初中化学探究题

某无色溶液可能由盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种或几种混合而成。为探究其组成，小华同学进行了如下实验：
Ⅰ、取适量样品放入试管中，滴加酚酞溶液，溶液变成红色。再向试管中逐滴加入过量的氢氧化钙溶液，观察到有沉淀产生。过滤，所得滤液为红色。
（1）由实验Ⅰ中的现象可推断出样品中一定含有的物质是（写化学式，下同），一定不含有的物质是；
为了进一步探究样品中可能含有的物质是否存在，小华继续进行了如下实验：
Ⅱ、取适量实验Ⅰ所得的红色滤液放入试管中，滴加过量的稀硝酸，溶液变无色。再向试管中逐滴加入适量的硝酸银溶液至恰好完全反应，观察到有白色沉淀生成。过滤，所得滤液为无色。
Ⅲ、从稀硫酸、氢氧化钡溶液、氯化钡溶液、硝酸钾溶液中选择一种试剂，代替实验Ⅰ中的氢氧化钙溶液进行实验，其余的试剂及操作与实验Ⅰ的均相同。
通过实验Ⅱ和实验Ⅲ，小华得出结论：样品中可能含有的物质确实存在。
（2）实验Ⅱ所得无色滤液中，除酚酞以外，还含有的溶质为；
（3）实验Ⅲ中代替氢氧化钙溶液的试剂是溶液，可观察到的现象为。

探究活动一：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。
（1） 该实验的目的是、。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是。
（2）若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的比乙装置中产生的 $H_2$质量（填"多"、"少"或"相等"）。（可能用到的相对原子质量： $H$－1O－16 $Mg$－24 $Cl$－35.5 $Fe$－56）
探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的质量分数，现有如下A、B两组实验方案。

（3）两种方案，你认为不能达到目的的是（填"A"或"B"），理由是。
（4）在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致测定的铁的质量分数（填"偏大"、"偏小"、"不变"或"无法判断"）。

小红同学想探究实验室中碳酸钙和盐酸制取二氧化碳后废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答横线上的①～⑦七个问题。
【提出问题】废液中的溶质是什么物质？
【作出猜想】小红认为废液中溶质只有 $CaC{l}_2$。
你认为还可能含有的溶质是（填化学式）。
【查阅资料】 $CaC{l}_2$溶液呈中性。
【实验与结论】
（1）请你写出实验室制取二氧化碳的化学方程式。
（2）分别取少量该废液和CaCl₂溶液加入到两支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液做对比试验，结果两支试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的。
（3）你认为小红的实验填"能"或"不能"）证明她的猜想，理由是。
（4）如果要证明你的猜想是正确的，你选择（填字母：A、石蕊试液  B、氢氧化钠溶液 C、 稀盐酸 ）来代替酚酞试液，理由是。
（5）若实验证明了你的猜想是正确的，向废液中加入过量的 ，反应完成后过滤就可得到只含 $CaC{l}_2$一种溶质的溶液。

学习了CO₂的有关知识之后，同学们查阅资料发现Mg能在CO₂中燃烧：
2Mg + CO₂  2MgO + C，所以镁着火不能用CO₂来灭火。但没有找到有关钠能否与CO₂反应的介绍。于是同学们展开钠着火能否用CO₂来灭火的探究。
【提出猜想】钠能发生类似于CO₂与镁的反应，可能的化学方程式为：
                                                 。
【实   验】将燃着的钠伸入装有CO₂的集气瓶中，钠能在CO₂中继续燃烧。
进一步【查阅资料】得知：
①Na₂O是白色固体，能与CO₂反应生成Na₂CO₃，与H₂O反应生成NaOH。
②Ba(OH)₂溶于水而BaCO₃不溶于水。
③Na₂CO₃的存在会干扰NaOH的检测。
基于以上资料，同学们认为钠在CO₂中燃烧的产物应该与Mg在CO₂中燃烧的产物情况有所不同，并对产物提出了以下几种猜想：
① Na₂O、C       ②       、C     ③ NaOH、C     ④ Na₂O、Na₂CO₃、C
通过理论分析，猜想     （填序号）肯定是错误的，理由是：              。
【验证猜想】

在步骤（2）中BaCl₂溶液为什么要加入至过量：                             。
在步骤（3）中也可以通过加入             试剂的方法进行检验（任写一种试剂）。
【结  论】猜想     （填序号）正确。

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,结果配制几次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.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）小明和小红对所得的沉淀物中含有的碳酸钙进行实验:

主要操作	实验现象	解释或化学方程式
取少量的沉淀物，加入适量的稀盐酸		沉淀物中含碳酸钙.该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.

为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究。
（1）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式：_________________________________。
（2）小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者比后者反应快，原因是_{_________________________________________________________________________________}。
（3）小芳在（2）实验中，还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现。
【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？
【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl₃为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。
【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有________________；
假设b：该灰黑色沉淀可能含有AlCl₃；
假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。
【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。

实验编号	实验操作	实验现象
①	加入适量稀盐酸	有微量气泡，固体全部溶解，得到澄清溶液
②	加入适量蒸馏水	固体部分溶解
③	加入适量无水乙醇	固体部分溶解

 
【得出结论】由实验①可判断假设c___________（填“成立”或“不成立”），再集合②和③可得出该灰黑色沉淀的成分是______________________________。
注意：若答对（4）小题奖励4分，但化学总分不超过60分。
（4）你认为①中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱？________________（填“能”或“不能”），分别从设计方法和操作可行性的角度，具体说明理由：_{_____________________________
__________________________________________________________________________}。

(7分)在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO₂的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么？
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是          ，白色物质可能是Na₂O或           ；
乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的，其理由是                    。
【查阅资料】氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠：Na₂O + H₂O = 2NaOH
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。

实验方案	实 验 操 作	实验现象	结 论
方案1	取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品 全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质 为Na2O
方案2	①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液	出现白色沉淀	白色物质 是
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液	无明显现象

【反思评价】丙同学认为方案1得到的结论不正确，理由是                         。
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为                                。
通过以上探究，你还能获得哪些结论，请写出两条。（答对本小题将奖励4分，但全卷总分不超过60分）
①                                            ，     ②                                            。

甲、乙两同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体是否变质，进行了如下实验。请与他们一起完成探究活动。
【提出问题】氢氧化钠固体是否变质。
【实验探究】甲、乙两同学分别设计了不同的方案并加以实验。
甲同学的方案及实验：

乙同学的方案及实验：

（1）乙同学认为甲同学的结论不科学，其理由是；
（2）乙同学的实验中，观察到的现象A应为，该反应的化学方程式为，氢氧化钠固体变质的原因是（用化学方程式表示）；
【拓展应用】
（3）氢氧化钠固体应当密封保存；
（4）若要除去上述变质的氢氧化钠溶液中的杂质，应加入适量的（填化学式）溶液而除去。

某化学课外兴趣小组探究氢气还原氧化铜的反应，有如下实验装置：

（1）上述 $A$装置可用于实验室制取氢气和二氧化碳，请分别写出实验室制取氢气和二氧化碳的化学方程式；；上述可用于收集二氧化碳装置是（用装置字母序号填空）。
（2）请你参与探究氢气还原氧化铜得到的红色固体的成分，完成下列各题：
已知信息：Ⅰ．氢气还原氧化铜除生成铜外还可能生成氧化亚铜（ $C{u}_{2}O$）；Ⅱ． $Cu$和 $C{u}_{2}O$均为不溶于水的红色固体；Ⅲ． $C{u}_{2}O+H_{2}S{O}_4＝CuS{O}_4+Cu+H_{2}O$

提出问题：红色固体含有什么物质？
①猜想假设：
假设一：红色固体只含 $Cu$；假设二：红色固体只含 $C{u}_{2}O$；
假设三：（请补充完成假设三）。
②实验探究：（填写表中空格）

实验操作	实验现象	实验结论
ａ．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中	无明显现象	假设成立
b．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中		假设二和假设三均成立

③数据处理：甲同学称取 $Wg$红色固体加入到足量硫酸溶液中使其充分反应后，（填操作名称）、洗涤、干燥，称量剩余红色固体质量为 $mg$，通过计算，若 $m$ $\frac{64w}{144}g$（选填 $＞$、 $＜$或 $＝$），则假设二成立；若 $m$ $\frac{64w}{144}g$（选填 $＞$、 $＜$或 $＝$），则假设三成立。
④交流与反思：只要假设合理，实验方法正确，根据实验现象和数据就能得出结论。

碳酸氢钠常用于食品和医药工业。某化学兴趣小组的同学对碳酸氢钠的热稳定性进行探究。
【查阅资料】 1．碳酸氢钠受热容易分解，生成水、二氧化碳气体和一种常见的固体物质。
2．碳酸钠溶液呈碱性。
【进行实验】为了验证碳酸氢钠受热时会分解，兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠到铜片上加热，如图所示。

（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有。
（2）充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，倒入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊。写出该反应的化学方程式：。
（3）兴趣小组的同学认为：充分加热后的固体产物可能是 $NaOH$或 $N{a}_{2}C{O}_3$。
①他们的依据是。
②兴趣小组为了确定反应后的固体产物成分进行以下实验，请填写下表：

实验	实验现象	结论
实验一:取少量反应后的固体产物溶于水，滴入几滴酚酞试液	溶液变成红色	固体产物是 $NaOH$,而不是 $N{a}_{2}C{O}_3$
实验二:取少量反应后的固体产物溶于水，加入过量氯化钙溶液		固体产物是 $N{a}_{2}C{O}_3$,而不是 $NaOH$
实验三:	产生大量气泡	固体产物是 $N{a}_{2}C{O}_3$,而不是 $NaOH$

【讨论与评价】实验一的结论与实验二、实验三的结论相反，在讨论时，兴趣小组的同学认为方案一的结论不正确，他们的理由是 。
【总结】请写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式。

水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。
【提出猜想】1．该混合气体只含有一氧化碳、氢气
2．该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气
3．该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气
4．该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气
【查阅资料】a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。

（1）装置 $A$中无水硫酸铜变蓝，装置 $B$中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有。 $B$中变化的化学方程式为。
（2）装置 $C$中的药品为。
（3） $E$中氧化铜变红、 $F$中无水硫酸铜变蓝、 $G$中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是； $E$中的变化说明氧化铜具有性。
【实验结论】猜想正确。
【实验反思】
经过讨论，同学们将上图中装置 $C~H$进行了简化，只用下图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。其中，干燥管中碱石灰的作用为， 烧杯上能观察到的现象是。最后一步的实验操作及现象是。

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 $C{O}_2$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 $C{O}_2$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。

葡萄糖是生命体所需能量的主要来源。
【提出问题】 葡萄糖的燃烧产物是CO₂和H₂O，由此能否证明葡萄糖是只由碳元素和氢元素组成的有机物？
【实验设计】 为了确定葡萄糖的元素组成，某小组设计了如下实验（其中浓硫酸、无水CaCl₂均为常用干燥剂，部分固定装置省略）。

（1）装置A中发生反应的化学方程式是                               。
（2）装置B中浓硫酸的作用是                           
（3）装置C处氧化铜的作用是                               。
【方案评价】
（1）用充有空气的储气球代替装置A，是否更有利于实验的进行？      （填“是”或“否”），原因是                              。
（2）装置C处葡萄糖燃烧的设计特点是                               （至少1条）。
【数据处理】下表是同学们填写的实验报告，请你帮助完成。

实验事实	数据分析及结论
1．8g葡萄糖完全燃烧，得到2．64g CO2和1．08g H2O	数据分析：                                                                                                                            结论：葡萄糖含有C、H、O三种元素

【讨论交流】为了尽量减少误差：
（1）该实验在进行过程中应注意的问题是                                   （1条）
（2）从定量实验的角度看，该实验是否可进一步改进？请简要写出一个改进意见：     
                                                       

实验室用浓盐酸和MnO₂制取并探究Cl₂（氯气）化学性质,装置如下：

(1)A是Cl₂发生装置，请完成反应的方程式：MnO₂ +4HCl_(浓)（  ）+ Cl₂↑+2H₂O；除圆底烧瓶外还用到的玻璃仪器有            。
(2)从C装置出来的气体中含有CO₂和HCl，写出C中反应的化学方程式____________。
(3)在实验中发现：若用稀盐酸代替浓盐酸与MnO₂混合加热没有氯气生成。“影响氯气生成的原因是什么呢？”小明作了如下探究：
①提出合理假设
假设1：Cl^–的浓度对反应的影响；假设2：                                    
②设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤和预期现象及结论。限选实验试剂：浓H₂SO₄、NaCl固体、MnO₂固体、稀盐酸

实验序号	实验操作	预期现象和结论
①
②

 

（1）实验室给你提供了下列仪器，请选用合适的仪器完成指定的实验

①要制取较多的O₂用来探究其性质（要求制取过程中可以添加反应物），组装气体发生装置需要的仪器是         （填序号），收集氧气应采用            法。
②提纯初盐时，过滤需要选用上述仪器中的       （填序号），出此之外还缺少的仪器是滤纸、         、             （填名称）。
（2）美羊羊同学的购物袋装薯片中发现还有一个小袋，上面标有“成分：CaO、Fe;作用：防潮、防氧化；警告：禁止食用”等字样，撕开小袋，发现里面的固体粉末有少许是棕红色，大多数是灰白色的。经过分析，她认为棕红色粉末是Fe₂O₃,灰白色粉末应该含有CaCO₃和Fe，为验证自己的判断，美羊羊同学打算进行实验探究，请你一同参与。
【实验目的】证实灰白色粉末中含有CaCO₃和Fe。
【实验设计】装置如下图所示：

【实验预测与分析】
①要证实样品中含有CaCO₃，观察到的实验现象是              ，B中发生反应的化学方程式为                       。
②若要证实样品中含有Fe，E中应该观察到的现象是                   ，此时C装置的作用是                
③看了美羊羊同学的分析结论，有同学认为小袋内灰白色粉末中还应该有别的物质，请你写出其中一种物质的化学式        。