初中化学探究题

探究二：精还原铁粉是一种重要的化工原料，某兴趣小组对其进行下列研究：
【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe₃C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为Fe_xO_y + y H₂x Fe + y H₂O，Fe₃C + 2 H₂3 Fe + CH₄。
（1）写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式：         。
（2）焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外，还能         。

【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数，按如下装置进行实验。已知3 CH₄ + 4 Fe₂O₃3 CO₂ + 6H₂O + 8 Fe（假设每步反应都完全，且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）。
（3）主要实验步骤如下：
①按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；②点燃A处酒精灯；③缓缓通入纯净干燥的H₂；④点燃C处酒精灯；⑤分别熄灭A处、C处酒精灯；⑥再缓缓通入少量H₂；⑦再次称量必要装置的质量。
操作的先后顺序是①→③→       →⑤→⑥→⑦(填字母)
A．②→④                B．④→②
（4）步骤③的目的是         ，验证该步骤目的达到的实验方法是         ；
（5）若缺少装置D，则所测氧元素的质量分数将         (填“偏大’’“偏小"或“不变")。
（6）粗还原铁粉样品的质量为20.000 g，装置B、E分别增重0.360 g和0.440 g，则计算样品出中碳元素的质量分数是       ，氧元素的质量分数是       。

探究一：工业铁红的主要成分是Fe₂O₃，还含有少量的FeO、Fe₃O₄。某兴趣小组用草酸晶体制取CO，并进行了如下图所示实验。试回答：
【查阅资料】草酸晶体（H₂C₂O₄·3H₂O）在浓H₂SO₄作用下受热分解生成CO₂和CO。

（1）实验前应先         。
（2）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A中试剂是  、C中的试剂是   （填字母编号）。
a．浓硫酸        b．澄清的石灰水       c．氢氧化钠溶液  
（3）F装置的作用是         。
（4）某同学认为图示装置有不足之处，改进的方法是         。

现要制取一些二氧化氮气体来做演示分子运动的实验。
已知二氧化氮气体可以通过铜和浓硝酸反应：
Cu+4HN0₃(浓)＝Cu(NO₃)₂+2N0₂↑+2H₂O得到。 二氧化氮是一种红棕色的气体，密度比空气大，能和水反应生成HNO₃和NO气体，NO和NO₂都是大气污染物，NO₂能与碱溶液反应。现给出下列装置（A—F）：

(1)制二氧化氮的发生装置可以选      ，收集二氧化氮的装置最好选      。
(2)写出二氧化氮和水反应的化学方程式                                  。
(3)要得到干燥的二氧化氮可将其通过          。（填物质名称）
(4)NO一遇到O₂就会变成NO₂，收集NO应用                  法。
(5)用如上图F装置演示分子运动时，为了缩短演示的时间，NO₂最好放在       面的集气瓶中，另一瓶是空气，抽去两瓶之间的玻璃片，可以看到                                。
(6)小林同学用装置BC组合制取了一瓶无色无味纯净的气体，他制取的气体可能是_____；
试用最简单的方法验证他制取的气体___________________。

某实验探究小组的同学设计了下图装置测定水中氢、氧元素的质量比，请你与他们一起探究

（1）写出图中a仪器的名称       使用该仪器的一点注意事项       ；
（2）其中A装置中发生反应的化学方程式为                             ，该装置还可以用于实验室制取          气体（写出一种即可）。
（3）实验时，应先通一段时间的H₂，再加热氧化铜，目的是                     。
（4）测得C装置的玻璃管中样品在实验前后减少了1.6g，D装置增加了1.85g，按实验结果计算出水中H、O元素的质量比为             （化为整数比）；同学们反复操作后得出的结果还是不变，若装置的气密性及所有的操作是正确的，结果异常的原因是       ，

实验室制取气体所需装置如下图所示，请回答以下问题：

（1）图中标示仪器的名称（1）       ，（2）     。
（2）实验室选用B和E装置可以制取的气体是     ，一般不用c装置收集CO₂的原因是
     。不选用D装置收集CO₂的原因是    ,实验室如选用G装置收集二氧化碳，气体应该从     端进入。
（3）用高锰酸钾制取氧气时，选用的发生装置是     ，反应的化学方程式为     。如果要制得较纯净的氧气应该选择装置     收集。

在做盐跟盐反应的分组实验时，第一组学生进行BaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应，第二组学生进行BaCl₂与Na₂SO₄溶液的反应。实验结束后，两组同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸中。浊液中白色沉淀物质是                  和                 。
化学兴趣小组对浊液进行过滤，探究滤液的成分。
【提出问题】滤液里除了NaCl外，还有什么物质？
【提出猜想】猜想①：          ；       猜想②：Na₂SO₄；
猜想③：Na₂CO₃；             猜想④：                     。  
【实验探究】

若现象a只有白色沉淀，则猜想      成立；若现象a只有气泡产生，则猜想      可能成立，涉及的反应方程式是                                               ；若现象b产生白色沉淀，然后加稀硝酸沉淀部分溶解，并产生气泡，则猜想        成立，若沉淀全部不溶解，则猜想           成立。

课外小组研究“影响H₂O₂生成O₂反应速率的因素”的课题。通过查阅资料，他们提出如下猜想。
【提出猜想】催化剂和反应物浓度都会影响H₂O₂生成O₂ 的反应速率
【实验过程】实验装置如图：

实验操作：检查装置的气密性良好。将分液漏斗中的液体加入锥形瓶中，立即收集一瓶放出的气体。
实验记录：

实验编号	①	②	③
反应物	5%H2O2 50 mL	5%H2O2	3%H2O250 mL
加入固体	0.5gCuO	0.5gMnO2	0.5gMnO2
收集等体积O2所需时间	105 s	45s	78 s

（1）实验②中加入H₂O₂溶液的体积为                                mL；
（2）充分反应后，将实验②中剩余物质里的MnO₂提取的方法是            ；
【结论】该探究过程得出的结论是                                       ；
【反思】 H₂O₂在常温加入MnO₂ 后反应速率加快。小敏提出，为了更好的证明二氧化锰是否对H₂O₂生成O₂的反应速率有影响，还应该增加一组对比实验。该实验选用的药品和用量为                                                              ；
【实验拓展】小敏用收集的气体进行氧气的性质实验。
（1）铁丝在氧气中燃烧，其反应的化学方程式为                         ；
（2）小敏发现用收集的气体进行铁丝燃烧实验时，没有产生明显的火星四射现象。造成这种结果的可能原因是                                              。

红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图所示。同学们对一包久置“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂和CaCO₃。
久置固体中可能含有Ca(OH)₂的原因是（用化学方程式表示）                    。
【实验探究1】
甲同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液	固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红。	固体中一定含有    和氢氧化钙。
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的          。	固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液。	固体中一定含有     ， 一定不含Fe2O3
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中		固体中一定含有CaCO3

【实验质疑】
（1）乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca(OH)₂的结论，理由是        。
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是        。
【实验探究2】

乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：
（1）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有      。
（2）乙同学经过实验测得上述滤渣C（CaCO₃ ）的质量为1.0 g，计算滤液A中含氢氧化钙的质量。（写出解题过程）
丙同学经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6 g，滤渣B中CaCO₃的质量为1.0 g。
【实验结论】综合上述实验及乙、丙同学的数据，久置固体的成分是              。

某工厂用电解饱和食盐水的方法生产氯气、烧碱、氢气等化工产品（反应的化学方程式：2NaCl+2H₂O=2NaOH+H₂↑+Cl₂↑），这种工业成为“氯碱工业”，某研究性学习小组对该厂生产的烧碱样品进行如下探究。
I．定性探究
【提出问题】烧碱样品中含有哪些杂质？
【猜想】猜想一：可能含有Na₂CO₃，作出此猜想的依据是       （用化学方程式表示）                                                                                                                            猜想二：可能含有NaCl，作出此猜想的依据是        （用简洁的文字表述）。                           
II．定量探究
【提出问题】烧碱样品中氢氧化钠的质量分数是多少呢？
【设计实验】小婉同学设计探究方案后进行实验并测得数据如下：
请你利用小婉同学测得的数据计算烧碱样品中氢氧化钠的质量分数（请列出计算过程）。
【交流与反思】小强同学认为小婉同学设计的探究方案不够严密，其理由是：
（1）探究方案中没考虑氢氧化钠的吸水性。
（2）探究方案中因缺少        (填操作名称），导致测得的氢氧化钠的质量分数偏小。

下图是某同学设计的二氧化碳制取实验的微型一体化装置图，该装置的气密性良好。

（1）关闭止水夹1，打开止水夹2，挤压胶头，滴入稀盐酸，生成的二氧化碳在微型气体实验器内与1、2处的溶液反应。1处紫色的石蕊溶液变成红色，2处的反应现象是        。　
（2）关闭止水夹2，打开止水夹1，再次挤压胶头，一段时间后，观察到烧杯中的现象是    　  。这是由于   　    （用化学方程式表示）的缘故。
（3）有同学认为：二氧化碳能溶于水并与水反应，因此实验（2）出现的现象不足以证明是二氧化碳和氢氧化钠发生了反应。那么，如何利用化学方法证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应？该实验方案是        。

呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na₂O₂）作供氧剂。为了探究其反应原理，兴趣小组同学在教师的指导下，进行了如下探究：
［设计实验］ 小明同学想通过下图所示装置探究过氧化钠与二氧化碳的反应，并验证反应产物。

（1）A是二氧化碳气体的发生装置，应选用图中的_________（填“甲”或“乙”）装置。实验室制取二氧化碳的化学方程式为________________________________________；

（2）检验E装置试管内收集到的气体，待E中试管气体收集满后，把试管移出水面，向试管中伸入燃烧的木条，发现_______________，证明生成的为O₂。
（3）B中浓硫酸的作用是________________________________________________________；
（4）检验C中反应后剩余固体的成分：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量C中反应后的固体于试管中 ②向试管中滴加少量稀盐酸 ③_____________________________	a________________ b溶液变浑浊	反应后生成的固体是碳酸钠

（5）请写出过氧化钠（Na₂O₂）与二氧化碳反应的方程式：
_____________________________________________________________________。

Ⅰ．探究黑色物质的成分
【查阅资料】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炭黑与稀硫酸不反应
【猜想】该黑色物质可能是CuO，也可能是CuO和            的混合物。
【设计与实验】

实验步骤	实验现象	结论和化学方程式
军军剪下一片变黑的铜片，放入盛有足量稀硫酸的试管中，微热	铜片表面黑色固体消失，露出红色的铜，溶液变      色。	此黑色固体是CuO 该反应的化学方程式为

Ⅱ．设计实验除去氧化铜
（1）军军说，我设计的上述实验方案，也可用于除去CuO。
（2）亮亮说，我用右图装置进行实验除去CuO，该反应的化学方程式为                                  。

（3）你认为           （填 “军军”或“亮亮”）方案
更好，理由是                                   ．

某二氧化锰样品中含有杂质炭，为测定该样品中二氧化锰的质量分数，某兴趣小组设计了如下实验方案：在一定量的样品中通入干燥纯净的氧气，使杂质炭在加热条件下反应生成CO₂来进行分析测定。

（1）仪器①的名称是          。如果该实验选择图（一）装置来制取氧气，该反应的化学方程式为                                   。
（2）用图（二）装置可用于干燥氧气：应在烧瓶内装入_________进行干燥气体，气体应从________ 端通入。
（3）图（三）是用干燥纯净的O₂与样品反应来测定二氧化锰质量分数的装置，装置③中装有碱石灰（生石灰与固体氢氧化钠的混合物），其作用是_________________________________________。
（4）为验证图（三）中装置②已将CO₂吸收完全，可在装置②与③之间加入图（四）装置进行证明，则图（四）装置中加入的试剂为____________（填字母）。
A．NaOH溶液　　　　 　　B． 澄清石灰水　　　　　　C． 浓硫酸
（5）称取5．0 g二氧化锰样品进行实验，图（三）中装置②反应前后的质量差为1．1 g，则样品中二氧化锰的质量分数为____________（填计算结果）。

某校化学兴趣小组将一根光亮的细铁丝均分为三份，绕成相同的形状用下图所示装置对铁生锈的条件进行了探究。

请回答：
（1）A中反应的化学方程式为                                        ；
（2）B中生石灰的作用是除去氧气中的水蒸气，其反应的化学方程式为        ；
（3）4分钟后观察：C处铁丝依然光亮，D处铁丝表面灰暗，E中铁丝依然光亮。说明铁生锈主要与        、        有关。
（4）D、E处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是        。

食盐是生活必需品，也是重要的化工原料。
（1）电解饱和食盐水可以得到多种化工产品，主要过程如下：
①气体A是密度最小的气体，该气体的名称为  ，写出一个由酸D转化为气体A的化学方程式 。
②电解后生成的碱B的化学式为    ，你猜想的依据是    。
（2）食盐中含有各种添加剂，如添加碘酸钾（KIO₃）补充碘元素、添加亚铁氰化钾（K₄[Fe（CN）₆]·3H₂O） 作为抗结剂防止食盐结块。但人们总是担心抗结剂会分解产生剧毒物质氰化钾（KCN）。某同学对此进行了探究，其热重分析数据如图：

【查阅资料】一般烹饪温度低于340℃。
回答下列问题：
①食盐中至少含有    种金属元素（填一数字）。
②写出70℃～100℃反应的方程式    ；
当温度高于400℃时，会产生剧毒物质KCN，同时还会产生一种单质气体，则X的化学式是    。
③食用含亚铁氰化钾作抗结剂的食盐是否安全？其理由是    。