初中化学探究题

天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生 $CO$，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分，进行如下实验：

（1）实验开始时，点燃 $D$处酒精灯之前，先通一会儿 $N_2$，其目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2） $A$中无水 $CuS{O}_4$变蓝，说明气体产物中含有水； $B$中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有＿＿＿＿＿（填化学式）。

（3） $C$装置中发生反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）实验中观察到 $D$装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿， $E$装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明气体产物中还有 $CO$。

（5） $F$处为尾气处理装置，下列装置中合理的是＿＿＿＿＿。

海水中有大量可以利用的化学资源，例如氯化镁、氯化钠、溴化钾等．综合利用海水制备金属镁的流程如图所示：

（1）贝壳主要成分的化学式是                 。
（2）操作a的名称是              ，在实验室中进行此项操作，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、                          。
（3）工业冶炼镁常用电解MgCl₂的方法，反应为：                                   。
（4）写出第②、③两步反应的化学方程式：
②                                  ，③                                    。

小思同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后，对废液中溶质的成分产生了兴趣．请你一同参与探究并回答下列问题：
【提出问题】废液中的溶质是什么物质？
【作出猜想】小思同学认为废液中溶质只有氯化钙．
你认为还可能有的溶质是            （填化学式）．
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性．
【实验与结论】（1）小思同学取少量废液与试管中，滴入几滴无色酚酞试液后，酚酞不变色．于是小思同学认为自己的猜想是正确的．
（2）你认为小思同学的实验不能证明他的猜想，理由是                  ．
（3）如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是                    ．
A 石蕊     B 酚酞    C Na₂CO₃ D  NaOH
【拓展与应用】（1）实验证明你的猜想是正确的．要想处理废液只得到氯化钙溶液，应向废液中加足量或过量的（    ）
A．Na₂CO₃      B．CaCO₃
（2）通过以上探究，如果该废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害           （写一条）．
【交流与反思】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑反应物是否剩余（环境污染问题）．

小明同学用“双氧水”（过氧化氢溶液）清洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上发现有大量气泡产生。小明联想到自己曾经用二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂，他想水泥块能否也可以做过氧化氢分解的催化剂呢？于是他到附近建筑工地取回一些水泥块，先用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥，并进行以下探究。
（1）【猜想】水泥块能做过氧化氢分解的催化剂。

【结论】水泥块能加快过氧化氢的分解速率，所以水泥块能做过氧化氢分解的催化剂。
（2）【讨论与反思】小芳认为仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂，她认为需要增加去探究：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

只有氧气才能支持燃烧吗？某学习小组对这个问题进行如下探究。
【信息给予】钠是一种银白色的金属，能与空气中的氧气与水蒸气反应。

【提出问题1】除氧气外，是否还有其他物质也能支持燃烧。
【进行实验一】如图，向盛有金属钠（Na）的硬质玻璃管中通入纯净、干燥的CO₂，当观察到澄清石灰水中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入CO₂，钠剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后玻璃管中有黑色颗粒和白色固体生成。
【得出结论】二氧化碳     ① （“能”或“不能”）支持某些物质燃烧。
【反思评价】点燃酒精灯前，要先向玻璃管中通会二氧化碳，其目的是____②_____。
【提出问题2】黑色颗粒和白色固体是什么？
【猜想与假设】黑色颗粒可能是           ③（用化学式填写）。
【进行实验二】现象：黑色颗粒逐渐减少，澄清石灰水_________④__________。
【得出结论】实验二证明：黑色颗粒的猜想是正确的。
某同学对白色固体的成分做出猜想：（Ⅰ）碳酸钠（Ⅱ）氢氧化钠。
你认为猜想     ⑤ （填序号）一定是错误的，理由是                  ⑥              。

化学兴趣小组的三位同学对蜡烛（主要成分是石蜡）及其燃烧进行了如下探究。

（1）贝贝取一支蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛浮在水面上。结论：石蜡的密度比水_______；
（2）芳芳点燃蜡烛，观察到火焰分为外焰、内焰、焰心三层。把一根火柴梗放在火焰中（如上图所示）约1s后取出，可以看到火柴梗的________________（填“a”“b” 或“c”）处最先碳化。结论：蜡烛火焰的__________________温度最高；
（3）婷婷在探究蜡烛燃烧的过程中，发现罩在火焰上方的烧杯内壁被熏黑，你认为她的以下做法中不合适的是_________________。

A．反复实验，并观察是否有相同现象

B．查找资料，了解石蜡的主要成分，探究生成的黑色固体是什么

C．认为与本次实验目的无关，不予理睬

D．询问老师或同学，讨论生成黑色物质的原因

（4）三位同学在探究的过程中，将短玻璃导管插入焰心，发现另一端也可以点燃。
【提出问题】导管里一定有可燃性气体，气体成分可能会是什么呢？
【猜想】贝贝认为：可能是蜡烛不完全燃烧时产生的一氧化碳 (一氧化碳具有可燃性) 。
芳芳认为：可能是蜡烛受热后产生的石蜡蒸气。
婷婷认为：可能以上两种情况都有。
【实验方案】换一根较长的导管，并用冷的湿毛巾包住导管，然后在导管另一端做点火实验。
【现象与结论】
如果观察到                        现象，则贝贝的猜想正确；
如果观察到                        现象，则芳芳的猜想正确；
如果观察到                        现象，则婷婷的猜想正确。

【2015年四川省成都市】（9 分）自来水厂净水过程的主要操作流程如下图：

资料：常用的絮凝剂有明矾[KAl(SO₄).12H₂O]，消毒剂有液氯（Cl₂）
回答下列问题：
（1）操作X 的名称是   ，试剂A 的名称是   。
（2）明矾作絮凝剂是因为与水反应生成氢氧化铝胶状物。氢氧化铝的化学式为      。
液氯与水中杂质反应生成一些对人体有害的物质，例如三氯甲烷（CHCl₃）.三氯甲烷属于_______（填“有机物”或“无机物”）
（3）高铁酸钾（K₂FeO₄）能作消毒剂与絮凝剂。它杀菌时会生成氢氧化铁胶状物。高铁酸钾中铁元素的化合价是      。
（4）硫酸铝也能做絮凝剂，写出制取硫酸铝反应的化学方程式________________________
（5）自来水厂的净水过程   （填“能”或“不能”）将硬水软化成软水，生活中将硬水软化的方法是         。

工业上用碳酸钠溶液与石灰水反应制烧碱。对于碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，某化学兴趣小组的同学将其产物进行过滤，并对滤液进行如下探究。
【提出问题】滤液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】假设一：滤液中只含氢氧化钠
假设二：滤液中含氢氧化钠和碳酸钠
假设三：滤液中含
假设四：滤液中含氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠
【进行实验】甲同学设计了如下实验方案：

实验步骤	实验现象	结论
取少量滤液放在试管中，再滴入氯化钙溶液	若生成白色沉淀	碳酸钠过量
若无明显现象	恰好反应

【反思与评价】
（1）碳酸钠溶液与石灰水反应的基本类型为        。
（2）乙同学认为假设四不合理，理由是           。
（3）丙同学认为甲同学设计方案还不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应，她的理由是        。
（4）丁同学认为要说明碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，还需在甲同学实验方案的基础上进行实验。她的实验方案是：

实验步骤	实验现象和结论

【定量研究】
（5）戊同学称取100g烧碱固体样品（样品中的杂质是碳酸钠），加水溶解得到溶液A，取A溶液的1/5向其中加入CaCl₂溶液。反应时CaCl₂溶液与沉淀的质量关系如图所示。

①样品中氢氧化钠的质量为         g；
②计算所加CaCl₂溶液中溶质的质量分数。（写出计算过程）

乙醇俗称酒精，燃烧时放出大量的热，因而被用作酒精灯、火锅和内燃机等的燃料，工业上常用高粱、玉米等淀粉含量较高的物质发酵生产，属于可再生资源，为解决能源危机开辟了新的道路。某化学小组的同学对乙醇燃烧的产物产生兴趣，进行了如下探究。

【提出问题】乙醇燃烧生成哪些物质？

【猜想与假设】猜想一：CO、H ₂O；猜想二： 　             　；猜想三：CO ₂、CO、H ₂O。

【设计与实验】小组同学充分讨论后，决定选用如图药品和装置来验证上述猜想与假设。

（1）先将乙醇放入盛有一定量氧气的容器中燃烧，然后将燃烧产物通入上述装置，通入装置的顺序是 　             　（装置可以重复选用，也可以不选）。其中选用E装置的目的是 　              　。

（2）待燃烧产物将装置内空气排尽后，再点燃C装置中的酒精灯对固体进行加热。

【现象与结论】

实验中所选第一个装置观察到现象是 　          　，C中红棕色粉末变成黑色，D中澄清石灰水都变浑浊，由此推断猜想三成立。其中C装置内发生反应的化学方程式为 　                              　。

【反思与交流】

实验结束后，小组同学对实验结论进行了反思：甲同学发现含碳的化合物燃烧时，氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生；乙同学发现该实验的设计中有一个明显缺陷，该缺陷是 　                    　。

实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。
探究一  气体发生装置的选择

（1）写出图中带标号仪器的名称：a            ；b              。
（2）实验室制取二氧化碳气体，发生和收集装置分别选用      和      （填字母），检验集满的方法是                                           。
探究二  药品的选择
小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：

组别	药 品	实验现象
①	块状石灰石和稀盐酸	产生气泡速率适中
②	块状石灰石和稀硫酸	产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③	粉末状石灰石和稀盐酸	产生气泡速率很快

对照实验①③，是探究                    对产生二氧化碳速率的影响；
对照实验     ，是探究不同的酸对产生二氧化碳速率的影响；
小明选择第①组药品来制取二氧化碳，该组反应的化学方程式为；                  
探究三  生成二氧化碳量的测定
实验室常通过下列两种途径测量生成二氧化碳的量

途径一（如图1）：由图可知产生二氧化碳的质量为       g。
途径二（如图2）：通过排水法测得生成二氧化碳的体积。
由上两种途径比较，你认为哪种途径实验结果更为准确，理由是            。

(10分)下图中的甲、乙两套装置都可以用来探究可燃物燃烧的条件。

（1）某同学用甲图所示的装置进行探究实验，观察到的现象是该反应属于     (填“化合”或“分解”)反应。
（2）另一同学用乙图所示的装置进行了探究实验，得出了以下四个实验事实：
①不通空气，热水中的白磷不能燃烧
②不通空气，冷水中的白磷不能燃烧
③通空气，热水中的白磷能燃烧
④通空气，冷水中的白磷不能燃烧
比较     (填序号)两个实验可以得出“可燃物燃烧需要与空气接触”的结论；比较     (填序号)两个实验可以得出“可燃物燃烧需要达到一定温度(着火点)”的结论。
（3）甲图与乙图所示实验相比，    (填“甲”或“乙”)更体现了化学实验的绿色化追求。
（4）同学们查阅资料获取到这样一条信息：“点燃的镁带可以在二氧化碳气体中继续剧烈燃烧，生成碳和氧化镁”。
请写出该反应的化学方程式：你对燃烧或灭火有什么新的认识                             

为了探究“乙醇是否能溶于水”，某化学兴趣小组进行了如下实验：
[操作步骤]
①在盛有2mL水的试管中滴入2～3滴红墨水（振荡），然后加入约2mL乙醇（不要振荡），发现乙醇与滴有红墨水的水分层．
②振荡试管，观察现象．
③……
[问题讨论]
（1）在水中滴入红墨水的目的是什么？
（2）在操作步骤①中，为了确保乙醇与水有明显的分层现象，实验操作时应注意什么？
（3）要证明乙醇能溶于水，还应进行操作步骤③．写出实验操作及现象．

科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO₂”、“释放CO₂”，实现碳循环（如下图所示）。

某化学小组的同学对此非常感兴趣，在老师的指导下，设计如下装置探究上述设想的反应原理。

（1）能证明“释放CO₂”的现象是      。
（2）装置B的作用是      。
（3）实验后小组同学对D中固体的成分进行探究。
【猜想与假设】
D中的固体可能为①氧化钙；②氧化钙与碳酸钙； ③碳酸钙
【进行实验】
甲同学取一定量的D中固体于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物，甲同学认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想③成立。
乙同学认为上述实验不足以证明猜想③成立，其理由是      。他又重新进行实验，证明了猜想②成立，他的实验操作及现象为    。写出D中反应的化学方程式为     。
（4）通过以上探究，小组同学认为科学家的设想在反应原理上是可行的。上述设想的优点有      （填字母序号）．
A．原料易得    
B．充分利用太阳能   
C．释放出的CO₂可作为重要资源加以利用

生活中常遇见铜制品生锈的情况。活动课上，同学们设计实验对铜锈进行了如下探究活动。
探究活动一：验证铜锈的组成
【查阅资料】
① 铜锈为绿色，其主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃。
② 白色的硫酸铜粉末遇水能变为蓝色。
③ 碳不与稀硫酸反应。
④ 氧化铜为黑色固体，能与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液。
【进行实验1】
同学们设计了下图所示装置并进行实验。

实验操作	实验现象	实验结论
① 按上图组装仪器，装入药品。 ② 加热铜锈，直至不再有气体产生，停止加热。	绿色固体变为黑色；硫酸铜粉末变为蓝色；烧杯中液体变浑浊。	加热铜锈生成的物质有_____；铜锈由_____元素组成；烧杯中发生反应的化学方程式为______。
③ 冷却后，向试管中固体加入适量稀硫酸，稍加热。	黑色固体溶解，溶液变为蓝色。

探究活动二：探究铜生锈的条件
【进行实验2】
同学们进行了下面的4个实验，每天观察一次现象，一段时间后，发现只有实验4中的铜丝生锈了，且与水接触的部分生锈更明显。

絮凝剂常用于水的净化，实验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。

【查阅资料】絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。硫酸铁是一种常见的絮凝剂。

【进行实验】

Ⅰ.配制水样和絮凝剂溶液

配制水样：向 $10L$水中加入 $25g$高岭土，搅拌、静置，取上层液作为水样。

配制絮凝剂溶液：用 $100mL$水和 $5g$硫酸铁进行配制。

Ⅱ.探究影响水样净化效果的因素

取水样，向其中加入絮凝剂溶液，搅拌，测定静置不同时间水样的浊度，并计算浊度去除率（浊度去除率越高代表净化效果越好）。实验记录如下：

实验序号	水样的体积/ $mL$	加入絮凝剂溶液的体积/ $mL$	静置时间/ $min$	浊度去除率/ $\%$
①	$200$	$0$	$20$	$12.48$
②	$200$	$0.2$	$20$	$76.54$
③	$200$	$0.3$	$20$	$84.60$
④	$200$	$0.4$	$5$	$64.45$
⑤	$200$	$0.4$	$10$	$70.85$
⑥	$200$	$0.4$	$15$	$81.04$
⑦	$200$	$0.4$	$20$	$86.02$
⑧	$200$	$0.5$	$20$	$88.15$
⑨	$200$	$0.6$	$20$	$86.49$

【解释与结论】

（1）配制絮凝剂溶液的操作如图所示。

正确的操作顺序是＿＿＿＿＿＿＿（填序号）， $B$中用玻璃棒搅拌的目的是＿＿＿＿＿＿＿。

（2）②中浊度去除率比①高的原因是＿＿＿＿＿＿＿。

（3）依据④～⑦得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果影响的实验是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填序号）。

【反思与评价】

（5）依据实验数据，不能得出“静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，净化效果越好”的结论，其证据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。