初中化学探究题

我市某化工厂排放的废液中含有硫酸铜和硫酸亚铁．某化学兴趣小组的同学取了适量的上述废液样品，将一定量锌粉加入样品中，充分反应后过滤，得到滤液A和固体B．
请回答下列有关问题：
（1）关于滤液A所含溶质的猜想中，不合理的是________（填写序号）．
①猜想一：只有硫酸锌
②猜想二：硫酸锌、硫酸亚铁
③猜想三：硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铜
④猜想四：硫酸锌、硫酸铜
（2）设计简单实验，确定“猜想二”对应的固体B的成分：________________________________________．
（3）反应后析出金属的质量________（填“一定”或“不一定”）比参加反应的金属质量小．

某化学兴趣小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究．经初步分析：无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种．高炉炼铁的原理为Fe₂O₃＋3CO2Fe＋3CO₂，请写出反应器中产生一氧化碳的化学方程式：______________________．
兴趣小组又分成甲、乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究．
[猜想与假设]
甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体A中可能有CO₂，也可能有未反应的________．
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：
假设一：只含有铁．假设二：只含有________．假设三：以上两种物质都含有．
[实验探究]
（1）为验证甲组的猜想，大家按下图所示进行实验（箭头表示气体流向）：

当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体A的成分为________，Ⅱ中浓硫酸的作用是________________________．
（2）为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究．

实验方法	实验操作	实验现象	实验结果
物理方法			假设三成立
化学方法	取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸		假设三成立

写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式：________________________．
[交流反思]
在做甲组的实验时发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来________________．

小明对铁的锈蚀进行如下探究．室温时，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图．观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶（净容积为146mL）．当装置温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）．记录的反应起始和结束量筒的读数以及所需时间如下表．

序号	样品	量筒起始读数／mL	量筒最终读数／mL	所需时间／min
①	1g铁粉、0.2g碳和10滴水	100	70	约120
②	1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100	70	约70
③		－	－	－

（1）实验①和②说明NaCl可以________（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率．
（2）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁锈蚀的过程是________（填“放热”或“吸热”）过程．
（3）实验结束后取出滤纸包，观察到有红棕色物质生成，该物质主要成分的化学式是________．
（4）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成．
（5）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积分数是________％（保留3位有效数字）．
（6）现仅提供：量筒、大烧杯、玻璃棒、水、滤纸包（内含1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl），请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积分数的实验方案，在下图框中画出实验装置示意图即可（注明滤纸包的位置）．

做完氢氧化钠与稀硫酸中和反应的实验后，兴趣小组的同学对反应后溶液中溶质的成分进行了探究，请和他们一起探究并完成以下各空；

【提出问题】溶液中溶质的成分是什么？

【做出猜想】（1）只有Na ₂SO ₄；

      （2）Na ₂SO ₄和 　　两种物质；

      （3）Na ₂SO ₄和NaOH两种物质。

【实验验证】

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学实验	取适量中和反应后的溶液滴于试管中，将表面打磨后的铝片放入试管的溶液中	铝片逐渐溶解，并有大量气泡冒出	猜想（2）成立
乙同学实验	取中和反应后的溶液少许于另一试管中，并滴加几滴无色酚酞试液	溶液变 　　色	猜想（3）成立

丙同学对甲、乙两同学结论不同产生质疑。

【查阅资料】①Na ₂SO ₄溶液显中性；②Al与强碱NaOH溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO ₂）和氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2 　    ═2NaAlO ₂+3H ₂↑。

【交流反思】①丙同学肯定猜想（1） 　　（填"成立"或"不成立"）；

②丁同学认为猜想（2）不成立，其理由是 　　；

③该组同学经过充分讨论，一致认为猜想（3）成立；

④甲同学的实验是铝片和 　　溶液反应。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙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、写出该中和反应的化学方程式：                           。
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】猜想一：可能是CaCl₂和Ca（OH）₂；
猜想二：可能只有CaCl₂；
猜想三：            。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】
实验步骤：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡
实验现象：             结论：猜想一不正确
实验步骤：实验步骤取少量烧杯内溶液于另一支试管中，加入适量锌粒
实验现象：               结论：猜想二不正确，猜想三正确
【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

D．硝酸银溶液

（3）烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是          （写一条）。要处理烧杯内溶液，使其溶质只含有CaCl₂，应向烧杯中加入过量的                  。

下面所示为常见气体的制备、净化和性质实验的部分仪器。试根据题目要求，回答
下列问题：

（1）仪器A中，发生反应的化学方程式为                                   。
（2）若要制备并收集纯净干燥的二氧化碳，请回答：
①仪器的连接顺序为：             。
②装置D的作用是             。
（3）某同学欲用含有少量杂质CO₂的CO气体测定某不纯氧化铁样品的纯度（杂质不反应），
并验证反应中气体生成物的性质。其所选仪器的连接顺序为：CO混合气体→F₁→C→B→F₂
①仪器F₂中看到的现象是             。
②写出装置B中发生反应的化学方程式             。
③若氧化铁样品质量为10g，完全反应后称量，前后B装置的质量减少2.7g，则该氧化铁样品中氧化铁所占的质量分数为             。
④指出该套装置的缺点并提出改进办法             。

碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐，通过实验验证、探究它们的化学性质。
【查阅资料】
①Na₂CO₃ + CaCO₃ = CaCO₃↓+ 2NaCl
②2NaHCO₃Na₂CO₃ +CO₂↑+ H₂O
③Ca(HCO3)2易溶于水。
④CaCl₂溶液分别与NaHCO₃、Na₂CO₃溶液等体积混合现象（百分数为溶质质量分数）

	NaHCO3	Na2CO3
0.1%	1%	5%	0.1%
CaCl2	0.1%	无明显现象	有浑浊	有浑浊	有浑浊
1%	无明显现象	有浑浊	有浑浊，有微小气泡	有沉淀
5%	无明显现象	有浑浊	有浑浊，有大量气泡	有沉淀

【进行实验】

【解释与结论】
（1）实验1中，NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为   。
（2）实验2中，试剂a为   。
（3）实验3中，NaHCO3与CaCl2反应的化学方程式为：
2NaHCO3+ CaCl₂ ="====="     +      +      + H2O
【反思与评价】
（1）实验2中，加热NaHCO3后，试管Ⅰ中残留固体成分可能为   （写出所有可能）。
（2）资料④中，NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合的现象中，有些只观察到浑浊、未观察到气泡，原因可能是   。

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。

学习复分解反应后，某化学兴趣小组的同学对初中化学常见的四种物质稀盐酸、 $\mathit{CaC}{O}_3$粉末、 $N{a}_{2}S{O}_4$溶液、 $\mathit{BaC}{l}_2$溶液之间的反应进行如图所示的实验探究。

（1）大家一致认为试管①中不发生复分解反应，理由是 　 　。

（2）试管②中观察到的现象是 　 　。试管③中发生反应的化学方程式为 　 　。

（3）将试管③反应后的物质过滤，对滤液中溶质的成分进一步探究：

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

【猜想假设】猜想一： $\mathit{NaCl}$

猜想二： $\mathit{NaCl}$、 $N{a}_{2}S{O}_4$

猜想三：　 　

【设计实验】

实验操作	实验现象	结论
步骤一：取少量滤液于试管中，加入适量 $\mathit{BaC}{l}_2$溶液	无明显现象	猜想 　 　不成立
步骤二：取少量滤液于试管中，加入适量稀硫酸	有白色沉淀生成	猜想三成立

【反思拓展】

Ⅰ.探究反应后溶液中溶质的成分，既要考虑生成物，又要考虑反应物是否有剩余。

Ⅱ.依据复分解反应发生的条件，步骤二中除可用稀硫酸外，还可选用 　 　（填字母序号）也能达到同样的实验目的。

a.稀盐酸

b.氢氧化钠溶液

c.碳酸钠溶液

如图一是某食品标签，小颖看到食品添加剂中有"碳酸氢铵"，感觉很惊讶，"碳酸氢铵"是臭粉啊，怎么可以放进食品？于是开展了以下探究，请你帮助完成下列相关问题。

（1）分析食品成分：营养物质：配料中含有多种营养物质，其中富含糖类的有 　　；

食品添加剂：主要是盐类，酸类等物质。

（2）查阅资料：①食用级碳酸氢铵比较纯净，可作膨松剂，一般用在油炸食品中，水蒸食品中不用；

②常温常压下，1体积水约能溶解600体积氨气，其水溶液呈弱碱性。

（3）产生疑惑：臭粉为何可以作膨松剂？为何一般适用于油炸食品而不适用于水蒸食品？

（4）实验设计：实验装置如图，图二是检验装置，图三是收集装置，取适量碳酸氢铵分别置于两试管中，按如图进行实验。

（5）现象与分析：①图二：反应过程中的现象是 　　，C中澄清石灰水变浑浊，当B中不再有气泡冒出时，A装置试管中固体消失、 　　。

②图三：装置E的作用是 　　，F中收集到氨气，说明氨气具有 　　性质，取下F，塞上橡皮塞，用注射器向F中注入少量水，看到的现象是 　　，拔出橡皮塞闻到氨味。

（6）解释与结论：①有臭味的碳酸氢铵添加到食品中，如果油炸，则含有的少量碳酸氢铵受热时完全分解，产生的气体使食品膨胀，且生成物可以迅速挥发而离开食品，没有残留物，其臭味会消失，碳酸氢铵发生反应的化学方程式是 　　

②添加碳酸氢铵的食品如果水蒸，则 　　。

通过上述探究小颖明白了：高纯度的碳酸氢铵可以作为食品添加剂，但同一食品添加剂并不适合所有食品，使用食品添加剂需严格控制用量。