初中化学还原反应探究题

氯气是自来水厂常用的消毒剂，某校化学兴趣小组的同学对它的性质很感兴趣，查阅下列有关资料并进行相关实验的探究：
【资料1】：氯气的某些化学性质与氧气相似。
【猜想一】：氯气有助燃性
【实验探究Ⅰ】：点燃，把燃着的氢气放入装满氯气的集气瓶中，氢气能继续燃烧，生成一种有刺激性气味的无色气体，反应的化学方程式为：                           。
由此可知【猜想一】                 （填“成立”或“不成立”）
【资料2】：氯气能与水发生化学反应：Cl₂ + H₂O  =  HCl  +  HClO。
其中次氯酸（HClO）中氯元素的化合价为                     。
【猜想二】： 氯气可用于消毒是因为与水反应生成的盐酸，还是次氯酸（HClO）能消毒？
【资料3】：某些物质能用于杀菌消毒是因为能分解出氧气。
某同学根据已有知识和阅读【资料3】后能够确定消毒的物质肯定不是                。
【实验探究Ⅱ】： 他将氯气通入装有适量水的试管中充分反应后，把试管放在阳光下照射，将带火星的木条伸入试管中时，发现木条能复燃。
【实验结论】：氯气与水反应生成的                    有杀菌消毒的作用
【拓展应用】;次氯酸在水溶液中能离解为H⁺和ClO^-，请问次氯酸能否与烧碱溶液发生中和反应？若能则写出相关的化学方程式                  （若不能则可不写化学方程式.）

(9分)为探究碱的性质，进行如下实验。

（1）如图甲所示．加入一定量的盐酸后，溶液红色褪去，溶液温度       (填“升高”“降低”或“不变”)。(2分)
（2）如图乙和丙所示，同时将两支充满CO₂的相同试管分别倒扣在等体积的水和 NaOH溶液中。一段时间后．甲中液面高于乙．说明NaOH与CO₂发生了反应．该反应的化学方程式为_______________(3分)。实验中乙的作用是__________________________(2分)。
（3）实验结束后，进行废液处理。将丙所得溶液全部倒入一大烧杯中．再将甲所得溶液缓慢加入。全部加入后测得溶液pH为3．调节PH接近7．达到排放标准。将甲所得溶液缓慢加入的过程中．大烧杯内可观察到的现象是__________________________(2分)

在一堂化学实验课上，老师为每组同学分别提供了一瓶氢氧化钠溶液，让他们用10%的稀盐酸来测定其溶质的质量分数。以下是几组同学的设想及做法：
（1）甲组同学的实验如下图所示:在烧杯中加入10g氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入10%的稀盐酸，并不断搅拌，至溶液颜色恰好变为无色为止。

请回答：
①酚酞溶液的作用是       ；
②边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是     。
③当溶液颜色恰好变为无色时，共用去了稀盐酸14．6g，则甲组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数
为       （用百分数表示）。
（2）乙组同学的设想是：在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液，用滴管慢慢滴入10%的稀盐酸，并不断搅拌，通过用pH试纸多次测定溶液pH的办法，达到实验目的。
①下列使用pH试纸的方法正确的是        (填字母）。

A．将pH试纸剪成几段节约使用

B．将pH试纸直接插入待测液中

C．将pH试纸放在干净的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上

D．将pH试纸润湿后放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上

②由于用pH试纸需多次测定，较繁琐，且所测数值不够精确。在老师指导下，乙组同学取了10g氢氧化钠溶液进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图像（简单表示为下图所示）。
请回答：图中a点表示的含义是     ；b点溶液中含有的阳离子有     （填离子符号）；乙组同学要计算出本组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是          。

（3）丙组同学在滴加稀盐酸一段时间后，发现溶液中有少量气泡产生。这一“异常现象”激起了他们的探究欲望，通过实验证明：该组用的这瓶氢氧化钠溶液已经部分变质。请用化学方程式表示其变质的原因             ；若要除去溶液中变质生成的杂质，请简要写出你的实验方案：                  。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会儿后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ、写出该中和反应的化学方程式：                。
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：可能是CaCl₂和Ca（OH）₂；
猜想二：可能只有CaCl₂；
猜想三：                     。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】实验步骤1：取少量烧杯内溶液加入试管中，滴加几滴酚酞溶液，振荡。
实验现象1：             。结论：猜想一不正确。
实验步骤2：取少量烧杯内溶液加入另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量。
实验现象2：             。结论：猜想二不正确，猜想三正确。
【反思与拓展】
（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑           。
（2）验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl，除以上方案外，
下列哪些物质或方法单独使用也能完成该实验？     （填序号）
a．pH试纸        b．检查导电性        c．镁条      d．硝酸银溶液
（3）要处理烧杯内溶液，使其溶质只含有CaCl₂，应向烧杯中加入过量的         。

小亮在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，滴加盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。
【探究目的】探究所得溶液的酸碱性
【提出猜想】所得溶液可能呈碱性，也可能呈酸性，还可能呈中性。
【实验验证】

实验操作	实验现象	结论
用试管取该溶液1-2mL，滴入1-2滴无色酚酞试液，振荡	无色酚酞试液变	溶液呈碱性
无色酚酞试液不变色	溶液呈

【分析与思考】
（1）若溶液呈碱性，则溶液中使其呈碱性的离子是      （填写微粒符号）。
（2）若无色酚酞试液不变色，为了进一步确定溶液的酸碱性，小亮提出了以下方案：
方案一：取样，加入碳酸钠溶液，若观察到      ，则所取溶液呈酸性；若无明显现象，则呈中性。
方案二：取样，加入金属锌，若有所泡产生，则所取溶液呈酸性，该反应的化学方程式为                   ；若无明显现象，则呈中性。

CO₂通入NaOH溶液中没有明显现象，CO₂与NaOH是否发生了化学反应呢？某化学兴趣小组的同学们对此进行了探究。
【查阅资料】①通常情况下，1体积水溶解1体积的CO₂。
②在一定浓度的溶液中，有微溶物生成的复分解反应也能发生。
【实验探究】小红同学设计了下图所示的实验装置（锥形瓶内充满CO₂），并进行实验。

打开瓶塞和活塞，使NaOH溶液快速滴入锥形瓶中，立即关闭活塞（漏斗中仍有溶液剩余），观察到U形管左侧的红墨水液面______（填“升高”、“降低”或“不移动”），小红根据现象判断CO₂和NaOH发生了反应，理由是___________。请根据初中化学知识写出CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式：____________。
【反思与评价1】小明认为小红的实验方案不严密，理由是_______________________。
【拓展实验】兴趣小组的同学们为此又设计了下表所示的两种方法，进一步探究。请填写表中的空格。

实验方法	操作过程	现象	实验结论
方法一	取小红实验后锥形瓶内的溶液适量，加入足量CaCl2溶液	有白色沉淀生成	CO2与NaOH发生了反应
方法二	取小红实验后锥形瓶内的溶液适量，加入足量稀硫酸	______________

【反思与评价2】同学们经过讨论，认为【拓展实验】的______（填“方法一”或“方法二”）依然不严密，理由是___________________________（用化学方程式表示）。

学习了酸、碱、盐的性质后，化学兴趣小组的同学在杨老师的帮助下，对有关“碱性物质”的知识进行整理和探究。以下是本次活动的部分内容：
【验证实验】小全同学往盛有氨水溶液的试管中滴加了两滴酚酞溶液，结果发现试管中的溶液变     色,说明该溶液的pH      7。（填“＞”“＜”“=”）
【查阅资料】像KOH那样，凡是在水溶液中解离出的阴离子全部是OH^-的化合物就是碱。碱、酸、盐的解离过程都可用电离方程式来表示，例如：KOH=K⁺+OH^-、Ca(OH)₂=Ca²⁺+2OH^-。氨水（NH₃•H₂O）是碱，请参照例子写出它的电离方程式：                       。
【提出问题】纯碱（Na₂CO₃）是盐不是碱，却因其水溶液显碱性而得名。那么，为什么Na₂CO₃溶液显碱性呢？对此，化学兴趣小组的同学进行了探讨：
【猜想与讨论】
（1）小唐说：“因为Na₂CO₃本身在水溶液中也能解离出OH^-。”对于小唐的说法，大家一致表示反对。请你从化学基本原理的角度说出大家反对的理由：                   。
（2）小强说：“可能是部分Na₂CO₃与水反应，生成了能解离出OH^-的化合物。”对此，在场参与大家讨论的杨老师给予了肯定，并提示Na₂CO₃与水反应生成一种常见的碱和一种常见的化合物。请你根据杨老师的提示写出生成碱的化学式：         ，并写出Na₂CO₃与水反应的化学方程式                     。
【解释与结论】小林组长说：“碱的水溶液一定显碱性，但水溶液显碱性的化合物不一定是碱。只有解离时产生的阴离子全部是OH^-的化合物才是碱……”

甲、乙、丙三位同学为一家化工厂的污水设计排污方案，请你就他们的探究过程回答有关问题．
Ⅰ．首先用pH试纸检测污水的酸碱性．三位同学分别进行如下实验：
甲：取pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸行，测得pH＜7；
乙：取pH试纸于玻璃片上，先用蒸馏水湿润，再用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，测得pH＜7；
丙：取pH试纸直接浸入待测液中，测得pH＜7．
（1）以上三位同学中操作规范的是     ，污水显       ．
Ⅱ．利用中和反应原理测定污水中污染物（设为盐酸）的质量分数．
甲、乙两同学设计的方案如图甲、乙所示：
（2）甲同学取少量反应后的溶液于试管中，滴加几滴无色酚酞试液，酚酞变红色，于是得出“两种物质已恰好中和”的结论．你认为他的结论是否正确？                  ，
理由是                                          ．
（3）乙同学当观察到                             现象时即恰好完全反应，若此时消耗NaOH溶液2g，则污水中HCl的质量分数为               ．
（4）实验过程中，NaOH溶液必须用胶头滴管逐滴加入，且要用玻璃棒不断搅拌，目的是           ．
（5）除去污水中的盐酸，你建议选用的原料是      ．

A．NaOH

B．Ca（OH）2

C．CuO

D．Fe

（9分)某化学学习小组在进行烧碱性质的实验活动。请你加入其中参与探究：
【提出问题】烧碱具有哪些性质呢？
【实验探究I】将少量烧碱放在表面皿上，放置一会儿后，可观察到烧碱表面潮湿，由此可知，烧碱易（1）          ，可用作某些气体的干燥剂。再放置一段时间后，取此烧碱样品a适量放入小药瓶中，用注射器注入蒸馏水，进行A→B→C的实验。

【收集证据】请将由A→B气球的变化补充在B图中（2）         ，由B→C气球变化的原因是温度降低，（3）                   ，在压强差的作用下，（4）                   ，最终C中气压等于外界大气压，C与A气球大小相同。小药瓶中得到溶液b。
【实验探究II】同学们取少量上述所得溶液b，进行如图D所示的实验。
【解释与结论】开始滴加稀硫酸时无明显变化，此时溶液中的阴离子有（5）           （填离子符号），继续滴加稀硫酸一段时间后，产生气泡，最终（6）            。
根据现象，秦思推断出烧碱样品a的成分。
【表达交流】石建认为如图E所示实验也能推断出烧碱样品a的成分。
【反思评价】经过思考，你不同意他的观点，你的理由是（7）         。
经过讨论,石建同学将E中的试剂分别改成与澄清的石灰水和无色酚酞溶液不同类别
的（8）        和          ，成功地完成了实验。
【总结归纳】通过上述探究过程，善于反思的你发现，在鉴别物质的成分时，为避免产生干扰，需要考虑的因素是（9)                             。

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。

(14分)水在实验室和日常生活中有很多用途。
I、溶液是日常生活中的常见物质，水是最常用的溶剂。
20℃时，将等质量的甲、乙两种固体物质，分别加入到盛有100g水的烧杯中，充分搅拌后现象如图1，加热到50℃时现象如图2，甲、乙两种物质的溶解度曲线如图3。请结合图示回答下列问题：

（1）图1中一定为饱和溶液的是 
（2）图3中表示乙的溶解度曲线是   ；P点表示的含义是   。
（3）在图4所示的实验中，小烧杯内盛放的是20℃时甲物质的饱和溶液。某同学要使小烧杯内有固体析出时，他应向大烧杯的水中加入下列物质中的   （填字母）。
A．氧化钙      B．氯化钠      C．氢氧化钠       D．硝酸铵
Ⅱ、水在工业生产中也很重要。
以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。电解饱和食盐水可以得到多种化工产品，主要过程如下：

[资料卡：石灰水中的溶质是一种碱——Ca(OH)₂]
（4）已知气体A是密度最小的气体，B是一种碱，D是一种酸。写出金属铝和酸D反应生成气体A的化学方程式：   。
（5）B的化学式为      。
（6）工业上电解食盐水是在立式隔膜电解槽中进行，产生的Cl₂和气体A在两处逸出并分别收集、储存。
①已知20℃，S(NaCl)＝36g，则室温下，68 kg饱和食盐水中溶质的质量为      。
②电解一段时间，当收集到氯气的质量为0.71 kg时，列式计算生成的B的质量    。
③0.71 kg氯气和A完全反应生成气体C，溶于一定量的水中形成酸D。若酸D中的溶质质量分数为36.5%，则其中水的质量为   。

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

 

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

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）

在盐酸除铁锈的实验中，我们常会发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生，气泡是怎么产生的？针对这一问题，同学们提出了有关假设，并设计了如图甲所示的实验方案惊醒探究，实验时，观察到放有铁的试管中有气泡产生，而另一试管中没有，从而验证了自己的假设是成立的．
（1）分析上述实验，你认为同学们建立的建设是．
（2）有同学认为上述实验不够严谨，溶液中的水可能会对实验产生影响．于是他们又进行了对照试验，请你在答题卷的虚线框中用图示的形式将图乙的对照试验补充完整．
（3）还有同学想：气泡会不会是铁锈与水反应产生的？他认为还要补充一个铁锈与水反应的实验，你觉得有没有必要？．