初中化学探究题

双休日后，小丽带着快乐的心情返回学校。当她来到实验室时，意外地发现实验桌上有瓶敞口放置已久的NaOH溶液，由此，激发了她的探究欲望。
《提出问题》这瓶NaOH溶液一定变质了，其变质程度如何呢？
《提出猜想》小丽的猜想：NaOH溶液部分变质 
你的新猜想：　    　               　。
《实验探究》小丽设计如下实验来验证自己的猜想，请根据表中内容填写小丽实验时的现象：
假设你的猜想正确，并按小丽的实验方案进行实验，则你观察到的实验现象是
                         。
《实验反思》下列物质①BaCl₂溶液、②Ca(NO₃)₂溶液、③Ca(OH) ₂溶液、④Ba(OH)₂  
 溶液，能替代小丽实验中CaCl₂溶液的是           　　 (填序号)。
《拓展应用》小丽想测定这瓶变质的NaOH溶液中Na₂CO₃的质量分数。现取20g待测溶液，向其中逐滴加入CaCl₂溶液，产生沉淀质量与所加CaCl₂物质的量的关系如图所示。
（1）B点处所得溶液中溶质有      　　。
（2）求待测溶液中Na₂CO₃的质量分数。
（ 写出计算过程）

小明同学利用已有的知识弄清家里化肥的成分，他看到袋中化肥是白色晶体，用少量肥料跟熟石灰一起研磨，有浓烈的刺激性气味，初步判定是一种氮肥。
为进一步证实肥料的成分，小明将少量肥料样品带到学校进行探究。

探究内容	现象	结论
实验1：取一定量的肥料放入水中，震荡	样品完全溶解	_________________
实验2：取实验1中的部分溶液，滴加石蕊试剂	溶液呈红色	__________________
实验3：另取实验1中的部分溶液，滴加氯化钡试剂和稀盐酸	有白色沉淀生成	该化肥为_________

①小明家的化肥是一种铵盐，有同学认为盐的水溶液都呈中性，你同意他的观点吗？请举例说明。____________________________________________________。
②结合探究过程回答，施用该化肥时应注意________________________________。

化学小组的同学对碳燃烧产生兴趣。
提出问题：将3克碳与8克氧气放入密闭容器中燃烧，产物只有二氧化碳吗？
猜想与假设：燃烧后气体一定含有CO₂，可能含有       。
查阅资料：向氯化钯（PdCl₂） 溶液中通入CO，发生下列反应。请完成化学方程式的书写PdCl₂+CO+H₂O==Pd↓黑色+CO₂+2      。
设计实验：小刚设计了下图所示装置。 结合图示回答问题：
实验步骤：
（1）打开弹簧夹a，关闭弹簧夹b、c 。点燃酒精灯，加热碳粉，A装置中观察到的现象是           。
（2）过一会儿，打开弹簧夹b,推动注射器的活塞。
（3）打开弹簧夹c，用注射器向装置中缓缓注入氮气，观察到B中澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为         。小组同学通过实验确定有一氧化碳生成，他们依据的现象是         。
实验结论：综合上述实验，并进行理论推导，得出结论。3g碳在8g氧气中燃烧后的混合物中含有         。
实验反思：在整个实验过程中，注射器的作用有         。

近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的。
【提出问题】如何通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【查阅资料】
（1）“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为：5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ＝ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2 H₂SO₄”。
（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，能和澄清石灰石发生反应生成难溶于水的亚硫酸钙（CaSO₃）,也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫使澄清石灰水变浑浊的化学方程式：______________________。
根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。
【实验探究】
（3）甲同学：
“实验操作”：甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

“实验现象”： A                 ，B                     。
“得出结论”：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素。
（4）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：                。
（5）丙同学：进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

【探究与结论】（6）上图C装置的作用是                                   。
（7）丙同学的实验中若已证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学应看到的实验现象是              。

磷（包括红磷和白磷）是初中化学实验中经常使用的物质，化学小组的同学以“磷的燃烧”为主题设计并整理了以下三组实验，请你参与完成：
（1）探究空气中氧气的含量：

实验Ⅰ和Ⅱ装置中，能完成测定空气中氧气体积分数的是（填序号）          。红磷燃烧的化学反应方程式为             。
（2）探究物质燃烧的条件：

①通过实验Ⅰ得到：可燃物燃烧的必备条件是            ；
②改进后的装置Ⅱ中可看到的现象是           。
③将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使试管罩住白磷（如装置Ⅲ所示），结果观察到了“水火相容”的奇观，则大试管所装气体可能是          ；
（3）利用如右图所示装置探究化学反应过程中物质总质量的变化：实验过程气球的作用是              。

（1）学习二氧化碳性质时，老师做了如右图所示的实验。结果发现，澄清石灰水变浑浊。请写出澄清石灰水变浑浊有关反应的化学方程式_____________________。

老师提出：氢氧化钠与氢氧化钙同属于碱类化合物，与氢氧化钙的化学性质相似，那么，氢氧化钠能否与二氧化碳反应呢？
同学们围绕着这个问题，通过查阅资料得知：常温下，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O。
接着，在老师指导下，完成了如下实验：将上述实验中的澄清石灰水换成氢氧化钠溶液，向其中通入CO₂，观察到的实验现象为_________________________。
（2）为了验证CO₂能与氢氧化钠发生化学反应，同学们设计了如下实验

①甲实验：向盛满CO₂的塑料矿泉水瓶（质软）中加入一定量NaOH溶液，迅速旋紧瓶塞，并振荡。静止一会儿后观察到的实验现象为________________________。
②乙实验：向盛满CO₂的集气瓶中倒入一定量NaOH溶液，迅速在瓶口处塞上一个去壳熟鸡蛋，静止一会儿后可观察到的实验现象为________________________。
（3）做完上述实验后，部分同学提出质疑，认为上述实验不足以说明CO₂与氢氧化钠发生了化学反应。你认为这部分同学提出上述质疑，主要考虑的干扰因素是________________。为了进一步验证CO₂能与氢氧化钠发生化学反应，同学们又设计了如下实验：

①A瓶盛装的试剂是________________，B瓶盛装的试剂是______________，实验时应_____
[填“打开”或“关闭”]活塞K。
②进行此实验时，通入CO₂的体积应__________[填“大于”、“等于”或“小于”]A瓶溶液的体积。
③能证明CO₂能与氢氧化钠发生化学反应的实验现象是______________________________。

某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组欲测定该品牌纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数）。（一）甲组同学设计如图所示实验：

【实验步骤】
①组装好如图仪器，并检查                   ；
②称取13.0g样品放入锥形瓶中，加入少量蒸馏水溶解，并在其他装置中加入相应的药品；
③称量装置C的质量；
④打开分液漏斗旋塞滴入稀硫酸，直到不再产生气泡为止；
⑤再次称量装置C 的总质量；
⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数。
【实验分析】
（1）A装置中反应的化学方程式为                                       。
（2）B装置的作用是                                       。
（3）如果没有B装置则所测样品中碳酸钠的质量分数     。（填偏大、偏小、不变）
（4）小明提出能否用盐酸代替硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是                             。
（5）称得纯碱样品的质量为13.0g，实验前、后C装置（包含药品）的质量分别为61.2g和65.6g，则该纯碱样品的纯度为         %（精确到0.1%）。
（二）乙组同学采用生成沉淀的方法来测定样品中纯碱的质量分数，设计了如下实验：

（1）判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是         ，然后观察现象判断。
A．静置混合物X，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则氯化钡已经过量； 
B．向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成则说明氯化钡已经过量。
（2）判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加         ，然后观
察现象判断。
A．氯化钡溶液      B．稀硫酸       C．硝酸银溶液       D．稀盐酸
（3）根据实验数据，乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为         %（精确到0.1%）。
【实验反思】
甲乙两组同学所测该品牌中碳酸钠的质量分数，你认为       组（填“甲”或“乙”）更准确，另一组存在较大偏差的原因可能是                            。

实验探究是化学的灵魂，请你参与实验室制取氧气和二氧化碳的探究活动。
Ⅰ．制取氧气方法的分析

（1）写出A、B装置中标号仪器名称：①            ；②             。
（2）写出一个用A装置制取氧气的化学方程式
                                               。
（3）用B装置收集氧气的优点是                                。
（4）上述两种方法中，更符合“低碳”理念的是          （填“A”或“B”）。
Ⅱ．制取二氧化碳原料的选择
实验室常用大理石或石灰石（主要成分CaCO₃）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为                                     。
（2）实验过程中，同学们提出了下列问题并在老师指导下进行实验。
［问题一］能否用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳？

［分析二］实验室不选用石灰石粉末、碳酸钙粉末或碳酸钠粉末制取二氧化碳的理由是                                       。
［结 论］实验室制取二氧化碳，原料通常用块状石灰石（或大理石）和稀盐酸。
Ⅲ．拓展与反思
通过探究活动，你认为选择实验方法时应考虑的因素有            （写一种即可）。

(13分)已知某纯碱样品中含有少量氯化钠，为测定样品中纯碱的质量分数，甲、乙两组分别采用不同方法。
Ⅰ、甲组用下图装置通过测定气体质量再计算出纯碱的质量分数。

其主要步骤如下：
①按图组装仪器并检查气密性；
②称取m克试样放入锥形瓶中加适量蒸馏水使之完全溶解；
③称量装置D中装有碱石灰的U形管质量是a₁克；
④从分液漏斗中慢慢滴加20%的稀硫酸
⑤从导管a中缓缓鼓入空气；
⑥再次称量装置D中装有碱石灰的U形管质量；
⑦重复⑤和⑥的操作，直到装置D中U形管质量基本不变，测得质量为a₂克。
试回答相关问题：
⑴A装置中最好装______溶液，作用是________________________；
⑵装置C中浓硫酸的作用是_____________________________________；
(3)步骤④中，从分液漏斗中慢慢滴加20%的稀硫酸直至观察到_______为止，写出该反应的化学方程式______________________；
(4)若没有步骤⑤会使测定结果_______(偏大或偏小)；
(5)E装置中碱石灰的作用是____________________________________________；
(6)装置B中分液漏斗内的稀硫酸不能换成浓盐酸的理由是__________________________。
Ⅱ、乙组用生成沉淀的方法来测定纯碱(Na₂CO₃₎的质量分数，称取12.5克样品加入107.2克的氯化钡溶液恰好完全反应过滤得到的沉淀干燥后为19.7克和一定量滤液(设没有损失)，试计算①样品中纯碱的质量分数；②滤液中溶质的质量分数。(写过程5分)

(4分)学过氢氧化钠与盐酸之间能发生反应后，某校化学活动小组的同学们要用实验的方法通过相应的现象来证明氢氧化钡与盐酸也能发生反应。
《猜想与假设》氢氧化钡和盐酸能发生化学反应。
《设计与实验》实验过程和相应现象如图所示：

	第1次	第2次	第3次
氢氧化钡溶液的质量	17.1 g	17.1 g	17.1 g
滴加稀盐酸的质量	5 g	7.3 g	10 g
滴加碳酸钠溶液后的实验现象	产生白色沉淀	产生白色沉淀	产生气泡

《讨论与交流》
(1)第一次滴加碳酸钠溶液后产生白色沉淀的化学反应方程式为                     
(2)第三次滴加碳酸钠溶液产生气泡的原因是____________________
(3)实验证明盐酸与氢氧化钡之间能发生反应，理由是_____________________________

化学活动小组的同学用下图所示装置进行实验（装置的气密性良好）：先关闭止水夹，将足量氢氧化钠溶液滴入锥形瓶中，充分反应后，再打开止水夹。

（1）锥形瓶中能观察到的现象是                 ；
（2）探究反应后锥形瓶内溶液中溶质成份的几种可能情况：对其成分他们分别做出了如下猜想：
甲同学猜想可能含有NaOH和Ca(OH)₂  ；乙同学猜想可能含有NaOH、Na₂CO₃和Ca(OH)₂
丙同学猜想可能恰好完全反应只含NaOH ；丁同学猜想可能含有           。
你认为甲、乙、丙同学的猜想都合理吗？哪位同学猜想是错误的，请分析原因是          
[物质鉴别]化学小组同学选用了两种不同类别的试剂进行实验，鉴别甲同学猜想，并得出结论——氢氧化钙存在。请将鉴别的化学方程式填在下表中。

	化 学 方 程 式
试剂1
试剂2

同学们在学习复分解反应条件时，做了如下实验：
《实验过程》向硝酸钡溶液中加入一定量碳酸钾溶液，观察到有白色沉淀产生，过滤后，向滤液中加入一定量稀硫酸，观察到有气泡产生。
《观察与讨论》通过实验，同学们认识到了复分解反应发生的条件是   ____________________________________________
为了科学处理试验后产生的废液，同学们决定对最终所得废液溶质的成分进行探究。 
《提出问题》最终所得废液中含有什么溶质?
《猜想与假设》甲同学猜想：废液中含有KN0₃、K₂S0₄两种物质
乙同学猜想：废液中含有KN0₃、K2S0₄、Ba(NO₃)₂三种物质
丙同学猜想：废液中含有KN0₃、K₂S0₄、K₂C0₃三种物质
《问题与讨论》请对乙同学的猜想进行评价：___________________________________
《活动与探究》甲同学为了验证自己的猜想进行了如下实验：
取少量废液于试管中，向其中滴加酚酞试液，观察到溶液无明显现象。从而得出结论：
自己的猜想成立。
《反思与评价》请对甲同学由实验现象得出的结论给予评价：______________________________________________若想得出正确的判断，你的实验方案是    ______________________________________________________________
《表达与交流》同学们确认甲同学的猜想是错误的，你认为处理该废液的方法是 __________________________________________________________

“五一”假期，小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关；b.可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

实验编号	硫酸的质量分数（均取20mL）	锌的形状（均取1g）	氢气的体积（mL）（均收集3分钟）
	20%	锌粒	31.7
	20%	锌片	50.9
	30%	锌粒	61.7
	30%	锌片	79.9

 
（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式                                                    。
（2）小兵用下图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是                                 。

【收集证据】（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是                。
【得出结论】（4）结论是                                                               。
【评价与反思】
（5）下表是小兵第①组实验的详细数据。

时段（均为1分钟）	第1分钟	第2分钟	第3分钟	第4分钟	第5分钟	第6分钟
H2的体积	3.1mL	16.7mL	11.9mL	9.6mL	7.6mL	6.0mL

 
请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因                              。
（6）锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响？                                     。

某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe₂O₃二种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有：
①只有Cu；②只有            ；③是Cu 、Fe₂O₃的混合物  
【资料获悉】Cu在FeCl₃溶液中发生反应：2FeCl₃＋Cu = 2FeCl₂＋CuCl₂
【实验探究】
（1）甲同学取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为          的观点正确（填“甲”或“乙”）。
（2）丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中，按右下图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：


【交流讨论】                       
（1）在装置A中先通CO气体的作用是                                        。
（2）应该选择         组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明：该红色粉末的组成是猜想中的第                  组（填序号）。
（3）实验中观察到A装置中的现象为                                        。
【反思评价】丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？        
                                                           。

某兴趣小组在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。

实验后，同学们将三个实验的废液倒入同一废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色。
【提出问题】废液中含有哪些物质?
【交流讨论】（1）一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和            。
（2）还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?
猜想1：只有碳酸钠。
猜想2：只有氢氧化钙。
猜想3：是氢氧化钠和碳酸钠。
你的猜想：还可能是                  。
【实验设计】小斌想用氯化钙溶液来验证他们的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小斌的实验设计补充完整。

实验内容	预计现象	预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，静置。	①有白色沉淀生成，溶液呈红色	猜想3正确。
②	正确。
③	正确。

【反思拓展】
在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑                 。