初中化学化学与社会发展探究题

(9分)某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种，硫酸铜溶液中可能混有硫酸。
【提出猜想】
①生成的气体可能是SO₂或O₂或H₂。
【查阅资料】
①SO₂与二氧化碳化学性质相似，如它也能使澄清石灰水变浑浊。
②浓硫酸具有强烈的吸水性，可做气体的干燥剂。
③H₂与CO均可以还原金属氧化物。
【方案设计】甲同学设计了如下实验方案，验证猜想的气体。

甲同学认为：若观察到                                   ，则气体为SO₂。
若观察到                                                ，则气体为O₂。
【实验探究】
①实验开始时，应先将收集到的气体从a处通入一段时间后，再点燃 C 处酒精灯。
这样操作的目的是                                             。
②实验过程中发现 A 装置中溶液不变浑浊， C 装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，试管壁上有水滴生成；
【实验结论】①生成的气体是          。
②铁放入该硫酸铜溶液中所发生反应的化学方程式为                。
【实验反思】
乙同学认为甲同学的实验方案操作复杂，他只需一盒火柴即可确定该气体成分。你认为乙同学的实验方案是                。

①暗紫色固体A在加热的条件下反应生成B和C以及D，②常温下过氧化氢溶液遇到C时分解放出D，其中C在反应前后的质量和化学性质都没有改变，③若将细铁丝放在D中点燃能剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体E．
（1）写出各物质的名称：
A　      　；B　   　；C　    　；D　   　；E　   　．
（2）用文字表达式表示①、②、③有关的化学反应，并在括号内指出反应所属的反应类型（化合反应、分解反应）
①　                                 　；
②　                                 　；
③　                                 　．

在学习过程中，小青同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO₂，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体也有多种可能？
【猜 想】碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO₂，则发生的化学方程式是             ；
②只有           ；③既有CO，又有CO₂。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO₂无变化，但遇到微量CO会立即变成蓝色。
【方案设计】通过上述资料和已有知识，小青初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄
清的石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检查。
【实验验证】经过思考之后，小青设计了如下实验装置：

【实验步骤】
（1）打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N₂，通一会儿N₂的目的是          ；
（2）关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
【结  论】充分反应后，小青观察到：试纸         ，石灰水       ，证明猜想③是正确的，
A中可能观察到的现象               。
【定量计算】小青称取碳和氧化铜的混合物的质量为1g，充分反应后，装置C的质量增
加了0.22g。计算装置C中生成碳酸钙的质量是多少克？
【反思与评价】从环保的角度分析该实验装置中不完善之处是                。

同学们在学习了木炭还原氧化铜的实验后，联想到单质碳的一些化学性质，对反应后的气体成分产生了疑问，某学习小组对该反应产物中的气体成分进行了探究。
〔猜 想〕
①气体产物全部是CO₂ ②气体产物全部是CO ③气体产物             ①
〔查阅资料〕CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
〔设计实验〕根据各自的猜想，他们共同设计了如下图的实验装置进行探究。

〔现象与分析〕

现象	结论
如果装置B        ②       ，装置C无现象	则猜想①成立
如果               ③	则猜想②成立
如果_________      ④                 __	则猜想③成立

〔结论〕实验现象证明猜想③成立，同学们的疑问是合理的。
〔反思〕
（1）同学们对CO产生的原因进行了分析：
①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；
②原因二：反应中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应，产生了CO；
请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理_________________⑤_________________。
（2）根据上述实验，请你归纳出单质碳在工业上的重要用途        ⑥        
（3）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是        ⑦          

化学实验课后，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。	氢氧化钠溶液已经变质。

【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氯化钙溶液，并不断振荡。	有   产生。	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。	。	说明原溶液中   。

【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，写出相关反应的化学方程式                。
（2）保存氢氧化钠的方法是             。
（3）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”）。

科学探究常用控制实验条件(控制变量)进行对比实验的方法。如关于燃烧条件的探究有：可燃物、助燃物、着火点(温度)三个控制变量。
(1)某同学在探究燃烧条件的时候做了如下实验：
①把石块和木条同时放在酒精灯火焰上，这是把可燃物作为控制变量的一个对比实验，实验的结果是________________________。
②两支燃着的蜡烛分别放在两个集气瓶内，然后用玻璃片盖住其中一个集气瓶的瓶口，结果发现盖上玻璃片的集气瓶里面的蜡烛很快就熄灭了，而没有盖上玻璃片的集气瓶里的蜡烛没有熄灭。实验的结果证明____________，这个实验是把___________________作为控制变量进行的对比实验。
(2)实验证明，白磷和红磷都是可燃物。右图利用白磷和红磷进行燃烧条件的探究实验中，也运用了两个对比实验的方法。

①铜片上的白磷和红磷是把_________________作为控制变量的一个对比实验，实验的现象是_________________________，实验的结果证明__________________________。
②铜片上的白磷和水中的白磷是把____________作为控制变量的一个对比实验，实验的现象是________________________________________.

以下是氯化钠溶液的配制和粗盐中难溶性杂质的去除(需要计算粗盐的产率)实验活动中的部分操作。

（1）仪器 $a$的名称是。
（2）配制6%的氯化钠溶液和粗盐中难溶性杂质的去除都要用到的实验操作是（填序号）。
（3） $A$中玻璃棒搅拌的作用是使氯化钠。如果 $B$中的滤液仍然浑浊，就应该。 $D$操作中，当观察到蒸发皿中出现时，停止加热。

在古代，人们常用贝壳（主要成分是碳酸钙，杂质不参与反应且不溶于水）和纯碱为原材料制取烧碱，其制取流程如图：

（1）写出加入纯碱溶液后发生反应的化学方程式：                               ；
（2）【问题与发现】固体A是纯净的氢氧化钠吗？
【猜想与假设】根据反应原理，同学们提出以下猜想：
甲的猜想：A是纯净的氢氧化钠固体．
乙的猜想：A是氢氧化钠和氢氧化钙的混合物．
你的猜想：                             ．
【实验验证】

	实验操作	现象	结论
甲	取少量固体A，用适量水溶解后，滴加几滴无色酚酞溶液．	溶液变红	猜想成立
乙	取少量固体A，用适量水溶解后，滴加几滴饱和碳酸钠溶液．		猜想不成立
你			猜想成立

【反思与评价】同学们讨论后，认为甲的结论不一定成立，原因是                     ．

某合作学习小组为探究二氧化碳的化学性质，做了以下实验：他们取一张用石蕊染成紫色的干燥的试纸，放到已通入二氧化碳的水中，观察到试纸变成红色。由此部分同学判断：二氧化碳能使紫色石蕊试纸变成红色。请你围绕该问题进行探究：
（1）你认为这些同学的判断正确吗？_________________
（2）如果正确，请说明理由；如果不正确，请你设计还需进行的实验，以得出满意的结论。（简要叙述实验步骤、现象和结论，用语言或图示均可）
__________________________
__________________________。

(6分)小明同学刷牙经常使用高露洁草本牙膏（如图），他将牙膏拿到实验室想用下列装置证明牙膏中是否含有CO₃^2－，试回答下列问题：

（1）仪器A的名称是__________；
（2）图中存在的错误是___________________________；
请在锥形瓶内画出液体药品的位置。
（3）若牙膏中含有CO₃^2－，请猜测A中能观察到的现象是______________________________________；
（4）你认为牙膏中含有CO₃^2－的物质是____________，据此，请写出锥形瓶中发生反应的化学反应方程式：_________________________________。

蚁酸（化学式为HCOOH）在一定条件下会分解生成两种氧化物。
【提出猜想】蚁酸分解的两种氧化物是什么
（1）甲同学根据蚁酸中含有        元素，推测出一种生成物是水；
（2）另一种生成物是气体，乙同学对该气体提出两种猜想：
猜想①：该气体是CO₂；   猜想②：该气体是             。
【实验设计】乙同学将蚁酸分解产生的气体通过如下图所示装置（铁架台未画出）：

【讨论交流】
Ⅰ．根据实验现象，A中溶液          浑浊（填“变”或“不变”），就能否认猜想①。
Ⅱ．装置B中的发生反应的化学方程式是                                           ，装置C的作用是                                     。
【讨论交流】从环保角度看，该装置的缺陷是                          。
【拓展延伸】丙同学提出：蚁酸分解生成的两种氧化物中，如果一种是水，另一种氧化物就一定不是CO₂。从理论上分析，其理由是                                  。

生石灰常用作食品干燥剂．久置的生石灰里可能会含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙三种物质中的一种或几种（假设久制的生石灰中不再含有其它成分）．为了探究久置的生石灰的成分，某校化学兴趣小组进行了以下探究活动．
【设计实验】取0.94g久置的生石灰样品放入烧杯中，进行了以下探究实验，如图所示：

【讨论与分析】
（1）生石灰可以做干燥剂的原因是                      （用化学方程式表示）．
（2）向0.2g滤渣A中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明久置的生石灰样品中一定含有        （填写化学式）．
（3）②中反应过程中的实验现象是                                  ．
（4）将混合物C、D全部倒入一个洁净的烧杯中混合，充分反应后，过滤，得到1g滤渣E和红色滤液F．向滤液F中滴加CaCl₂溶液，有白色沉淀生成，则滤液F的溶质中一定含有           ，还可能含有         ．
【解释与结论】依据实验现象和测得的数据判断，0.94g久置的生石灰样品的成分是             ．

碲（ $Te$）被誉为"现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁"。实验室模拟提取碲的一个实验是：取某含碲溶液于烧瓶中，加入适量 $NaC1$，加热到一定温度，持续通入 $S{O}_2$，待反应一定时间，过滤得到粗碲。
（1）反应的总化学方程式为：

则X为(填化学式)。
（2）为探究获得较高粗碲沉淀率的反应条件，某研究小组在控制 $NaC1$浓度和 $S{O}_2$流量不变的条件下，进行下述对比试验，数据如下：

实验	温度/℃	反应时间/h	粗碲沉淀率/%
a	65	3.0	65.0
b	80	3.0	98.9
c	80	2.0	98.9
d	90	2.0	97.0

①该小组研究的反应条件是和。
②实验a和b 的目的是。
③在上述四组实验中，最佳的反应条件是

(6分)盐城是全国酸雨高发地区之一，某化学兴趣小组得知酸雨是因空气中的二氧化硫与水反应生成酸而导致，他们想对此进行探究，请你参与他们的探究过程：
（1）做出假设_____________________________________________________ ；
（2）设计方案：用紫色的石蕊试液浸泡，制成紫色纸花并晾干。先验证水能否使紫色纸花变色，再验证二氧化硫气体能否使干燥的紫色纸花试纸变色，最后验证二氧化硫气体能否使湿润的紫色纸花变红，实验装置和药品如图：

（3）查阅资料：你认为该实验小组不需要掌握的资料内容中应包括（填序号）             ；
①二氧化硫易溶于水
②酸能使湿润的紫色石蕊试纸变红
③SO₂不与浓硫酸反应
（4）实验：①实验中纸花（Ⅱ）的颜色始终没有变化，这说明                                。
②纸花（Ⅲ）在实验过程中始终未见变色，此现象说明
③实验Ⅰ的作用是__________________________________________；
（5）结论：实验过程中只有Ⅳ纸花变红，说明原假设           （填“成立”或“不成立”）

水煤气是一种工业上常用的气体燃料，一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得，含有少量的CO₂和水蒸气杂质。某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行探究。
【查阅资料】
（1）白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色；
（2）Na₂CO₃与少量盐酸反应生成NaHCO₃和NaCl，与过量盐酸反应时生成NaCl、H₂O、CO₂。
【实验假设】
①可燃气体是CO；②可燃气体是H₂；③可燃气体是            。
【实验过程】
实验小组按以下流程进行实验（所用试剂均为足量）：

实验中，发现黑色氧化铜变红，且             ，证明水煤气含有H₂；
还观察到澄清石灰水变浑浊，证明水煤气中含有另一可燃气体是     。
【实验反思】
根据实验结论，甲同学认为实验应保证安全，防止中毒。对尾气的处理方法是                。
【实验拓展】
（1）实验后，乙同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入几滴稀盐酸，若没有气体产生，则溶液中还有NaOH剩余。但丙同学认为乙同学的设计是错误的，理由是                 ；
（2）丁同学通过本次实验，结合查阅的资料发现，不用任何其它试剂，只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液。正确的鉴别方案及结论是                     。