初中化学化学与社会发展探究题

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实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计了如下实验进行探究。
【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溶液中的几乎不溶解。③白磷燃烧需要氧气，白磷燃烧所需的最低温度为40℃，燃烧现象和产物均与红磷相同。④氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，并与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【猜想与实践】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：取一洁净干燥的玻璃片，对着其哈气，观察到________，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，并测其含量。同学们在老师的指导下设计了如图所示装置（B是带有刻度的量气装置）。

（2）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。	（不填）	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500ml。	收集了500ml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	A中的液面下降，B中的液面上升至最高，C中的左侧导管口有 ①_______，且液面下降，液体沿导管进入D中，D中液体为475ml	呼出气体中含有CO2
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	呼出气体中含有O2，该反应的文字表达式为： ②____________
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。	D中液体倒吸入C瓶中，C瓶中液面上升，D中剩余液体为400ml。	呼出气体中含有 ③____________。

同学们经过3次重复实验，确认了呼出的气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
（3）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.不能燃烧，也不支持燃烧
D.无色无味的气体
（4）在实验（2）的操作⑤中，未等C中的气体的冷却，就打开f止水夹读数，则所测的O₂的体积分数会_____（填“偏大”、“不变”、或“偏小”） 。

实验室里有一瓶常用的无色溶液，因保管不当，其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样（如图所示）．

小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是 （  ）
A．酸       B．碱       C．盐
【查阅资料】
Ⅰ初中常见含钠的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
ⅡNa₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈碱性．
Ⅲ室温（20℃）时，测定四种物质的溶解度数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9.6

小华根据试剂瓶标注的质量分数为10%和上表中的溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是        
【作出猜想】①可能是NaCl；②可能是Na₂CO₃；③可能是        
【实验探究】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取试液于pH试纸上，测得pH＞7，则这瓶试剂不可能是        
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验．

实验步骤	实验现象	结论及化学方程式
取少量溶液于试管中，滴加	产生大量气泡	反应的化学方程式：
② 把产生的气体通入澄清的石灰水中．	澄清的石灰水变浑浊	猜想②正确． 反应的化学方程式：

 

在古代，人们常用贝壳（主要成分是碳酸钙，杂质不参与反应且不溶于水）和纯碱为原材料制取烧碱，其制取流程如图：

（1）写出加入纯碱溶液后发生反应的化学方程式：                               ；
（2）【问题与发现】固体A是纯净的氢氧化钠吗？
【猜想与假设】根据反应原理，同学们提出以下猜想：
甲的猜想：A是纯净的氢氧化钠固体．
乙的猜想：A是氢氧化钠和氢氧化钙的混合物．
你的猜想：                             ．
【实验验证】

	实验操作	现象	结论
甲	取少量固体A，用适量水溶解后，滴加几滴无色酚酞溶液．	溶液变红	猜想成立
乙	取少量固体A，用适量水溶解后，滴加几滴饱和碳酸钠溶液．		猜想不成立
你			猜想成立

【反思与评价】同学们讨论后，认为甲的结论不一定成立，原因是                     ．

生石灰常用作食品干燥剂．久置的生石灰里可能会含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙三种物质中的一种或几种（假设久制的生石灰中不再含有其它成分）．为了探究久置的生石灰的成分，某校化学兴趣小组进行了以下探究活动．
【设计实验】取0.94g久置的生石灰样品放入烧杯中，进行了以下探究实验，如图所示：

【讨论与分析】
（1）生石灰可以做干燥剂的原因是                      （用化学方程式表示）．
（2）向0.2g滤渣A中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明久置的生石灰样品中一定含有        （填写化学式）．
（3）②中反应过程中的实验现象是                                  ．
（4）将混合物C、D全部倒入一个洁净的烧杯中混合，充分反应后，过滤，得到1g滤渣E和红色滤液F．向滤液F中滴加CaCl₂溶液，有白色沉淀生成，则滤液F的溶质中一定含有           ，还可能含有         ．
【解释与结论】依据实验现象和测得的数据判断，0.94g久置的生石灰样品的成分是             ．

某校化学兴趣小组同学在实验室整理药品时，发现氢氧化钠溶液的试剂瓶未塞瓶塞，且试剂瓶口周围有一些白色固体，他们怀疑氢氧化钠已经变质，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？
【查阅资料】氯化钠溶液、氯化钡溶液呈中性。
【实验探究】小王、小李两同学分别设计了不同方案并加以实验。

	实验步骤	实验现象	结论
小王	用 $pH$试纸测溶液的 $pH$	溶液的 $pH>7$	说明氢氧化钠溶液没有变质
小李	取少量溶液于试管中，加入适量氯化钡溶液	$A$	说明氢氧化钠溶液已经变质

（1）小李同学认为小王同学的结论不科学，其理由是。
（2）小李同学的实验中观察到实验现象 $A$为．该反应的化学方程式为。
（3）小张同学认为该氢氧化钠溶液只是部分变质．为确定小张同学的猜想，应该对小李同学的实验进行如下改进：向试管中加入的氯化钡溶液，再向试管中滴加酚酞试液，通过观察溶液颜色变化来检验该溶液是否含有氢氧化钠。
（4）小王同学在测定溶液 $pH$实验中，由于紧张先将 $pH$试纸润湿后再去测氢氧化钠溶液的 $pH$，你认为他测出该溶液的 $pH$会（填"偏大"、"偏小"或"不变"）。
【反思】
（5）该氢氧化钠溶液变质的原因是（用化学方程式表示）。
【拓展应用】
（6）要证明氢氧化钠溶液是否变质，你认为还可使用与小李实验所加试剂不同类别的试剂是（填一种试剂即可，用化学式填写）。
（7）若要除去上述变质的氢氧化钠溶液中的杂质应加入适量的（填化学式）溶液而除去。

探究学习小组在实验室中用图1所示装置制取 $C{O}_2$并探究 $C{O}_2$与过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$）的反应。

查阅资料得知：过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$）是一种淡黄色固体，能与 $C{O}_2$， $H_{2}O$发生反应： $N{a}_2{O}_2+2C{O}_2=2N{a}_{2}C{O}_3+O_2$， $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2$↑
请回答下列问题：
（1）装置 $A$中发生反应的化学方程式为，利用装置 $A$制取 $C{O}_2$的优点是．
（2）装置 $B$的作用是吸收 $C{O}_2$中混有的 $HCl$，发生反应的化学方程式为．
（3）装置 $D$的作用是．
（4）装置 $E$中收集到的气体是（填化学式），该气体还可以用下列图2装置中的进行收集（填写字母序号）．

（5）为探究反应后装置 $C$硬质玻璃管中固体的成分，该小组同学进行了如图3实验：

根据判断，反应后装置 $C$硬质玻璃管中固体为．

将一小块银白色的金属钠放置在空气中会发生下列变化：
钠（ $Na$）钠的氧化物氢氧化钠溶液白色固体
【提出问题】：常温下钠与氧气反应，产物有哪些？
【查阅资料】：钠的氧化物，除氧化钠（ $N{a}_{2}O$）外还有过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$），氧化钠与过氧化钠都能与水发生反应，方程式如下： $N{a}_{2}O+H_{2}O=2NaOH$； $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2\uparrow$【作出猜想】：常温下钠与氧气反应的产物．
猜想1： $N{a}_{2}O$，
猜想2： $N{a}_2{O}_2$，
猜想3：      
【实验探究一】：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水		猜想1正确

【继续探究】：钠在空气中放置一段时间得到白色固体的成分
【作出猜想】
猜想一： $N{a}_{2}C{O}_3$
猜想二： $N{a}_{2}C{O}_3$和 $NaOH$

【实验探究二】：

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量白色固体加入足量	产生白色沉淀	白色固体成分 $N{a}_{2}C{O}_3$和 $NaOH$
2．过滤、取少量滤液加入

【实验反思】
（1）类比氧化铜与盐酸的反应，写出氧化钠与盐酸反应的化学方程式                。
（2）过氧化钠也能与盐酸反应，方程式为： $2N{a}_2{O}_2+4HCl=4NaCl+2H_{2}O+X$，X的化学式为   。
（3）能与酸反应只生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物，请判断 _{$N{a}_2{O}_{2 }$}      碱性氧化物（填"是"或"不是"）。

（1）家庭生活中制作食品经常用到碳酸钠（苏打）和碳酸氢钠（小苏打），碳酸氢钠不稳定，在潮湿空气中缓慢分解，受热至65 ${}^{°}C$以上迅速分解，270 ${}^{°}C$时完全分解为碳酸钠。某同学为探究它们的性质差异，设计了图所示装置并进行实验。请回答：

①加热一段时间后， $a,b$两烧杯分别看到的现象是；由此可得出的结论是；
②碳酸氢钠分解的化学反应方程式：；
③该装置设计的优点是；
④实验中应注意的问题是。
（2）在日常生活和工农业生产中，溶液有着广泛的应用。比如，氨碱工业用到的是饱和食盐水，医疗上使用的则是0.9%的生理盐水。请按要求设计并完成一下实验：
实验用品：氯化钠溶液、氯化钠、硝酸钾、蒸馏水、烧杯、试管、玻璃棒、药匙
探究实验一：澄清透明的氯化钠溶液是否是饱和溶液

实验步骤	实验现象	实验结论
取一只试管倒入约 $5ml$氯化钠溶液 ，用药匙加入少量氯化钠固体，振荡，观察现象	氯化钠固体溶解

探究实验二：将不饱和氯化钠溶液变为饱和溶液并探究饱和氯化钠溶液还能否溶解硝酸钾

实验步骤	实验现象	实验结论
		$NaCl$不饱和溶液 变为饱和溶液

某学校化学兴趣小组的同学们在实验室发现一瓶石灰水试剂瓶瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末．为了弄清楚白色粉末的成分及形成原因，他们进行了如下探究：
【提出问题】白色粉末成分的猜想和成因分析．
【做出猜想】①可能是 $CaC{O}_3$：原因是石灰水与空气中的 $C{O}_2$反应．
②可能是：原因是溶剂蒸发，石灰水中的溶质结晶析出．
③还可能是．
【实验探究】甲同学取白色粉末于试管中，加少量的水、震荡，发现试管底部有白色固体，于是他得出白色粉末是 $CaC{O}_3$的结论．乙同学认为甲同学的结论不严密，理由是．
为了得出较严密的结论，他们进行了下表所示实验，请完成实验报告：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取上述试管中的上层清液，滴加1～2滴无色酚酞试液	溶液呈红色	白色粉末中
②往上述试管残留的白色固体中加入		白色粉末中含有 $CaC{O}_3$

由上述实验可知，白色粉末成分的猜想是正确的．
【拓展反思】通过上述实验的探究，同学们向实验员提出了保存、使用易变质溶液的下列建议，合理的是．
a．密封保存          b．使用前临时配制         c．禁止使用该试剂．

某实验小组的同学想用碳酸钠溶液与饱和石灰水反应来制取少量氢氧化钠．
（1）该复分解反应能发生的理由是．
（2）有人提出：实验时没有注意药品的用量，所得到的氢氧化钠溶液可能不纯．
猜想一：只含 $NaOH$.

猜想二：含有 $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$.

猜想三：．
（3）为了验证猜想一成立，请你根据可选用的试剂，完成实验设计方案并填写以下表格．可选试剂： $NaCl$溶液、稀盐酸、 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液

实验步骤	实验操作	预期现象及结论
1	取少量所得溶液于试管中，	证明原溶液中不含有 $N{a}_{2}C{O}_3$
2	另取少量所得溶液于试管中，	结合步骤1，猜想一成立

某化学兴趣小组的同学对实验室制取二氧化碳及相关性质进行一系列的探究活动。
（1）气体制取
按如图1所示的制取装置进行实验。

①写出有标号仪器的名称：a,b。
②实验室制取二氧化碳的反应化学方程式是。
③实验室收集二氧化碳的方法是，原因是。
（2）实验研究
【提出问题】实验室制取二氧化碳时能否采用排水法收集？
【设计实验】
实验一：向一个充满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶。可观察到塑料瓶，说明二氧化碳能溶于水。
实验二：先用集气瓶装满一瓶蒸馏水（pH=7．0），然后按如图2所示组装组装并进行实验，再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH。

①装置B中碳酸氢钠溶液的作用是。
②测得烧杯中液体的pH<7．0，说明溶液呈酸性，原因是。
【实验结论】实验室制取二氧化碳不宜采用排水法收集。
【拓展延伸】某同学先对图2装置做了以下改进：将装置C中的部分蒸馏水换成植物油，将烧杯换成量筒（如图3所示），然后利用改进后的装置测定收集到二氧化碳的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：

①，②。（合理即可）

甲为人体吸入空气和呼出气体成分对比图。 $C{O}_2$含量变化真有这么大？

（1）利用图乙所示法收集一瓶呼出的气体，标上 $A$；取一个同样装有空气的集气瓶，标上 $B$。将两根同样的小木条点燃后同时伸入 $A$瓶和 $B$瓶， $A$瓶中的木条先熄灭。这个实验现象（选填"能"或"不能"）说明呼出的气体中二氧化碳更多。
（2）用大针筒将 $100ml$人体呼出气体压入 $20ml$澄清石灰水中（如图丙），澄清石灰水变浑浊；用同样的方法将 $100ml$空气压入另一瓶 $20ml$澄清石灰水中，请说出澄清石灰水是否变浑浊并解释原因：。

在老师指导下，小科做了如下实验：点燃燃烧匙上的钠，迅速伸入盛有 $C{O}_2$的集气瓶中，盖上玻片，钠继续燃烧。反应结束后发现：集气瓶内壁附着黑色小颗粒，燃烧匙上粘附着灰白色固体。小科获知灰白色固体中的黑色固体成分是碳，但不清楚其中的白色固体成分是什么，于是进行了如下探究：
【提出问题】白色固体的成分是什么？
【建立假设】假设一：白色固体的成分是氧化钠；
假设二：白色固体的成分是碳酸钠；
假设三：白色固体的成分是氧化钠和碳酸钠的混合物。
【进行实验】
步骤1：取燃烧匙上灰白色固体于烧杯中，加入适量的水充分溶解，过滤，得到滤液；
步骤2：取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加2滴酚酞试液，溶液变成红色。结论：白色固体的成分是氧化钠。有同学认为通过该实验得出的结论不正确，其理由是。
步骤3：取少量步骤1中的滤液于试管中，滴加足量稀盐酸，溶液中有气泡冒出，结论是。
步骤4：取少量步骤1中的滤液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，然后过滤，向所得滤液中滴加酚酞试液，无明显现象。则假设成立。

一辆载满20t电石的挂车，在浙江滨江区燃起熊熊大火并伴有大量黑烟。事故路面上洒落了五六百米燃着的石头。这辆货车在雨中整整燃烧了一天，消防官兵对大火也束手无措，场面让人震撼。大家对电石的化学性质产生了浓厚的兴趣，请你一起与他们完成下列探究活动．
【查阅资料】电石的主要成分是碳化钙（CaC₂），可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。常见的可燃性气体中，乙炔（C₂H₂）燃烧时伴有大量黑烟。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是：氧气、氢气或乙炔（C₂H₂）；同学们做出以上猜想的依据是                   ，大家讨论后，一致认为该气体不可能是氧气，原因是                   。电石与水反应生成的白色固体是：氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙中的一种。同学们经过讨论认为白色固体不可能是氧化钙，因为氧化钙会与水反应。
【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取适量电石加水反应，收集生成的气体，验纯后点燃．	气体燃烧，产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟．	电石与水反应产生的气体是
（2）取适量反应后生成的固体于试管中，滴加过量稀盐酸．	固体溶解，	电石与水反应产生的固体不是碳酸钙
（3）取适量反应后生成的固体于试管中加水，向上层清液中滴加          ．	溶液变红	电石与水反应产生的固体是氢氧化钙

【反思交流】请根据以上实验结论写出电石与水的反应的化学方程式                  ；
载有电石货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭，说明电石与水反应是       （填“吸热”或“放热”）反应。

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究：

方案 设计者	方案步骤	方案预估现象	方案 预估结论
小亮	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡	酚酞试液 不变色	恰好完全中和
小丽	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照	pH=7	恰好完全中和
小林	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生产	盐酸过量，没 有完全中和

【方案评价】请判断以上设计的三个方案中，       同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案中任意一个错误的原因                       。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH；小丽猜想：溶质只有NaCl；
小林猜想：溶质有NaCl、HCl；你的猜想：溶质有           （填化学式）。
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是                                。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液		小林猜想正确
	有蓝色沉淀生成	你的猜想正确