初中化学化学与社会发展探究题

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

某化学课外活动小组在实验室配制石灰水时，因发现烧杯底部有固体未溶解，对熟石灰样品的主要成分进行了探究．请你参与讨论并完成实验报告．
【提出问题】针对该熟石灰样品的成分，同学们展开了讨论，小明认为溶解后剩余固体为变质后的难溶性物质，变质的化学方程式为                           。小华同学不同意他的判断，你认为小华同学的理由是                。
【进行猜想】猜想一：熟石灰样品成分是Ca（OH）₂；
猜想二：熟石灰样品成分是CaCO₃；
猜想三：你认为熟石灰样品成分还可能是                   。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

【拓展与应用】实验小组同学想测定样品中Ca（OH）₂的质量分数：称取上述0.5g样品，加足量水使之充分溶解，搅拌后过滤．
①甲组在实验室用pH试纸和配制好的10%盐酸溶液进行实验，实验数据记录见下表．（提示：氯化钙溶液呈中性）

加入盐酸溶液的质量/g	0	2.5	3.65	6
样品的pH	12	11	7	2

I．边滴加稀盐酸，边不断搅拌的目的是                   ；
II．样品中Ca（OH）₂的质量分数是多少？（写出计算过程，4分）
②乙组同学进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图象如下图．则图中a点表示的含义是                                    ；
图中b点溶液中含有的溶质有         （填化学式），乙组同学要计算出样品中氢氧化钙的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是           。

下面是几位同学测量空气中氧气体积分数的四个实验，请你参与他们的探究：

[实验一]小强采用A图所示的装置进行实验：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推拉两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。
（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是                  。
[实验二]：小红采用B图所示的装置进行实验：实验过程如下：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5．
请回答下列问题：
（1）集气瓶中剩余的气体主要是              ，根据实验推断它的化学性质有          。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于总容积的1/5 ，其原因可能是              。
（3）红磷燃烧的现象是                    ，其符号表达式为            
[实验三]小华同学打算采用C图所示的装置进行实验：锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好。装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。
请回答下列问题：
（1）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是___________________。
（2）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，②当注射器中的水还剩        mL时停止下流。
[实验四]小明用图D装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．
（1）冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是                         。
（2）若镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的          %,现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中还有         。

(共7分)在化学兴趣小组活动中，小华把一标有“生石灰 干燥剂”的小纸袋带到学校进行实验。干燥剂是否变质？小华与小冬设计并进行了如下实验，请你帮他们完成实验报告。
（1）小华设计实验步骤是：取少量干燥剂放入试管中，加入少量           ，观察到的实验现象是：                  ，得出结论是：干燥剂中含有CaO；
小冬设计实验步骤是：取少量干燥剂制得的溶液于试管中，滴入几滴酚酞试液，观察到的实验现象是：                  ，得出结论是干燥剂中含有Ca(OH)₂。
（2）小明认为小冬的实验不科学，理由是_______________________________。
（3）既然干燥剂中已有Ca(OH)₂，小华又猜想还可能有另一种物质生成，原因是_______________（用化学方程式表示）。请你设计实验证明小华的猜想（简要写出实验步骤、现象及结论）_____________。

（共8分）我区很多乡镇建起了沼气池，不仅为我区节约了能源，而且为减少污染也做出了很大贡献．沼气的主要成分是甲烷（CH₄），我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？
【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 CO₂ H₂O；乙 CO  H₂O；丙 NH₃CO₂ H₂O；丁 CO₂ CO  H₂O．
你认为________同学的猜想是错误的，理由是________．
【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过如图所示装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能“或“否”）________．
（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是________．
（3）实验中观察到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）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________．
（5）某课外小组的同学们认为尾气中的一氧化碳可以利用下装置中的一种重复利用，避免污染环境或浪费能源。于是设计如下装置除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续地探究。其中最合理的装置是             （填序号，瓶内为氢氧化钠溶液）。

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。

实验设计是化学实验的重要环节。请根据下列实验要求回答相关问题:
【活动与探究一】收集不同体积比例的二氧化碳和一氧化碳混合气体。
方案一：如图所示

（1）请写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式                      ：
（2）该实验能获得二氧化碳和一氧化碳混合气体，其原因是                    。
方案二：根据如右图装置所示请回答下列问题：
（提示：饱和NaHCO₃溶液的作用是除去HCl气体，部分夹持装置及导管已略去）

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：                         。
（2）CO气体应由          （填“a”或“b”）通入,在C中混合后，由另一导管导出。
（3）装置C中浓硫酸的两点主要作用：
①干燥气体，减少实验误差；②                                     。
【活动与探究二】测定某钙片中碳酸钙的质量分数，用如图装置进行如下实验：①取研碎后的钙片4克，倒入气密性良好的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入适量的稀盐酸，置于电子天平上测出装置总质量。②打开活塞，滴入足量稀盐酸后关闭活塞，待气泡不再冒出时，测出反应后装置总质量。③整理相关数据如下表，计算出钙片中碳酸钙的质量分数。

反应前总质量（克）	275.58
反应后总质量（克）	274.92
反应前后质量差（克）	0.66
容器内气体质量差（克）	m

（1）该实验中，如果装置中不加固态干燥剂（吸水不吸二氧化碳)，则最终所算得钙片中碳酸钙的质量将_____________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（2）反应前容器内是空气（密度为ρ₁），反应后全部是CO₂（密度为ρ₂）。则反应前后
容器（容积为V）内的气体质量差m为              。（用字母表示，反应物的体积忽略不计）
（3）小明查阅有关数据后，计算出反应前后容器内的气体质量差m为0.22克，结合表中数据，计算该钙片中碳酸钙的质量分数。（钙片中的其它成分不与盐酸反应）

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】小丽、小林两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】请判断以上设计的两个方案中，          同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另一个方案错误的原因：                              。
（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

 

碲（ $Te$）被誉为"现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁"。实验室模拟提取碲的一个实验是：取某含碲溶液于烧瓶中，加入适量 $NaC1$，加热到一定温度，持续通入 $S{O}_2$，待反应一定时间，过滤得到粗碲。
（1）反应的总化学方程式为：

则X为(填化学式)。
（2）为探究获得较高粗碲沉淀率的反应条件，某研究小组在控制 $NaC1$浓度和 $S{O}_2$流量不变的条件下，进行下述对比试验，数据如下：

实验	温度/℃	反应时间/h	粗碲沉淀率/%
a	65	3.0	65.0
b	80	3.0	98.9
c	80	2.0	98.9
d	90	2.0	97.0

①该小组研究的反应条件是和。
②实验a和b 的目的是。
③在上述四组实验中，最佳的反应条件是

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。