初中化学化学与社会发展探究题

(4分)实验室有一瓶标签破损的溶液，已知其中含有钠元素，推测可能是Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaCl、NaOH其中的一种或几种，为探究其成分，做了以下实验：
①测得溶液pH大于7；
②加入足量BaCl₂溶液后，有白色沉淀产生，过滤；
③向滤出的沉淀中滴加稀硝酸，部分沉淀溶解且有气体产生；
请推测：（1）该溶液中一定含有什么物质？写出生成③中未溶解沉淀的化学方程式。
（2）欲证明溶液中不含NaOH，需要补充什么实验？请写出实验步骤及现象。

有一固体混合物M，已知其中可能含有Ba（OH）₂、Na₂CO₃、Na₂SO₄、NH₄Cl、FeCl₃五种物质中的两种或多种。某同学按照下图所示进行实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有可能发生的反应都恰好完全进行）。

试根据实验过程和现象做出判断，填写以下空白：
（1）气体A的化学式         ；把气体D通入紫色石蕊试液中，石蕊变     色。
（2）写出过程②发生反应的化学方程式                                  。
（3）原混合物M里，还不能确定的物质是                    （写化学式），
要确定它是否存在，请简述你的设计方案：                  。
（4）农业生产中常用铵态氮肥补充土壤中的氮元素，根据实验步骤①带给你的启示，请你为使用铵态氮肥提出合理化建议：                                    。

小张同学得知我国早在西汉时期，就能利用铁单质与硫酸铜溶液反应制取铜，其反应的化学方程式为．他利用硫酸铜进行趣味实验，将浸泡了色硫酸铜溶液的滤纸在酒精灯火焰上点燃，观察到滤纸颜色变白，由湿变干后燃烧．在燃烧后的灰烬中出现红色固体．他很好奇，进行了相关探究，请你参与并填写有关空白．
【提出问题】
红色固体是什么物质？它是如何产生的？
【查阅资料】
（1）温度达200℃时， $CuS{O}_4$开始分解生成 $CuO$和另一种氧化物；此反应前后各元素的化合价保持不变．
（2）温度超过1000℃， $CuO$才分解生成氧化亚铜（ $C{u}_{2}O$）； $C{u}_{2}O$呈红色．
【作出猜想】红色固体①可能是 $Cu$；②也可能是 $C{u}_{2}O$；③还可能是的混合物．
【实验探究】
（1）取红色固体观赏，呈亮红色；
（2）取少量红色固体于试管中，加入稀硫酸，固体不溶解，溶液仍为无色．
【分析推理】
（1）请教老师后得知，如有 $C{u}_{2}O$存在，加入稀硫酸会发生如下反应： $C{u}_{2}O+H_{2}S{O}_4=CuS{O}_4+Cu+H_{2}O$结合实验探究的现象，确定亮红色固体为，同时也说明滤纸燃烧时的温度低于（填序号）
A.200℃        B.1000℃
（2）滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成的，经分析，产生红色固体的原因可能是滤纸在燃烧过程中产生的碳与分解产生的 $CuO$发生反应，生成亮红色固体和二氧化碳，请写出该反应的化学方程式．
【交流讨论】
（1）将浸有硫酸铜溶液的滤纸点燃，刚开始不能燃烧，是因为．
（2）此实验中， $CuS{O}_4$受热分解生成 $CuO$和（填化学式）．

$A～D$是初中化学常见的物质，其中 $A$为黑色固体， $D$为蓝色沉淀，它们之间的相互转化关系如图所示，其中部分生成物和反应条件已省略。

（1） $A$物质的化学式为； $A$物质还可以与（写一种）反应生成 $B$物质。
（2）反应④的化学方程式为；
在①～④的反应中属于置换反应类型的有（填写序号）。

同学们对Na₂CO₃溶液也能使酚酞试液变红产生了兴趣。请你一同参与以下的实验探究。
【提出问题】碱溶液使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出OH^﹣。Na₂CO₃属于   （选填“酸”、“碱”、“盐”）；那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子使酚酞试液变红呢？
【进行实验】同学们取了三份酚酞试液进行下图实验

（1）实验I的目的是为了　        　；
（2）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　               　；
（3）实验Ⅲ滴入Na₂CO₃溶液，振荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再滴加过量的CaCl₂溶液，振荡，红色逐渐消失，同时观察到生成　 　。
【得出结论】溶液中的CO₃^2﹣使酚酞试液变红；
【交流反思】（4）老师看了同学们的探究结论说：“Na₂CO₃溶液使酚酞变红也是由于溶液中存在OH^﹣。”你认为Na₂CO₃溶液中存在OH^﹣的原因可能是　       　。
【拓展应用】同学们称取10g纯碱（杂质只有氯化钠）固体，将其加入50g稀盐酸中，恰好完全反应，使气体全部放出（忽略CO₂在水中的溶解），得到氯化钠溶液56.7g。请计算：①反应中产生的CO₂的质量；②纯碱中Na₂CO₃的质量分数。(请写出解题过程)

(13分)某兴趣小组对鸡蛋壳的主要成分和含量进行了探究。
I．定性探究
实验一：探究鸡蛋壳的主要成分
【查阅资料】鸡蛋壳中含钙元素。
【实验步骤和现象】取一些鸡蛋壳予一支洁净的试管中，加入过量稀盐酸，产生无色无气味的气体，将该气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊。
【结论】
写出该气体通入澄清石灰水中的化学反应方程式                     
实验二：做无壳鸡蛋
【实验步骤和现象】如图所示：将一个新鲜鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。加入量浓盐酸后，鸡蛋会出现上浮、下沉、再上浮、再下沉的现象，反复多次。最后变成无壳鸡蛋。

【解释与交流】用化学和物理知识解释鸡蛋上浮、下沉多次的原因                     
Ⅱ．定量探究
化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中主要成分的含量(其它成分不溶于水也不与酸反应)做如下实验。取用2.00 g鸡蛋壳样品，把20.00 g稀盐酸分4次加入样品中，充分反应后过滤，取滤渣，洗涤、干燥、称量，得实验数据如下：

稀盐酸的用量	剩余固体的质量
第一次加入5.00 g	1.50 g
第二次加入5.00 g	1.00 g
第三次加入5.00 g	0.50 g
第四次加入5.00 g	0.30 g

（1）从以上数据可知，这四次实验中，第           次样品中主要成分已完全反应。
（2）（3）计算过程中和最后数字精确到0.01，若是百分数，则精确到0.1％]
（2）求鸡蛋壳中主要成分的含量和所用稀盐酸的溶质质量分数(写出计算过程)。
（3）在上述实验所得滤液中加30.00g水，加入          g氢氧化钙能使溶液pH等于7。此时，所得溶液的溶质质量分数为               。
（4）用36．5％的浓盐酸配制20．00g上述稀盐酸需加水的体积为        (保留一位小数)。

元旦联欢会上，化学老师给同学们表演了一个“水能生火”的魔术（如图所示），他将包有过氧化钠（Na₂O₂）粉末的脱脂棉放在石棉网上，向棉花上滴了几滴水，棉花立刻燃烧了起来。同学们产生了浓厚的兴趣，为什么脱脂棉会燃烧起来呢？

【提出猜想】
a．小明认为过氧化钠（Na₂O₂）与水反应生成了可以支持燃烧的物质。
b．小刚又根据燃烧的条件，对小明的猜想进行了补充：                            。
【实验与分析】同学们设计了图的实验装置。

（1）打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速度，看到试管中有气泡产生，将带火星的木条靠近P出口，看到木条复燃，你推测此气体可能是       。
（2）实验中还观察到，烧杯中的导气管口有气泡冒出，产生这一现象的原因是                          。
（3）完成了以上实验，老师介绍该反应的产物一共有两种，于是同学们又展开了进一步的研究，继续探究反应后生成的另一种物质。请你回答：另一种产物必含的元素是_______________。
【老师介绍】 过氧化钠不仅可以和水发生反应，也可以和二氧化碳反应，也能生成氧气。因此，过氧化钠经常被用于潜水艇和防毒面具中提供氧气。
【补充实验】
明确了以上性质，小芳同学又设计了一个实验（如图）：

将一团包有过氧化钠的粉末的棉花塞到漏斗的管中，漏斗下方点燃一支短蜡烛 (蜡烛火焰与棉花不接触)。请回答：
棉花             （填“能”或“不能”）燃烧。这主要是因为蜡烛燃烧生成能与过氧化钠（Na₂O₂）反应的物质___________________，同时反应放热。

田老师为让学生更好理解蛋白质的“盐析”与“变性”，对教材实验进行改进并完成了如下实验．

序号	实验操作	实验现象
①	在盛有鸡蛋清的试管中滴加饱和硫酸铵溶液	有白色絮状沉淀
②	将①所得沉淀取出少许放入试管中，加入足量蒸馏水	沉淀完全溶解
③	在装有硫酸铵晶体的试管中加少量蒸馏水	沉淀完全溶解
④	在盛有鸡蛋清溶液的试管中滴加乙酸铅溶液	有沉淀
⑤	将④所得沉淀取出少许放入试管中，加入足量蒸馏水	沉淀未溶解

（1）实验①②③研究的蛋白质的特性是           （填“盐析”或“变性”）；
（2）补充实验②的目的是说明实验①中蛋白质发生的         （填“是”或“不是”）化学变化；
（3）设计对比实验①、③的目的是                                   ；
（4）针对实验④，小黄同学提出了质疑：使蛋白质发生上述变化的是否为重金属离子．请补充完成实验⑥，供选择的试剂有：鸡蛋清、蒸馏水、食盐水、硫酸铜溶液、浓硝酸．

序号	实验操作	实验现象	实验结论
⑥			重金属离子使蛋白质发生了变化

实验室有两瓶没有标签的液体，分别是碳酸钾溶液和氢氧化钾溶液。为了鉴别这两种溶液，小明同学进行了以下实验：
（1）分别取两种溶液于两支试管中，各滴入一定量的氯化钡溶液，观察到一支试管中出现白色浑浊，反应的化学方程式为                            。
（2）实验结束后，小明同学将废液倒入同一个干净的烧杯中，发现废液变浑浊，于是将废液进行了过滤，并对滤液的成分进行了如下探究：
【提出问题】滤液中除水外，还含有那些物质呢？
【提出假设】
假设1：可能含有氢氧化钾、氯化钾和碳酸钾
假设2：可能含有氢氧化钾、氯化钾
假设3：可能含有氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾和氯化钡
你认为小明同学的以上假设中，不合理的是     ，理由是                   。
你认为还可能有的假设是                            。
【实验设计】设计一个简单的实验，证明你的假设是正确的。

实验步骤	实验现象	实验结论
		假设正确

 

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）  。