初中化学化学与社会发展探究题

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）

某课外活动小组的同学在整理化学药品柜时，发现一瓶标签受损的无色液体，如图所示。
老师告诉大家，该瓶液体是下列5种液体中的某一种：稀H₂SO₄、H₂O、NaNO₃溶液、NaOH溶液、CuSO₄溶液。
（1）根据以上信息判断，该无色液体一定不是         和         。
（2）为确定该液体的成分，同学们设计了下列实验方案，请你一起探究。

实验操作	实验现象	实验结论
①取该液体适量于试管中，向其中滴加无色酚酞溶液。	溶液颜色无变化。	该液体不是          。
②另取该液体适量于试管中，向其中加入锌粒。	。	该液体是稀H2SO4，不是NaNO3溶液。

（3）实验操作②中发生反应的化学方程式是                             。

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）。

在学习盐的化学性质时，小丽同学进行了图①实验,小芬同学进行了图②实验, 实验后她们把两支试管中残余物倒入同一个烧杯中,杯底有蓝色沉淀，上层清液无色。请你与她们一起探究并回答下列问题：

（1）图②实验的化学反应方程式___________________________
（2）蓝色沉淀中一定含有的物质有____________。
（3）小丽经过分析认为上层清液中一定含有的溶质是________,可能含有的溶质的有__________。
（4）为了验证上层清液中可能含有的溶质是否存在,小芬取少量上层清液于试管中，向其中滴加足量的试剂X，根据现象得出一定含有Na₂CO₃，则清液中一定不含        ；接着她又向其中滴中试剂Y，根据现象得出清液中一定含有NaOH，试剂Y可能为        。

以下是某化学探究的过程，请在下列横线上填写适当的内容。
向NaOH溶液中滴入紫色石蕊试液，溶液显蓝色。
（1）提出问题：是什么粒子使紫色石蕊试液变成蓝色的呢？
（2）查找资料：NaOH溶液中存在的粒子有：大量的H₂O、Na⁺、OH^－和极少量的H⁺。
（3）猜想：是大量的OH^－使紫色石蕊试液变成蓝色。
（4）实验探究步骤及其说明：
①在一支干净的试管中加入2mL蒸馏水，再滴入几滴紫色石蕊试液，溶液几乎不变色，由此说明         ；
②在一支干净的试管中加入2mL氯化钠溶液，再滴入几滴紫色石蕊试液，溶液几乎不变色，由此说明      ；
③                   ；
（5）结论：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                     。

在一次化学实验探究活动中，老师给某学习小组一瓶由碳酸钠溶液与澄清石灰水混合反应后，并经过滤得到的无色滤液，要求对该无色滤液中溶质的成分进行探究，请你一同参与他们的探究活动。
【提出猜想】滤液中溶质的成分有如下几种可能：

A．NaOH

B．Na2CO3、Ca（OH）2、NaOH

C．Na2CO3和NaOH

D． 【讨论交流】（1）上述猜想中，肯定不成立的一项是（填猜想序号），其理由是； （2）某同学取少量溶液于试管中，滴加过量稀盐酸，发现无气泡产生，说明是不成立的（填猜想序号）。 （3）为了进一步确定溶液的成分，同学们设计实验方案，写出实验步骤以及预期现象与结论 实验步骤 预期现象及实验结论

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             ．

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）。

下面所示为常见气体的制备、净化和性质实验的部分仪器。试根据题目要求，回答
下列问题：

（1）仪器A中，发生反应的化学方程式为                                   。
（2）若要制备并收集纯净干燥的二氧化碳，请回答：
①仪器的连接顺序为：             。
②装置D的作用是             。
（3）某同学欲用含有少量杂质CO₂的CO气体测定某不纯氧化铁样品的纯度（杂质不反应），
并验证反应中气体生成物的性质。其所选仪器的连接顺序为：CO混合气体→F₁→C→B→F₂
①仪器F₂中看到的现象是             。
②写出装置B中发生反应的化学方程式             。
③若氧化铁样品质量为10g，完全反应后称量，前后B装置的质量减少2.7g，则该氧化铁样品中氧化铁所占的质量分数为             。
④指出该套装置的缺点并提出改进办法             。

【问题提出】怎样证明NaOH溶液与稀盐酸能发生化学反应？
【查阅资料】根据化学反应的本质：有新物质生成。可从两个方面设计实验证明：一是设计实验证明反应物的消失；二是设计实验证明有新物质生成。
【实验探究】方案一：①向烧杯中加入10ml氢氧化钠溶液，并滴入几滴酚酞溶液，溶液颜色变为        ；②再用滴管慢慢滴入稀盐酸，并用         不断搅拌，当观察到       时， 即可确定二者发生了化学反应，该反应的化学方程式为          。

方案二：在10ml NaOH溶液滴加盐酸的过程中，用pH试纸不断测量溶液的酸碱度，当pH ＜7即可确定二者发生了化学反应。实验测得其图象如图1。
（1）测定pH的操作方法为         ；
（2） b点表示溶液中的溶质是         ；
（3）强调“pH ＜7时”作为判断发生化学反应的理由是         ；
（4）对上述过程采用微观模型加以认识，如图2：当滴加盐酸过程中，氢氧化钠溶液中减少的离子是    （填离子符号）；
（5）将图2中缺少的粒子补充完整              （填离子符号）。

某校化学兴趣小组同学在实验室整理药品时，发现氢氧化钠溶液的试剂瓶未塞瓶塞，且试剂瓶口周围有一些白色固体，他们怀疑氢氧化钠已经变质，于是进行了如下实验探究。
【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质？
【查阅资料】氯化钠溶液、氯化钡溶液呈中性。
【实验探究】小王、小李两同学分别设计了不同方案并加以实验。

	实验步骤	实验现象	结论
小王	用 $pH$试纸测溶液的 $pH$	溶液的 $pH>7$	说明氢氧化钠溶液没有变质
小李	取少量溶液于试管中，加入适量氯化钡溶液	$A$	说明氢氧化钠溶液已经变质

（1）小李同学认为小王同学的结论不科学，其理由是。
（2）小李同学的实验中观察到实验现象 $A$为．该反应的化学方程式为。
（3）小张同学认为该氢氧化钠溶液只是部分变质．为确定小张同学的猜想，应该对小李同学的实验进行如下改进：向试管中加入的氯化钡溶液，再向试管中滴加酚酞试液，通过观察溶液颜色变化来检验该溶液是否含有氢氧化钠。
（4）小王同学在测定溶液 $pH$实验中，由于紧张先将 $pH$试纸润湿后再去测氢氧化钠溶液的 $pH$，你认为他测出该溶液的 $pH$会（填"偏大"、"偏小"或"不变"）。
【反思】
（5）该氢氧化钠溶液变质的原因是（用化学方程式表示）。
【拓展应用】
（6）要证明氢氧化钠溶液是否变质，你认为还可使用与小李实验所加试剂不同类别的试剂是（填一种试剂即可，用化学式填写）。
（7）若要除去上述变质的氢氧化钠溶液中的杂质应加入适量的（填化学式）溶液而除去。