初中化学探究题

某化学课堂正在进行，以下是教学片断。请你参与他们的学习并完成相关任务。

【演示实验】老师按如图所示连接好装置，加入NaHCO ₃粉末，点燃酒精灯，对试管预热后集中加热，烧杯中澄清石灰水变浑浊，说明生成了CO ₂．继续加热至无气体产生后撤出导管，熄灭酒精灯。

【问题提出】实验后，同学们对试管中剩余的固体粉末产生了兴趣：剩余粉末由什么物质组成？

【猜想假设】在老师的指导下，同学们对固体粉末作出了如下猜想：

猜想一：NaOH；猜想二：NaOH和Na ₂CO ₃；猜想三：Na ₂CO ₃。

【实验探究】

实验方案	实验操作	实验现象
方案一	取适量粉末溶于水后向溶液中滴入2滴酚酞溶液，摇匀	溶液由无色变红色

小明根据实验现象认为猜想一成立。小组讨论后，大家认为小明的结论不合理，理由是 　　。

实验方案	实验操作		实验现象	实验结论
方案二	步骤一	取适量粉末溶于水后加 入过量的BaCl 2溶液		猜想一不成立
	步骤二	取步骤一的上层清液加入MgCl 2溶液2﹣3mL	无明显现象	猜想三成立

【评价交流】小华认为步骤二也可以用MgSO ₄代替MgCl ₂，大家不同意他的观点，理由是 　　。

【拓展延伸】请你总结上述实验成果，写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式 　　。

【2015年黑龙江省哈尔滨市】某化学活动小组在一次实验中进行了如图所示实验：

此时观察到的实验现象是（1）___________________。
实验后，小组同学充分振荡U形玻璃管，将U形玻璃管内的物质过滤后，对滤液成分产生了浓厚的兴趣，进行了进一步的探究活动。
【提出问题】滤液中除Na⁺外，还含有什么离子？
【猜想与假设】A同学：含有OH^-、Cl^-、C0₃^2-
B同学：含有OH^-、Cl^-、Ba²⁺
C同学：含有（2）__________________（填离子符号）
【实验探究】B同学为了验证自己的猜想，取滤液于试管中，向其中滴加少量的硫酸钠溶液，观察到无明显现象。由此B同学得出结论：自己的猜想不成立，A同学的猜想成立。
【评价与交流】请你评价B同学的结论：（3）_____________________。同学们经过讨论后一致认为：B同学在验证自己的猜想时，若将所加试剂调换成足量的另一种试剂（4）_____________（填化学式），既能验证自己的猜想．也能确定滤液中的离子成分。
C同学取该试剂进行实验，最终确定了滤渡中的离子成分。
【归纳与总结】通过上述实验我们能够总结出：在确定化学反应后所得溶液中的离子成分时，一般应加入（5）___________________，验证（6）____________________________就可以确定溶液中的离子成分。

【2015年北京市】众所周知，酚酞溶液遇溶液变红。但是，在分组实验中（如右图所示），出现了意想不到的现象：有的溶液变红后褪色；有的出现白色浑浊物。

【提出问题】分组实验中，出现意想不到的现象的原因是什么呢？
【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成。
【猜想与假设】
Ⅰ．红色褪去，与溶液和空气中的反应有关。
Ⅱ．红色褪去，与NaOH溶液的浓度有关。
Ⅲ．出现白色浑浊物，与酚酞溶液的浓度有关。
【进行实验】

实验	实验操作	实验现象
1	向盛有2mL溶液的试管中滴加5滴0.5%的酚酞溶液	溶液变红
2		1号试管红色褪去 2号试管5min红色褪去 3号试管30min红色明显变浅 4号试管120min红色无明显变化
3	取3支试管，分别加入2mL水，……	酚酞溶液浓度/%	浑浊程度
5	大量浑浊物
2	少量浑浊物
	无浑浊物

【解释与结论】
（1）与反应的化学方程式为        。
（2）实验1的现象表明，猜想与假设1              （填“成立”或“不成立”）。
（3）由实验2得出结论：出现“溶液变红后褪色”现象的原因是                。
（4）实验3的操作步骤：取3支试管，分别加入水，                     。
【反思与评价】
（5）依据现有实验，为了确保红色不变，若酚酞溶液浓度为，建议选用NaOH溶液的浓度
为               %。
（6）有同学认为，仅通过实验3得出“猜想与假设Ⅲ成立”证据不足，理由是             。

【2015年湖北省十堰市】某学习小组探究氢氧化钙溶液的化学性质，并作了延伸探究。
探究一：甲同学设计了如下实验方案，请你帮助完成实验报告。

【提出问题】实验方案（3）褪色后溶液中的溶质是什么？
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【作出猜想】乙同学从反应情况分析，溶液中除含少量酚酞外，溶质可能有以下三种情况：
①氯化钙  ②氯化钙和氯化氢  ③氯化钙和氢氧化钙
【分析讨论】丙同学从实验现象分析得出：猜想③肯定不合理，其理由是              。

探究二：丁同学为进一步验证乙同学的猜想，设计实验如下：将实验方案（3）褪色后溶液倒入烧杯中，向其中逐滴滴加稀碳酸钠溶液至过量，边滴加边振荡。实验后得出产生沉淀质量与碳酸钠溶液体积之间的关系，如图所示。写出实验过程中的现象                         。
【得出结论】乙同学的猜想中，             （填序号）合理。
【反思讨论】学习小组结合图像，分析了丁同学实验过程中烧杯内溶液的变化。下列说法正确的是       。（填序号）

A．溶液质量逐渐增大	B．氯化钠质量逐渐增大，V2后不变
C．氯化钙的质量先增大后减小	D．溶液的pH一直增大

向一定量的NaOH溶液中慢慢通入CO ₂气体，看不到明显现象。某实验小组的同学对所得溶液成分进行了如下探究。请你参与他们的探究活动，并完成以下问题：

【提出问题】所得溶液中溶质的成分是什么？

【査阅资料】资料一：将CO ₂气体慢慢地通入一定量的NaOH溶液中，可能发生以下两个化学反应：

先发生反应：2NaOH+CO ₂═Na ₂CO ₃+H ₂O

当NaOH反应完全后，继续发生反应：Na ₂CO ₃+CO ₂+H ₂O═2NaHCO ₃

資料二；Ca（HCO ₃） ₂易溶于水；CaCl ₂溶液与NaCl溶液均呈中性； NaHCO ₃溶液呈碱性，可使酚酞溶液变红色。

【猜想与假设】小组同学通过讨论，提出了以下四种猜想

猜想一：溶质为NaOH和Na ₂CO ₃

猜想二：溶质全为Na ₂CO ₃

（1）你认为猜想三：溶质为 　　

猜想四：溶质全为 NaHCO ₃

【实验探究】小组同学设计并完成了如下实验：

实验步骤	实验过程	实验现象	实验结论
①	取适量反应后的溶液置于试管 中，加入过量CaCl 2溶液	有白色沉淀生成	（2）猜想 　　不成立
②	取适量步骤①反应后的上层清 液，滴加几滴酚酞溶液	（3）现象为	猜想二不成立
③	取适量步骤①反应后的上层清 液，加入适量稀HCl	有气泡产生	（4）猜想 　　成立

【实验总结】针对上述实验，实验小组的同学总结并写出了上述探究过程中的各步反应方程式。

（5）你认为步骤①发生反应的化学方程式是 　　。

小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明

书了解到家用制氧机的工作原理如下：
加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】

实验步骤	实验现象	化学方程式
取一只250 mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中	木炭燃烧得更旺	化学方程式I

表中，化学方程式I是                             。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是                           。
实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，进行实验，并重复多次。

（250 mL 集气瓶）
【实验记录 】

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性		装置的气密性良好
②	加入药品，将装置连接固定
③	打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b	A中水进入到B中，B中水的体积为200 mL。	收集200 mL气体（由压强差引起的误差忽略不计）
④	用凸透镜聚光引燃白磷	燃烧，产生大量白烟
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温， 进行操作I	现象I	小丽收集的气体不是纯净的氧气

表中，操作I是                             ；
现象I是                                   。
【数据记录】

实验次序	1	2	3	4	5
B中剩余水体积/mL	100	42	39	41	38

【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为          % 。
【实验反思】
导致第1组数据产生较大误差的可能原因是                         。

实验室常用的干燥剂分碱性、酸性、中性三种类别。碱石灰是一种常用的碱性干燥剂，其成分为 $\mathit{NaOH}$和 $\mathit{CaO}$，它吸水能力强，不能干燥二氧化碳气体，在实验室应密封保存。

【学习交流】碱石灰不能干燥二氧化碳气体的原因分析

原因一：氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠；

原因二：　 　。

实验室有一瓶因敞口久置后变质的碱石灰，某化学兴趣小组对其成分展开讨论与探究：

【提出猜想】变质的碱石灰除含水以外，可能还含有哪些成分？

猜想一： $\mathit{NaOH}$ $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$

猜想二： $\mathit{NaOH}$ $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$ $\mathit{CaC}{O}_3$

猜想三： $\mathit{NaOH}$ $\mathit{CaC}{O}_3$

猜想四： $N{a}_{2}C{O}_3$ $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$

猜想五： $N{a}_{2}C{O}_3$ $\mathit{CaC}{O}_3$

【提出质疑】

兴趣小组部分同学认为猜想 　 不合理，应改为 　 　。

【查阅资料】兴趣小组为了更好地进行实验探究，将常见盐的水溶液的酸碱性整理如下：

氯化钠	硝酸钠	碳酸钠	氯化钙	硝酸钙	氯化钡	硝酸钡	硫酸铜
中性	中性	碱性	中性	中性	中性	中性	酸性

【实验探究】

取少量碱石灰样品于试管中，加入足量蒸馏水。

（1）若发现样品完全溶解，则证明猜想 　 　正确；

（2）若发现样品未完全溶解，过滤后得到滤渣M和溶液N，进行相关实验。

实验一：向溶液N中先滴加几滴酚酞溶液，可观察到溶液 　 　，仅根据此现象不能证明任一猜想是否正确，原因是 　 　，在此基础上，应如何设计实验证明猜想五正确？请写出实验操作及现象：　 　。

实验二：向滤渣M中加入适量盐酸，可看到有气泡产生，反应方程式为 。

【拓展延伸】干燥剂的选择要视被干燥气体的性质而定，碱性干燥剂不能干燥酸性气体，同理，酸性干燥剂不能干燥碱性气体。总之，干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应。

某化学兴趣小组在进行酸碱中和反应的实验探究时，向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加稀盐酸一会儿后，发现忘记添加酸碱指示剂。某同学从烧杯中取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到试管中溶液不变色。于是针对此溶液的成分，同学们进行了科学探究。

（1）猜想与假设：

猜想一：反应后氢氧化钠过量，溶液呈碱性；

猜想二：氢氧化钠与盐酸恰好完全中和，溶液呈中性；

猜想三：　　。

同学们经过讨论后觉得猜想一不正确，其理由是：　　。

（2）设计并进行实验：

①化学兴趣小组的同学为了验证自己的猜想，设计了实验方案一：

实验步骤	实验现象	实验结论
用洁净、干燥的玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在干燥的pH试纸上，观察颜色变化并与标准比色卡对比。	pH　　 （填“＞”、“＝”或“＜”）7	猜想二不成立 猜想三成立

②请你设计另一个实验方案（与实验方案一不同），验证猜想三成立，并填写下表：

实验步骤	实验现象	实验结论
		猜想三成立

某校化学兴趣小组的同学对加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气实验中“二氧化锰充当的角色”进行了探究，请你参与。
资料：I、氯酸钾受热分解产生氯化钾和氧气。
II、氯化钾易溶于水，二氧化锰难溶于水。
探究活动一：二氧化锰能否改变氯酸钾受热分解的速率
（1）取适量的氯酸钾于试管中，将氯酸钾加热至熔化，将带火星木条伸入试管中，较长的时间后，木条复燃，说明氯酸钾受热能产生氧气，但是反应速率较         （“快” 或“慢”）；
（2）取适量的二氧化锰于试管中，加热二氧化锰，将带火星木条伸入试管中，木条没有复燃，说明二氧化锰受热          （填“能”或“不能”）产生氧气。
（3）取氯酸钾和少量二氧化锰的混合物于试管中，加热混合物，将带火星木条伸入试管中，木条迅速复燃，说明二氧化锰能        （填“加快”或“减慢”）氯酸钾受热分解的速率。
探究活动二：氯酸钾受热分解前后二氧化锰质量、化学性质是否改变
（4）为了验证氯酸钾受热分解前后二氧化锰质量是否改变，某同学设计方案如下：

①溶解剩余固体的水要足量，目的是使          （填物质的化学式）全部溶解。
②组装过滤器时，滤纸紧贴漏斗内壁，可以使过滤速率           （填“快”或“慢”）一些，滤纸边缘要              （填“高于”或“低于”）漏斗边缘。 过滤时，要用              （填仪器名称）引流，防止浊液洒出、冲破滤纸；漏斗中液体的液面要                 （填“高于”或“低于”）滤纸边缘，防止滤液浑浊；漏斗末端应该紧贴烧杯内壁，目的是                         。
ƒ滤渣经过洗涤、烘干后称量，发现两次称量的二氧化锰的质量相等。
（5）请写出验证“氯酸钾受热分解前后二氧化锰的化学性质也不变”的操作和现象：_______________。
【得出结论】综合探究活动一、二的结果可知：加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气实验中“二氧化锰充当          ”（“反应物”、“催化剂”或“生成物”）。
【反思与交流】上述实验中的滤渣若没有洗涤就进行称量，称量的质量会          （“偏大”、“不变”或“偏小”） 。

【2015年海南省】某化学兴趣小组同学为了探究实验室中的氢氧化钠固体是否变质，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【猜想】
猜想I： 没有变质；猜想Ⅱ：已经变质；

【实验和推断】
（1）加入的适量 A 溶液是（填名称），若现象a为有气泡产生，则说明氢氧化钠已经变质。
（2）若现象b为              ，说明氢氧化钠没有变质。
【反思】氢氧化钠的保存方法是            （填“A”或“B”）。A．密封保存B．不需密封保存

【2015年福建省泉州市】为提高实验探究能力，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶久置出现变质硬化的氢氧化钙固体进行如下探究活动。
【探究活动一】试验硬化的氢氧化钙样品是否完全变质
（1）用化学方程式表示氢氧化钙变质的原因：                          。
（2）检验氢氧化钙样品是否完全变质，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取氢氧化钙样品少量，研细后加适量蒸馏水 充分混合后静置，		该样品还含有氢氧化钙

【探究活动二】测定样品中含有的变质固体（以下用R表示）的质量分数
取3克部分变质的氢氧化钙样品与足量的稀盐酸反应，测量生成气体的体积（气体不溶于植物油），从而计算出样品中R的质量，便可求出样品中R的质量分数。实验装置（气密性良好）如图1所示。

（3）将稀盐酸滴入样品中，产生气体的化学方程式为                      ，反应一段时间后，当观察到               （填实验现象），才停止滴加稀盐酸。
（4）实验中量筒的作用是                             。
（5）实验结束后，量筒内进入水的体积如图2所示，其读数为           mL。已知在该实验条件下，生成气体的密度为2g·L^-1，通过计算，样品中R的质量分数为                。
（6）上述图1所示实验装置和相关试剂，用来实验测定样品中R的质量分数是比较粗略的，请简要说明测定数据存在误差的原因：                     （写一个）。

在学习人教版九年级化学下册第十单元课题1“常见的酸和碱”时，教师演示了饱和氢氧化钙溶液导电性实验，如图所示。

请根据要求回答下列问题。

实验用品：

直流电源、导线、石墨电极、灯泡、带刻度的烧杯、温度计、开关。

100mL饱和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液。

实验现象：

灯泡发光，两电极分别有气泡产生，烧杯内液面下降，与电源正极相连的石墨电极周围出现较多白色浑浊物，溶液温度升高。

分析：液面下降是因为水被电解。电源正极产生的气体为 　 　（用化学式表示）。

【提出问题】溶液出现白色浑浊物的原因是什么？

【查阅资料】氢氧化钙微溶于水

【作出猜想】

猜想Ⅰ：溶液温度升高，氢氧化钙溶解度变小，溶质析出。

猜想Ⅱ：　 　，溶质析出。

猜想Ⅲ：石墨电极与生成气体发生反应，导致产生白色浑浊物。

【实验探究】溶液出现白色浑浊物的原因

实验	实验操作	实验现象	实验结论
①	取相同条件下的100mL饱和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液于大烧杯中，加热至演示实验溶液上升的温度（温度升高约4℃）。	溶液中几乎无白色浑浊物。	猜想Ⅰ
②	将相同条件下的 　 　mL饱和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液加热蒸发掉部分水（蒸发掉水的体积与演示实验减少水的体积相同）。	溶液中出现少量白色浑浊物。	猜想Ⅱ成立但不是溶液变浑浊主要原因。
③	向90mL相同浓度饱和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液中加入10mL蒸馏水，搅拌，其余条件不变，重复进行演示实验操作。	两电极分别有气泡冒出，　 　。	猜想Ⅲ成立且是溶液变浑浊主要原因。
④	使用铂电极代替石墨电极，重复进行实验③。	两电极分别有气泡冒出，溶液中无白色浑浊物。

【总结反思】

（1）白色浑浊物的成分为 　 　（用化学式表示）。

（2）用化学方程式表示主要浑浊物的成因 　 　。

实验室有一瓶配制数天的Na ₂SO ₃溶液，现在对其成分进行检测：

【成分猜想】猜想一：只有Na ₂SO ₃；

猜想二： 　　；

猜想三：既有Na ₂SO ₃，也有Na ₂SO ₄。

【查阅资料】①Na ₂SO ₃易被空气中的氧气氧化生成Na ₂SO ₄．②BaSO ₄

不溶于稀盐酸和稀硫酸。③Na ₂SO ₃和盐酸、硫酸反应均生成SO ₂。

【方案设计】

方案	实验操作	实验现象	结论
一	①加入足量的稀盐酸 ②再加入足量的BaCl 2溶液		猜想三正确
二	①加入足 量的稀硫酸 ②再加入足量的BaCl 2溶液	有气体和白色沉淀生成	猜想一或猜想三正确

【方案分析】

（1）方案一中的实验现象为 　　；方案一中加入BaCl ₂溶液后发生反应的化学方程式为 　　。

（2）方案二的设计是否合理： 　　（填"合理"或"不合理"）；若不合理。理由是 　　。

【实验结论】通过分析比较，方案设计 　　（填"一"或"二"）合理。

小强在回家的途中经过一鱼塘边时，发现养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体，鱼塘中顿时产生大量气泡，经咨询得知，这种固体的主要成分是过氧化钙（CaO₂），请你与小强共同探究。

【查阅资料】CaO+H₂O→Ca(OH)₂。
（1）为研究鱼塘中大量气泡是何种气体所致，小强使用如右图所示的装置进行实验，打开分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃，说明生成的气体是         。由此可知养鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是          ,仪器a的名称              。
（2）通过请教老师小强得知过氧化钙与过量水反应除生成上述气体外还会生成一种含有钙元素的化合物。开始小强假设该产物为CaO，但通过思考他很快否定了原先的假设，并重新假设生成的含钙产物为Ca(OH)₂。
请解释小强否定原假设建立新假设的理由：                       。
（3）小强通过实验证明了过氧化钙与水反应的确有氢氧化钙生成，请写出过氧化钙和水反应的化学式表达式：                                     。
（4）小强在实验时观察到烧杯中有气泡产生，由此他还得出该反应              （填吸热或放热）

在对蜡烛及其燃烧的探究实验中，小明仔细观察蜡烛燃烧时的火焰，发现火焰中不同区域的明亮程度不同，这是为什么呢？在老师的指导下小明进行了以下探究活动。

【查阅资料】
（1）可燃物的种类及组成会影响火焰的明亮程度。
（2）蜡烛主要由石蜡制成，石蜡是石油炼制后得到的固体物质，主要由多种碳氢化合物组成，这些化合物分子中的碳原子数目不唯一，其化学式通式为C_nH_2n+2 ，通式中碳原子数n = 18~30。
（3）碳氢化合物在常温时的状态如下表所示。

物质名称	化学式	常温时的状态
丁烷	C4H10	气
戊烷	C5H12	液（油状）
癸烷	C10H22	液（油状）
十八烷	C18H38	固
二十四烷	C24H50	固

（4）多数碳氢化合物在一定温度下会分裂为碳原子数较少的碳氢化合物或碳（黑色固体）和氢气。
【实验探究】

序号	实验目的	实验操作	实验现象
I	探究哪一层火焰的温度最高	点燃蜡烛，把一根火柴梗平放在蜡烛的火焰中，约1s后取出观察
Ⅱ	探究焰心中参与燃烧的物质的成分	点燃一根较粗的蜡烛，取一根一端为尖嘴的玻璃导管，一端伸入火焰的焰心处，然后在尖嘴一端导管口用火柴点燃	导管口处出现火焰
III	继续探究焰心中参与燃烧的物质的成分	点燃一根蜡烛，用一把带有手柄的小刀，将刀尖伸入火焰中最暗的部分，即焰心处，一段时间后取出，冷却，观察刀尖处的现象	冷却至室温后，刀尖处有油状液体和固体物质
IV		用镊子夹住一片白瓷片，将瓷片伸入火焰中最明亮的部分，即内焰处，观察现象	白瓷片表面迅速变黑

【分析和讨论】
（1）实验I中的实验现象为                               。
（2）通过实验Ⅱ，你能分析出焰心处的物质具有的化学性质是                    。
（3）实验III中，冷却后小刀表面的油状液体可能是                （填物质名称），生成油状液体的原因是                                                 。
（4）实验IV的目的是                                                     。
（5）分析实验IV中的现象，可推断出蜡烛火焰内焰处的物质中含有          （填物质名称），由此分析内焰处最明亮的原因是                           。