初中化学化学与社会发展探究题

同学们在学习碱的化学性质时，进行了如下图所示的实验。

（1）写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式                         。
（2）乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是                       。
（3）丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
（4）实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，产生疑问。
【提出问题】废液中含有哪些物质？
【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和        (写物质名称)。
②还含有能使废液呈碱性的物质．能使废液呈碱性的物质是什么？同学们有如下猜想。
小云认为：只有碳酸钠；小红认为：只有氢氧化钙；小林认为：是氢氧化钠和碳酸钠
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。

实验内容	预计现象	预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量氯化钙溶液，静置。	①有白色沉淀，溶液呈红色。	小林的猜想正确。
②                        。	小云的猜想正确。
③没有白色沉淀，溶液呈红色。	小红的猜想正确。

【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑        。

某校化学兴趣小组欲对食盐的用途进行探究，获得以下信息并对相关问题进行研究。
一、用途之一：作调味品。
食盐的主要成份是NaCl， 通过晾晒海水或煮盐井水、盐湖水等，可以蒸发除去水分得到粗盐．粗盐中含有难溶性杂质（泥沙等）和多种可溶性杂质（氯化镁、氯化钙等）．
[提出问题]如何才能将粗盐中难溶性杂质和可溶性杂质（氯化镁、氯化钙）除去，从而获得较纯的食盐晶体？
[资料准备]

20℃时，一些物质的溶解度
	OH^-	CO3^2-
Na^+	溶	溶
Ca^2+	微	不
Mg^2+	不	微

[实验方案]某同学为了提纯粗盐，设计了如下实验方案并进行实验．
[交流与表达]
（1）实验操作X的名称是   ，该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和    。
（2）实验步骤③的主要目的是              （用化学方程式回答）；判断氢氧化钠溶液已过量的方法是                 。
（3）有同学认为原实验方案不完善，做出这种评价的依据是                。
二、用途之二：制备氯气。
工业上用电解饱和食盐水来制备氯气，可以得到多种化工产品，除氯气（Cl₂）外，还生成密度最小的气体，向反应后的溶液中滴加无色酚酞试液，溶液变红，请写出发生反应的化学方程式           。
三、用途之三：工业制碱。
某厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱（Na₂CO₃）和化肥NH₄Cl。
【相关资料】
⑴ NH₄Cl△NH₃↑+HCl↑
⑵已知20℃时有关物质的溶解度如下（气体指1体积水中能溶解的气体体积）

物质	NaCl	NaHCO3	NH4Cl	NH3	CO2
溶解度	36.0g	9.6g	37.2g	710	0.9

【生产原理】是：将NH₃和CO₂通入饱和食盐水中得到NaHCO₃和NH₄Cl的混合物，反应的化学方程式为：         ；分离出NaHCO₃，加热制得纯碱。
【生产流程】如下

【问题讨论】：
（1）反应③中得到纯碱的化学方程式为：                     。
（2）检验气体C的方法                   。
（3）在反应②中，先通   气体，目的是                   。
【组成确定】
（1）称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；
（2）另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀。由上述实验可确定纯碱样品含有杂质     （写化学式）。
【含量测定】
称取纯碱样品10.8g加入适量水,再加入过量CaCl₂溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g，请通过计算判断此纯碱样品的纯度为     。（保留一位小数）
【总结反思】
某同学认为，在上述纯碱含量测定中，将CaCl₂溶液改为BaCl₂溶液，测定误差会减小，其理由是     。

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探究。

Ⅰ．定性探究：
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】同学们经过交流讨论，设计以下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CaCl2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

 
Ⅱ．定量探究：
【提出问题】过滤后澄清滤液中NaOH的质量分数是多少？
【设计实验】
小明同学取100g过滤后澄清滤液于烧杯中，向烧杯中逐滴加入过量的稀盐酸，产生的气体与所加入稀盐酸质量关系如下图所示：计算过滤后澄清滤液中NaOH的质量分数是多少？（请列出计算过程）

过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体。在一次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如图1的实验中，发现了高低不同的两根蜡烛，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来。
（1）实验过程中“下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭”的现象说明二氧化碳具有
                       、                             的性质。
（2）棉花为什么会燃烧呢？小组同学认为棉花要燃烧，除了满足“棉花是可燃物”这一条件，还另需满足a：                       、  b：                     两个条件。
［提出问题］：在上述实验中是如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件的呢？
［查阅资料］：1、在常温下Na₂O₂和CO₂能发生化学反应。
2、无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色。
［设计实验］：经过讨论后，小组同学设计了如下图2的实验进行探究。


［实验步骤］：①检查整套装置的气密性；②把相关的试剂放入对应的仪器内（D装置的U型管内放有足量的Na₂O₂固体，烧杯内盛有饱和的澄清石灰水），并按图2组装整套实验仪器；③用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；④一段时间后，在P处放置一根带火星的小木条，观察现象。
注：整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响。
［实验现象］：①无水硫酸铜没有变蓝色；②带火星的小木条复燃；③饱和的澄清石灰水变浑浊。
［实验分析］：①浓硫酸的作用是：                              。
②D装置的烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是                              。
［得出结论］：①“小木条复燃”说明Na₂O₂和CO₂反应产生的一种气体，使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件；②“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na₂O₂和CO₂反应将          能转化为热能，使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件。
［拓展提高］：①Na₂O₂和CO₂反应除生成一种气体外，还生成了一种固体，小明认为生成的固体是NaOH，小红认为是Na₂CO₃，同学们经过思考后认为       同学的猜想是错误的，理由是：                                                      。
②Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式是                                          。

(5分)化学小组的同学探究二氧化碳与氢氧化钠的反应，实验方案如下：

实验装置	实验步骤及操作	实验现象
	① 将注射器1中的溶液推入充有CO2的瓶中	气球鼓起
② 向外拉注射器2的活塞	无明显现象
③ 将注射器3中的溶液推入瓶中	瓶中液体变浑浊，气球无明显变化
④ 向外拉注射器2的活塞	无明显现象

（1）此实验不能证明CO₂能和NaOH反应的原因是       。
（2）若仍要用此装置完成实验证明CO₂能和NaOH反应，则步骤③注射器3中的溶液应更换为       ，对应的实验现象是       。
（3）步骤③注射器3中的溶液更换后，步骤④中对应的实验现象应为       ，发生反应的化学方程式为            。

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。

（1）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
（2） 已知 Ⅰ．初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
Ⅱ．Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈碱性。
Ⅲ．室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下图：

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

 
根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和右表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是            。
（3） 用pH试纸上测得该溶液的pH＞7，这瓶试剂不可能是          。
（4） 为了确定该溶液是哪种溶液，现进行如下进一步的实验：

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
取样于试管中，滴加	产生大量的气泡	该溶液是           ，反应的化学方程式

（5）还可以选择与（4）中不同的试剂确定该溶液，你选择的试剂是         （要求类别不同）。
（6） 为了探究一瓶氯化钙溶液的质量分数，取该溶液50g，加入50g碳酸钾溶液，恰好完全反
应，所得溶液质量95g，计算此氯化钙溶液的质量分数。

红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图所示。同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。
提出问题：久置固体的成分是什么？

查阅资料：铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
作出猜想：久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃。
久置固体中可能含有Ca(OH)₂的原因是：
用化学方程式表示                                    。
实验探究1：甲同学的方案（见下表）。

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液	固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红	固体中一定含有        和氢氧化钙
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量 的	固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液	固体中一定含有             ， 一定不含有Fe2O3
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清石灰水中		固体中一定含有CaCO3

 
实验质疑：（1）乙同学认为甲同学的实验中的实验中不能得出一定含有Ca(OH)₂的结论，理由是                                          。
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是                                                             。
实验探究2：乙、丙同学设计如下图所示实验方案继续验证。

（1）③中反应的化学方程式是                            。
（2）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有           ，
仍有一种物质不能确定，该物质是                  。

某化学小组为验证某面包膨松剂由碳酸氢钠和碳酸氢铵两种物质组成，设计如图所示实验（实验开始前弹簧夹都处于关闭状态）。
资料：①面包制作过程中发生化学反应是2NaHCO₃^△Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑ NH₄HCO₃^△ NH₃↑+H₂O+CO₂↑
　　  ②氨气极易溶于水，其水溶液称为氨水。
　　 
（1）装置C的作用是     。
（2）证明此膨松剂中含有碳酸氢铵的实验操作是     ，实验现象是     。
（3）证明此膨松剂中含有碳酸氢钠的实验操作及判断依据是      。

某校化学小组同学从家中带来淀粉、食盐、纯碱、泡打粉、去污粉和部分变质的熟石灰6种固体物质。老师从中取出任意3种并编号，让小组同学通过实验确认分别为哪种固体。

【查阅资料】
1．该去污粉主要成分为碳酸钠和碳酸钙
2．该泡打粉的主要成分是碳酸氢钠和有机酸                  
3．熟石灰变质的原因是      （用化学方程式表示）。
【实验准备】
为顺利完成任务，小组同学在老师指导下进行了如下预备实验。部分现象记录如下：

	实验1 取样，加足量水充分溶解	实验2 取样，加入适量稀盐酸
淀粉	白色浑浊，试管底部有不溶物	无明显现象
泡打粉	有气体产生，试管底部有白色不溶物	有气体产生

【实验过程】
小组同学对老师提供的三种固体进行实验探究。部分现象记录如下：

	实验1 取样，加足量水充分溶解	实验2 取样，加入适量稀盐酸	实验3 取实验1上层清液，加入3滴酚酞溶液
固体Ⅰ	有气体产生，试管底部有白色不溶物	有气体产生
固体Ⅱ	固体溶解，形成无色溶液	有气体产生	溶液变红
固体Ⅲ	有白色浑浊，试管底部有白色不溶物	有气体产生	溶液变红

【得出结论】
1．固体Ⅱ、Ⅲ加水形成的溶液pH      7 （填“>”、“<”或“=”）；
2．分析以上实验现象得知，固体Ⅰ是      ，固体Ⅱ是      。
3．小组同学通过讨论认为固体Ⅲ不能确定。请你设计确认该固体的实验方案      。
【实验反思】
检验和鉴别也是实际生活中经常遇到的问题。面对多种物质的检验和鉴别，上述实验活动给我们的启示是      。

某研究性学习小组设计了测定纯碱（Na₂CO₃）样品（只含NaCl杂质）中Na₂CO₃质量分数的实验方案．请回答下列问题：
小资料：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
（1）气体法。        
【原理思路】利用Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO₂质量，从而计算碳酸钠的质量分数。（不考虑原装置内空气的影响）
【实验分析】小科同学根据以上思路，设计了如图1的实验装置。

图1
①实验装置乙中盛放的试剂为　            　，
其作用是                                   ；
装置丁中碱石灰的作用是　       。（填字母）
A．吸收Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂ 
B．防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C．干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数　    　（填写“偏高”“偏低”或“不变”）．
③小明同学认为小科的方案存在问题，即使操作规范下也会造成结果偏低，你
认为他的理由是                               ，应该将装置甲中双孔橡
胶塞换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，
目的是                   ，其中NaOH溶液的作用是                  。

图2
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数。
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11．0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl₂溶液充分反应。证明CaCl₂过量（即Na₂CO₃已完全反应）的方法是: 静置，向上层清液中滴加           溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl₂过量；
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10．0g，操作X的名称是       ，如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数          （填写“偏高”“偏低”或“不变”）。  
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为　       。（写出计算过程，结果保留至0．1%，共3分）

过碳酸钠（Na₂CO₄）在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用，某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验。
【实验目的】测定过碳酸钠样品（含有的杂质不溶于水且不与酸反应）的纯度。
【实验原理】2Na₂CO₄+ 4HCl → 4NaCl + 2CO₂↑+ O₂↑+ 2H₂O
【实验装置】

【交流与讨论】
①甲同学认为测定产物中O₂的体积即可测定样品的纯度。装置②的作用是：（15）；装置③的作用是：（16）；
②乙同学认为测定产物中CO₂的质量（即反应前后装置②的质量差）就可测定样品的纯度。但利用上述实验装置测得CO₂的质量并计算样品的纯度，结果会偏高，你认为原因可能是；（17）（填序号）
A．浓盐酸易挥发，产生的氯化氢气体被装置②吸收
B．二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收
C．装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收
③丙同学提出了一种新方案，得到了大家的一致认可：称取样品12.5g，滴加足量浓盐酸至样品反应完全，再将烧瓶中所有的液体蒸发、结晶、烘干，得到0.2mol氯化钠。则该样品的中过碳酸钠的质量分数为多少？（写出计算过程）

（7 分）由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析研究，测定样品中元素的质量比，设计了如图所示的实验装置。

（小资料：该种塑料袋只含碳、氢两种元素，燃烧产物为二氧化碳和水。图中碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳与水蒸气）
（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是                  。
（2）装置 A 中所发生的反应化学方程式为                                       。装置中 MnO2 粉末的作用是                  。
（3）由于发生装置  A 制取的氧气中混有水蒸气，为不影响测定结果，装置B中盛放的试剂应该是_____________（写名称）。
（4）判断塑料袋试样中含有碳元素的依据是____________________________________。
（5）根据实验前后装置的质量变化测算出仪器D质量增重5．4g，仪器 E 质量增重 8．8g，则该塑料袋试样中碳元素与氢元素的质量比为______________。
（6）若实验过程中由于过氧化氢的量不足，塑料袋试样燃烧不充分，则该塑料试样中碳 元素与氢元素的质量比的测算结果              （填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）。

某化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究，查阅资料如下：
1、该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；
2、牙膏中其它成分遇到盐酸无气体生成；
3、碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠固体。
利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定B中生成的BaCO₃沉淀的质量，以确定碳酸钙的质量分数。请回答下列问题：

（1）B中反应生成BaCO₃的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）C装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是　　　　　　（填序号）。

A．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体

B．滴加盐酸不宜过快

C．在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

D．在A~B之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

（4）有同学认为该装置测定出来的碳酸钙质量分数会偏低，他的理由是             
 　　　　　　　　　，解决方法是            　　　　　　　     。
（5）某同学认为不必测定B中生成的BaCO₃质量，将B中的Ba（OH）₂溶液换成浓H₂SO₄ ，通过测定C装置反应前后的质量差也可以测定CaCO₃的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g 。请计算样品中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）

如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器。试根据题目要求，回答下列问题：

（1）以石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，（提示：盐酸中会挥发出的少量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生成二氧化碳时，所发生反应的化学方程式为              。                
（2）收集CO₂时，他们如何检验已CO₂收集满？                                        
（3）实验室制取气体要选择适当反应物．我们知道实验室制取大量CO₂气体不能用浓盐酸，因为                                  。                        
（4）他们对实验室制取CO₂的实验条件展开了进一步的探究，做了如下四个对比实验：
①取m g块状大理石与足量的溶质质量分数为5%的盐酸反应；
②取m g块状大理石与足量的溶质质量分数为10%的盐酸反应．
实验现象：产生气泡的快慢顺序为②＞①；
实验结论：影响大理石和盐酸反应快慢的因素有                      ；
你认为影响大理石和盐酸反应快慢的因素还有                        。                    

（7分) 据报道，一辆载满20t电石的货车，在高速路上发生意外，燃起大火并伴有大量黑烟，这辆货车在雨中燃烧了很长时间。某化学小组对电石中碳化钙（CaC₂）的性质产生了兴趣，进行了下列探究活动。
【查阅资料】①碳化钙与水反应生成一种可燃性气体和一种白色固体。
②乙炔（C₂H₂）气体燃烧时伴有大量黑烟。
【猜想假设】甲同学对碳化钙与水反应的生成物作出如下猜想：
可燃性气体可能是：①氢气   ②氧气     ③乙炔
白色固体可能是： ①氧化钙 ②氢氧化钙 ③碳酸钙
（1）你认为甲同学猜想的理由是                                             。
（2）其他同学讨论后认为甲同学的猜想有不合理之处，请指出并说明理由
                                                                         。
【实验探究】
步骤1：取适量碳化钙加水，收集生成的气体，验纯后点燃，气体燃烧，伴有大量黑烟，说明碳化钙与水反应产生的气体是    。
步骤2：取适量反应后生成的固体于试管中，                                                ，说明碳化钙与水反应产生的固体是氢氧化钙。
【反思交流】
（1）碳化钙与水反应的化学方程式为                                            。
（2）下列说法正确的是                （填字母序号）。

A．碳化钙与水反应放热

B．碳化钙应贮存在阴凉干燥的库房

C．碳化钙与水反应可用于测定电石中碳化钙的含量

D．实验室用电石与水制乙炔的发生装置与制氧气完全相同