初中化学探究题

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________________．

某化学兴趣小组的同学在探究Mg、Cu、Fe三种金属的有关性质时进行了如下实验：
（1）实验一：①试管内未发生反应，②试管中有红色物质析出，发生反应的化学方程式________，该实验可得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为________．
（2）实验二：将实验一后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，一段时间后过滤．滤渣中一定含有的物质是________，可能有的物质是________，为了进一步确定可能有的物质是否存在，同学们设计了如下方案：

实验步骤	实验现象	结论
取少量滤渣于试管中，向其中滴加________	没有气泡产生	________

滤液中含有的金属离子可能是________．
①Mg^2＋②Mg^2＋、Fe^2＋③Mg^2＋、Fe^3＋④Cu^2＋、Fe^2＋⑤Mg^2＋、Fe^2＋、Cu^2＋

某实验小组对不同条件下的硝酸钾的溶解情况进行了以下实验．
在甲、乙、丙三个烧杯中分别放入20g硝酸钾晶体，再分别加入50.0g冷水、热水与酒精，充分搅拌后（保持各自的温度不变），结果如下图所示．

（1）甲烧杯中溶液是________（填“饱和”或“不饱和”）溶液．
（2）由以上实验可得出结论：影响物质溶解度的因素有________、________．
（3）将乙烧杯中的溶液降温到t₁℃时，溶液恰好达到饱和状态．则t₁℃时，硝酸钾在水中的溶解度是________g．再往乙烧杯中加入10g水，改变温度至t₂℃时，溶液又恰好达到饱和状态，则t₁________t₂（填“＞”“＜”或“＝”）．
（4）经实验测定，获得不同温度时硝酸钾在水中的溶解度数据．

温度／℃	溶解度／g
20	31.6
40	63.9
50	145
60	110
70	140
80	169

分析上述数据，某温度时的硝酸钾溶解度数据可能存在较大的误差，该温度是________℃，请根据表中的数据，在坐标图中描点、绘制符合硝酸钾溶解度变化规律的曲线．

海洋是巨大的资源宝库，从海洋中可提取许多重要物质．请你参与下列问题的讨论：
（1）关于晒盐原理的说法正确的是（ ）

A．利用阳光和风力，使氯化钠蒸发出来

B．利用阳光和风力，使水分蒸发，析出盐

C．降低温度使氯化钠析出

D．日光照晒后，氯化钠的溶解度变小

（2）晒盐后得到的母液（又称卤水）中含有氯化镁（MgCl₂）、硫酸镁（MgSO₄）和氯化钾（KCl）等物质，参照下图各物质的溶解度曲线，从卤水中提取氯化钾晶体采用下列方法：
①将卤水加热到60℃以上，蒸发水分就会逐渐析出________（填名称）晶体．理由是________________________．
②将①中的晶体过滤后，得到滤液，把滤液降温到30℃以下，又析出氯化钾晶体和氯化镁晶体，然后用少量的________（填“热水”或“冷水”）洗涤两晶体的混合物，就可以得到较纯的氯化钾晶体．

硝酸铜为蓝色固体，溶于水可得蓝色溶液。某实验小组同学用下图装置加热硝酸铜，发现固体由蓝色逐渐变黑，同时产生红棕色有刺激性气味的气体，带火星的木条复燃。

【提出问题】硝酸铜在加热条件下到底发生了怎样的反应？
【查阅资料】
①氧化铜和稀硫酸反应的化学方程式：CuO+H₂SO₄CuSO₄+H₂O
②含氮化合物中，只有NO₂是红棕色、有刺激性气味的气体。
③NO₂有助燃性，能使带火星的木条复燃
【猜想假设】
Cu(NO₃)₂受热分解除了生成_______，还可能生成了CuO和O₂。
【进行实验】

实验操作	实验现象	实验结论
步骤I：将反应后试管中的固体加水充分溶解， ①  ，加热	固体全部溶解，得到蓝色溶液	硝酸铜分解生成了氧化铜。
步骤II：在图1的试管和集气瓶之间连上如图所示的装置，重新进行加热硝酸铜的实验	集气瓶中气体为无色，带火星木条复燃	硝酸铜分解生成了氧气

步骤II是同学们查阅了新的资料后设计完成的。该资料是关于NO₂___②__方面的性质信息。
【获得结论】根据实验结果，Cu(NO₃)₂受热分解的化学方程式为_______。
【反思与评价】已知相同状况下，气体的体积比等于其分子个数比。据此，同学们认为，即使没有资料③，依据实验结论和“加热硝酸铜产生的气体能使带火星的木条复燃”的实验现象，也能推出NO₂可能具有助燃性。理由是______。

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            ．

【2015年广西省玉林、防城港市】玲玲在学习复分解反应时，对复分解反应的条件产生了兴趣，于是她和小组内的同学仅用以下药品展开了探究活动。
实验药品：稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、硝酸钡溶液、氯化钠溶液、酚酞溶液
【提出问题】他们要探究的问题是                    。
【查阅资料】硝酸钡溶液显中性，且Ba²⁺有毒。
【实验探究】玲玲用上述物质做了下列几组实验

【记录和解释】
（1）组合①、②、⑤均无明显现象，其中组合         与另外两组的实质不同。为证明该不同之处，玲玲在实验过程中使用了酚酞溶液。
（2）请写出组合③的化学方程式                    。
【实验结论】他们请教老师并讨论后知道，只有当两种化合物互相交换成分，生成物中有沉淀
或                生成时，复分解反应才可以发生。
【拓展延伸】实验结束后，他们将所有废液收集在废液缸中静置，观察到白色沉淀和无色的上层清液。为了确定沉淀和清液的成分，继续展开探究。
【实验1】探究沉淀的成分。
【提出猜想】I．沉淀只有硫酸钡II．沉淀只有碳酸钡III沉淀中含有硫酸钡和碳酸钡
梅梅取少量沉淀于试管中，滴加                             （请补充完整实验操作和观察到的现象），证明了猜想III是正确的。
【实验2】探究清液的成分。
①取少量清液于试管中，向其中滴加几滴硝酸钡溶液，无明显现象。
②另取少量清液于另一只试管中，滴加几滴             ，有白色沉淀产生。
【解释与结论】探究活动结束后，小组内成员通过讨论分析，一致认为清液中含有的离子是
              （指示剂除外）。
【处理废液】为了防止污染环境，玲玲向废液缸中加入适量的              ，对废液进行处理后，将固体回收进一步处理，溶液排放。
【交流与反思】根据你对物质溶解性的了解，结合复分解反应发生的条件，请写出一种在水溶液中一般不能发生复分解反应的可溶性盐           (写化学式）。

实验小组在探究“酸与碱能否发生反应”时，进行了如图所示实验．请根据实验回答：

【探究实验一】酸能否与可溶性碱发生化学反应

甲同学进行了实验一，能观察到的明显现象是　　，同时测定反应后溶液的pH＝2，说明酸能与可溶性碱发生化学反应．

【探究实验二】酸能否与难溶性碱发生化学反应

乙同学进行了实验二，当滴入几滴稀盐酸后，发现试管②中无明显变化，于是得出“酸不能与难溶性碱反应”的结论．

丙同学对此产生质疑，并利用实验后的物质继续探究：

【2015年贵州省黔东南州】某校化学兴趣小组对苏打(Na₂CO₃)和小苏打（NaHCO₃）在生活中具有何作用，如何鉴别苏打和小苏打进行了如下的探究实验活动，请你参与他们的探究过程，并回答先关问题：
【查阅资料】
信息①：相同条件下，碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液碱性强
信息②：NaHCO₃在270⁰C时，完全分解转化成Na₂CO₃，而NaHCO₃不易分解
【实验过程】
（1）按有图所示进行实验，只观察到烧杯B中的石灰石变浑浊，小试管内壁出现水珠，写出小苏打分解的化学方程式               。

（2）充分利用信息知识，区分无色Na₂CO₃溶液
与NaHCO₃溶液最简单的方用是                。
A、加热     B、pH试纸     C、稀盐酸
【实验过程】
（3）可用小苏打治疗轻度胃酸（主演含盐酸）过多的病人，其原因是：                

有一包白色粉末，可能由 $\mathit{NaCl}$、 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $\mathit{CuS}{O}_4$、 $N{a}_{2}C{O}_3$、 $\mathit{CaC}{O}_3$中的一种或几种组成，为确定其成分，某化学兴趣小组进行如下实验探究，请你参与探究并回答相关问题。

【提出问题】该白色粉末的成分是什么？

【查阅资料】

（1）部分物质在水中的溶解性表（室温）：

物质	$\mathit{AgN}{O}_3$	$\mathit{AgCl}$	$A{g}_{2}S{O}_4$	$A{g}_{2}C{O}_3$
溶解性	溶	不溶	微溶	不溶

（2） $\mathit{AgOH}$不稳定，在溶液中分解生成难溶于水的物质。

【实验探究】

实验步骤	实验现象及结果	实验结论
①取该白色粉末样品于烧杯，加足量水溶解。	样品全部溶解，得到无色溶液A	白色粉末中不含
②取少量无色溶液A于试管，加入过量 $\mathit{BaC}{l}_2$溶液，充分反应后过滤。	得到无色溶液B和白色沉淀C	白色粉末中含有
③向白色沉淀C中加入过量稀盐酸。	沉淀部分溶解，并有气泡冒出
④在无色溶液B中滴加几滴 $\mathit{AgN}{O}_3$溶液。	产生白色沉淀	白色粉末中含有 $\mathit{NaCl}$

【交流与解释】

（1）白色沉淀C中加入过量的稀盐酸，产生气泡的反应方程式为 　 　。

（2）在老师的指导下，通过讨论，同学们认识到由上述实验探究尚不能得出白色粉末中含有 $\mathit{NaCl}$，理由是 　 　。

为了进一步确定白色粉末中是否含有 $\mathit{NaCl}$，继续进行如下探究。

【继续探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
⑤另取少量无色溶液A于试管中，加入过量的 　 　溶液，振荡，静置。	产生白色沉淀	白色粉末中含有 $\mathit{NaCl}$
⑥取实验⑤所得上层清液于试管，加入 $\mathit{AgN}{O}_3$溶液。	产生白色沉淀

通过上述实验探究，确定了该白色粉末的成分。

【拓展与反思】在混合溶液中，检验某种离子时，需排除离子间的相互干扰。

【2015年江苏省泰州市】某校九（１）班同学举行“是真的吗？”化学主题活动，请你和蓓蓓一起探究。
话题1：能被磁铁吸引的物质一定是铁单质吗？
【实验验证】①将细铁丝在纯氧中完全燃烧，主要反应的化学方程式为           。
②将反应后的黑色固体用磁铁检验，能被吸引。
【实验结论】能被磁铁吸引的物质            （填“一定”或“不一定”）是铁单质。
话题2：含有Ba²⁺的盐一定有毒吗？
【社会调查】在医院检查胃肠疾病时，病人需服用“钡餐”（主要成分为BaSO₄)。
【调查结论】“含有Ba²⁺的盐一定有毒”这句话是         （填“真的”或“假的”）。
【交流反思】若误服碳酸钡（BaCO₃）,胃酸的主要成分          (填化学式）会与之发生反应，形成可溶性钡盐，使人体内蛋白质变性而中毒，此时可服用          （填一种即可）解毒。
话题3：向某溶液中先滴加足量稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，原溶液中一定含有SO₄^2-吗？
【实验回顾】向硝酸银溶液中先滴加稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，也产生白色沉淀，反应的化学方程式是                     。
【实验结论】向某溶液中先滴加足量稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，原溶液中不一定含有SO₄^2-。
【拓展实验】向硫酸钠溶液中先滴加足量稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，也产生白色沉淀。
【查阅资料】①硝酸具有强氧化性。向Na₂SO₃溶液中滴加稀硝酸时，发生如下反应：
2HNO₃(稀)+3Na₂SO₃=3Na₂SO₄+2NO↑+H₂O
②含有SO₃^2-的盐统称为亚硫酸盐，亚硫酸盐都能与盐酸反应生成二氧化硫气体。
【交流反思】①向某一种钠盐溶液中先滴加足量稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀。原溶液中阴离子可能是SO₄^2-，还可能是        （填离子符号）。
②下列实验方案中，能证明溶液里含有SO₄^2-的是       （填“A”或“B”）。
A.取样，先滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀不溶解
B．取样，先滴加稀盐酸，无明显现象，再滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀

某化学学习小组在实验室做了一次探究活动，以下是该小组填写的探究报告。

探究内容	探究铝分别与稀盐酸、稀硫酸的反应
知识应用	根据金属活动性顺序表，铝能与酸反应
实验准备	用同样的标准打磨大小、厚薄相同的2片铝
进行实验	室温时，向盛有等量稀盐酸、稀硫酸的2支试管中加入打磨光亮的相同的2片铝
现象描述	铝与稀盐酸反应速率很快，产生大量气泡；铝与稀硫酸反应速率一直很慢，几乎看不到气泡
分析猜想	铝分别与稀盐酸、稀硫酸分反应现象为什么相差甚远？猜想如下：①铝片表面氧化铝的影响；②铝片表面积的影响；③反应时外界温度的影响； ④硫酸铝难溶于水，阻碍了铝与稀硫酸的反应；⑤两种酸的氢离子浓度不同；⑥稀盐酸中含有的Cl^﹣加快了铝和稀盐酸的反应；⑦稀硫酸中含有的SO4^2^﹣阻碍了铝和稀硫酸的反应

请仔细阅读探究报告，回答下列问题

（1）猜想④不合理，理由是　　

（2）经过分析可以排除其影响因素的猜想有　　（填序号）

（3）选择一个你认为合理的猜想并设计实验进行验证，你选择的合理猜想的序号是　　，实验设计是：室温时，将打磨光亮的相同的2片铝分别放入2支试管中，再　　，观察现象。

【2015年浙江省丽水市】在老师指导下，小科做了如下实验：点燃燃烧匙上的钠，迅速伸入盛有CO₂的集气瓶中，盖上玻片，钠继续燃烧。反应结束后发现：集气瓶内壁附着黑色小颗粒，燃烧匙上粘附着灰白色固体。小科获知灰白色固体中的黑色固体成分是碳，但不清楚其中的白色固体成分是什么，于是进行了如下探究：
【提出问题】白色固体的成分是什么？
【建立假设】假设一：白色固体的成分是氧化钠；
假设二：白色固体的成分是碳酸钠；
假设三：白色固体的成分是氧化钠和碳酸钠的混合物。
【进行实验】
步骤1：取燃烧匙上灰白色固体于烧杯中，加入适量的水充分溶解，过滤，得到滤液；
步骤2：取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加2滴酚酞试液，溶液变成红色。结论：白色固体的成分是氧化钠。有同学认为通过该实验得出的结论不正确，其理由是           。
步骤3：取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加足量稀盐酸，溶液中有气泡冒出，结论是            。
步骤4：取少量步骤1中的滤液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，然后过滤，向所得滤液中滴加酚酞试液，无明显现象。则假设          成立。