初中化学化学与社会发展探究题

小明买了一种“汽泡爽”的冲调饮料。小明观察了饮料说明后，他借助化学实验的方法，探究“汽泡爽”产生气体的成分，以及加水温度对产生气体量的影响。

【饮料说明】①主要原料：柠檬酸（C₆H₈O₇）和小苏打（NaHCO₃）；
②使用说明：将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中，加入200 mL冷水，看到有大量气泡快速生成，待粉末完全溶解，就得到一杯果味饮料。
【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分。
（1）小明阅读资料发现：“汽泡爽”原料中的柠檬酸（C₆H₈O₇）和小苏打（NaHCO₃）粉末混合后加水，可以发生以下反应，填写生成气体的化学式。
3NaHCO₃ + C₆H₈O₇ ="===" C₆H₅O₇Na₃ +  3H₂O  + 3         ↑  
（2）为了检验该气体，小明选择的试剂是                  。写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响。
（1）小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料，品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多，热水冲的饮料中气泡较少。当他摇动杯子时，发现有大量气泡从水中逸出。他查阅资料发现：随着温度升高，气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低。于是小明设计了如下实验方案，请填写表中空白。

实验序号	加入水的体积	加入水的温度	收集到的气体的体积
1	200 mL	15℃	a（待记录）
2		50℃	b（待记录）

（2）在老师的帮助下，小明采用相同的两套实验装置（如下图）分别完成上述实验，在A中加入水，再加入一袋“汽泡爽”，迅速塞紧胶塞。量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体，冷却至室温后读取数据。B中油层的作用是         。

A      B    C
（3）通过实验，小明测得：a =" 64" mL，b =" 132" mL，由此获得结论：“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系。但是老师看到小明的实验报告后却指出：两套装置中，“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等，与温度关系不大，其本质原因是                   。
（4）通过反思，为了证明老师的观点，小明继续利用（3）中已反应完的两套装置，又做了一步实验，发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近，他的实验操作是        。

在学习盐的性质时，某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液M（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液．同学们对该实验进行了一系列的研究．
探究一  M溶液中的溶质是什么？

（1）【提出猜想】该组同学认为M溶液的溶质有两种可能：①是     ，②是CaCl₂．
【收集资料】CaCl₂水溶液呈中性．
（2）【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量M溶液于试管中，向其中滴加		猜想①正确，碳酸钠与其反应的化学方程式为

探究二  过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出猜想】猜想一：NaOH和Na₂CO₃；猜想二：_____；猜想三：NaOH
（3）【实验验证】同学们针对“猜想一”进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气体产生	“猜想一”不成立

他们的实验结论是否正确？      ，理由是                          ．
（4）【继续探究】设计实验方案确定滤液中溶质的组成．

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量滤液于A、B两支试管中，A中加入CaCI2溶液，B中加入     溶液	若A中产生白色沉淀，B中没有沉淀	“猜想一”成立
	“猜想二”成立
	“猜想三”成立

 

现有三种常见的矿石，分别是铁矿石、硫酸铜和石灰石中的一种。某化学兴趣小组对这三种矿石的成分产生兴趣，进行以下研究。请根据初中所学知识，回答下列问题：
（1）三种矿石中只有一种为白色固体，放入水中后不溶解，初步判断该矿石可能为           。为了进一步证明，取少量该矿石于试管中，加入稀盐酸，产生大量气泡，该气体可使澄清石灰水变混浊。反应的化学方程式是         、          。
（2）第二种矿石放入水中，矿石逐渐溶解，并形成了蓝色溶液。向所得溶液中插入一根铁丝，一段时间后，铁丝上有红色物质析出，该反应的化学方程式为                     。
（3）第三种矿石的主要成分X由两种元素组成。已知120 g X和氧气充分反应，生成一种无色有刺激性气味的气体128 g，该气体会导致酸雨。X的化学式为            。

小李学习了二氧化碳知识后，进行了二氧化碳气体在水中溶解性的探究，其实验步骤及装置如下．

①用大号针筒抽取200毫升二氧化碳气体．
②试剂瓶中加入200毫升水，塞紧双孔橡皮塞．
③连接大号针筒和试剂瓶，缓慢推动活塞，将二氧化碳注入水中．
（1）推动注射器活塞时尽量缓慢，其目的是                        ．
（2）当向水中注入CO₂气体体积达到120毫升时，红色油柱开始向上移动．实验表明在该条件下，1体积水中能溶解                 体积的二氧化碳．

钢铁是重要的金属材料，人类每年要从自然界获取大量的铁矿资源。
(1) 目前世界上已有50％以上的废钢铁得到回收利用，其目的是__________。
A．节约金属资源       B．合理开采矿物        C．防止钢铁生锈
(2)铁矿石的种类很多，例如磁铁矿（主要成分Fe₃O₄）黄铁矿（主要成分FeS₂）及赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）等。一般不选用       ，原因是                           。
(3)工业上高炉炼铁得到的主要产品是         ；（填序号） A．纯铁  B．生铁 C．钢
(4)小章同学准备在实验室用下图所示装置模拟工业炼铁．请你据此回答下列问题：

①实验中产生的现象主要有：_____________________、__________________。
②实验中发生反应的方程式为                                             
③装置图中澄清石灰水的作用是                                          
④某同学实验完成后，发现过量的澄清石灰水增重0．44 g，则该同学通人装置的CO气体质量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)0．28 g，原因是                          。    

实验室按如图所示的装置制取二氧化碳气体，并探究二氧化碳的性质，试回答以下问题：

（1）用装置A来制取CO₂所用的药品是              、             （写名称）；
（2）若要用装置B鉴定CO₂，在B中应盛放的试剂名称是            ；
（3）当将标①②的导管连接时，B中看到的实验现象是                ；
（4）若要用装置C证明CO₂能与水反应生成碳酸，C中除有少量水外，应加入的试剂是            ；
（5）当将标①和③的导管连接时，C中看到的实验现象是            ，烧杯D中放有燃着的蜡烛，当将标有①和④的导管连接时，D中看到的实验现象是      ，证明CO₂有         、         的性质。

（1）写出右图1中的仪器名称           ，               。                  
（2）右图2是课本上的一个重要探究性实验，请说出由该实验得出的两个重要结论是：
                                                         ；
                                                         。

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），某化学小组的同学欲利用其进行下列各探究实验。

（1）以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、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。
①所选仪器的连接顺序为（从左至右填写仪器序号字母）（提示：挥发出的少量 $HCl$气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）。
②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为③若将二氧化碳气体通入酚酞试液中，试液显色。
（2）用一氧化碳气体（含少量水蒸气）测定某铁的氧化物（ $F{e}_x{O}_y$）的元素组成比例，并验证反应中气体生成物的性质。所选仪器按A1 -----B-----C----- A2顺序连接（A1、A2为浓硫酸洗气瓶），并检验装置的气密性，所设计的实验装置中气体流向是从左向右。
①反应前大玻璃管中加入铁的粉末状氧化物( $F{e}_x{O}_y$)试样的质量为ag，实验结束后，继续通入一氧化碳气体，直至大玻璃管冷却。这时测量到E处大玻璃管中粉末状固体的质量减少了bg，试推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比值：x/y=．（用含a和b的代数式表示）。（设所发生的反应均完全进行）
②将少量二氧化碳通入大量澄清石灰水中，出现白色浑浊，且溶液质量减小。试解释溶液质量减小的原因:．
③对于该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是

请根据如图实验装置，回答问题。

（1）写出仪器a的名称 　     　。

（2）若实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气，选用的发生装置和收集装置是 　     　，写出该反应的化学方程式 　                　。

（3）将B制取的气体通入G装置，探究燃烧的条件。观察到Y型管左边的白磷燃烧，右边的白磷不燃烧，可探究出燃烧所需的条件是 　               　。

（4）若用B、F装置制取二氧化碳。当观察到 　                　时，证明二氧化碳收集已满；若F装置中没有出现上述现象。其可能原因是 　                 　。（写一个）

天然气的主要成分是甲烷，某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物进行了探究。
【提出问题】甲烷燃烧后生成了哪些物质？
【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。
【猜想与假设】甲同学：CO₂、H₂O      乙同学：CO、H₂O
丙同学：NH₃、CO₂、H₂O       丁同学：CO₂、CO、H₂O
你认为         同学的猜想肯定是错误的，理由是                  。
【实验探究】为了验证上述几位同学的猜想与假设，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？             （填“能”或“否”）。
（2）甲烷在一定量的O₂中燃烧用的是纯净O₂而不用空气的原因是                   。
（3）实验中观察到装置A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断            同学猜想成立。
（4）请写出B中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色的化学方程式：
                     、                    。
【反思与交流】为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是
                               。

在学习过程中，小青同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO₂，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体也有多种可能？
【猜 想】碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO₂，则发生的化学方程式是             ；
②只有           ；③既有CO，又有CO₂。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO₂无变化，但遇到微量CO会立即变成蓝色。
【方案设计】通过上述资料和已有知识，小青初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄
清的石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检查。
【实验验证】经过思考之后，小青设计了如下实验装置：

【实验步骤】
（1）打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N₂，通一会儿N₂的目的是          ；
（2）关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
【结  论】充分反应后，小青观察到：试纸         ，石灰水       ，证明猜想③是正确的，
A中可能观察到的现象               。
【定量计算】小青称取碳和氧化铜的混合物的质量为1g，充分反应后，装置C的质量增
加了0.22g。计算装置C中生成碳酸钙的质量是多少克？
【反思与评价】从环保的角度分析该实验装置中不完善之处是                。

用图甲所示的电解水装置来测定水的组成。

【实验步骤】
（1）按图安装好装置，检验装置气密性。
（2）在Ｕ型管中装入水（水面略低于支管口）。
（3）取下注射器，打开电源一段时间后，关闭电源。
（4）将注射器活塞推到顶后连接注射器，再次打开电源。
当注射器二中活塞停留在10mL刻度时，关闭电源。
（5）检验气体。
【实验结论】水是由          组成的。电解水的符号表达式                 。
【问题讨论】
（1）实验开始时先打开电源通电一段时间后再接上注射器的目的是                   。
（2）实验结束时注射器一中活塞停留在          刻度处。将该注射器带上针头，移向燃着的木条旁，推动活塞，现象是                         。
（3）水电解的过程可用下列图示表示。粒子运动的先后顺序是               。

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”） 。

实验室有一瓶保管不当的试剂（如图），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10％”字样。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。小欣和小芳同学很感兴趣，决定对其成分进行探究：

（1）这瓶试剂可能是什么溶液呢?答：________________。
（2）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
（3）Ⅰ．初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
Ⅱ．测定室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9．6

【得出结论】小欣根据试剂瓶标注的溶质质量分数l0％和上表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是________（填写物质名称）。
（4）①可能是NaOH溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl溶液。
【设计并实验】
①小芳用胶头滴管吸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH>7，这瓶试剂不可能是________。
②小欣为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，她又进行了如下实验：

操作步骤	实验现象	结沦及化学方程式
取样于试管中，滴加氢氧化钙溶液	________	猜想②正确。 相关的化学方程式________________________

（5）请你选择与小欣不同类别的试剂，来鉴别NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，你选择________溶液。

竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物（如图所示）。

同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分。小资料：
【资料】CO₂是一种无色无味的气体，相同条件下密度大于空气的密度，能溶于水，能使澄清的石灰水变浑。
（1）收集竹子中的气体。
小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体。
小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行，于是分为A、B两组，在相同的条件下，A组采用小华的取气方法，B组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验。
（2）检验气体中是否含有二氧化碳气体。

实验步骤	实验现象	实验结论及解释
向所取气体中加入		有二氧化碳生成。

（3）测定氧气含量。
【查阅资料】红磷的着火点为240℃，白磷的着火点为40℃。
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。

【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。
【反思与评价】
a．实验中磷的量应为足量，原因是                                 。
b．两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案               ，原因是                                                       。
c．经过A、B两组同学的实验，A组测得的含氧量总是大于B组的，你认为原因是                                                        。