初中化学探究题

按照体积计算空气中氧气约占         %，某化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（图1），但测出的氧气体积分数明显偏小．请你参与探究：

【提出问题】
造成误差的原因是什么？如何改进课本实验装置？
【查阅资料】
①

	颜色、状态	熔点/℃	燃烧所需最低温度/℃	密度/g•cm^﹣3
红磷	暗红色固体	590	240	2.34
白磷	白色固体	44.1	40	1.82

②二氧化碳气体能被氢氧化钠溶液吸收
③在加热的条件下铜粉能与氧气反应生成黑色的氧化铜固体
【猜     想】
甲同学：可能是导管内原存有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性；
乙同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气的缘故；
你还能做的猜想是                          （写一点即可）。
【交流与讨论】
（1）写出图1中集气瓶中发生反应的文字或符号表达式                                  ；
（2）丙同学认为，用木炭代替红磷也能完成图1的实验，但事先要在集气瓶中放入一定量的                     ；
（3）他们对图1实验装置进行了如图2的改进．

①甲同学提出应把红磷更换为白磷，理由是                            ；
②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷，利用了金属铜的                       性；
③与图1实验装置相比，图2装置的一个优点是                          ；
【探究与反思】
（1）为验证乙同学的猜想，将铜粉在残余气体中加热，观察到铜粉变黑，所以乙同学的猜想          （选填“合理”或“不合理”）；
（2）大家采用改进的实验装置（图2）进行实验（左边玻璃管上面的空气平均分成了5等份，并标刻度线），待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失，同时能观察到                    ，得到了较准确的数据，但又意外发现左玻璃管内壁上端附着白色固体．左玻璃管上端的白色固体主要成分可能是                  。

某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
[集体讨论]：
（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择（填编号）          。
A．蜡烛      B．红磷      C．硫粉
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证          。

（2）小组同学共同设计了如下图的两套装置， 你认为合理的是（填编号）         。
为了确保实验的成功，在装药品之前应该                        。
[分组实验] 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
[数据分析] 实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）

组   别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积（mL）	20	21	14	20	28	19

 
（3）根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理是                       。
[分组讨论]
（4）第三组同学进入集气瓶中水的体积明显比其他组同学少，原因是               （答一条）
第五组同学进入集气瓶中水的体积明显比其他组同学多，原因是                    （答一条）
（5）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的             。
[实验总结]
（6）小组的同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是                    。

利用下列所示仪器、药品（及其它必要物品）设计制取氧气和试验其性质的实验对比方案。

（1）对比加入试剂顺序对于制取氧气反应速率的影响

方法一：把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中	方法二：把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中
现象：方法一中，立即产生大量的气泡，一会儿，产生气泡的速度越来越慢； 方法二中，持续并均匀地产生气泡；
结论：方法__① ____可以得到平稳的氧气流。通过对比实验可知，对于固体和液体反应制取气体时，加入试剂的顺序对反应速率有影响，若想得到平稳的气流，应该先加___②____，（填“固体”或“液体”，下同）然后再缓缓加入 _____③_____

 
（2）对比不同反应物制取氧气的反应速率

反应物药品的名称	反应的文字表达式	填选用制取和收集装置的仪器名称
方法一：过氧化氢溶液、二氧化锰	①_____________________	试管（带支管）、注射器、__②____
方法二：氯酸钾、二氧化锰	③___________________	此空不用填
结论：对比两种制取氧气的方法，方法一更简单。因为同样在二氧化锰的催化剂下，该方法制取氧气反应迅速，______ ④    _________。

 
（3）对比硫在空气里与在氧气中燃烧的现象

实验名称	操作步骤	实验现象
硫在空气里燃烧	取少量的硫粉于燃烧匙中，把燃烧匙放置在外焰上加热至硫粉燃烧起来，观察现象	①_____________________
硫在氧气中燃烧	②_____________________	硫在氧气中燃烧更剧烈，发出_____③____火焰，放热，生成有刺激性气味的气体
结论：条件（如浓度、温度）对化学反应是有影响的。硫在空气中燃烧不如在氧气中燃烧剧烈，是因为空气中_________④_________相对较少。

咸宁市市某校2018年实验操作模拟考试的一个考题是：用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水。

【进行实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
分别用a，b，c三支试管取样，各加入一定量碳酸钠溶液	a中有气泡产生	a中物质是稀盐酸
	b中无明显现象	b中物质是食盐水
	c中	c中物质是澄清石灰水

写出a试管中发生反应的化学方程式 　　。

把c试管反应后的物质进行过滤，得到滤液。

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

猜想一：Na ₂CO ₃和NaOH；猜想二：NaOH；猜想三： 　　。

提示：Ca（OH） ₂微溶于水。

【实验过程】为证明猜想一是否正确，进行了如下实验

实验步骤	实验现象	实验结论
取一定量滤液于试管中，加入一种盐溶液（写物质化学式）	有白色沉淀	猜想一正确

写出上述有白色沉淀生成的化学方程式 　　。

同学们还对a试管反应后废液的酸碱性感兴趣，决定用pH试纸测定其pH值。

用pH试纸测定a试管反应后废液碱性的过程	测定结果
在白瓷板上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取 　　。	pH＜7（废液显酸性）

【反思与交流】a试管中的废液显酸性，从环保、经济、操作简便等方面考虑，应向废液加入（写化学式） 　　后再排放。

有一包固体粉末，可能含碳、铝、铜、氧化铝、氧化铜中的一种或几种。为探究该固体粉末的组成，某化学兴趣小组进行了如图所示实验：

（1）向样品中加入过量稀盐酸产生的气体是 　 　。

（2）向固体A中加入硝酸银溶液，发生反应的化学方程式为 　 　。

（3）固体B中含有的物质是 　 　。

（4）原固体样品中一定含有的物质是 　 　。

（5）蓝色溶液丙中一定含有的溶质是 　 　。

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                           。

小苏打在日常生活中常用于浸泡蔬菜以杀死虫卵，清除农药等。小苏打不稳定，受热易分解而变质（ $2\mathit{NaHC}{O}_3\begin{array}{c}\underset{¯}{\underset{¯}{△}}\\ \end{array}N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O+C{O}_2\uparrow$）。小明对厨房里的小苏打取样探究。

【做出猜想】猜想1：该样品是 　 　；猜想2：该样品是 $N{a}_{2}C{O}_3$；

猜想3：该样品是 $\mathit{NaHC}{O}_3$、 $N{a}_{2}C{O}_3$的混合物。

【查阅资料】① $N{a}_{2}C{O}_3$受热不分解；②溶液中 $\mathit{BaC}{l}_2$与 $\mathit{NaHC}{O}_3$不反应。

【定量探究】取该样品 $m_1$ g在一试管中充分加热至质量不再变化，冷却至初始温度称量，试管中物质质量为 $m_2$ g。

【讨论交流】测得 $m_1＞m_2$，可以确定猜想 　 　（填“1”“2”或“3”）不成立。

【定性探究】i．另取一定量该样品于烧杯中，加入足量 $\mathit{BaC}{l}_2$溶液，产生白色沉淀；

ii.待上述物质充分反应后过滤，向滤液中加入稀盐酸，产生气泡。

【反思与评价】

（1）实验i证明该样品中一定有 　 　，所发生反应的基本类型为 　 　。

（2）根据实验i、ii，可以断定最初猜想 　 　（填“1”“2”或“3”）正确，实验ii有关反应的化学方程式为 　 　。

（3）实验中涉及过滤操作，下列有关说法正确的是 　 　（填选项字母）。

a.使漏斗下段管口正对烧杯中央

b.玻璃棒末端斜靠在三层滤纸的一边

c.漏斗中滤纸边缘高于漏斗边缘

d.过滤器中的液面始终低于滤纸边缘

【2015年山东省济南市】已知某固体混合物A中可能含有CuSO₄、FeCl₃、NaNO₃、 BaCl₂、CaCO₃五种物质中的两种或多种。按下述步骤进行实验探究，观察实验现象，并加以分析推理（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）。
I．取一定质量的该固体混合物A放入一洁净烧杯中，向其中加入适量NaOH溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得红褐色沉淀B和滤液C。
Ⅱ．另取一定质量的该固体混合物A放入另一洁净烧杯中，向其中加入适量H₂SO₄溶液，搅拌，待烧杯中物质充分反应后，过滤，得白色沉淀D和滤液E。
Ⅲ．将所得滤液C和滤液E充分混合，再向混合后的溶液中加入适量AgNO₃溶液，待充分反应后，过滤，得白色沉淀F和滤液G。
Ⅳ．根据上述实验过程和发生的现象做出相应推理，填写以下空白：
（1）在固体混合物A里，上述五种物质巾肯定存在的物质是（写化学式）_________________________
（2）写出步骤III中生成白色沉淀F的1个化学方程式____________________
（3）在滤液G中，含有的金属阳离子共有一一种，该滤液中肯定存在的酸根离子_______________。
（4）在混合物A里，上述五种物质中肯定不存在的物质是（写化学式）_________________________。
得出此结论的理由是_____________________________。

如图是实验室制取气体的一些装置，据图回答有关问题。（友情提示：以下
所选装置均填装置标号）

（1）写出序号为①②③的仪器名称：①           ；②            ；③               。
（2）写出你知道的化学实验中可选用装置C制取气体的文字表达式               ；
①该装置中试管口要略向下倾斜目的是                             ；
②收集所得气体可选用的一种装置是                 。
③如何检验收集的气体是氧气？                                                   。
④若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选用气体的收集装置中的                ，
理由是：                                      
⑤若用A装置和B装置制氧气，最好选择A装置理由：                        
（3）某学校化学兴趣小组在研究“带火星木条复燃与氧气体积分数的关系”的课题中，采取了以下实验步骤：
①取5只250mL集气瓶，分别装入25mL、50mL、75mL、100mL、125mL的水，并用毛玻璃片盖住，依次编号为1、2、3、4、5；
②用分解过氧化氢（H₂O₂）的方法制取氧气，用制取的氧气通过排水法将上述1～5号瓶中的水排去；
③将带火星的木条依次插入1～5号瓶中，把观察到现象和计算数据，填入下表。

集气瓶标号	1	2	3	4	5
集气瓶中氧气的体积分数	28．9％	36．8％	44．7％	52．6％	60．5％
带火星木条的状况	微亮	亮	很亮	复燃	复燃

试回答下列问题：
①实验室中采用分解过氧化氢（H₂O₂）的方法制取氧气，可采用的发生装置是（填标号）           ，理由是                          。其反应的文字表达式是                       ，该反应所属的基本反应类型是                    。
②根据以上实验事实，下列说法中正确的是          （填写相应的标号）。
A．只有在纯氧中才能使带火星的木条复燃
B．集气瓶中氧气的体积分数≥52．6％时，带火星的木条就能复燃
C．只要有氧气存在就可使带火星的木条复燃
③上述实验表明：物质燃烧的程度与氧气的浓度有关，氧气浓度越大，燃烧越剧烈。请你再举一例，将实验内容和实验现象填写在下表中：

实验内容	实验现象	实验结论
		氧气浓度越大，燃烧越剧烈

 
（4）实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体，该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为上图中最适合制取乙炔气体的发生装置是               ；如果用图所示装置收集乙炔，气体应从             （填“a”或“b”）端管口通入。

请你参与某学习小组的下列探究活动，并回答问题。
【发现问题】小明将一支燃烧正旺的蜡烛轻轻吹灭后，发现烛芯处产生一缕白烟。
【提出问题】小明想：这缕白烟的成分是什么呢？
【猜想假设】大家展开了激烈的讨论。小亮猜测白烟是蜡烛燃烧时产生的二氧化碳；小光猜测白烟是蜡烛燃烧时产生的水蒸气；小明猜测白烟是石蜡蒸气冷凝成的石蜡固体颗粒。
【收集证据】
（1）查阅资料：烟是由固体颗粒形成的，雾是由小液滴形成的。石蜡的熔点和沸点都很低，很容易液化或汽化。二氧化碳是无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体。
（2）实验探究：
①吹灭蜡烛，立即用一个蘸有澄清石灰水的烧杯罩住白烟，观察到澄清石灰水              。小亮由此得出结论：白烟是二氧化碳。
②吹灭蜡烛，立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上，玻璃片上没有水雾，而是出现了一些白色固体物质。小光由此得出结论：白烟不是______________。
③吹灭蜡烛，立即用燃着的木条靠近白烟，发现蜡烛重新被点燃，说明白烟具有可燃性，这为_________同学的猜测提供了证明，同时排除了___________同学的猜测。
【结论与解释】
（3）由以上探究结果可知：____________同学的猜测是正确的。
（4）小亮在实验时确实看到了石灰水变浑浊，但他获得的结论不正确，原因是_______________。
【反思与评价】
（5）小光同学的反思是：蜡烛燃烧产生水，由于温度高于100℃而呈气态，不会凝结成雾状，所以不应该猜测白烟是水蒸气。
（6）酒精在空气中燃烧产物与石蜡在空气中燃烧的产物相同，写出酒精燃烧的文字表达式_______________

松花蛋是我国特有的一种传统美食。“圆梦”学习小组进行了“松花蛋制作”的项目研究，请结合任务回答问题。

【任务一】品松花蛋，初识松花蛋的酸碱性

同学们品尝松花蛋时，发现松花蛋略有涩味，加入食醋涩味减轻，他联想到碱性物质通常有涩味，推测松花蛋中含有碱性物质。

【任务二】浸松花蛋粉，寻找涩味缘由

取适量松花蛋粉（用于制作松花蛋泥的原料），加入足量水，搅拌、过滤。测得滤液pH＝12，证明滤液中含有碱性物质。

【提出问题】滤液中的碱性物质是什么？

【查阅资料】松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等。

【分析推理】松花蛋粉加水调和时发生如下反应： $\mathit{CaO}+H_{2}O＝\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$，　 　（写化学方程式）。

甲同学认为滤液中的碱性物质是氢氧化钠。乙同学对甲同学的说法提出了质疑，认为滤液中的碱性物质除氢氧化钠外，还可能含有　 　（填化学式）或氢氧化钙。

【实验探究】

操作	现象	结论
取滤液少许，向其中加入	无明显现象	滤液中不含
另取滤液少许，向其中加入碳酸钾溶液		滤液中含有氢氧化钙

通过以上探究，同学们找到了松花蛋粉加水后滤液显碱性的原因，寻到了涩味的缘由。

【反思总结】判断化学反应后溶液的成分时，既要考虑生成物、又要考虑　 　。

【任务三】腌松花蛋，制作传统美食

同学们戴上手套。将松花蛋粉加入容器中，慢慢加水，并不断搅拌。充分反应后冷却，得到松花蛋泥，将松花蛋泥均匀裹到新鲜鸭蛋上密封。

从安全的角度说明“慢慢加水，并不断搅拌”的目的是 　 　。

【项目拓展】

为了使松花蛋产生美丽的松花，传统工艺中加入密陀僧（主要成分为氧化铅），目前密陀僧已逐渐被硫酸锌取代，制得无铅松花蛋。从人体健康角度分析这一工艺改进的原因是 　 　。

某学习小组在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液（如图所示），经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是 NaHCO₃、NaOH、Na₂CO₃、NaCl中的一种，请你对该试剂作出猜想并进行实验探究：

【提出问题】这瓶试剂是什么溶液？

【猜想与假设】

甲猜想：NaHCO₃溶液

乙猜想：NaOH溶液

丙猜想：Na₂CO₃溶液

丁猜想：NaCl溶液

【查阅资料】上述四种物质相关信息如下

物质	NaHCO3	NaOH	Na2CO3	NaCl
常温下溶解度/g	9.6	109	21.5	36
常温下稀溶液的pH	9	13	11	7

【实验探究1】取瓶中溶液少许于试管中，滴加几滴酚酞溶液，溶液变红。

【实验探究2】另取瓶中溶液少许于试管中，滴加足量的稀盐酸，产生生气泡。

【实验分析】通过【实验探究1】可知　　同学的猜想一定错误。

甲同学仔细分析四种物质的相关信息表后发现自己的猜想错误，他的理由是　　。

丙同学分析【实验探究2】并结合以上同学的实验结论，认为原瓶溶液是Na₂CO₃溶液。

【实验探究2】中发生反应的化学方程式为　　。

【讨论质疑】乙认为以上同学分析有漏洞，需要进一步实验确定，于是又进行了如下探究。

【实验探究3】在【实验探究1】试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液（中性），充分反应后，试管中溶液仍呈红色，但有白色沉淀产生。

【得出结论】通过【实验探究3】可证明这瓶试剂为　　溶液，但已经部分变质。

【反思与拓展】学习小组反思了这瓶试剂因为　　而变质，得出了该溶液正确的保存方法，若要除去该溶液变质部分所采用的方法是　　（用化学反应方程式表示）。

．小雨阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是她对氧化铜产生了探究兴趣．
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）．

实验序号	KclO3质量	其他物质质量	待测数据
①	1．2g	/	_________
②	1．2g	CuO   0． 5g	_________
③	1．2g	MnO2  0．5g	_________

（1）表中待测数据为                   ，若实验②比实验①的“待测数据”更_________ （选填“大”或“小”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率；
（2）将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到0．5g黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中，____________（简述操作和现象）
【预期结论】氧化铜也可作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设汁实验③和实验②对比的目的是_________               
【反思】（1）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证_________________。
（2）同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究 (探究一种因素即可)。

某化学活动兴趣小组用如图装置进行一氧化碳还原氧化铜的探究实验，反应一段时间后，玻璃管内黑色粉末全部变成红色，澄清石灰水变浑浊。

（1）从安全环保的角度考虑，上述实验需要改进的是　　。

（2）装置B中发生反应的化学方程式为　　。

（3）同学们通过查阅资料得知：氧化亚铜（Cu₂O）和铜均为红色固体，且Cu₂O能和稀硫酸反应，反应的化学方程式为Cu₂O+H₂SO₄＝CuSO₄+Cu+H₂O．他们对反应后玻璃管中的红色固体进行如下探究：

【提出问题】反应后生成的红色固体成分是什么？

【作出猜想】猜想一：红色固体只有Cu

猜想二：红色固体只有Cu₂O

猜想三：红色固体可能含有　　。

【实验探究】设计如下实验方案

实验操作	现象	结论
取少量红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸。		红色固体含有Cu2O

【思考与分析】甲同学认为猜想二正确，同学们分析后认为他的结论不准确，理由是　　。

为此，同学们补充进行了以下实验：称取mg红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸充分反应，然后过滤、洗涤、干燥、称量，得到ng固体。当n＞　　（含m的代数式）时，可以得出猜想三的结论正确。

电石的主要成分是碳化钙（CaC₂），可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。某化学兴趣小组对它的化学性质产生了浓厚的兴趣并进行下列探究。
【查阅资料】乙炔（C₂H₂）燃烧时伴有大量黑烟。氢气（H₂）燃烧时发出淡蓝色火焰，用冷而干的烧杯罩在火焰上方烧杯内壁有水雾产生。CaO+H₂O→Ca(OH)₂。Ca(OH)₂溶液能使酚酞变红。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是：O₂、H₂或乙炔（C₂H₂）；电石与水反应生成的白色固体是：氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙。
大家讨论后一致认为该气体不可能是O₂，原因是                     ，白色固体不可能是氧化钙，原因是                            。
【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取适量电石加水反应，收集生成的气体，验纯后点燃。	气体燃烧，产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟。	电石与水反应产生的气体是         。
（2）取适量反应后生成的固体于试管中，滴加过量稀盐酸。	固体溶解，           。	电石与水反应产生的固体不是碳酸钙
（3）取适量反应后生成的固体于试管中加水，向上层清液中滴加2~3滴               。	溶液变红	电石与水反应产生的固体是氢氧化钙

【反思交流】载有电石的货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭，说明电石与水的反应是
（填“吸热”或“放热”）反应。