初中化学探究题

请你参与实验室用生石灰制取氢氧化钠固体的研究。将一定量的生石灰加入一只洁净的
烧杯中，加入碳酸钠溶液，充分反应后冷却到室温，通过过滤、洗涤、干燥得到固体A和
溶液B，请回答以下问题。
【查阅资料】NaOH 、Ca(OH)₂的溶解度

温度(℃)	0	20	40	60	80	100
NaOH的溶解度(g/100g水)	42	109	129	174	314	347
Ca(OH)2的溶解度(g/100g水)	0．18	0．16	0．14	0． 12	0．09	0．07

 
（1）固体A中的成分是什么？
【猜想与假设】
甲同学认为是：CaCO₃   乙同学认为是：CaCO₃，Ca(OH)₂
乙同学猜想可能含有Ca(OH)₂的理由是                          （用化学方程式表示）。
【实验与探究】为了验证各自的猜想，甲、乙同学分别进行了实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
甲同学：用一支洁净的试管取少量固体A，再加入过量稀盐酸。	有气泡产生	自己的猜想 正确
乙同学：用一支洁净的试管取少量固体A，加水，充分振荡，向上层清液中滴加             。	上层清液由无色变为红色	自己的猜想 正确

 
【反思与评价】同学讨论后认为，甲同学的实验          （填“能”或“不能”）证明固体A的成分，理由是                     ；
结合甲、乙两位同学的实验证明了乙同学的猜想是正确的，因此确定了固体A的成分。
（2）溶液B中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】丙同学认为是：NaOH、Na₂CO₃   
丁同学认为是：NaOH、Ca(OH)₂    
戊同学认为是：NaOH
【表达与交流】
①结合对固体成分的探究，同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确，理由是           ；
②同学们欲将溶液B加热浓缩，加热不久，溶液出现浑浊，只好停止加热，请解释加热时溶液出现浑浊的原因是                                ；
③同学们立即变换方案，向B溶液中加入适量的          ，过滤，将滤液加热浓缩至饱和，        、过滤、洗涤、烘干得到比较纯净的氢氧化钠固体。
④取少量制取的氢氧化钠固体溶解，进行焰色反应，观察到火焰呈        色。

小云同学在整理厨房时不小心将一瓶醋打翻，醋洒在火炉旁的一堆草木灰上，发现有大量的气泡生成。激发了兴趣，于是他决定与学习小组的同学，对草木灰的成分进行探究。
《探究活动一》
根据所学酸碱盐知识，同学们猜想草木灰中含有能与酸反应产生气体的盐类物质，于是，设计并进行如下图所示的实验。

观察到锥形瓶A内有大量的气泡冒出，试管B中澄清的石灰水变浑浊。根据上述实验现象推断：产生的气体中含有         ，根据所学知识，可得出如下结论：
草木灰中一定含有碳酸盐。
《探究活动二》
资料摘要Ⅰ：多种金属化合物在灼烧时，产生的火焰呈现各种特殊的颜色，例如下表。

化合物所含金属元素	钙元素	钾元素	铜元素
灼烧产生火焰颜色	砖红色	紫色（透过蓝色钴玻璃片）	绿色

 
资料摘要Ⅱ：碳酸钾与碳酸钠、碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似；碳酸氢钠性质不稳定，受热易分解。
（1）同学们认为还必须对草木灰中存在的盐类物质中所含的金属元素进行探究。同学们在老师的指导下，取草木灰样品在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃片观察到火焰呈     色，由此得出草木灰含有钾元素的结论。
（2）综合上述探究结果，进一步猜测草木灰中含有的钾盐是：
a.  KHCO₃    b．         c．           的混合物。
（3）小红认为上述猜测      （填序号）是错误的。理由是草木灰经柴草燃烧而成，而                       。
（4）请你写出上述“探究活动一”中，锥形瓶A内发生的一个反应的化学方程式：                              ；简述草木灰的用途之一：               。老师指出：草木灰成分复杂，其中所含其它成分的探究有待同学们后续进行。

学习了金属的化学性质后，某兴趣小组进行了如下实验：将足量镁条加入到氯化铁溶液中，观察到镁条表面有气泡产生，一段时间后，有黑色固体粉末生成．
【提出问题】产生气体是什么物质？
【作出猜想】猜想一：可能是氧气；
猜想二：可能是氢气；
猜想三：可能是二氧化碳．
【交流讨论】大家思考后，一致认为猜想三不合理，其理由是                   。
【实验与结论】

实验步骤	现象	结论
①先用试管收集该气体，再将带火星的木条伸入试管		猜想一不成立
②用尖嘴导管将气体导出并引燃，同时在上方放一块干冷的玻璃片	该气体能燃烧，且玻璃片上有                出现	猜想二成立

 
【继续探究】用pH试纸测得氯化铁溶液pH约为2，说明氯化铁溶液中含有较多的         离子。

某化学兴趣小组的同学发现：发酵粉能够使面团松软、发泡是因为发酵粉产生了CO₂所致。发酵粉的主要成分中有碳酸氢钠（NaHCO₃），俗称小苏打，他们对碳酸氢钠的性质进行了探究。
实验一：探究碳酸氢钠溶液的酸碱性
用pH试纸测得碳酸氢钠溶液的pH为10，由此可知碳酸氢钠溶液呈           性。
实验二：探究碳酸氢钠的热稳定性
《查阅资料》碳酸氢钠受热容易分解，生成水、二氧化碳气体和一种常见的固体物质。
《进行实验》为验证碳酸氢钠受热时会分解，兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上加热，如下图所示。

（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有                               。
（2）充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，倒入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊。写出该反应的化学方程式：______       _______________。
（3）兴趣小组的同学认为充分加热后的固体产物可能是NaOH或Na₂CO₃。
①他们猜想的依据是                              ___________________________。
②请设计实验检验反应后的固体产物是NaOH还是Na₂CO₃，并填入下表：

实 验 操 作	预期实验现象	结   论
		固体产物是Na2CO3，而不是NaOH。

《小结》
NaHCO₃受热发生变化的化学方程式为                                       。

实验室有一瓶保存不当的试剂（如右图所示），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。小华等几位同学很感兴趣，决定对其成分进行探究。
【提出问题】这瓶试剂溶质是什么？
【交流研讨】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是   （填字母序号）。
A．酸      B．碱      C．盐
【查阅资料】①初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
②Na₂CO₃、NaHCO₃溶液都呈碱性。NaCl溶液呈中性。
③室温下（20℃）时，4种物质的溶解度的数据如下。

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	36	109	215	9．6

 
【得出结论】小华根据试剂瓶上标注和上表溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是   。
【猜想与实验】①可能是    溶液；  ②可能是NaOH溶液；  ③可能是NaCl溶液。
（1）小亮用洁净的玻璃棒蘸取该溶液,滴到干燥的pH试纸上，测得pH=11，他判断该溶液不可能是   
（2）小强为了确定该溶液的成分，进行了如下实验。

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
步骤一： 取样品于试管中，滴加足量	产生大量的气泡	猜想①正确。 步骤一发生反应的化学方程式是
步骤二：把产生的气体，通入

 
【质疑】小华则不同意小强的观点，认为溶液中有Na₂CO₃还可能有NaOH。请你帮助他完成以下探究方案：

探究步骤	预计现象	结论
步骤一：取样品于试管中，向其中滴加足量的   溶液并过滤	产生白色沉淀	溶液中既含Na2CO3，又含有NaOH
步骤二：向上述滤液中滴加酚酞试液	酚酞试液变   色

 
【反  思】NaOH溶液会因接触空气而变质，写出该反应的化学方程式     ；

氢氧化钠溶液与稀硫酸发生中和反应时观察不到明显现象，为了确定其反应是否反生，某班同学设计了不同的实验方案进行探究：
(1) 方案一：向装有一定量氢氧化钠溶液的烧杯中滴几滴酚酞试液，不断滴入稀硫酸，如果实验现象是     就可以证明氢氧化钠溶液与稀硫酸发生了化学反应；其反应的化学方程式为     ；
(2)方案二：向装有一定量稀硫酸的试管中滴加氢氧化钠溶液，振荡后再向其中滴加碳酸钠溶液，如果有气泡产生，则说明氢氧化钠溶液与稀硫酸没有发生化学反应。你认为方案二的结论正确吗？      （填“正确”或“不正确”），理由是：      
(3)下列实验方案中，能证明氢氧化钠溶液与稀硫酸发生了反应的是 　（填序号）。
A．用pH试纸测定氢氧化钠溶液的pH，然后向其中滴加稀硫酸，pH逐渐减少，最终小于7
B．用温度计测试氢氧化钠溶液滴加稀硫酸前后的温度，温度明显上升
C．向一定量的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸后再滴加硫酸铜溶液，有蓝色沉淀生成

化学课外活动中，小红将稀盐酸加入盛有澄清石灰水的试管中，无明显现象；小强将稀盐酸加入盛有K₂CO₃溶液的试管中，有气体生成．反应结束后，两同学把废液倒入同一废液缸中，观察到废液缸中产生少量的气泡，最终有白色沉淀生成．请回答以下问题：
（1）废液缸中最终生成的白色沉淀是            。
（2）通过分析废液缸中的现象，你认为小红实验后的废液中一定含有的溶质是          。
（3）小强从废液缸中取出废液，过滤，对滤液进行实验探究．他认为滤液中除含有KCl外，还可能含有K₂CO₃，请你邦他完成下面的实验报告：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量滤液于试管中，加入		废液中含K2CO3

人体的汗液有咸味。小庭和小怡同学猜测汗液中可能含有氯化钠，为此她们准备做探究实验。她们想到两种提取汗液的方法，方法一：用胶头滴管直接吸取足量汗液转移到烧杯中，再加入适量蒸馏水稀释；方法二：用出汗的手在盛有自来水的容器中清洗，再将清洗后的自来水部分转移到烧杯中。其中方法　 　是正确的。
在老师指导下，她们用正确的方法提取汗液，进行以下实验：
（1）用试管取适量提取液，滴入硝酸钡溶液，没有出现白色沉淀，说明汗液中　   　（填：“有”或“无”）硫酸和硫酸盐。
（2）用试管取适量提取液，滴入硝酸银溶液，发现有白色沉淀出现，加入稀硝酸后沉淀不溶解。由此可推测该白色沉淀物的化学式是　 　。
（3）将适量提取液倒入蒸发皿中加热蒸发，出现类似食盐的小颗粒。
你认为她能否仅凭上述三步实验得出“这些小颗粒就是氯化钠”？　 　

同学们用Na₂CO₃溶液和浓HCl来研究简易灭火器的反应原理时，对废液的成分进行探究。
【推理假设】上述两种物质发生反应的化学方程式为：                               ，由此
推测出废液中一定有NaCl，可能有Na₂CO₃或盐酸。
【实验探究】（1）确定废液中是否含有盐酸：
①选择试剂：根据盐酸的化学性质，同学们选用了如图所示的五种物质，其中物质X是酸碱指示剂中的           溶液。

②实验验证：某同学向废液中加入少量的镁粉，观察到                ，确定废液中一定没有盐酸。
（2）确定废液中是否含有Na₂CO₃：某同学选用           测出废液的pH=l0，确定废液中一定含有Na₂CO₃。
（3）处理废液，回收利用：欲从废液中得到纯净的NaCl，请完成如下实验方案设计。

方案	加入试剂	分离方法	方案评价
一	适量Ca(NO3)2溶液	过滤、蒸发结晶	不可行，理由是：
二	稍过量的		可行

 
（4）拓展运用：
按如下图方案分离BaCl₂和NaCl的固体混合物时，Ｘ溶液中溶质是            。

由于大量使用一次性塑料方便袋而造成的“白色污染”已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学对某种塑料袋的组成进行分析研究(资料显示该塑料只含C、H两种元素)。他们设计了图18所示的实验装置，使该塑料试样在纯氧中完全燃烧，观察实验现象、分析有关数据、推算元素含量。

(1)实验装置中有一处明显错误，请指出错误处，并写出（或在答题卷上画出正确图并用字母标注上哪一个装置）改正方法     
(2) 装置F的作用是     .
(3) 若装置C的玻璃管中放入的塑料试样质量为5.9g，塑料试样充分燃烧后，装置D增重7.2g，则该塑料试样中含氢元素的质量为     g；假设塑料的组成为C_xH_y，则装置C的玻璃管中反应的化学方程式为     (化学计量数用含x、y的代数式表示，且可以是分数)
(4)若装置中没有连接装置B，将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果     ( 填“偏小”、“ 偏大”或“无影响” )

请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：
[提出问题] 在平时探讨酸的性质时，我们通常是讨论酸的水溶液。究竟水在酸显示酸的特性时扮演什么角色呢?
[确定研究对象] 以我们最熟知的盐酸(氯化氢的水溶液)和氯化氢进行探究。[查阅资料] 氯化氢溶于水时解离出氢离子和氯离子，而溶于干燥的甲苯(一种有机溶剂)时仍以氯化氢分子的形式分散(如下图)。

[设计与实验] (请完成下表)

实验内容	实验现象	解释与结论
测定导电性	氯化氢的水溶液：导电性良好	氯化氢的水溶液中有自由移动的离子
氯化氢的的甲苯溶液： A	氯化氢的甲苯溶液中没有自由移动的离子
与镁作用	氯化氢的水溶液：         B	化学方程式：             C
氯化氢的甲苯溶液：没有明显的现象	氯化氢在甲苯溶液中没有解离出氢离子
与固体碳酸钠的作用	氯化氢的水溶液：产生气泡	化学方程式：    D
氯化氢的甲苯溶液：	氯化氢在甲苯中没有解离出氢离子

[讨论与反思] 盐酸的酸性是因为氯化氢在水分子的作用下解离出了_______________E____。

有一瓶久置的氢氧化钠溶液。
（1）氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，请写出相关反应的化学方程式：      。
变质后的产物俗称为          。
（2）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加无色酚酞试液，试液变红色，由此      （填 “能”或“不能”）得出氢氧化钠溶液变质。请说明判断的理由           。
（3）为探究氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质，设计如下表实验：
[提供信息]：a.在水中的溶解性：Ba(OH)₂可溶、Ca(OH)₂微溶、BaCO₃难溶；
b.BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、CaCl₂溶液、Ca(NO₃)₂溶液、NaNO₃溶液均显中性。

实验步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的     溶液，并不断振荡。	有     生成。	说明原溶液中一定有碳酸钠。
Ⅱ.取步骤Ⅰ试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液。	溶液变红色。	说明原溶液中一定有   。

 
由以上实验可知，氢氧化钠溶液    （填“部分”或“全部”）变质。

小黎同学为了进一步加深对“碱的化学性质”的理解，特邀你协助完成下列活动与探究：
（1） 如右图所示，在白色点滴板上进行实验，请将实验现象填入下表：

	氢氧化钠溶液	氢氧化钙溶液
加紫色石蕊溶液

（2）回忆检验二氧化碳气体的反应，写出该反应的化学方程式                          。

（3）三氧化硫（SO₃）与氢氧化钠反应与上面的反应类似，写出这一反应的化学方程式                                   。
（4）如右图所示，在烧杯中加入10mL氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞试液，溶液显     色，再用滴管慢慢滴入稀盐酸，并不断搅拌溶液，至溶液颜色恰好变成
      为止。
这一实验说明：酸与碱作用生成了盐和水，这一反应叫做       反应。中和反应的实质是                             ；实验中滴加酚酞的作用是                     。 
（5）根据上面的实验和讨论，试归纳出氢氧化钠、氢氧化钙有哪些相似的化学性质。（任写两点）
①                                       ②                        

如图为用镀锌铁片制成的日常用品。镀锌铁是指通过镀锌工艺在铁皮上进行镀锌而制成的一种产品，热镀锌产品广泛用于建筑、家电、车船、容器制造业、机电业等，几乎涉及衣食住行各个领域。为测定铁片镀锌层的厚度实验过程如下。

【实验步骤】
（1）剪取一片镀锌铁片，量得长度=2．0 cm，宽度=l．9 cm。
（2）用电子天平称量质量0．857g。
（3）实验中需要溶质质量分数为10％的稀盐酸200 mL（密度=1．05g／mL），需要量取溶质质量分数为37％的浓盐酸（密度=1．18g／mL）____（保留至小数点后1位）mL，然后稀释。
（4）将镀锌铁片放入溶质质量分数为10％盐酸中。当观察到_______，可以判断镀锌层恰好反应。
（5）将溶液中的铁片取出清洗、擦干、烘干后用电子天平称量质量0．837g。
【计算结果】
（1）铁片镀锌层的质量有____g。
（2）已知锌的密度7．1g／cm³，计算出铁片镀锌层厚度mm。
【实验反思】
实际计算结果偏大，同学们分析，这是因为很难通过观察现象判断镀锌层恰好反应，造成镀锌铁片浸泡在盐酸中时间____（填“偏长”或“偏短”）。
【实验改进】

资料卡片：如图甲所示，两种金属活动性不同的金属放入酸、碱、盐溶液中，会有电子的流动，从而产生电流。
将上述实验改进成如图乙的装置，当观察到____，此时锌层恰好反应。

(5分)钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。图1是实验室模拟炼铁的装置图。

图一                           图二                图三
(1)写出图1中A处发生的化学反应方程式：                        ；
(2)实验过程中通入CO质量与红色粉末质量的关系如图2所示。根据图示，下列说法不正确的是             ；（填序号）
①a点表示开始通入CO，反应开始发生  
②b点表示通入CO一段时间后加热，反应开始发生                                         
③c点表示红色粉末已充分参加反应      
④d点表示反应结束后仍需继续通入CO
⑤可根据通入CO的质量计算出红色粉末的质量
(3)图1装置中的不足之处是                                      。
(4)该实验炼制的铁与工业炼制出的铁最大的区别是                   。
(5)某化学小组的同学们利用上述实验对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们取了3.6g固体样品，用图1所示的装置重新实验，测定的部分数据如图3所示，则原样品中铁元素与氧元素的质量比是            。