初中化学化学与社会发展探究题

天然气的主要成分是甲烷（CH₄），某校化学兴趣小组同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。
【猜想与假设】甲：CO₂  H₂O  乙： CO  H₂O
丙：NH₃  CO₂  H₂O 丁： 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O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能”或“否”）                 。
（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是                        。
（3）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成红色，由此推断            同学猜想成立。
（4）请写出C中黑色粉末变成红色的化学方程式：                     。

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【实验探究一】为得到纯净的氢氧化钠固体，并测定NaOH的纯度，设计的实验过程如下图。请回答下列问题：

①长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，所含杂质是（1）         ，操作B中加入的试剂是（2）           ；（以上填写化学式或物质名称均可）
②操作A、B 的名称分别为（3）          、（4）           ；
③若要测定该固体中NaOH的纯度，实验过程中一定还需用到的仪器是（5）           。
【实验探究二】为了测定NaOH的纯度，小红同学设计如图装置（铁架台略去）。己知，碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳。

④写出指定仪器的名称：
甲（6）           、乙（7）           ；
⑤实验中取用样品质量要控制在一定范围内，如果样品用量过多，造成的后果是（8）           ；
⑥取l0g样品进行实验，根据实验数据，通过计算可知产生了CO₂ 0.11g ，求原样品中NaOH的纯度，写出计算过程。
（9）【实验反思】
⑦利用该实验装置，若操作正确，装置气密性良好，测定的NaOH纯度也将（10）     （填“偏大”或“偏小”），理由是（11）                                          。

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：                    。

下面是几位同学测量空气中氧气体积分数的四个实验，请你参与他们的探究：

[实验一]小强采用A图所示的装置进行实验：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推拉两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。
（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是                  。
[实验二]：小红采用B图所示的装置进行实验：实验过程如下：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5．
请回答下列问题：
（1）集气瓶中剩余的气体主要是              ，根据实验推断它的化学性质有          。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于总容积的1/5 ，其原因可能是              。
（3）红磷燃烧的现象是                    ，其符号表达式为            
[实验三]小华同学打算采用C图所示的装置进行实验：锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好。装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。
请回答下列问题：
（1）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是___________________。
（2）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，②当注射器中的水还剩        mL时停止下流。
[实验四]小明用图D装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．
（1）冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是                         。
（2）若镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的          %,现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中还有         。

某教师设计的创新实验装置图如下，请完成下列探究：

【实验内容】在500 mL的烧杯中放一金属圆柱体，注入400 mL热水，在圆柱体上放一小块白磷。在烧杯上盖一薄铜片，铜片的一端放一小堆红磷，另一端放一小块用滤纸吸干水后的白磷，观察。
【实验现象】铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，能说明的燃烧条件是         ；铜片上的白磷燃烧后，用一小烧杯罩在白磷上方，燃烧就停止，说明灭火的可以采用            原理；取下铜片后，用一支空试管向下罩住水中的金属圆柱体，水中白磷燃烧，其化学方程式是                  ；
【分析讨论】（1）铜片上放一小块白磷时，用滤纸将其表面的水吸干，原因是               。
（2）铜片上的白磷燃烧后，用一小烧杯罩在白磷上方，最好在烧杯内壁沾一些水，其原因是        。
【教师反思】教材P124[实验7-1]是一个对照鲜明，现象明显的探究实验。但是，该实验也存在不足。为了克服不足，在教学中，我对该实验进行的改进，改进后的优点有              （写出一条即可）.

将（NH₄)₂SO₄和Na₂CO₃两种溶液充分混合加热，发现有气泡产生且闻到刺激性气味。同学们对气体成分产生兴趣。
【查阅】CuO和NH₃加热时发生反应：2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O
【猜想】猜想一：气体是CO₂
猜想二：气体是NH₃
猜想三：气体是NH₃和CO₂
【讨论】（1）猜想一肯定不正确，理由是                               ；
（2）因Na₂CO₃溶液呈   （填“酸”或“碱”)性，故有NH₃产生。
【探究】为确定气体成分，设计如下装置（夹持装置未画出)：

（1）实验后，取少量A中固体，加入稀盐酸，观察到     ，证明其中含CO₂；
（2）B中观察到               ，证明含有NH₃；
（3）（NH₄)₂SO₄和Na₂CO₃两种溶液发生反应的方程式为：                    ；
（4）若B装置连同固体质量减轻4.8g，则C装置增加的质量为      ；
【反思】
（1）实验测得装置C增加的质量大于理论值，可能的原因是        ；
（2）氨气也是污染物，在C装置后连接下图装置，以吸收尾气中未参加反应的氨气。干燥管的作用是    （填序号)。

①防止氨气逸出      ②防止液体倒吸      ③防止盐酸挥发

某化学兴趣小组对“制镁企业不能使用CO₂灭火器作为消防器材”的问题进行探究，请你参与他们的活动。
（1）二氧化碳的制备
①实验室常用下图所示实验装置A制备CO₂，写出其中的仪器c的名称：   ；
②组装A装置时，仪器a、b插入双孔橡皮塞的先后顺序是   （填序号）；
③请写出检查A装置气密性的方法   ；
④若想控制反应的发生或停止，可选择下图哪些装置   （填序号）。

（2）探究镁与二氧化碳的反应
兴趣小组同学将点燃的镁条插入盛满CO₂的集气瓶内，镁条继续剧烈燃烧，生成白色固体并有黑色物质附着于集气瓶内壁。同学们对镁与CO₂反应的产物继续进行探究。
【提出猜想】
猜想I：产物是MgO和C；
猜想Ⅱ：产物是MgO、MgC₂和C。
提出以上猜想的依据是   。
【查阅资料】MgO＋H₂O＝Mg(OH)₂，Mg(OH)₂在热水中的溶解度增大；
MgC₂＋2H₂O＝Mg(OH)₂＋C₂H₂↑。
【实验分析】为探究白色固体的成分，兴趣小组同学进行了如下实验：
①取少量反应后的固体混合物放人试管，加入足量热水，无气体放出，说明猜想   不正确；
②为了验证另一种猜想中白色固体成分了请设计一个简单实验。
实验操作   ；
实验现象   。
若该猜想正确，此时Mg与CO₂反应的类型属于   。
【实验反思】通过本实验，对“CO₂不助燃”，你有什么新的认识：   。

某化学兴趣小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如图所示实验，并对反应后瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么？
【猜想与假设】
猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl。
猜想2：废液中的溶质只有             （填名称）。
猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl。
猜想4：废液中的溶质是NaCl、Na₂CO₃。
【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是       。
【实验与结论】
（1）为验证猜想2，小强同学取少量废液装入试管中，然后滴入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是小强认为猜想2正确。小强的实验       （填“能”或“不能”）验证猜想2的正确性，原因是       。
（2）小丽为验证猜想3，选用碳酸钠做试剂。若猜想3是正确的，验证时反应的化学方程式为       。
（3）若验证猜想4是否正确，下列试剂中可选用的有       （填序号）。
①氢氧化钠溶液   ②氯化钙溶液   ③稀盐酸   ④氯化钾溶液

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】收集不同体积比例的二氧化碳和一氧化碳混合气体。
方案一：如图所示

（1）请写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式                      ：
（2）该实验能获得二氧化碳和一氧化碳混合气体，其原因是                    。
方案二：根据如右图装置所示请回答下列问题：
（提示：饱和NaHCO₃溶液的作用是除去HCl气体，部分夹持装置及导管已略去）

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：                         。
（2）CO气体应由          （填“a”或“b”）通入,在C中混合后，由另一导管导出。
（3）装置C中浓硫酸的两点主要作用：
①干燥气体，减少实验误差；②                                     。
【活动与探究二】测定某钙片中碳酸钙的质量分数，用如图装置进行如下实验：①取研碎后的钙片4克，倒入气密性良好的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入适量的稀盐酸，置于电子天平上测出装置总质量。②打开活塞，滴入足量稀盐酸后关闭活塞，待气泡不再冒出时，测出反应后装置总质量。③整理相关数据如下表，计算出钙片中碳酸钙的质量分数。

反应前总质量（克）	275.58
反应后总质量（克）	274.92
反应前后质量差（克）	0.66
容器内气体质量差（克）	m

（1）该实验中，如果装置中不加固态干燥剂（吸水不吸二氧化碳)，则最终所算得钙片中碳酸钙的质量将_____________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（2）反应前容器内是空气（密度为ρ₁），反应后全部是CO₂（密度为ρ₂）。则反应前后
容器（容积为V）内的气体质量差m为              。（用字母表示，反应物的体积忽略不计）
（3）小明查阅有关数据后，计算出反应前后容器内的气体质量差m为0.22克，结合表中数据，计算该钙片中碳酸钙的质量分数。（钙片中的其它成分不与盐酸反应）

电石的主要成分是碳化钙（CaC₂），可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。某化学兴趣小组对它的化学性质产生了浓厚的兴趣并进行下列探究。
【查阅资料】乙炔（C₂H₂）燃烧时伴有大量黑烟。氢气（H₂）燃烧时发出淡蓝色火焰，用冷而干的烧杯罩在火焰上方烧杯内壁有水雾产生。CaO+H₂O→Ca(OH)₂。Ca(OH)₂溶液能使酚酞变红。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是：O₂、H₂或乙炔（C₂H₂）；电石与水反应生成的白色固体是：氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙。
大家讨论后一致认为该气体不可能是O₂，原因是                     ，白色固体不可能是氧化钙，原因是                            。
【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取适量电石加水反应，收集生成的气体，验纯后点燃。	气体燃烧，产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟。	电石与水反应产生的气体是         。
（2）取适量反应后生成的固体于试管中，滴加过量稀盐酸。	固体溶解，           。	电石与水反应产生的固体不是碳酸钙
（3）取适量反应后生成的固体于试管中加水，向上层清液中滴加2~3滴               。	溶液变红	电石与水反应产生的固体是氢氧化钙

【反思交流】载有电石的货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭，说明电石与水的反应是
（填“吸热”或“放热”）反应。

工业上用碳酸钠溶液与石灰水反应制烧碱。对于碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，某化学兴趣小组的同学将其产物进行过滤，并对滤液进行如下探究。
【提出问题】滤液中含有哪些溶质？
【猜想与假设】假设一：滤液中只含氢氧化钠
假设二：滤液中含氢氧化钠和碳酸钠
假设三：滤液中含
假设四：滤液中含氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸钠
【进行实验】甲同学设计了如下实验方案：

实验步骤	实验现象	结论
取少量滤液放在试管中，再滴入氯化钙溶液	若生成白色沉淀	碳酸钠过量
若无明显现象	恰好反应

【反思与评价】
（1）碳酸钠溶液与石灰水反应的基本类型为        。
（2）乙同学认为假设四不合理，理由是           。
（3）丙同学认为甲同学设计方案还不能说明碳酸钠溶液和澄清石灰水恰好完全反应，她的理由是        。
（4）丁同学认为要说明碳酸钠溶液与石灰水是否恰好完全反应，还需在甲同学实验方案的基础上进行实验。她的实验方案是：

实验步骤	实验现象和结论

【定量研究】
（5）戊同学称取100g烧碱固体样品（样品中的杂质是碳酸钠），加水溶解得到溶液A，取A溶液的1/5向其中加入CaCl₂溶液。反应时CaCl₂溶液与沉淀的质量关系如图所示。

①样品中氢氧化钠的质量为         g；
②计算所加CaCl₂溶液中溶质的质量分数。（写出计算过程）

一辆载满20t电石的挂车，在浙江滨江区燃起熊熊大火并伴有大量黑烟。事故路面上洒落了五六百米燃着的石头。这辆货车在雨中整整燃烧了一天，消防官兵对大火也束手无措，场面让人震撼。大家对电石的化学性质产生了浓厚的兴趣，请你一起与他们完成下列探究活动．
【查阅资料】电石的主要成分是碳化钙（CaC₂），可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。常见的可燃性气体中，乙炔（C₂H₂）燃烧时伴有大量黑烟。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是：氧气、氢气或乙炔（C₂H₂）；同学们做出以上猜想的依据是                   ，大家讨论后，一致认为该气体不可能是氧气，原因是                   。电石与水反应生成的白色固体是：氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙中的一种。同学们经过讨论认为白色固体不可能是氧化钙，因为氧化钙会与水反应。
【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取适量电石加水反应，收集生成的气体，验纯后点燃．	气体燃烧，产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟．	电石与水反应产生的气体是
（2）取适量反应后生成的固体于试管中，滴加过量稀盐酸．	固体溶解，	电石与水反应产生的固体不是碳酸钙
（3）取适量反应后生成的固体于试管中加水，向上层清液中滴加          ．	溶液变红	电石与水反应产生的固体是氢氧化钙

【反思交流】请根据以上实验结论写出电石与水的反应的化学方程式                  ；
载有电石货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭，说明电石与水反应是       （填“吸热”或“放热”）反应。

下列是初中化学的两个实验，按要求回答问题：
（1）某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：

①红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为            
该实验可观察到的现象为            
该实验中红磷稍过量，目的是            
②由实验现象可得出的结论是                   
（2）某课外活动小组设计如图装置研究分子的性质：

① 向盛有约20ml蒸馏水的小烧杯①中加入5～6滴酚酞溶液，搅拌均匀观察到溶液            
② 从上述烧杯①中取少量溶液置于试管中，向其中慢慢滴加浓氨水，观察到溶液            
③ 另取一个烧杯②（如图），加入约5ml浓氨水。用一个大烧杯罩住①②两个小烧杯。过了几分钟，观察到            
综合②③实验说明分子                         
反思：为什么两个烧杯不同时变色呢？
查阅资料：不同的分子在相同的条件下运动速率不同。
由此可根据现象推断               分子运动速率快（填氨或酚酞）。

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究：

方案 设计者	方案步骤	方案预估现象	方案 预估结论
小亮	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡	酚酞试液 不变色	恰好完全中和
小丽	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照	pH=7	恰好完全中和
小林	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生产	盐酸过量，没 有完全中和

【方案评价】请判断以上设计的三个方案中，       同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案中任意一个错误的原因                       。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH；小丽猜想：溶质只有NaCl；
小林猜想：溶质有NaCl、HCl；你的猜想：溶质有           （填化学式）。
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是                                。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液		小林猜想正确
	有蓝色沉淀生成	你的猜想正确

 

白色粉笔是一种常用的教学用品，已知某品牌白色粉笔的主要成分中是含有钙元素的一种盐。某化学兴趣小组的同学一起探究该粉笔的组成。
【提出问题】白色粉笔的主要成分是什么?
【作出猜想】①碳酸钙；②硫酸钙；③硝酸钙。
【查阅资料】硝酸钙易溶于水；硫酸钙微溶于水；硫酸钡不溶于水，也不溶于稀硝酸。
【实验探究】
（1）小军取一段白色粉笔（约1g），在研钵中研成粉末，倒入大烧杯中，加入100毫升蒸馏水，充分搅拌，静置，发现烧杯底部有较多的白色固体未溶解。说明猜想 不成立；
（2）小军将烧杯中的物质过滤,然后取少量滤渣于试管中，并滴加稀盐酸，看到     的现象，证明猜想①不成立；
（3）小兵取少量滤液于试管中，滴加Ba（NO3）2溶液和稀硝酸，有白色不溶物产生，发生反应的化学方程式为                       ；
【实验结论】根据上述探究中的实验现象，请你写出该粉笔主要成分的化学式为     ；