初中化学探究题

我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”，为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献。纯碱的用途非常广泛，某化学兴趣小组的同学对它产生了浓厚的兴趣，设计了如图两个实验，并对反应后试管中残留废液进行探究。

【实验1】往一支盛有碳酸钠溶液的试管中滴加无色酚酞溶液，观察到溶液变成 　 　色。

【实验2】往另一支盛有碳酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸，观察到的现象是 　     　。同学们对实验2反应后的废液中溶质成分进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么？

【作出猜想】猜想一：废液中的溶质可能是NaCl、HCl

猜想二：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃

猜想三：废液中的溶质可能是 　　

【设计实验】同学们为验证猜想，设计了如下实验：

方案一：

实验操作与现象	反应方程式	实验结论
小芳取少量废液于试管中，滴加澄清石灰水，有白色沉淀产生		猜想二正确

方案二：小明取少量废液于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，发现溶液不变红色，小明认为猜想一正确。

【进行讨论】同学们一致认为小明的实验结论不正确，理由是 　              　。

【进行总结】分析反应后溶液中溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑 　     　。

【拓展与应用】现有14.9克纯碱样品（含Na₂CO₃和NaCl的混合物），将其放入干净的烧杯中，加入89.5克水使其完全溶解，向所得溶液中缓慢加入一定溶质质量分数的稀盐酸（反应方程式为：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O）。产生气体的质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示，试回答下列问题：

（1）产生CO₂的质量为 　 　克。

（2）所用稀盐酸中溶质的质量分数是多少？　 　（写出具体的解题过程，下同）

（3）滴入稀盐酸至恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数是多少？

化学科技小组的同学进行了某探究实验将一定量的锌粉投入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。

（1）写出锌粉与硝酸铜反应的化学方程式是 　                      　；

（2）探究蓝色滤液的成分。

【提出问题】蓝色滤液中溶质的成分是什么？

【作出猜想】猜想一：Zn（NO₃）₂；

猜想二：Zn（NO₃）₂和Cu（NO₃）₂；

猜想三：　                                　；

上述猜想中，该小组有同学直接判断猜想一不合理，理由是 　                　；

【实验设计】为进一步验证上述猜想，科技小组的同学设计了如下实验。

实验操作	实验现象	实验结论	相关化学方程式
取少量蓝色溶液于试管中，滴加①	②	猜想三成立	③

【结论分析】猜想三成立，则滤渣中一定含有 　 　。

下列图示中，A~E为实验装置或仪器，请结合所学知识回答有关问题：

（1）E图中仪器①的名称是 　   　；

（2）实验室里用A装置制备氧气的化学方程式是 　                        　；

（3）实验室里制备二氧化碳的化学方程式是 　              　，请选择图中装置或仪器，组装一套实验室里制取二氧化碳的装置，该装置从左至右的顺序是 　    　（填字母序号）。

为了培养学生的创新精神和实践能力，落实素质教育，近年来，怀化市大力推进实验教学，于2021年五月举行初中毕业考试实验操作考查。兴趣小组在学校的实验室进行【粗盐的提纯】实验，邀请你一起完成。

Ⅰ.溶解

Ⅱ.过滤

过滤时玻璃棒的作用是 　 　。

小李同学对过滤后滤液的成分产生了浓厚的兴趣。

【查阅资料】

a.粗盐中除含泥沙等难溶性杂质外还含有CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄等可溶性杂质。

b.BaSO₄不溶于水、不溶于酸。

【设计实验方案并进行实验】为确认滤液中CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄的存在，小李利用实验台上的NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液进行以下实验探究。

实验操作	实验现象	实验结论
①往上述所得的滤液中加入足量的NaOH溶液，充分反应，静置，过滤		滤液中含有MgCl2
②往上述①的滤液中滴加足量的 　    　，充分反应，静置，过滤		滤液中含有CaCl2
③往上述②的滤液中加入足量的 　   　，充分反应，静置，过滤	有白色沉淀生成	滤液中含有Na2SO4.

【实验反思】小宇同学认为实验③不够严谨，理由是 　            　。老师告诉同学们，可在实验③所得的沉淀中加入足量的 　 　（填“盐酸”或“稀硫酸”），观察到有气泡产生且有部分沉淀未溶解，则可验证Na₂SO₄的存在。

【实验结论】小组同学在老师的帮助下将上述杂质除去，然后将除杂后的滤液置于蒸发皿进行蒸发结晶，当观察到 　     　，就停止加热，利用余热蒸干。小李高兴的宣布：我们得到了纯净的氯化钠。

【实验拓展】小李欲通过计算检验氯化钠样品中是否含有氯化镁，取样品ag，充分溶解，滴加硝酸银溶液至不再产生沉淀为止。当产生沉淀的质量不等于 　　g（用含a的代数式表示）时，则含有氯化镁。

学习金属活动性顺序后，老师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后，将反应后的无色溶液（以下简称：待测溶液）倒入有水的废液缸中时，发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题：

【发现问题】

小明取一滴管未倒完的待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中，依然产生大量白色沉淀（像牛奶一样）。

【提出问题】

待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生？白色沉淀是什么物质？

【查阅资料】

（1）AlCl₃是一种无色透明晶体，极易与水反应生成难溶于水的Al（OH）₃而产生白色沉淀；

（2）CuCl是一种不溶于水的白色固体，易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含Cl^﹣的溶液中；CuCl中Cu的化合价为 　 　。

【提出猜想】

猜想Ⅰ：白色沉淀是Al（OH）₃

猜想Ⅱ：白色沉淀是CuCl

猜想Ⅲ：白色沉淀是Al（OH）₃和CuCl的混合物

【实验探究】

序号	实验操作	实验现象	实验结论
①	取一滴管待测溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中	无明显实验现象	猜想 　 　正确
②	取约2mL待测溶液于试管中，向溶液中插入足量洁净的Al条，充分反应	有红色固体析出
③	取一滴管实验②后的溶液，将其注入盛有约三分之二试管体积的水中	无明显实验现象

【结论与反思】

（1）上述实验表明，Al和CuCl₂溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl，第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式：第一步：　                    　，第二步：　                 　。

（2）待测溶液中含有大量CuCl，为什么它没有以白色沉淀的形式存在？请说明原因：　                                                    　。

（3）设计实验③的目的是 　                     　。

【启示与拓展】

通过对Al和CuCl₂溶液反应的实验探究，使我们认识到，我们不少的传统认识远没有做到细致入微，特别是当观察到有红色固体析出，于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程，通过比较和分析，得出可靠的结论。经过无数次实验证明，有些化学反应看似一步完成，实际上是分步进行的。请根据你所学知识，任举一例反应可能分步进行的实例：　                                    　。

利用物质性质，开展物质鉴别。

活动探究一：现有一瓶蒸馏水和一瓶稀氯化钾溶液，设计实验进行鉴别。

实验操作	实验现象和结论
方法一：各取一滴滴在洁净的玻璃片上晾干	观察到 　           　的是氯化钾溶液。
方法二：各取少量于两支试管中，分别滴加少量硝酸银溶液。	观察到 　       　的是蒸馏水。

【实验分析】方法二中反应的化学方程式是 　                   　。

【方法感悟】鉴别物质时，要依据性质差异，选择恰当方法，产生不同现象，达成鉴别目的。

活动探究二：老师提供了五瓶无色溶液，分别是碳酸钠溶液、稀盐酸、氯化钾溶液、硫酸钠溶液和氢氧化钡溶液。为鉴别它们，同学们进行了如下探究：

【探究性质】五种溶液两两之间能否发生反应？请写出符合条件的化学方程式各一个：

（1）有沉淀生成 　                                       　；

（2）有气体生成 　                              　。

【实验探究】他们将五瓶溶液分别编号为A、B、C、D、E，然后将B、C、D、E四种溶液分别取少量，并两两混合观察现象。

实验一	操作	B、C混合	D、E混合
	现象	无明显现象	无明显现象
实验二	操作	B、D混合	C、E混合
	现象	产生白色沉淀	无明显现象
实验三	操作	B、E混合	C、D混合
	现象		无明显现象

【实验结论】

①通过实验一、实验二可以确定溶液A不可能是哪一种溶液？　           　（填溶液中的化学式，下同）。

②分析实验三中溶液B、E混合的可能现象，综合三个实验可以得出不同的结论：

③若B、E混合产生白色沉淀，则可推知下列三种溶液分别是A：　   　；B：　    　；C 　   　。

④若B、E混合有气泡产生，则可推知五种溶液的组合是A：　 　；B：　 　；C 　 　；D 　    　；E 　 　。

⑤若B、E混合无明显现象，则可推知五种溶液可能的组合有 　 　种。

兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。

【提出问题】白色不溶物是什么物质？

【猜想与假设】

猜想①是Mg（OH） ₂

猜想②是MgCO ₃

猜想③是Mg（OH） ₂和MgCO ₃的混合物

【查阅资料】

1.MgCO ₃、Mg（OH） ₂加热易分解，分别生成两种氧化物。

2.白色无水硫酸铜遇水变蓝。

3.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。

【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。

【实验现象】装置A中 　     　，装置B中 　    　。

【实验结论】猜想③正确。请写出Mg（OH） ₂受热分解的化学方程式 　             　。

【拓展探究】直接向白色不溶物中滴加足量 　             　，也能检验MgCO ₃的存在。

同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究。

称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。

【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。

【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg（OH） ₂•yMgCO ₃表示，则x：y＝ 　    　。

【反思评价】实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是 　    　（填序号）。

①只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量

②去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量

③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量

碱石灰是氧化钙和固体氢氧化钠的混合物，常用作干燥剂。它极易与空气中的水蒸气、二氧化碳反应而变质，因此在实验室里碱石灰应 　 　保存。

实验室现有一瓶敞口放置的碱石灰，甲同学决定对其成分进行探究：

【猜想】猜想Ⅰ：未变质，样品中只含有氧化钙和氢氧化钠；

猜想Ⅱ：部分变质，样品中有氢氧化钙、碳酸钙和碳酸钠；

猜想Ⅲ：完全变质，样品中只含有碳酸钙和碳酸钠。

【资料】氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性。

【实验】设计如下流程进行实验：

步骤1：取少量碱石灰样品于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到滤渣和溶液M；

步骤2：向滤渣中滴加过量稀盐酸，产生气泡，得到溶液N；

步骤3：取少量溶液M于试管中，先滴加酚酞溶液，观察到溶液变成红色，再滴加过量氯化钙溶液，观察到 　                          　。

综合以上实验现象，证明猜想Ⅲ正确。

【拓展】乙同学取一定量的溶液N于烧杯中，向其中逐滴滴入溶液M，测得烧杯内溶液的pH与所加溶液M的质量的关系如图所示，则BC段发生反应的化学方程式为 　                              　。图中 　 　（“A”“B”“C”或“D”）点对应的溶液中所含溶质种类最少。

实验室有一包白色固体，其成分为氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠。某兴趣小组为测定固体中各成分的质量分数，进行了以下实验。

【探究一】测量样品与盐酸反应得到氯化钠的质量

如图1所示，取3.00g样品置入锥形瓶中，加适量水溶解。逐滴加入过量的稀盐酸，用pH传感器等电子设备采集信息形成图像。将锥形瓶中最终所得溶液蒸发、结晶得到全部固体，其质量为3.48g。

（1）a点溶液呈 　 　（填“酸性”“碱性”或“中性”）。

（2）ab段溶液pH降低，发生反应的化学方程式为 　                   　（写一个即可）。

（3）蒸发时除使用蒸发皿、铁架台（带铁圈）外，还需要用到的仪器有 　    　。

【探究二】测量样品与硫酸反应生成二氧化碳的体积

如图2所示，另取3.00g样品与足量稀硫酸混合，测得生成二氧化碳的体积为220mL（该条件下二氧化碳的密度为2.00g/L；装置气密性良好且忽略二氧化碳的溶解）。

（4）结合探究一计算出样品中氯化钠的质量分数为 　 　（精确到0.1%）。

（5）下列因素会导致所测样品中氯化钠的质量分数偏小的是 　 　（填标号）。

A.探究一中加入的稀盐酸量不足

B.探究一中蒸发时有液体溅出

C.探究二中俯视读取量筒中水的体积

D.探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留

十堰某中学化学兴趣小组为鉴定某工厂排出的无色污水成分，他们查阅工厂的有关资料，推测出污水中可能含有盐酸、硫酸钠和氢氧化钠中的一种或几种物质，小组同学取污水进行了探究：

【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性

【实验探究】

实验一：小组同学用pH试纸测得的污水的pH＝2，由此得出污水中一定不含 　    　，原理是：　               　（用化学方程式表示）。

实验二：为检测污水中可能含有的成分，甲同学做了如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量污水于一支洁净试管中，向其中滴加少量的	有白色沉淀生成	污水中一定含有硫酸钠

实验二中生成白色沉淀的化学方程式为 　                    　。

【得出结论】兴趣小组确定了污水的成分。

【反思与评价】乙同学经过思考后，用物理方法也得到了甲同学的实验结论，他的实验操作及实验现象是：　                                            　。

兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。

【提出问题】白色不溶物是什么物质？

【猜想与假设】

猜想①是Mg（OH）₂

猜想②是MgCO₃

猜想③是Mg（OH）₂和MgCO₃的混合物

【查阅资料】

1.MgCO₃、Mg（OH）₂加热易分解，分别生成两种氧化物。

2.白色无水硫酸铜遇水变蓝。

3.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。

【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。

【实验现象】装置A中 　    　，装置B中 　   　。

【实验结论】猜想③正确。请写出Mg（OH）₂受热分解的化学方程式 　            　。

【拓展探究】直接向白色不溶物中滴加足量 　            　，也能检验MgCO₃的存在。

同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究。

称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。

【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。

【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg（OH）₂•yMgCO₃表示，则x：y＝　   　。

【反思评价】实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是 　   　（填序号）。

①只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量

②去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量

③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量

实验室有一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶，已经膨胀破裂。初中化学兴趣小组的同学们对其成分产生浓厚兴趣，进行了如图实验探究：

【实验活动】

【初步结论】实验过程中没有温度变化，则该样品中没有 　    　（填化学式）。

【提出问题】样品中究竟有哪些物质呢？同学们利用该固液混合物继续进行实验。

【进行实验】

【结论与解释】根据上述现象，同学们得出固体样品中有氢氧化钙和碳酸钙。你认为此结论 　    　（填"正确"或"错误"）。其中氢氧化钙产生的原因是 　             （用化学方程式表示）。

【深入交流】实验过程中细心的同学发现了这样的现象：边滴加稀盐酸边搅拌，溶液仍为红色时，固体表面没有气泡产生，但固体却减少了。针对此现象，同学们讨论后认为原因是：随着反应的进行，固体中的 　        　继续与稀盐酸在溶液中反应，而未与碳酸钙反应。

【分析评价】同学们根据整个过程的实验现象，又绘制了溶液中某离子数目的变化趋势图。请你结合图像分析：

Ⅰ、该离子应该是 　 　（填序号）；

A．	①Ca ^2+
B．	②OH ^﹣
C．	③Cl ^﹣

Ⅱ、在b→c的过程中，该离子数目减少的微观反应实质是： 　         　（用文字说明）。

老师对同学们认真严谨的科学态度给予了充分肯定，并鼓励他们可以尝试用更多的方法进行探究。

茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢，某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。

【查阅资料】如图1所示是某品牌茶垢清洁剂说明书中的部分内容。说明书中碳酸钠的俗称有误，应改为 　        　。

【提出问题Ⅰ】茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢，是否生成氧气？

【实验1】在盛有茶垢清洁剂固体的小烧杯中，加适量常温水，完全溶解后得到无色溶液，观察到有小气泡缓慢冒出，伸入带火星的木条，木条不复燃。

【实验2】取三份等量的实验1中的溶液，分别加入甲、乙、丙三支试管中，按图2所示进行实验。观察到都较快产生气泡，且温度越高产生气泡越快；伸入带火星的木条，木条都复燃。

【表达交流Ⅰ】通过实验证明，茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。

（1）实验1中"木条不复燃"的原因是 　                   　。

（2）实验2中丙试管内不再产生气泡后，其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是 　           　。

【提出问题Ⅱ】茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠，是否生成氢氧化钠？

【实验3】取实验2丙试管内溶液，按如图3流程进行实验。

【表达交流Ⅱ】

（1）加入试剂X的目的是 　                       　（用化学方程式表示）。

（2）不新增试剂，检验加入的试剂X已足量的方法是 　                     　。

（3）溶液M呈 　 　色，说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。

【反思总结】

（1）茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果，过氧化氢分解生成活性氧，可深层带走污垢。

（2）使用茶垢清洁剂时应选择 　      　的水进行溶解，去垢效果更好。

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 　                    　。

某化学兴趣小组在实验室探究碳酸钠溶液与稀盐酸的反应原理，请你一起完成实验探究。

实验一：在5mL稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液，边滴边振荡，直至滴完5mL碳酸钠溶液。

现象：开始有气泡产生，一段时间后无气泡产生。写出碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式 　                           　。在反应后的溶液中加入2滴酚酞溶液，溶液变红，则反应后溶液中的溶质是 　                   　。

实验二：在5mL碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，边滴边振荡，直至滴完5mL稀盐酸。

现象：整个实验过程无气泡产生。

【提出问题】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象为什么不一样呢？

【查阅资料】碳酸钠溶液与盐酸反应：

1.盐酸过量时，反应生成NaCl、CO ₂和H ₂O；

2.盐酸不足时，产物是NaCl和NaHCO ₃。

【假设猜想】实验二结束后，试管中溶液的溶质有哪些？

猜想1：NaCl、Na ₂CO ₃和NaHCO ₃

猜想2： 　                   　

猜想3：NaCl

猜想4：NaCl和HCl

小明认为猜想3和4明显不合理，理由是 　                              　。

【实验探究】实验二结束后，将试管中溶液分成三等份，分别做下列三个实验。

序号	实验操作及实验现象	实验结论
实验1	加入硝酸银溶液，产生白色沉淀 再加入稀硝酸溶液，沉淀不消失	溶液中含 　 　（写离子符号）
实验2	加入 　        　溶液，无沉淀产生	猜想1不成立
实验3	加入 　    　溶液，有 　 　产生。	猜想2成立

【交流反思】用量相同的两种反应物，滴加顺序不同，现象和产物可能都不一样。