初中化学还原反应探究题

二氧化硫与二氧化碳具有某些相似的化学性质。为研究二氧化硫的性质，化学小组同学用如图所示装置进行实验。

关闭K₁、K₂，将燃烧匙中硫粉在空气中点燃，迅速伸入如图所示瓶中，可以观察到火焰呈蓝紫色，则瓶内的气体是     ，硫燃烧反应的化学方程式是     。瓶内的石蕊溶液由紫色变为红色，原因是     。
（1）若只打开K₁，烧杯内的兵乓球被吸在漏斗口，原因是     。
（2）若注射器中盛有溶液A，只打开K₂，可观察到的现象是     ，瓶内溶液变为蓝色，溶液A一定具有的性质是     。
（3）若注射器中盛有澄清石灰水，打开K₁、K₂，向外拉注射器，可观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式是     。

某研究性学习小组在验证“碱使酚酞试液变红”的实验时，发现一个意外现象：将酚酞试液滴入某NaOH溶液中，溶液变成了红色，可是过一会儿红色却消失。
【提出问题】是什么原因导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色？
【猜想与假设】他们分别对这种意外现象作如下猜想：
甲同学：可能是酚酞与O₂发生了反应；
乙同学：可能是NaOH溶液与空气中的CO₂发生了反应；
丙同学：可能与               大小有关；
【设计实验】三位同学分别设计实验验证自己的猜想：
（1）甲同学设计了如下实验，请你填写下表。

实验步骤	设计这一步骤的目的	实验现象	实验结论
①将NaOH溶液加热煮沸	①	溶液变红，过一会儿红色消失	甲同学猜想___________（填“正确”或不正确”）新课
②向冷却后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方	②

（2）乙同学设计如图一装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，于是认定自己的猜想正确。写出CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式：                                   。
甲同学认为乙同学的实验不够严谨，理由是：                                     。
（3）丙同学使用了色度传感器测溶液的颜色。他在a、b、c三个比色皿中分别加入等量5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞试液。溶液颜色的变化曲线如图[说明：溶液无色时色度值（透过率）为100%]。请你观察图二写出规律性结论：_____________________                。

某研究小组发现，维C泡腾片（保健药品，主要成分见图1）溶于水，有许多气泡产生（如图2）。该小组同学进行如下探究。

探究一：该气体的成分。
【猜想与假设】小华说：该气体可能是CO₂、O₂、CO、H₂、N₂。
小明说：不可能含有N₂，因为_________________________。
小芳说：不可能含有CO和H₂，因为从药品安全角度考虑，H₂易燃易爆，CO有毒。
该小组同学认为：该气体可能含有CO₂、O₂中的一种或两种。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	将气体通入澄清的石灰水中	澄清石灰水变浑浊
②	将带火星的木条伸入该气体中	带火星的木条没有复燃

【得出结论】（1）由实验①可知，该气体中肯定含有_________，写出该反应的化学方程式_____________________________________________________。
（2）由实验②              （填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气。
探究二：维C泡腾片溶液的酸碱性。
向维C泡腾片溶液中滴加石蕊试液，溶液变红，说明溶液显       性。

同学们在学习Ca(OH)₂的化学性质时，对Ca(OH)₂溶液和Na₂CO₃溶液反应后过滤得到的滤液的成分进行探究。请你一同探究并回答下列问题：

【提出问题】 滤液中的溶质是什么物质？
【猜想假设】 猜想Ⅰ：只含有NaOH；         
猜想Ⅱ：可能含有                 ；
猜想Ⅲ：可能含有NaOH  Na₂CO₃；
猜想Ⅳ：可能含有NaOH  Ca(OH)₂  Na₂CO₃；
【分析讨论】经分析和讨论，全体同学认为猜想      肯定不合理，理由是          。
【实验设计】现实验室仅提供稀盐酸、氯化钙溶液、酚酞溶液和必要的仪器，设计一个实验来验证猜想Ⅲ是正确的。请在空格内写出实验操作、预计现象和结论。通过查阅资料知道：①氯化钙溶液呈中性；②碳酸钠（俗名纯碱）的水溶液呈碱性。

实验操作	预期现象和结论

某化学课堂围绕，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动．以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式　                                     　。
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？
【假设猜想】针对疑问，太家纷纷提出猜想．甲组同学的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄               猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有Na₂SO₄和NaOH         猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的．不合理的猜想是　    　。
【实验探究】（1）丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有　                                      　。
（2）为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC1₂溶液、Na₂CO₃溶液，进行如下三个方案的探究．

实验方案	测溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对比比色卡，pH＜7	。	产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定．同时指出【实验探究】（2）中存在两处明显错误，请大家反思．同学们经过反思发现了这两处错误：
（1）实验操作中的错误是　                                           　。
（2）实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是　                         　。

课外小组同学在实验室发现了一瓶标签残缺的无色液体（下图），想通过探究确定其成分，以便重新利用。

【初步分析】操作不规范可能造成标签破损，能造成标签破损的不当操作有         （写一点）。根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是       （填字母代号）。
A．酸               B．碱             C．盐
【查阅资料】初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。有关四种物质的信息如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
20^oC溶解度/g	36	109	21．5	9．6
水溶液的pH	7	14	11	9

【实验探究】为确定该溶液的成分，小芳设计了如图乙所示的实验过程：
      
（1）实验①观察到紫色石蕊试液变蓝，由此得出结论是         。
（2）实验②观察到有气泡产生，还有可能观察到的现象是         。
【得出结论】通过以上活动，小刚认为不能确定瓶中试剂的成分，小芳认为可以，小芳的理由是         。
【拓展应用】通过以上探究活动，小组同学联想到二氧化碳与氢氧化钠的反应，设计了如图丙所示实验，观察到的现象是         。

同学们在学习碱的化学性质时，进行了如下图所示的实验。

（1）写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式                         。
（2）乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是                       。
（3）丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
（4）实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，产生疑问。
【提出问题】废液中含有哪些物质？
【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和        (写物质名称)。
②还含有能使废液呈碱性的物质．能使废液呈碱性的物质是什么？同学们有如下猜想。
小云认为：只有碳酸钠；小红认为：只有氢氧化钙；小林认为：是氢氧化钠和碳酸钠
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。

实验内容	预计现象	预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量氯化钙溶液，静置。	①有白色沉淀，溶液呈红色。	小林的猜想正确。
②                        。	小云的猜想正确。
③没有白色沉淀，溶液呈红色。	小红的猜想正确。

【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑        。

某实验小组的同学从不同角度对稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应进行了探究，请填写下列空白。
（1）如何用实验验证稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应？
方案一： ________________________________________

实验步骤	实验现象	结论
先用pH试纸测定稀盐酸的pH，再逐渐滴加氢氧化钠溶液，并不断振荡，同时测定混合液的pH	pH逐渐变大，最后pH7	稀盐酸与氢氧化钠溶液发生反应

分析上述方案中，为什么强调只有测得pH 7才能证明反应发生了？
方案二：如下图向盛有NaOH溶液的烧杯中先滴加酚酞试液，后滴加稀盐酸至过量，观察到的现象是____________________；

结论：稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了化学反应，反应的化学方程式为____________________。上述两个方案在设计思路上的相同点是____________________。
（2）探究稀盐酸与氢氧化钠溶液是否恰好完全反应？

实验步骤	实验现象	结论及化学方程式
取少量方案二反应后的溶液于试管中，滴加硫酸铜溶液	若生成蓝色沉淀	氢氧化钠有剩余，反应的化学方程式为_______________
若没有明显现象	二者恰好完全反应

小明同学对此提出质疑，没有明显现象也不能证明稀盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应，理由是：______________________________。为此他认为还需要补充下列实验：

	实验操作	实验现象	结论及化学方程式
补充方案	取上述少量方案二所得溶液于试管，加入________（填一种试剂的名称），观察现象	____________	二者恰好完全反应

 

某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后（用石灰石和稀盐酸制取），对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性（含有H⁺），说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙溶液呈中性。
【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温。请设计三种实验方案，用三种不同类别的物质检验烧杯中的溶液是否含有氯化氢，并根据实验过程完成下表需填写的内容。

	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加2至3滴紫色石蕊试液		溶液显酸性（含有H^+）；溶质中有氯化氢。
方案二		有气泡产生
方案三

 【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体，同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的____________（填化学式），经____________、蒸发等操作后即可完成。

红枣包装中常使用一种“504双吸剂”，其成分为铁粉、生石灰等。实验小组同学对一包使用过的“504双吸剂”进行了如下探究。
【提出问题】使用后固体的成分是什么？
【查阅资料】Fe + 2FeCl₃ === 3FeCl₂
【进行猜想】固体成分可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂和CaCO₃。
【进行实验】
甲同学的实验记录：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放入试管中，滴加一定量的     ，用带导管的单孔塞塞紧试管口，导管另一端伸入澄清石灰水中。	试管中固体逐渐减少，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，澄清石灰水变浑浊。	固体中一定含有   ， 不含Fe2O3。
取少量固体放入试管中，加水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液。	试管底部有不溶物，      。	固体中含有氧化钙和氢氧化钙。

实验质疑：你认为甲同学得出的实验结论是否正确，并阐述理由：     。
乙同学的实验：
       
综合上述实验过程和数据回答问题：
① 加足量碳酸钠溶液时发生反应的化学方程式为       。
②“504双吸剂”使用后固体的成分是     。
【反思与评价】
依据甲、乙同学的实验，得出的下列结论中，正确的是     （填字母序号）。
A．甲同学实验中得到的浅绿色溶液中溶质一定有FeCl₂、CaCl₂
B．乙同学实验过程中共有3个反应发生
C．乙同学实验中得到的黄色溶液中溶质为FeCl₃、CaCl₂
D．甲、乙两位同学实验中都有气体产生，但生成的气体成分不同

小明和他的同学在实验室发现上一次实验后忘记塞上瓶塞的氢氧化钠溶液的试剂瓶瓶口周围有一些白色固体。他们怀疑氢氧化钠溶液已经变质，于是进行了如下实验探究。
【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质？
【提出猜想】
①该氢氧化钠溶液没有变质；②该氢氧化钠溶液部分变质；③该氢氧化钠溶液全部变质。
【实验验证】

【讨论】小明同学认为，根据上述实验（1）（2）可推断，猜想②正确。而小张则认为猜想③也可能正确，理由是                                                     。
于是小王又设计了如下补充实验：
（1）取原溶液少量于试管中，逐滴加入BaCl₂溶液至                。静置，分层。
（2）取上层清液，向其中加入CuSO₄溶液，若有蓝色沉淀产生，则说明氢氧化钠溶液部分变质，化学方程式：                                       。反之则说明氢氧化钠溶液已经全部变质。
【反思】该氢氧化钠溶液变质的原因可能是（用化学方程式示）：                         。
由此，同学们建议实验室保存氢氧化钠时应注意密封保存。药品密封保存的原因很多，请你写出浓硫酸需要密封保存的原因                                         。为了除去氢氧化钠溶液中变质产生的碳酸钠，你认为可选用下列物质中的      （填序号）。

A．稀盐酸

B．氢氧化钙溶液

C．氯化钙溶液

D．氯化钠溶液

依据表中的元素所组成初中化学常见的物质，回答下列问题。

元素名称	氢	碳	氧	氯	钠	钙
元素符号	H	C	O	Cl	Na	Ca

 
（1）A、B组成元素相同，一定条件下可发生反应A→B+C，则C物质是______。
（2）D、E、F含有相同的金属元素，F俗称小苏打，已知在溶液中D与F反应生成E和B，则该反应的化学方程式为_____________________。
（3）向某红色溶液中滴加D溶液，溶液颜色经历红色→紫色→蓝色的变化过程，且无气体、无沉淀产生。则原红色溶液中的溶质是_______________，D物质是______________。
（4）向X物质的饱和溶液中加入物质Y，溶液变浑浊，在向其中加入足量稀盐酸，溶液变澄清、无气体产生。则溶液变浑浊的原因是__________[填序号]。
①X是Ca(OH)₂、加入的物质Y是CO₂，二者发生反应生成CaCO₃；
②X是Na₂CO₃、加入的物质Y是Ca(OH)₂，二者发生反应生成CaCO₃；
③X是Ca(OH)₂、加入的物质Y是CaO，CaO与水反应消耗溶剂使Ca(OH)₂析出；
④X是Ca(OH)₂、加入的物质Y是CaO，CaO与水反应生成的Ca(OH)₂不能再溶解；
⑤X是Ca(OH)₂、加入的物质Y是CaO，CaO与水反应放热使Ca(OH)₂溶解度减小而析出；

化学兴趣小组同学将铝丝插入硫酸铜溶液中时，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成了什么气体？同学们决定进行探究。
【提出猜想】放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂的一种或几种，提出猜想的依据是                    。
【查阅资料】SO₂易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，生成CaSO₃。
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O₂，则检验方法是_____________________________________。经检验不是O₂。
（2）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。

【实验探究】实验开始时，先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯；这样操作的目的是                                    。
实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色。
结论：铝丝与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是_________________。该气体与氧化铜的反应的化学方程式为                                  。
【思维拓展】由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有____________。
注意：答对（3）（4）奖励4分，但化学试卷总分不超过60分。
（3）丙同学用砂纸将截下的一段铝丝长时间用力反复打磨，然后将打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中，在横截面处现象明显，但在铝丝表面无明显现象，请问可能的原因是
（4）丁同学用试管取2ml硫酸铜溶液，向试管中滴加氢氧化钠溶液，刚开始并未发现预料中的蓝色沉淀现象，其原因是                                                。

油条是人们喜欢的早点，中国油条的传统加工配方是用明矾（KAl（SO₄）₂）作为膨松剂，明矾常引起铝残留影响人体健康问题，现在的膨松剂常用臭粉（碳酸氢铵）、小苏打。
（1）油条中的主要营养素是油脂和       
（2）“铝残留影响人体健康”中的铝是指     （选填“原子”或“元素”或“单质”）
（3）已知某膨松剂含碳酸氢铵、碳酸氢钠中的一种或两种，兴趣小组对该膨松剂进行如下探究：
【查阅资料】① 2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑； NH₄HCO₃ NH₃↑+H₂O+CO₂↑。
②氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。浓硫酸可用于吸收氨气。
③ 碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，能作干燥剂，和二氧化碳反应，不与氨气反应。
实验I：探究膨松剂的成分
按下图所示连接好装置。

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		装置的气密性良好
②	点燃酒精灯。	试管中白色固体减少，红色石蕊试纸   ，澄清石灰水变浑浊。	有二氧化碳和氨气生成
③	继续充分 加热	试管中仍有固体。

 
得出结论：该膨松剂的成分为             （写出化学式）。
实验II：探究产生气体的量
①测定二氧化碳的质量：如下图所示装置（气密性良好，各装置中的试剂为足量）。

将8g膨松剂装入装置B中，加热前，先对已连接好的装置A、B和C通一段时间的空气，再连接装置D、E；加热过程中，装置C的作用是             ；停止加热后，继续通入一段时间的空气，目的是          。实验中，测定实验前后装置          （填字母序号）的质量，其质量差即为样品产生的二氧化碳气体的质量。若没有装置A，可能会造成测定结果         （填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
②测定氨气的质量：将上图装置中          （填字母序号） 的连接顺序为对调。另取8g膨松剂装入装置B中，通过测定实验前后盛有浓硫酸的试管质量，其质量差即为样品产生的氨气的质量。若该装置的质量增加了1.36g，则同时共产生二氧化碳质量是多少？ （有计算过程，结果精确到0.01）

(8分)化学小组在老师的指导下，完成了一个兴趣实验。向包有Na₂O₂的脱脂棉中吹气，发现脱脂棉剧烈燃烧起来。于是他们决定探究脱脂棉燃烧的原因。请你参与他们的探究。
【提出问题】脱脂棉为什么会燃烧?
【查阅资料】
1. Na₂O₂是一种淡黄色固体，常温下能与CO₂、H₂O、HCl气体等物质发生反应，不能与N₂发生反应。
2. 人呼出的气体的主要成分及含量：N₂：74%；O₂：16%；水蒸气：6%；CO₂：4%
3. CO₂既不与NaHCO₃反应，也不溶于饱和的NaHCO₃溶液。
【猜想与假设】
1. 可能是CO₂与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。
2. 可能是H₂O与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。
3. 可能是_______与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。
【实验验证】
实验I：验证CO₂与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。
甲小组同学用图1所示装置（部分夹持装置略去）制取并收集了一瓶CO₂气体，将包有Na₂O₂的脱脂棉放在燃烧匙中，伸入集气瓶，观察到脱脂棉剧烈燃烧。得出结论，猜想1成立。乙小组同学认为上述实验不足以证明CO₂与Na₂O₂反应产生了O₂，理由是__________。

图 1
同学们经过讨论，对上述实验方案进行了改进，用图2所示的装置（部分夹持装置略去）进行实验验证猜想1成立。打开止水夹K，鼓入纯净、干燥的氮气一段时间后，关闭止水夹K。注入稀盐酸，观察到脱脂棉剧烈燃烧。

【解释与结论】
1．装置A中发生反应的化学方程式为________________。
2．装置B的作用是__________________。
3．装置C中盛放的药品是___________，作用是__________________。
实验II：验证H₂O与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量。
请你设计一个实验方案，验证H₂O与Na₂O₂反应产生了O₂，释放出热量（写出实验步骤、现象及结论）___________。