初中化学探究题

小维与家人聚餐时，对火锅燃料"固体酒精"产生了好奇，于是他与同学对其成分进行如下探究。

【查阅资料】（1）该固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成的。

（2）氯化钙、氯化钡溶液均呈中性。

【提出问题】（1）酒精中是否含有碳元素？

（2）固体酒精中氢氧化钠是否变质？

【作出猜想】猜想一：酒精中含有碳元素。

猜想二：固体酒精中氢氧化钠已变质。

【实验探究】（1）如图1所示进行实验，发现澄清石灰水 　　，可得出酒精中含有碳元素的结论。

（2）取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现杯底有白色沉淀。取沉淀于试管中加入稀盐酸，固体溶解并有气泡产生，则生成气体的化学方程式 　　。

【实验结论】（1）酒精中含有碳元素。

（2）固体酒精中氢氧化钠已经变质。

【拓展延伸】为进一步确定固体酒精中是否还含有氢氧化钠，小维与同学继续探究。

（1）他另取少量固体酒精，加水溶解后，取上层清液，滴加酚酞溶液，酚酞溶液 　　，于是得出固体酒精中还含有氢氧化钠。

（2）小维的同学认为他的实验不能证明固体酒精中一定有氢氧化钠剩余，理由是 　　。

（3）他们另取上层清液，加入足量的氯化钡溶液，充分反应后滴加氯化铁溶液，生成红褐色沉淀，他们一致认为固体酒精中氢氧化钠有剩余。

【反思交流】（1）实验中，加入足量氯化钡溶液的目的是 　　。

（2）实验室中氢氧化钠应 　　保存。

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______。

大自然的鬼斧神工造就出千沟万壑、千瀑万洞的“喀斯特地貌”，贵州双河溶洞是全球白云岩喀斯特典型的范例，某小组同学开展了研究性学习。

任务一：调查溶洞概况

小组同学通过实地勘察，绘制部分洞穴剖面图如图1。

（1）溶洞岩石以白云岩为主，其中的 $\mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3$、 ${\mathrm{MgCO}}_3$两种化合物的类别属于＿＿＿＿＿（选填“酸”“碱”或“盐”）。

（2）岩石裂缝渗水以及洞内地下水对白云岩不断侵蚀，形成千姿百态的溶洞地貌。测得A处渗水的 $\mathit{pH}<7$，显＿＿＿＿＿性。

任务二：探究白云岩溶蚀与钟乳石的形成

【资料显示】当 ${\mathrm{CaCO}}_3$遇到溶有 ${\mathrm{CO}}_2$的水时，会生成溶解性较大的 $\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{HCO}}_3\right)}_2$，发生反应① ${\mathrm{CaCO}}_3+{\mathrm{CO}}_2+{\mathrm{H}}_{2}O=\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{HCO}}_3\right)}_2$；溶有 $\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{HCO}}_3\right)}_2$的水遇热或压强变小时，就会分解，重新形成 ${\mathrm{CaCO}}_3$沉积下来，发生反应② $\mathrm{Ca}{\left({\mathrm{HCO}}_3\right)}_2={\mathrm{CaCO}}_3\downarrow +{\mathrm{CO}}_2\uparrow +{\mathrm{H}}_{2}O$。

【探究活动1】用 ${\mathrm{CaCO}}_3$模拟白云岩的溶蚀

（1）设计方案制取 ${\mathrm{CaCO}}_3$

白云岩中除 ${\mathrm{CaCO}}_3$、 ${\mathrm{MgCO}}_3$外，还含有多种成分。小组同学设计两种不同反应原理的方案制取 ${\mathrm{CaCO}}_3$模拟溶蚀过程，完成下表。

序号	试剂	反应原理（化学方程式）
方案一	${\mathrm{CO}}_2$、氢氧化钙固体、蒸馏水	＿＿＿＿＿
方案二	＿＿＿＿＿	＿＿＿＿＿

（2）进行溶蚀模拟实验

实验一：用方案一进行实验，向盛有一定量氢氧化钙固体的烧杯中加入蒸馏水，搅拌，过滤，得到饱和澄清石灰水。取 $15\mathit{mL}$饱和澄清石灰水于烧杯中，通入一定量 ${\mathrm{CO}}_2$，观察到溶液立即变浑浊，继续通入过量 ${\mathrm{CO}}_2$，浑浊液未变澄清。

【表达交流】根据资料显示中的反应①，应观察到浑浊液变澄清，现象与预期不符。经过讨论、分析，为达到实验目的，改进实验如下。

实验二：另取 $15\mathit{mL}$饱和澄清石灰水于烧杯中，加入 $35\mathit{mL}$蒸馏水，搅拌，通入一定量 ${\mathrm{CO}}_2$，溶液逐渐变浑浊，继续通入过量 ${\mathrm{CO}}_2$，浑浊液变澄清。

【分析与解释】改进后现象与预期相符。加入 $35\mathit{mL}$蒸馏水的作用是＿＿＿＿＿，浑浊液变澄清的原因是＿＿＿＿＿。

小组同学用其它的方法，证明了白云岩中的 ${\mathrm{MgCO}}_3$也能在酸性条件下发生溶蚀。

【探究活动2】模拟钟乳石的形成

取实验二反应后的溶液，静置，放于低压环境，一段时间以后发现澄清溶液中出现浑浊现象，实验成功。

【迁移应用】图1中，滴水从B处下落的过程中，产生 ${\mathrm{CO}}_2$的原因可能是＿＿＿＿＿。

任务三：模拟洞内地下水对白云岩的溶蚀

洞内地下水中富含钙离子、锶离子、硫酸根离子等，小组同学用四种盐溶液进行地下水对白云岩的溶蚀实验，测得白云岩溶蚀率（溶蚀率：白云岩减少的质量与白云岩总质量的比值。）随时间变化的关系如图2。下列说法正确的是＿＿＿＿＿（填字母序号）。

A．	白云岩的溶蚀率随时间的增加而增大
B．	锶离子含量越多，越能促进白云岩的溶蚀
C．	混合溶液会增大白云岩的溶蚀率
D．	白云岩的溶蚀受钙离子、锶离子的影响

【项目总结】沉积物是“时间胶囊”，可反映出它们形成时的地质环境，极具科研价值。

从海水中得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（主要有Na₂SO₄、MgCl₂、CaCl₂）和不溶性杂质（泥沙等），必须进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活．粗盐提纯的部分流程如下：

其中，滤液一→滤液二之间需进行三步操作：
操作①：加入过量Na₂CO₃，除去滤液中的Ca^2＋
操作②：加入过量X，除去滤液中的Mg^2＋
操作③：加入过量BaCl₂，除去滤液中的
请回答：
（1）操作②中的物质X为________________，正确的操作顺序为________（填序号），为最终获得精盐，操作①、②和③后还需增加的操作是________________；
（2）滤液二中加入适量稀盐酸的目的是________________________．

某研究性学习小组，选择“过氧化氢（H₂0₂）生成氧气(0₂)的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程。
【假设】过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂的种类有关。
【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的过氧化氢（H₂0₂）溶液中分别加入相同质量的二氧化锰（MnO₂）和红砖粉，测量各生成一瓶（相同体积）氧气所需的时间。

【进行实验】上图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器的名称是__________ ，此实验中B处宜采用的气体收集方法是_______________。
【实验记录】

实验编号	1	2
反应物	6%过氧化氢（H202）	6%过氧化氢（H202）
催化剂	1g 二氧化锰
时间	35s	152s

【结论】该探究过程得出的结论是__________________________
【反思】过氧化氢在常温下分解缓慢，加入二氧化锰或红砖粉后反应明显加快，若要证明二氧化锰（MnO₂）和红砖粉是该反应的催化剂，还需增加实验来验证它们在化学反应前后的 ________ 和 ________ 是否改变。

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小丽、小林两位同学设计了如下方案进行探究：

方案设计者	方案步骤	方案预估现象	方案预估结论
小丽	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照	pH=7	恰好完全中和
小林	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生产	盐酸过量，没有完全中和

【方案评价】请判断以上设计的两个方案中，          同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另一个方案错误的原因：                              。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH
小丽猜想：溶质只有NaCl
小林猜想：溶质有NaCl、HCl
你的猜想：溶质有                        （填化学式）
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是                         。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液		小林猜想正确
	有蓝色沉淀生成	你的猜想正确

 

小刚和小丽两位同学用图所示装置进行实验，验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应．

（1）小刚关闭K，通入二氧化碳，A、B中均无明显变化．B中盛放________溶液．
（2）小刚打开K，继续通入二氧化碳．B中反应的化学方程式为________．
此步的实验目的是________．
小丽认为：通常状况下，1体积水约能溶解1体积的二氧化碳，因此上述实验不足以证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应．
（3）小丽用洗涤干净的上述装置重新做实验，分别量取50mL上述溶液放入A、B中，关闭K，通入约500mL二氧化碳，A、B中均无明显变化．此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，其理由是________．

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅．
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
[方案设计]小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究：

方案设计者	方案步骤	方案预估现象	方案预估结论
小亮	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞溶液，振荡	酚酞溶液不变色	恰好完全中和
小丽	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照	pH＝7	恰好完全中和
小林	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生成	盐酸过量，没有完全中和

[方案评价]请判断以上设计的三个方案中，____① ____同学的方案是正确的．
[方案反思]请分析另外两个方案错误的原因：____②____；____③____．
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
[作出猜想]小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH；
小丽猜想：溶质只有NaCl；
小林猜想：溶质有NaCl、HCl；
你的猜想：溶质有____①____（填化学式）．
小丽认为小亮的猜想是错误是，她的理由是____②____．
[实验设计及验证]请你将下列报告填写完整：

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳 酸钠溶液	③	小林猜想正确
④	有蓝色沉淀生成	你的猜想正确

 

氯化钠是生活必需品，也是重要的化工原料．提纯含少量泥沙的粗盐，一般经过以下操作流程：
（1）操作①中必须用到的一种仪器是________（填序号）．
（A）研钵
（B）量筒
（C）烧杯
（D）试管

（2）操作④中需要将圆形滤纸折叠处理，下列图示中不该出现的情形是________（填序号）．

（3）操作⑤中除用到三脚架、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳外，还需要用到________等仪器．该操作中容易造成食盐固体飞溅，为尽量减少飞溅，除连续搅拌外还可采取________等措施．
（4）实验结束后称量获得的精盐，并计算精盐的制得率，发现制得率较低，其可能原因是________（填序号）．
（A）食盐没有全部溶解即过滤
（B）蒸发时食盐飞溅剧烈
（C）蒸发后，所得精盐很潮湿
（D）器皿上沾有的精盐没全部转移到称量纸上

某小组用高锰酸钾制取氧气。如图是实验室中常见仪器，回答下列问题。

（1）仪器①的名称是＿＿＿＿＿。

（2）高锰酸钾制氧气的化学方程式为＿＿＿＿＿。组装氧气的收集装置，可选用＿＿＿＿＿（填序号）。

（3）某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用＿＿＿＿＿（填实验用品名称）。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是＿＿＿＿＿（写出1点即可）。

家庭厨房或卫生间的管道常被厨余垃圾或脱落的头发堵塞而令人烦恼．市面上有固态、液态两种管道疏通剂，研究小组购买了这两种管道疏通剂进行探究．

【查阅资料】

①固态管道疏通剂主要成分为NaOH、NaNO ₃和铝粉．

②铝粉能与NaOH溶液反应并能放出热量，其化学方程式为：2Al+2NaOH+2H ₂O＝2NaAlO ₂+3H ₂↑．

③BaSO ₄、BaCO ₃都不溶于水，BaSO ₄也不溶于酸．

探究一：

【提出问题】固态管道疏通剂能够疏通管道的原理是什么？

【实验验证】

操作	现象	解释与结论
将菜叶、头发、米饭等垃圾放入烧杯中，然后加入少量固态管道疏通剂，再加入 　 　．	烧杯中产生大量气泡，烧杯壁发热，垃圾翻动，一段时间后菜叶、米饭部分溶解并分散成小颗粒，头发变成碎屑．	反应中产生的 　　使垃圾翻动． NaOH使垃圾分散成小颗粒，头发变成碎屑．

【反思评价】经过大家讨论，认为固态管道疏通剂虽然能疏通管道，但使用过程中不安全，理由是 　　；

目前超市出售更多的是液态管道疏通剂．液态管道疏通剂的成分主要是NaOH和一种钠盐．

探究二：

【提出问题】液态管道疏通剂中除NaOH以外，另一种钠盐是什么呢？

【猜想假设】这种钠盐是NaCl、Na ₂SO ₄、Na ₂CO ₃、NaNO ₃中的一种．

【实验验证】（不考虑疏通剂中其它成分对实验的影响）

操作	现象	结论
取少量液态疏通剂加入试管中，滴加 　　溶液．	产生白色沉淀	该钠盐是Na 2SO 4，写出该反应的化学方程式： 　　．

【提出质疑】同学们认为该实验不能证明这种钠盐一定是Na ₂SO ₄，理由是 　　，

请你补充一个实验证明该钠盐是Na ₂SO ₄： 　　；

【拓展延伸】NaOH有强烈的腐蚀性，能腐蚀皮肤和衣物等，但管道疏通剂正是利用了它的腐蚀性，将"弊"变"利"．请你再举出一个利用物质的"弊"为生活服务的例子： 　　．

某化学兴趣活动小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如图所示实验，并对反应后锥形瓶中残留废液进行探究．

【提出问题】
废液中所含溶质是什么物质？
【猜想与假设】
猜想（一）：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl．
猜想（二）：废液中的溶质只有NaCl．
猜想（三）：废液中的溶质是NaCl和HCl．
猜想（四）：废液中的溶质是________．
【讨论与交流】
小明认为猜想（一）无需验证就知道是错误的．他的理由是________．
【实验与结论】
（1）为验证猜想（二），小强同学取少量废液装入试管中，然后滴入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解．于是小强认为猜想（二）正确．小强的实验________（填“能”或“不能”）验证猜想（二）的正确性，原因是________________________________________________．
（2）小丽为验证猜想（三），选用大理石做试剂．若猜想（三）是正确的，验证时反应的化学方程式为________________________________________．
（3）若验证猜想（四）是否正确，下列试剂中可选用的有________（填序号）．
①氢氧化钠溶液 ②氯化钙溶液 ③稀盐酸 ④氯化钾溶液
【拓展与应用】
若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行________操作即可从废液中得到NaCl固体．此方法的缺点是________________________．

反思、归纳与提升是化学学习的重要方法．
对于复分解反应及其规律，通过反恩与探索，同学们有了新的认识．请填写下文中横线上的空白．
[知识回顾]
（1）氯化氢气体、氢氧化钠固体不导电．
（2）盐酸、氢氧化钠溶液能导电．

[分析归纳]
氯化氢溶于水：HClH^＋＋Cl^－
氢氧化钠溶于水：NaOHNa^＋＋OH^－
结论：溶液导电是由于溶液中存在自由移动的离子．
[迁移运用]硫酸钠溶液能导电，原因是硫酸钠溶于水：Na₂SO₄________．
[探索发现]
（1）氢氧化钠溶液与盐酸反应的微观示意图

[分析归纳]
反应的化学方程式：________________________．
反应的实质：H^＋＋OH^－H₂O，反应能进行的原因是溶液中H^＋和OH^－的数目减少，即自由移动的离子数目减少．
（2）硫酸钠溶液跟氯化钡溶液反应的微观示意图：

[分析归纳]
反应的化学方程式：________________________．
反应的实质：略．
反应能进行的原因是溶液中________________________的数目减少，即自由移动的离子数目减少．
（提示：该反应有硫酸钡白色沉淀生成）
（3）有气体生成的复分解反应，以Na₂CO₃＋2HCl＝2NaCl＋H₂O＋CO₂↑为例，反应实质：2H^＋＋________．
[总结规律]
上述复分解反应能发生的本质原因是________________________________________
________________________________________________________________________．

氧气是生产生活中重要的物质。
（1）氧气有很多用途。下列属于氧气用途的是           和            （填序号）。

A．医疗急救

B．食品防腐

C．航天火箭

D．霓虹灯

（2）氧气能跟很多物质反应。根据下图所示实验，并阅读资料，回答下列问题。

Ⅰ．小明对图1铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝（镁条和铁丝直径均为0.4mm）放入氧气中燃烧时的实验现象的记录．请你分析回答：

物质	镁条	含碳0.05%的铁丝	含碳0.2%的铁丝	含碳0.6%的铁丝
燃烧时 的现象	剧烈燃烧，发出 耀眼白光，无火星	剧烈燃烧 极少火星	剧烈燃烧 少量火星	未填

①表中“未填”部分的内容应为__                    ___；
②铁丝在氧气燃烧的文字表达式是___                    。
集气瓶底部放少量水或细沙的作用是______________________
③通过以上探究，你认为铁丝燃烧产生火星四射现象的原因可能是__               ____。
Ⅱ.图2中的反应现象为                     ，反应的文字表达式为                   ，集气瓶中加入的液体可能是              ，其主要目的是___                         。

某实验小组在探究碱的化学性质实验时，用到了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。

（1）甲同学不小心将这两种溶液混合在一起，结果产生 　　的现象，说明氢氧化钠溶液变质了。写出变质时发生反应的化学方程式 　　。

（2）同学们对变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分产生了兴趣，进行如下探究：

【提出问题】氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么？

_{2 3}

猜想二： 　　（写化学式）

【进行讨论】甲同学取少量待测液加入足量的稀盐酸，有气泡产生。认为猜想一成立。乙同学不同意甲同学的观点，理由是 　　。

【设计实验】请你验证猜想二成立，并完成实验报。

实验操作	实验现象	实验结论
①取一定量的待测液于试管中，加入 　　溶液。 ②充分反应后静置，取上层淸液加入无色酚酞溶液	______ ______	猜想二成立

【反思评价】在实验室中，氢氧化钠应 　　保存。