初中化学探究题

为了培养学生的创新精神和实践能力，落实素质教育，近年来，怀化市大力推进实验教学，于2021年五月举行初中毕业考试实验操作考查。兴趣小组在学校的实验室进行【粗盐的提纯】实验，邀请你一起完成。

Ⅰ.溶解

Ⅱ.过滤

过滤时玻璃棒的作用是 　 　。

小李同学对过滤后滤液的成分产生了浓厚的兴趣。

【查阅资料】

a.粗盐中除含泥沙等难溶性杂质外还含有CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄等可溶性杂质。

b.BaSO₄不溶于水、不溶于酸。

【设计实验方案并进行实验】为确认滤液中CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄的存在，小李利用实验台上的NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液进行以下实验探究。

实验操作	实验现象	实验结论
①往上述所得的滤液中加入足量的NaOH溶液，充分反应，静置，过滤		滤液中含有MgCl2
②往上述①的滤液中滴加足量的 　    　，充分反应，静置，过滤		滤液中含有CaCl2
③往上述②的滤液中加入足量的 　   　，充分反应，静置，过滤	有白色沉淀生成	滤液中含有Na2SO4.

【实验反思】小宇同学认为实验③不够严谨，理由是 　            　。老师告诉同学们，可在实验③所得的沉淀中加入足量的 　 　（填“盐酸”或“稀硫酸”），观察到有气泡产生且有部分沉淀未溶解，则可验证Na₂SO₄的存在。

【实验结论】小组同学在老师的帮助下将上述杂质除去，然后将除杂后的滤液置于蒸发皿进行蒸发结晶，当观察到 　     　，就停止加热，利用余热蒸干。小李高兴的宣布：我们得到了纯净的氯化钠。

【实验拓展】小李欲通过计算检验氯化钠样品中是否含有氯化镁，取样品ag，充分溶解，滴加硝酸银溶液至不再产生沉淀为止。当产生沉淀的质量不等于 　　g（用含a的代数式表示）时，则含有氯化镁。

学习金属活动性顺序后，老师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后，将反应后的无色溶液（以下简称：待测溶液）倒入有水的废液缸中时，发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题：

【发现问题】

小明取一滴管未倒完的待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，依然产生大量白色沉淀（像牛奶一样）。

【提出问题】

待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生？白色沉淀是什么物质？

【查阅资料】

（1）AlCl₃是一种无色透明晶体，极易与水反应生成难溶于水的Al（OH）₃而产生白色沉淀；

（2）CuCl是一种不溶于水的白色固体，易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含Cl^﹣的溶液中；CuCl中Cu的化合价为 　 　。

【提出猜想】

猜想Ⅰ：白色沉淀是Al（OH）₃

猜想Ⅱ：白色沉淀是CuCl

猜想Ⅲ：白色沉淀是Al（OH）₃和CuCl的混合物

【实验探究】

序号	实验操作	实验现象	实验结论
①	取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中	无明显实验现象	猜想 　 　正确
②	取约2mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的Al条，充分反应	有红色固体析出
③	取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中	无明显实验现象

【结论与反思】

（1）上述实验表明，Al和CuCl₂溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl，第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式：第一步：　                    　，第二步：　                 　。

（2）待测溶液中含有大量CuCl，为什么它没有以白色沉淀的形式存在？请说明原因：　                                                    　。

（3）设计实验③的目的是 　                     　。

【启示与拓展】

通过对Al和CuCl₂溶液反应的实验探究，使我们认识到，我们不少的传统认识远没有做到细致入微，特别是当观察到有红色固体析出，于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程，通过比较和分析，得出可靠的结论。经过无数次实验证明，有些化学反应看似一步完成，实际上是分步进行的。请根据你所学知识，任举一例反应可能分步进行的实例：　                                    　。

利用物质性质，开展物质鉴别。

活动探究一：现有一瓶蒸馏水和一瓶稀氯化钾溶液，设计实验进行鉴别。

实验操作	实验现象和结论
方法一：各取一滴滴在洁净的玻璃片上晾干	观察到 　           　的是氯化钾溶液。
方法二：各取少量于两支试管中，分别滴加少量硝酸银溶液。	观察到 　       　的是蒸馏水。

【实验分析】方法二中反应的化学方程式是 　                   　。

【方法感悟】鉴别物质时，要依据性质差异，选择恰当方法，产生不同现象，达成鉴别目的。

活动探究二：老师提供了五瓶无色溶液，分别是碳酸钠溶液、稀盐酸、氯化钾溶液、硫酸钠溶液和氢氧化钡溶液。为鉴别它们，同学们进行了如下探究：

【探究性质】五种溶液两两之间能否发生反应？请写出符合条件的化学方程式各一个：

（1）有沉淀生成 　                                       　；

（2）有气体生成 　                              　。

【实验探究】他们将五瓶溶液分别编号为A、B、C、D、E，然后将B、C、D、E四种溶液分别取少量，并两两混合观察现象。

实验一	操作	B、C混合	D、E混合
	现象	无明显现象	无明显现象
实验二	操作	B、D混合	C、E混合
	现象	产生白色沉淀	无明显现象
实验三	操作	B、E混合	C、D混合
	现象		无明显现象

【实验结论】

①通过实验一、实验二可以确定溶液A不可能是哪一种溶液？　           　（填溶液中的化学式，下同）。

②分析实验三中溶液B、E混合的可能现象，综合三个实验可以得出不同的结论：

③若B、E混合产生白色沉淀，则可推知下列三种溶液分别是A：　   　；B：　    　；C 　   　。

④若B、E混合有气泡产生，则可推知五种溶液的组合是A：　 　；B：　 　；C 　 　；D 　    　；E 　 　。

⑤若B、E混合无明显现象，则可推知五种溶液可能的组合有 　 　种。

兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。

【提出问题】白色不溶物是什么物质？

【猜想与假设】

猜想①是Mg（OH） ₂

猜想②是MgCO ₃

猜想③是Mg（OH） ₂和MgCO ₃的混合物

【查阅资料】

1.MgCO ₃、Mg（OH） ₂加热易分解，分别生成两种氧化物。

2.白色无水硫酸铜遇水变蓝。

3.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。

【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。

【实验现象】装置A中 　     　，装置B中 　    　。

【实验结论】猜想③正确。请写出Mg（OH） ₂受热分解的化学方程式 　             　。

【拓展探究】直接向白色不溶物中滴加足量 　             　，也能检验MgCO ₃的存在。

同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究。

称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。

【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。

【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg（OH） ₂•yMgCO ₃表示，则x：y＝ 　    　。

【反思评价】实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是 　    　（填序号）。

①只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量

②去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量

③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量

碱石灰是氧化钙和固体氢氧化钠的混合物，常用作干燥剂。它极易与空气中的水蒸气、二氧化碳反应而变质，因此在实验室里碱石灰应 　 　保存。

实验室现有一瓶敞口放置的碱石灰，甲同学决定对其成分进行探究：

【猜想】猜想Ⅰ：未变质，样品中只含有氧化钙和氢氧化钠；

猜想Ⅱ：部分变质，样品中有氢氧化钙、碳酸钙和碳酸钠；

猜想Ⅲ：完全变质，样品中只含有碳酸钙和碳酸钠。

【资料】氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性。

【实验】设计如下流程进行实验：

步骤1：取少量碱石灰样品于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到滤渣和溶液M；

步骤2：向滤渣中滴加过量稀盐酸，产生气泡，得到溶液N；

步骤3：取少量溶液M于试管中，先滴加酚酞溶液，观察到溶液变成红色，再滴加过量氯化钙溶液，观察到 　                          　。

综合以上实验现象，证明猜想Ⅲ正确。

【拓展】乙同学取一定量的溶液N于烧杯中，向其中逐滴滴入溶液M，测得烧杯内溶液的pH与所加溶液M的质量的关系如图所示，则BC段发生反应的化学方程式为 　                              　。图中 　 　（“A”“B”“C”或“D”）点对应的溶液中所含溶质种类最少。

实验室有一包白色固体，其成分为氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠。某兴趣小组为测定固体中各成分的质量分数，进行了以下实验。

【探究一】测量样品与盐酸反应得到氯化钠的质量

如图1所示，取3.00g样品置入锥形瓶中，加适量水溶解。逐滴加入过量的稀盐酸，用pH传感器等电子设备采集信息形成图像。将锥形瓶中最终所得溶液蒸发、结晶得到全部固体，其质量为3.48g。

（1）a点溶液呈 　 　（填“酸性”“碱性”或“中性”）。

（2）ab段溶液pH降低，发生反应的化学方程式为 　                   　（写一个即可）。

（3）蒸发时除使用蒸发皿、铁架台（带铁圈）外，还需要用到的仪器有 　    　。

【探究二】测量样品与硫酸反应生成二氧化碳的体积

如图2所示，另取3.00g样品与足量稀硫酸混合，测得生成二氧化碳的体积为220mL（该条件下二氧化碳的密度为2.00g/L；装置气密性良好且忽略二氧化碳的溶解）。

（4）结合探究一计算出样品中氯化钠的质量分数为 　 　（精确到0.1%）。

（5）下列因素会导致所测样品中氯化钠的质量分数偏小的是 　 　（填标号）。

A.探究一中加入的稀盐酸量不足

B.探究一中蒸发时有液体溅出

C.探究二中俯视读取量筒中水的体积

D.探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留

十堰某中学化学兴趣小组为鉴定某工厂排出的无色污水成分，他们查阅工厂的有关资料，推测出污水中可能含有盐酸、硫酸钠和氢氧化钠中的一种或几种物质，小组同学取污水进行了探究：

【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性

【实验探究】

实验一：小组同学用pH试纸测得的污水的pH＝2，由此得出污水中一定不含 　    　，原理是：　               　（用化学方程式表示）。

实验二：为检测污水中可能含有的成分，甲同学做了如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量污水于一支洁净试管中，向其中滴加少量的	有白色沉淀生成	污水中一定含有硫酸钠

实验二中生成白色沉淀的化学方程式为 　                    　。

【得出结论】兴趣小组确定了污水的成分。

【反思与评价】乙同学经过思考后，用物理方法也得到了甲同学的实验结论，他的实验操作及实验现象是：　                                            　。

兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。

【提出问题】白色不溶物是什么物质？

【猜想与假设】

猜想①是Mg（OH）₂

猜想②是MgCO₃

猜想③是Mg（OH）₂和MgCO₃的混合物

【查阅资料】

1.MgCO₃、Mg（OH）₂加热易分解，分别生成两种氧化物。

2.白色无水硫酸铜遇水变蓝。

3.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。

【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。

【实验现象】装置A中 　    　，装置B中 　   　。

【实验结论】猜想③正确。请写出Mg（OH）₂受热分解的化学方程式 　            　。

【拓展探究】直接向白色不溶物中滴加足量 　            　，也能检验MgCO₃的存在。

同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究。

称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。

【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。

【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg（OH）₂•yMgCO₃表示，则x：y＝　   　。

【反思评价】实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是 　   　（填序号）。

①只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量

②去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量

③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量

实验室有一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶，已经膨胀破裂。初中化学兴趣小组的同学们对其成分产生浓厚兴趣，进行了如图实验探究：

【实验活动】

【初步结论】实验过程中没有温度变化，则该样品中没有 　    　（填化学式）。

【提出问题】样品中究竟有哪些物质呢？同学们利用该固液混合物继续进行实验。

【进行实验】

【结论与解释】根据上述现象，同学们得出固体样品中有氢氧化钙和碳酸钙。你认为此结论 　    　（填"正确"或"错误"）。其中氢氧化钙产生的原因是 　             （用化学方程式表示）。

【深入交流】实验过程中细心的同学发现了这样的现象：边滴加稀盐酸边搅拌，溶液仍为红色时，固体表面没有气泡产生，但固体却减少了。针对此现象，同学们讨论后认为原因是：随着反应的进行，固体中的 　        　继续与稀盐酸在溶液中反应，而未与碳酸钙反应。

【分析评价】同学们根据整个过程的实验现象，又绘制了溶液中某离子数目的变化趋势图。请你结合图像分析：

Ⅰ、该离子应该是 　 　（填序号）；

A．	①Ca ^2+
B．	②OH ^﹣
C．	③Cl ^﹣

Ⅱ、在b→c的过程中，该离子数目减少的微观反应实质是： 　         　（用文字说明）。

老师对同学们认真严谨的科学态度给予了充分肯定，并鼓励他们可以尝试用更多的方法进行探究。

茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢，某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。

【查阅资料】如图1所示是某品牌茶垢清洁剂说明书中的部分内容。说明书中碳酸钠的俗称有误，应改为 　        　。

【提出问题Ⅰ】茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢，是否生成氧气？

【实验1】在盛有茶垢清洁剂固体的小烧杯中，加适量常温水，完全溶解后得到无色溶液，观察到有小气泡缓慢冒出，伸入带火星的木条，木条不复燃。

【实验2】取三份等量的实验1中的溶液，分别加入甲、乙、丙三支试管中，按图2所示进行实验。观察到都较快产生气泡，且温度越高产生气泡越快；伸入带火星的木条，木条都复燃。

【表达交流Ⅰ】通过实验证明，茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。

（1）实验1中"木条不复燃"的原因是 　                   　。

（2）实验2中丙试管内不再产生气泡后，其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是 　           　。

【提出问题Ⅱ】茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠，是否生成氢氧化钠？

【实验3】取实验2丙试管内溶液，按如图3流程进行实验。

【表达交流Ⅱ】

（1）加入试剂X的目的是 　                       　（用化学方程式表示）。

（2）不新增试剂，检验加入的试剂X已足量的方法是 　                     　。

（3）溶液M呈 　 　色，说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。

【反思总结】

（1）茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果，过氧化氢分解生成活性氧，可深层带走污垢。

（2）使用茶垢清洁剂时应选择 　      　的水进行溶解，去垢效果更好。

乙醇俗称酒精，燃烧时放出大量的热，因而被用作酒精灯、火锅和内燃机等的燃料，工业上常用高粱、玉米等淀粉含量较高的物质发酵生产，属于可再生资源，为解决能源危机开辟了新的道路。某化学小组的同学对乙醇燃烧的产物产生兴趣，进行了如下探究。

【提出问题】乙醇燃烧生成哪些物质？

【猜想与假设】猜想一：CO、H ₂O；猜想二： 　             　；猜想三：CO ₂、CO、H ₂O。

【设计与实验】小组同学充分讨论后，决定选用如图药品和装置来验证上述猜想与假设。

（1）先将乙醇放入盛有一定量氧气的容器中燃烧，然后将燃烧产物通入上述装置，通入装置的顺序是 　             　（装置可以重复选用，也可以不选）。其中选用E装置的目的是 　              　。

（2）待燃烧产物将装置内空气排尽后，再点燃C装置中的酒精灯对固体进行加热。

【现象与结论】

实验中所选第一个装置观察到现象是 　          　，C中红棕色粉末变成黑色，D中澄清石灰水都变浑浊，由此推断猜想三成立。其中C装置内发生反应的化学方程式为 　                              　。

【反思与交流】

实验结束后，小组同学对实验结论进行了反思：甲同学发现含碳的化合物燃烧时，氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生；乙同学发现该实验的设计中有一个明显缺陷，该缺陷是 　                    　。

某化学兴趣小组在实验室探究碳酸钠溶液与稀盐酸的反应原理，请你一起完成实验探究。

实验一：在5mL稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液，边滴边振荡，直至滴完5mL碳酸钠溶液。

现象：开始有气泡产生，一段时间后无气泡产生。写出碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式 　                           　。在反应后的溶液中加入2滴酚酞溶液，溶液变红，则反应后溶液中的溶质是 　                   　。

实验二：在5mL碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，边滴边振荡，直至滴完5mL稀盐酸。

现象：整个实验过程无气泡产生。

【提出问题】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象为什么不一样呢？

【查阅资料】碳酸钠溶液与盐酸反应：

1.盐酸过量时，反应生成NaCl、CO ₂和H ₂O；

2.盐酸不足时，产物是NaCl和NaHCO ₃。

【假设猜想】实验二结束后，试管中溶液的溶质有哪些？

猜想1：NaCl、Na ₂CO ₃和NaHCO ₃

猜想2： 　                   　

猜想3：NaCl

猜想4：NaCl和HCl

小明认为猜想3和4明显不合理，理由是 　                              　。

【实验探究】实验二结束后，将试管中溶液分成三等份，分别做下列三个实验。

序号	实验操作及实验现象	实验结论
实验1	加入硝酸银溶液，产生白色沉淀 再加入稀硝酸溶液，沉淀不消失	溶液中含 　 　（写离子符号）
实验2	加入 　        　溶液，无沉淀产生	猜想1不成立
实验3	加入 　    　溶液，有 　 　产生。	猜想2成立

【交流反思】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象和产物可能都不一样。

请根据如图实验装置，回答问题。

（1）写出仪器a的名称 　     　。

（2）若实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气，选用的发生装置和收集装置是 　     　，写出该反应的化学方程式 　                　。

（3）将B制取的气体通入G装置，探究燃烧的条件。观察到Y型管左边的白磷燃烧，右边的白磷不燃烧，可探究出燃烧所需的条件是 　               　。

（4）若用B、F装置制取二氧化碳。当观察到 　                　时，证明二氧化碳收集已满；若F装置中没有出现上述现象。其可能原因是 　                 　。（写一个）

某兴趣小组探究镁与稀盐酸的反应。

（1）镁与稀盐酸反应的化学方程式为 　                　。

（2）实验前，用砂纸打磨镁条的目的是 　                  　。

（3）将打磨后的镁条放入稀盐酸中，一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。

【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质？

【查阅资料】Mg（OH）₂受热分解生成MgO和H₂O；变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色；碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]不溶于水，受热易分解生成MgO和HCl气体。

【提出假设】甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl₂，你认为原因是 　           　。

乙同学认为灰白色沉淀中可能含有：

猜想Ⅰ：Mg

猜想Ⅱ：Mg（OH）Cl

猜想Ⅲ：Mg（OH）₂

【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后，分别置于编号为①②③的试管中。

序号	实验操作	实验现象	实验结论
实验1	向试管①中加入适量 　 　　   （填物质名称）	沉淀消失无气泡产生	猜想Ⅰ不成立
实验2	加热试管②，并将蘸有紫色石蕊试液的滤纸条置于试管口	滤纸条变红	猜想Ⅱ
实验3	加热试管③，将产生的气体通过变色硅胶	变色硅胶	猜想Ⅲ成立

【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈 　 　性，生成HCl气体的原因是 　                        　（用化学方程式表示）。

多种物质都可催化过氧化氢分解，如MnO₂、CuSO₄等。实验小组的同学探究漂白液（主要成分是NaClO和NaCl）、FeCl₃、K₂SO₄能否催化过氧化氢分解。

（1）MnO₂催化过氧化氢分解的化学方程式是 　                　。

（2）如图所示，分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液，每次2mL，如有气泡产生，则将①　               　伸入试管，检验是否有氧气生成。结果如下表。

研究对象	第1次	第2次	第3次	第4次
漂白液	大量气泡	较多气泡	少量气泡	无气泡
FeCl3溶液	较多气泡	较多气泡	较多气泡	较多气泡
K2SO4溶液	②	/	/	/
实验结论	ⅰ.实验中产生的气体都是氧气。（查阅得知：NaClO+H2O2═O2↑+NaCl+H2O） ⅱ.K2SO4不能催化过氧化氢分解。 ⅲ.③　    　可能是过氧化氢分解的催化剂。 ⅳ.……

（3）下列物质中，也可能是过氧化氢分解的催化剂的是 　   　（填标号）。

A.CuCl₂

B.Fe₂（SO₄）₃

C.Na₂SO₄

D.KCl

（4）探究不同催化剂催化效果的实验方案：将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中，比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从如图中选择合适的仪器（每种仪器限用一次），组成该探究的完整实验装置，不需要用到的是 　 　。（填标号）。