

食品着色剂、食品香料等食品添加剂，在规定范围内使用是安全的，可明显提高食品的感官质量，满足人们不同的需要；而苏丹红、三聚氰胺、瘦肉精根本不是食品添加剂，是违法添加物。食品安全，人人有责。丹丹同学发现妈妈做早餐包子、馒头时，向面团中加入发酵粉，蒸出的包子、馒头中有许多小孔，松软可口，丹丹同学对发酵粉产生了兴趣。
⑴提出问题：发酵粉的主要成分是什么物质？
⑵查阅资料：含钠元素的物质在酒精灯的火焰上灼烧时，会产生黄色火焰。
⑶实验探究：下面是丹丹同学设计的探究实验，请你帮她完成。
①将发酵粉取样，在酒精灯的火焰上灼烧产生黄色火焰。
②取样于试管中，加入稀盐酸，产生大量的气泡，将该气体通入澄清石灰水，澄清的石灰水变浑浊，则发酵粉的主要成分中含有的离子是              （写离子符号）。
⑷小结与思考：
①发酵粉的主要成分是              （写化学式）。
②发酵粉与面粉、水混合发酵产生CO₂气体，这些气体会在面团中形成许多小孔，使包子、馒头松软可口。
③实验室制取CO₂可选择下列装置中的           （填字母序号，任写一组）。

④实验室用A装置制取氧气的化学方程式为                              。E装置内装满水收集氧气时，还可用于测定氧气的体积，此时还需要              （填仪器名称），氧气由             （填“a”或“b”）进入E中。

2011年是国际化学年(IYC2011），其宗旨是"增进公众对化学重要性的认识，鼓励青年人热爱化学，学习和研究化学"。某校化学兴趣小组的同学，对课本中一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁（ $K_1$， $K_2$是活塞）：

（1)关闭 $K_1$、开启 $K_2$，可以验证 $CO$还原 $F{e}_2{O}_3$的产物。
①这是关于气体的实验，实验前必须对装置进行

② $CO$还原 $F{e}_2{O}_3$的化学方程式为

③在e处点燃气体的目的是

(2)关闭 $K_2$,开启 $K_1$，可以将 $d$口出来的气体再从a通人装置而循环使用。
① $c$瓶中应装（填序号）。

A．

澄清石灰水

B．

水

C．

石蕊溶液

D．

浓硫酸

②反应完后（假设b瓶中 $NaOH$全部转化为纯碱），要从 $b$瓶中溶液得到纯碱固体，必要的实验操作为转移、结晶。
③该实验这样改进的主要优点是

(11分) 在高效复习课堂中，同学们利用“硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾” 四种物质的溶液对 “复分解反应发生的条件”进行再探究。

【知识回放】
通过判断上述四种溶液两两之间能否发生反应，我能写出其中符合下列条件的两个化学方程式：
⑴一个中和反应      　　　 ①    　　   ；
⑵一个有沉淀生成的反应  　　 ② 　　 　 。
【挖掘实质】
（1）图1是HCl和NaOH在水中解离出离子的示意图，我发现HCl在水中会解离出H⁺和Cl^－，NaOH在水中会解离出Na⁺和OH^－，以此类推硝酸钡在水中会解离出的离子是③ (填离子符号)。
（2）图2是稀盐酸和氢氧化钠溶液发生化学反应的微观过程示意图，该化学反应的实质可以表示为H⁺+ OH^－＝H₂O，我也能用同样的方式表示上述四种溶液两两之间发生反应时有气体生成的反应的实质   ④  。
（3）通过探究上述四种溶液两两之间是否发生反应的实质，我发现NaOH和H₂SO₄溶液能发生复分解反应，因为溶液中的H⁺和OH^—不能大量共存；   ⑤      溶液和   ⑥    溶液也可以发生复分解反应（任写一组物质，下同），因为  ⑦  ； ⑧ 和 ⑨  溶液不能发生复分解反应，因为  ⑩   (填离子符号，下同)也不能大量共存。
【知识升华】
通过对“复分解反应发生的条件”的再探究，我得出复分解反应发生条件的实质是   11   。

碳及许多含碳化合物不充分燃烧都要产生一氧化碳，一氧化碳是一种污染空气的有毒气体，它使人中毒的原因是，通常采用燃烧法处理尾气中的一氧化碳。某同学对一氧化碳与一定量的氧气反应后所得的气体成分进行了如下实验探究：
【提出猜想】反应后气体的组成可能是：① $CO和C{O}_2$；②只有 $C{O}_2$；③。
【实验探究】该同学为了验证自己的猜想，用下列装置进行实验：

①装置 $B$中氢氧化钠溶液的作用是。
②装置 $A$中出现的现象是，发生反应的化学方程式是，用带火星的木条伸入D中出现的现象是。
【实验结论】通过实验验证，猜想③成立。

(12分)某研究性学习小组的同学在用硫酸溶液处理废锌片时发现产生的气体具有刺激性气味，这种现象引起同学们的思考和研究。
【提出猜想】对生成的气体进行猜想：
猜想1：可能是H₂ ；
猜想2：可能是SO₂；
猜想3：可能是                  。
【查阅资料】SO₂易溶于水，能与NaOH溶液反应生成Na₂SO₃。
【实验方案】研究性学习小组的同学设计了下图所示的装置进行探究（夹持仪器已
省略，假设装置中的反应都进行完全）。

【问题讨论】
（1）如果装置A没有明显实验现象，装置C的现象为                      ，则猜想          成立。
（2）如果装置A的现象为                    ，装置C没有明显实验现象，                      则猜想           成立。
（3）猜想3成立的实验现象是                                              。
（4）装置B中浓硫酸的作用是                                              。
【思维拓展】
（1）实验室中可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，反应的化学方程式是                                           。
（2）小组内一同学又设计了判断SO₂与NaOH溶液能否发生反应的装置（如下图），实验时发现试管内液面上升，就得出SO₂与NaOH溶液发生反应的结论，其他同学认为这一结论不严谨，理由是__________________________________________。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，需做的对比实验                                          。

某同学家新换了淋浴喷头，从说明书上了解到该喷头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行如下探究活动。
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO₄)溶液……
铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液……
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。

	实验一	实验二	实验三
实验 方案
实验 现象	铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色	无明显现象	铝片表面产生气泡较快
结论	铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢	铜不与稀硫酸反应	铝能与稀硫酸发生反应，反应速率较快
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是__________________________

 
【回答问题】（1）用砂纸打磨金属片的目的是_____________________。
（2）实验一发生反应的化学方程式是____________________________。
（3）甲同学提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，你认为____________（填“可行”或“不可行”）。
（4）已同学认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品应该是________________。
【归 纳】比较金属活动性强弱的方法有：
①________                          ____；
②通过金属与盐溶液反应判断金属活动性强弱 。

做钠在氯所中燃烧的实验时，钠完全反应后，在集气瓶内放少量水来吸收过量的 $C{l}_2$，但不能完全吸收。如何处理残余的 $C{l}_2$呢？同学们进行了相关探究。
【提出问题】
向上述集气瓶中滴入石蕊溶液，发现溶液显红色。由此想到，选用氢氧化钠等碱性溶液吸收 $C{l}_2$，效果会怎么样？
【查阅资料】
氯气是黄绿色有毒气体，溶于水，在饱和氯化钠溶液中的溶解度非常小。
【设计与实验】
用两套完全相同的装置做对比实验，如下图所示：

（1）为确保实验的准确性，要先检验装置的；
（2）实验开始时，先用弹簧夹夹紧乳胶管，再将注射器内等体积的水和 $NaOH$溶液分别注入充满 $C{l}_2$的集气瓶；
（3）充分吸收 $C{l}_2$后，打开弹簧夹，观察进入两个集气瓶内饱和 $NaCl$溶液的体积。
【结论与解释】
（1）甲实验中， $C{l}_2$溶于水且与水反应生成盐酸和次氯酸（ $HClO$），反应的化学方程式为。
（2）乙实验中， $C{l}_2$与 $NaOH$易发生化学反应。
（3）分析实验现象得知，用碱性溶液比用水吸收 $C{l}_2$的效果（填"好"或"差"）
【交流与反思】
（1）金属钠在氯气中燃烧的实验现象为。
（2）向 $C{l}_2$的水溶液中滴入硝酸银溶液有白色沉淀生成，化学方程式为：
。

某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。请你参与完成：

【知识回忆】可燃物燃烧的必备条件是；
【交流讨论】（1）改进后的装置（如图二）与图一相比，其优点是。欲使图二中的红磷着火，可将试管从水中取出并后才能对试管加热；
（2）将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使试管罩住白磷（如图三所示），结果观察到了"水火相容"的奇观，则大试管所装气体可能是；
【综合应用】"水火不相容"是指水能灭火，其实水有时也可以"生火"，比如钾遇水会立刻着火，因为钾遇水生成 $H_2$和一种碱，该反应是（填"吸热"或"放热"）反应，其反应化学方程式为。

某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。

【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？
【进行猜想】（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉。请写出铁粉与 $CuS{O}_4$溶液反应的化学方程式。实验过程中采取了过滤，该操作中用到的玻璃仪器有，和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是。
（2）小华认为小明的猜想是错误的，理由是。
（3）小华提出了猜想①和猜想②，请结合所学知识补充余下的一个猜想。
猜想①；黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（ $F{e}_3{O}_4$）组成
猜想②；黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（ $FeO$）组成；
猜想③； 。
【查阅资料】铁的氧化物都能与稀盐酸，稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【实验探究】

方案	实验操作	可能的现象	结论
①	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末全部被吸引	猜想①正确
②	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末部分被吸引	猜想②正确
③	取适量黑色粉末B加入足量稀盐酸	黑色粉末全部溶解	猜想②正确
④			猜想③正确

【反思评价】小娟认为方案②和方案③中得出的结论都不正确，其理由是。
【得出结论】在高温下，一氧化碳和二氧化碳可生成铁，氧化亚铁，四氧化三铁。请写出只生成氧化亚铁的方程式。

某化学兴趣小组对一包干燥的红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 $Cu$、 $F{e}_2{O}_3$二种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有：①只有 $Cu$；②只有；③是 $Cu$ 、 $F{e}_2{O}_3$的混合物  
【资料获悉】 $Cu$在 $FeC{l}_3$溶液中发生反应： $2FeC{l}_3+Cu=2FeC{l}_2+CuC{l}_2$

【实验探究】
（1）甲同学取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为的观点正确（填"甲"或"乙"）。
（2）丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0 $g$装入硬质玻璃管中，按如图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入 $CO$气体，过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，仍继续通 $CO$气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：

反应前	反应后
Ⅰ 组	玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 $g$	玻璃管和固体物质的总质量为36.1 $g$
Ⅱ 组	洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 $g$	洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 $g$

【交流讨论】                       
（1）在装置 $A$中先通 $CO$气体的作用是。
（2）应该选择组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明：该红色粉末的组成是猜想中的组（填序号）。
（3）写出 $A$装置中发生反应的化学方程式；实验中观察到 $A$装置中的现象为。
（4）为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前是否需要先断开 $A$和 $B$的连接处？（填"需要"或"不需要"），理由是。
【反思评价】丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？                                                          

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)甲同学选用如图所示的装置制取氧气。

①写出仪器B的名称：。
②甲同学应选取的试剂是Mn0₂和(填化学式)，Mn0₂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。
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的是。
(2)乙同学称取一定质量KMn0₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，该反应的化学方程式为。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l：反应生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄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Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得Mn0₂的质量不变。则猜想错误。
②第二组同学取K₂Mn0₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学选择的实验方法是。
【拓展延伸】实验发现，K₂MnO₄受热只能部分分解，经分析可能是生成物K₂O对其分解产生影响。请设计实验方案验证：。
【实验反思】通过以上实验探究，你对"问题的发现与解决"有何认识?。

某学习小组在探究 $C{O}_2$与 $NaOH$溶液反应的实验中，先用铝制易拉罐收集满一罐 $C{O}_2$气体，然后迅速向其中加入一定量的 $NaOH$浓溶液，立即将易拉罐口封闭（不漏气），轻轻摇动易拉罐，发现易拉罐很快变瘪，但过一段时间后，易拉罐又重新鼓起来（反应过程中温度的变化忽略不计）。
【提出问题】易拉罐为什么先瘪后鼓？
【分析猜想】易拉罐开始时变瘪的原因是（用化学方程式表示），易拉罐重新鼓起的原因是易拉罐中又生成了气体A，其成分极有可能是 $C{O}_2$或 $H_2$。
【查阅资料】① $N{a}_{2}C{O}_3$具有较强的热稳定性，只有在高温条件下才会分解；
②铝单质比较容易被酸、碱腐蚀。
【设计方案并进行实验】为了检验铝制易拉罐中重新生成的气体成分，小组又进行如下实验，并记录了相应的实验现象：

实验步骤	实验现象	实验结论
①将易拉罐口打开，迅速用燃着的木条伸入罐口。	发出"噗"的一声，产生淡蓝色火焰，片刻后熄灭。	说明罐中重新生成的气体A是 。
②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，片刻后再加入少量的氢氧化钠溶液。	先加水，没有明显变化，后加入氢氧化钠溶液后产生无色无味的气体。	说明铝是否与水直接反应（填 "是"或"否"），铝能够与 溶液反应。
③取少量易拉罐中反应后的溶液于试管中，加入过量的稀盐酸。	产生了无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。	说明原 $C{O}_2$气体被 $NaOH$溶液吸收

【实验结论】①铝制易拉罐变瘪的原因是 $C{O}_2$被 $NaOH$溶液吸收，②铝制易拉罐重新鼓起的原因是铝与 $NaOH$溶液反应产生了气体。
【反思评价】小组根据实验探究获得一条对金属铝化学性质的新认识：。
【拓展延伸】 $Al$与 $NaOH$溶液反应产生了气体的同时还生成另一种书写形式类似于 $KMn{O}_4$的盐，请完成下列反应化学方程式： $2Al+2NaOH+2H_{2}O=2$ $+3A$。当然，本实验只是初步探究，还有进一步探究的价值，有待我们在以后的学习中去深究。

化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：
[提出问题1] 该氢氧化钠溶液是否变质了呢？
[实验探究1]

实验操作	实验现象	实验结论
取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加稀盐酸，并不断振荡。	有气泡冒出。	氢氧化钠溶液一定变质了。

[提出问题2] 该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？
[猜想与假设]
猜想1：氢氧化钠溶液部分变质。
猜想2：氢氧化钠溶液全部变质。
[查阅资料] （1） 氯化钙溶液呈中性。
（2） 氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应： $CaC{l}_2+N{a}_{2}C{O}_3=CaC{O}_3\downarrow +2NaCl$[实验探究2]

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钙溶液，并不断振荡。	有生成。	说明原溶液中一定有碳酸钠。
（2）取步骤（1）试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液。	溶液变红色。	说明原溶液中一定有。

[实验结论] 该氢氧化钠溶液（填"部分"或"全部"）变质。
[反思与评价] （1）氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，请写出相关反应的化学方程式：
。
（2）在上述[实验探究2]中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，
你认为该方案（填"可行"或"不可行"）。
[理解与应用] 氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存。实验室必须密封保存的药品还有很
多，试另举一例：。