初中化学探究题

实验室常用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。化学兴趣小组的同学们想探究反应后废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答问题。
【提出问题】废液中的溶质是什么物质？
【作出猜想】玉素甫同学认为：废液中溶质只有氯化钙；
阿依古丽同学认为：废液中含有的溶质是氯化钙和氯化氢
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验与结论】
（1）请写出实验室制取二氧化碳反应的化学方程式。
【玉素甫同学做对比实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量废液于试管中，滴入无色酚酞溶液。	溶液无色	废液中溶质只有氯化钙 猜想正确
取少量氯化钙溶液于试管中，滴入无色酚酞溶液。	溶液无色

【实验评价】
（2）你认为玉素甫同学（填"能"或"不能"）证明他的猜想，理由是。
（3）如果你要证明阿依古丽同学的猜想是正确的，你选择（填字母：A．紫色石蕊试液 B．氢氧化钠溶液 C．稀盐酸）来代替酚酞试液，理由是。
（4）若实验证明了阿依古丽同学的猜想是正确的，向废液中加入过量的，反应完成后过滤就可得到只含氯化钙一种溶质的溶液。

已知 $C{O}_2$通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，继续通 $C{O}_2$气体由浑浊又变澄清， $CaC{O}_3+H_{2}O+C{O}_2=Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2$，由此某化学兴趣小组欲探究 $C{O}_2$与 $NaOH$溶液反应后的溶质组成。
【提出问题】 $C{O}_2$与 $NaOH$溶液反应后的溶质组成
【查阅资料】1、 $NaHC{O}_3+NaOH=N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O$

2、盐酸滴入碳酸钠溶液中，实际反应分两步进行
第一步反应： $N{a}_{2}C{O}_3+HCl=NaCl+NaHC{O}_3$
第二步反应： $NaHC{O}_3+HCl=NaCl+H_{2}O+C{O}_2\uparrow$

【提出猜想】猜想1：溶质为 $N{a}_{2}C{O}_3$
猜想2：溶质为（填化学式，以下同）
猜想3：溶质为

猜想4：溶质为         
【实验方案】I甲组同学为确定 $C{O}_2$与 $NaOH$溶液反应后所得溶液中溶质组成，设计如下实验方案。
（1）向所得溶液中加入足量的 $CaC{l}_2$溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸无气泡产生，则溶质为。
（2）向所得溶液中加入足量的 $CaC{l}_2$溶液，若无白色沉淀生成，溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，则溶质为。
（3）向所得溶液中加入足量的 $CaC{l}_2$溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，则溶质为 。
II乙组同学根据甲组同学的猜想，通过定量分析绘制出向所得溶液中逐滴加入稀盐酸的质量与生成二氧化碳的质量关系示意图，请根据图像确定溶质成分。

在学习酸、碱、盐的性质时，某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液 $M$（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液．同学们对该实验进行了一系列的探究。

探究一： $M$溶液中的溶质是什么？
（1）【提出猜想】该组同学认为M溶液的溶质有两种可能：
①是，②是 $CaC{l}_2$。
【收集资料】 $CaC{l}_2$水溶液呈中性．
（2）【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量 $M$溶液于试管中，向其中滴入	溶液变红	猜想①正确

探究二：过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出猜想】
猜想一： $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$；
猜想二：；
猜想三： $NaOH$．
（3）【实验验证】同学们针对"猜想一"进行如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气泡产生	"猜想一"不成立

他们的实验结论是否正确？（填"是"或"否"）
（4）【继续探究】设计如下实验方案确定滤液中溶质的组成．

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量滤液于 $A,B$两支试管中， $A$中加入 $CaC{l}_2$溶液， $B$中加入溶液	若 $A$中产生白色沉淀， $B$中没有沉淀	"猜想一"成立
	"猜想二"成立
若 $A,B$中都没有沉淀产生	"猜想三"成立

（5）【反思与拓展】
①为防止标签被腐蚀而破损，倾倒液体时。
②在分析反应后所得溶液中溶质时，除考虑可溶性的生成物，还应考虑。

某学习小组探究氢氧化钙溶液的化学性质，并作了延伸探究。
探究一：甲同学设计了如下实验方案，请你帮助完成实验报告。

方案	（1）	（2）	（3）
实验操作
现象		澄清石灰水变浑浊	红色褪为无色
结论或解释	氢氧化钙溶液能使石蕊等酸碱指示剂变色	氢氧化钙溶液能与某些非金属氧化物反应生成盐和水．二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式是．	氢氧化钙溶液能与酸发生中和反应

【提出问题】实验方案（3）褪色后溶液中的溶质是什么？
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【作出猜想】乙同学从反应情况分析，溶液中除含少量酚酞外，溶质可能有以下三种情况：
①氯化钙  ②氯化钙和氯化氢  ③氯化钙和氢氧化钙
【分析讨论】丙同学从实验现象分析得出：猜想③肯定不合理，其理由是。
探究二：丁同学为进一步验证乙同学的猜想，设计实验如下：将实验方案（3）褪色后溶液倒入烧杯中，向其中逐滴滴加稀碳酸钠溶液至过量，边滴加边振荡。实验后得出产生沉淀质量与碳酸钠溶液体积之间的关系，如图所示。写出实验过程中的现象。

【得出结论】乙同学的猜想中，（填序号）合理。
【反思讨论】学习小组结合图像，分析了丁同学实验过程中烧杯内溶液的变化。下列说法正确的是（填序号）

A．	溶液质量逐渐增大
B．	氯化钠质量逐渐增大， $V_2$后不变
C．	氯化钙的质量先增大后减小
D．	溶液的 $pH$一直增大

实验室里有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体，某化学兴趣小组对其进行了如下探究。
（1）确定固体的成分。
【提出猜想】猜想Ⅰ：固体中只含碳酸钠；
猜想Ⅱ：固体中只含氢氧化钠；
猜想Ⅲ：固体中含有                 。
【进行实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量固体溶于水，加入        ；	产生白色沉淀	猜想Ⅲ成立
②将上述反应后的混合液过滤，取少量滤液，加入              。

（2）测定固体中碳酸钠的质量分数。
【查阅资料】二氧化碳几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液中。
【进行实验】取2g固体，在25℃、101kPa下用如图所示装置进行实验，步骤如下：

①连接好装置并检查气密性；
②装入药品，通过分液漏斗滴加足量稀硫酸后，关闭分液漏斗活塞；
③充分反应后，恢复至25℃、101kPa，量筒中液体的体积为220mL。
【实验分析】
①装置B中的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，原因是                        。
②充分反应后，装置A中残留的的二氧化碳对实验结果是否有明显影响？       （选填“有”或“没有”）。
③已知在25℃、101kPa下二氧化碳的密度为1.8g/L，则固体中碳酸钠的质量分数为          （结果保留至0.1%）。
（3）除去固体中的碳酸钠。
【进行实验】实验流程如下图：

【实验分析】该流程中发生反应的化学方程式为                              。
操作①、②、③均需用到的一种仪器是           。

某实验小组为探究酸的化学性质，由甲、乙同学设计并完成了如图所示的实验．

（1）甲同学实验中所发生的化学方程式为                                   ．
【查阅资料】CaCl₂、NaCl的溶液呈中性，Na₂CO₃溶液呈       （填“酸”或“碱”）性．
【实验探究一】确定甲、乙同学上述实验后所得溶液中的溶质．
（2）取甲所得溶液少许，加入石蕊试液，溶液显红色，甲所得溶液中一定含有的溶质是       （写化学式）
（3）取乙所得溶液少许，加入酚酞试液，溶液显红色，乙所得溶液中一定含有的溶质是       （写化学式）
【实验探究二】
（4）甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中，观察到废液缸中产生少量气泡，最终有白色沉淀生成，该白色沉淀是           （写化学式）．
【讨论交流】丙同学提出：若将上述废缸中物质取出，过滤，所得滤液中含有哪些物质呢？经过讨论大家一致认为：一定含有NaCl，可能含有CaCl₂、盐酸和Na₂CO₃中的部分物质．
【实验探究三】取少量滤液于试管中，滴加过量的稀硝酸，可观察到有大量气泡产生．
【归纳总结】该滤液中含有的溶质是氯化钠和          （写化学式）．
【探索与拓展】有一份由Na₂SO₄、NaCl两种物质组成的固体样品．为确定其组成，上述小组同学将样品全部溶于蒸馏水中制成119.3g溶液，再往其中加入104gBaCl₂溶液，两者恰好完全反应．过滤，得到23.3g白色沉淀和一定质量的滤液．经测定，该滤液中溶质质量分数为9%．试计算：（均需计算过程）
（5）所用B₂Cl₂的溶液中溶质的质量分数．
（6）所用样品的质量．

在一次化学实验中，同学们将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液中，观察到以下异常实验现象：

实验序号	滴加 $CuS{O}_4$溶液的量	实验现象
①	第1～6滴	产生蓝色沉淀，但震荡后沉淀消失，形成亮蓝色溶液
②	第7～9滴	产生蓝色沉淀，且沉淀逐渐增多，振荡后沉淀不消失，很快沉淀逐渐变黑色

在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜，请你写出生成蓝色沉淀的化学方程式 。
实验①中蓝色沉淀为什么消失？同学们继续进行如下探究。
【查阅资料】
I．氢氧化铜在室温下温度，70℃-80℃时可脱水分解生成氧化铜
II．铜酸钠[ $N{a}_{2}Cu(OH{)}_4$]溶于水，溶液呈亮蓝色。
【猜想与讨论】
小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解。其他同学一致否定了他的猜测，理由是。
同学们交流讨论后，提出以下两种猜想。
猜想一：少许氢氧化铜可溶于足量水中。
猜想二：氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解，溶液呈亮蓝色。
【实验探究】
为验证猜想，同学们用氢氧化铜粉末（其它试剂可任选）设计如下实验。请你填写表中的空格。

实验序号	实验方法与操作	实验现象	结论
③	将少许 $Cu(OH{)}_2$粉末加到5mL蒸馏水中，充分振荡		猜想一错误
④			猜想二正确

【结论与反思】
（1）根据实验，并进一步查阅资料知道，氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成 $N{a}_{2}Cu(OH{)}_4$，反应的化学方程式是。
（2）根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，依据的实验现象是。

利用下图装置进行实验。

实验装置	实验过程
	【实验1】探究可燃物燃烧的条件 ① 在A、B中各放一小块白磷（着火点为40℃），A中加入约1/3试管的80℃水，A、B中白磷均不燃烧； ② 从a处通入O2使A中热水恰好完全进入B中，A中白磷燃烧，B中白磷不燃烧； ③              ，B中白磷燃烧。
【实验2】探究MnO2在H2O2分解中的作用 ① A中加入约1/3试管的H2O2溶液，B中放入一面粘有MnO2的玻璃片，A、B中均无明显现象； ② 从c处抽气，使A中液体进入B中，观察到玻璃片上粘有MnO2的一面产生大量气泡，另一面无明显变化。

回答下列问题：
（1）实验1：步骤③中的操作是              。能说明“可燃物燃烧需要温度达到着火点”的实验现象是                    。
（2）实验2：B中反应的化学方程式是               。该实验能否得出“MnO₂是H₂O₂分解的催化剂”的结论？你的判断及理由是              。

某化学活动小组在一次实验中进行了如图所示实验：
此时观察到的实验现象是（1）__________________________。
实验后，小组同学充分振荡U形玻璃管，将U形玻璃管内的物质过滤后，对滤液成分产生了浓厚的兴趣，进行了进一步的探究活动。

【提出问题】滤液中除Na⁺外，还含有什么离子？
【猜想与假设】A同学：含有OH^-、Cl^-、C0₃^2-
B同学：含有OH^-、Cl^-、Ba²⁺
C同学：含有（2）__________________（填离子符号）
【实验探究】B同学为了验证自己的猜想，取滤液于试管中，向其中滴加少量的硫酸钠溶液，观察到无明显现象。由此B同学得出结论：自己的猜想不成立，A同学的猜想成立。
【评价与交流】请你评价B同学的结论：（3）______________________。同学们经过讨论后一致认为：B同学在验证自己的猜想时，若将所加试剂调换成足量的另一种试剂（4）_____________（填化学式），既能验证自己的猜想．也能确定滤液中的离子成分。
C同学取该试剂进行实验，最终确定了滤渡中的离子成分。
【归纳与总结】通过上述实验我们能够总结出：在确定化学反应后所得溶液中的离子成分时，一般应加入（5）___________________，验证（6）____________________________就可以确定溶液中的离子成分。

小红、小军、小明三人化学学习小组在实验中，用到了三个分别盛有KCl溶液、KOH溶液、K₂SO₄溶液的滴瓶．
小军发现小红将三个滴瓶中的三只滴管混用，认为小红实验操作不规范，滴瓶中的试剂会因此受污染而无法再次使用，学习小组就盛有KCl溶液的滴瓶是否被另外两种试剂污染进行了如下探究．
【提出问题】该滴瓶中溶质的成分是什么？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ溶质成分只有： $KCl$；
猜想Ⅱ溶质成分为： $KCl$和 $KOH$；
猜想Ⅲ溶质成分为：；
猜想Ⅳ溶质成分为： $KCl$、 $KOH$和 $K_{2}S{O}_4$。
【实验探究】为证明猜想，小军设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告；

实验操作	实验现象	结论或解释
（1）取该滴瓶内溶液烧了于试管中，向试管中加入适量 $BaC{l}_2$溶液	产生白色沉淀	该反应的化学方程式为
（2）将上述反应后的混合液过滤，取滤液于另一支试管中，向该试管中加入 酚酞试液		证明猜想Ⅳ成立

【实验反思】小明认为该实验方案并未证明猜想Ⅱ、Ⅲ是否成立，应补充相应实验予以证明，你是否赞
同？（选填"是"或"否"）．

化学兴趣小组同学对“铁生锈的条件”进行实验探究。
【进行实验】

实验	实验操作	实验现象	实验结论
1	A         B	一段时间后， A中铁丝表面有红色固体生成 B中铁丝无明显变化
2	C            D	一段时间后， C中 D中铁丝无明显变化	铁生锈需要与O2接触

某同学在家中发现，炒完菜的铁锅表面容易生锈。
【猜想与假设】可能是食盐对铁生锈的速率产生了影响。
【进行实验】该小组用实验装置E、F同时进行实验。其中集气瓶的容积相同，量筒内盛有等体积的水，F中集气瓶内另加入了某种物质。

实验装置	实验过程	实验结论
E                    F	一段时间后，打开止水夹，记录实验过程中量筒内剩余水的体积（每次测量时间间隔不等，实验数据见下表）。E中铁丝和F中另加入的物质表面均出现红色物质。	食盐可以加速铁的生锈

实验记录表

次数	1	2	3	4	5	6
量筒中剩余水的体积/mL	E	68	57	44	30	30	30
F	71	65	56	a	30	30

（1）实验装置F中，集气瓶内另加入的物质是                 。
（2）实验记录表中，a的取值范围是              。
【反思与应用】结合上述实验，谈谈你对家中铁锅使用的建议：              。

某兴趣小组的同学为探究实验室久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验，请你与他们完成以下探究：
【提出猜想】猜想I：全部是氢氧化钠；猜想II：全部是碳酸钠；猜想III：_________________。
【实验验证】

（1）请完成猜想III；
（2）溶液1中加足量稀盐酸，产生无色、无味的气体，说明原固体中含有_________；
（3）溶液2中滴加过量BaCl₂溶液的目的是____________________________，反应的化学方程式为                            。
（4）由以上实验现象可知猜想_______正确；
（5）久置的NaOH固体变质的原因是（用化学方程式表示）____________________。

某化学兴趣小组按照课本实验方法（如下图），做木炭与氧化铜反应的实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。

【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【查阅资料】铜有+1 和+2 两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4 或-4。
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为          。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象
更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
【分析与交流】
（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是          ；反应的化学方程式为                    。
（2）小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的好处是          。
【实验与结论】
同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙          后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，          （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是          （填“吸”或“放”）热反应。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。

为探究氢氧化钙溶液和稀盐酸反应所得溶液中溶质的成分，小鸣和同学们通过测定了反应后溶液的pH，得到了如图所示的pH曲线，请回答：

（1）由图可知该实验操作是将滴加到另一种溶液中；
（2）该反应的化学方程式为；
（3）实验过程中，小鸣取了a、b、c三处反应后的溶液于三个烧杯中，却忘了作标记，请你设计不同的方案（不再用测定pH的方法），探究三种样品分别属于哪处溶液。
【查阅资料】 $CaC{l}_2$溶液显中性， $CaC{l}_2+N{a}_{2}C{O}_3=CaC{O}_3\downarrow +2NaCl$。
【探究过程】
①分别取少量样品于三支试管中，加入酚酞试液，观察到其中一支试管内出现的现象。结论：该样品是a处溶液。
②为进一步确定b或c处溶液，又设计了以下方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
另取余下样品少量于两支试管中，分别滴加足量的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液。		该样品为b处溶液。
	该样品为c处溶液，并推知溶液中的阳离子有。

【反思评价】探究反应后溶液中溶质的成分，除了要考虑生成物之外，还要考虑。

请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
【研究课题】探究X物质的成分。
【查阅资料】（1）X物质可能由Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂、Ca(OH)₂、Mg(OH)₂、CaCO₃、BaCO₃中的一种或几种组成。
（2）X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀。
（3）相关物质的溶解性如下表：

物 质	Ca(HCO3)2	Mg(HCO3)2	Ca(OH)2	Mg(OH)2	CaCO3	BaCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	不溶

【设计并实施方案】
（1）由查阅资料可知X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂。
（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无       (填化学式)。
（3）乙同学设计了下列实验装置，想进一步确定X物质的成分。

其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，关闭活塞b，将50gX物质的粉末放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀硫酸，充分反应。
②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
③称量D瓶内物质明显增加的质量；
④继续鼓入空气，直至D瓶内物质质量不变；
⑤经称量，D瓶内物质增加的质量为20g。
【评价】（1）A瓶中的NaOH溶液起到            作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将          （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）分析X物质的可能组成是           （有几种写几种）。