初中化学化学与社会发展探究题

化学老师师整理药品时，拿出一瓶氢氧化钙粉末,让小丽和大卫对这瓶氢氧化钙粉末的组成进行实验探究。
（1）【提出问题】这瓶氢氧化钙是否已经变质生成碳酸钙而变质？
（2）【进行猜想】①氢氧化钙全部变为碳酸钙；   
②氢氧化钙部分变为碳酸钙；
③氢氧化钙没有变质。
（3）【设计方案，进行实验探究】下表是对猜想①进行实验探究的过程示例：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加适量水，搅拌，过滤 ① 取少量滤液于试管中，加酚酞试液 ② 取少量滤渣于试管中，加入盐酸	① 滤液不变色 ② 有气泡产生	氢氧化钙全部变为 碳酸钙

请你参照示例另选择其中一种猜想参与探究，完成下表。

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加适量水，搅拌，过滤 ①取少量滤液于试管中，加酚酞试液 ②取少量滤渣于试管中，加入盐酸	①
②

（4）【归纳总结与拓展应用】
①氢氧化钙俗称            ，农业上一般用它改良      性土壤（选填“酸”或“碱”）
②氢氧化钙变质是由于他和空气中的     发生反应，反应的化学方程式是：            ，因此，氢氧化钙应         保存。

同学们利用硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾四种物质的溶液进行探究学习．
【实验探究】如图所示， $A,B,C,D$四组同学分别进行了下列实验，请写出 $D$中发生反应的化学方程式。

【实验结论】完成实验后，四组同学将废液倒入同一个烧杯中，再将废液过滤，得到无色溶液和白色沉淀。向无色溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变为红色。由此判断，产生的白色沉淀是，废液中一定不含有的离子是。
【实验拓展】为验证该溶液中可能含有的离子是否存在，设计如下实验方案进行验证．

溶液中可能含有的离子	实验步骤	实验现象	实验结论
可能含有	向滤液中滴加	产生白色沉淀	含有该离子

某化学社团的同学发现，不同物质的变化常伴随着相同的实验现象。但从化学的角度去研究，会发现其有本质的区别。
【现象分析】
实验一：向盛有一定量氢氧化钠固体的试管里加入一定量的水，迅速用带导管的橡皮塞塞紧试管口，并将导管另一端通入盛有水的试管中，振荡左侧试管（如图）。

实验二：用氧化钙代替氢氧化钠重复一次上述实验。
上述两个实验的相同现象之一是；
上述两个实验中，其中一个实验发生了化学变化，其化学方程式是；另一个实验没有发生化学变化。

【本质归纳】  ；另一个实验没有发生化学变化。
【本质归纳】
相同的实验现象，既可以由物理变化引起，也可以由化学变化引起。
【探究运用】
在探究白色粉末的组成时，要研究相同实验现象的本质区别。
实验三：有一包白色粉末可能含有硫酸钡、碳酸钾和氢氧化钡中的一种或几种，取一定量该粉末加入到盛有足量水的烧杯中，搅拌，静置，观察到烧杯中有白色不溶物。
小明同学认为，白色粉末中一定含有硫酸钡；
小意同学认为小明的结论不准确，其理由可用化学方程式表示为。
针对上述两位同学的观点，小燕同学进一步设计如下实验方案进行探究：

（1）步骤②中发生化学反应的方程式是；
（2）步骤③中，加入酚酞溶液后，若溶液E为无色，则原白色粉末的组成是（填化学式，下同）；
步骤③中，加入酚酞溶液后，若溶液E为红色，则滤液A中一定含有的溶质是，原白色粉末的可能组成是或；
（3）小鹏同学认为，只需取少量滤渣B，加入过量的稀硝酸，若看到的现象是，就足以说明原白色粉末中只含有碳酸钾和氢氧化钡。

天然气的主要成分是甲烷（CH₄)，化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与探究与分析：
【提出问题】甲烷在氧气中燃烧后生成哪些物质？
【知识储备】含碳元素的物质在氧气中完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝色。
【猜想与假设】

产 物 猜 想	甲	乙	丙	丁
CO2、H2O	CO、H2O	NH3、CO2、H2O	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，将甲烷在一定量的氧气中燃烧的产物依次通过下列装置：
 [
① A、B装置的顺序               （填“能”或“不能”）颠倒。
②实验中用纯净氧气而不用空气的原因是             。
③实验中观察到A中无水CuSO₄粉末由白色变为蓝色，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，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中黑色粉末变成红色的化学方程式：             、             。
【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                 。

化学课上老师为同学们做了一个“燃纸成铁”的趣味实验：将一张滤纸（成分为纤维素）用FeC1₃浓溶液润湿，在酒精灯上烘干后点燃，滤纸变黑、红热，最终生成黑褐色物质。老师告诉同学们：黑褐色物质中含有铁单质。
聪颖的小明对此进行了如下探究：
【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗？
【探究过程】
I.理论分析
（1）小明先从反应物元素组成分析，认为：因为            ，所以反应后可能有铁单质生成。
II.实证研究
（2）为了获得实验证据，小明做了实验1。
实验1：将黑褐色物质放入稀盐酸中，发现有连续微波气泡产生，若黑褐色物质中含有铁单质，则反应的化学方程式为                            。
（3）对于实验1，小红提出了自己的疑问：由反应物的组成分析，能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质，还可能是          （填化学式）。
不过，小明查阅相关的资料后得知，在此高温条件下不可能生成此类物质。
（4）为了进一步证明黑褐色物质中有铁单质，小明又做了实验2。
实验2：将黑褐色物质放入            溶液中，观察到的现象是             。
【得出结论】通过以上实验探究，证明黑褐色物质中确实含有铁单质。

实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究．
【发现问题】该样品中含有哪些物质？
【查阅资料】① $NaOH$在空气中不会转化成 $NaHC{O}_3$．
② $BaC{l}_2$溶液呈中性， $Ba(OH{)}_2$是可溶性碱
③ $C{O}_2$在饱和的 $NaHC{O}_3$溶液中几乎不溶解
【提出猜想】猜想Ⅰ： $NaOH$

猜想Ⅱ： $N{a}_{2}C{O}_3$

猜想Ⅲ： $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$

【设计实验】

实验操作	实验现象
	步骤①：样品全部溶解 步骤②：观察到现象 $A$

【收集证据】（1）若现象 $A$是有气泡产生，则 $X$溶液为，则（填"猜想Ⅰ"、"猜想Ⅱ"或"猜想Ⅲ"）不成立．
（2）若 $X$溶液为 $BaC{l}_2$溶液，现象 $A$是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是，取反应后的上层清液，测定其 $PH$，当 $PH$7（填"＞"、"＜"或"="），则证明猜想Ⅲ成立．
【定量分析】确定部分变质样品中 $N{a}_{2}C{O}_3$的质量分数．
兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验．
步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；②准确称取该样品1.0 $g$，放入烧瓶内；③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；④反应结束后，量筒内液体的读数为55.0 $ml$．（已知：室温条件下， $C{O}_2$的密度为1.6 $g/L$）
（1） $B$装置集气瓶内原有的空气对实验结果（填"有"或"没有"）影响．饱和 $NaHC{O}_3$溶液如果用水代替，则所测 $C{O}_2$体积（填"偏大"、"偏小"或"不变"）．
（2）计算该样品中 $N{a}_{2}C{O}_3$的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）.
【实验反思】有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想．

牙膏摩擦剂的类型很多，如CaCO₃，SiO₂或它们的混合物。某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究。
【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO₃？
【查阅资料】二氧化硅不与稀盐酸反应。
【实验方案】
①取少量牙膏于试管中，加入适量的稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明摩擦剂中含有      （填离子符号）。
②取实验①中的溶液，加入碳酸钾溶液，生成白色沉淀，请写出该反应的化学方程式      。

【提出问题2】该牙膏中CaCO₃的质量分数是多少？
【实验装置】
【实验步骤】
（1）按如图连接好装置后，发现装置     （填字母）有一处明显的错误；
（2）重新连接好装置，并     ；
（3）在B装置中加入牙膏样品8.00g；
（4）      K₁，        K₂（填“打开”或“关闭”），向牙膏样品中滴入10%的盐酸，至       （填字母）中无气泡产生时，停止滴加盐酸；
（5）关闭K₂，打开K₁，缓缓      约8分钟；
（6）将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量。实验数据如图（已知此品牌牙膏中的其他成分不和盐酸反应，装置内试剂均足量）

【实验分析及数据处理】
（1）若没有A装置，直接通入空气，则测定结果将      （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（2）D装置的作用是       。
（3）据上面数据，计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是       。

小明发现一种淡黄色的粉末可以用于杀菌、消毒和漂白，于是想探究该固体的成分。
[提出问题]该淡黄色固体的化学成分是什么？
[查阅资料]（1）硫单质是一种淡黄色固体，难溶于水，在空气中点燃硫单质，生成一种无色、有刺激性气味的气体。
（2）过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体，能与水反应，生成气体并放出大量的热。
[设计实验方案]
方案一：取少量该固体粉末于试管中，加2mL水，振荡并观察现象。
方案二：在燃烧匙里放少量该固体，在酒精灯上加热，观察现象。
比较以上两方案，你认为的最佳方案是                      ，理由是（从环保、操作等角度分析）                       。
【实验验证并得出结论】小明向盛有少量该固体的试管中加入2mL水，立刻观察到有无色气泡产生，并且验证出该反应同时生成了氢氧化钠（NaOH）。通过实验验证，确定该淡黄色粉末为过氧化钠。
小明想对生成的气体成分判断，他提出了以下两种假设：
①该气体是CO    ②该气体是O₂
你认为上述假设哪个更合理？________.理由是                         。
请设计一个实验，验证你的合理假设（写出简要操作步骤、实验现象和结论）。

操作步骤	实验现象	结论

该反应的符号表达式为__________________________。
[计算]在过氧化钠（Na₂O₂）中，①氧元素的化合价为                ；
②过氧化钠中钠、氧元素的质量比为                         ；
③78克过氧化钠与___________克二氧化碳中所含氧元素的质量相等。

课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为Na₂CO₃、还含有少量NaCl）和石灰乳（氢氧化钙的悬浊液）为原料制备烧碱，并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定。
【查阅资料】①碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物，可吸收二氧化碳和水；
②CO₂+Ba（OH）₂ ═ BaCO₃↓+H₂O。
【粗产品制备】
（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合，发生反应的化学方程式为      。
（2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶，制得NaOH粗产品。
【粗产品成分分析】
（1）取适量粗产品溶于水得澄清溶液，加入Ba（NO₃）₂溶液出现白色沉淀，由此该粗产品中一定不含有         ，理由是                                
（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质。
【含量测定】Na₂CO₃含量的测定：
该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置。取20.0g粗产品，进行实验。

（1）实验过程中需持续缓缓通入空气，其目的是               。
（2）下列各项措施中，不影响测定准确度的是______（填标号）。
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．取消上图中Ｄ装置
（3）实验中准确称取20.0g粗产品，进行测定，测得BaCO₃质量为1.97g。则粗产品中碳酸钠的质量分数为             。
（４）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，一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明显偏高，原因是                 。

同学们用高锰酸钾制氧气．制取结束清洗仪器．发现加热高锰酸钾的试管内壁有用水洗刷不掉的黑色固体．
问题一：黑色固体是什么？
【交流讨论】同学们结合实验现象和对高锰酸钾及其分解产物的了解．进行分析判断．

判断	依据
不是 $KMn{O}_4$	$KMn{O}_4$能溶于水形成紫红色溶液
不是（填化学式）	冲洗试管时出现深绿色溶液，说明该物质能溶于水
是 $Mn{O}_2$	其他实验用过 $Mn{O}_2$，知道它是不溶于水的黑色固体

【实验验证】向未洗净的试管中加入某种液体，产生能使带火星木条复燃的气体．证明上述判断正确．加入的液体是．
问题二：用什么洗掉 $Mn{O}_2$？
【交流讨论】 $Mn{O}_2$与 $BaC{O}_3$、 $Mg{\left(OH\right)}_2$、 $F{e}_2{O}_3$、 $P_2{O}_5$、 $Cu$中的某一种物质组成最相近，理由是．这种物质能与稀盐酸反应，化学方程式为，由此推测 $Mn{O}_2$也能与稀盐酸反应．

【实验验证】向未洗净的试管中加入稀盐酸，黑色固体没有变化．
【交流讨论】实验说明同一类物质的化学性质不一定相同． $Mn{O}_2$有什么化学性质，用什么试剂清洗呢？同学们请教老师后决定用草酸（ $H_2{C}_2{O}_4$）溶液试一试．
【实验验证】向未洗净的试管中加入草酸溶液，黑色固体果然被除去，同时发现产生许多气泡．
问题三：生产了什么气体？
【交流讨论】化学变化过程中元素不变，因为，所以产生的气体可能为 $C{O}_2$、 $CO$、 $H_2$、 $O_2$等．
【实验验证】经检验，产生的气体是 $C{O}_2$，检验 $C{O}_2$气体的操作和现象是：．
【反思提高】以上探究活动中，清除试管内壁附着的难溶物的思路是：先，再了解其化学性质，然后选择合适试剂进行清洗．

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．