初中化学化学与社会发展探究题

实验课上，张影同学向盛有澄清石灰水的烧杯中加入过量的碳酸钠溶液，生成白色沉淀，过滤后得到无色溶液，他说：“我制得了氢氧化钠溶液！”
（1）余承骏同学却说：“这种无色溶液中不一定含有氢氧化钠。”他做了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
用试管取无色溶液少许，滴入2滴无色酚酞试液	无色酚酞试液变红	无色溶液中含有氢氧化钠

宋楷认为余承骏的实验方案不严密，不能证实无色溶液中一定含有氢氧化钠，理由是                 。
（2）宋楷设计了另一个实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量样品于试管中，加入足量的CaCl2溶液 ②过滤，向滤液中滴加几滴硫酸铜溶液	③ ④有蓝色沉淀生成	无色溶液中确实含有氢氧化钠

（3）宋楷的实验可靠性高的原因是                                      。

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（如右图所示）。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。
Ⅱ Na₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈碱性。
Ⅲ室温(20⁰C)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， 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：

【拓展延伸】请你选择与小强不同类别的试剂，来鉴别NaOH溶液和Na₂CO₃溶液，你选择的试剂是            。
【综合计算】现取含有氯化钠杂质的纯碱样品25g放入烧杯中，向其中加入50g稀盐酸，二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为66.2g(不包括烧杯的质量，且气体的溶解忽略不计)。试计算纯碱样品中杂质氯化钠的质量分数。

过氧化钠(Na₂O₂)是一种淡黄色固体。在一次科技活动中，同学们将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如右图所示的装置中，发现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）实验过程中蜡烛由下往上依次熄灭，说明二氧化碳具有                       的性质。
（2）棉花为什么会燃烧呢？同学们认为棉花要燃烧，除了满足棉花是可燃物之外，还需满足                              、                              。
【提出问题】上述实验中是如何给棉花提供燃烧条件的？【查阅资料】1．在常温下Na₂O₂与CO₂、H₂O均能发生化学反应。2．无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色。【实验设计】经过讨论，同学们设计用下图所示装置进行实验探究。
【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；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木条，观察现象。注意：整个实验过程中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响。【实验现象】①带火星的木条复燃；②无水硫酸铜没有变蓝色；③饱和的澄清石灰水变浑浊。
【实验分析】D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是                           。【实验结论】①Na₂O₂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。②Na₂O₂和CO₂反应过程中伴随能量变化，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，学生甲认为生成的固体是NaOH，学生乙认为是Na₂CO₃，同学们经思考后认为_______          同学的猜想是错误的，理由是                                 。②写出Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式                                            。

小张同学在实验室发现一瓶敞口放置的NaOH固体，他对这瓶NaOH固体的变质情况进行了如下实验探究。
(1)取少量固体于试管中，滴加稀盐酸，有气泡产生，由此可知该NaOH固体已变质。写出氢氧化钠在空气中变质的化学方程式                      。
(2)该同学为进一步探究固体中是否还含有NaOH，设计了如下实验方案：

①滴加足量的CaCl₂溶液目的是                                      ，
生成沉淀的化学方程式为                                      。
②取少量溶液B于试管中，滴加少量    试液，现象为                   ，
其结论是固体样品中            (填“存在”或“不存在”)氢氧化钠。

化学老师交给某研究性学习小组一个任务：测定实验室里一瓶久置的NaOH固体是否变质。该小组的同学进行了如下实验探究：
【提出问题】 猜想I：没变质，全部是NaOH；猜想II：部分变质，既含有NaOH又含有Na₂CO₃：猜想Ⅲ：完全变质，全部是Na₂CO₃。
【查阅资料】①已知反应：BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓
②部分盐溶液在常温下的pH如下：

盐溶液	NaCI	Na2CO3	BaCl2
pH	等于7	大于7	等于7

 
【设计方案并进行实验】请你与他们一起共同完成，并回答所给问题：

实验步骤	实验现象	实验结论
①称取上述氢氧化钠固体样品8．0g溶于50ml，水配成溶液，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应后，静置。	产生白色沉淀	说明久置固体中，一定含有              （填化学式）。
②用玻璃棒蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在一小块pH试纸上，与标准比色卡对比，测出pH	pH=11	说明久置固体中，还一定含有            （填化学式）。

 
上述步骤①中，所用称量仪器的名称是            ，滴加过量BaCl₂溶液的目的是           
【实验结论】通过实验，说明上述猜想中            是正确的。
【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是
（用化学方程式表示）。
【表达与交流】在实验室里氢氧化钠需要密封保存。药品密封保存的原因很多，请你写出浓盐酸需要密封保存的原因                              。

燃烧反应的利用推动了人类的进步，燃烧与我们的生活与社会的发展有着密切的联系。
（1）关于燃烧条件探究的实验

甲图                      乙图
①甲图铜片上的白磷能燃烧，红磷不能燃烧，由此现象能得出的结论是   ；
②根据   现象能得出燃烧需要空气的结论；
③乙图中发生反应的化学方式程为   。
（2）燃烧与热量[
①燃烧产生热量为我们所用。化石燃料是当前人类的主要燃料，包括煤、   和天然气。直接用煤作家用燃料既污染空气又浪费能源。煤的气化是把煤变为清洁能源的重要一环，其中一个反应是：C+H₂OCO+H₂，该反应中表现出还原性的物质是   。  
②某能源物质燃烧的微观过程如下：

若“”表示碳原子，“”表示氢原子，“”表示氧原子，该反应的生成物A应为   （填字母序号）。
a．CO       b．CO₂
③酒精灯是实验室的常用热源，写出酒精燃烧的化学方式程为   。
④炼铁需要焦炭等作原料，炼铁过程中焦炭的两个作用是   。用磁铁矿（主要成份为Fe₃O₄）炼铁的化学方式程为   。
（3）燃烧与灭火
火灾是燃烧最常见的危害，燃烧还能引起爆炸。破坏燃烧条件可以灭火，避免爆炸。家庭炒菜时油锅着火可用锅盖盖灭，所用原理是   。CO₂用于扑灭一般可燃物引起的火灾，利用了它的   和密度比空气大的性质。
（4）利用燃烧进行科学实验
①为探究铁丝的粗细程度对铁在氧气中燃烧的影响，下列实验能达到目的的是 。
A．在同一瓶氧气中，先后进行粗、细铁丝的燃烧实验
B．在两瓶不同浓度的氧气中，同时进行粗、细铁丝的燃烧实验
C．在两瓶相同浓度的氧气中，同时进行粗、细铁丝的燃烧实验
D．在两瓶不同浓度的氧气中，同时进行相同铁丝的燃烧实验
②3.2g某物质的完全燃烧产生4.4gCO₂和3.6gH₂O，没生成别的物质。该物质中C、H元素质量比为   。该物质中   （填“含”或“不含”）氧元素。

同学们发现NaOH溶液与NaHCO₃溶液混合后无明显现象，产生疑问：两种物质是否发生了化学反应？在老师的帮助下，他们通过以下探究过程证明NaHCO₃溶液与NaOH溶液发生了反应。
（1）实验准备
①查阅资料：NaHCO₃+NaOH=====Na₂CO₃+H₂O
②用一定溶质的质量分数的NaHCO₃、NaOH和Na₂CO₃三种溶液进行如下实验，为设计实验方案提供参考。

	NaHCO3溶液	NaOH溶液	Na2CO3溶液
加入稀盐酸	现象Ⅰ	无明显变化	产生气泡
加入澄清石灰水	溶液变浑浊	无明显变化	现象Ⅱ
加入CaCl2溶液	无明显变化	溶液变浑浊	溶液变浑浊
加热溶液至沸腾，将 气体通入澄清石灰水	澄清石灰水 变浑浊	澄清石灰水 无明显变化	澄清石灰水 无明显变化

表中的现象Ⅱ为_________
（2）实验过程
【实验1】证明反应生成了Na₂CO₃
同学们选用上表实验中的药品，设计了如图所示实验，先在NaHCO₃溶液中加入A溶液，无明显现象，再滴加NaOH溶液，溶液变浑浊，则A溶液是__________。
有同学提出这个实验不足以证明有Na₂CO₃生成，其理由是_________。

【实验2】证明反应后NaHCO₃不存在
同学们参考上表中的实验，又设计了一个实验，虽然没有观察到明显的实验现象，但可以证明反应发生了，该实验方案是________。

实验室中为了鉴别2瓶失去标签的NaOH溶液和Ca(OH)₂溶液，进行如下实验：
（1）各取2mL溶液于试管中，分别滴入Na₂CO₃溶液，现象                    ，是Ca(OH)₂溶液，反应的化学方程式                                            。
（2）各取2mL溶液于试管中，通入CO₂也能鉴别出来。若不采用化学药品制取CO₂，则我的操作是                                                 。
（3）NaOH溶液中通入CO₂无明显变化，在反应后的溶液中加入下列物质仍不能证明NaOH与CO₂反应的是             。
A、稀盐酸        B、Ba(OH)₂溶液       C、酚酞溶液
（4）NaOH溶液中通入少量的CO₂后，所得溶液的溶质：
可能是Na₂CO₃，也可能是                                             。

操    作	现    象	结论
①向反应后的溶液中加入足量的             溶液；	溶液变浑浊	溶质是 Na2CO3
②静置后，用玻璃棒蘸取上层清液，滴在pH试纸上。	pH     7

 

化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：
【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢？
【实验探究1】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加            ， 并不断振荡．	有           产生．	氢氧化钠溶液一定变质了．

【提出问题2】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？
【猜想与假设】
猜想1：氢氧化钠溶液部分变质．
猜想2：氢氧化钠溶液全部变质．
【查阅资料】
（1）氯化钙溶液呈中性．
（2）氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
【实验探究2】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的          溶液，并不断振荡．	有        生成．	说明原溶液中一定有碳酸钠．
（2）取步骤（1）试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液．	溶液变红色．	说明原溶液中一定有          ．

【实验结论】该氢氧化钠溶液            （填“部分”或“全部”）变质．
【反思与评价】
（1）氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，请写出相关反应的化学方程式：                 ．
（2）在上述[实验探究2]中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，你认为该方案           （填“可行”或“不可行”）．

同学们对实验“煅烧石灰石”展开了探究。资料：石灰石中的杂质高温不分解且不与稀盐酸反应

①为证明石灰石已分解，三位同学设计方案如下：
I．甲同学按图一所示进行实验（煤气灯能达到石灰石分解的温度），观察到烧杯内壁石灰水变浑浊，写出石灰水发生反应的化学方程式  （1）   。
II．乙同学按图二所示进行实验，观察到B中液体变  （2）   色，A实验的作用  （3）    。
III．丙同学取一定质量的石灰石煅烧，一段时间后发现固体质量减轻，证明石灰石已分解。
你认为哪位同学的方案不合理？并写出理由         （4）            。
②为证明石灰石是否完全分解？丁同学对丙同学煅烧后的固体又进行了如下探究

实验步骤	实验现象	结 论
（5）	有气泡产生	石灰石未完全分解

为提高实验探究能力，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶久置出现变质硬化的氢氧化钙固体进行如下探究活动。
【探究活动一】检验硬化的氢氧化钙样品是否完全变质
（1）用化学方程式表示氢氧化钙变质的原因：__                          _。
（2）检验氢氧化钙样品是否完全变质，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取氢氧化钙样品少量，研细后加适量蒸馏水充分混合后静置， __                 __	__             __	该样品还含有氢氧化钙

【探究活动二】测定样品中含有的变质固体(以下用R表示)的质量分数
取3克部分变质的氢氧化钙样品与足量的稀盐酸反应，测量生成气体的体积(气体不溶于植物油)，从而计算出样品中R的质量，便可求出样品中R的质量分数。实验装置(气密性良好)如图1所示。

（3）将稀盐酸滴入样品中，产生气体的化学方程式为__               __，反应一段时间后，当观察到__            __(填实验现象)，才停止滴加稀盐酸。
（4）实验中量筒的作用是_          _            _。
（5）实验结束后，量筒内进入水的体积如图2所示，其读数为__         __mL。已知在该实验条件下，生成气体的密度为2g·L^－1，通过计算，样品中R的质量分数为__            _。
（6）上述图1所示实验装置和相关试剂，用来实验测定样品中R的质量分数是比较粗略的，请简要说明测定数据存在误差的原因：_                         _(写一个)。

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】用对比实验方法探究二氧化碳的性质。

（1）实验一中振荡 $3$个矿泉本塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为 $A>B>C$，其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为；对比 $A$瓶与(填" $B$"或" $C$"）瓶的实验现象，可证明 $C{O}_2$能与 $NaOH$发生反应。
（2）实验二观察到 $C$装置中发生的现象是结论是(用化学方程式表示）。
【活动与探究二】用变量控制方法探究影响物质溶解性的因素。

（3）实验三目的是探究对硝酸钾溶解性的影响；实验四是探究溶剂种类对物质溶解性的影响，该实验中需要控制的变量是温度和．
【活动与探究三】定量测定空气中氧气的含量。

（4）实验五中，反应的原理为(用化学方程式表示）；装置一比装置二更合理，理由是；
根据下表提供的实验数据，完成下表：

硬质玻璃管 的容积	反应前注射器中 气体体积	反应后注射器中 气体体积	实验测得空气中氧气 的体积分数
30mL	20mL	12 mL

定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体（其量小于注射器内的空气），而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果(填"偏小、'偏大"或"无影响"）。

制作糕点常用Na₂CO₃或NaHCO₃作膨松剂，我校化学兴趣小组的同学根据Na₂CO₃和NaHCO₃的性质进行了一系列探究。
【查阅资料】
（1）溶解度比较：

（2）已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解。
（3）常温下，浓度相同的Na₂ CO₃溶液比NaHCO₃溶液的碱性强。
【探究一】NaHCO₃和Na₂CO溶解度差异的探究。
小方同学分别取xg两种固体粉末加入20℃10 g水中充分溶解，通过观察现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠，x可能是_______。
A．2      B．0．96      C．0．5       D．3
【探究二】Na₂CO₃和NaHCO₃鉴别探究
【猜想与假设】
（1）甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO3溶液．
（3）乙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别．
【实验探究】（1）甲同学在两支分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的试管中，各加入澄清石灰水，观察到两支试管中的现象相同，均产生了白色沉淀，实验结果与猜想不一致，即不能用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液．
（3）乙同学分别取了一定量的Na₂CO₃、NaHCO₃固体于大试管中加热（如图所示）：

①加热Na₂CO₃时，开始即见小试管中有少量气泡产生，继续加热，气泡逐渐减少，未见澄清石灰水变浑浊，
②加热NaHCO₃时，丙同学观察到实验现象与①不同，证实了自己的猜想是合理的．
【问题讨论】
小组同学对上述实验展开了讨论，对甲同学的两个实验进行了比较，并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因（如图1、图2）．请写出Na₂CO₃与澄清石灰水发生反应的化学方程式________；写出NaHCO₃与澄清石灰水混合时参与反应的离子：________．

【探究三】测定某Na₂CO₃和NaHCO₃混合物中NaHCO₃的质量分数
[方案一]称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。
（1）坩埚中发生反应的化学方程式为：                             ；
（2）实验中，需加热至恒重的目的是                               。
[方案二]利用下图装置进行实验，装置B中放有样品（整套装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量）。

【实验步骤】
（1）检查装置的气密性；（2）称取样品10 g，加到装置B中；（3）称量装置B、C、D的质量（含药品）；（4）连接装置；（5）加热；（6）停止加热继续通入空气；（7）再次称量装置B、C、D的质量（含药品）。
【数据记录】

【问题回答】
①上图装置C的作用是_______，装置C中一个明显的错误是______________。
②实验过程中必须向装置内通入空气，装置A中发生反应的化学方程式为_______。若没有装置A，造成测定结果_______（填“偏大”“不变”或“偏小”）
【讨论分析】
小红同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中NaHCO₃的质量分数，但小张认为不能用C装置的质量变化来计算，其理由是_______；改进方法：_______。小王又认为用装置D的质量差会偏大而影响计算，应增加一个操作：_______，目的是______________。
【数据处理】经过反复讨论，大家一致赞成应该利用表格中的装置B的质量变化进行计算NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的质量分数       。
【拓展应用】固体Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通过________方法除去．

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）  。

实验中学兴趣小组的同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于溶液是否变质，同学们提出了如下假设：
【提出假设】
假设一：该溶液没有变质；
假设二：该溶液全部变质；变质的原因是（用化学方程式表示）                    。
假设三：该溶液部分变质。此时该溶液中含有的溶质是（用化学式表示）            。
【设计方案】兴趣小组的三位同学根据以上假设设计了如下三个实验方案：
方案一：取溶液样品，向样品中加入足量的氯化钙溶液，若无沉淀出现，则假设一正确；若有沉淀出现，再向反应后的残留液中加入几滴无色酚酞溶液，若无色酚酞溶液变红，则假设       正确，若无色酚酞溶液不变色，则另一种假设正确。
方案二：取溶液样品，向样品中逐滴加入稀盐酸至过量，若假设一正确，则出现的现象是自始至终都无气体生成；若假设二正确，则加盐酸，就立即有气体生成；若假设三正确，则出现的现象是                               。
【方案评价】万相宏同学认为将方案一中的氯化钙溶液换为氢氧化钙溶液也能完成实验，你认为他的评价       （填“正确”或“错误”），其原因是              。
【实验结论】假设三正确。
【反思拓展】玻璃的主要成分是二氧化硅，盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶，不能用玻璃塞，其原因是                                  。