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：                     。

利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验，其中，氮气可用作本实验的保护气； 盛放氧化铁的是一支带有支管的试管，其支管可用于导出试管内的气体；酒精灯带网罩；整套装置的气密性良好．实验前，弹簧夹a、b均处于关闭状态，开始实验时，打开a，通入氮气一段时间后点燃酒精灯，再关闭a，打开b．请联系所学知识回答下列问题：

（1）该实验过程中可以观察到的现象有：_________________、_________________。
（2）试管内一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为____________________________。
（3）实验结束时，应先打开a，再___________，然后___________，继续通氮气直至装置冷却。（选填“A”或“B”）A．熄灭酒精灯           B．关闭b
（4）待试管冷却后，把生成的黑色粉末倒在白纸上后；用磁铁靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量硫酸铜溶液中，搅拌后发现黑色粉末部分变红。
【提出问题】炼出来的黑色粉末的成分是什么呢？
【查阅资料】在铁的氧化物中只有氧化铁是红棕色，其余都是黑色；只有氧化亚铁在空气中会很快被氧化成氧化铁；只有四氧化三铁有磁性。
【综合探讨】同学们得出此次炼铁得到的生成物是___________________。
（5）请从两个不同角度评价该实验的优点：_______________，_________________。

在工业制得的烧碱中常常会混有三种杂质：氯化钠、硫酸钠、碳酸钠。现有一份工业烧碱样品，为了研究它的组成，某小组同学将其配成溶液后，做如下探究，请你也参与其中。
【探究实验1】
根据实验现象，写出一个产生沉淀的化学方程式（1）_____________________；
【提出猜想】同学们根据上面实验猜测该烧碱样品中可能含有的杂质为：
小冰：碳酸钠
小城：硫酸钠
小美：碳酸钠和硫酸钠
【探究实验2】为了弄清组成，同学们进一步探究，
小冰对滤渣A展开探究，向滤渣A中滴加足量的稀盐酸，观察（2）_________________的现象，证明自己的猜想正确。
【评价与交流】小城提出若将盐酸替换成稀硫酸也可以对上述猜想做出正确判断，请你评价小城的观点（3）___________________________
【探究实验3】小美对滤液B展开探究，取样，向其中滴加酚酞试液，实验看到的现象是（4）__________________；她又向其中滴加（5）_______________，观察到了预测的现象，证明溶液中含有氯化钠。
【归纳与总结】回顾整个探究过程。大家认为在探究溶液中溶质的组成时，我们选择试剂要注意（6）_______________________。

探究学习小组在实验室中用图1所示装置制取 $C{O}_2$并探究 $C{O}_2$与过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$）的反应。

查阅资料得知：过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$）是一种淡黄色固体，能与 $C{O}_2$， $H_{2}O$发生反应： $N{a}_2{O}_2+2C{O}_2=2N{a}_{2}C{O}_3+O_2$， $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2$↑
请回答下列问题：
（1）装置 $A$中发生反应的化学方程式为，利用装置 $A$制取 $C{O}_2$的优点是．
（2）装置 $B$的作用是吸收 $C{O}_2$中混有的 $HCl$，发生反应的化学方程式为．
（3）装置 $D$的作用是．
（4）装置 $E$中收集到的气体是（填化学式），该气体还可以用下列图2装置中的进行收集（填写字母序号）．

（5）为探究反应后装置 $C$硬质玻璃管中固体的成分，该小组同学进行了如图3实验：

根据判断，反应后装置 $C$硬质玻璃管中固体为．

天然气的主要成分是甲烷，某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物进行了探究。
【提出问题】甲烷燃烧后生成了哪些物质？
【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】甲同学：CO₂、H₂O      乙同学：CO、H₂O
丙同学：NH₃、CO₂、H₂O       丁同学：CO₂、CO、H₂O
你认为         同学的猜想肯定是错误的，理由是                  。
【实验探究】为了验证上述几位同学的猜想与假设，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）甲烷在一定量的O₂中燃烧用的是纯净O₂而不用空气的原因是                   。
（3）实验中观察到装置A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断            同学猜想成立。
（4）请写出B中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色的化学方程式：
                     、                    。
【反思与交流】为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是
                               。

有人提出运用高科技可以使水变成汽油，小明认为可以用物质组成的观点揭开这个骗局。以下是小明的实验探究过程。
【提出问题】根据水的组成和汽油的组成判断，水是否可以变成汽油？
【猜想与验证】（1）探究水的组成。实验装置示意图如图：

（1）通电一段时间后，经过检验可知，试管A中的气体是              。该反应的符号表达式为             。该实验说明：水是由           组成的（写名称）。
（2）探究汽油的组成。
实验操作如下：

实验步骤	实验现象	实验目的
①点燃使用汽油作燃料的油灯
②将光洁干冷的小烧杯罩在油灯火焰的上方	现象：小烧杯内壁出现小水珠	证明汽油在空气中燃烧后的产物中有水
③将内壁蘸有     的小烧杯罩在油灯火焰的上方	现象：	证明汽油在空气中燃烧后的产物中有二氧化碳

 
该实验说明：汽油的组成中肯定含有的元素有              （写元素符号）。
【得出结论】因为汽油和水的组成元素不同，所以水不能变成汽油。

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         。

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。

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）。

某小组的同学在课外进行科学探究，以验证铜片在空气中灼烧后，表面生成的黑色物质确实是铜与氧气化合生成的CuO，他们进行了以下实验：

（1）由上图两个实验步骤判断：铜片可能发生化学反应的是步骤            。（填“一”或“二”）
（2）为进一步证明步骤二铜片表面黑色物质的元素组成，他们选用了以下装置继续进行实验：

a．甲同学向A装置中通入纯净的H₂，为检验反应产物，A的右边应连接上面的装置       _____
（填编号），所选装置的实验现象为                   ，A装置中所发生的化学反应方程式为        _______      。
b．乙同学向A装置中通入纯净的CO，A装置的实验现象为               ，为检验反应产物，A的右边应连接上面的装置   __       （填编号），所选装置中的实验现象为             ；此方法仅用上述装置有明显的缺陷，要弥补，应采取的措施是：                     。
c．通入的气体如含有少量水蒸气，若在A装置左边增加一个B装置，则澄清石灰水应更换成______________。
d．对A装置加热前，应先通入纯净气体的目的是_________________________。
（3）结论：经过甲、乙两同学的实验现象证明                            。

周末小瑾同学的妈妈做了一道红烧鱼鰾．细心的小瑾发现：妈妈在洗鱼鳔时，鱼鳔是浮在水面上的，用手撕鱼鳔时，水中有气泡冒出．鱼鳔中会有哪些气体呢？周一，小瑾和化学兴趣小组的同学来到实验室展开了实验探究．
【作出假设】甲乙两位同学分别对鱼鳔中的气体作出如下猜想：甲认为CO₂，乙认为有H₂O．
【查阅资料】
无水氯化钴试纸在实验室中常用来检验水的存在，原理：氯化钴遇水会发生水合反应，生成六水氯化钴．氯化钴是蓝色的而六水氯化钴是粉红色的．
手持技术是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统．手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以方便而迅速的收集各类数据，如氧气含量，二氧化碳含量等．
【实验验证】
兴趣小组的同学用注射器抽取约60mL鱼鳔内的气体，注入澄清石灰水中．发现澄清石灰水            ，则甲的猜想成立．该反应的化学方程式是               ．
兴趣小组的同学另取一只注射器抽取鱼鳔内的气体，将蓝色的氯化钴试纸放入注射器内，发现试纸变成粉红色，则乙的猜想
兴趣小组的小红同学又提问，气体内有没有氧气？大家在讨论后，制定了以下的实验方案验证鱼鳔内的气体是否有氧气？

实验操作	现象	结论
1用注射器抽取鱼鳔内的气体． 2用排水集气法收集注射器抽取的气体． 3将        伸入集气瓶中，观察现象．	木条 熄灭	猜想一：不含氧气 猜想二：含少量氧气 猜想三：含有二氧化碳导致木条熄灭

【深入验证】但老师介绍了手持技术后，兴趣小组的同学用氧气传感器和二氧化碳传感器分别测得鱼鳔内氧气和二氧化碳的含量与如图：

【实验结论】小组同学一致认为猜想一                  ．
鱼鳔内CO₂含量与空气中相比较，哪一个多？               ．

草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料。某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法(TG)确定其分解后所得固体产物的组成。探究过程如下：
【查阅资料】
1．草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H₂O、CO、CO₂。
2．白色的无水CuSO₄遇水蒸气会变成蓝色。
3. 浓硫酸具有吸水干燥的性质。
4. 氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【实验设计】

（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是                       。
（2）可选择以下实验装置中的              （选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”。

【问题讨论】
（3）实验过程中观察到：B中白色无水CuSO₄变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊的反应方程式            （填化学方程式），E中               （填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H₂O、CO₂、CO。
（4）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                     。
（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有足量的浓氢氧化钠溶液的洗气瓶，其作用是                   。
【数据分析】
（6）称取3.60g草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O，相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析该图回答下列问题:

①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为                     。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物， 试通过计算确定该氧化物的化学式或名称              。
请写出计算过程：

【2015年福建省厦门市】用如图装置完成以下实验：

（1）探究燃烧条件：若B处盛放木炭。
Ⅰ．先在A处通入氮气一段时间后，在B处加热，B、C处没有明显变化；
Ⅱ．待B处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，B、C处没有明显变化；
Ⅲ．在A处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭燃烧，C处变浑浊。
Ⅰ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是____________；Ⅱ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是_____________。
（2）模拟工业炼铁：若B处盛放氧化铁粉末。在A处通入一氧化碳一段时间后，B处下方用喷灯加热，B处可观察到的现象为______________________________，尾气处理的方法为__________________________。《自然》杂志刊载“绿色炼铁”技术；电解熔融的氧化铁得到铁和氧气，该反应的化学方程式：_____________________，该炼铁技术另一种产物的用途为___________________________________。

（13）某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：

（1）小组同学设计了如右图所示的两套装置，你认为合理的是         （填字母）为了确保实验的成功，在装药品之前应该                   
（2）红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为               。该实验中红磷稍过量，目的是                    。
（3）小组同学做完实验后发现水进入集气瓶的量远少于理论值．经讨论，同学们认为造成该现象的原因可能有_____________________或______________________
（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？                ，理由是                        。
（5）小淳同学对实验装置进行了大胆的改造，设计了如右图的装置。

请根据图示回答下列问题：
①闭合电源开关，可以观察到白磷
②装置冷却到室温时，可观察到U型管内左侧液面                     
③通过这个实验得出的结论是                   
④此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是：