初中化学探究题

某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现，通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面，阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速率逐渐减慢甚至停止。为此，该小组设立研究课题：选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。
【实验一】选择合适浓度的硫酸
操作：在28℃时，用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，见下表：

①稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为                   %。
【实验二】选择合适的反应温度
操作：往盛有1g直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液，观察反应的情况，记录如下表：

②在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为         ℃，在最合适反应温度时硫酸与大理石反应的化学方程式为                                                        。
③除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加                      操作，更有利于气体的制备。
④该研究小组为了研究                  对该反应速率的影响，进行了如下实验。

试管编号	A	B
试管内药品	1g块状大理石与5mL25%稀硫酸	1g粉末状大理石与5mL25%稀硫酸
现象和比较	有少量气泡	迅速产生较多气泡

根据上述实验研究，在以下硫酸和大理石反应的装置中，最佳选用           （填编号）。

小华在家中做蜡烛燃烧的实验，他将短玻璃导管插入焰心，发现另一端也可以点燃。
（1）[提出问题]导管里一定有可燃性气体，气体成分可能会是什么呢？
（2）[猜想]
猜想一：可能是蜡烛不完全燃烧时产生的一氧化碳气体（该气体燃烧会产生蓝色火焰）。
猜想二：可能是蜡烛受热后产生的石蜡蒸气。
猜想三：                     。
（3）[设计实验方案]小华设计了一个简单的实验方案，来判断哪一种猜想是正确的：将长玻璃
导管插入焰心，在玻璃导管中间位置用冰袋进行冷敷，再在另一端进行点燃，观察现象。
（4）[现象与结论]
如果猜想一正确，现象应是                              。
如果猜想二正确，现象应是                              。
（5）[分析与评价]
猜想二观察到的现象一定能证明导出的就是蜡烛受热后产生的蒸气吗？                。理由是                    。

在学习实验室制取二氧化碳时，小莉同学查阅资料发现不能用浓盐酸做反应物制取二氧化碳 ，因为浓盐酸具有较强挥发性，会导致收集到的二氧化碳不纯（含有氯化氢气体）；氯化氢气体溶于水就是盐酸（加热不易分解）。
【提出问题】氯化氢( HCl)气体显酸性吗？氯化氢气体的水溶液盐酸显酸性吗？
【进行实验】小莉同学根据二氧化碳与水反应的实验探究方法，用三朵紫色石蕊试剂染成的纸质干燥小花进行下图的三个实验：

【实验现象和结论】

	实验Ⅰ	实验Ⅱ	实验Ⅲ
现象	________________________	小花不变红	________________________
结论	水不显酸性	___________________	氯化氢溶于水形成盐酸显酸性

【实验反思】用石灰石和浓盐酸制取二氧化碳，将生成的气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变成______色，原因是___________________________，短时间加热该红色溶液，溶液颜色变化情况是______________________。

同学们探究“影响实验室用过氧化氢溶液制取氧气反应速率的因素”，过程如下：
（1）对已有化学知识和生活经验的思考：

化学知识和生活经验	思考
木炭在氧气中燃烧比在空气中更旺	双氧水的浓度可能会影响生成氧气的快慢
夏天，将食品放在冰箱里不容易腐烂	（8）

（2）根据上述思考设计了如下实验：

组别	温度	二氧化锰的质量	双氧水的浓度和体积	观察产生气泡的速率
1	室温	0．5g	5%、50 mL	反应平稳，有大量气泡产生
2	加热	0．5g	w%、50 mL	气泡急速产生，并产生大量白雾
3	室温	0．5g	30%、50 mL	气泡呈爆发式产生，并带出反应液

① 实验2中双氧水的浓度（w %）以  （9）   为宜。
② 通过比较   （10）     两组实验，可③以得到“浓度越大，化学反应越快”的结论。
③ 实验结论：第  （11）   组方案比较适合在实验室制取氧气。
④ 通过分析思考，影响化学反应速率的因素可能还有   （12）    。（写出一条）

天然气的主要成分是甲烷（CH₄），某学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】：含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。
【猜想与假设】：甲 CO₂  H₂O ；乙 CO  H₂O；
丙 NH₃  CO₂  H₂O；丁 CO₂  CO  H₂O 。
你认为     ①     同学的猜想是错误的，理由是           ②             。
【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是                          。
（2）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断        同学猜想成立。
【反思与交流】：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是                   。

竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物。同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分。
（1）收集竹子中的气体。
小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体。
小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行，于是分为A、B两组，在相同的条件下，A组采用小华的取气方法，B组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验。
（2）检验气体中是否含有二氧化碳气体。

实验步骤	实验现象	实验结论及解释
向所取气体中加入		有二氧化碳。

（3）测定氧气含量。
【查阅资料】红磷的着火点为240 ℃，白磷的着火点为40 ℃。
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。

方案一                                方案二
【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。
【反思与评价】
a．实验中磷的量必须______________，原因是                     。
b．两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案_______________，原因是                。
c．经过A、B两组同学的实验，A组测得的含氧量总是大于B组的，你认为原因是                      。

竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物．同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分．
收集竹子中的气体．
小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体．
小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体．
大家认为两人的想法都可行，于是分为A、B两组，在相同的条件下，A组采用小华的取气方法，B组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验．
检验气体中是否含有二氧化碳气体．
测定氧气含量．
【查阅资料】红磷的着火点为240℃，白磷的着火点为40℃．
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量．

【进行实验】按上述两个方案进行多次实验．
【反思与评价】
a．实验中磷的量应为足量，原因是                 ．
b．两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案           ，原因是            ．
c．经过A、B两组同学的实验，A组测得的含氧量总是大于B组的，你认为原因是               ．

图10是实验室常用的实验仪器与装置，根据所学知识回答下列问题：

（1）请写出有编号的仪器名称：a  b 

（2）在实验室里，通常用下列方法制氧气：①双氧水和二氧化锰混合；②氯酸钾和二氧化锰混合加热；③加热高锰酸钾；其中最能体现"节能、环保、低碳"理念的制备方法是（填序号），写出该反应的化学方程式：。
（3）当用A和C装置制取氧气时，发现水槽中的水变成紫红色，为避免此现象发生，应对该实验装置作出的一点改动是。
（4）为检验CO2气体，可把气体通入F装置中，则F中的试剂是_， F中反应的现象是。
（5）阅读以下资料并回答：

物质	制取气体的药品	反应条件	气体的物理性质
氯气	二氧化锰固体、 浓盐酸	需要加热	密度比空气大、 可溶于水

制取氯气（填"可以"或"不可以"，下同）采用B装置，收集氯气采用E装置。

请回忆你学习过的"质量守恒定律"的实验探究，并按要求完成实验方案一和实验方案二。（下表中"实验结论"选填"="、">"、"<"符号）


将两个实验结果进行讨论对比时，有同学分析：有一个方案观察到天平不平衡，是因为，因此不能说质量不守恒。在反应物不变的前提下，要使天平平衡，你对该方案的改进措施是。

实验室中，利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。

（1）写出图中标号仪器的名称：①_______________   ②_______________
（2）向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是                。
（3）实验室用过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气的文字表达式为                  ，应选用的发生装置为       ，收集装置为      。
（4）实验室用氯化铵和熟石灰固体加热来制取氨气，应选用的发生装置为            ，只能用装置C收集，而不能用D或E收集，则推测氨气具有的物理性质为         。

下列实验装置是初中化学实验室常用装置。根据你的实验操作体会和认识，回答下列问题：

（1）选择B与       组合成装置可制取干燥的氧气。
（2）选B作制取气体的发生装置，应满足的条件是                。
（3）选A制取气体应满足的条件是                               。
（4）若用F装置收集二氧化碳，从发生装置产生的二氧化碳应从F的___   _（填“左”或“右”）端通入，用来检验二氧化碳是否集滿的操作是              。

水是人类最宝贵的自然资源，依据所学化学知识回答：
（1）小明利用右图所示的装置探究水的组成，写出该反应的符号表达式               ，通电一段时间后，试管a收集到的气体是_________，正极与负极产生气体的体积比是              。
但在实验所得数据中略小于该值．针对这一现象推测原因，你认为不可取的是

A．生成氧气一端的装置气密性不好

B．相同条件下，在水中溶解的氧气比氢气稍多

C．连接生成氧气一端的电极被氧气氧化，消耗了一部分氧气

D．实验所得数据与理论值相差不多，可认为实验已经成功

（2）小刚收集到一瓶浑浊的长江水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成自来水。其实验过程如下所示，回答下列问题。

① 向水样中加入明矾搅拌溶解，静置一段时间后，进行操作①的名称是             ；该操作中用到的玻璃仪器有              （任写一个）若进行完该操作后，发现滤液仍旧浑浊，造成这一现象的原因可能是                      。
② 操作②主要是除去一些异味和色素，应选用的物质是             ，操作③是消毒杀菌，这过程主要是           变化
③ 自来水厂用二氧化氯消毒杀菌，二氧化氯的化学式为         ，其中氯元素的化合价为               。
④ 为降低硬度，日常生活中使用硬水会带来许多麻烦，家庭生活中常用来降低水硬度的方法是            。

下列装置用于实验室中CO₂的制备、净化、检验，最后收集一瓶干燥的CO2。请回答下列问题：

（1）对实验室制取二氧化碳药品选择的探究实验，记录如下：

组别	药品	实验现象
①	碳酸钠粉末和稀盐酸	产生气泡速率很快
②	块状石灰石和稀硫酸	产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③	块状石灰石和稀盐酸	产生气泡速率适中

从制取和收集的角度分析，一般选择第           （填序号）组药品，所发生反应的化学方程式为                       。
（2）C装置用于检验二氧化碳气体，则C中所盛放的物质是               ，发生反应的化学方程式是                        。
（3）反应过程中将弹簧夹关闭，在A中观察到的现象是                          。
（4）E收集方法说明二氧化碳具有的物理性质是                       。

根据高锰酸钾（KMnO₄）制取氧气的实验探究，结合下图回答问题。

［反应原理］加热高锰酸钾制取氧气的符号表达式为_______________________________。
［仪器装置］（1）写出标有序号的仪器名称：①____________，②_______________。
（2）应选用的气体发生装置为_____（填字母序号，下同），选择的依据是：___________气体收集装置为________。
（3）指出上图装置中的一处错误____________________________________。
［问题探究］实验中，有同学发现对药品加热一段时间后收集不到氧气，可能的原因是____________。
［实验反思］在清洗试管中的反应残留物时，有的同学发现水溶液出现紫红色。你对水溶液出现紫红色这一现象的解释是_______________________________。

为探究某干燥的绿色固体粉末的元素组成，某小组进行了如图所示的两个实验，请回答：

实验一	实验二
固体变 为黑色	白色变为蓝色	固体 减少		黑色变为 光亮红色	变 浑浊

 
① 装置Ⅱ中的现象说明装置Ⅰ中产生了            ；
② 装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是              ；
③ 实验二中气球的作用是            ；
④ 实验二的步骤如下，其正确顺序是：              ；
a、通一段时间的CO   b、继续通CO  c、熄灭酒精灯
d、待黑色变成光亮红色  e、停止通CO  f、点燃酒精灯
⑤ 根据上述实验现象推知绿色固体的元素组成是                 ；