初中化学化学与社会发展探究题

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，设计了如下图的实验装置。

①实验装置乙中盛放的试剂为　            　。
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，并增加下图装置，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                  。

（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100%=96.4%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%）

某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。请结合下图回答：

（1）写出装置中仪器①的名称         。
（2）可通过加热二氧化锰和氯酸钾混合物制取氧气，反应中二氧化锰的作用是               ；该反应的化学方程式是                           。
（3）实验室制取并收集二氧化碳的装置组合是   （填字母）；该反应的化学方程式是_____________      ；用G装置吸收二氧化碳气体时气体应从      （填“长”或“短”）导管口进入。
（4）双球洗气管常用于气体除杂、干燥、吸收（可防倒吸）等实验。为吸收某气体并检验其性质进行图中实验，发现紫色石蕊试液变色。请根据表中的数据判断左方进入的气体可能是                 （填字母）

A．NH3

B．HCl

C．CO2

D．O2

(8分)石灰石有许多重要的用途。
（1）以石灰石为原料，可以生产生石灰，生石灰可做干燥剂，某化学兴趣小组的同学对食品厂某批次包装完整、粉状的生石灰成分进行质量检测。
【提出问题】该批次的生石灰成分及含量是否与标签相符？
(标签如图所示)

【猜想与假设】固体成分为：
A：全部是碳酸钙和杂质    B：既有碳酸钙，也有氧化钙和杂质
C：全部是             和杂质。
【设计并完成实验】

实验操作	实验现象	实验结论
第一步操作：取少量固体于试管中，加适量水振荡后静置，再滴几滴无色酚酞试液	溶液变红	说明固体成分中一定含有
第二步操作：再取少量固体于另一试管中滴加过量稀盐酸	有气泡生成	说明固体成分中一定含有

【实验结论】该兴趣小组同学得出的结论：剩余固体成分与【猜想与
假设】中的           (填A、B或C)相同。
【定量测定】称取10克该批次的生石灰样品，置于锥形瓶中，向其中缓慢加稀盐酸，直至无气泡产生，电子天平读数变小0.88克，将锥形瓶中残留物进行过滤、洗涤、干燥，得到固体质量为0.2克。

【问题讨论】由于生石灰与酸反应放出热量，导致水蒸气随CO₂一起从导管口逸出，这一因素使测得的生石灰的最终含量将       (选填“偏小”“偏大”或“无影响”)。反应生成的CO₂也会代替原有的空气残留在锥形瓶中，这一因素对测定结果也有影响。
（2）实验小组的同学对实验室制取二氧化碳反应后的溶液进行了如下探究：
取大理石和盐酸反应且过滤后所得废液20克于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液至过量，滴入碳酸钠溶液的质量与生成沉淀的质量的变化关系如图所示。请根据图中信息计算废液中氯化钙的质量分数是多少？(写出计算过程)

(7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】
Ⅰ．甲同学认为测定产物中O₂
的体积即可测定样品的纯度。
（1） 装置②的作用是：           ；
（2） 装置③的作用是：           ；
（3） 称取适量样品与足量浓盐酸充分反应后，收集到的氧气的体积为0.25 L(已知该实验条件下氧气的密度为1.28g/L)，则称取的样品质量应大于         g；
Ⅱ．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         ；(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
Ⅲ．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，称得氯化钠固体11.7 g。则计算该样品的纯度(写出计算过程)

某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设计了如下实验：
【设计实验方案】实验装置（如图2所示，固定装置略去）：

需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前后C装置（包含氢氧化钠固体）的质量。
（1）A装置中反应化学方程式是           。补充D装置        （简要叙述或画出装置示意图）。
【交流与表达】
（2）有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因是                      。
（3）为了克服图2装置的不足，有同学提出，还应增加图1装置与A装置连接（A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入空气。
反应前，断开B、C装置之间的连接，用图1装置鼓入空气，反应后，用图1装置鼓入空气。在A装置中的反应进行时，开关K处于关闭状态，其原因是                    。
【数据处理】
（4）称得纯碱样品的质量为10.8g，实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g，纯碱的纯度
为     %（计算结果保留小数点后1位）。
【反思与评价】
（5）能否用稀盐酸代替稀硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是                         。

(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。

在盐酸除铁锈的实验中，我们常会发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生，气泡是怎么产生的？针对这一问题，同学们提出了有关假设，并设计了如图甲所示的实验方案惊醒探究，实验时，观察到放有铁的试管中有气泡产生，而另一试管中没有，从而验证了自己的假设是成立的．
（1）分析上述实验，你认为同学们建立的建设是．
（2）有同学认为上述实验不够严谨，溶液中的水可能会对实验产生影响．于是他们又进行了对照试验，请你在答题卷的虚线框中用图示的形式将图乙的对照试验补充完整．
（3）还有同学想：气泡会不会是铁锈与水反应产生的？他认为还要补充一个铁锈与水反应的实验，你觉得有没有必要？．

某化学兴趣小组的四位同学对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分进行了探究。
【作出猜想】小马猜想：溶质有 $NaCl$、 $HCl$、 $NaOH$小程猜想：溶质只有 $NaCl$ 
小宫猜想：溶质有 $NaCl$、 $HCl$ 
小尚猜想：溶质有 $NaCl$ 、 $NaOH$

（1）老师认为小马的猜想是错误的，她的理由是。
【方案设计】小程和小宫分别设计了如下方案验证各自的猜想。

实验设计者	方案步骤	方案预估现象	方案结论
小程	用一根洁净的玻璃棒取反映后的溶液沾在 $pH$试纸上，把试纸所呈现的颜色与标准比色卡进行对照	$pH=7$	小程猜想正确
小宫	取少量反应后的溶液于一支试管中，再向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生成	小宫猜想正确

【方案评价】（2）两位同学中的方案正确。
【方案反思】（3）请分析错误方案的原因（都正确，不作答）。
【拓展研究】（4）请你再设计一个实验方案验证小尚的猜想正确，填写下列实验报告。

方案步骤	方案预估现象	方案结论
		小尚猜想正确

某化工厂生产过程中的残液含有硝酸银，取少量该残液样品，分别盛在 $A$、 $B$两支试管中，再分别加入不同质量的黄铜片（铜锌合金），充分反应后过滤，分别取滤渣工滤液进行下表所示实验．请你参与实验探究：
（1）用化学式填写下列实验报告中的空格：

实验操作	实验现象	分析与结论
①将 $A$试管滤出的滤渣洗涤后，取样，再加入稀盐酸	有无色气泡产生	从 $A$试管得到的滤渣的成分是
②取少量 $B$试管得到的滤液，滴加少量稀盐酸	无明显现象	从 $B$试管得到的滤液中的溶质一定有，可能有

（2）若要验证 $B$试管得到的滤液中可能含有的溶质，可以采用的物理方法是；可以采用的化学方法是向滤液中加入（填写一种物质的化学式），并观察现象．

实验是进行科学探究的重要方式，请填写下列空格：

（1）在蒸发食盐水获取食盐晶体时（图 $A$），应在蒸发皿内出现时，即停止加热．
（2）在点燃氢气等可燃性气体前（图 $B$），一定要先．
（3）某同学取甲、乙两个完全相同的装满二氧化碳的塑料瓶（图 $C$），向甲、乙两瓶中分别倒入相同体积的蒸馏水和氢氧化钠溶液，然后将两瓶迅速拧紧瓶盖，振荡，观察现象．该实验的探究目的是．
（4）用坩埚坩夹持一团钢丝棉，在酒精灯火焰上灼烧至红热，未见钢丝棉燃烧，然后将钢丝棉迅速插入盛有氧气的集气瓶中，钢丝棉在氧气中剧烈燃烧．据此可分析得知，钢丝棉能否燃烧与有关．

同学们在帮助老师整理实验室时，从1、2号橱窗中发现了两瓶失去标签的黑色粉末药品，并确定了这两瓶黑色粉末是木炭粉、铁粉、氧化铜、高锰酸钾中的两种。他们继续进行了分析、试验和反思：
【查阅资料】 $CuO$、 $F{e}_2{O}_3$等金属氧化物与酸反应，生成盐和水
（1）分析：小燕同学认为一定不是高锰酸钾，原因是；
（2）实验一：

实验操作
①取一种黑色粉末少许，加入到稀硫酸中	黑色粉末溶解，溶液颜色变	此粉末是氧化铜
②取另一种黑色粉末少许，加入到稀硫酸中	黑色粉末不溶解，没看到气体产生	此粉末一定不是铁粉

（3）反思：小华同学认为不做实验①，运用逻辑推理的方法也能得出其中之一是氧化铜的结论，原因是：；
（4）实验二：他们又进行了如下实验：将两种黑色粉末混合加热（实验装置如下图），发现黑色粉末逐渐变，澄清石灰水变。写出两种黑色粉末发生反应的化学方程式。

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）．

在化学实验探究课上，化学老师交给化学兴趣小组一包可能含有 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $NaN{O}_2$（亚硝酸钠）、 $NaCl$（至少含有两种物质）的白色粉末，请你和同学们一起参与探究该白色粉末的主要成分．
（1）提出问题：该白色粉末的主要成分是什么？
（2）查阅资料

化学式	酸碱性	与稀盐酸作用	毒性
$NaN{O}_2$	碱性	放出棕红色气体	有
$NaC1$	中性	不反应	无

（3）提出猜想：
猜想Ⅰ：只含有 $NaC1$、 $N{a}_{2}S{O}_4$    猜想Ⅱ：只含有 $NaC1$、 $NaN{O}_2$
猜想Ⅲ：只含有     猜想Ⅳ：含有 $NaC1$、 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $NaN{O}_2$
（4）进行探究

步骤	实验操作	实验现象	结论
步骤一	取少量固体样品于两支试管中，加蒸馏水溶解，向试管1滴入无色酚酞溶液，向试管 $2$滴入过量的氧化钡溶液．	试管1：溶液变红色 试管2：无明显现象	一定有， 一定没有．
步骤二	另取适量固体样品于试管中，加蒸馏水溶解，滴加硝酸银溶液	有白色沉淀产生	一定有．

（5）通过实验，猜想成立．
（6）写出步骤二中发生的化学方程式．
（7）拓展：粗盐中常含有可溶性和不溶性杂质，粗盐提纯的基本操作步骤是溶解、、蒸发．

复分解反应的定义可以用字母AB+CD=AD+CB来表示．某化学兴趣小组探究稀盐酸与以下四种物质是否能发生复分解反应：

$NaCl$溶液

$K_{2}C{O}_3$溶液

$AgN{O}_3$溶液

$NaOH$溶液

（1）甲同学提出稀盐酸与 $NaCl$溶液是否发生复分解反应？乙同学认为不反应，因为这两种化合物互相交换成分，所得的物质是一样的．你（填"同意"或"不同意"）乙同学的看法．
（2）甲乙设计了以下三个实验，请你在空白处填写相关内容：

	实验操作	实验现象	实验结论
实验1	在 $K_{2}C{O}_3$溶液中加入稀盐酸		稀盐酸与 $K_{2}C{O}_3$溶液发生了复分解反应
实验2	在 $AgN{O}_3$溶液中加入稀盐酸	有白色沉淀生成
实验3	在 $NaOH$溶液中加入稀盐酸	没有明显现象	甲乙同学：不发生反应

（3）写出实验2的化学方程式：．
（4）在实验3中，甲乙两同学因为观察到没有明显的实验现象，故判断该反应不能进行，你（填"同意"或"不同意"）他们的看法，若不同意，请设计实验证明该反应能发生．可用试剂： $NaOH$溶液、稀盐酸、石蕊试液．

实验内容与操作	实验现象	实验结论

某氯化钠样品中含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙等杂质，设计如下过程除去杂质：
步骤Ⅰ：加足量的水溶解．
步骤Ⅱ：依次加入过量的氯化钡溶液、过量的氢氧化钠溶液、过量的X溶液，充分反应后过滤．
步骤Ⅲ：加入足量的稀盐酸．
根据上述过程回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ需要用到的玻璃仪器是和．
（2）步骤Ⅱ中加入氯化钡溶液时，发生反应的化学方程式是；物质 $X$是溶液．
（3）步骤Ⅱ得到的固体中主要含有的物质是．步骤Ⅱ中可以用过量的溶液（填一种物质）代替氯化钡和氢氧化钠两种溶液，也可以达到相同实验目的．
（4）步骤Ⅲ加入足量稀盐酸的目的是；步骤Ⅳ的实验操作名称是．