初中化学探究题

(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                 。

一次性塑料包装袋造成的环境污染已经引起社会的高度关注，许多城市已经开始推广使用纸制食品袋。同学们经查阅资料得知，纸袋的组成成分中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素，于是他们利用以下装置进行实验测定。请回答下列问题：

(1)实验中C装置内发生反应的化学方程式为                          。
(2)实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是                         。
(3)为分别吸收纸袋充分燃烧的产物，并通过清晰可见的现象检验吸收是否安全高效，以上实验装置正确的连接顺序是A→(   )→(   )→(   )→(   )(填写装置的字母代号)
(4)将实验装置正确连接之后，确认气密性良好，充分燃烧16.2 g纸袋样品，测得相关实验数据见表(假定燃烧产物被完全吸收，灰烬质量忽略不计)

装置	实验前装置的质量	实验后装置的质量
B	200.0 g	200.0 g
C	210.0 g	234.2 g
D	220.0 g	229.0 g
E	210.0 g	212.2 g

 
通过分析和计算可推断得出，纸袋样品中       (填“含”或“不含”)氧元素，其碳、氢两种元素的原子个数的最简整数比为       。

淡水资源的缺乏已成为制约社会发展的重要因素，从浩瀚的海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义。某小组针对这一现状提出问题，并在实验室进行了以下探究。
【提出问题】                                                  。
【实验用品】酒精灯、试管、单孔橡皮塞、玻璃导管、铁架台、烧杯、胶头滴管、海水、硝酸银溶液。
【实验过程】
①按如图所示组装仪器并检查装置气密性。

②向大试管中加入5 mL～10 mL海水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热。加热一段时间后，小试管内收集到很少液体，试管口有大量白雾。
该小组同学建议对该装置进行改进，你认为改进的措施为：                                   。
③向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液，现象为：                                          。
【得出结论】
通过上述实验探究，你得出的结论是：                                         。
【反思交流】
①对海水淡化后剩余资源，请提出一种合理利用的措施：                                     。
②“蒸馏法淡化海水”的思路是想办法将水从混合物中分离出来。请列举一种与上述原理相同的混合物分离的例子：                                                            。

某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石与稀盐酸制取)，对反应后反应器中剩余溶液的溶质成分产生了兴趣。他们继续进行了如下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙，但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性(含有
H^＋)，说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氯化钙溶液不显酸性。
【实验过程】
将剩余溶液倒入烧杯中，微热后冷却至室温。

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加	现象：溶液变为红色	溶液显酸性(含有H^＋)，溶质中有氯化氢
乙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量锌粒	现象：            反应的化学方程式是：
丙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量石灰石	现象：

 
【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体，同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的               (填化学式)，经                      ，蒸发等操作后即可完成。

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀硫酸加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式______________。
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢?
【假设猜想】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄
猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有Na₂SO₄和NaOH
猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的。不合理的猜想是
____________________。
【实验探究】(1)丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有____________。
(2)为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液，进行如下三个方案的探究。

实验方案	测溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对比比色卡，pH<7		产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

 
【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究】(2)中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误：
(1)实验操作中的错误是____________________。
(2)实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是_____________________。

某无色溶液可能由盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种或几种混合而成。为探究其组成，小华同学进行了如下实验：
Ⅰ、取适量样品放入试管中，滴加酚酞溶液，溶液变成红色。再向试管中逐滴加入过量的氢氧化钙溶液，观察到有沉淀产生。过滤，所得滤液为红色。
(1)由实验Ⅰ中的现象可推断出样品中一定含有的物质是________(写化学式，下同)，一定不含有的物质是_________________；
为了进一步探究样品中可能含有的物质是否存在，小华继续进行了如下实验：
Ⅱ、取适量实验Ⅰ所得的红色滤液放入试管中，滴加过量的稀硝酸，溶液变为无色。再向试管中逐滴加入适量的硝酸银溶液至恰好完全反应，观察到有白色沉淀生成。过滤，所得滤液为无色。
Ⅲ、从稀硫酸、氢氧化钡溶液、氯化钡溶液、硝酸钾溶液中选择一种试剂，代替实验Ⅰ中的氢氧化钙溶液进行实验，其余的试剂及操作与实验Ⅰ的均相同。
通过实验Ⅱ和实验Ⅲ，小华得出结论：样品中可能含有的物质确实存在。
(2)实验Ⅱ所得无色滤液中，除酚酞以外，还含有的溶质为__________；
(3)实验Ⅲ中代替氢氧化钙溶液的试剂是____________溶液，可观察到的现象为_______________________。

小李和小王两位同学对孔雀石[Cu₂(0H)₂C0₃]受热完全分解后的产物进行探究。
问题：孔雀石[Cu₂(0H)₂C0₃]受热完全分解后生成了哪些物质?
查阅资料：(1)孔雀石加热分解后生成了水蒸气 、二氧化碳气体和一种黑色固体。
(2)无水硫酸铜遇水变成蓝色
猜想：小李根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体产物做出以下猜想：
可能是碳，②可能是氧化铜，③可能是碳和氧化铜的混合物。
他做出以上猜想的依据是  ▲ 
设计实验：   
实验Ⅰ：按下图进行实验，证明分解产物中有H₂O 和C0₂

以上装置的连接顺序是：a接  ▲ ，  ▲ 接  ▲ （填字母编号）
实验Ⅱ：为验证猜想，他们设计如下实验方案：向盛有少量黑色固体的试管中加入足量的
稀硫酸，振荡，待完全反应后静置观察现象。
现象和结论：
实验Ⅰ中：U型管中的无水硫酸铜变成蓝色，证明产物中有  ▲ ；
证明产物中有C0₂的现象是  ▲  ，反应的化学方程式为  ▲ 。
实验Ⅱ中：因为有 ▲ 现象，所以猜想②正确。
孔雀石受热分解的化学方程式为  ▲ 

在两支试管中各加入2 mL水，然后分别加入1～2小粒碘或高锰酸钾，振荡，观察现象；然后再向两支试管中分别加1 mL汽油，振荡，静置，观察现象。记录如表所示：

溶 剂	溶 质	现 象
先加水	碘	底部仍有碘固体，液体呈浅黄色
先加水	高锰酸钾	底部无固体，溶液呈深紫色
再加汽油	碘	分层，上层呈深紫色，下层近无色，底部无固体
再加汽油	高锰酸钾	分层，上层无色，下层呈深紫色，底部无固体

 
请回答：
(1)加入汽油后，投入碘的试管的上层液体名称是_________；投入高锰酸钾的试管的下层液体的名称是_____________________。
(2)从实验现象可以归纳：碘的溶解性为______________，高锰酸钾的溶解性为____________________。
(3)在科学研究中，若将大量水中溶解的少量碘“富集”起来，你认为可以采取的方法是__________________。

铁、铝、铜是常见的三种金属。同学们发现生活中的铝和铜制品表面一般不用防锈，而铁制品一般需要做防锈处理。
【提出问题】这是不是因为铁、铝、铜三种金属中铁的活动性最强呢?
【实验探究】同学们对这三种金属的活动性顺序展开了探究，请你参与探究并填写空格。
将粗细相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插入体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸中：

操作				根据现象得出金属活动性顺序
片刻后现象	有少量气泡	无气泡	无气泡	Fe>Al，Fe>Cu
几分钟后现象	有少量气泡	有大量气泡	无气泡

 
【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢?同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。
【反思评价】做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是________。
【实验验证】为了进一步确认铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序，同学们又将两根粗细相同的、打磨过的铁丝分别插入硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中：

操作			根据现象得出金属活动性顺序
现象	无明显现象		Al>Fe>Cu

 
写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式_________________。
【拓展迁移】(1)若只有一支盛有少量稀盐酸的试管，只需合理安排金属丝的插入顺序(能与盐酸反应的要一次将盐酸消耗完)，也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。金属丝的插入顺序为________________。
(2)金属被人类大规模开发利用的大致年限也与金属活动性顺序有关，请写出铁、铝、铜三种金属材料被人类利用的先后顺序________________。

某研究性学习小组学习了工业“侯氏制碱法”的原理后，知道如下反应：
NaCl ＋ NH₃ ＋ CO₂ ＋ H₂O = NaHCO₃↓＋ NH₄Cl 。
【提出问题】能否在实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO₃的过程呢？
【实验验证】如下图是该学习小组进行模拟实验时所用到的部分主要装置和药品。

请回答下列问题：
⑴ 检验A装置气密性的方法是：塞紧带长颈漏斗的橡胶塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，若                                        ，说明装置不漏气。
⑵该实验中用B装置制取的气体是              （填化学式），B装置中盛装浓氨水的仪器名称为          ，本实验中使用该仪器的优点是                                           。
⑶D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置，进气口是       （填a或b），D的作用是除去HCl气体，反应的化学方程式为                                   。
⑷实验时先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH₃（溶液显碱性），再通入足量的CO₂，其原因是              （填写序号）。
① 使CO₂更易被吸收   ② NH₃比CO₂更易制取    ③ CO₂的密度比NH₃大
⑸用                        的方法将生成的NaHCO₃晶体从混合物中分离出来。
【得出结论】利用“侯氏制碱法”在实验室可以制取NaHCO₃ 。