初中化学探究题

兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：

【对固体猜想】
猜想Ⅰ：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na₂CO₃；猜想Ⅲ：是NaOH和Na₂CO₃混合物。
【实验和推断】
(1)若现象a为有气泡产生，则加入的A溶液是             ，说明氢氧化钠已经变质，有气泡产生的反应的化学方程式是                              。
(2)若A是Ca(OH)₂溶液，现象a有白色沉淀，现象b为无色酚酞试液变红色，则白色沉淀为        (填化学式)，该实验       (填“能”或“不能”)说明样品中有NaOH。
(3)若A是CaCl₂溶液，当实验现象a为                                 ，现象b为                                            ，则猜想Ⅱ成立。

今天又是化学实验室开放日,老师拿出两瓶无标签的试剂,分别是固体和液体,他取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体。我们对此气体展开了一系列探究：
Ⅰ　探究此气体是什么物质？验证它的实验方案如下：

猜想与假设	实验步骤	现象及结论
此气体可能是

(1)产生此气体的化学方程式可能是                          。
(2)我想制取该气体，采用的发生装置可选取下图中的            (填序号).

(3)左图是收集该气体的装置，气体由       端（填“a”或“b”）导入。

Ⅱ　我猜想此无色气体还可能是另外一种气体___________(填化学式)

钠是一种非常活泼的金属，它可以和冷水直接反应生成氢气：2Na+2H₂O==2NaOH+H₂↑，但是它与煤油不会发生反应。
实验一、取一块银白色的金属钠，用小刀切下一小块，投人盛有蒸馏水的烧杯中，可以看到钠块浮在水面上，与水发生剧烈反应，反应放出的热量使钠熔成小球，甚至会使钠及生成的氢气发生燃烧。
实验二、如果在上述盛有蒸馏水的烧杯中先注人一些煤油（煤油浮在水面上），再投人金属钠，可以看到金属钠悬浮在煤油和水的界面上，同样与水发生剧烈的反应，但是不会发生燃烧。
（1）向第一个实验所得溶液中滴加酚酞试液，可以看到溶液呈     色。
（2）在第二个实验中，钠也与水发生反应，但不发生燃烧，这是因为              
                                        。
（3）在第一个实验中，钠浮在水面上；在第二个实验中，钠悬浮在煤油和水的界面上。这两个现象说明了：                         。

同学在帮助老师整理实验室时，发现了半瓶久置的氢氧化钙粉末[Ca(OH)₂]，他们决定对这瓶氢氧化钙粉末的组成进行实验探究。
（1）提出问题：这瓶氢氧化钙是否已经变质?
（2）猜想与假设：该氢氧化钙粉末的成分为①氢氧化钙；②氢氧化钙、碳酸钙；③         。
（3）设计方案、进行实验：请你参与探究，并填写下表。

实 验 步 骤	实验现象	实验结论
①取样品少量于小烧杯中，加入适量水，充分搅拌，过滤。
②                       。	大量气泡产生	氢氧化钙已经变质。
③取少量滤液于试管中，         。	____________	氢氧化钙没有完全变质。 该反应的化学方程式为                      。

（4）联想与启示：氢氧化钙变质是由于Ca(OH)₂与空气中的         发生化学反应的缘故，因此氢氧化钙应         保存。

(7分)小明同学用排水法收集了一大瓶沼气池中气体(图1中的A)，为了弄清它的成分，进行了有关实验。请你与他一起完成以下探究活动：
【对气体猜想】猜想I：全部是CH₄；              猜想Ⅱ：全部是CO；
猜想Ⅲ：是CO和CO₂的混合气体； 猜想Ⅳ：是CH₄和CO₂的混合气体。
【实验和推断】将A中的气体依次通入B、C中，在D处点燃。

(1)要将A中的气体通入后面的装置中，应选图2中的         (填序号)“注水装置”。
(2)若B中石灰水变浑浊，则说明A中的气体中含有        气体。
(3)装置C作用是                          。
(4)若D处倒扣的是涂有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊，且B中无明显现象，则“猜想
         ”可能成立；若D处倒扣的是干冷的大烧杯，杯壁有水雾出现，有同学认为
“猜想I、Ⅳ”可能成立，另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有CH₄，理由是                                            ；要排除这种干扰可采取的改进措施是                                                。
(5)采取(4)中的排除干扰措施后：若D处分别倒扣干冷的烧杯和涂石灰水的烧杯，分别出现水雾和浑浊，且B中也出现浑浊，则证明“猜想        ”成立。

一次趣味化学活动中，王老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液，如下图所示。要求同学们进行探究：确认这瓶溶液导电是什么溶液？

【提出猜想】 王老师提示：这瓶无色溶液只能是下了四种溶液中的一种：①硫酸镁溶液、②硫酸钠溶液、③硫酸溶液、④硫酸铵溶液
【查阅资料】 （1）常温下，相关物质的溶解度如下：

物质	MgSO4	Na2SO4	(NH4)2SO4	H2SO4
溶解度	35.1g	19.5g	75.4g	与水任意比互溶

（2）(NH₄)₂SO₄的水溶液显酸性
【实验探究】 （1）通过查阅资料，小明同学认为猜想      （填序号）不成立，原因是                              。
（2）为确定其它几种猜想是否正确，小明同学继续进行探究：

实验操作	实验现象	实验结论
①取该溶液少许于试管中，向其中滴加几滴         溶液	溶液中有白色沉淀生成	猜想①成立
②用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上，并跟比色卡对照	溶液pH小于7	猜想③成立

小雅同学认为小明实验操作②的结论不正确，她的理由是                  ；
（3）请你设计实验方案，确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告：

实验操作	实验现象	实验结论
取该溶液少许于试管中，向试管中加入少量的NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口		猜想④成立

小林在凉拌紫卷心菜时，加入一些食醋，发现紫卷心菜变红了，激发了他的探究欲望，特邀你协助完成下列活动与探究。
[提出问题] 紫卷心菜等植物的汁液能作酸碱指示剂吗？
[实验探究] 取紫卷心菜、牵牛花的花瓣、胡萝卜，分别在研钵中捣烂，加入酒精（乙醇与
水的体积比为1:1）浸泡，用纱布将浸泡出的汁液挤出，分别加入到蒸馏水、稀酸溶液和稀碱溶液中，有关颜色变化情况如下：

汁液	在不同液体中的颜色变化
蒸馏水	稀酸溶液	稀碱溶液
紫卷心菜	蓝紫色	红色	绿色
牵牛花	紫色	红色	蓝色
胡萝卜	橙色	橙色	橙色

[得出结论]            、           的汁液能做酸碱指示剂，           的汁液不能做酸碱指示剂。
[拓展应用] 小林用上述的牵牛花汁液来测定某雨水样品的酸碱性，发现牵牛花汁液呈红色。
则该雨水呈     性（选填“酸”或“碱”或“中”）。
[反思与评价] 小林发现，上述汁液无法测出溶液的酸碱度，请你告诉他，在实验室测定溶
液的酸碱度常用                          。

某兴趣小组的同学对一包久置的生石灰(CaO)干燥剂产生了好奇，于是他们对这包干燥剂的成分展开了探究。
【提出问题】这包干燥剂是否变质，成分是什么?
【猜想假设】猜想一：全部是CaO；     猜想二：是CaO和Ca(OH)₂的混合物；
猜想三：全部是Ca(OH)₂；  猜想四：是Ca(OH)₂和CaCO₃的混合物。
【实验探究】(1)取部分该干燥剂于试管中，加水后无放热现象，说明这包干燥剂中不含 
            。
(2)继续向试管中滴加足量稀盐酸，有气泡出现，说明这包干燥剂中含有            。
(3)为了进一步确定这包干燥剂中有无其他成分，小组同学设计了以下三种方案。
另取部分干燥剂于烧杯中，加水并搅拌，静置后取上层清液于3支试管中。请你参与实验，并填写表中的空白：

写出方案二发生的化学反应方程式                           。
【实验结论】通过以上实验探究，得出猜想        成立。
【拓展迁移】小组同学反思了生石灰干燥剂变质的原因，认识到实验室保存氧化钙应注
意                  。

小彬同学家新买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行如下探究活动。
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO₄)溶液……
铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液……
【预 测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：
①Cr  Al  Cu        ②Al  Cr  Cu       ③Al  Cu  Cr
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。(填表中空格)

	实验一	实验二	实验三
实验 方案
实验 现象	铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色。	___________________	铝片表面产生气泡较快。
结论	铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢。	铜不与稀硫酸反应	_____________________
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是__________________________

【回答问题】
（1）用砂纸打磨金属片的目的是_____________________。
（2）实验一所发生反应的化学方程式是____________________________。
（3）小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是__________________。
（4）小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是________________。
【归 纳】比较金属活动性强弱的方法有_____________（写一种即可）。

小红同学想探究实验室中碳酸钙和盐酸制取二氧化碳后废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答横线上的①～⑦七个问题。
《提出问题》废液中的溶质是什么物质？
《作出猜想》小红认为废液中溶质只有CaCl₂。
你认为还可能含有的溶质是        ①     （填化学式）。
《查阅资料》CaCl₂溶液呈中性。
《实验与结论》
（1）请你写出碳酸钙和盐酸反应的化学方程式             ②         。
（2）分别取少量该废液和CaCl₂溶液加入到两支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液做对比试验，结果两支试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的。
（3）你认为小红的实验    ③ （填“能”或“不能”）证明她的猜想，理由是  ④ 。
（4）如果要证明你的猜想是正确的，你选择    ⑤  （填字母：A、石蕊试液  B、氢氧化钠溶液 C、 稀盐酸 ）来代替酚酞试液，理由是     ⑥       。
（5）若实验证明了你的猜想是正确的，向废液中加入过量的     ⑦    ，反应完成后过滤就可得到只含CaCl₂一种溶质的溶液。

维生素C是生命活动中不可缺少的营养物质，不同的饮料中维生素C的含量不同。下面是小明同学运用学到的实验方法测定橙汁、果味饮料中维生素C的含量。  
《实验目的》测定不同饮料中维生素C的含量。  
《实验原理》  
(1)维生素C是一种无色易溶于水的有机物，能与碘水反应，使碘水褪色；  
(2)淀粉遇到碘水变          色。  
《实验试剂》碘水、淀粉溶液、已知浓度的标准维生素C溶液、蒸馏水  
《实验过程》  
步骤1：在4支试管中分别盛有3.0 mL的下列物质：①蒸馏水，②标准维生素C溶液，
③橙汁，④果味饮料。分别向4支试管中滴加2滴淀粉溶液。  
步骤2：用4支相同的胶头滴管分别向①～④支试管中逐滴滴加碘水至刚好变色，并记录滴数。  
《实验记录》  

测定物质	①	②	③	④
滴入碘水的数量(滴)	1	8	15	5

试回答下列问题：  
(1)你认为小明测定的两种饮料中，                     的维生素C的含量较高；
(2)有的同学认为测定物质标准维生素C溶液是多余的，你认为呢?请说明理由：                  
                                                                      ；
(3)化学实验需要控制变量。下列               （填序号）情况会影响到测定结果。  
A．每次实验所用饮料的颜色不同        B．量取的被测试物质的体积不同  
C．试管的大小不同                   D．没有用同一规格的胶头滴管滴加碘水
《回顾与反思》实验中所用的淀粉溶液的作用是                                。

化学实验是学习化学和进行科学研究的重要方法和途径。学会气体物质的制备方法是研究气体、利用气体的基础。请根据下图回答有关问题：

①	②	③	④	⑤	⑥

（1）在常温下实验室欲制取氧气所选用的装置是         （填序号），为了便于调控反应的进行，可以对发生装置进行改进，请简要说明你的改进措施                        。 
（2）从上述仪器中选择一种你比较熟悉的仪器，写出它的名称        ，简要写出它的用途                                          。
（3）同学们以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题进行探究。经讨论分析、查阅资料后设计了A、B两套实验装置，并在实验过程中做到操作规范、准确称量和细致观察。实验完毕后，使用A装置进行实验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等；而使用B装置进行实验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量不相等。请分析导致出现两种不同结果的原因是                              。

兴趣小组的同学为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：
a．气体产物可能是二氧化碳；
b．气体产物可能是一氧化碳；
c．气体产物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合物。
（1）同学们设计了如下图所示装置（铁架台已略去），通过实验探究气体产物的成分。

已知NaOH溶液能够快速吸收二氧化碳，则装置C的作用是                         。
实验过程中观察到A、E装置中的澄清石灰水均变浑浊，C装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为          。装置A、E中发生反应的化学方程式为                             。
（2）有同学提出，从简约装置、节约实验药品的角度出发，上图装置可进行改进，去掉A、B、C装置，只用D、E装置同样可以探究出该气体产物的成分（如下图所示）。请你写出其实验操作过程（写出操作步骤，不需要写出现象和结论）：
                                                   。

某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。请你参与完成：
【知识回忆】可燃物燃烧的必备条件是                   、                       。
【交流讨论】（1）改进后的装置（如图二）与图一相比，其优点是           。欲使图二中的红磷着火，可将试管从水中取出并          后才能对试管加热；
（2）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（如图三），结果观察到了“水火相容”的奇观，则大试管所装气体可能是          ；
【综合应用】“水火不相容”是指水能灭火，其实水有时也可以“生火”，比如钾遇水会立刻着火，因为钾遇水生成氢气和一种叫氢氧化钾的物质，该反应是         （填“吸热”或“放热”）反应，其反应化学方程式为                         。

今年地球日主题为：“珍惜地球资源，转变发展方式”。为减少化石燃料的使用，降低污染，各国都在积极进行技术创新。
（1）美国科学家发明了一种“发电叶子”，将这种叶子放入水中，在太阳光照射下，叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气储存在氢氧燃料电池中，再转化为电能，供家庭用电需求。

①整个过程中都发生了哪些形式的能量转化：                                 。
②“发电叶子”产生氢气、氧气的化学方程式为                                。
（2）我国积极改进风电技术，扩大风电使用，并配套大型储能设备——“全钒液流”储能电池，以保证稳定供电。
①与煤炭火力发电相比，风力发电的优点是                     。
②“全钒液流”储能电池在充电时，电池中的VO²⁺会变成VO₂⁺，这个过程中钒元素（V）的化合价由       价变为        价。
（3）为了降低汽车排放的尾气对空气的污染，现在的大部分汽车都安装了催化式排气净化器。下图列举的是几种气体在净化器中转换前后的变化。
①根据下图所提供的信息，举例说明催化式排气净化器是如何降低汽车尾气污染的：
                                                                  。

②气体在催化式排气净化器里面发生了化学变化。请用原子、分子的知识概括化学变化的实质：                                                                   。
③为了使汽车尾气的污染更小，研究催化式排气净化器的专家们还要注意什么问题：
                                                。