初中化学化学与社会发展探究题

在实验研究中，同学们对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行测定。
【查阅资料】
①该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
②饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳气体；
③碳酸氢钠可与盐酸反应：NaHCO₃+HCl→NaCl+H₂O+CO₂↑
根据以上资料，设计下列实验：
【实验分析】用下图所示装置测定牙膏样品中碳酸钙的含量。
①装置A中氢氧化钠溶液的作用是    （32）    。

②C中观察到有沉淀产生，反应的化学方程式为          （33）        。
③实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用：          （34）          。
④装置D中碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，其中氧化钙吸收水反应的化学方程式为 （35） 。
【解释与结论】实验测得如下数据:

实验次数	样品质量（g）	所用盐酸质量（g）	所得沉淀质量（g）
第一次	6.8	40.0	1.62
第二次	6.8	40.0	1.66
第三次	6.8	40.0	1.65

欲计算样品中碳酸钙的含量，应选择的数据是   （36）      。
【反思与评价】
①有人认为不必测定C中沉淀的质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，同样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果偏高，原因可能是    （37）       。
②有同学设计出提高测定准确度的方法。下列各项措施中，不合理的是（38）（填序号）。
Ⅰ.在加入盐酸之前，排净装置内含有的CO₂气体
Ⅱ．把盐酸换成稀硫酸
Ⅲ．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

结合教材中关于二氧化碳收集方法的描述：二氧化碳能溶于水，一般不用排水法收集。某化学小组分成两组进行实验，研究是否能用排水法收集二氧化碳的问题。
[查阅资料]二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
[知识储备]写出下列化学方程式：
①实验室制备二氧化碳的反应     。
②二氧化碳与水反应     。
（1）实验一：
步骤一：室温下，取大小相同的两个集气瓶，用向上排空气法收集两瓶二氧化碳气体，小心地由瓶壁向瓶中各加入半瓶蒸馏水，瓶1用玻璃片盖好，瓶2盖上胶塞迅速振荡后，取下胶塞盖好玻璃片，两瓶静置相同的时间。
步骤二用燃着的木条同时伸入两瓶，观察到瓶1中的木条熄灭比瓶2中的快。
[实验结论]该实验说明，二氧化碳溶于水的量的多少与     （填字母序号）有关。

A．水量的多少	B．水的温度
C．气体与水的接触面积	D．气体与水的接触时间

[实验二]

室温下，用图1所示装置向试管内长时间通入二氧化碳；用图2所示装置，收集一瓶二氧化碳。用pH计测得室温下三种液体的pH，记入下表。

液体	所用蒸馏水	试管内	烧杯内
pH	a1	a2	a3=6.94

[实验结论]
由a₃数据可知，用图2所示装置收集二氧化碳时，二氧化碳在水中溶解的量很小。
根据上述结论，推测a₁、a₂和a₃由小到大的顺序是     。
[反思与交流]饱和碳酸氢钠溶液的作用是     。
[实验结论]用图2所示装置，可以收集二氧化碳。

物质除杂是化学实验中经常遇到的问题。
【方法探究】为除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，小明设计了两种方案。
方案A：
方案B：
【方法提炼】上述两种方案体现了物质除杂的不同思路：
思路一：将杂质直接转化为所需物质；
思路二：将所需物质转化为中间物质，再将中间物质转化为所需物质。
【方法运用】
运用思路一：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡，先加足量的水溶解，再向溶液中加入适量的 （9） 溶液，过滤、蒸发，即得氯化镁固体。
运用思路二：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾。

Ⅰ．操作a、b的名称是 （10） ，该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 （11） 。
Ⅱ．步骤①中反应的化学方程式是 （12）  ，滤液B中一定含有的溶质是 （13）  ；
Ⅲ．步骤②中加入的甲溶液是 （14） （填化学式）溶液。
Ⅳ．步骤③加入过量的盐酸溶液是否会影响氯化镁的纯度？理由是  （15）  。

老师在装有酸的储物柜中发现一瓶没有标签的溶液，让同学们鉴定该溶液是否为盐酸溶液。

实验步骤	实验现象	实验结论
1．取少量待测液体与试管中,滴加几滴石蕊溶液		溶液呈酸性
2．取少量待测液与试管中,滴加 溶液	产生了白色沉淀	该待测溶液为盐酸
3．往上述2中的沉淀滴加 溶液

写出上述操作2中所发生的化学方程式:                                        。

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
①取少量溶液于试管中，②滴加	产生大量气泡	反应的化学方程式：
③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：

(7分)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气（提示：CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂↑）。探究小组的同学把一定量的CaH₂加入足量水中，充分反应后，向其中加入Na₂CO₃溶液，反应后过滤，得到滤渣和滤液。准确称量滤渣的质量，并检验滤渣的成分是碳酸钙。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】

猜想一：NaOH	猜想二：NaOH、Ca(OH)2
猜想三：NaOH、Na2CO3	猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2

经过讨论，大家一致认为其中一个猜想不合理，你认为是猜想______不合理。
【实验验证】

操作	现象	结论
①取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想________不成立
②另取少量滤液，向其中滴入足量稀盐酸	________________	猜想一成立

【定量探究】过滤所得滤渣的质量为10g，求反应所得滤液中的溶质质量。

如图所示，某实验小组进行以下实验：

（1）上述实验进行对比的目的是 _________ ．
（2）实验后，将A、B两试管中的溶液倒入同一个洁净的烧杯中，溶液无色．再向其中加入一定量的碳酸钠溶液（提示：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl），所得混合物中溶液的溶质成分有四种情况，请补充完整（酚酞省略不写）：①NaCl；② ________ ；③ _______ ；④ _________ ．若该混合物中溶液无色，选用一种试剂即可确定溶质成分是哪种情况，写出所加试剂，预期现象和结论．

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有哪些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na₂CO₃。
（1）则NaOH变质反应的化学方程式为         。
【查阅资料】
①碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应。
②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解，在27℃、101kPa时的密度为1.8 g·L^－1。
【实验探究1】
（2）为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
(a)取少量样品溶于水，加入      ；	有白色沉淀产生	该反应的化学方程式为
(b)静置，向         。		证明猜想Ⅱ成立

【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【实验探究2】
小红同学设计了如下图所示的装置（铁架台略去），在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验：

①按图连接好装置；
②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到X溶液220mL。
（3）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是         。
（4）B中集气瓶盛装的X溶液应为         溶液。
（5）试管中原有的空气对实验结果         （选填“有”或“没有”）明显影响。
（6）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为         （精确至1%）。
【提出问题3】怎样提纯该样品得到较纯净的氢氧化钠固体？
【实验探究3】
为了得到较纯净的氢氧化钠固体，小亮明设计了如下图所示的实验流程。

（7）操作②的名称是         ，为了使样品充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器是        。
（8）该实验中发生反应的化学方程式为         。
（9）最终所得氢氧化钠固体的质量     变质样品中氢氧化钠的质量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【反思与交流】
（10）敞口放置的氢氧化钠溶液容易变质，所以试剂瓶要         塞密封保存。
（11）通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质后某成分的含量，以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考问题有        （填数字序号）；
①选择试剂种类          
②确定试剂用量      
③试剂产地
④实验装置与步骤的设计  
⑤实验安全环保      
⑥测量中减少误差
（12）【实验探究1】中的检验和【实验探究3】中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，它们分别是         。

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，向烧杯中的氢氧化钙溶液滴加一定量的稀盐酸后，发现忘记滴加指示剂，此时，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究。
（1）写出该中和反应的化学方程式____________________________________。
（2）探究烧杯内溶液中溶质的成分：
【作出猜想】
（A）溶质可能是CaCl₂与Ca（OH）₂
（B）溶质可能是CaCl₂
（C）溶质可能是CaCl₂与HCl
【查阅资料】CaCl₂溶液呈中性
【实验设计】
①取少量烧杯中的溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色。于是排除了猜想（A），你认为排除猜想（A）的理由是_____________。
②小华想用碳酸钠溶液来验证后两种猜想，请你帮他完成实验，填写以下表格：

实验步骤	预计现象	预计结论
取少量反应后的溶液于试管中，逐滴加入碳酸钠溶液		猜想（B）正确
	猜想（C）正确

【交流反思】
为确定猜想（C）正确，下列几种实验方案不合理的是__________（填字母）。
A．取反应后的溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液变红色
B．取反应后的溶液于试管中，加入锌粉冒气泡
C．用洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液，涂抹在pH试纸上，测溶液的pH <7
D．取反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，生成白色沉淀

小宁和小明同学学习完酸、碱、盐后发现：碱溶液能使酚酞试液变红，Na₂CO₃溶液也能使酚酞试液变红．碱溶液使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出OH﹣，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子使酚酞试液变红呢？小宁设计了如图三个实验，请小宁、小明和你一起探究并完成下列问题：

（1）Na₂CO₃属于                （填“酸”、“碱”、“盐”）；
（2）实验Ⅰ的目的是为了                                              ；
（3）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是探究水分子是否能使酚酞试液变红，小明同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为小明的理由是                                             ；
（4）实验Ⅲ滴入Na₂CO₃溶液，震荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再逐滴滴加过量的CaCl₂溶液后，震荡，红色逐渐消失，同时还观察到生成了                  （提示：CaCl₂溶液呈中性）由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：溶液中的CO₃^2﹣使酚酞试液变红；
（5）小明同学在和老师交流上述结论时，老师说：“其实Na₂CO₃溶液能使酚酞试液变红也是由于溶液中存在OH^﹣．”你认为Na₂CO₃溶液中存在OH^﹣的原因是     与H₂O发生反应产生      ．

（6分)实验室里同学们正在探究氢氧化钠与硫酸能否发生化学反应。
【探究活动1】菲菲同学进行了如下实验。

她观察到的现象应该是（1）                                       。
她认为此现象说明生成了硫酸钠，因此能证明氢氧化钠与硫酸发生了反应。
【评价与交流】请你评价她的实验结论（2）                              。
【探究活动2】琪琪同学为了证明同样的问题进行了另一个实验：

【搜集证据】滴人酚酞后观察到（3）              ，滴入适量稀硫酸后观察到（4）             。
【解释与结论】用化学方程式表示滴入稀硫酸后产生现象的原因（5）             。
据此琪琪同学证明了氢氧化钠与硫酸能发生反应。
【反思与总结】由上述探究活动我们可以认识到，在判断一个反应能够发生时，如果不能证明有其它物质的生成，则应（6）              。

某化肥KNO₃样品在运输存放过程中可能混进了NH₄NO₃、NH₄HCO₃、KCl三种物质中的一种或几种，现按如图所示进行检验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应都恰好完全进行）。试根据实验过程和发生的现象回答下列问题：

（1）气体A的气味为               。
（2）实验步骤③的现象说明化肥中一定不含有的物质是                           。
（3）实验证明，溶液D中一定存在的溶质是（写化学式）                         。
（4）实验过程①中发生反应的化学方程式为                                。
（5）实验步骤④的现象          （填“能”或“不能”）证明KCl一定混进了化肥中，请说明判断理由                                         ；
为进一步确定其存在，可以对以上实验进行改动，具体做法是               。

在化学实验室，某小组同学实验时发现一瓶没有密封好的NaOH已经结块。于是对其成分进行科学探究，请你一起完成探究的过程。
Ⅰ固体的成分分析
【提出问题】结块后的固体成分是什么？
【猜想与假设】
猜想一：固体为碳酸钠
猜想二：固体为碳酸钠和氢氧化钠。
用化学方程式表示固体中有碳酸钠的原因_____________________________________。
【查阅资料】BaCl₂溶液pH=7
【实验探究】从瓶中取出一定量的固体，加入足量水溶解，再将溶液分三等份分别装入A、B、C三支试管，进行如图所示实验。

甲同学根据实验现象，认为结块固体中有碳酸钠和氢氧化钠。
【实验分析】
（1）根据甲同学的实验结论可知，三支试管中观察到的实验现象分别为：A试管中________________，B试管出现大量气泡，C试管中出现白色沉淀；
C试管中现象产生的原因是（用化学方程式表示）___________________________。
（2）乙同学认为甲同学的结论是不正确的，原因是_______________________________。
【实验设计】请你设计合理的实验方案，填入下列表格中。

操作	现象	结论
取少量结块固体于试管（或烧杯）中，加水使其完全溶解，__________________ ______________________ _____________________	_______________________	固体为碳酸钠和氢氧化钠

Ⅱ固体中各成分含量
为确定该固体样品中Na₂CO₃的质量分数，小芳同学称取2 g样品，利用A为Y形管、B为量气管、C为水准管作为主要反应容器，进行了如图（I）所示实验。

（1）在量气管内水面上架一薄层油，目的是__________________________。
（2）使样品与稀硫酸反应的操作为 __________________________________。
（3）实验结束后，小芳同学读出量气管中的气体体积为22.4ml（已知该温度压强下，CO₂的密度为1.965 g/L），请你计算出样品中Na₂CO₃质量分数。（写出计算过程）
（4）小明同学设计如图（Ⅱ）装置，分别测定反应前、反应后仪器以及仪器内物质的总质量，进行有关计算，实验操作中没有失误，多次测量的结果均偏大，你认为可能的原因是________________________。

两个化学兴趣小组分别进行以下3个实验：
①MgSO₄溶液和NaOH溶液反应；   
②稀H₂SO₄和BaCl₂溶液反应
③稀HCl和NaOH溶液反应（用酚酞试液作指示剂）
实验结束后，同学们发现本组废液缸里废液颜色与另一小组不一样，在征得老师同意后，两组同学各自对本小组的废液进行探究：
【提出问题】废液缸里的废液成分有什么？
【查阅资料】微溶物质在反应物中视作可溶物，在生成物中视为不溶物。
【实验探究】
（一）第1小组的探究：
1．小东首先把呈浑浊状态的废液进行分离，得红色澄清滤液和滤渣。
2．小刚认为无需进行实验，就能判断出滤渣中含有BaSO₄、Mg(OH)₂两种沉淀，他的理由是          ，请你写出生成其中一种沉淀的化学方程式：                  。
3．小西对滤液成分（除酚酞、水外，下同）进行分析，认为滤液中一定含NaOH和NaCl，并对可能有的成分提出如下猜想：
猜想1：滤液中含有BaCl₂
猜想2：滤液中含有Na₂SO₄
猜想3：滤液中含有BaCl₂、Na₂SO₄
（1）小强认为猜想3是不成立的，因为                           ；
（2）小雨取少量滤液于试管中，滴加     溶液，出现的现象是     ，证明猜想2成立。
（二）第2小组的探究：
第2小组首先对废液进行了分离，得无色滤液和少量滤渣，然后取少量滤液于试管中，逐滴滴加Na₂CO₃溶液，并根据实验结果绘制成下图。请据此判断，滤液一定含有的离子是     （填离子符号），实验过程中滤液颜色的变化为         。

【交流反思】实验结束后，同学们一致认为实验后的废液要进行处理才能排放，否则会对环境造成污染。

化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液（如图所示），其中4、5号试剂瓶标签破损。

【提出问题】这两瓶试剂分别是什么？
【查阅资料】
①碱性的亚硫酸钠（Na₂SO₃）溶液、Na₂CO₃溶液都能与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应，产生白色沉淀。
②Na₂SO₃+2HCl=2NaCl+SO₂↑+H₂O。
③CO₂与SO₂均可以使澄清石灰水变浑浊，SO₂是一种有刺激性气味的气体。
【作出猜想】4、5号溶液可能分别是NaOH、Na₂CO₃、Na₂SO₃或NaCl溶液中的一种。
【实施方案】取少量4、5号溶液分别于试管中，然后分别进行下列三组实验。
实验1：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的          号溶液，两试管中的溶液均变成红色，说明4、5号溶液均不可能是上述猜想中的           溶液。
实验2：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的3号溶液，两试管中均产生白色沉淀，4、5号溶液可能分别是Na₂SO₃溶液和Na₂CO₃溶液中的一种。写出其中一个反应的化学方程式                 。
实验3：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的2号溶液，在盛4号溶液的试管中有          现象，说明4号是Na₂CO₃溶液；在盛5号溶液的试管中有        现象，说明5号是Na₂SO₃溶液。
【实验反思】同学们经过分析，认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液。请你利用上述图中的试剂设计鉴定实验方案，完成实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
		4号溶液是部分变质的NaOH溶液。