初中化学探究题

海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，其原理是利用 $C{O}_2$在水等溶剂中的溶解性来吸收 $C{O}_2$。某小组开展如下探究。

【活动一】探究 $C{O}_2$在水和食盐水（模拟海水）中的溶解情况

相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集 $C{O}_2$（如图1），待收集 $100mLC{O}_2$后，移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内 $C{O}_2$体积。重复实验，所测数据平均值如下表。

时间/ $h$	$0$	$0.5$	$6$	$12$	$24$	$48$
排水法时 $C{O}_2$体积/ $mL$	$100$	$98.5$	$85.5$	$77$	$66$	$59$
排食盐水法时 $C{O}_2$体积/ $mL$	$100$	$99$	$93$	$90.5$	$89$	$88$

（1）图1发生装置中反应的化学方程式为＿＿＿＿＿，反应类型是＿＿＿＿＿。

（2）由上表数据分析：

①能用排水法收集 $C{O}_2$的理由是＿＿＿＿＿。

②相同条件下，等体积水和食盐水吸收 $C{O}_2$更多的是＿＿＿＿＿（填“水”或“食盐水”）。

（3）海洋封存 $C{O}_2$可能带来的危害是＿＿＿＿＿（写出1点即可）。

【活动二】探究植物油隔离对 $C{O}_2$在水中溶解情况的影响

（4）小芳设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集 $100mLC{O}_2$倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使 $C{O}_2$与水被植物油隔开（ $C{O}_2$与植物油不反应）。测得量筒内 $C{O}_2$体积随时间变化曲线如图2。分析该图可得出的结论是＿＿＿＿＿。

【活动三】深度探究【活动二】中 $C{O}_2$的溶解情况

（5）①小松用图3表示无植物油隔离时，量筒内气体中存在的 $C{O}_2$分子的微观示意图。请参照图3的表示方式，在图4方框中画出有植物油隔离时，量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图（植物油分子用表示）。

②为检验有植物油隔离时 $C{O}_2$是否会进入水中，请设计实验方案：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某化学兴趣小组同学学习海水"制碱"知识后，到实验室做实验，小华实验：先取2mL Na ₂CO ₃溶液于试管中，再用胶头滴管滴入少量稀盐酸，无明显现象；小红实验：先取2mL稀盐酸于试管中，再用胶头滴管滴入少量Na ₂CO ₃溶液，却马上观察到有气泡产生，两人实验所用的Na ₂CO ₃溶液、稀盐酸均相同，却观察到不同的实验现象，他们为了查明原因，查阅资料：

①HCl和Na ₂CO ₃反应时其实是分步进行的，即：

Na ₂CO ₃+HCl═NaCl+NaHCO ₃（先），NaHCO ₃+HCl═NaCl+H ₂O+CO ₂↑（后）。

②NaHCO ₃溶液与足量澄清石灰水混合会变浑浊。

③Ca（HCO ₃） ₂溶于水

请回答：（1）NaHCO ₃俗称 　　；

（2）NaHCO ₃在医疗上是治疗 　　的药剂之一。

【提出问题】小华实验后溶液中的溶质是什么？

【猜想与假设】猜想①NaCl；②NaCl、NaHCO ₃；③NaCl、Na ₂CO ₃；④NaCl、Na ₂CO ₃、NaHCO ₃

【提出质疑】小红认为猜想 　　一定不正确。

【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
取适量小华实验后的溶液于试管中，滴入澄清石灰水	溶液变浑浊	猜想④成立

【交流与反思】（1）大家一致认为上面实验探究结论不正确，原因是 　　（用化学方程式表示）。

（2）小红认为，小华实验后的溶液应该继续慢慢滴入稀盐酸，若一开始无明显现象，一会后观察到有气泡产生，则猜想 　　成立。

【归纳与总结】小华实验与小红实验现象不同的主要原因与 　　有关。

某初中化学兴趣小组的四位同学。往氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液时。发现溶液变成了红色，可是过了一会儿，红色就消失了，溶液恢复为无色，溶液的红色为什么会变成无色呢？他们对这一现象进行了探究，请你和他们一起完成下边的探究历程。

【提出猜想】

甲：可能是酚酞变质造成的；

乙：可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故；

丙：可能是酚酞与空气中的氧气发生反应，使红色消失；

丁：可能与氢氧化钠溶液浓度大小有关。

【理论分析】

（1）对于甲同学的猜想，你认为　　（ 填“合理”或“不合理”）．请写出你的理由：　　。

（2）对于乙同学的猜想，大家认为是不正确的，因为氢氧化钠溶液虽然与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钠和水，但碳酸钠水溶液显碱性，由于溶液中有自由移动的　　（写离子符号），所以红色不会消失。

【查阅资料】为了排除是酚酞溶液导致的原因，同学们决定重新配制酚酞溶液进行试验，他们在网络上查阅了资料，百度百科中对酚酞的描述如下表。

中文名	酚酞	结构式
外观	白色至微黄色结晶性粉末
常温下溶解性	＜0.1g/100mL（水中） ＞5g/100mL（乙醇中）
化学式	C20H14O4

（3）由上表可知，配制酚酞溶液的溶剂是　　（选填“水”或“乙醇”）．在检测溶液剂酸碱性的实验中，往待测溶液中滴入1﹣﹣2滴酚酞溶液即可，滴入过多的酚酞有可能出现白色沉淀的现象，该现象产生的原因是　 。

【实验验证】

（4）如图，为了验证丙同学的猜想，四位同学在一支密封的装有NaOH 溶液的试管中，先通入密度比空气大的稀有气体，将试管内的空气排尽，随后注入新配制的酚酞溶液，观察到的现象依然是溶液先变成红色，过了一会儿红色消失，如图稀有气体应由导管口　　（选填“a”或“b”）处通入。

（5）若丁同学的猜想正确，请你完成下列实验设计

实验方法	实验现象和结论

【应用拓展】

（6）从查阅百度百科资料知道，酚酞（H₂In表示）其实是一种极弱的酸，其遇碱变红的变化表达式为：

H₂In In^2﹣（红色）

根据上述信息，请写出H₂In遇NaOH溶液变红的化学方程式：　　。

某地区有盐碱地分布，化学兴趣小组针对盐碱地成分展开探究。

【猜想与假设】在老师的指导下，同学们认为盐碱地土壤中可能含有：

①碳酸钠②碳酸氢钠③氢氧化钠

【查阅资料】

（1）碳酸氢钠受热容易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳；

（2）氯化钙溶液呈中性；

（3）碳酸氢钙可溶于水。

【设计与实验一】甲同学取少量盐碱地土壤于烧杯中，加入适量的蒸馏水，充分搅拌混合后过滤，将所得滤液分成三等份，依次编号为1号、2号和3号，进行如下实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
取1号滤液滴加足量稀盐酸	﹣﹣﹣	滤液里可能含有碳酸钠，也可能含有碳酸氢钠
取2号滤液滴加 　 　溶液		滤液里一定含有碳酸钠。 相关化学方程式是

实验结论：盐碱地土壤中含有碳酸钠。

【设计与实验二】乙同学设计如图所示装置并实验。

实验结论：盐碱地土壤中不含碳酸氢钠。得出该结论所依据的实验现象是 　 　。

【设计与实验三】丙同学设计实验如下。

实验步骤	实验现象	实验结论
取3号滤液		盐碱地土壤中不含氢氧化钠

【反思与交流】丁同学经过思考，认为盐碱地土壤长期暴露在空气中不可能含有氢氧化钠，他的理由是

　 　（用化学方程式表示）。

【2015年贵州省遵义市】请按要求完成下列金属性质的实验：
研究一：金属与酸反应过程中的能量变化．
（1）打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应             （填“吸热”或“放热”），反应的化学方程式为               ．
（2）实验测得反应中产生的气体的速率（v）与时间（t）的关系如图1，请根据t₁﹣t₂时间段反应速率变化，说明化学反应速率受             等因素影响．

研究二：金属与盐溶液反应过程中的相关变化．
（1）某同学用硫酸铜溶液把“铁勺”变“铜勺”，其反应的化学方程式为                   ．
（2）在一定量AgNO₃和Cu（NO₃）₂的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，图2描述相关变化曲线，一定不正确的是                      ．

如图为“хх”钙片商品标签图，请根据标签的有关信息完成下列各题．

该钙片主要成分碳酸钙，碳酸钙的相对分子质量为  ① ．
某校化学兴趣小组为了确认标签中碳酸钙的含量是否真实，决定通过实验进行探究．
实验目标：测定该钙片主要成分碳酸钙的含量．
实验原理：取一定质量的钙片与足量的稀盐酸反应，测量生成的CO₂的质量（已知该状态下CO₂的密度），然后计算其中碳元素的质量，利用反应前后碳元素的质量不变，再计算出碳酸钙的质量．
实验方案：兴趣小组的同学们经过思考提出了以下几种实验方案，请你参与他们对实验方案的讨论、取舍．
方案一：甲同学设计了如图所示的装置，通过反应后右侧注射器（注射器最大量程为20mL）内收集到气体的量来进行计算．

（1）同学们观看了他的设计后，都认为该方案中样品的取用的量需要一定的控制，这是因为        ．
（2）同学们讨论后，一致认为注射器的摩擦会影响生成的CO₂的完全收集．
方案二：乙同学设计了如图所示的装置，与甲同学的相比，仅仅在收集方法上不同．

（1）同学们观看了他的设计后，都认为所测得CO₂气体的体积将会  ①  （填偏大或偏小），你认为他们的理由是 ② ，你的改进方案是  ③ ；广口瓶内原有的空气对实验结果  ④ （填“有”或“没有”）影响.
（2）同学们讨论后，一致认为把装置改进后测得生成的CO₂气体体积会偏大，你认为他们的最主要理由是           ．
方案三：丙同学设计了如图所示的装置．同学们观看后一致认可他的设计，并按照他的思路设计了以下实验步骤．

实验步骤：
①连接装置并检查装置气密性；
②加入10片钙片和水；
③记录C中液面刻度（C为带有刻度的玻璃管）；
④由A向B中滴加稀盐酸至过量；
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为V mL（经查，该气体密度为ρg/L）；
⑥计算气体的质量．
实验反思：
（1）丙同学在实验前将钙片全磨成粉末状，你认为他的目的是：     ；
（2）检查该装置的气密性时，如图准备好装置，在C、D两管中装好水且液面相平，提高D管，     ，则气密性良好；
（3）实验结论：经多次实验（钙片都是10片），所得CO₂气体的平均质量是6.82g，请你最后计算确认标签中碳酸钙的含量是     （填“真实”或“不真实”）的．（最后一空不需要写计算过程）

在做盐和盐反应的分组实验时，第一组学生进行氯化钡与碳酸钠溶液的反应，第二组学生进行氯化钡和硫酸钠溶液的反应。
实验结束后，两组同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸中，浊液中白色沉淀物质是______和______.
化学兴趣小组对浊液进行过滤，探究滤液的成分。
【提出问题】滤液里除了氯化钠外，还有什么物质？
【提出猜想】猜想①：__________；猜想②：；猜想③：；猜想④：、
【实验探究】

若现象a只有白色沉淀，则猜想________成立；
若现象a只有气泡产生，则猜想________可能成立；
若现象b产生白色沉淀，然后加稀硝酸沉淀部分溶解，并产生气泡，则猜想_______成立；若沉淀全部不溶解，则猜想________成立。

现有四只烧杯，分别盛有稀盐酸、饱和石灰水、碳酸钠溶液中的一种，并向其中滴加了酚酞或石蕊溶液（如下图所示）．

已知：碳酸钠溶液呈碱性，氯化钠溶液呈中性．选用下列药品继续实验：铁、氧化钙、氧化铁、稀盐酸、饱和石灰水、碳酸钠溶液．
请依据实验回答问题：
（1）B中溶液是________．
（2）取A中溶液于试管中，加入甲，溶液由无色变为黄色，则甲是________，反应的化学方程式为____________________________________________________________________．
（3）取C中溶液于试管中，加入乙，溶液变浑浊；再加入丙，又变澄清，且由红色变为无色，无气泡产生，则乙的化学式为________．
（4）取D中溶液于试管中，加入丁，溶液变浑浊；再加入丙，又变澄清，且由红色变为无色，同时产生气泡．
①用化学方程式表示溶液变浑浊的原因________________________________________
________________________________________________________________________；
②最终所得溶液中溶质的组成为________________________（写出所有可能）．

做“酸碱中和反应”实验时，甲同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加了一定量的稀盐酸后，发现忘记加入酸碱指示剂，于是停止了实验。

【提出问题】

乙同学提出疑问：反应后烧杯中溶液的溶质是什么？

【提出猜想】

丙同学提出了四种猜想：

猜想一：只有 　 　（填化学式）

猜想二：有 $\mathit{NaCl}$和 $\mathit{HCl}$

猜想三：有 $\mathit{NaCl}$和 $\mathit{NaOH}$

猜想四：有 $\mathit{NaCl}$、 $\mathit{HCl}$和 $\mathit{NaOH}$

丁同学认为猜想四不合理，用化学方程式说明原因 　 　。

【实验探究】

为进一步验证其余三种猜想，甲、乙、丙三位同学分别进行了如下探究实验：

①甲同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量 $\mathit{AgN}{O}_3$溶液，观察到产生白色沉淀。因此，甲同学认为溶液中含 $\mathit{HCl}$。

②乙同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液，观察发现无明显现象。因此，乙同学认为溶液中不含 $\mathit{HCl}$。

③丙同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量 $\mathit{CuS}{O}_4$溶液，观察到有蓝色沉淀生成。因此，丙同学认为溶液中含 $\mathit{NaOH}$。

【讨论分析】

丁同学对三位同学的探究实验进行了分析评价，他认为甲同学的结论不正确。你认为丁同学的理由是：　 　。

【继续探究】

丁同学用pH试纸测得烧杯中溶液的pH＞7，说明溶液显 　 　性。

【得出结论】

通过探究和讨论，最终大家一致认为猜想 　 　是正确的。

【交流思考】

为防止污染环境，你认为烧杯中的废液应如何处理：　 　。

【2015年广西省南宁市】某化学兴趣小组的同学对实验室制取二氧化碳及相关性质进行一系列的探究活动。
（1）气体制取
按如图1所示的制取装置进行实验。

①写出有标号仪器的名称：a         ,b         。
②实验室制取二氧化碳的反应化学方程式是                       。
③实验室收集二氧化碳的方法是                      ，原因是                    。
（2）实验研究
【提出问题】实验室制取二氧化碳时能否采用排水法收集？
【设计实验】
实验一：向一个充满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶。可观察到塑料瓶                 ，说明二氧化碳能溶于水。
实验二：先用集气瓶装满一瓶蒸馏水（pH=7．0），然后按如图2所示组装组装并进行实验，再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH。

①装置B中碳酸氢钠溶液的作用是                      。
②测得烧杯中液体的pH<7．0，说明溶液呈酸性，原因是                        。
【实验结论】实验室制取二氧化碳不宜采用排水法收集。
【拓展延伸】某同学先对图2装置做了以下改进：将装置C中的部分蒸馏水换成植物油，将烧杯换成量筒（如图3所示），然后利用改进后的装置测定收集到二氧化碳的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：

①                           ，②                               。（合理即可）

(5分)“海水晒盐”所获得的粗盐中，除含有泥沙等难溶性杂质外，还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质，某化学小组为得到较纯净的食盐，进行了下列实验探究活动，请参与他们的探究活动：

【提出问题】如何获得较纯的食盐晶体？
【查阅资料】 20℃时，部分物质的溶解性情况如下表所示：

	OH^﹣	CO3^2^﹣
Na^+	溶	溶
Ca^2+	微	不
Mg^2+	不	微

【实验方案】按如图方案进行提纯粗盐．
【解释与结论】
（1）操作X的名称是     ．
（2）沉淀D是     ．
（3）实验步骤③的主要目的是      （用化学方程式回答）；
判断氢氧化钠溶液已过量的方法是     ．
【反思与评价】
（4）有同学认为该实验方案并不完善，其理由及需补充的实验操作是    ．

某学习小组围绕“气体实验室制取”进行了研讨。请你参与完成下面的问题。

（1）原理分析：实验室制取CO₂的化学方程式为                               。
不用Na₂CO₃与盐酸反应制取CO₂的原因是                                       。
（2）发生装置：图①装置中仪器a的名称是              。实验室常用无水醋酸钠固体与碱石灰在加热的情况下制CH₄，应选图        （填序号）发生装置。
（3）收集装置：实验室收集NH₃（极易溶于水）应采用的方法是            。收集有毒气体SO₂时，常采用③收集装置，气体应从         （填字母）端通入。

铜制器物在潮湿环境中表面会产生绿色的锈迹，俗称铜绿。某化学学习小组对铜绿成分产生了浓厚兴趣。
【提出问题】铜绿中除铜元素外还有其它什么元素？
【查阅资料】①无水硫酸铜遇水变蓝色；
②碳与一般的酸不反应；
③CuO+H₂SO₄(稀)=CuSO₄+H₂O。
【实验探究】该小组同学找到了一些铜绿粉末并进行了如下实验：

【观察分析】A装置中绿色粉末变为黑色；
B装置中无水硫酸铜变为蓝色；
C装置中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为           。
【实验结论】铜绿中除铜元素外还有     、     和碳等元素。
【交流讨论】根据铜绿的组成，小组同学对A装置中产生的黑色粉末的成分有如下两种不同的猜想：
（1）全部为CuO     （2）CuO和C的混合物
【深入探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量黑色粉末于试管中，滴加足量的稀硫酸	①	猜想（1）正确
②①取少量黑色粉末于试管中，滴加足量的稀硫酸	②	猜想（2）正确

【实验结论】化学学习小组同学通过实验证明猜想（1）正确。
【反思应用】根据铜绿中所含元素，可知铜生锈不仅与空气中的氧气、水有关，还可能与空气中的       等有关；要保护博物馆里的青铜器，减缓生锈，我们可以减少青铜器与          接触。

【2015年湖南省张家界市】通过一年的化学学习，你已经初步掌握了实验室制取气体的一般规律和它们的一些主要性质，以下是老师为你提供的气体制取和性质探究的实验装置。

请你回答下列问题：
（1）写出图中标有字母的仪器名称：a                ; b__________;
（2）实验室采用加热氯酸钾制取氧气时，应选用的发生装置是             （填序号） 。 如图E所示，铁丝在氧气中剧烈燃烧说明氧气具有         （填“氧化性”或“可燃性”）；
（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应选用的收集装置是______；（填序号）此反应的化学方程式为:                            ；
如图F所示，将二氧化碳倒入烧杯中，观察到燃烧的蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，且具有                           的性质。

氯气（Cl ₂）是黄绿色气体，水溶液叫氯水，把品红试纸（染有品红的纸）伸入氯水中，品红褪色．

【发现问题】氯水中的哪些成分能使品红褪色呢？

【查阅资料】氯气溶于水，部分与水反应，方程式为Cl ₂+H ₂O＝HCl+HClO．其中，HClO的名称叫次氯酸，是一种弱酸，具有强氧化性．

【做出猜想】

猜想1：是氯水中的水使品红褪色的；

猜想2：是氯水中的 　　　使品红褪色的；

猜想3：是氯水中的盐酸使品红褪色的；

猜想4：是氯水中的次氯酸使品红褪色的．

【试验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
①把品红试纸伸入水中	没有褪色	猜想1
②把品红试纸伸入干燥的氯气中	没有褪色	猜想2不成立
③	没有褪色	猜想3不成立

【实验结论】

综合分析判断：氯水中的 　　（填化学式）使品红褪色，具有漂白作用（能使品红等有色物质褪色）．

【反思】

（1）HClO中氯元素的化合价为 　　价．

（2）氯水中加入AgNO ₃溶液有白色沉淀生成，化学方程式为 　 　．

（3）向氯水中滴加紫色石蕊试液，观察到的现象是 　　．