初中化学化学与社会发展探究题

张宁和刘明同学学习完酸、碱、盐后发现：碱溶液能使酚酞溶液变红， $N{a}_{2}C{O}_3$溶液也能使酚酞溶液变红。通过学习知道，碱溶液使酚酞溶液变红，是因为碱在水中离解出 $O{H}^{-}$，那么 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液中究竟是哪种粒子使酚酞溶液变红呢？请你帮助他俩完成实验探究。
【提出问题】 $N{a}_{2}C{O}_3$属于（填"酸"、"碱"、"盐"），为什么能使酚酞溶液变红？
【进行猜想】
（1） $N{a}^{+}$使酚酞溶液变红。
（2）水分子使酚酞溶液变红。
（3）使酚酞溶液变红。
【设计实验】

（1）实验Ⅰ的目的是为了验证猜想不成立。
（2）刘明同学认为实验Ⅱ没必要做，他的理由是。
（3）实验Ⅲ滴入 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液，振荡，酚酞试液变 红。向变红后的溶液中滴加 $CaC{l}_2$溶液至过量，振荡，出现的现象是，反应的化学方程式是。（提示： $CaC{l}_2$溶液呈中性）
（4）由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出猜想（3）正确。张宁对此结论有些质疑，于是他查阅资料。
【查阅资料】 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液中， $C{O_3}^{2-}$和 $H_{2}O$发生如下反应： $C{O_3}^{2-}+H_{2}O=HC{O_3}^{-}+O{H}^{-}$

【得出结论】 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液中使酚酞溶液变红的粒子是。

征得老师同意，爱动脑筋的小亮在实验室对放置已久的NaSO₃的样品成分开展了探究：
【查阅资料】 $BaS{O}_3+2HCl=BaC{l}_2+H_{2}O+S{O}_2\uparrow$【提出问题】钙亚硫酸钠是否变质了呢？是全部变质还是部分变质呢？
【猜想】猜想1：样品未变质（即：样品中含有 $N{a}_{2}S{O}_3$）
猜想2：样品全部变质（即：样品中只含               ）。
猜想3 ：样品部分变质（即样品含中 $N{a}_{2}S{O}_3$ 和 _{$N{a}_{2}S{O}_4$）}
【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
①用少量粉末装入试管，加少量蒸馏水溶解，向溶液中滴加足量的盐酸，并不断震荡	现象A	猜想2不成立
②取步骤①中少量的液体于试管中然后，操作Ⅱ	有白色沉淀	猜想1不成立

回答下列问题：
（1）猜想2中：样品中只含（填化学式）
（2）现象A为                                           。
（3）操作Ⅱ                                      。
（4）写出操作Ⅱ的化学方程式：                                                     。
【反思】根据以上探究：实验室里亚硫酸钠必须密封保存。为了防止与空气中的二氧化碳反应变质。实验室必须密封保存的药品很多，试举一例：(填药品名称）

"侯氏制碱法"首先达到的是碳酸氢钠，然后将碳酸氢钠加热分解得到产品碳酸钠； $2NaHC{O}_3\stackrel{∆}{=}N{a}_{2}C{O}_3+C{O}_2\uparrow +H_{2}O$．碳酸钠置露在空气中能与空气中的二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠： $N{a}_{2}C{O}_3+C{O}_2+H_{2}O═2NaHC{O}_3$．
某中学化学研究性学习小组对一瓶开启后久置的碳酸钠是否变质及变质程度进行探究．
【提出问题】假设Ⅰ：完全变质；Ⅱ没有变质；假设Ⅲ：．
【实验探究】实验一：取少量样品于试管中，加水溶解后再加入少量 $CaC{l}_2$溶液，产生白色沉淀，说明假设不成立．反应的化学方程式为．
实验二：取少量样品于试管中，用导管连接后固定在铁架台上，导管的另一端插入澄清石灰水中．加热样品，有气体产生，澄清的石灰水变浑浊，说明假设不成立．
【实验结论】假设成立，样品的成分是．
【交流反思】欲除去 $N{a}_{2}C{O}_3$变质后的杂质，最合适的方法是．

如下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器）。某学校两个化学实验探究活动小组的同学欲用它们完成各自的探究实验。

（1）第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室制备、收集干燥纯净的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为________→_______→________→________（填写仪器序号字母）。
②写出实验室制取二氧化碳的反应方程式_____________________________________。
③检验集气瓶中气体是否为二氧化碳的具体方法________________________________
_________________________________________________________________________。
（2）第二组的同学以过氧化氢溶液为原料（MnO₂为催化剂）制备氧气，并对某种尼龙材料的组成元素进行分析探究。资料显示该尼龙材料一定含C、H、N三种元素。
所选仪器按“A→B₁→E→B₂→D→碱石灰干燥管”的顺序连接，（B₁、B₂为浓硫酸洗气瓶），实验前检验装置气密性。使该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据（假设发生的化学反应都充分反应）。试回答下列问题
仪器A中所发生反应的化学方程式________________________________________。
仪器D中的明显现象是__________________________________________________。
③仪器E中玻璃管中放入的尼龙试样碎屑质量为3.5g，塑料试样充分燃烧后，测得仪器B₂的质量增加3.6g，则该塑料试样中H元素的质量分数为________。（结果保留一位小数）
④若装置中没有连接仪器B₁，这样测算出的该塑料试样中H元素的质量分数与实际值比较将_______(填“偏小”“偏大”“基本一致”之一)。

某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。请结合下图回答：

（1）写出装置中仪器①的名称         。
（2）可通过加热二氧化锰和氯酸钾混合物制取氧气，反应中二氧化锰的作用是               ；该反应的化学方程式是                           。
（3）实验室制取并收集二氧化碳的装置组合是   （填字母）；该反应的化学方程式是_____________      ；用G装置吸收二氧化碳气体时气体应从      （填“长”或“短”）导管口进入。
（4）双球洗气管常用于气体除杂、干燥、吸收（可防倒吸）等实验。为吸收某气体并检验其性质进行图中实验，发现紫色石蕊试液变色。请根据表中的数据判断左方进入的气体可能是                 （填字母）

A．NH3

B．HCl

C．CO2

D．O2

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？．

某化学兴趣小组的四位同学对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分进行了探究。
【作出猜想】小马猜想：溶质有 $NaCl$、 $HCl$、 $NaOH$小程猜想：溶质只有 $NaCl$ 
小宫猜想：溶质有 $NaCl$、 $HCl$ 
小尚猜想：溶质有 $NaCl$ 、 $NaOH$

（1）老师认为小马的猜想是错误的，她的理由是。
【方案设计】小程和小宫分别设计了如下方案验证各自的猜想。

实验设计者	方案步骤	方案预估现象	方案结论
小程	用一根洁净的玻璃棒取反映后的溶液沾在 $pH$试纸上，把试纸所呈现的颜色与标准比色卡进行对照	$pH=7$	小程猜想正确
小宫	取少量反应后的溶液于一支试管中，再向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生成	小宫猜想正确

【方案评价】（2）两位同学中的方案正确。
【方案反思】（3）请分析错误方案的原因（都正确，不作答）。
【拓展研究】（4）请你再设计一个实验方案验证小尚的猜想正确，填写下列实验报告。

方案步骤	方案预估现象	方案结论
		小尚猜想正确

实验是进行科学探究的重要方式，请填写下列空格：

（1）在蒸发食盐水获取食盐晶体时（图 $A$），应在蒸发皿内出现时，即停止加热．
（2）在点燃氢气等可燃性气体前（图 $B$），一定要先．
（3）某同学取甲、乙两个完全相同的装满二氧化碳的塑料瓶（图 $C$），向甲、乙两瓶中分别倒入相同体积的蒸馏水和氢氧化钠溶液，然后将两瓶迅速拧紧瓶盖，振荡，观察现象．该实验的探究目的是．
（4）用坩埚坩夹持一团钢丝棉，在酒精灯火焰上灼烧至红热，未见钢丝棉燃烧，然后将钢丝棉迅速插入盛有氧气的集气瓶中，钢丝棉在氧气中剧烈燃烧．据此可分析得知，钢丝棉能否燃烧与有关．

同学们在帮助老师整理实验室时，从1、2号橱窗中发现了两瓶失去标签的黑色粉末药品，并确定了这两瓶黑色粉末是木炭粉、铁粉、氧化铜、高锰酸钾中的两种。他们继续进行了分析、试验和反思：
【查阅资料】 $CuO$、 $F{e}_2{O}_3$等金属氧化物与酸反应，生成盐和水
（1）分析：小燕同学认为一定不是高锰酸钾，原因是；
（2）实验一：

实验操作
①取一种黑色粉末少许，加入到稀硫酸中	黑色粉末溶解，溶液颜色变	此粉末是氧化铜
②取另一种黑色粉末少许，加入到稀硫酸中	黑色粉末不溶解，没看到气体产生	此粉末一定不是铁粉

（3）反思：小华同学认为不做实验①，运用逻辑推理的方法也能得出其中之一是氧化铜的结论，原因是：；
（4）实验二：他们又进行了如下实验：将两种黑色粉末混合加热（实验装置如下图），发现黑色粉末逐渐变，澄清石灰水变。写出两种黑色粉末发生反应的化学方程式。

在化学实验探究课上，化学老师交给化学兴趣小组一包可能含有 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $NaN{O}_2$（亚硝酸钠）、 $NaCl$（至少含有两种物质）的白色粉末，请你和同学们一起参与探究该白色粉末的主要成分．
（1）提出问题：该白色粉末的主要成分是什么？
（2）查阅资料

化学式	酸碱性	与稀盐酸作用	毒性
$NaN{O}_2$	碱性	放出棕红色气体	有
$NaC1$	中性	不反应	无

（3）提出猜想：
猜想Ⅰ：只含有 $NaC1$、 $N{a}_{2}S{O}_4$    猜想Ⅱ：只含有 $NaC1$、 $NaN{O}_2$
猜想Ⅲ：只含有     猜想Ⅳ：含有 $NaC1$、 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $NaN{O}_2$
（4）进行探究

步骤	实验操作	实验现象	结论
步骤一	取少量固体样品于两支试管中，加蒸馏水溶解，向试管1滴入无色酚酞溶液，向试管 $2$滴入过量的氧化钡溶液．	试管1：溶液变红色 试管2：无明显现象	一定有， 一定没有．
步骤二	另取适量固体样品于试管中，加蒸馏水溶解，滴加硝酸银溶液	有白色沉淀产生	一定有．

（5）通过实验，猜想成立．
（6）写出步骤二中发生的化学方程式．
（7）拓展：粗盐中常含有可溶性和不溶性杂质，粗盐提纯的基本操作步骤是溶解、、蒸发．

复分解反应的定义可以用字母AB+CD=AD+CB来表示．某化学兴趣小组探究稀盐酸与以下四种物质是否能发生复分解反应：

$NaCl$溶液

$K_{2}C{O}_3$溶液

$AgN{O}_3$溶液

$NaOH$溶液

（1）甲同学提出稀盐酸与 $NaCl$溶液是否发生复分解反应？乙同学认为不反应，因为这两种化合物互相交换成分，所得的物质是一样的．你（填"同意"或"不同意"）乙同学的看法．
（2）甲乙设计了以下三个实验，请你在空白处填写相关内容：

	实验操作	实验现象	实验结论
实验1	在 $K_{2}C{O}_3$溶液中加入稀盐酸		稀盐酸与 $K_{2}C{O}_3$溶液发生了复分解反应
实验2	在 $AgN{O}_3$溶液中加入稀盐酸	有白色沉淀生成
实验3	在 $NaOH$溶液中加入稀盐酸	没有明显现象	甲乙同学：不发生反应

（3）写出实验2的化学方程式：．
（4）在实验3中，甲乙两同学因为观察到没有明显的实验现象，故判断该反应不能进行，你（填"同意"或"不同意"）他们的看法，若不同意，请设计实验证明该反应能发生．可用试剂： $NaOH$溶液、稀盐酸、石蕊试液．

实验内容与操作	实验现象	实验结论

某氯化钠样品中含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙等杂质，设计如下过程除去杂质：
步骤Ⅰ：加足量的水溶解．
步骤Ⅱ：依次加入过量的氯化钡溶液、过量的氢氧化钠溶液、过量的X溶液，充分反应后过滤．
步骤Ⅲ：加入足量的稀盐酸．
根据上述过程回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ需要用到的玻璃仪器是和．
（2）步骤Ⅱ中加入氯化钡溶液时，发生反应的化学方程式是；物质 $X$是溶液．
（3）步骤Ⅱ得到的固体中主要含有的物质是．步骤Ⅱ中可以用过量的溶液（填一种物质）代替氯化钡和氢氧化钠两种溶液，也可以达到相同实验目的．
（4）步骤Ⅲ加入足量稀盐酸的目的是；步骤Ⅳ的实验操作名称是．

实验室用溶质质量分数为10%氢氧化钠溶液进行水的电解实验．
实验一：配制100g溶质质量分数为10%氢氧化钠溶液．
（1）所需的氢氧化钠质量：　        　g；
（2）称量时，氢氧化钠固体应放于天平　        　（填“左”或“右”）盘的烧杯内；量取的需的水（水的密度为1g/cm³），应选择的量筒的规格是　       　mL（选填“10”、“100”或“250”）．
实验二：水的电解实验
用如图装置进行水的电解实验．已知氢氧化钠在水的电解实验中，只起到增强水的导电性作用．
（3）开始反应前a，b两管内都充满溶液．关闭活塞，接通电源，一段时间后，两管产生的气体如图所示，则a管下方导线应接电源的     　极（填“正”或“负”）．用　        　验证b管中的气体，写出电解水的化学方程式：　                                 ．
（4）说明水是一种化合物的实验事实：　                               ．
（5）电解后溶液的溶质质量分数　             　10%（填“＜”、“=”或“＞”）．

乙炔（C₂H₂）气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙（块状固体，化学式为CaC₂）与水反应生成，同时生成一种白色固体。
【提出问题】白色固体是什么物质？
【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能：
猜想一：CaO；猜想二：      ；猜想三：Ca(OH)₂，他的依据是               。
【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是：                                                                        。
【进行实验】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸。	。	猜想二不成立：不是CaCO3。
取少量白色固体加入到水中，取上层清液，                 。	。	猜想三成立：白色固体是Ca(OH)2

【拓展应用】已知碳化钙与水反应非常剧烈，乙炔的密度比空气略小，难溶于水。实验室欲制取并收集纯净的乙炔，要求做到节约、安全、随时发生、随时停止，你选择的装置是（填图中装置序号）           。

室温时，进行如下实验：
①在盛有3ml_蒸馏水的试管中滴人5滴紫色石蕊试液，充分振荡；
②在盛有3mL稀盐酸的试管中滴人5滴紫色石蕊试液，充分振荡；
③在盛有3ml_蒸馏水的试管巾通人二氧化碳达到饱和，再滴人5滴紫色石蕊试液，充分振荡。
（1）将实验③所得溶液加热至沸腾一段时间后，溶液变为色，该反应的化学方程式为 。
（2）实验②、③共有的现象是，
说明。
（3）实验①的作用是。
（4）实验①、②和③中滴加紫色石蕊试液滴数相同的目的是。