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．

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）．

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                  。

登山运动员登山时常用氢化钙作为供氢剂，用来提供能源。某兴趣小组同学对放置了一段时间的氢化钙取样进行探究。

【查阅资料】氢化钙（ $Ca{H}_2$）是一种固态储氢物质，它遇水剧烈反应释放出氢气，反应的化学方程式为 $Ca{H}_2+2H_{2}O=Ca{\left(OH\right)}_2+2H_2\uparrow$。

【提出问题】该氢化钙样品与水反应是否还能生成氢气？

【实验1】小组同学用适量氢化钙样品和水进行实验。

（1）如图所示是小组同学设计的两个实验装置，为便于控制反应速率，最好选用装置_____（选填“A”或“B”）。

（2）连接好装置后，加入药品前，应进行的操作是_____。

（3）向装置中加入药品并开始实验。锥形瓶中快速产生气泡；将导管插入肥皂水中，吹出肥皂泡，用燃着的木条靠近上升到空中的肥皂泡，肥皂泡被点燃。“肥皂泡被点燃”是因为氢气具有_____性。

【得出结论】该氢化钙样品与水反应还能生成氢气。

【提出新问题】实验1中不再产生气泡后，锥形瓶中有较多白色浑浊物。白色浑浊物是什么？

【分析讨论】氢化钙与水反应生成了氢氧化钙，氢氧化钙微溶于水，白色浑浊物中一定含有氢氧化钙：氢化钙在保存过程中可能变质生成碳酸钙，故白色浑浊物中还可能含有碳酸钙。

【实验2】按图1所示，将白色浑浊物装入锥形瓶中，用注射器注入适量稀盐酸，并利用二氧化碳传感器测得锥形瓶中二氧化碳的体积分数随时间的变化如图2所示。

（4）实验2中锥形瓶内发生反应的化学方程式为_____（写一个即可）。

（5）图2中说明有二氧化碳生成的依据是_____。

【得出结论】白色浑浊物中含有氢氧化钙和碳酸钙，同时说明氢化钙样品有少量变质。

【反思拓展】

（6）保存氢化钙的一条建议是_____。

（7）氢能有很多优点，如_____（写一条即可）。我们共同努力，助力我国早日进入“氢能经济”时代。

2014年眉山市化学实验基本操作考试中，有一题目是鉴别澄清石灰水和氢氧化钠溶液．请你参与探究：
【提出问题】如何鉴别这两种无色溶液？
【实验方案】小琪等几位同学进行了如图所示的实验．

请你回答下列问题：
（1）C组实验中反应的化学方程式为                                  ___ ；
（2）其中不能达到实验目的是________  _（填字母）；
（3）D组实验中变浑浊的原溶液是________  _ ．
【继续探究】实验结束后，小琪同学将A、B、C、D四组试管中的物质全部倒入同一个干净的烧杯中，充分反应后，得到无色澄清透明的溶液，对该溶液的成分又进行了探究．
【提出问题】该溶液中除水、酚酞外还含有哪些物质？
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性．
【猜想与假设】
Ⅰ．                      Ⅱ．NaCl、CaCl₂、HCl      Ⅲ．NaCl、CaCl₂、NaOH
【反思与拓展】①上述猜想与假设中只有一个不成立，它是________ （填序号），理由是  __    ．
②根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中可能有的物质是否存在，下列哪些物质单独使用不能完成该实验
 _________ （填字母）
a．pH试纸      b．硝酸银溶液      c．紫色石蕊试液      d．铜

研究和控制化学反应条件有重要意义。
（1）同学们想探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响。在其他条件相同的情况下进行了三次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。

实验	30%双氧水的质量（ $g$）	加入的水的体积（ $ml$）	二氧化锰质量（ $g$）	收集时间（ $s$）
1	10	40	5	200
2	20	30	5	100
3	30	20		67

①取用二氧化锰的仪器是（选填编号）。

②写出上述反应的化学反应方程式 。
③实验3中，加入的二氧化锰质量为 $g$。
④相同条件下，实验3产生氧气的速率最快，说明。
（2）同学通过查阅资料得知，双氧水在70 ${}^{°}C$以上会较快分解产生氧气。为了验证加 热双氧水也可以产生氧气，同学们选择下图装置（气密性良好）进行实验。实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是，同学分析原因后，采用了法收集气体，再检验，证明加热双氧水也可产生氧气。

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。

【2015年江苏省盐城市】实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究．
【发现问题】该样品中含有哪些物质？
【查阅资料】①NaOH在空气中不会转化成NaHCO₃．
②BaCl₂溶液呈中性，Ba（OH）₂是可溶性碱
③CO₂在饱和的NaHCO₃溶液中几乎不溶解
【提出猜想】猜想Ⅰ：NaOH    猜想Ⅱ：Na₂CO₃     猜想Ⅲ：NaOH和Na₂CO₃
【设计实验】

实验操作	实验现象
	步骤①：样品全部溶解 步骤②：观察到现象A

 
【收集证据】（1）若现象A是有气泡产生，则X溶液为            ，则            （填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）不成立．
（2）若X溶液为BaCl₂溶液，现象A是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是            ，取反应后的上层清液，测定其PH，当PH            7（填“＞”、“＜”或“=”），则证明猜想Ⅲ成立．
【定量分析】确定部分变质样品中Na₂CO₃的质量分数．
兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验．

步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；②准确称取该样品1.0g，放入烧瓶内；③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；④反应结束后，量筒内液体的读数为55.0mL．（已知：室温条件下，CO₂的密度为1.6g•L^﹣1）
（1）B装置集气瓶内原有的空气对实验结果            （填“有”或“没有”）影响．饱和NaHCO₃溶液如果用水代替，则所测CO₂体积            （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）计算该样品中Na₂CO₃的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）
【实验反思】有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想            ．