初中化学探究题

在一次学生实验中，学生用带有氧化膜的铝片和稀硫酸反应，发现铝片和稀盐酸、稀硫酸反应发现铝片和稀盐酸反应现象明显，而和稀硫酸几乎不反应。这和“铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气”不一致，是什么原因呢？是试剂、药品出了问题吗？为了寻找原因，某学生在教师的指导重新用浓盐酸配制了一定浓度的溶液，然后加入一块纯度≥99.5％的铝片验证是否确实存在上述现象，实验结果如下表

无论是用5%H₂SO₄还是用10%H₂SO₄，均无明显现象。其结论还是与“铝能跟稀硫酸或稀盐酸反应生成氢气”不相符合。
问题1：为了探索“铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异原因”，你能对问题的答案作出哪些假设或猜想：
假设一：Cl^-能                                                       
假设二：SO₄^2-能                                                   
问题二：为了论证上述假设，你设计的实验方案是：（探究过程）_______________

小李和小高同学用一瓶久置的氢氧化钠溶液和稀硫酸做中和反应的实验，为了能够观察到明显现象，他们先向盛装 $l0mL$氢氧化钠溶液的烧杯中滴加几滴酚酞试液，再逐滴滴加稀硫酸并不断搅拌。
(1)滴加稀硫酸的过程中观察到有气泡产生，他们发现氢氧化钠溶液已变质，请你写出氢氧化钠溶液变质的化学方程式：。
(2)他们对该瓶氢氧化钠溶液的变质情况进行探究
【猜   想】猜想一：全部变质   猜想二：部分变质
【实验探究】他们按下列实验方案进行探究，请你帮他们把下表补充完整：(温馨提示：氯化钡溶液呈中性)

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量上述氢氧化钠溶液于试管中，然后滴加过量氯化钡溶液，充分反应后过滤。		猜想二成立
②向所得溶液液中滴加几滴酚酞试液。

【反思与评价】小李认为在上述实验中可用氢氧化钡溶液代替氯化钡溶液，也能证明猜想二成立，你认为(填"可行"或"不可行")。

某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动：
【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，生成氢气和硫酸亚铬( $CrS{O}_4$)。
【提出猜想】对这三种金属的活动性顺序提出了如下猜想：
猜想①： $Cr>Al>Cu$   猜想②： $Cr>Cu>Al$

猜想③： $Al>Cr>Cu$   猜想④： $Al>Cu>Cr$

【讨论交流】根据已学的金属活动性顺序和已查阅的资料分析，肯定不能成立的是猜想是和猜想(填序号)。
【实验设计及过程】请将表中的内容填写完整。

实 验 操 作	实 验 现 象	实 验 结 论
室温下，将大小相同并打磨光亮的铬片、铝片、铜片分别投入盛有体积相同、相同的稀硫酸的试管中	铬片表面产生气泡缓慢;铝片表面产生气泡较快;铜片表面	猜想(填序号)成立

【实验反思】
(1)将金属片投入稀硫酸前应先打磨金属片的目的是。

A．

除去金属表面氧化物，有利于直接反应

B．

使金属表面光亮，便于观察现象

C．

使金属表面温度升高，提高反应温度

(2)有同学提出探究金属活动性强弱还可以依据"金属与盐溶液是否发生置换反应"来判断。为了验证甲、乙、丙三种金属的括动性依次减弱，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把甲放入丙的盐溶液中
你认为该方案中的(填序号)没有必要做。

某白色固体可能由氢氧化钡(化学式为 $Ba(OH{)}_2$)、氢氧化钠中的一种或两种组成。为确定该固体物质的成分，某化学兴趣小组进行下列探究活动，请你认真阅读有关信息，回答相关问题。
【查阅资料】(1) $Ba(OH{)}_2$是一种强碱，具有NaOH相似的化学性质。
(2)部分酸、碱、盐的溶解性如下表所示：

【提出猜想】猜想I ：该固体是 $NaOH$

猜想Ⅱ：该固体是 $Ba(OH{)}_2$
猜想Ⅲ：该固体是 $Ba(OH{)}_2$、 $NaOH$的混合物
【设计实验】

【问题讨论】
(1)实验步骤①中发生反应的化学方程式为。
(2)实验步骤②得出的实验结论(填"正确"或"不正确")。
(3)如果在上述实验中用稀硫酸代替硫酸钠溶液，实验步骤和实验现象均相同，你可以判断出猜想是成立的。

实验室有-瓶久置于空气中已经变质的过氧化钠( $N{a}_2{O}_2$)，乐乐设计了以下实验方案探究其成分。请你跟他一起完成实验并填写相关内容。
【查阅资料】
(1) $N{a}_2{O}_2$化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应。
相关反应： $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2$↑
$2N{a}_2{O}_2+2C{O}_2=2N{a}_{2}C{O}_3+O_2$

(2) $BaN{O}_3$溶液、 $NaN{O}_3$溶液均为中性溶液
【猜想】 猜想Ⅰ： $N{a}_2{O}_2$、 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$

猜想Ⅱ： $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$           
猜想Ⅲ： $N{a}_{2}C{O}_3$

【实验推断】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量固体的于试管中，加水振荡制直至完全溶解。		猜想Ⅰ不成立。
②取少量①的溶液于试管中，滴加过量的 $Ba(N{O}_3{)}_2$溶液。		证明有 $N{a}_{2}C{O}_3$存在。化学反应方程为：
③取少量②的溶液于试管中，滴加无色酚酞试液。	酚酞试液变红	证明存在。
结合以上实验现象，说明猜想Ⅱ是成立的。

某兴趣小组的同学探究浓硫酸与铁定（碳素钢）反应后产生气体的成分．
【查阅资料】①Fe与浓H₂SO₄反应，加热，有SO₂生成
②C与浓H₂SO₄反应，加热，有CO₂和SO₂生成
③SO₂可使澄清石灰水变浑浊
④SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能
⑤SO₂可与酸性KMnO₄溶液反应使其褪色，而CO₂不能
⑥碱石灰的主要成分为NaOH和Cao
【实验探究】
（1）称取24.0g铁钉放入60.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到的溶液X并收集到气体Y．甲同学通过实验测定并推知气体Y中SO₂气体的体积分数为66.7%．同学们认为气体Y中还可能还有H₂和Z气体，则Z气体可能是_______．探究实验的主要装置如图所示：

（2）装置A中试剂的作用是____________．
（3）为确认Z的存在，需要将装置甲（如图所示）接入上述装置的（填编号）     之间．装置甲中的液体名称是                 ．

（4）实验中，如果观察到装置D中           ，且装置E中           ，则可确认Y中还有H₂气体．
（5）如果需要测定限定体积气体Y中H₂的含量（H₂约为0.01g）．除可用测量H₂体积方法外，     （选填：“能”或“不能”）用称量上图中装置D、装置E的质量变化的方法，通过计算说明你判断的理由．

有 $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$混合物l8.6g。为测定其中 $NaOH$的质量，将固体溶于水，并逐渐加入稀硫酸至100g时，开始产生气体；再加入稀硫酸至100g时，不再产生气体，生成气体共4.4g(提示： $N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}S{O}_4=N{a}_{2}S{O}_4+C{O}_2\uparrow +H_{2}O$)

(1)在图28中画出产生气体的质量与所加稀硫酸质量的关系曲线。
(2)求混合物中 $NaOH$的质量是多少?
(3)所用稀硫酸的溶质质量分数是多少？

小军家的下水管道堵了。爸爸买回一种"管道通"，使用后堵塞的管道畅通无阻了。小军对此很好奇，于是想探究"管道通"中的物质成分。
【提出问题】"管道通"中的物质是什么？
【查阅资料】主要内容如下。
（1）下水管道里的淤积物主要为油污、食物残渣、毛发等。
（2）氢氧化钠是强碱，能去除油污，腐蚀毛发一类的东西，常用于疏通管道。
（3）铝粉为银灰色固体。铝与酸、碱溶液都能反应放出氢气，反应时放出大量热。
①铝与盐酸反应的化学方程式是。
②铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是.

【猜想与验证】小军打开一盒"管道通"，内有一袋白色固体颗粒和一袋银灰色粉末。
（1）猜想：白色固体颗粒为氢氧化钠。

实验操作	实验现象
①将几粒白色固体颗粒放在表面皿上，放置一会儿。	。
②将适量白色固体颗粒放入盛有适量水的试管中，并用手触摸试管外壁。	试管外壁发烫。
③向步骤②得到的溶液中放入一段羊毛线，加热一段时间。	羊毛线逐渐消失。

结论：白色固体颗粒为氢氧化钠。
（2）猜想：银灰色粉末为铝粉。

实验操作	实验现象
①按照下图安装两套仪器。
②一套仪器中加入银灰色粉末和稀盐酸；另一套仪器中加入银灰色粉末、。	都产生大量无色气体，试管外壁温度明显升高。
③待导管口有气泡均匀持续冒出时，分别收集1试管气体，验纯。	用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，松开拇指，发出轻微的。
④在导管口点燃气体。	火焰颜色为。

【结论】银灰色粉末为铝粉。
【应用】使用管道通时，先将其中银灰色粉状固体添加于被堵塞的管道中，然后再加入白色固体颗粒，倒入一杯水，堵上管道口。一会儿，管道内发生化学反应。根据题目信息，推测管道内的反应现象是。
【反思】①老师告诉小军，氢氧化钾和氢氧化钠的性质非常相似。要确认猜想（1）是否正确，还需要学习如何检验钠元素的存在。
②根据本实验分析，使用"管道通"时，应注意的事项有（填一条即可）。

"在学校的元旦联欢会上，某同学表演了'水能生火'的魔术．他向包有过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$)粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来．"小颖看到这段话后非常感兴趣，她和同学们一起对该问题进行了一系列的探究．
[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？
[猜   想]①可能有一种气体和另一种物质生成②反应过程中可能有能量变化
[设计装置]如图所示

[实验探究]
实验一：探究反应后生成的气体是什么？
（1）打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃．说明生成的气体是；
（2）实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因：实验二：探究反应后生成的另一种物质是什么？
（1）小明猜想另一种物质是 $N{a}_{2}C{O}_3$，小军认为不可能．为了证实小军的看法，请你设计一个证明 $C{O_3}^{2-}$不存在的实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
		生成物中没有 $C{O_3}^{2-}$

（2）小军取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现试管中的溶液变成红色，说明反应后所得的溶液呈性；

"牛肉面"是兰州的风味小吃之一，其制过程中加入了一种叫做"蓬灰"的和面剂。"蓬灰"是蓬草烧制而成的灰。某校化学兴趣小组的同学对"蓬灰"的化学成分及化学性质很感兴趣，于是进行了一些实验探究。请你帮他们填充下列实验过程的表格。
【查阅资料】含有钾元素的化合物，灼烧时火焰呈紫色。
【实验过程】

实验步骤与方法	实验现象	实验结论
（1）测 $pH$：取少量"蓬灰"样品于试管中，加入适量的水溶解，
(2)灼烧：用铂丝蘸取少量"蓬灰"溶 液并灼烧	火焰呈紫色
(3)检验 $C{O_3}^{2-}$：取少量"蓬灰"固体于试管中，向其中滴加， 将生成的气体通人澄清的石灰水		"蓬灰"中含有 $C{O_3}^{2-}$

小组同学讨论后一致认为"蓬灰"的主要成分是碳酸钾。

同学们在实验室发现了三种金属--铝、铁、铜，其中一块铜片生锈了，表面附有部分铜绿[铜绿的主要成分是 $C{u}_2(OH{)}_{2}C{O}_3$]，他们的实验探究过程如下：
（1）铜绿是铜与空气中的氧气、水和（填化学式）共同作用的结果。
（2）为探究铝、铁、铜的活动性顺序，某同学设计了一组实验：①铝片浸入稀硫酸中；②铜片浸入稀硫酸中；③铝片浸入氯化亚铁溶液中，这组实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序。请你补充一个实验来达到实验目的（写出实验步骤、现象）。
（3）他们还想用加热的方法除去铜绿，加热时却发现铜片表面全部变黑。经查阅资料知道：①铜绿受热分解会生成黑色的氧化铜  ②酒精在不完全燃烧时会生成炭黑  ③炭黑与稀硫酸不以应。
a、他们提出猜想：该黑色物质可能是氧化铜，也可能是氧化铜和的混合物。
b、设计了下述实验方案，用于检验黑色物质。

实验步骤	实验现象	结论
剪下一片变黑的铜片，放入盛有足量稀硫酸的试管中，微热	铜片表面黑色固体全部消失，露出红色的铜，溶液变色。	此黑色固体是（填化学式）

阿里木和李明两位同学发现实验台上有序摆放整齐的药品中(见下图)，有一瓶标签破损的试剂，他们很感兴趣并进行了探究。

【提出问题】这瓶标签破损的试剂是什么溶液？
【作出猜想】
(1)阿里木猜想：可能是 $NaOH$溶液；
(2)李明猜想：可能是 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液；
(3)你的猜想：可能是溶液(任写一种)。
【实验验证】
(1)阿里木在玻璃上放一小片pH试纸，将被测液滴到试纸上，并把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，得出pH＝10.3，他判断这瓶试剂是碱性溶液。你认为下列对阿里木的操作方法、测量结果及实验结论的评价中，正确的是(填字母)。友情提示：表中""表示正确；""表示错误。

(2)假设阿里木和李明两位同学中有一位的猜想是正确的。李明同学为验证自己的猜想，选择上图中某种试剂进行了如下实验。请你帮他完成下列实验报告。

【实验拓展】假如阿里木同学在实验中所使用的pH试纸是事先用蒸馏水润湿的，则会造成测量结果(填"偏大""偏小"或"不变")。

用熟石灰膏粉刷墙壁一段时间后，表面变硬，某化学兴趣小组中的王明同学认为是水分蒸发的原因，是物理变化；李刚同学则认为是熟石灰与空气中的二氧化碳接触生成了碳酸钙，是化学变化。(已知常温下氢氧化钙的溶解度为 $0.18g$。) 为证明上述变化的真实原因，他们共同进行了如下探究：  
第一步：取墙壁硬块样品少量研磨成粉末状，将粉末移至烧杯中加适量水搅拌、过滤，得到滤液和滤渣。李刚根据得到的滤渣推断自己的结论正确。你认为李刚的推断是否严谨?
，理由是。
第二步操作是：，
若看到现象为，证明该固体中含有碳酸钙。
第三步：取少量滤液于试管中，滴入试液，如果看到滤液颜色变为，则证明氢氧化钙部分转化为碳酸钙。

下表是某城市某日空气质量报告：

某研究性学习小组对表中首要污染物 $S{O}_2$：导致酸雨的成因进行探究。
(提示： $S{O}_2$：是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，易溶于水，具有与 $CO$相似的化学性质)
【探究实验】实验一：用下图所示装置进行实验。

(1) $A$装置的作用是 $S{O}_2$气体。
(2)实验过程中， $B$装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化， $C$装置内湿润的蓝色石蕊试纸变红色，说明 $S{O}_2$与水反应生成一种。
(3) $D$装置的作用是，发生反应的化学方程式是。
实验二：往盛有水的烧杯中通人 $S{O}_2$气体，测所得溶液的 $pH$7(填">""="或"<")，然后每隔l小时测定其 $pH$，发现 $pH$逐渐变小，直至恒定，说明烧杯中溶液被空气中的氧气氧化最终生成 $H_{2}S{O}_4$。
【查阅资料】 $S{O}_2$形成酸雨的另一途径： $S{O}_2$与空气中的 $O_2$在飘尘的作用下反应生成 $S{O}_3$(飘尘的质量和性质在反应前后不发生变化)， $S{O}_3$溶于降水生成 $H_{2}S{O}_4$。在此过程中飘尘作。
【探究结论】 $S{O}_2$与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。该市可能易出现酸雨。
【模拟实验】(1)由于食醋和酸雨的酸度( $pH$)差不多，因此酸雨对大理石的作用可以通过大理石碎片放在醋中来模拟。当把2.0 $g$大理石碎片放在醋中一整夜后，取出固体干燥称重，其质量可能是(醋酸钙易溶于水)。

A．

小于2.0 $g$

B．

正好2.0 $g$

C．

大于2.0 $g$

(2)这组学生还做了另一个实验，即将大理石碎片放在蒸馏水中过夜，其实验的目的是.

【知识联想】 $S{O}_2$具有与 $CO$相似的化学性质，根据右图给出的 $S{O}_2$及其化合物问的相互转化关系回答： $X$的化学式是，写出 $X$与 $N{a}_{2}S{O}_3$反应的化学方程，反应类型是。

兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【猜想】Ⅰ：固体是 $NaOH$；
Ⅱ：固体是 $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$；
Ⅲ：固体是。
【查阅资料】 $N{a}_{2}C{O}_3$的水溶液呈碱性。 $NaCl$、 $CaC{l}_2$、 $BaC{l}_2$的水溶液均呈中性。
【实验】为确认猜想Ⅱ正确，请你完成下列实验方案。

【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)。