初中化学化学与社会发展探究题

(10分)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研究．
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】同学们针对“猜想一”进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气体产生	“猜想一”不成立

他们的实验结论是否正确？        ，理由是                             ．
（4）【继续探究】设计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CaCI2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

 

某校初三化学学习小组的同学前往某地的石灰石矿区进行调查，他们取回矿石样品，对样品中的碳酸钙的质量分数进行检测，采用了以下的办法：
甲组同学：
测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，其方法是：将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO₂的体积，再根据体积换算为质量，最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量。下图为大理石与稀盐酸反应的反应装置，并测量CO₂的体积。（其他仪器省略）

（1）上图中左侧的橡皮管的作用                                              。
（2）上图中装置中油层的作用是                 。
（3）                              （填操作方法）可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。
乙组同学：
【查阅资料】1.氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体
2.碱石灰可以吸收二氧化碳气体和水分
取样品，研成粉状后，按下图进行实验。

（1）实验步骤：
①连接好装置，检查气密性；
②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；
③称量F的质量；
④关闭弹簧夹C，慢慢滴加稀盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；
⑤打开弹簧夹C，再次快速通一段时间空气；
⑥称量F的质量，计算前后两次质量差。最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量
（2）问题探究：
①产品研成粉状的目的                                     ；
②B装置的作用是                                         ；
G装置的作用是                                         。
③若没有E装置，则测定的CaCO₃的质量分数会        （填“偏大 偏小 不变”）。
④在步骤②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气的目的                      。
总结反思：
（1）甲组同学们认为即使排除实验仪器和操作的影响，测定的结果仍不一定准确，甲组中，可能造成实验结果与真实值相比偏小的原因
（2）在乙组实验步骤中，可能造成实验结果与真实值相比偏大的原因                 。

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。

如图是模拟海水制盐的流程

（1）为了证明第①步所加的Ca（OH）₂溶液已过量，某同学取少量①反应后的上层清液，向其中继续加入Ca（OH）₂溶液，若             （填实验现象），则证明Ca（OH）₂溶液已过量．
（2）实验结束后，兴趣小组对滤液进行探究
【提出问题】滤液中除了含有水和氯化钠外，还含有哪些溶质？
【提出猜想】根据实验①②③的操作后，作出如下猜想
猜想一：由于在②中加入了过量的碳酸钠溶液，所以滤液中除了含有水和氯化钠外，还仅含过量的             ．
猜想二：由于在①加入了过量的氢氧化钙，发生反应生成了氢氧化镁和氯化钙，所以滤液中除了含有水和氯化钠外，只含有反应生成的氯化钙．
猜想三：由于②所加的过量碳酸钠在①之后，所加的碳酸钠把①中反应生成的氯化钙和过量的氢氧化钙全部除去，所以滤液中除了含有水和氯化钠外，还含有                ．
【验证猜想】

步骤	实验操作	实验现象	推断
1	取少量滤液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，振荡，静置		滤液中还含有
2	取步骤1反应后的混合液过滤后，取滤液少量于试管中加入		滤液中还含有氢氧化钠

【实验结论】经过兴趣小组的实验分析，推出猜想三是正确的．
【反思与拓展】为了使制得的精盐水只含有水和氯化钠，步骤④的作用是除去杂质，请写出其中一个反应的化学方程式：               ．如果要将精盐水继续提纯成NaCl晶体，应进行           操作．
【定量计算】若用上述NaCl晶体配制溶液，取一定质量的该溶液加入足量的AgNO₃溶液，所得AgCl沉淀质量等于原NaCl溶液质量．请计算原NaCl溶液中溶质的质量分数。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ、写出该中和反应的化学方程式：                         。
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：可能是CaCl₂和Ca(OH)₂；猜想二：可能只有CaCl₂；猜想三：        。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】
实验步骤：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡
实验现象：                        
结论：猜想一不正确
实验步骤：实验步骤取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量
实验现象：                         
结论：猜想二不正确，猜想三正确
【反思与拓展】
（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑        。
（2）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl，除以上方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？        （填序号）
a．pH试纸     b．铜     c．紫色石蕊溶液       d．硝酸银溶液
（3）烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是        （写一条）。要处理烧杯内溶液，使其溶质只含有CaCl₂，应向烧杯中加入过量的        。

(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。

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．

植物不但进行光合作用，也同时进行呼吸作用。为了比较二者的不同，有人设计了如下实验。
在一晴朗的早晨，选取大小相似的同种植物两盆，在花盆上各放入一杯澄清的石灰水，然后把其中一盆用无色透明的塑料袋罩住，放在阳光下；另一盆则用黑色塑料袋罩住，放在阴暗处（见下图）。

傍晚，在塑料袋上都剪一小口，并插入燃着的木条试验，发现A中木条比B中更亮；而A中的石灰水保持澄清，B中变浑浊。请根据以上所述回答下列问题：
（1）A中木条燃烧更旺，说明A中 ___________更多，从而说明在阳光照射下植物主要发生_____________作用。
（2）A中石灰水保持澄清，而B中变浑浊，说明B中___________更多，从而说明在缺少光照条件下，植物主要发生_____________作用。
（3）很多人喜欢在天刚蒙蒙亮时到茂密的林中进行晨练，请你结合该实验谈谈看法
____________________________________________________

(9分)用如图所示装置，在常温下，分别进行研究燃烧条件和研究氧气性质的实验。已知：白磷的着火点为40℃。

内容步骤	【实验1】研究燃烧条件	【实验2】研究氧气性质
Ⅰ	烧杯中盛有80℃的热水， 分别在燃烧匙和烧杯中导管口放置一小块白磷，塞紧瓶塞	烧杯中盛有NaOH溶液（能吸收CO2）， 燃烧匙中放入木炭 点燃木炭后，迅速将燃烧匙伸入瓶中，塞紧瓶塞
Ⅱ	推入适量H2O2溶液	推入适量H2O2溶液

（1）H₂O₂稀溶液与MnO₂接触时发生反应的化学方程式为                              。
（2）实验1中，推入H₂O₂溶液前，燃烧匙和水中的白磷均不燃烧，原因分别是          、           ；
推入H₂O₂溶液打开止水夹，观察到烧杯中的现象是            。
（3）实验2中，推入H₂O₂溶液后，观察到木炭燃烧得更剧烈，由此得出氧气的性质是        ；木炭熄灭后冷却一段时间，烧杯中的部分溶液流入集气瓶。该实验中，集气瓶内压强的变化过程是               。
（4）下面是一些常用的灭火方法的事例：
①熄灭酒精灯时，用灯帽盖灭；
②熄灭燃气灶火焰时，关闭阀门；
③油锅着火时，用锅盖盖灭；
④森林着火时，将大火蔓延线路前的一片树木砍掉；
⑤房屋着火时，用高压水枪灭火。
请你从灭火原理角度，选择一种分类标准进行分类：
分类标准                   包括事例              （填序号）

(某研究性学习小组同学将钠置于充满 $C{O}_2$的集气瓶中进行燃烧，反应后集气瓶内有黑色固体和白色固体生成。
该小组经分析得知，白色固体中不可能有 $NaOH$，原因是。他们对白色固体成分进一步探究。
【提出问题】白色固体是什么？
【查阅资料】① $N{a}_{2}O＋H_{2}O=2NaOH$   ②钠能与水反应生成 $NaOH$和 _{$H_2$}
【猜想与假设】Ⅰ．白色固体是 $N{a}_{2}O$    Ⅱ．白色固体是 $N{a}_{2}C{O}_3$
Ⅲ．白色固体还可能是             
【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量白色固体于试管中，加入适量水振荡。	固体全部溶解
向上述所得溶液中加入过量 $CaC{l}_2$溶液，静置。	产生白色沉淀
取静置后的上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液。	试液不变色		白色固体是    。

【得出结论】①通过上述实验，三个猜想中猜想成立。
②钠在 $C{O}_2$中燃烧的化学方程式为。
【反思与交流】钠着火，可以选用的灭火物质是。
A．水       B．干沙土       C．二氧化碳

某化学兴趣小组在一次实验活动中发现钠能在二氧化碳中燃烧，他们对钠在二氧化碳气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究：
实验：将燃烧的钠迅速伸入到盛满二氧化碳的集气瓶中，钠在其中继续燃烧至完全，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。
查资料：Na₂O+H₂O=2NaOH
提出假设：燃烧后瓶璧上附着的白色物质是什么？
假设1：白色物质是Na₂O。
假设2：白色物质是N_a2CO₃
假设3：          。
设计实验方案，验证假设

实验方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质是Na2O。
方案2	①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入适量BaCL2	有白色沉淀生成	白色物质是Na2CO3
②静置片刻，取上层清液于试管中……	……。

思考与交流：
（1）甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是    
（2）根据方案2的结论，补齐方案 2中②的实验操作，并写出相应的实验现象。
实验操作：                    实验现象：          
（3）乙同学认为白色物质可能是NaOH，你填          （同意或不同意）该同学的观点，
并简述理由：          
（4）根据假设2，写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式：                    。

（,宜宾）小明家有包开启了的小苏打，久置在灶台上方，可能因受热而变质。小明为此开展了探究，请分析其过程完成填空。
【查阅资料】
① 2NaHCO₃Na₂CO₃＋ CO₂ ↑ ＋ H₂O
② NaHCO₃＋ NaOH ＝ Na₂CO₃＋ H₂O
③ 2NaHCO₃＋ Ca(OH)₂＝ CaCO₃ ↓ ＋ Na₂CO₃＋ 2H₂O
④ Ca(HCO₃)₂＋ Na₂CO₃＝ CaCO₃ ↓ ＋ 2 NaHCO₃
⑤ Na₂CO₃受热不分解，NaHCO₃、Ca(HCO₃)₂都能溶与水。
【假设猜想】
假设一：小苏打没有变质，化学成分为 NaHCO₃；
假设二：小苏打完全变质，化学成分为       ；
假设三：小苏打部分变质，化学成分为       。
【实验方案】
可选药品：①Ca(OH)₂溶液    ②CaCl₂溶液     ③NaOH溶液   ④稀盐酸

实验操作	实验现象	实验结论
操作一：取小苏打样品少量溶于足 量水后，加入过量的      （填药品编 号，下同）,观察，如有沉淀，则继续进行下一步操作。 操作二：待操作一中反应充分后过 滤，并在滤液中加入过量的   ，观察。	操作一中无沉淀出现	假设一成立
	假设二成立
	假设三成立

【问题讨论】
有同学认为，取一定量样品直接加热，再将产生的气体通入澄清石灰水，根据实验现
象，对上述三种假设的每一种是否成立都能进行判断。请评价这种方案是否合理
（填“是”或“否”），理由是      。

（一）小明和小亮同学在实验室帮老师配制石灰水时，将两药匙熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是小明认为熟石灰样品已经变质。小亮同学不同意他的判断，你认为小亮同学的理由          。同学们针对该熟石灰样品的成分展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告。
【提出问题】熟石灰样品的主要成分是什么？
【作出猜想】甲同学猜想是Ca(OH)₂；
乙同学猜想是CaCO₃
你认为是                       。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤。 向滤液中加入适量的         溶液；	；	乙的猜想不正确
向滤出固体中加入适量           溶液。	。	你的猜想正确

【拓展与应用】小组同学反思了熟石灰变质的原因，认识到实验室应        保存熟石灰。
（二）在做盐跟盐反应的分组实验时，第一组学生进行BaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应，第二组学生进行BaCl₂与Na₂SO₄溶液的反应。实验结束后，两组同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸中。浊液中白色沉淀物质是           和           。（填物质的化学式）
化学兴趣小组对浊液进行过滤，探究滤液的成分。
【提出问题】滤液里除了NaCl外，还有什么物质？
【提出猜想】猜想①：        ；       猜想②：Na₂SO₄；
猜想③：Na₂CO₃；          猜想④：Na₂CO₃、Na₂SO₄
【实验探究】

若现象a只有气泡产生，则猜想     可能成立；若现象b产生白色沉淀，然后加稀硝酸沉淀部分溶解，若沉淀全部不溶解，则猜想       成立。

某兴趣小组对普通干电池的化学成分及相关问题进行相关探究。
（1）下列是各种垃圾的回收图标。废旧电池应放入         （填序号）。

（2）普通干电池的构造示意图如图。

①电池中的石墨表现出优良的        性；石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是       不同。
②普通干电池使用时化学能转化为     能；
（3）小组同学对废旧普通干电池进行拆解分离得到黑色固体混合物和锌、铜、碳棒等。他们对黑色固体混合物进行探究。
[查找资料]向ZnCl₂溶液中逐滴滴入稀氨水，先生成Zn（OH）₂白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn（NH₃）₄]Cl₂
[实验探究]同学们设计了如图所示的实验：

[实验反思1]操作①中玻璃棒的作用是            ，操作②的名称是         。
[实验反思2]将操作②所得黑色滤渣进行灼烧时（如图③所示），会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体；再将灼烧所得残渣进行操作④时，试管中产生的气体能使带火星的木条复燃，写出操作④中反应的化学方程式          。
由此得出结论：滤渣中除含有MnO₂外，还含有黑色粉末            。
[实验反思3]滤液中溶质的主要成分是NH₄Cl，还是ZnCl₂？
操作1：取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管，并加热。未能闻到明显的刺激性气味，但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间，试纸变蓝色。
操作2：向另一支盛有少量②的滤液的试管中逐滴加入        ，观察到          。
实验结论：该滤液中仅含有少量的NH₄Cl，主要成分是ZnCl₂。
（4）如图是氢氧燃料电池的示意图。电池工作时，H₂和O₂反应生成水，同时提供电能，溶液的pH     （填“变大”、“变小”、“不变”）。

赤铜是一种铜的氧化物，因其外观与铜粉的颜色相似，故名“赤铜”。某兴趣小组欲确证草酸晶体的热分解产物，并测定赤铜的化学式，请你参与过程分析。
【资料】1、草酸晶体（H₂C₂O₄·3H₂O）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：
H₂C₂O₄·3H₂O=CO₂↑+ CO↑+ 4H₂O
2、浓硫酸具有吸水性，常用作气体干燥剂；无水硫酸铜遇水分变蓝色
（1）下列可用作草酸晶体在浓硫酸作用下加热分解的装置是         （填字母编号）。

a               b           c                d
【问题讨论】

用上图所示装置进行实验（装置C中澄清石灰水足量）：
（2）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是                       。
（3）B装置的作用是                  。证明草酸晶体的热分解产物中有CO₂的现象是              ，该反应的化学方程式为                    。
（4）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是                      。
【数据分析与计算】
（5）称取赤铜样品7.2g（假设样品是纯净物），用上述装置进行实验，待赤铜完全反应后，测得E装置玻璃管内固体粉末的质量为6.4克，试计算确定该赤铜的化学式。（写出计算过程）
（6）根据你求出的赤铜化学式，写出E装置中发生反应的化学方程式                。