初中化学探究题

某实验小组取用生石灰时，发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂，于是小组中的几位同学对其中的成分进行了探究。

【提出猜想】小丹认为含有CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃；
小凯认为含有CaO、Ca(OH)₂；
小欣认为含有Ca(OH)₂、CaCO₃。
【设计实验】

	实验操作	实验现象	结论
步骤一	取试样于试管中加水振荡	液体浑浊，用手摸试管外壁，感觉不发热	_________________
步骤二	向步骤一的试管中滴加无色酚酞溶液	溶液变红色	_________________
步骤三	____________________________	试管内有气泡生成	一定含有CaCO3

【得出结论】（1）通过以上探究可知_________同学的猜想正确，
请写出使CaO变质的化学方程式                        。
【注意：若答对第（2）小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。】
【拓展】（2）如果生石灰已全部变质为碳酸钙，请你设计实验加以证明(写出必要的步骤、现象和结论)。_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题】该样品中含有哪些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na₂CO₃。
则NaOH变质反应的化学方程式为________________________________；
【查阅资料】
碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应；
【实验探究】为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
(1)取少量样品溶于水，加入     ；	白色沉淀产生	（2）该反应的化学方程式为
(3)将上述反应后的混合液过滤，取滤液加入          ；	（4）	证明猜想Ⅱ成立。

 

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小丽、小林两位同学设计了如下方案进行探究：

方案设计者	方案步骤	方案预估现象	方案预估结论
小丽	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照	pH=7	恰好完全中和
小林	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生产	盐酸过量，没有完全中和

【方案评价】请判断以上设计的两个方案中，           同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另一个方案错误的原因：                               。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH
小丽猜想：溶质只有NaCl
小林猜想：溶质有NaCl、HCl
你的猜想：溶质有                         （填化学式）
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是                          。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液		小林猜想正确
	有蓝色沉淀生成	你的猜想正确

 

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有那些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：全部是NaOH     猜想Ⅱ：已完全变质，该样品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅲ：部分变质，该样品中含有        ①    。
【查阅资料】CO₂在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。
【实验探究1】为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
1）取少量样品溶于水，加入 ②	白色沉淀产生	该反应的化学方程式：③   氢氧化钠已经变质
2）将上述反应后的混合物过滤，取滤液加入④	⑤	证明猜想Ⅲ正确

回答下列问题
（1）实验室中，氢氧化钠固体应怎样保存?  ⑥   
（2）用酚酞试液  ⑦   (填“能”或“不能”)检验氢氧化钠变质。
（3）若取少量的固体溶于水， 滴加几滴稀盐酸，没有气泡产生。__⑧___(填“能”或“不能”)证明氢氧化钠固体没有变质。
【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【实验探究2】小红同学设计如图所示装置（铁架台略去），实验在20℃，101kPa下进行，步骤如下：

①按图连接好装置；
②检查装置气密性
③用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处；
④向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液224mL。
请回答下列问题：
（1）B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由         ⑨         
（2）试管中原有的空气对实验结果没有明显影响理由是      ⑩       
（3）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为  ⑪  （20℃，101kPa下，22.4L二氧化碳的质量为44g）
【拓展提高】已知Na₂CO₃溶液与稀硫酸反应先生成NaHCO₃，当Na₂CO₃全部转化为NaHCO₃后，生成的NaHCO₃能继续与稀硫酸反应生成CO₂。现向样品中加一定量的稀硫酸，反应后产生无色气体并得到X溶液。请分析推断反应后所得X溶液的溶质，其所有的可能组成Na₂SO₄和NaHCO₃、     ⑫  、         。

通过实验对草酸（相对分子质量是90）进行如下研究。
【查阅资料】①浓硫酸常作干燥剂    ②浓NaOH溶液常用于吸收CO₂气体
③无水硫酸铜吸水后由白色变为蓝色 ④氯化钯（PdCl₂）溶液遇CO产生黑色沉淀
【实验准备】选用下列实验装置（气密性良好，部分固定装置已略去）：

【实验I】检验草酸分解的产物。

实验步骤	实验现象	实验结论及分析
（1）按A→H→E→C 连接仪器 （2）关闭K，点燃A处酒精灯	H中 E中澄清石灰水变浑浊 C中产生黑色沉淀，气球鼓起	草酸分解生成了CO2、CO和H2O ①E中反应的化学方程式是 ②C中气球的作用是

【实验II】取9 g草酸进行实验，测定生成物的质量并确定草酸的组成。

实验步骤	实验数据	实验结论及分析
（1）选择A、B、D、G装置组合进行实验 （2）鼓入过量的N2后，分别称量B、D、G的质量 （3）关闭K，点燃A、D处的酒精灯，至草酸完全分解 （4）熄灭A处酒精灯，通入过量的N2，熄灭D处酒精灯，再次分别称量B、D、G的质量	B装置增重1.8 g D装置中固体 质量减少0.8 g G装置增重4.4 g	①A、B、D、G装置的正确连接顺序是A→     →    →D ②向A中两次通入N2，其中 第二次的目的是 ③草酸的化学式是 ④反思：若用F代替B，则不能测定草酸的组成，其原因是

 

小王同学在厨房中发现一袋白色粉末状的食用物，包装袋上表示的化学成分字迹不清，于是他带到实验室探究其成分。（填空每空1分，计算3分，计9分）
【猜想与假设】
猜想1．可能是淀粉（不溶）        猜想2．可能是纯碱
猜想3．可能是食盐              猜想4．可能是            (俗称小苏打)
【查阅资料】小苏打溶液显碱性，与氯化钡溶液不反应，淀粉不溶解于水中
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取样，溶于适量的水	形成无色溶液	猜想      不成立
（2）取少量品尝	有涩味	不是
（3）向（1）的溶液中滴加酚酞试液	溶液变红	是纯碱

小华认为，实验（3）结论不准确，原因是                                        。小华进一步进行了如下实验，取28g所配溶液与50.2g氯化钡溶液混合，两物质签好完全反应。立即出现         ，由此他知道了该白色粉末是何物。过滤，所得滤液的质量为58.5g，试计算
（4）反应后生成的沉淀质量为    克。
（5）所得滤液中溶质的质量分数为多少？

在学习过程中，小明同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO₂，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？”
［猜想］碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO₂；②既有CO，又有CO₂；③只有CO。
［查阅资料］浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO₂无变化，但遇到微量CO会立即变成蓝色。
［方案设计］通过上述资料和已有知识，小明初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄清石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检验。根据小明的设想，请你填空：
（1）若试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则只有CO₂；
（2）若试纸变成蓝色，澄清石灰水变浑浊，则既有CO，又有CO₂；
（3）若试纸_____________，澄清石灰水_____________，则只有CO。
［实验验证］经过思考之后，小明设计了下图实验装置：

实验步骤：（1）打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N₂；
（2）关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
［结论］小明通过分析实验现象，确认猜想②是正确的，请你写出装置C中发生反应的化学方程式：_______________            ____________________________；
［反思与评价］（1）该实验开始前通一会儿N₂的目的是：_______________________；
（2）请从环保的角度分析该实验装置中的不完善之处_____________________________。

研究小组进行木炭还原氧化铁的探究活动。将木炭、氧化铁及试管充分烘干，并将木炭和氧化铁混合均匀、研磨。取适量上述混合物于试管中，用图1所示的装置加热（试管竖直向上，可使加热时的热量尽少散失）。


【提出问题】实验结束后，试管中的剩余固体X含有哪些成分，质量分别是多少？
【查阅资料】
铁的氧化物被还原时，是从高价铁的氧化物逐级还原成低价铁的氧化物，最后还原成金属铁。铁的氧化物及其部分性质如下：
为红色固体； 和均为黑色固体。其中，具有很好的磁性，能被磁铁吸引。三种氧化物均不溶于水，但能溶于稀盐酸，分别发生如下反应：
Fe₂O₃+6HCl ══ 2FeCl₃+3H₂O
Fe₃O₄+8HCl ══ 2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O
FeO+2HCl ══ FeCl₂ + H₂O
黄色的溶液中滴入无色的KSCN溶液，溶液变为红色，该实验常用于检验；溶液遇单质铁发生反应：2FeCl₃ + Fe = 3FeCl₂，溶液变为浅绿色。
【猜想】固体X可能含有：①②③④⑤
【实施实验】
目的：确定固体X的组成。

步骤	操作	主要现象	结论
I	取部分冷却后的固体X倒在滤纸上，用磁铁充分吸引。	部分固体被吸引到磁铁上	可能有或
II	取滤纸上的剩余固体少量，放入图2所示的试管a中，通入氧气，用酒精灯加热。	固体剧烈燃烧， b中溶液变浑浊	一定有
III	另取滤纸上的剩余固体少量，放入试管中，加入足量的稀盐酸。	无明显现象	一定没有
IV	取步骤I磁铁上的固体少量，放入试管中，逐滴加入稀盐酸。	产生。	一定有
V	在步骤IV所得溶液中逐滴加入。	溶液不变红色	一定没有

【反思改进】
同学们讨论发现，用上述实验方法不能确定固体X中一定没有，理由是。

为确定固体X中是否含Fe₃O₄并测定其中各成分的质量，同学们又进行了以下实验：

步骤	操作	数据
I	重新取部分冷却至室温的固体X，称量其质量为m1。	m1 =" 17.9" g
II	将称量好的固体X全部放入图3所示的锥形瓶中，称量整套装置及药品的质量为m2；打开分液漏斗旋塞，放入足量稀盐酸后关闭旋塞，待没有气泡产生并恢复至室温，再次称量整套装置及药品的质量为m3。	m2 =" 317.9" g m3 = 317.3.g
III	将锥形瓶中剩余的固体过滤、洗涤并干燥，称量其质量为m4。	m4 =" 1.1" g

【获得结论】
（1）为确定固体X中是否含，m₁~m₄中应该用到的数据有。
（2）固体X的成分及质量分别是。

(14分)水在实验室和日常生活中有很多用途。
I、溶液是日常生活中的常见物质，水是最常用的溶剂。
20℃时，将等质量的甲、乙两种固体物质，分别加入到盛有100g水的烧杯中，充分搅拌后现象如图1，加热到50℃时现象如图2，甲、乙两种物质的溶解度曲线如图3。请结合图示回答下列问题：

（1）图1中一定为饱和溶液的是 
（2）图3中表示乙的溶解度曲线是   ；P点表示的含义是   。
（3）在图4所示的实验中，小烧杯内盛放的是20℃时甲物质的饱和溶液。某同学要使小烧杯内有固体析出时，他应向大烧杯的水中加入下列物质中的   （填字母）。
A．氧化钙      B．氯化钠      C．氢氧化钠       D．硝酸铵
Ⅱ、水在工业生产中也很重要。
以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。电解饱和食盐水可以得到多种化工产品，主要过程如下：

[资料卡：石灰水中的溶质是一种碱——Ca(OH)₂]
（4）已知气体A是密度最小的气体，B是一种碱，D是一种酸。写出金属铝和酸D反应生成气体A的化学方程式：   。
（5）B的化学式为      。
（6）工业上电解食盐水是在立式隔膜电解槽中进行，产生的Cl₂和气体A在两处逸出并分别收集、储存。
①已知20℃，S(NaCl)＝36g，则室温下，68 kg饱和食盐水中溶质的质量为      。
②电解一段时间，当收集到氯气的质量为0.71 kg时，列式计算生成的B的质量    。
③0.71 kg氯气和A完全反应生成气体C，溶于一定量的水中形成酸D。若酸D中的溶质质量分数为36.5%，则其中水的质量为   。

小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物
质作催化剂。于是，他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究
兴趣。
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验。

序号	KClO3的质量	其他物质的质量	温度	氧气的体积	反应所需时间
①	2.0g		330℃	100mL	t1
②	2.0g	CuO   0.5g	330℃	100mL	t2
③	2.0g	MnO2  0.5g	330℃	100mL	t3
④	2.0g	MnO2     g	380℃	100mL	t4

（1）若t1     t2（填“＞”、“＝”、“＜”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的________________和________________不变。
（2）你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是                    。
（3）实验④中MnO₂的质量为    g，若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是                  。
（4）写出实验④所涉及的化学方程式                                 。

世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究。
探究一：铁丝燃烧
如图1所示，取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端系上粗铜丝，另一端系一根火柴杆，点燃火柴杆待快燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中。观察到：Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧，且Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中的更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧。

（1）集气瓶中加入少量水的作用：                                     。
（2）为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧                                          。
（3）分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因                             。
探究二：铁粉腐蚀的条件
如图2所示，将所有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入广口瓶（容积为146 mL）。当温度恢复至室温，量筒内水面高度不变时读数（此时广口瓶内氧气含量几乎为零），记录量筒的起始和最终读数以及所需时间如下表：

序号	样 品	量筒起始读数/ mL	量筒最终读数/ mL	所需时间/ min
①	1.0g铁粉、0.2g碳和10滴水	100	72	约120
②	1.0g铁粉、0.2g碳和10滴水和少量NaCl	100	72	约70
③

（4）实验①和②说明NaCl可以    （填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的过程。
（5）实验开始后，广口瓶温度上升，说明铁锈蚀是      （填“放热”或“吸热”）过程。
（6）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，实验③表格空白处样品的组成是           。
（7）该装置还可能用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算得出空气中氧气的体积分数约是     %（精确到小数点后1位），试分析该实验结果出现误差的原因               。

（本题7分）某校化学兴趣小组经查阅资料得知：铝是重要的轻金属，广泛应用于航空、电讯和建筑等领域。铝也有其特殊的性质：①铝的熔点是660℃，氧化铝的熔点高达2054℃。②铝虽比锌活泼，但是将铝和锌分别投入稀硫酸中，铝比锌反应慢得多。③尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(空气、水)隔绝，但“奇怪”的是铝制容器仍不能用来盛放和腌制咸菜。为此该小组进行了“铝表面氧化膜”的探究实验，其过程如下，请完成填空：
【实验1】用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片，放在酒精灯火焰上灼烧，铝片表面接触火焰的部分变暗片刻后变软；轻轻摇动，会左右摇晃，却不像蜡烛那样滴落。
问题：
（1）请写出在空气中灼烧铝片的化学方程式                           ；
（2）铝片接触火焰的部分不像蜡烛那样滴落的原因是                    。
【实验2】取2条未用砂纸打磨过的铝片，一片浸入CuCl₂稀溶液中，其表面很快析出较多红色粉末状固体；而另一片浸入CuSO₄稀溶液中现象一直不明显。
问题：试猜测产生这种现象差异的因素是
【实验3】用砂纸打磨一铝片使其表面较粗糙，再将其放入CuSO₄稀溶液中，直到2-3分钟后，铝片表面才有少量红色固体附着。
问题：试写出铝片表面附着红色固体的化学方程式：                       ；
【实验4】向实验2的CuSO₄稀溶液中滴入3-5滴NaCl稀溶液，铝片表面逐渐有红色固体析出。
【实验5】向实验2的CuSO₄稀溶液中滴入3-5滴Na₂SO₄稀溶液，铝片表面现象一直不明显。
问题：根据实验2、3、4、5的现象可以得出的结论是                    。

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，它会使人中毒，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：①CO和CO₂；②只有CO₂；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。

某学校实验小组的同学，在实验室里将稀硫酸和氯化钡溶液混合后，发现产生白色沉淀，他们将反应后的溶液进行过滤，得到滤液，滤液中溶质的成分是什么呢？于是他们进行了如下探究．
【提出问题】反应后滤液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】端端同学认为反应后滤液中的溶质是HCl
默默同学认为反应后滤液中的溶质是HCl、H₂SO₄
硕硕同学认为反应后滤液中的溶质是H₂SO₄和BaCl₂
【探究与交流】(1)请说出端端同学猜想的理由_________________；
(2)上述哪位同学的猜想不正确         ；请说明理由_________________；
(3)默默同学为了证明自己的猜想，向反应后的滤液中加入几滴石蕊溶液，紫色石蕊溶液变红，于是认为自己猜想正确，请对他的结论进行评价_________________．
(4)经过同学们多次实验证明端端、默默的猜想都是错误的，滤液中的溶质应该是_________________．

在一次用餐中，同学们对燃料“固体酒精”产生了好奇，于是对其成分进行研究。
【查阅资料】该固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成。
【提出问题】固体酒精中的氢氧化钠是否变质？
【实验探究】
（1）取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现烧杯底部有白色沉淀。取沉淀与试管中加稀盐酸，有气泡产生。写出白色沉淀产生气体的化学方程式_______________。
分析实验并结合资料得出氢氧化钠已变质。
为进一步确定氢氧化钠的变质程度，分组探究。
（2）甲组取烧杯上层清液于两支试管中，按下图探究。

（3）乙组认为甲组实验不能证明清夜中一定有氢氧化钠，理由是________________。他们另取烧杯中上层清夜，加足量氯化钡溶液，充分反应后滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红。
【实验结论】经讨论一致认为固体酒精中的氢氧化钠部分变质。
（4）【反思与评价】乙组实验中加足量氯化钡溶液的目的是________________。
（5）【拓展应用】要除去部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质，可选择适量的________。
A.Ba(OH)₂溶液        B.CaCl₂溶液         C.Ca(OH)₂溶液
（6）【表达与交流】固体氢氧化钠在空气中易________，因此氢氧化钠固体必须密封保存。