初中化学探究题

小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究并测定其成分的含量。
（一）成分的确定
三位同学都作出以下的猜想：①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH与Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依据是                            （化学方程式表示）。
为了验证①②③猜想，他们分别做了下面的实验。
（1）小刚取少量白色粉末于试管中，再滴加稀HCl，有气泡产生，由此可推出白色粉末中一定含有                         ，肯定猜想                        （填序号）是错误的。
（2）小军又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变为红色．由此小军结合小刚的实验，认为猜想③是正确的．小红却认为小军的所得结论不确切，因为                            。
（3）为探究白色粉末是否含有NaOH，小红设计了如下实验方案：

①沉淀B的化学式为             ；在操作1中要用到玻璃棒，其作用是         。
②小刚认为小红的这个方案也有问题，理由是                            。但只要稍加改进，就可以证明粉末中还含有NaOH，则小刚改进的方法是                       。小刚对小红的实验作了正确的改进后进行了实验，实验现象和小红的一致，由此确定猜想③是正确的。
二、各成分含量的测定
三位同学利用电子天平共同作了以下测定实验．实验数据记录如下：

称   量   项   目	称   量  时 间	质量（g）
试样		10.00
装置+稀硫酸质量		241.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后15秒	249.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后35秒	249.00
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后55秒	249.00

 

试通过分析表中数据计算出试样中碳酸钠的成份的质量分数。

化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液（如图所示），其中4、5号试剂瓶标签破损。

【提出问题】这两瓶试剂的成分分别是什么？
【查阅资料】①亚硫酸钠（Na₂SO₃）溶液、Na₂CO₃溶液均显碱性，都可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应，产生白色沉淀。
②Na₂SO₃ + 2HCl="2NaCl" + SO₂↑ + H₂O。
③CO₂与SO₂均可以使澄清石灰水变浑浊。
【作出猜想】根据受损标签的信息，推测4、5号溶液可能分别是NaOH溶液、Na₂CO₃溶液、Na₂SO₃溶液或NaCl溶液中的一种。
【实施方案】各取少量4、5号溶液于试管中，分别进行下列两组实验。

实验操作	实验现象	实验结论
实验1 滴加适量___号溶液.	溶液均由无色变成红色	4、5号溶液均不可能是上述猜想中的    溶液。
实验2 滴加适量3号溶液	均产生白色沉淀	4、5号溶液可能分别是Na2SO3溶液和Na2CO3溶液中的一种。写出其中一个反应的化学方程式  _________  。

【继续实验】为了进一步确定4、5号溶液的成分，同学们分别取少量4、5号溶液于试管中继续实验。

实验操作	实验现象	实验结论
滴加适量2号溶液	____________________.	4号溶液是Na2CO3溶液 5号溶液是Na2SO3溶液。

【实验反思】同学们经过分析认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液。于是设计了以下实验方案进行验证。请完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量4号溶液于试管中，加入足量7号溶液。 ②向上层清液中滴加无色酚酞溶液。	_______________________	4号溶液是部分变质的NaOH溶液。

某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。

【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？
【进行猜想】（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉。请写出铁粉与CuSO₄溶液反应的化学方程式              。实验过程中采取了过滤，该操作中用到的玻璃仪器有     ，        和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是       。
（2）小华认为小明的猜想是错误的，理由是           。
（3）小华提出了猜想①和猜想②，请结合所学知识补充余下的一个猜想。
猜想①；黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成
猜想②；黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成；
猜想③；                        。
【查阅资料】铁的氧化物都能与稀盐酸，稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【实验探究】

方案	实验操作	可能的现象	结论
①	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末全部被吸引	猜想①正确
②	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末部分被吸引	猜想②正确
③	取适量黑色粉末B加入足量稀盐酸	黑色粉末全部溶解	猜想②正确
④			猜想③正确

【反思评价】小娟认为方案②和方案③中得出的结论都不正确，其理由是         。
【得出结论】在高温下，一氧化碳和二氧化碳可生成铁，氧化亚铁，四氧化三铁。请写出只生成氧化亚铁的方程式           。

请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分
【查阅资料】通过查阅资料知道，天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表：

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Mg(OH)₂和        ，可能含有Ca(OH)₂和       。
【设计方案】
（1）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，静置。取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，如果没有白色沉淀，说明水垢中无            (填化学式)。
（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。

其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重22g，则水垢全部是CaCO₃。
②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；
③称量D瓶内物质增加的质量；
④重复②和③的操作，直至D瓶内物质质量不变。
测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如图曲线所示；

【评价】
①A瓶中的NaOH溶液起到                 作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将          （填“增大”、“不变”或“减小”）。
②一般情况下，两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知：水垢中一定含有（化学式），理由是                                              。
③装置图中“？”所指处有三根导管同时穿过橡胶塞，已知：导管的直径为8mm，橡胶塞细段直径为3cm。从坚固和美观的角度考虑，请你在由图中标出应在哪三点打孔为好（用圆圈“○”表示打孔位置）。                 
以上实验        （填“能够”或“不能”）检测出水垢中含有Mg(OH)₂。

碱式碳酸铜[化学式为Cu₂(OH)₂CO₃，相对分子质量为222]加热完全分解后得到的黑色固体是什么呢？甲、乙、丙三位同学想通过实验探究，来确定该黑色固体的组成。
（1）提出问题： 黑色固体是什么？
（2）猜想与假设： 黑色固体可能是：①             ；②可能是炭粉；③可能是炭粉和氧化铜的混合物。请你补充猜想①。作出这些猜想的依据是                        。
（3）实验方案： 他们称取了2.22g碱式碳酸铜在试管中高温加热使之完全分解，冷却至室温，称得黑色固体产物的质量为1.6g。
（4）实验反思：① 甲同学经过思考后，认为可以排除猜想③，理由是                          （用化学方程式表示）。
② 乙同学根据质量守恒定律：化学反应前后，元素的种类和质量都不变。通过对得到的数据进行计算，排除了猜想②，他的理由是（通过计算式说明）                         。
(5)实验结论：结合甲、乙同学的探究和查阅资料，丙同学确认只有猜想①成立。
（6）实验拓展：丙同学想进一步探究该黑色固体的化学性质。他发现实验室有一瓶无色溶液，其标签严重破损（如图），

老师告诉他该瓶试剂是硫酸、硫酸钠或硫酸镁溶液中的一种。他通过查阅资料得知常温下这三种物质的溶解度如下表：

物 质	H2SO4	Na2SO4	MgSO4
常温下的溶解度∕g	与水以任意比互溶	18.0	39.0

丙同学根据以上信息，分析此溶液一定不是                溶液。为确定其成分，他取了少量黑色固体放入试管中，然后向其中滴加了一定量的该无色溶液后，发现黑色固体全部消失，溶液由无色变为蓝色。他确定该溶液为              。其反应的化学方程式为                          。

（共12分）为确定木炭还原氧化铜后的固体成份，请你与兴趣小组的同学完成以下探究。
【对固体猜想】
猜想I：全部是金属铜；           猜想Ⅱ：除铜外，还含有氧化铜；
猜想Ⅲ：除铜外，还含有木炭；     猜想Ⅳ：除铜外，还含有氧化铜、         。
【进行实验】实验流程见下图：

【问题与讨论】
(1)步骤②包括溶解、       两步操作，它们共同用到的玻璃仪器是烧杯、       。
(2)C的化学式为        ，D的化学式为        ，由此推出固体B中含有         
(写化学式)，步骤④发生反应的化学方程式为                                。
(3)结合(2)的结论推断：如果溶液A显蓝色，则溶液A的溶质的化学式为         ，说明样品中含有        ，则证明猜想       成立；如果溶液A无色，则证明猜想       成立。

一瓶无色液体A，含有NaCl、NaOH和Na₂CO₃中的两种；一包白色粉末B，含有CaO、Ca(OH)₂和CaCO₃中的两种。化学小组的同学为了探究A和B的成分，设计了如下图所示的实验方案，请根据图示过程回答问题。

(1)固体C难溶于水，是一种常见的补钙产品，则固体C是     ，与盐酸反应的化学方程式为                               。
(2)液体A中一定含有的一种溶质为        ，白色粉末B中一定含有的一种物质为      。试写出滤液1与液体A之间发生反应的化学方程式为                                  。
(3)小组同学们分析发现：假设溶液A滴加适量，若滤液2中只含有一种溶质，则原无色溶液A中含有的另外一种溶质是             ；若滤液2中含有两种溶质，则原无色溶液A中含有的另外一种溶质是             。

现欲探究一固体混合物A的成分，已知其中可能含有Mg(OH)₂、FeCl₃、NH₄Cl、 (NH₄)₂SO₄四种物质中的两种或多种。按图所示进行实验，出现的现象如图所示（设过程中所有可能发生的反应均恰好完全反应）。

试根据实验过程和发生的现象填写以下空白：
（1）产生的气体B的化学式为              。
（2）混合物A中，一定不存在的物质是         原因是                          
                                                                              
（3）溶液F中含有的阳离子是（写离子符号）                        。
（4）写出实验过程④中发生化学反应的方程式                               。

假期，王霞同学在家中与妈妈做面包，发现妈妈揉面粉时在面粉中加入一种白色粉末，做出的面包疏松多孔，口感很好。她很感兴趣，想探究这种“神奇粉末”的成分。
【查阅资料】通过对市场上相关产品进行调查，王霞发现了如下图所示的三种商品，

其中，发酵粉与水混合后，产生大量气体，你认为该气体是             。王霞妈妈告诉她所用的白色粉末就是以上三种商品中的一种。
(1)【设计实验】王霞探究这种白色粉末的成分。
取少量白色粉末于试管中，加入适量蒸馏水，发现白色粉末溶解，无其他明显现象，实验结论是            ；另取少量白色粉末于试管中，加入                ，有无色气体产生，王霞认为白色粉末是纯碱。
(2)【实验反思】小明同学认为王霞同学根据上面的实验现象，不能得出白色粉末是纯碱，你若认为小明说法有道理，请用化学方程式解释不能得出结沦的原因             。为了得到鉴别纯碱和小苏打的正确方法，王霞继续查找资料，发现它们有下列的性质

性质	碳酸钠	碳酸氢钠
溶解性	20℃时溶解度21.6g，溶解时放热	20℃时溶解度9.8g，溶解时放热
加热	不分解	发生分解反应，分解产物为碳酸钠、二氧化碳和水。

根据上面信息，检验白色粉末的方法之一是：20℃时，在100克水中加入12克该白色粉末，充分溶解后，如果有白色固体剩余，则为__________，否则为__________。
(3)在查找资料过程中，王霞同学还发现纯碱不是碱，是由于其水溶液显碱性而得名。现要验证纯碱溶液是否显碱性，请写出用pH试纸来测其pH值的操作过程              。

某活动小组的同学对碳酸钠与稀盐酸反应进行了下列探究：
【探究一】向放有一支燃着的蜡烛的烧杯中加适量碳酸钠和盐酸(如图所示)：

（1）蜡烛燃烧变化的现象是：        。
（2）根据该实验现象推测碳酸钠与盐酸反应产生的气体可用于        （写出用途）。
【探究二】利用碳酸钠与盐酸的反应，可否用于验证质量守恒定律进行了探究，实验如下，如图所示，


在（吸滤）瓶中加入适量的碳酸钠粉末，在小试管中加入盐酸。将小试管放入吸滤瓶中，并用止水夹夹住支管处的橡皮管。称量整个装置的质量，记录读数。将吸滤瓶倾斜，使小试管中的盐酸倾倒入瓶中，与碳酸钠粉末反应。可观察到如图二所示的现象。再次称量整个装置的质量，记录读数。
两次读数    (填“是”或“否”)相等。理由是                 。
【探究三】碳酸钠与盐酸反应后剩余溶液的成分探究(假设二氧化碳已完全放出，杂质溶于水，不参加反应且呈中性)。甲、乙两同学分析认为剩余溶液中一定含有氯化钠，可能有盐酸或碳酸钠。为验证是否含有盐酸，他们采用了不同方法进行实验，得到了相同的结论。
查找资料：氯化钠溶液呈中性

	实验操作	实验现象	结论
甲	取样于试管中，滴加        试液	试液变红	有盐酸
乙	取样于试管中，逐滴滴加碳酸钠溶液

【探究四】某兴趣小组同学向盛有6.0g纯碱样品的烧杯里加入40.0g盐酸，实验测定完全反应后烧杯中剩余物的质量为43.8g，且溶液显酸性。（假设纯碱样品中的杂质不与盐酸反应）求：
（1）产生的二氧化碳的质量为        g。
（2）纯碱样品中碳酸钠的质量（写出计算过程）。        

铝制品却不宜长时间盛放腌制食品。资料显示：“铝制品表面虽然有一层致密的氧化膜保护……氯化钠也会破坏氧化膜的结构，加速铝制品的腐蚀。”
【提出问题】氯化钠溶液中的哪一种离子对铝制品表面的氧化膜产生了破坏作用？
【实验方案】请填写下面表格中的空格。

序号	实验1	实验2	实验3
方  案
现  象	A中铝片表面有红色固体析出； B中铝片无明显现象。		与A中的现象相同
结  论	溶液中对氧化膜产生了破坏作用的离子可能是     。	除去表面氧化膜的铝片会与CuSO4溶液反应。该反应 的化学方程式                           。	验证了实验1的结论。

【反思】针对实验3，同学认为还应增做一个对比实验，方案是向      (从“A、B、C、D”中选择)试管中再加入Na₂SO₄溶液，结果无明显现象。该实验可证明溶液中对氧化膜不产生破坏作用的离子是          。

碳酸氢钠是一种重要的盐类物质，在生活中用途广泛。小红同学设计实验对碳酸氢钠的性质进行了探究。请你参与她的探究活动。
【探究实验1】碳酸氢钠溶液的酸碱性。
【实验方案】取少量该固体加入试管中，加适量水溶解，再滴入几滴酚酞试液，振荡。现象：溶液变成浅红色。结论：①               。
【探究实验2】能与酸反应。
【实验方案】取少量该固体加入试管中，滴加稀盐酸。现象：②               。反应的化学方程式为：③               。
【探究实验3】碳酸氢钠的热稳定性。
【实验方案】设计实验装置如图，并进行实验。

现象: 试管口有水珠出现，澄清石灰水变浑浊。充分加热后，试管中留下白色固体。
结论：碳酸氢钠受热有二氧化碳.水和白色固体生成。
请你帮小红设计实验，证明试管中留下的白色固体是Na₂CO₃，而不是NaOH。（所选试剂不能用酸）
步骤：④                              ； 
现象：⑤                              。
试写出碳酸氢钠受热发生反应的化学方程式：⑥             。
【拓展应用】根据以上探究，请说出碳酸氢钠在日常生活中的一种用途⑦                    。

有某固体混合物，已知该混合物中可能含有FeCl₃、Na₂SO₄、NH₄NO₃、CuSO₄四种物质中的两种或多种。为探究其组成，做了如下实验（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）。
步骤①：向一定量固体混合物中加入适量NaOH溶液，加热，充分反应，过滤。发现有无色气体A生成，得到无色溶液B和蓝色沉淀C。
步骤②：向无色溶液B中加入适量BaCl₂溶液，充分反应，过滤，得到溶液D和沉淀E。
试根据实验过程和发生的现象填写以下空白：
（1）用湿润的红色石蕊试纸测试气体A，试纸变__________色。
（2）固体混合物里．上述四种物质中，肯定不存在的物质是______________（写化学式）。
（3）在溶液D中，肯定存在的酸根离子是（写离子符号）_____________。
（4）步骤②中发生反应的化学方程式为______________________________________。
（5）固体混合物里，上述四种物质中，还不能确定存在的物质是（写化学式）________，
得此结论的理由是_________________________________________________________。

请从下列物质中选择适当的试剂，设计不同的方法对锌、铁、铜三种金属的活动性顺序进行探究：

A．锌片

B．铁钉

C．铜片

D．硫酸铜 E.稀硫酸 F.硫酸锌 G.硫酸亚铁。

（1）方法一所选用的三种试剂是CuSO₄、ZnSO₄和____（填化学式，下同）。
（2）方法二所选用的是四种试剂是Fe、Cu、Zn和____。

在实验室里，常用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气．某化学兴趣小组对氧气的实验室制法进行了探究．
（1）小明同学选用如图所示的装置制取氧气．

制取过程中所发生的化学反应方程式为：．
实验前小明同学先向仪器A中加入水，然后将导气管放入水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导气管口是否有连续的气泡出现．该实验操作的目的是．
（2）小红同学通过互联网得知： $CuS{O}_4$溶液、动物某些脏器中含有的物质等能催化过氧化氢的分解．
动物脏器中含有过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解，过氧化氢酶是（选填序号填空：①糖类、②蛋白质、③脂肪、④维生素）
实验证明，在过氧化氢溶液中滴加 $CuS{O}_4$溶液能显著加快过氧化氢的分解． $CuS{O}_4$溶液主要含有三种粒子（ $H_{2}O$、 $C{u}^{2+}$、 $S{O_4}^{2-}$），为了进一步探究 $CuS{O}_4$溶液中哪种粒子能起催化作用．小红同学作了以下分析和设计．
①小红同学认为最不可能的是 $H_{2}O$，他的理由是．
②要说明另外的两种粒子是否起到催化作用，小红同学设计了如下实验，完成了这次探究活动．

实验步骤	实验现象	结论
a．取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2﹣3滴稀硫酸	溶液几乎没有气泡放出	实验证明，起催化作用的是．
b．另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2﹣3滴溶液	溶液中有大量气泡放出