初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

日常生活中，人们利用碳酸钠溶液具有碱性，清洗餐具上的油污，碱性越强，去油污的效果越好，小菁决定对影响碳酸钠溶液碱性的因素展开探究，请你参与．

用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的碳酸钠溶液，依次测量溶液的pH，记录数据如下表：

实验编号	a 1	a 2	a 3	b 1	b 2	b 3	c 1	c 2	c 3
溶质质量分数	2%	2%	2%	6%	6%	6%	10%	10%	10%
水的温度（℃）	20	40	60	20	50	60	20	40	70
溶液pH	10.90	11.18	11.26	11.08	11.27	11.30	11.22	11.46	11.50

请你分析表中数据回答：

（1）溶液碱性最强的是       （填实验编号）．

（2）要得出碳酸钠溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系的结论，可选择的一组实验是       （填实验编号），结论是       ．

（3）在一定温度范围内，温度的变化与碳酸钠溶液的pH变化关系是       ．

（4）将10%的碳酸钠溶液从20℃持续升温到70℃，所测得的pH如下表：

温度（℃）	20	30	40	50	60	70
溶液pH	11.22	11.35	11.46	11.48	11.50	11.50

①当温度介于20℃～40℃时，温度对碳酸钠溶液的pH影响比较       （选填"大"或"小"）．

②小菁将适量碳酸钠粉末洒在沾有油污的餐具上，并冲入适量的热水，再进行擦洗，达到较好的洗涤效果，这是因为     ．

（5）碳酸钠溶于水，有部分碳酸钠能与水发生反应生成氢氧化钠，致使溶液呈碱性．实验室鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液可选用的试剂是      （填标号）．

a．酚酞试液 b．稀盐酸 c．氯化钠溶液 d．氯化钙溶液

（6）欲使碳酸钠溶液中的碳酸钠完全转化为烧碱，可在溶液中加入足量的物质（写名称）：      或      ，并充分搅拌，有关反应的化学方程式为         （写一个）．

我国海水晒盐的历史悠久。学习小组对粗盐进行提纯，并利用氯化钠进行实验探究。

Ⅰ．粗盐的提纯

粗盐中含有不溶性泥沙、可溶性CaCl₂、MgCl₂等杂质。学习小组设计了如下方案提纯粗盐：

（1）用化学方程式表示Na₂CO₃溶液的作用：　　。

（2）“过滤”中玻璃棒的作用为　　；“操作X”的名称为　　。

Ⅱ．探究氨盐水与二氧化碳的反应

步骤1 取50mL浓氨水于锥形瓶中，加入NaCl晶体至不再溶解，制得氨盐水。

步骤2 向烧瓶中加入20mL氨盐水和约16g干冰，塞紧瓶盖，振荡、静置。一段时间后溶液中析出细小晶体，过滤、用冷水洗涤晶体并低温干燥。

【提出问题】晶体的成分是什么？

【实验探究1】①经甲同学检验，晶体中不含铵盐。甲同学的实验操作及现象是　　。

②乙同学取晶体少许，加入稀硝酸，晶体溶解并产生无色气体，再滴加几滴AgNO₃溶液，未见明显现象，说明晶体中不含有　　离子。

【提出猜想】晶体的成分为Na₂CO₃或NaHCO₃或两者的混合物。

【查阅资料】Na₂CO₃受热不分解；

NaHCO₃受热易分解：2NaHCO₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑。

【实验探究2】称取m₁ g晶体，利用如图装置（夹持仪器略）探究晶体的成分。

【实验现象】反应一段时间后，试管口凝结了少量小液滴，Ba（OH）₂溶液变浑浊。

【实验分析】①晶体中一定含有　　（填化学式）。

②将晶体加热至残留固体的质量不再改变，测得残留固体的质量为m₂ g．若m₁：m₂＝　　，说明晶体为NaHCO₃。

【拓展延伸】①氨盐水与二氧化碳反应所得铵盐的用途为　　。

②丙同学认为通过测定装置B中沉淀的质量，经计算分析也可确定晶体的组成。请对丙同学的观点进行评价：　　。

化学兴趣小组的同学在老师的指导下，研究金属与盐溶液反应，他们将一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中，观察到有蓝色沉淀和气泡产生。充分反应后静置，上层清液为无色。他们对此产生了浓厚的兴趣。

[查阅资料]（1）钠是一种活泼金属常温下能与水反应生成氢氧化钠和氢气。

（2）Na₂SO₄溶液显中性

结合信息请你写出产生蓝色沉淀的反应的化学方程式：　 。

[提出问题]上层清液中溶质的成分是什么？

[提出猜想]猜想一：Na₂SO₄；猜想二：Na₂SO₄；CuSO₄；猜想三：　　。

请分析：猜想二　　（填“合理”或“不合理”），理由是　　。

[实验验证]

实验操作	实验现象	实验结论
取上层清液少许于试管中，　　；		猜想一成立

[拓展延伸]金属活动性顺序表中钠及前面的金属　　（填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

氢氧化钾是一种常见的碱．某化学兴趣小组的同学依据绿色化学的核心及原则，利用所学的化学知识，设计了制备氢氧化钾的方案，同时还可制得纯碱等物质，具体流程如图所示（部分反应、条件和产物已经略去）：

【提出问题1】溶液C中的溶质除氢氧化钾外，还含有什么？

【猜想与假设1】猜想1：K₂CO₃   猜想2：Ca（OH）₂

【实验与探究1】小林同学设计了如下实验对猜想进行探究

实验操作	实验现象	实验结论
取少量溶液C于试管中，滴加稀盐酸		猜想1错误

同学们经过讨论分析后认为小林的实验结论不严密，理由是　　．

【提出问题2】固体D中的成分是什么？

【猜想与假设2】小军同学经分析认为一定含有CaCO₃，原因是　　（用化学方程式表示）；可能还含有　　．

【实验与探究2】请你设计一个简单可行的实验方案，证明固体D中存在猜想与假设2中可能还含有的物质　　（所用试剂只能为溶液）．

【表达与交流】由反应①和反应②原理制备纯碱的方法就是我国著名的“侯氏制碱法”，请写出反应①的化学方程式　　．

【反思与评价】请你写出以上物质制备流程方案中体现绿色化学的核心及原则的一点　　．

科学兴趣小组的同学在学了俗称为苏打的碳酸钠后，得知它还有一个俗称为小苏打的"兄弟"，这个"兄弟"的性质是否和它相似？它们之间能发生转化吗？

小明查阅了资料，将相关信息整理如表：

俗名	苏打 纯碱	小苏打
化学式	Na 2CO 3	NaHCO 3
构成微粒	Na ^+ CO 3 ^2 ^﹣	Na ^+ HCO 3 ^﹣
溶解度（常温）	21.5克	9.6克
两者的转化	Na 2CO 3+CO 2+H 2O═2NaHCO 3	2NaHCO 3 Na 2CO 3+CO 2+H 2O

下面是小明同学进行的探究：

（1）用试管取适量NaHCO ₃溶液，向试管中滴加酚酞试液，观察试液颜色变化。此实验的目的是 　　。

（2）在研究Na ₂CO ₃与NaHCO ₃转化时，小明觉得Na ₂CO ₃转化为NaHCO ₃过程中，由于NaHCO ₃溶于水，整个过程不会有明显现象。老师笑着对小明说："做实验吧，实验会告诉你答案。"于是小明在老师的指导下，向饱和的Na ₂CO ₃溶液中通入CO ₂，起初无明显现象，继续不断地通入CO ₂，溶液中出现了白色沉淀。这让小明很疑惑：NaHCO ₃溶于水，为什么还有白色沉淀呢？小明经过思考，明白了白色沉淀产生的原因是 　　。

（3）在小明同学的带动下，兴趣小组又对NaHCO ₃的其他性质进行了探究，发现两"兄弟"既有相似的性质也有不同的个性。从微观角度分析，造成两"兄弟"不同个性的原因是 　　不同。

孔雀石主要成分为Cu₂（OH）₂CO₃ （难溶于水），还含有少量SiO₂（难溶于水、不与稀硫酸反应）、Fe₂O₃等杂质。现以孔雀石为原料制取胆矾（CuSO₄•5H₂O）的部分工艺流程如图。

请回答：

（1）滤渣b的化学式为　　。

（2）溶液c中的溶质有（写化学式）：H₂SO₄、　　、　　。

（3）盐溶液d的颜色为　　；实验室蒸发溶液时用到的玻璃仪器有　　（写1种）

（4）在气体a生成CaCO₃的过程中，发生反应：CO₂+CaCl₂+2NH₃+H₂O＝CaCO₃↓+2X，X的名称为　　；孔雀石与稀硫酸反应生成气体a的化学方程式为　　。

已知：CO₂和SO₂既有相似性也有差异性。请回答相关问题：

气体		CO2	SO2
制备		石灰石与盐酸		Na2SO3与70%硫酸
相似性	溶解性	能溶于水	易溶于水
	与澄清石灰水反应	二者都产生白色浑浊
差异性	与KMnO4溶液	不反应	气体被吸收，溶液逐渐褪色

（1）化石燃料的气体产物中有CO₂和SO₂等物质，其中SO₂是形成　　的主要物质（填一污染名称）。

（2）制取CO₂的化学方程式是　　，可用于收集CO₂装置是　　。（选填如图序号）。

（3）写出Na₂SO₃与70%硫酸反应的化学方程式　　，制备SO₂发生装置用　　。（选填如图序号）。

（4）将收集满SO₂的试管倒扣在水中观察到的现象是　　。

（5）结合已知信息，请你设计实验证明化石燃料燃烧的气体产物中有CO₂（写出操作、试剂、现象、结论）　　。

在新型冠状病毒肺炎的防疫工作中，“84”消毒液常用于学校环境的消毒灭菌。某校兴趣小组对“84”消毒液的相关知识产生了兴趣，于是在老师的指导下进行如下探究：

【查阅资料】

a．“84”消毒液的主要成分是次氯酸钠（NaClO）和氯化钠，NaClO为有效成分。

b．次氯酸钠（NaClO）溶液有漂白、杀菌、消毒功效，有腐蚀性。

c．可通过电解氯化钠溶液的方法来制取次氯酸钠。

一、初识“84”消毒液：

【提出猜想】“84”消毒液对有色衣物有漂白作用。

【设计实验】

实验操作	实验现象	实验结论
向有色布条滴加适量该消毒液，放置一段时间。	有色布条　　（填“褪色”或“不褪色”）。	消毒液对有色衣物有漂白作用。

二、自制“84”消毒液：同学们在实验室通过电解氯化钠溶液来制取“84”消毒液，其反应的化学方程式是NaCl+H₂O $\frac{\underset{¯}{\mathit{通电}}}{}$NaClO+X↑，则X的化学式是　　。

三、实验拓展：在老师指导下，同学们成功制得了“84”消毒液，激发了同学们更大的探究欲望，于是还设计了提纯粗盐（主要成分是NaCl，还含有可溶性杂质MgCl₂、CaCl₂等）的实验方案：

实验步骤	实验目的或说明
（1）取一定量的粗盐样品，加入适量水完全溶解，再加入过量的氢氧化钠溶液，充分反应后过滤。	完全除去杂质MgCl2，写出反应的化学方程式：　　。
（2）往步骤（1）中滤液加入过量的　　（写化学式）溶液，充分反应后过滤。	完全除去杂质CaCl2．
（3）往步骤（2）中滤液加入过量的稀盐酸。	写出所得溶液中含有的阳离子符号：　　。

把步骤（3）中所得溶液倒入蒸发血中，用酒精灯加热蒸发结晶即可得到较纯的食盐。

【实验反思】

a．此方案最终所得NaCl比原粗盐样品中的NaCl多，其原因是　　。

b．有同学认为只需要上述实验方案中的步骤（2），不仅能完全除去杂质CaCl₂．还能完全除去杂质MgCl₂，你认为正确吗？说明理由：　　。

草酸（H₂C₂O₄）是一种酸，易溶于水。

（一）草酸的化学性质

（1）草酸溶液的pH　　7（选填“＞”“＜”或“＝”）。

（2）草酸溶液中加入石灰水，生成草酸钙（CaC₂O₄）固体，该反应的化学方程式为　　。

（二）CaC₂O₄热分解探究

资料：CaC₂O₄ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$CaCO₃+CO↑

兴趣小组称一定量的CaC₂O₄固体，在老师的指导下用如图装置进行实验。

实验一：先通入N₂，再加热相应固体，一段时间后停止加热，缓缓通入N₂至试管冷却。

（1）装置B增重6.6g，装置B中发生反应的化学方程式为　　。

（2）装置C中观察到　　的现象，说明反应生成CO。

实验二：取出实验一后装置A试管中的剩余固体，按图①﹣③进行实验。

（3）②中温度升高，则剩余固体中含有　　，③中产生2.2g气体。

（4）将③中溶液蒸发得CaCl₂固体22.2g。

结论：（1）取用的CaC₂O₄固体的质量为　　g。

（2）本实验中CaC₂O₄分解的总反应化学方程式为　　。

某同学进行如图两个实验：

（l）甲实验中反应的化学方程式为　　；

（2）乙实验观察到的现象是　　，溶液由蓝色变成无色

（3）把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯，发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。

[查阅资料]硫酸钡不溶于酸。

[提出猜想]白色沉淀为：Ⅰ．　　；Ⅱ．Mg（OH）₂和BaSO₄；Ⅲ．Mg（OH）₂和MgCO₃。

[实验方案]

实验操作	实验现象与结论
过滤、洗涤白色沉淀备用；向白色沉淀中加入盐酸至过量	①若沉淀全部溶解，且无其它现象；猜想Ⅰ成立；其化学反应方程式为　　。 ②若　　且无气体产生，猜想Ⅱ成立。 ③若沉淀完全溶解，　　，猜想Ⅲ成立。

[拓展与思考]如果猜想Ⅲ成立，产生此结果的原因是做甲实验时　　；上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg（OH）₂、MgCO₃和BaSO₄，原因是　　。

可燃冰的外观像冰，主要成分是甲烷水合物（甲烷分子和水分子组成）。某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，设计了如下实验进行探究：

[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质？

[查阅资料]①含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；②白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝色；③CO与人体内的血红蛋白结合，会造成人中毒缺氧。

[猜想与假设]猜想一：CO₂、H₂O；猜想二：　　；猜想三：CO₂、CO、H₂O。

[实验探究]将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过如图所示的A～E装置（部分夹持、固定装置省略）进行验证：

（1）根据题设信息和查阅的资料推测猜想二的物质可能是　　。

（2）实验过程中观察到A中白色粉末变成蓝色，证明甲烷燃烧产物中有　　；稍后观察到B、E中澄清石灰水均变浑浊，D中红色粉末变成黑色，由此推断猜想　　成立。

（3）装置C的作用是　　；实验过程中A、B的装置顺序不能颠倒，原因是　　。

[反思与交流]

（4）日常生活中，使用含碳燃料时一定要注意通风，防止　　中毒。

如图是实验室制取气体的常用装置：

（1）仪器甲的名称是　　。

（2）若选B装置作为实验室制取氧气的发生装置，反应的化学方程式为：　　。

（3）实验小组同学取一定浓度的盐酸和石灰石反应制取气体，反应的化学方程式为：　　。将生成的气体通入澄清石灰水中，未见变浑浊。为探究其原因，小组同学讨论后作出如下探究：

[提出猜想]A．石灰水完全变质；B．气体中有挥发出来的HCl气体。

[实验探究]小组同学设计了如下实验来探究。请你帮助完成实验，填写表中空格：

实验步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量石灰水于试管中，并向试管中滴加几滴 　　试液，振荡	试液变红	石灰水未完全变质猜想A不成立
Ⅱ．将生成的气体通入硝酸银溶液中		气体中有HCl猜想B成立

写出步骤Ⅱ中反应的化学方程式　　。

[拓展延伸]实验室用上述药品和装置制取并收集一瓶纯净干燥的二氧化碳气体，装置接口连接顺序为：a→　　。（按顺序填装置接口对应的字母，全对才得分）

某化学兴趣小组同学用玻璃棒蘸取饱和FeCl₃溶液在酒精灯火焰上灼烧时，随着加热时间的持续，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色、黑色。同学们对此现象产生了疑问，于是他们对FeCl₃溶液加热，灼烧的变化进行了探究活动。

【查阅资料】

①酒精（C₂H₅OH）具有还原性，加热条件下能与Fe₂O₃反应；

②Fe与Fe₃O₄易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引。

【实验一】

将大约20mL饱和FeCl₃溶液在蒸发皿中加热蒸发，沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。

由此得出结论：

①FeCl₃溶液呈黄绿色是因为溶液中含有　　（用离子符号表示）。

②加热饱和FeCl₃溶液时，FeCl₃易与水反应生成红褐色固体和盐酸，反应的化学方程式为　　。

③由实验可知：FeCl₃溶液通过蒸发结晶的方式　　（填“能”或“不能”）获得FeCl₃固体。

【实验二】

将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧，颜色由红褐色变为红棕色，此过程发生分解反应：2Fe（OH）₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$　　+3H₂O。

【实验三】

同学们对玻璃棒上产生的黑色物质继续探究：联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论认为，可能是C、Fe、FeO、Fe₃O₄四种物质中的一种或几种。

为了测定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下表实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取黑色粉末，用磁铁吸引，观察现象	黑色粉末全部被磁铁吸引	黑色粉末中不含的物质是
②向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸，充分反应，观察现象	固体逐渐溶解，但无气泡产生	综合①②实验现象判断，此黑色物质成分是

不用火，不用电，只需拆开发热包倒入凉水，就能享用美食的自热食品，受到消费者的追捧。

[查阅资料]Ⅰ．发热包中物质的主要成分是生石灰、碳酸钠、铝粉。

Ⅱ．铝和强碱溶液反应生成氢气。

探究一：发热包的发热原理

（1）小明买了一盒自热米饭，取出发热包加入凉水，发生剧烈反应，迅速放出大量的热，写出产生该现象的主要化学反应方程式　　；同时发热包内固体物质变硬、结块。依据观察到的实验现象，小明猜想发热包内的物质可能发生多个化学反应，写出其中一个反应的化学方程式　　。

（2）发热包上的安全警示图标有“禁止明火”，其原因可能是　　。

（3）小明向使用后的发热包中加入稀盐酸，并对产生的气体展开进一步探究。

探究二：确定气体的成分

[猜想与假设]小明认为该气体可能是：a．H₂； b．　　； c．CO₂和H₂的混合气体。

[实验设计]小明同学设计如图实验装置，对气体成分进行探究。

[实验验证]甲装置中的实验现象是　　，丁装置中黑色的粉末逐渐变为红色，试管口有水珠产生，证明猜想c正确。若甲、乙装置交换位置，　　（填“能”或“不能”）确定气体中含有CO₂，写出化学方程式并说明理由　　。

[总结与反思]通过以上探究，小明做出如下反思：

A．发热包应密封防潮保存

B．能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料

C．使用后的发热包应包好按照垃圾分类投放

你认为其中正确的是　　。

科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片断，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。

活动一

甲组同学向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现有气泡产生，于是，他们停止了滴加稀盐酸。经询问老师得知该氢氧化钠溶液已变质，请你用化学方程式表示其变质的原因　　。

活动二

乙组同学向盛有一定量的氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现忘记了滴加指示剂，因此，他们停止了滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究：

【提出问题】溶液中的溶质含有什么物质？

【作出猜想】猜想一：溶质只有CaCl₂

猜想二：溶质有CaCl₂和Ca（OH）₂

猜想三：溶质有　　

【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。

【方案设计】

方案	方法步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液	酚酞不变色	猜想一正确
		酚酞变红色	猜想二正确
方案二	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入		猜想三正确

【方案评价】小组同学通过讨论后认为：

（1）方案一能证明猜想二正确，但不能证明猜想一正确。

（2）方案二可行，但小组同学在记录时未记录完整，请你替他们补充完整。

【方案反思】（1）方案一不能证明猜想一正确的理由是酚酞在中性和酸性溶液中都不变色；

（2）某同学提出将方案一中酚酞溶液换成　　（填写一种试剂即可）同样可以得出猜想二正确。

活动三

甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将大烧杯中的混合物过滤，得到滤渣和滤液。同学们对滤液中溶质成分进行再探究。

大家经过讨论一致认为滤液中一定含有的溶质是　　，为了进一步验证可能存在的溶质，请你帮助设计实验并进行验证（任写一种可能情况）：

你的猜想	实验步骤	实验现象	实验结论
滤液中可能含有			猜想正确，滤液中含有该物质