初中化学探究题

请你参与下列探究：
【问题情景】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？
【提出猜想】从元素守恒的角度，放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂。
【查阅资料】SO₂易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na₂SO₃。
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O₂，则检验方法是____________________________________。
（2）乙同学认为是SO₂，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO₂与NaOH反应的化学方程式____________________。
（3）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。

如果放出的是O₂和H₂，你认为方案中的安全隐患是       。
老师说：化学反应中，一种元素的化合价升高，肯定有元素的化合价降低，这是科学规律。丙同学根据老师这句话，说：“肯定不是       ” 。
【实验探究】小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，B装置的尾部有水珠生成；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减。
结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是_________________。
写出B装置中发生化学反应的方程式_______________。
【思维拓展】
（1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有____________物质。
（2）不通过称量，如何判断SO₂与NaOH溶液发生了反应呢？丁同学设计了右图所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO₂与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨，理由是______________。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是______________。

收集蜡烛燃烧产生的CO₂往往混有很多杂质，化学小组的同学设计了下图装置收集纯净的CO₂。A中分液漏斗盛有足量液体，锥形瓶内有燃着的足量的蜡烛和盛有黑色粉末的烧杯。B中试管装有滴加酚酞的氢氧化钠溶液；C中试管装有盐酸。小组同学查资料得知CO₂与Na₂CO₃溶液也能反应生成NaHCO₃

（1）K₁是打开的，K₂是关闭的。打开A中分液漏斗的开关放下足够多的液体，发现蜡烛燃烧的更旺。B中的现象是（足够长的时间）_________；用三个化学方程式表示B中发生化学变化的原因______、______、_____。
（2）接着关闭K₁，打开K₂。B中的现象______________；C中的现象（B、C间的导管提前充满水）___________。
（3）C中的气体即为蜡烛燃烧产生的部分纯净的CO₂。

请你参与某学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务：
【研究课题】：探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】：该小组同学通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca^2＋、Mg^2＋、HCO₃^－等离子，在加热时，这些离子趋于生成溶解度更小的物质—水垢（主要成分为碳酸盐、碱等的混合物）。同时，他们还查阅到下列有关物质的溶解性：

物 质	Ca(HCO3)2	Mg(HCO3)2	Ca(OH)2	Mg(OH)2	CaCO3	MgCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

【提出猜想】：水垢的主要成分一定含有CaCO₃和       ，可能含有Ca(OH)₂和       。写出Ca(HCO₃)₂受热分解的化学方程式       。
【设计方案】：
⑴ 甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，取上层清液加入             ，没有白色沉淀，说明水垢中无Ca(OH)₂；
⑵ 乙同学设计下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分，步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量某酸溶液；
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量（见下列曲线）；
③待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞B，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；
④再次称量干燥管内物质增加的质量；
⑤重复③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变。


a．步骤①所加的酸溶液是                    。
b．装置Ⅱ的作用是                                             ；
从导管A处缓缓鼓入一定量的空气的作用是____________________。
c．研究性小组的同学通过简单计算，认为水垢中一定含有MgCO₃，理由是         。
【实验结论】通过上述探究可知：水垢的主要成分有                            。

人通过肺与外界进行气体交换，吸入空气，排出CO₂等气体．但人体排出的CO₂究竟是空气中原有的，还是人体代谢的最终产物．为了证实这个问题，某同学采用了如图装置进行实验．实验过程是：一同学反复慢慢从呼吸口呼吸，能证明人呼出的气体中所含有CO₂不是来自空气，而是人体的代谢最终产物，请回答：

（1）呼气时，乙瓶中的现象是__________。
（2）甲瓶中所装试剂的作用是__________；丙瓶中所装试剂的作用是____________。
（3）请写出甲瓶中反应的化学方程式___________。
（4）能验证实验目的的现象是_________。

今年春节前夕，我国北方遭遇冰雪灾害。为了清除道路上的冰雪，有关部门投入了大量工业盐融雪剂用于除冰雪。同学们从新闻中得知：①使用工业盐融雪剂后，道路两旁树木、农作物大量死亡；②桥梁路面除冰不得使用工业盐融雪剂。
【提出问题】工业盐融雪剂对树木、农作物和桥梁为什么会造成危害?
【查找资料】(1)工业盐的主要成分是NaCl和NaNO₂。
(2)土壤盐碱化会造成树木、农作物死亡。
【提出猜想】猜想一：工业盐溶液可能显碱性；
猜想二：工业盐溶液对钢铁可能有更强的腐蚀性。
【实验探究】同学们对猜想一和猜想二进行了探究，请你帮他们完成下列实验报告：

	实验操作	实验现象	实验结论
猜 想 一	________________________________ ________________________________。	_______________。	工业盐溶液显碱性，会造成道路两旁的土壤盐碱化。
猜想 二	实验①         实验② （请将液体名称填在上面的横线上）	实验①：6—7天后明显生锈。 实验②： 2—3天后明显生锈。	__________________ __________________ ________________。

【反思与应用】
对于道路除冰，请你提出更好的建议                               。

某同学为了研究炼铁的原理并测定生成铁的质量，用一氧化碳与氧化铁反应，按下图进行实验。

（1）首先，该同学称量氧化铁的质量，然后进行实验，他先打开K₁，关闭K₂，通入一氧化碳，其目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时因一氧化碳不纯而引起爆炸，然后关闭K₁，打开K₂，加热，反应一段时间后，冷却，再次称量固体的质量，发现固体质量减少了12克，则生成铁的质量为_____，玻璃管中发生反应的化学方程式为_________________。
（2）装置B中反应的化学方程式是________________________________。
（3）装置C的两个作用是________________________________________________，
（4）实验结束后，烧杯内的溶液中含有的溶质是_________________（写化学式）。

探究实验（共8分）
      
二氧化碳的溶解性实验        氢氧化钠溶解于水
A                            B
（1）探究物质性质
上述A、B两个实验都是通过___ ____的变化来间接感知。B实验中___ ____（填a或b）处的水位升高的。
（2）探究可燃物燃烧条件

探究燃烧的条件                                 
实验中探究可燃物的燃烧条件，它是通过控制可燃物是否与氧气接触和控制___ ____   来探究可燃物燃烧的条件。能证明燃烧必须与氧气接触的实验现象是_____ _____；采用了___ ____的实验手段
（3）物质性质的应用：

实验序号	实验目的	实验方案	实验现象	结论
实验1	___ ____		___ ____	草木灰的主要成分是碳酸钾

 

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（Na₂O₂）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小蔡很感兴趣，于是他和同学们依据初中化学所学知识，进行如下实验探究：
【猜想】水与过氧化钠反应生成氧气并放出大量的热。
【实验探究】
实验一：探究水与过氧化钠反应有氧气生成并放出大量的热
（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。检验有氧气生成的方法是是      。

（2）能证明该反应能证明该反应放出大量热的实验现象是：          。
实验二：继续探究反应后生成的另一种物质是什么？
（3）小蔡取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的溶液呈            ______性，由此小蔡同学得出反应后生成的另一种物质是Na₂CO₃，你认为小蔡同学的结论________[填正确或不正确]，理由是__________。
（4）由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式_________。

正确连接如下图所示的装置进行实验，可以验证某混合气体的成分是CO₂和CO。请回答下列问题：

（1）连接装置导管口的顺序：混合气体→               （填导管接口代号）。装置乙分液漏斗中应加入            。
（2）证明CO存在的有关反应的化学方程式是                   ，                。
（3）证明原混合气体中CO₂存在的实验现象是                  。
（4）此实验不足之处是                     。

（1）小明在学习中体会到：检验CO₂时总是用澄清石灰水，吸收CO₂时总是用NaOH溶液。
实验探究：在体积相同盛满CO₂的两集气瓶中，分别用注射器注入等体积的饱和石灰水和浓NaOH 溶液。实验装置和现象如图所示。
 
现象结论：根据甲装置中产生的实验现象，写出其中发生化学反应的方程式　　　　 　，解释通常用澄清石灰水而不用NaOH溶液检验CO₂的原因               ；吸收CO₂较多的装置是        。
（2）计算验证：另一位同学小白进行了下列计算：
问题假设：有含a克Ca(OH)₂的Ca(OH)₂溶液和含a克NaOH的NaOH溶液各100g，分别通入CO₂气体，生成CaCO₃和Na₂CO₃时，两种溶液吸收CO₂气体各多少克？
计算结果：Ca(OH)₂溶液吸收了44a/74克CO₂气体；NaOH溶液吸收了44a/80克CO₂气体（小白想：我只是比较两个结果，可以不约分）
计算结果分析：含等质量溶质的Ca(OH)₂溶液和NaOH溶液吸收CO₂，Ca(OH)₂溶液吸收的CO₂的质量多。
结论：吸收CO₂应该用饱和澄清石灰水。
思考评价：
小白的计算是否正确          ；
小白的计算结果分析是否正确：            ；
小白的结论是否正确：         ；理由：                      。
（3）现在由你来进行合理的计算验证，你的问题假设是：“       相等的Ca(OH)₂溶液和NaOH溶液，分别通入CO₂气体，生成CaCO₃和Na₂CO₃时，两种溶液吸收CO₂气体各多少克？”
具体计算时，你还需要的数据是                           。

化学小组同学在加热二氧化锰样品时，发现有气泡产生（如图一所示），于是他们对这个异常现象进行了探究。

（1）对气体成分的探究：加热二氧化锰样品，用燃着的木条靠近试管口，木条熄灭。将气体通入澄清的石灰水，发现石灰水变浑浊，产生的气体是         
（2）对气体来源的探究：
【假设1】甲同学认为：该气体来自于试管中的空气，请你设计实验证明该假设不成立

实验步骤及现象	结论
	假设不成立。

 
【假设2】乙同学认为：二氧化锰样品中可能混有炭粉，炭粉发生反应生成了该气体。他设计了如图二所示的实验进行研究，其中B装置的作用是检验A中反应是否完全，B中的试剂是          ，实验中观察到D处澄清石灰水变浑浊。他又用氮气代替空气（氮气不参与该实验中的任何反应），重复上述实验，发现D处澄清的石灰水也变浑浊。
【结论】通过乙同学的实验证明，二氧化锰中混有炭粉，炭粉与          反应产生了这种气体。 

某化学兴趣小组的同学用纯锌粒与稀盐酸反应制氢气时，发现产生气泡的速度较慢。就采用补加浓度更大的盐酸来提高反应速度，但不小心误加了CuSO₄溶液，结果产生气泡的速度也大大加快，于是他们对此问题进行实验探究。
[提出问题]：此反应速度明显加快的原因是什么?
[猜想]：①加入的CuS0₄溶液中的SO₄^2-使反应速度加快
②加入的CuSO₄溶液中的H₂O使反应速度加快
③加入的CuSO₄溶液中的Cu²⁺ 使反应速度加快
④加入CuSO₄溶液后，锌置换出的少量铜使反应速度加快
你认为最不可能的猜想是__________ (填序号，下同)。
[实验验证]：用a、b、c、d四支干净试管取等质量且过量的纯锌粒后，再分别向试管中加入同体积同溶质质量分数的稀盐酸。
请你帮助他们继续完成下表：

实验操作	实验现象	实验结论
1．向试管a中加入少量NaCl晶体	产生气泡速度不变	_____离子对反应速度无影响
2．向试管b中加入少量__________晶体	产生气泡速度不变	猜想①不成立
1．向试管c中加入少量Cu粉	产生气泡速度明显加快	猜想_____成立
1．向试管d中加入少量Cu粉，立即再加入CuSO4粉末。	产生气泡速度，与第3步试管c的速度几乎相同	猜想_____成立

 
[结论]：在锌和稀盐酸反应时，当加入可溶性铜盐或铜粉，可加快化学反应速度。

化学小组在做实验时，不小心将固体食盐中混入了氢氧化钠，但不知是否又混入了氢氧化钙和碳酸钙中的一种或两种，请按要求回答问题：
（1）确定成分：

实验操作	实验现象	实验结论
		没有混入碳酸钙
		混入了氢氧化钙

（2）除去杂质：
①将余下的固体药品放入大烧杯中并向其中加入足量的蒸馏水，使其完全溶解，再向烧杯中加入过量的             ，目的是           ，最后进行过滤。
②向实验①所得的滤液中加入过量的               。
③将实验②所得的溶液采用         的方法，便可以得到纯净的食盐固体。

为了检验含二氧化碳的废气中混有一氧化碳，用下图所示装置进行实验。其中，A和E中的液体是氢氧化钠溶液；B和D中的液体是澄清的石灰水，试回答：

（1）当观察到               时，说明混合气体中一定混有一氧化碳。
（2）装置C中发生反应的化学方程式是                            。                
（3）装置B的作用是           ；装置E的作用是            ，该装置中发生反应的化学方程式是                    。

某课外小组的同学收集了含水蒸气、一氧化碳和二氧化碳的废气，为确认这种废气中存在CO，他们在实验室按下图所示装置进行实验〔气体通过装置A速度很慢，假设在此处发生的反应完全；碱石灰（CaO和NaOH的混合物）过量〕。

（1）A中碱石灰的作用是___________________________。
（2）B中发生反应的化学方程式是______________________________________。
（3）该实验能证明混合气体中存在CO的现象是                        。
（4）若反应前称得硬质玻璃管内的氧化铁质量为10克，反应一段时间后冷却再次称量发现硬质玻璃管内的固体质量变为7.6克，则反应了的氧化铁的质量分数为____________。