初中化学探究题

【2015年福建省厦门市】回答实验室用高锰酸钾制取氧气的相关问题。
（1）写出制取原理的化学方程式：__________________________。
（2）如下图所示，发生装置应选用_____________（填编号，下同），以下气体收集装置不能采用的是_____________。

（3）为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用下图装置_____________（填编号）。

（4）实验结束，某同学发现收集到的纯氧气质量大于通过化学方程式计算所得质量。不考虑实验误差，请你就此提出一种猜想并设计相应验证方案：______________________________________________。

天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生 $CO$，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分，进行如下实验：

（1）实验开始时，点燃 $D$处酒精灯之前，先通一会儿 $N_2$，其目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2） $A$中无水 $CuS{O}_4$变蓝，说明气体产物中含有水； $B$中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有＿＿＿＿＿（填化学式）。

（3） $C$装置中发生反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）实验中观察到 $D$装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿， $E$装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明气体产物中还有 $CO$。

（5） $F$处为尾气处理装置，下列装置中合理的是＿＿＿＿＿。

【2015年湖北省黄冈市】实验室常用下图所示的装置制取气体和气体性质的验证，请回答：

（1）仪器①的名称___________。
（2）图示装置中有明显错误的装置是______________（填序号）。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，可选取的收集装置是_______（填序号），发生反应的化学方程式是__________________________________。
（4）某同学利用石灰石和盐酸通过装置B、F来验证二氧化碳的性质，实验过程中观察到F中有气泡冒出，澄清的石灰水未变浑浊，试分析其可能的原因______________________。

如图所示，某实验小组的同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。

Ⅰ、从微观角度分析，中和反应的实质是 　　。

Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分：

【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？

【猜想】猜想①：可能是NaCl和NaOH；

猜想②：可能只有NaCl；

猜想③：可能是 　　。

【查阅资料】氯化钠溶液呈中性。

【进行实验】

实验方案	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯内溶液于试管，滴入几滴酚酞溶液，振荡	溶液 　　色	猜想①不正确
方案二	取少量烧杯内溶液于另一支试管 中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量		猜想②不正确，猜想③正确

方案二发生反应的化学方程式是 　　。

【反思与拓展】

（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑 　　。

（2）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl，除以上方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？ 　　（填序号）。

A．pH试纸

B．铜

C．紫色石蕊溶液

【2015年湖北省宜昌市】（4.5分）下图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：
                      
A             B          C           D           E            F
（1）实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是                   ，应选择的收集装置是           （填字母代号）。如果选用右图装置收集氧气，气体应从          （填“a”或“b”）端导入。

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的化学方程式为         。
某化学小组同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用B装置来制氧气。实验中，同学们发现不能得到平稳的氧气流。大家提出从两个方面加以改进：
一是把发生装置由B改为C，其理由是          ；
二是将过氧化氢溶液加水稀释。溶液的稀释需要经过计算、量取、混匀三个步骤。如果把50 g 质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液，需加水的质量为        g；在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有       （填数字序号）。
①量筒  ②药匙   ③试管   ④酒精灯  ⑤滴管   ⑥玻璃棒

某活动小组对教材中关于钟乳石形成过程的介绍产生了浓厚的兴趣，设计并进行了下列实验，请你帮助完成相关问题。

【探究活动一】钟乳石形成过程中物质的变化

查阅资料：（1） $\mathit{CaC}{O}_3$与 $C{O}_2$、 $H_{2}O$以发生化合反应，生成可溶于水的 $\mathit{Ca}（\mathit{HC}{O}_3{）}_2$。

（2）溶有 $\mathit{Ca}（\mathit{HC}{O}_3{）}_2$的水遇热或当压强突然变小时，溶解在水里的 $\mathit{Ca}（\mathit{HC}{O}_3{）}_2$就会重新生成碳酸钙沉积下来，同时放出二氧化碳。

实验过程：

实验步骤与方法	实验现象	分析与结论
步骤1：取一定量澄清石灰水于试管中，通入 $C{O}_2$。	溶液变浑浊	生成的沉淀物是
步骤2：向步骤1所得混合物中继续通入 $C{O}_2$	浑浊液又变澄清	化学方程式为
步骤3：加热步骤2所得溶液	溶液又变浑浊	溶洞中能通过 　 　个反应把 $\mathit{CaC}{O}_3$从一个地方“转移”到另一个地方，从而形成奇妙的、形态各异的钟乳石。

交流讨论：同学们认为 $\mathit{NaOH}$和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液中都含有 　 　，所以具有相似的化学性质。那么 $\mathit{NaOH}$溶液是否也能与 $C{O}_2$反应生成 $\mathit{NaHC}{O}_3$？

【探究活动二】 $C{O}_2$通入 $\mathit{NaOH}$溶液中，产物中是否有 $\mathit{NaHC}{O}_3$？

实验过程：

实验步骤与方法	实验现象	分析与结论
步骤1：取一定量 $\mathit{NaOH}$溶液于试管中，通入一段时间 $C{O}_2$	无明显现象	一定发生的反应化学方程式是
步骤2：向步骤1所得溶液中加入过量 $\mathit{Ca}（N{O}_3{）}_2$溶液	澄清溶液变浑浊	加入过量 $\mathit{Ca}（N{O}_3{）}_2$溶液的目的是检验并除去
步骤3：过滤步骤2所得混合物，向滤液中加入 　 　。	有气体生成	通入 $\mathit{NaOH}$溶液中的 $C{O}_2$足够多时，　 　（填“有”或“没有”） $\mathit{NaHC}{O}_3$生成。

反思提升：（1）若要用 $C{O}_2$与 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液反应获得 $\mathit{CaC}{O}_3$，实验中应该注意的问题是 　 　。

（2）通过上述实验探究活动，你对化学反应的新认识是 　 　。

有一包白色粉末可能含有氯化钡、碳酸钡、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸钠中的一种或几种，取一定量该粉末样品加入到盛有足量水的烧杯中，搅拌，静置，观察到烧杯中有白色不溶物，小郑同学将烧杯中的物质过滤，得滤渣A和滤液B，取滤渣A于试管中滴加过量稀硝酸，观察到滤渣全部溶解，有气泡产生。

小杨同学进一步设计了如下实验方案，确定白色粉末的组成：

针对上述实验方案中各步骤的现象，小杨同学提出下列三种不同的假设，依据每种假设中各步骤不同的实验现象，可得出不同的实验结论。

	步骤一	步骤二	步骤三
假设一	有白色沉淀生成
假设二	无白色沉淀生成	溶液变红	溶液变为无色
假设三	无白色沉淀生成	无明显现象	无明显现象

（1）依据假设一的现象，可确定原白色粉末中只含有碳酸钡、碳酸钠、氢氧化钠和硫酸钠四种物质。则步骤二的现象是 　　；步骤三的现象是 　　；步骤三中发生的任意一个化学反应的化学方程式是 　　。

（2）依据假设二的现象，原白色粉末可能的组成是 　　；（任写一种可能的组成，用化学式表示）

（3）依据假设三的现象，原白色粉末可能的组成有 　 　种。

只有氧气才能支持燃烧吗？某学习小组对这个问题进行如下探究。
【信息给予】钠是一种银白色的金属，能与空气中的氧气与水蒸气反应。

【提出问题1】除氧气外，是否还有其他物质也能支持燃烧。
【实验一】如图，向盛有金属钠（Na）的硬质玻璃管中通入纯净、干燥的CO₂，当观察到澄清石灰水中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入CO₂，钠剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后玻璃管中有黑色颗粒和白色固体生成。
【得出结论】二氧化碳           （“能”或“不能”）支持某些物质燃烧。
【反思评价】点燃酒精灯前，要先向玻璃管中通会二氧化碳，其目的是____      _____。
【提出问题2】黑色颗粒和白色固体是什么？
【猜想与假设】黑色颗粒可能是             （用化学式填写）。
【实验二】如图，现象：黑色颗粒逐渐减少，澄清石灰水_________   __________。
【得出结论】实验二证明：黑色颗粒的猜想是正确的。
【猜想与假设】某同学对白色固体的成分做出猜想：（Ⅰ）碳酸钠  （Ⅱ）氢氧化钠。
你认为猜想          （填序号）一定是错误的，理由是                          。

实验室里有一瓶常用的无色溶液，因保管不当，其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样（如图所示）．

小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是 （  ）
A．酸       B．碱       C．盐
【查阅资料】
Ⅰ初中常见含钠的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
ⅡNa₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈碱性．
Ⅲ室温（20℃）时，测定四种物质的溶解度数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9.6

小华根据试剂瓶标注的质量分数为10%和上表中的溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是        
【作出猜想】①可能是NaCl；②可能是Na₂CO₃；③可能是        
【实验探究】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取试液于pH试纸上，测得pH＞7，则这瓶试剂不可能是        
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验．

实验步骤	实验现象	结论及化学方程式
取少量溶液于试管中，滴加	产生大量气泡	反应的化学方程式：
② 把产生的气体通入澄清的石灰水中．	澄清的石灰水变浑浊	猜想②正确． 反应的化学方程式：

 

化学精灵提供的实验仪器和药品还有很多。某同学在做“稀盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，发现向烧杯中滴加稀盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度，他赶紧补滴酚酞溶液，发现溶液仍然为无色。于是他和同学们一起对烧杯内溶液的溶质成分进行探究。

【提出问题】该烧杯内溶液的溶质除酚酞外还有什么？

【提出猜想】猜想一：只有 $NaCl$；

猜想二：有＿＿＿＿＿（填化学式）；

猜想三：有 $NaCl$和 $NaOH$。

【分析与思考】根据已有的实验现象，小爱认为其中猜想＿＿＿＿＿肯定不正确。

【进行实验】为进一步确认溶液的溶质成分，小荷进行了如下实验：取样，加入适量的碳酸钠溶液，观察到＿＿＿＿＿。

【得出结论】上述现象说明猜想二正确。

【反思与交流】小平认为，另选与小荷实验中不同类别的物质，如＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填一种物质名称即可），也能得到上述相同的结论。

"酸、碱和盐的溶解性表（室温）"是学习化学的重要工具，智慧小组同学利用该工具进行探究学习．

探究活动一：认识工具

如图，表中标注了甲、乙、丙、丁和戊五种物质，物质的溶解性均未标明．

部分酸、碱和盐的溶解性表（室温）

阴离子 阳离子	OH ^﹣	NO 3 ^﹣	Cl ^﹣	SO 4 ^2 ^﹣	CO 3 ^2 ^﹣
K ^+	甲	乙		丙
Ba ^2+			丁		戊

（1）认识符号：NO ₃ ^﹣名称是 　　；

（2）写化学式：丙物质的化学式是 　　；

（3）物质分类：五种物质中，属于碱的是 　　（用化学式表示）；

（4）溶解能力：五种物质中，只有一种不溶于水，它是 　　（用化学式表示）．

某化学兴趣小组的同学对空气中氧气的含量进行探究。
【提出问题】空气中氧气的含量是多少?
【查阅资料】①红磷和白磷都能在空气中燃烧，都生成五氧化二磷，但红磷的着火点（可燃物燃烧所需的最低温度）为240℃，白磷的着火点为40℃。
②氧化钙能与反应生成氢氧化钙，同时放出大量的热，能煮熟鸡蛋。
③生石灰的主要成分是氧化钙。
【设计方案】兴趣小组的同学将一个具有刻度和可滑动活塞的玻璃管（其中有空气和白磷）放在装有生石灰的烧杯的上方（如图所示），用此装置进行实验，请你一同参与。

【进行实验】①检查图中玻璃管的气密性。其操作步骤、现象和结论是               
②按图示装好药品后的操作是          该操作的作用是                  
【记录现象】实验过程中观察到的现象是                 
【实验结论】
【实验反思】本实验是对教材实验稍作改进而设计的，其主要优点是                
【拓展与应用】已知， 据此反应能否用镁代替磷测定空气中氧气的体积含量?

由此你对氮气的化学性质有何新的认识                            

小明同学欲回收中考化学实验操作考试（考题：鉴别碳酸钠和氯化钠两瓶白色固体）用剩的药品。他对其中的一瓶药品是否纯净产生质疑，于是他在老师的指导下对其成分展开可如下探究：

【猜想与假设】猜想一：白色固体为碳酸钠；

                         猜想二：白色固体为氯化钠；

                        猜想三：白色固体为碳酸钠和氯化钠的混合物。

【设计与实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量固体药品，装入试管，加蒸馏水溶解，然后加入过量的稀硝酸，最后滴加几滴硝酸银溶液	若只有　　产生	则猜想一正确
	若只有白色沉淀生成	则猜想二正确 反应的化学方程式为
	若先有气泡产生，后有白色沉淀生成	则猜想三正确

【实验结论】小明同学根据实验现象得出猜想三正确。

【反思评价】小明同学根据实验结论领悟到：老师强调加入稀硝酸并且至过量的目的是　　。他认为，若只将实验步骤中的过量稀硝酸换成过量稀盐酸，重复以上实验操作，虽然也会产生相同的实验现象，但不能确认猜想三是否正确，理由是　　。

【归纳总结】1．在选加试剂检验物质成分时，既要考虑除尽原有的干扰物质，又要防止　　新的干扰物质。

2．在实验操作过程中，应规范操作以避免药品被　　。

一种“贴身暖宝宝”的使用说明书如下，某化学兴趣小组围绕袋内物质展开探究。

品名：XX牌贴身暖宝宝 成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等 内袋材料：微孔透气无纺布 外袋材料：不透气塑料 用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时

【提出问题】袋内是否含有铁粉？

【进行实验】①取出袋内粉末于滤纸上，与磁铁充分接触。②将少量磁铁吸出的粉末加入足量稀硫酸中。

【收集证据】磁铁吸出的粉末与稀硫酸剧烈反应得到浅绿色溶液、同时＿＿＿＿＿。

【得出结论】袋内含有铁粉。

【做出猜想】被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。

【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上，铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。

【反思交流】铁粉燃烧反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

【拓展探究】用不同燃料测定空气里氧气的含量：分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷（均足量），电加热引燃。氧气含量随时间变化情况如图乙、图丙：

（1）温度传感器显示，实验过程中瓶内温度均＿＿＿＿＿（填“升高”或“降低”）。

（2）待铁粉熄灭并恢复至室温后，打开弹簧夹，进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的＿＿＿＿＿。

（3）分析图乙、图丙可知，实验中消耗氧气更彻底的是＿＿＿＿＿（填“铁粉”或“红磷”，下同），消耗氧气速率更快的是＿＿＿＿＿。

北塘化学兴趣小组同学对实验室制备氧气的若干问题进行如下实验探究。
（一）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，A小组设计了以下对比实验：
a．将12．25g KClO₃与5．0g MnO₂均匀混合加热
b．将12．25g KClO₃与5．0g CuO均匀混合加热
（1）在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢。通常采用的方法有：
①测相同时间内产生O₂的体积；②测                        。
（2）试计算：12．25g KClO₃中所含氧元素质量与多少克过氧化氢中所含氧元素的质量相等？（请写出计算过程）。
（二）为探究影响双氧水分解速度的某种因素，B小组记录了如下实验数据：

	双氧水的质量	双氧水的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生O2的体积
I	50．0g	1%	0．1g	9mL
II	50．0g	2%	0．1g	16mL
III	50．0g	4%	0．1g	31mL

【数据处理及结论】
（3）本实验中，测量O₂体积的装置是           （选填下图1中的装置编号）。
（4）实验结论：在相同条件下，                 ，双氧水分解速率越快。
（5）C小组用如图2装置进行实验，通过比较                 也能达到实验目的。

（三）D小组在加热二氧化锰样品时，发现有气泡产生（如图3），于是他们对这个异常现象进行了探究。
     
（6）对气体成分的探究：加热二氧化锰样品，用燃着的木条靠近试管口，木条熄灭。将气体通入澄清的石灰水，发现石灰水变浑浊，产生的气体是            。
（7）对气体来源的探究：
【假设1】甲同学认为：该气体来自于试管中的空气，请你设计实验证明该假设是否成立。

实验步骤及现象	结论
按图3装置，加热空的试管，另一端的澄清石灰水没有变浑浊	假设           （填“成立”或“不成立”）。

【假设2】乙同学认为：二氧化锰样品中可能混有炭粉，炭粉发生反应生成了该气体。他通过查阅资料得知：氢氧化钠溶液会与该气体反应，从而可吸收该气体。于是他设计了如图4所示的装置进行实验，其中B装置的作用是检验A中的反应是否完全，则B中的试剂是            ，实验中观察到D处澄清石灰水变浑浊。他又用氮气代替空气（氮气不参与该实验中的任何反应），重复上述实验，发现D处澄清的石灰水也变浑浊。

【结论】通过乙同学的实验证明，二氧化锰中混有炭粉，炭粉与           反应产生了这种气体。