初中化学化学与社会发展探究题

化学老师交给某研究性学习小组一个任务：测定实验室里一瓶久置的NaOH固体是否变质。该小组的同学进行了如下实验探究：
【提出问题】 猜想I：没变质，全部是NaOH；猜想II：部分变质，既含有NaOH又含有Na₂CO₃：猜想Ⅲ：完全变质，全部是Na₂CO₃。
【查阅资料】①已知反应：BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓
②部分盐溶液在常温下的pH如下：

盐溶液	NaCI	Na2CO3	BaCl2
pH	等于7	大于7	等于7

 
【设计方案并进行实验】请你与他们一起共同完成，并回答所给问题：

实验步骤	实验现象	实验结论
①称取上述氢氧化钠固体样品8．0g溶于50ml，水配成溶液，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应后，静置。	产生白色沉淀	说明久置固体中，一定含有              （填化学式）。
②用玻璃棒蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在一小块pH试纸上，与标准比色卡对比，测出pH	pH=11	说明久置固体中，还一定含有            （填化学式）。

 
上述步骤①中，所用称量仪器的名称是            ，滴加过量BaCl₂溶液的目的是           
【实验结论】通过实验，说明上述猜想中            是正确的。
【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是
（用化学方程式表示）。
【表达与交流】在实验室里氢氧化钠需要密封保存。药品密封保存的原因很多，请你写出浓盐酸需要密封保存的原因                              。

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）

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"）。

化学是一门研究物质的科学，我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质。以金属为例，请你参与其中回答相关问题：
（1）认识金属元素存在：自然界中大多数金属都以化合物的形式存在。
下列矿石的主要成分属于氧化物的是(填字母序号，下同）；
A．铝土矿 (主要成分 $A{l}_2{O}_3$)
B．钾长石(主要成分 $KAlS{i}_3{O}_8$)
C．赤铁矿 (主要成分 $F{e}_2{O}_3$)
D．磁铁矿 (主要成分 $F{e}_3{O}_4$)
（2）探究金属性质：金属原子容易失去最外层电子，化学性质活泼。图1为探究金属化学 性质的实验，图2是金属化学性质网络图。

①图1甲中反应现象是丙中反应的化学方程式为；
②图1只有乙中不反应，能得出三种金属活动性及它们和氢元素的位置关系，由强到弱的顺序是(填元素符号）；
③依据图1完成金属性质网络，图2中的A属于(填物质类别）；
（3）认识金属的制备：工业上常采用还原法、置换法、电解法制备金属。
用一氧化碳还原赤铁矿冶铁反应的化学方程式为

（4）金属在生产生活中应用广泛。
①下列金属制品的用途，利用其导电性的是

A．

铁锅

B．

铜导线

C．

铝箔

D．

黄金饰品

②合金性能优于单一金属，因而被广泛应用。焊锡（主要含锡、铅)与其组成金属相比
具有的特性，可用于焊接电子元件；
③ 金属是一种有限资源，需要保护和回收利用。
黄铜（铜锌合金)用作弹壳的制造。现有一批使用过的，锈迹斑斑的弹壳，处理这批弹壳可以制得硫酸锌和铜，其主要流程如下所示。
【收集资料】弹壳上的锈主要为 $C{u}_2{\left(OH\right)}_{2}C{O}_3$，能与稀硫酸反应得到硫酸铜溶液；弹壳中其他杂质不溶于水、也不参加反应。

a．写出弹壳上的锈与稀硫酸反应的化学方程式。
b．固体D为。

(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

同学们利用硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾四种物质的溶液进行探究学习．
【实验探究】如图所示， $A,B,C,D$四组同学分别进行了下列实验，请写出 $D$中发生反应的化学方程式。

【实验结论】完成实验后，四组同学将废液倒入同一个烧杯中，再将废液过滤，得到无色溶液和白色沉淀。向无色溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液变为红色。由此判断，产生的白色沉淀是，废液中一定不含有的离子是。
【实验拓展】为验证该溶液中可能含有的离子是否存在，设计如下实验方案进行验证．

溶液中可能含有的离子	实验步骤	实验现象	实验结论
可能含有	向滤液中滴加	产生白色沉淀	含有该离子

由于二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象，对此同学们展开了探究，请你参与．
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠能否发生反应？
【查阅资料】常温下，氢氧化钠、碳酸钠在乙醇中的溶解性如下．

溶剂	乙醇
溶质	氢氧化钠	碳酸钠
溶解性	易溶	难溶

【方案设计】小明同学设计了如图所示装置进行探究。
【实验探究】
（1）溶液配制．甲溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的乙醇中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为饱和氢氧化钠的乙醇溶液．量取一定体积的乙醇要用到的仪器是，用玻璃棒搅拌的目的是。
乙溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的75%的乙醇溶液中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为不饱和氢氧化钠的乙醇溶液．判断甲、乙溶液形成的现象是。
（2）进行实验，按图所示装置加入药品后进行实验． $A$中发生反应的化学方程式为， $B$装置的作用是， $C$中观察到的现象是。
【实验结论】
（3）由此小明得出二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，反应的化学方程式为。
【反思交流】
（4）小刚同学认为小明的实验还足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，还应补充的实验是。
（5）若将图 $C$中甲溶液换成乙溶液进行实验， $C$中可能无明显现象发生，原因可能是。

实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究．
【发现问题】该样品中含有哪些物质？
【查阅资料】① $NaOH$在空气中不会转化成 $NaHC{O}_3$．
② $BaC{l}_2$溶液呈中性， $Ba(OH{)}_2$是可溶性碱
③ $C{O}_2$在饱和的 $NaHC{O}_3$溶液中几乎不溶解
【提出猜想】猜想Ⅰ： $NaOH$

猜想Ⅱ： $N{a}_{2}C{O}_3$

猜想Ⅲ： $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$

【设计实验】

实验操作	实验现象
	步骤①：样品全部溶解 步骤②：观察到现象 $A$

【收集证据】（1）若现象 $A$是有气泡产生，则 $X$溶液为，则（填"猜想Ⅰ"、"猜想Ⅱ"或"猜想Ⅲ"）不成立．
（2）若 $X$溶液为 $BaC{l}_2$溶液，现象 $A$是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是，取反应后的上层清液，测定其 $PH$，当 $PH$7（填"＞"、"＜"或"="），则证明猜想Ⅲ成立．
【定量分析】确定部分变质样品中 $N{a}_{2}C{O}_3$的质量分数．
兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验．
步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；②准确称取该样品1.0 $g$，放入烧瓶内；③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；④反应结束后，量筒内液体的读数为55.0 $ml$．（已知：室温条件下， $C{O}_2$的密度为1.6 $g/L$）
（1） $B$装置集气瓶内原有的空气对实验结果（填"有"或"没有"）影响．饱和 $NaHC{O}_3$溶液如果用水代替，则所测 $C{O}_2$体积（填"偏大"、"偏小"或"不变"）．
（2）计算该样品中 $N{a}_{2}C{O}_3$的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）.
【实验反思】有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想．

小红和小明同学在药品柜取用药品时，发现有一瓶氢氧化钠溶液瓶盖附近"长"满白色物质。他们决定对白色物质的成分进行探究。
【提出问题】这种白色物质是什么？
【查阅资料】①氢氧化钠在空气中不会转化为碳酸氢钠
②氯化钙溶液呈中性      
③碳酸钠溶液呈碱性
【猜想假设】小红认为：白色物质全部是氢氧化钠。
小明认为：白色物质是碳酸钠和氢氧化钠的混合物
你认为：白色物质还有可能是。
【实验验证】
他们取白色固体，加水溶解配制成溶液，标记为溶液 $A$，以备实验使用。
（1）小红先取适量溶液 $A$，然后滴加酚酞溶液，溶液变红。小红由此认为自己的猜想是正确的。小明认为小红的实验不能得出这个结论，理由是。
（2）小红经过思考后，再做实验：取适量溶液 $A$，滴加少量稀盐酸，发现无气泡产生，再次认为自己的猜想是正确的。但小明认为小红的实验仍然不能得出这个结论，理由是。
（3）小明认真总结了小红的实验，也取适量的溶液 $A$，加入过量的氯化钙溶液，充分反应后过滤，向滤液中滴加酚酞溶液，观察到溶液变红，证明自己猜想正确。
【反思拓展】
（1）废液处理：实验结束后，小红、小明把废液统一倒入一个废液缸中，发现溶液呈红色，于是逐滴加入稀盐酸至刚好变为无色时，溶液中的溶质除了酚酞外，还含有（填化学式）。
（2）杂质去除：要除去部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质，得到纯净的氢氧化钠溶液，选择的试剂可以是溶液。

同学们用高锰酸钾制氧气．制取结束清洗仪器．发现加热高锰酸钾的试管内壁有用水洗刷不掉的黑色固体．
问题一：黑色固体是什么？
【交流讨论】同学们结合实验现象和对高锰酸钾及其分解产物的了解．进行分析判断．

判断	依据
不是 $KMn{O}_4$	$KMn{O}_4$能溶于水形成紫红色溶液
不是（填化学式）	冲洗试管时出现深绿色溶液，说明该物质能溶于水
是 $Mn{O}_2$	其他实验用过 $Mn{O}_2$，知道它是不溶于水的黑色固体

【实验验证】向未洗净的试管中加入某种液体，产生能使带火星木条复燃的气体．证明上述判断正确．加入的液体是．
问题二：用什么洗掉 $Mn{O}_2$？
【交流讨论】 $Mn{O}_2$与 $BaC{O}_3$、 $Mg{\left(OH\right)}_2$、 $F{e}_2{O}_3$、 $P_2{O}_5$、 $Cu$中的某一种物质组成最相近，理由是．这种物质能与稀盐酸反应，化学方程式为，由此推测 $Mn{O}_2$也能与稀盐酸反应．

【实验验证】向未洗净的试管中加入稀盐酸，黑色固体没有变化．
【交流讨论】实验说明同一类物质的化学性质不一定相同． $Mn{O}_2$有什么化学性质，用什么试剂清洗呢？同学们请教老师后决定用草酸（ $H_2{C}_2{O}_4$）溶液试一试．
【实验验证】向未洗净的试管中加入草酸溶液，黑色固体果然被除去，同时发现产生许多气泡．
问题三：生产了什么气体？
【交流讨论】化学变化过程中元素不变，因为，所以产生的气体可能为 $C{O}_2$、 $CO$、 $H_2$、 $O_2$等．
【实验验证】经检验，产生的气体是 $C{O}_2$，检验 $C{O}_2$气体的操作和现象是：．
【反思提高】以上探究活动中，清除试管内壁附着的难溶物的思路是：先，再了解其化学性质，然后选择合适试剂进行清洗．

玲玲在学习复分解反应时,对复分解反应的条件产生了兴趣,于是她和小组内的同学仅用以下药品展开了探究活动.
实验药品:稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、硝酸钡溶液、氯化钠溶液、酚酞溶液
【提出问题】他们要探究的问题是.

【查阅资料】硝酸钡溶液显中性,且 $B{a}^{2+}$有毒.
【实验探究】玲玲用上述物质做了下列几组实验

【记录和解释】
（1）组合①、②、⑤均无明显现象，其中组合与另外两组的实质不同.为证明该不同之处,玲玲在实验过程中使用了酚酞溶液.
（2）请写出组合③的化学方程式.

【实验结论】他们请教老师并讨论后知道,只有当两种化合物互相交换成分,生成物中有沉淀或生成时,复分解反应才可以发生.
【拓展延伸】实验结束后,他们将所有废液收集在废液缸中静置,观察到白色沉淀和无色的上层清液.为了确定沉淀和清液的成分,继续展开探究.
【实验1】探究沉淀的成分.
【提出猜想】Ⅰ.沉淀只有硫酸钡;Ⅱ.沉淀只有碳酸钡;Ⅲ.沉淀中含有硫酸钡和碳酸钡
梅梅取少量沉淀于试管中,滴加(请补充完整实验操作和观察到的现象),证明了猜想Ⅲ是正确的.
【实验2】探究清液的成分。
①取少量清液于试管中,向其中滴加几滴硝酸钡溶液,无明显现象.
②另取少量清液于另一只试管中,滴加几滴,有白色沉淀产生.
【解释与结论】探究活动结束后,小组内成员通过讨论分析,一致认为清液中含有的离子是(指示剂除外).
【处理废液】为了防止污染环境,玲玲向废液缸中加入适量的,对废液进行处理后,将固体回收进一步处理,溶液排放.
【交流与反思】根据你对物质溶解性的了解,结合复分解反应发生的条件,请写出一种在水溶液中一般不能发生复分解反应的可溶性盐(写化学式).

化学兴趣小组的同学发现实验台上一瓶标签破损的无色溶液（标签如图）。

他们提出可能是 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $NaHC{O}_3$、 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液中的一种，于是决定对这瓶溶液进行实验探究。
查阅资料：三种物质溶液在常温下的 $pH$如下表
 
（1）小新同学认为该溶液不可能的是，理由是。
（2）标签破损的原因。
（3）为确定其成分，小新同学设计如下方案进行探究

（4）小芳认为可以设计更简单的实验方案，该方案是：（写出实验步骤、现象及结论）。

下图是甲、乙两位同学一起在实验室进行的氢氧化钠与盐酸中和反应的实验。

（说明：图中 $A_1$、 $A_2$、 $A_3$、 $B_1$、 $B_2$、 $B_3$均为溶液编号）
根据上图实验，请你与甲、乙同学一起完成下列探究：

探究环节	甲同学的探究	乙同学的探究
提出问题	$A_3$溶液为什么不变红？	$B_3$溶液中溶质成分是什么？（酚酞不计）
作出猜想	实验过程中，酚酞变质了。	猜想一： $NaCl$ 猜想二： $NaCl$、 $HCl$
实验验证	（1）取少量 $A_3$溶液于另一试管中，向其中滴加 $NaOH$溶液，溶液变红，说明甲同学的猜想（填"成立"或"不成立"）。 （2）你认为，在常温下 $A_2$溶液测出的 $pH$应（填"＞"、"＝"或"＜"）7。	取少量 $B_3$溶液加入盛有少量铁粉的试管中，观察到有无色气泡产生，固体逐渐减少，溶液由无色变为。据此，你认为乙同学的猜想（填"一"或"二"）成立。
交流反思	（1）甲、乙同学的实验中，反应均涉及到的化学方程式是。 （2） $A_3$溶液未变红，你认为原因是 $A_2$溶液中较多，加入的 $NaOH$溶液未将其完全中和。 （3）甲、乙同学经过实验对比探究，一致认为做化学实验时应注意药品用量的控制。

某学习小组的同学做实验，向盛有少量氢氧化钠溶液的试管中通入二氧化碳，未看到明显的实验现象。

【提出问题】氢氧化钠能否与二氧化碳反应？
【猜想与假设】亮亮同学认为氢氧化钠能与二氧化碳反应；莉莉同学认为氢氧化钠不能与二氧化碳反应。
【设计与实验】亮亮同学设计了两个装置并进行实验。请你和他一起验证他的猜想。

实验步骤	实验现象	实验结论
如图一，将收集满二氧化碳的试管倒置于氢氧化钠溶液中
如图二，

【反思与评价】莉莉同学提出质疑，认为上述现象可能是二氧化碳溶于水的结果。
【设计与实验】请你设计一个实验，证明氢氧化钠确实与二氧化碳反应。

实验步骤	实验现象	实验结论
		氢氧化钠与二氧化碳反应

【交流与提高】实验证明氢氧化钠还能与二氧化硫反应，化学方程式为：
$2NaOH+S{O}_2=X+H_{2}O$，X的化学式是。