初中化学探究题

钛（Ti）是一种重要的航天金属材料．某学习小组对三种金属Ti、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究．过程如下：
提出假设：a．Ti金属活动性比Al强 b．Al金属活动性比Cu强
查阅资料：钛能与盐酸反应．
实验设计：同温下，取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应，观察现象．
操作分析：三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮，其目的是　 　
A．除去氧化膜，利于直接反应
B．使表面光亮，易观察现象
C．使反应金属温度相同，易反应

金属	Ti	Al	Cu
与盐酸反应现象	反应缓慢	反应剧烈	无明显现象

 
实验现象，实验结论：
（1）原假设中     不正确（填“a”、“b”或“a、b”）．
（2）三种金属的金属活动性由强至弱的顺序为        。
结论应用：能否用铝制容器来盛装波尔多液（含硫酸铜），     （填“能”或“否”），理由是                    。

(本题共12分)“爆竹声中一岁除”燃放烟花爆竹是中华民族文化的重要组成部分，然而，近年灰我国许多大、中城市都对烟花爆竹实施了“禁放”或者“限放”，民族文化为什么受到限制，好奇心驱使小明，小强、小亮三位同学，他们决定对烟花爆竹进行展开实验探究。
【提出问题】烟花爆竹燃放时会产生什么气体？
【查阅资料】
1．我国传统的黑火药的标准配方为：硝酸钾75％、硫磺l0％、木炭l5％，因为黑火药中的硫磺成分具有着火温度低、燃速快等性质，因而使黑火药容易点火，使得在生产过程中硫的使用量过大。
2．CO₂和SO₂均能使石灰水变浑浊；
【猜想】烟花爆竹燃放时会产生CO₂和SO₂
【实验过程】他们设计的实验探究过程如图

实验开始前应先检查           ，再点燃酒精灯，已知2处为从爆竹中取出的少量的火药，根据实验设计要求应当还要用到        色的高锰酸钾溶液和石灰水，则3中应放的是              ，4中应放的是         ，若猜想正确，4中发生反应的化学方程式是                  。结果证明原猜想正确。
【实验反思】
1、装置中气球的作用是                                           ，
2、已知硬质玻璃管中发生的反应有S ＋2KNO₃­＋3C＝＝3CO₂ ＋N₂+ X，则X的化学式为          。该玻璃管中还发生的反应             （写化学方程式）搞清烟花爆竹的基本原理和实验中产生的气体之后，该兴趣小组又利用春节期间测定市区某烟花爆竹集中燃放点处二氧化硫的含量。
【查阅资料】1、可用含有一定量碘的溶液测定空气中的SO₂含量，反应方程式是：
SO₂＋I₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HI。
【测定装置】：甲同学设计了如下图所示的实验装置：

【测定步骤】：
（一）、配制一定浓度的稀碘溶液
（二）、二氧化硫含量的测定
（1）将一定浓度、一定质量的稀碘溶液放于洗气瓶中，并滴入几滴稀淀粉溶液，此时洗瓶中溶液的颜色为蓝色。（淀粉遇碘单质呈蓝色）
（2）3位同学分别设计好的装置来到燃放点，打开a, 关闭b用注射器抽取100 mL燃放点空气。再关闭a，打开b，再缓缓推动注射器，将气体全部推入滴有淀粉的碘水溶液中，重复上述操作多次，直到溶液刚好变成无色，记录抽气的次数。
（3）3位同学使溶液刚好变成无色时抽气的次数分别为50、60、65次，       次的最接近真实值，另两位同学不准确的原因为
（4）最终我们通过计算可以确定燃放点的二氧化硫含量是否超标。
【测定反思】
1．小明经过思考后认为在测定时可将下图所示的多孔球泡放入洗气瓶中，你认为加此仪器的好处是                。

2．小强同学认为：实验方案需要抽气的次数太多，操作麻烦。与小亮讨论后，决定对设计的实验加以调整，以减少抽气的次数，他们调整的方案可能是                          。
3．三位同学经过对烟花爆竹的研究，明白了国家“禁放”的和“限放”的原因，你认为原因的是   。

A．减少噪声污染	B．减少固体废弃物污染
C．减少大气污染	D．减少粉尘污染

小明同学为了研究影响铁生锈的因素，进行了如下实验：

烧瓶号	时间/h 导管中水面上升高度/cm	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A瓶	盛干燥的细铁丝	0	0	0	0	0	0	0
B瓶	盛浸过食盐水的细铁丝	0	0.4	1.2	3.4	5.6	7.6	9.8
C瓶	盛浸过清水的细铁丝	0	0	0	0.3	0.8	2.0	3.5
D瓶	盛完全浸没在食盐水中的细铁丝	0	0	0	0	0	0	0

 

请回答：
（1）以上实验中，铁生锈的速率最大的是       （填烧瓶号）。
（2）导管中水面上升的原因是                                                  。
（3）以上实验说明，影响铁生锈的因素是                                        。
（4）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，这些方法的共同原理是                                                                   。

某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果好？
【查阅资料】研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示：

实验室用氯酸钾制取氧气，如果不用二氧化锰作催化剂，最好选用的金属氧化物是           。
【设计并完成实验】
Ⅰ. 将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ. 将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ. 将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
Ⅲ中X的值应为             ，实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明                    。 现象与实验Ⅲ相同.实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是                      。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、          、洗涤、干燥，然后进行称量的目的是         ，最后还要再将黑色粉末和          混合加热，
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂，实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为                 。
【实验反思】MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应有何影响？
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应的影响”，实验中为3%H₂O₂溶液，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比，反应放热忽略不计。）

【讨论交流】（1）图乙是“0.1克MnO₂与不同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以看出                  。图丙是“不同质量的MnO₂与相同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以看出                    。

某化学兴趣小组探究常温下碳酸钠饱和溶液的酸碱度．
【猜想与假设】溶液的pH可能是（填入你的猜想与假设）：
①pH＞7；②pH      ；③pH      ．
[设计与实验]小方、小钟、小陈三位同学进行了如下实验：
小方：取pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取碳酸钠溶液沾在pH试纸上，测得pH＞7．
小钟：取pH试纸于玻璃片上，先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用玻璃棒蘸取碳酸钠溶液沾在pH试纸上，测得pH＞7．
小陈：取pH试直接浸入碳酸钠溶液中，测得pH＞7．
【评价】以上三位同学中操作规范的是       同学，其余两位同学操作上的错误是                              ；                             ．
【结论】从物质的类别看，碳酸钠是一种     （填“酸”或“碱”或“盐”），它的溶液显碱性，说明显碱性的溶液       （填“一定”或“不一定”）是碱的溶液．
【应用】根据碳酸钠溶液显碱性，说出它在日常生活中的一种用途：            ．

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。

某化学兴趣小组用下图装置完成木炭还原氧化铜的实验，并对生成的红色固体成分进行探究。

【提出问题】木炭与氧化铜反应生成的红色固体中含有什么物质？
【查阅资料】木炭与氧化铜反应也可能生成氧化亚铜（Cu₂O）；氧化亚铜是红色固体，能与稀硫酸反应：Cu₂O+H₂SO₄Cu+CuSO₄+H₂O。
【进行猜想】木炭与氧化铜反应生成的红色固体成分：
①全部是铜； ②全部是      ； ③是两者的混合物。
【实验探究】
（1）用上图装置完成木炭还原氧化铜的实验，观察到澄清石灰水          。
（2）试管冷却后，观察到黑色固体全部变为红色，对生成的红色固体成分进行探究：

步 骤	现 象	结 论
①取1.8g红色固体于试管中， 滴加足量       ，充分反应		猜想①错误
②过滤，将滤渣洗涤、干燥、称量	所得固体质量	猜想③正确

【反思与评价】木炭还原氧化铜的实验中，生成的气体可能含有一氧化碳，为了防止对空气造成污染，可将上图虚线方框内的装置改为        （选填字母）。

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 　                    　。

类比法是化学研究物质的重要方法之一。草酸（H₂C₂O₄）的化学性质与碳酸相似，受热分解后得到三种氧化物。某兴趣小组对草酸的有关性质进行探究。
【提出猜想】猜想一：草酸也能使紫色石蕊试液变______色；
猜想二：三种氧化物可能是CO₂、CO和_______（填化学式），该猜想的依据是______ ___。
【查阅资料】1、无水硫酸铜是一种白色粉末，遇水变成蓝色。
2、向氯化钯溶液中通入CO，会产生黑色沉淀。
【实验探究】兴趣小组为验证猜想二，将草酸受热后得到的气体，依次通过下图中的A、B、C装置。

【实验结论】当观察到装置A中变蓝、B中变浑浊、C中_________________的实验现象时，证明猜想二是正确的。写出B中发生反应的化学方程式_______________________。
【实验反思】①根据实验结论，从环保角度考虑，实验中应对尾气进行处理。处理方法是_______________。
②草酸受热分解的化学方程式为_______________________________________。

结合下图所示实验装置回答问题：

（1）指出图中标有数字的仪器名称：①            ；②              。
（2）实验室若用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是         （填序号），反应的化学方程式为                   ；若要收集较为纯净的氧气最好选用        装置（填序号）。实验前还应在试管口放一团棉花，其作用是                   ；实验中试管中的棉花没有燃烧，根据燃烧的条件分析，主要原因是                  。
（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置应选用            （填序号），反应的化学方程式为                     ；若需要控制反应的速率，在装置上可以怎样改进？             。一般不用D装置收集二氧化碳的原因是            。
（4）F装置是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。若将F装置内装满水，再连接量筒，就可以用于测定不溶于水且不与水反应的气体体积，则气体应从        （填“a”或“b”）进入F中。
（5）若用F装置检验生成的气体是否是二氧化碳，可先在F装置中加入           ，气体应从     （填“a”或“b”）进入F中。

某化学小组利用如图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数（图中固定装置已略去）．
探究过程如下：
Ⅰ．连接实验装置并检查装置气密性．
Ⅱ．向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B中缓缓加入稀硫酸．待B中不再有气体产生时，夹紧弹簧夹，立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积．
Ⅲ．经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质量．
Ⅳ．该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关计算，得到样品中锌的质量分数．
请回答下列问题：
（1）B中发生反应的化学方程式是________________________．
（2）Ⅲ中，正确的操作顺序是：过滤、________、________、称量．
（3）通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠．造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是：
①Ⅱ中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏小．
②________________________，导致计算结果偏________．

化学兴趣小组用如图所示装置探究炼铁的原理．

（1）加热Fe₂O₃之前要先通一会儿CO，目的是________．
（2）方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→（ ）→（ ）→（ ），如果导管连接错误，后果是________________．（提示：CO既不溶于水也不与NaOH溶液反应，CO₂能与NaOH溶液反应）
（3）玻璃管A中发生反应的化学方程式为________________________，用这种方法“炼”得的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是________________．

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。

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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。