初中化学化学与社会发展探究题

空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】
图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
（1）写出红磷燃烧的符号表达式                 。
（2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内气体的            减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。
【问题提出】
有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测定结果与理论值往往相差较大。

【实验改进】
Ⅰ. 甲同学根据铁在空气中生锈的原理设计图2实验装置，再次测定空气中氧气含量（装置中装铁粉的纸袋浸有浓食盐水，会加速铁生锈）。
Ⅱ. 乙同学经过思考，在图2的基础上设计了图3实验装置，实验测得实验数据如下表：

时间／h	0	1	2	3	4	5	6	7	8
压强／KP	101.6	89.7	85.4	83.3	82.2	81.]	81.2	81.2	81.2

【交流表达】
（1）根据表中数据计算，改进后测得空气中氧气的体积分数是        (结果精确到0.1%)。
（2）从实验原理角度分析，图2的实验结果比图1准确度更髙的主要原因是：              。
【实验反思】
许多同学用改进前图1装置得出的结论却也与理论值相差不大，其主要原因是：                  

（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：                    

膨松剂是一种食品添加剂。它在面包制作过程中发生反应产生气体，使面包变得松软。膨松剂反应产生气体的量作为检验膨松剂品质的一项重要指标。已知某膨松剂含碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种，化学兴趣小组对该膨松剂进行如下探究：
【查阅资料】2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑;NH₄HCO₃NH₃↑+H₂O+CO₂↑。
探究Ⅰ：检验膨松剂的成分
在玻璃管中加入该膨松剂，按下图连接好装置（铁架台略去，下同）。

【观察与分析Ⅰ】点燃酒精灯。
（1）关闭铁夹2，打开铁夹1，观察澄清石灰水变浑浊，说明产物中有二氧化碳，该反应的化学方程式为            。
（2）打开铁夹2，关闭铁夹1，观察到的现象是            ，说明产物中有氨气。
（3）充分加热后，玻璃管中            （填“有”或“无”）固体。
【实验结论】该膨松剂的成分是碳酸氢钠和碳酸氢铵混合物。
探究Ⅱ：测定膨松剂受热产生气体的质量
用下图装置测定该膨松剂中样品产生的二氧化碳和氨气的质量（装置B装有膨松剂，整套装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量）。

【观察与分析Ⅱ】
（4）通过测定实验前后装置D的质量，其质量差即为样品产生二氧化碳的质量，装置C的作用是       。若没有装置E，造成测定结果     （填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
（5）实验过程中必须向装置内通入空气，装置A的作用是除去空气中的            （填化学式）。在停止加热后，继续通入空气一段时间，目的是            。
（6）若对装置C、D、E连接顺序进行调整，即可用于测定另一份同质量相同样品受热分解产生氨气的质量。C、D、E连接顺序为        ，通过测定实验前后装置C的质量，其质量差即为样品产生氨气的质量。
【拓展研究】
若上述（4）装置D在实验前后的质量差为9.24g。上述（6）装置C在实验前后的质量差为0.17g，则该该膨松剂中NaHCO₃与NH₄HCO₃的质量比为              （用最简整数比表示）。

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。

在“空气中氧气含量测定”的实验探究中。甲同学设计了如下实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内。塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温。打开铁夹，水注入集气瓶。回答下列问题。

（1）该实验中红磷需稍过量，目的是               。
（2）待燃烧停止、冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气
瓶内水面最终接近刻度1/5处。由此可知氧气约占空气总体积的                     。
（3）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？                        （填“能”或“不能”）。理由是                       。
（4）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的可能原因（写2条）①                  ②               
（5）由本实验还可以推测氮气的性质有（任写一种）：                      

用图甲所示的电解水装置来测定水的组成。

【实验步骤】
（1）按图安装好装置，检验装置气密性。
（2）在Ｕ型管中装入水（水面略低于支管口）。
（3）取下注射器，打开电源一段时间后，关闭电源。
（4）将注射器活塞推到顶后连接注射器，再次打开电源。
当注射器二中活塞停留在10mL刻度时，关闭电源。
（5）检验气体。
【实验结论】水是由          组成的。电解水的符号表达式                 。
【问题讨论】
（1）实验开始时先打开电源通电一段时间后再接上注射器的目的是                   。
（2）实验结束时注射器一中活塞停留在          刻度处。将该注射器带上针头，移向燃着的木条旁，推动活塞，现象是                         。
（3）水电解的过程可用下列图示表示。粒子运动的先后顺序是               。

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                            。

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                。

化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计了如下实验进行探究。
【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O₂。②CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的几乎不溶解。③白磷燃烧需要氧气，白磷燃烧所需的最低温度为40℃，燃烧现象和产物均与红磷相同。④氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，并与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【猜想与实践】猜想：呼出的气体中主要成分是N₂、O₂、CO₂、水蒸气等。
实验Ⅰ：验证呼出的气体中含有水蒸气。
（1）实验操作：取一洁净干燥的玻璃片，对着其哈气，观察到________，可以判断呼出的气体中含有水蒸气。
实验Ⅱ：验证呼出的气体中含有N₂、O₂、CO₂，并测其含量。同学们在老师的指导下设计了如图所示装置（B是带有刻度的量气装置）。

（2）实验记录

	实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性，向装置中加入药品，关闭止水夹a～f。	（不填）	装置的气密性良好
②	打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。	B中液体进入到A中，B中液体减少500ml。	收集了500ml气体
③	关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出	A中的液面下降，B中的液面上升至最高，C中的左侧导管口有 ①_______，且液面下降，液体沿导管进入D中，D中液体为475ml	呼出气体中含有CO2
④	关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷．	白磷燃烧，产生大量白烟,放出大量热	呼出气体中含有O2，该反应的文字表达式为： ②____________
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。	D中液体倒吸入C瓶中，C瓶中液面上升，D中剩余液体为400ml。	呼出气体中含有 ③____________。

同学们经过3次重复实验，确认了呼出的气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
（3）该实验设计依据的N₂性质有__________（填字母序号）。
A.难溶于水 
B.不能和NaOH溶液反应
C.不能燃烧，也不支持燃烧
D.无色无味的气体
（4）在实验（2）的操作⑤中，未等C中的气体的冷却，就打开f止水夹读数，则所测的O₂的体积分数会_____（填“偏大”、“不变”、或“偏小”） 。

某实验小组的同学想用碳酸钠溶液与饱和石灰水反应来制取少量氢氧化钠．
（1）该复分解反应能发生的理由是．
（2）有人提出：实验时没有注意药品的用量，所得到的氢氧化钠溶液可能不纯．
猜想一：只含 $NaOH$.

猜想二：含有 $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$.

猜想三：．
（3）为了验证猜想一成立，请你根据可选用的试剂，完成实验设计方案并填写以下表格．可选试剂： $NaCl$溶液、稀盐酸、 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液

实验步骤	实验操作	预期现象及结论
1	取少量所得溶液于试管中，	证明原溶液中不含有 $N{a}_{2}C{O}_3$
2	另取少量所得溶液于试管中，	结合步骤1，猜想一成立

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          

实验室里有一瓶常用的无色溶液，因保管不当，其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样（如图所示）．

小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是 （  ）
A．酸       B．碱       C．盐
【查阅资料】
Ⅰ初中常见含钠的化合物有：NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃．
ⅡNa₂CO₃和NaHCO₃的水溶液都呈碱性．
Ⅲ室温（20℃）时，测定四种物质的溶解度数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9.6

小华根据试剂瓶标注的质量分数为10%和上表中的溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是        
【作出猜想】①可能是NaCl；②可能是Na₂CO₃；③可能是        
【实验探究】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取试液于pH试纸上，测得pH＞7，则这瓶试剂不可能是        
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验．

实验步骤	实验现象	结论及化学方程式
取少量溶液于试管中，滴加	产生大量气泡	反应的化学方程式：
② 把产生的气体通入澄清的石灰水中．	澄清的石灰水变浑浊	猜想②正确． 反应的化学方程式：

 

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                     ．

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             ．