初中化学探究题

有一包白色的固体粉末，可能是NaHCO₃、NaOH中的一种或二种，化学小组对其组成进行如图所示的实验：

资料：1.酒精灯加热温度约500～600 ℃；
2. NaOH 318.4℃熔化不分解，1390 ℃沸腾不分解；
3. Na₂CO₃+CaCl₂→CaCO₃↓+ 2NaCl
4. Na₂CO₃溶液呈碱性；CaCl₂溶液呈中性
（1）完成实验报告的内容：

实验操作	实验现象	实验结论
①取一定量的白色粉末加热，将产生的气体通入小烧杯中，至无气体产生时，停止加热 （小烧杯内盛有澄清的石灰水）	试管内壁有无色液滴，石灰水变浑浊，试管内剩余白色固体物质	粉末中一定含有                 反应的化学方程式是
②取实验①所剩余白色固体少量于试管中，向试管中加入稀盐酸		实验①所剩余白色固体中一定含有           ； 反应的化学方程式是

（2）为确定白色粉末中是否含有NaOH的方案是：取实验①所剩余白色固体少量，                                                                。

老师用下图所示装置为同学们做了一个兴趣实验。已知装置B、C、D中依次盛有紫色石蕊试液、足量的澄清石灰水和稀盐酸。
小资料：HCl气体极易溶于水。

（1）打开A中的玻璃塞和活塞，B中实验现象是                       。B中的现象不能说明二氧化碳与水反应的原因是                        。C中的化学反应的方程式是                                。
（2）一段时间后，关闭A中的活塞和玻璃塞，打开弹簧夹K₂及E中的玻璃塞和活塞，待足量的过氧化氢溶液流入锥形瓶后，立即关闭E中的活塞，并用弹簧夹K₂夹紧橡皮管。C中可能出现的现象是                           ，解释C中呈现的现象的原因是         
                                                               。

化学小组同学用下图所示装置（夹持仪器已略去）做兴趣实验。分液漏斗及C装置中所盛放的溶液相同，B、C装置中盛放的溶液足量，气球中装有少量的白色固体粉末。

（1）打开分液漏斗的活塞和玻璃塞，使A装置与大气相通，将气球中的少量粉末全部倒入C中，可以观察到C装置中有无色气泡逸出，白色固体消失，气球微微鼓起，B中溶液变浑浊。产生上述现象的原因是           （用化学方程式表示）。
（2）待上述反应结束后，从分液漏斗注入足量的溶液，关闭活塞和玻璃塞。B装置中的现象及产生此现象的原因是                 。请将下表中的试剂补充完整。

	A	C /分液漏斗	气球中粉末
试剂	Mg

根据实验内容回答问题。

A                           B                         C
（1）图A铁丝在氧气中剧烈燃烧，           ，放出大量的热，有黑色固体生成。该反应的化学方程式为          。
（2）图B装置用于制取氧气，反应的化学方程式为     ，除图中所示的方法外，在实验室中氧气还可用    （用化学反应方程式表示）方法制取。
（3）用稀盐酸和大理石在C装置中反应制CO₂，反应的化学方程式为           ；并验证CO₂有关性质，观察到烧杯中导管口有气泡冒出，但无其他明显现象。若证明CO₂与NaOH溶液发生了化学反应，以下方案合理的是______（填序号）。
① 取少量烧杯中液体滴加无色酚酞
② 取少量烧杯中液体滴加足量稀盐酸
③ 取少量烧杯中液体滴加足量石灰水

“过氧化钠（Na₂O₂）”是一种淡黄色固体，能与水或二氧化碳反应放出氧气。实验室有一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末，已知发生了部分变质，同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量。

【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分，它们的质量是多少？
【查阅资料】
①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑  2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
②碳酸钠溶液显碱性，氯化钙溶液显中性。
③Na₂CO₃+ CaCl₂═CaCO₃↓+2 NaCl
【猜想与假设】
（1）粉末成分是Na₂O₂和NaOH的混合物
（2）粉末成分是________________________的混合物
（3）粉末成分是Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃的混合物
……
【设计实施方案】

实验步骤	实验现象
①取3.00g变质粉末于一支大试管内，加入适量的水，共收集到0.32g气体,然后用带火星木条检验生成的气体。	固体完全溶解，______________________
②继续向上述试管中加入足量的石灰水，充分反应。	__________________________________
③将②中物质过滤，得到滤渣,将其洗涤、干燥并称量，得固体1.00g。

【解释与结论】同学们经过认真分析，得出了以下结论。
粉末中含有的成分及质量

	Na2O2	NaOH	Na2CO3
成分（填“有”或“没有”）
质量（g）

【反思与评价】
（1）实验室在保存过氧化钠时应注意_______________。
（2）有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液，至沉淀不再生成时过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液，若液体变红，则证明原粉末中有NaOH。你认为该方案是否合理并说明理由____________________________。

化学是一门以实验为基础的自然科学。依据实验目的设计切实可行的的实验方案是科学探究中的重要环节。

甲                    乙                       丙
（1）用甲装置测定水的组成。a试管中气体能燃烧，该气体是___，正极与负极产生气体的质量比为_____。甲装置中发生反应的化学方程式为__________________。
（2）小红同学用乙装置进行探究实验，观察现象得出结论。
①蜡烛中含有氢元素，她依据的现象是         ______________________ 。
②一段时间后，小红观察到蜡烛熄灭，由此得出可燃物燃烧必须具备的条件是     。
（3）用丙装置测定空气中氧气的含量。下列有关该实验的说法中，正确的是        （填
字母序号）。

A．实验时红磷一定要足量	B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹	D．最终进入瓶中水的体积约为消耗氧气的体积

化学课上第一小组的同学做了碳酸钠溶液和A溶液反应的实验，有沉淀产生，同学们对浑浊液过滤，得到澄清滤液。第二小组甲、乙、丙三位同学对该实验进行了一系列的探究。
探究一  A溶液中的溶质是什么？
【相关资料】Ⅰ.CaCl₂ + Na₂CO₃       CaCO₃↓+ 2NaCl     Ⅱ.CaCl₂溶液呈中性
（1）【提出假设】第二小组同学认为A溶液的溶质有两种可能：
①是_   __，②是 CaCl₂ 。
（2）【设计实验】第二小组同学设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量A溶液于试管中，向其中滴加      溶液	__	假设①正确。 碳酸钠与其反应的化学方程式为__                 。

 第一小组同学肯定了他们的实验结论。
探究二 过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出假设】

（3）甲的合理猜想            ；丙的合理猜想                 。
（4）【实验验证】乙同学针对自己的猜想进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气体产生	猜想不成立

你认为乙同学的实验结论是否正确？            ，其理由是               。
（5）【继续探究】请你设计实验方案确定滤液中溶质的组成。

实验操作	实验现象	实验结论

化学兴趣小组用下图所示装置进行以下实验。

（1）收集一瓶二氧化碳：打开止水夹         和          ，关闭           ，从分液漏斗向装置A中加入足量的稀盐酸，写出A中发生反应的化学方程式______________;当看到D中有大量浑浊产生时，CO₂已集满，写出D中发生反应的化学方程式________________。
（2）证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应：关闭止水夹K₁和K₃，打开止水夹K₂，从分液漏斗向装置C中加入适量滴有酚酞的氢氧化钠溶液，直至实验结束，请写出此过程中C中发生反应的化学方程式_____________________。C中观察到的现象中，能证明CO₂与NaOH确实发生了化学反应的是________________。

某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应，从不同角度设计了如下实验方案，并进行实验。
方案一：先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸，并不断振荡溶液，同时测定混合溶液的pH，如果测得的pH逐渐变小且小于7，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
(1)用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作是：                                  
                                                                 。
(2)简述强调“测得的pH小于7”的理由：                                 。
方案二：先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液显红色，然后再滴加盐酸，可观察到红色逐渐消失，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时，发现了一个意外现象：氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液，溶液变成了红色，过了一会儿红色就消失了。该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想：①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应，使红色消失；
②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应，使红色消失。
(1)为验证猜想①，该组同学做了如下实验：将配制的氢氧化钠溶液加热，并在液面上方滴一些植物油，然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液。实验中“加热”和“滴入植物油”目的是                         。实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关。
(2)为验证猜想②，该组同学做了如下实验：取了一定量的Na₂CO₃溶液，在其中滴入酚酞溶液，发现溶液也呈现红色，由此可得出以下两点结论：
结论1：说明Na₂CO₃溶液呈          性；
结论2：说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关。
(3)该小组同学通过查阅资料得知：当氢氧化钠溶液浓度很大时，就会出现上述意外现象。请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大：①实验方法                                                    
                                     ，②观察到的现象                       。
方案三：化学反应中通常伴随有能量的变化，可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10 mL混合，用温度计测定室温下混合前后温度的变化，并记录了每次混合前后温度的升高值△t（如下表）。

编号	盐酸	NaOH溶液	△t/℃
1	3.65﹪	2.00﹪	3.5
2	3.65﹪	4.00﹪	x
3	7.30﹪	8.00﹪	14

(1)表中x =       。
(2)某同学在没使用温度计的情况下，通过右图所示装置完成了实验。则该同学根据                                          
判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。

⑶关于实验中的细节和意外情况：
①实验中，稀盐酸必须用胶头滴管逐滴滴加，这样做的目的是                        。
②实验过程中，要用玻璃棒不断搅拌，这样做的目的是                             。
③在实验过程中意外发现有气泡出现，你认为原因是                        。
④发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。他们依据所学的化学知识，对这种白色粉末的成分作了如下猜想：① 可能是NaOH；你认为：② 可能是__________； ③ 可能是_________________________。
⑷为了进一步研究实验中出现的问题，取了13.3g氢氧化钠固体样品加适量的水配成溶液，
向其中加入200g10%的稀盐酸，使其充分反应，生成二氧化碳2.2g。求：
⑴样品中氢氧化钠的质量；
⑵和氢氧化钠反应的盐酸的质量；
⑶在右图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量，横坐标表示盐酸的质量的关系图。
（已知Na₂CO₃ +2HCl ="==" 2NaCl + H₂O+CO₂↑）

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2Al+2NaOH +        ==2NaAlO₂ +3H₂↑
【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将几粒白色固体颗粒放入盛有少量水的试管中，并用手触摸试管外壁。	。
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。
②两套仪器中分别依次加入银灰色粉末和稀盐酸；银灰色粉末和         。	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，收集1试管气体，验纯。（两套仪器操作相同）	验纯时的操作和现象：（两套仪器相同）                                        。
④在导管口点燃气体。（两套仪器操作相同）	都产生淡蓝色火焰。

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）             。

小丽来到实验室，看到实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，于是对其是否变质产生了兴趣。她和同学们准备对这瓶固体进行探究。
【查阅资料】a．碳酸钠溶液显碱性，氯化钙溶液呈中性。
b．碳酸钠溶液与氯化钙溶液可以发生反应：Na₂CO₃ + CaCl₂＝CaCO₃↓+2NaCl。
【作出猜想】猜想1．固体没有变质
猜想2．固体部分变质
猜想3．           
【设计方案】

	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	取少量固体放入试管中，滴加几滴稀盐酸	无明显现象	猜想1正确
方案二	取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量澄清石灰水	产生白色沉淀	猜想2正确
取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液	溶液变为红色

同学们经过讨论，认为两个方案都不合理。方案一不合理的原因是        ；
方案二不合理的原因是        。同学们重新设计了方案并进行了实验。
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量	产生白色沉淀	猜想2正确
取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液

若猜想3正确，该实验的现象应该是         。
【继续探究】同学们继续探究该氢氧化钠固体样品中碳酸钠的质量分数。利用以下装置进行了实验。

你认为她们需要测的数据是         （填字母序号）。
a．固体样品的质量            b．碱石灰实验前后的质量 
c．浓硫酸实验前后的质量       d．氢氧化钠溶液实验前后的质量  
e．所用稀硫酸的质量
【实验反思】根据所得数据进行计算发现结果比实际偏小，原因可能是         。

生活中离不开水。若水的硬度过大，会影响人体健康，因此需要进行软化处理。
（1）小文利用阳离子交换树脂对某硬水水样进行软化，其原理示意如右图所示。树脂的作用是除去硬水中的    。

（2）生活中通过煮沸能够降低水的硬度。小文取此水样煮沸后，发现有水垢生成。为探究水垢的成分，他进行了以下实验：
【实验过程】

实验序号	实验操作	实验现象
Ⅰ		水垢变白、变疏松， 澄清石灰水变浑浊
Ⅱ		固体部分溶解， 放出热量， 滤液的pH约为12
Ⅲ		实验现象是    。

【实验分析及结论】
①由实验Ⅰ可知，水垢分解的产物中一定有     。
②实验Ⅲ小试管内发生反应的化学方程式为     。
③根据实验探究，推测此水垢的成分中可能含有     。
（3）小文另取该水样，加入澄清石灰水，溶液变浑浊，其反应为：
A + Ca(OH)₂ ="=" 2CaCO₃↓ + 2H₂O，则A的化学式为    。

下面是某兴趣小组同学做的3个小实验。根据实验内容回答下列问题。

序号	实验装置	实验操作	实验现象、解释或结论
（1）		①关闭活塞K,给木炭加热。 ②熄灭酒精灯,待木炭冷却后,打开活塞K,通入氧气。 ③点燃酒精灯,给木炭加热。	①木炭不燃烧。 ②木炭不燃烧。 ③木炭燃烧。 由此说明可燃物燃烧的条件是   。
（2）		打开分液漏斗的玻璃塞和活塞K，将稀硫酸注入小试管中。	观察到的现象是    ，由此说明二氧化碳的性质是        。
（3）		打开分液漏斗的玻璃塞和活塞K，将水注入人字形管中。	观察到的现象是   ，出现此现象的原因是        。

 

右图是“△△牌发酵粉”的部分信息，课外化学兴趣小组的同学对其进行了如下探究（请你完成相应填空）：

【查阅资料】
(1)酒石酸是一种易溶解于水的固体有机酸
(2)发酵粉能够使面团松软、发泡是因为发酵粉产生了CO₂所致；
(3)Na₂CO₃受热不分解。
【提出问题】
NaHCO₃在发酵粉加水或加热时如何产生CO₂？
【猜   想】
甲：……
乙：酒石酸与NaHCO₃在溶液中反应产生CO₂
丙：NaHCO₃加热产生CO₂
【实验探究】
(1)小明同学取少量NaHCO₃粉末于试管中，加入适量水，无气体产生，从而否定了猜想甲，则猜想甲是          ；小明又将酒石酸溶液和NaHCO₃溶液混合，产生了CO₂，从而验证了猜想乙，说明了NaHCO₃具有的性质之一是
             。
(2)小英同学为探究猜想丙设计了右图所示的实验装置：

小英另取适量NaHCO₃粉末加入a试管中，加热，观察到a试管口有无色液滴生成，b试管中澄清石灰水变浑浊。b试管中反应的化学方程式为                      。持续加热直至两支试管均不再发生变化时，发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末，向该粉末中滴加稀盐酸，有气泡冒出，则该粉末是          。
【解释与结论】
NaHCO₃在发酵粉中产生CO₂的条件是          ；
NaHCO₃受热发生变化的化学方程式为          。

(8分)化学实验是学习化学的基础，请根据下列装置图回答问题。
 
A                 B          C
(1) A实验：把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，下层蜡烛先灭，说明二氧化碳具有           、            和          的性质，因此二氧化碳在实际生活中可用于灭火。
(2) B实验：有关反应的化学方程式为         ；烧杯中热水的作用是使白磷与空气隔绝和        ；通过该实验可得出燃烧需要三个条件：①可燃物②可燃物与         接触③温度达到         的结论。
(3) C实验：试管③实验的目的是探究铁钉在        的情况下是否生锈；试管①中的铁钉与水面接触的一圈最容易生锈，其原因是___________。