初中化学生活中的常见化合物探究题

(16分)空气、水是人类赖以生存的自然资源。   
(1)测定空气中氧气体积分数的实验装置如右下图所示。在集气瓶内加入少量的水，并五等分水面以上容积，做上记号。用弹簧夹夹紧乳胶管。点燃燃烧匙内足量的红磷，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。

①写出红磷在空气中燃烧的文字表达式：                           
②待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处。由此可知氧气约占空气总体积的       。
③红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是       该气体       （填“支持”或“不支持”)燃烧。
④广口瓶中水的作用是                                       
(2)某含有许多可溶性和不溶性杂质的天然水，经吸附、沉淀、过滤等初步净化处理后再加热煮沸，在盛水的器具上会有水垢生成，则这种煮沸前经初步净化处理后的水是       。(填“软水”或“硬水”)。
(3)下列对有关水资源认识的叙述中，错误的是       

A．水体污染加剧了淡水资源危机

B．节约用水是每个公民应尽的义务

C．地球表面约71％被水覆盖，可利用的淡水资源十分丰富

D．河北属极度缺水的地区，可以考虑通过海水淡化来解决用水问题

如图是空气中氧气含量的测定装置。试回答：

（1）盛在仪器A中的物质常用红磷，反应的现象是 （46）  。 该该反应的文字表达式和化学式为 （47）  
（2）该实验得到的结论是（48） 。
（3）实验中，测得氧气的体积分数偏小的原因可能有（至少回答2条） （49） 、（50） 。
（4）如果把A中的红磷换成木炭，请问如何改进这个实验使之成功呢？

改进方案	改进原理
（51）	（52）

木炭燃烧反应的文字表达式和化学式为 （53） 

某同学做了一个趣味实验（装置气密性良好）。整个实验过程如图所示：
（1）写出A试管中发生反应的化学方程式
                                        ；
(2)待试管冷却至室温，在水中取下胶塞，试管中液面上升（如图B所示）。请用理化知识解释试管中液面上升的原因                                  

化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O₂。
②CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小。
【猜想与实验】
猜想：呼出的气体中主要成分是N₂、O₂、CO₂、水蒸气等。
实验I：验证呼出的气体中含有水蒸气。
（1）实验操作如图所示。
（2）观察到的现象为________，根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。  
实验II：验证呼出的气体中含有N₂、O₂、CO₂，并测定其含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（B是带刻度的量气装置）。

（1）实验记录

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性。 向装置中加入药品。 关闭止水夹a～f。		装置的气密性良好。
②	打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。	B中液体进入到A中，B中液体减少500 mL。	收集500 mL气体。
③	关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出。	________，D中液体为475 mL。	反应的化学方程式为________。
④	关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷。	白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热。	呼出的气体中含有O2。
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。	________，D中剩余液体为400 mL。	呼出的气体中含有N2。

（2）数据处理
呼出的气体中主要成分的含量

	N2	O2	CO2
体积/mL
体积分数/%

同学们经过3次重复实验，确认了呼出气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
（1）该实验设计依据的N₂性质有　　　　　　　　　（填字母序号）。
A．难溶于水 　　　　　B．不能和NaOH溶液反应
C．无色无味的气体     D．不能燃烧，也不支持燃烧
（2）实验II操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，则所测O₂的体积分数（填"偏小"、"不变"或"偏大"）。

为了测定空气中氧气的体积分数，按右图装置进行实验：

(1)将燃烧匙中的过量的红磷点燃后放入集气瓶中，观察到的现象是
___________________________________________；
(2)待反应停止冷却后打开止水夹，烧杯中的水会进入集气瓶，大约达到集气瓶体积的_______为止，有时没有达到理论值的原因_______________________（只要写一点）
(3)燃烧匙内为什么要盛放过量的红磷？______________。
(4)这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的一定体积分数的结论外，还可以推出氮
______（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质_______（填“活泼”或“不活泼”）的结
论。
(5)写出发生该反应的文字表达式____________________________。
(6)已知：镁＋氧气氧化镁（固体），镁＋氮气氮化镁（固体）。根据上述反应，想一想，能否用镁代替红磷来测定空气的组成？_______（填“能”或“不能”），为什么?___________________________________。

已知，相同温度下，在溶液中进行的化学实反应的快慢（化学反应速率）既与单位体积内参加反应的溶质质量（微粒数目）有关，也与参加反应的固体跟溶液的接触面积有关．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可以加快氢气的生成速率．请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有①；②. 
（2）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验，将表中所给的混合溶液（混合前后溶液的体积变化忽略不计）分别加入到6个盛有过量等量锌粒（锌粒与溶液的接触面积相同）的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得同样多的气体所需的时间

实验混合溶液	$A$	$B$	$C$	$D$	$E$	$F$
28%稀硫酸/ $m/L$	30	$V$1	$V$2	$V$3	$V$4	$V$5
饱和 $CuS{O}_4$溶液 $m/L$	0	0.5	2.5	5	$V$	20
$H_{2}O/mL$	$V$6	$V$7	$V$8	$V$9	8	0

①请完成此实验设计，其中： $V$₁=； $V$₆=； $V$₉=；
②反应一段时间后，实验 $A$中的金属呈色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量 $CuS{O}_4$溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的 $CuS{O}_4$溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降．请分析氢气生成速率下降的主要原因.

（7 分）由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析研究，测定样品中元素的质量比，设计了如图所示的实验装置。

（小资料：该种塑料袋只含碳、氢两种元素，燃烧产物为二氧化碳和水。图中碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳与水蒸气）
（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是                  。
（2）装置 A 中所发生的反应化学方程式为                                       。装置中 MnO2 粉末的作用是                  。
（3）由于发生装置  A 制取的氧气中混有水蒸气，为不影响测定结果，装置B中盛放的试剂应该是_____________（写名称）。
（4）判断塑料袋试样中含有碳元素的依据是____________________________________。
（5）根据实验前后装置的质量变化测算出仪器D质量增重5．4g，仪器 E 质量增重 8．8g，则该塑料袋试样中碳元素与氢元素的质量比为______________。
（6）若实验过程中由于过氧化氢的量不足，塑料袋试样燃烧不充分，则该塑料试样中碳 元素与氢元素的质量比的测算结果              （填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）。

实验探究是化学的灵魂，请你参与实验室制取氧气和二氧化碳的探究活动。
Ⅰ．制取氧气方法的分析

（1）写出A、B装置中标号仪器名称：①            ；②             。
（2）写出一个用A装置制取氧气的化学方程式
                                               。
（3）用B装置收集氧气的优点是                                。
（4）上述两种方法中，更符合“低碳”理念的是          （填“A”或“B”）。
Ⅱ．制取二氧化碳原料的选择
实验室常用大理石或石灰石（主要成分CaCO₃）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为                                     。
（2）实验过程中，同学们提出了下列问题并在老师指导下进行实验。
［问题一］能否用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳？

［分析二］实验室不选用石灰石粉末、碳酸钙粉末或碳酸钠粉末制取二氧化碳的理由是                                       。
［结 论］实验室制取二氧化碳，原料通常用块状石灰石（或大理石）和稀盐酸。
Ⅲ．拓展与反思
通过探究活动，你认为选择实验方法时应考虑的因素有            （写一种即可）。