初中化学化学与社会发展探究题

氯碱工业用电解饱和食盐水制取氯气、烧碱。电解饱和食盐水的化学方程式：
2NaCl + 2H₂O2NaOH + H₂↑+ Cl₂↑
化学兴趣小组同学认为用上述方法制备的烧碱不纯，进行如下探究，请回答有关问题。
①甲同学认为该烧碱可能含有少量食盐，为了检验食盐是否存在，进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	解释与结论
1.取少量烧碱溶于水，滴加过量稀硝酸。	无明显现象	解释：滴加过量稀硝酸的目的是   （11）                     。
2.再滴加 （12） 。	（13）	结论：烧碱中含有少量食盐。 写出有关化学方程式： （14）             。

②甲同学在上述检验后，根据氢氧化钠与氯化镁溶液反应：2NaOH+MgCl₂→Mg（OH）₂↓+2NaCl。测氢氧化钠的质量分数，设计实验步骤下图所示。

加入过量氯化镁溶液的目的是     （15）   。
操作A的仪器或装置如下图所示，则操作A应选择   （16）    （填字母）装置。根据上述实验步骤操作，称量与计算准确。利用沉淀物的质量计算氢氧化钠的质量分数偏大，则可能的原因是 （17） 。

③乙同学依据甲检验，利用盐酸与氢氧化钠的反应测NaOH百分含量。实验过程如下：称取烧碱样品ag，溶于水，滴加盐酸至过量。滴加盐酸的体积与pH变化规律如图。

则根据实验与图象中的有关数据能否得出NaOH百分含量。
如果能，说明理由          （18）                       ；
如果不能，需要补充的数据是          （18）             。

在实验研究中，同学们对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行测定。
【查阅资料】
①该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
②饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳气体；
③碳酸氢钠可与盐酸反应：NaHCO₃+HCl→NaCl+H₂O+CO₂↑
根据以上资料，设计下列实验：
【实验分析】用下图所示装置测定牙膏样品中碳酸钙的含量。
①装置A中氢氧化钠溶液的作用是    （32）    。

②C中观察到有沉淀产生，反应的化学方程式为          （33）        。
③实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用：          （34）          。
④装置D中碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，其中氧化钙吸收水反应的化学方程式为 （35） 。
【解释与结论】实验测得如下数据:

实验次数	样品质量（g）	所用盐酸质量（g）	所得沉淀质量（g）
第一次	6.8	40.0	1.62
第二次	6.8	40.0	1.66
第三次	6.8	40.0	1.65

欲计算样品中碳酸钙的含量，应选择的数据是   （36）      。
【反思与评价】
①有人认为不必测定C中沉淀的质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，同样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果偏高，原因可能是    （37）       。
②有同学设计出提高测定准确度的方法。下列各项措施中，不合理的是（38）（填序号）。
Ⅰ.在加入盐酸之前，排净装置内含有的CO₂气体
Ⅱ．把盐酸换成稀硫酸
Ⅲ．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

硝酸铜为蓝色固体，溶于水可得蓝色溶液。某实验小组同学用下图装置加热硝酸铜，发现固体由蓝色逐渐变黑，同时产生红棕色有刺激性气味的气体，带火星的木条复燃。

【提出问题】硝酸铜在加热条件下到底发生了怎样的反应？
【查阅资料】
①氧化铜和稀硫酸反应的化学方程式：CuO+H₂SO₄CuSO₄+H₂O
②含氮化合物中，只有NO₂是红棕色、有刺激性气味的气体。
③NO₂有助燃性，能使带火星的木条复燃
【猜想假设】
Cu(NO₃)₂受热分解除了生成_______，还可能生成了CuO和O₂。
【进行实验】

实验操作	实验现象	实验结论
步骤I：将反应后试管中的固体加水充分溶解， ①  ，加热	固体全部溶解，得到蓝色溶液	硝酸铜分解生成了氧化铜。
步骤II：在图1的试管和集气瓶之间连上如图所示的装置，重新进行加热硝酸铜的实验	集气瓶中气体为无色，带火星木条复燃	硝酸铜分解生成了氧气

步骤II是同学们查阅了新的资料后设计完成的。该资料是关于NO₂___②__方面的性质信息。
【获得结论】根据实验结果，Cu(NO₃)₂受热分解的化学方程式为_______。
【反思与评价】已知相同状况下，气体的体积比等于其分子个数比。据此，同学们认为，即使没有资料③，依据实验结论和“加热硝酸铜产生的气体能使带火星的木条复燃”的实验现象，也能推出NO₂可能具有助燃性。理由是______。

结合教材中关于二氧化碳收集方法的描述：二氧化碳能溶于水，一般不用排水法收集。某化学小组分成两组进行实验，研究是否能用排水法收集二氧化碳的问题。
[查阅资料]二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
[知识储备]写出下列化学方程式：
①实验室制备二氧化碳的反应     。
②二氧化碳与水反应     。
（1）实验一：
步骤一：室温下，取大小相同的两个集气瓶，用向上排空气法收集两瓶二氧化碳气体，小心地由瓶壁向瓶中各加入半瓶蒸馏水，瓶1用玻璃片盖好，瓶2盖上胶塞迅速振荡后，取下胶塞盖好玻璃片，两瓶静置相同的时间。
步骤二用燃着的木条同时伸入两瓶，观察到瓶1中的木条熄灭比瓶2中的快。
[实验结论]该实验说明，二氧化碳溶于水的量的多少与     （填字母序号）有关。

A．水量的多少	B．水的温度
C．气体与水的接触面积	D．气体与水的接触时间

[实验二]

室温下，用图1所示装置向试管内长时间通入二氧化碳；用图2所示装置，收集一瓶二氧化碳。用pH计测得室温下三种液体的pH，记入下表。

液体	所用蒸馏水	试管内	烧杯内
pH	a1	a2	a3=6.94

[实验结论]
由a₃数据可知，用图2所示装置收集二氧化碳时，二氧化碳在水中溶解的量很小。
根据上述结论，推测a₁、a₂和a₃由小到大的顺序是     。
[反思与交流]饱和碳酸氢钠溶液的作用是     。
[实验结论]用图2所示装置，可以收集二氧化碳。

物质除杂是化学实验中经常遇到的问题。
【方法探究】为除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，小明设计了两种方案。
方案A：
方案B：
【方法提炼】上述两种方案体现了物质除杂的不同思路：
思路一：将杂质直接转化为所需物质；
思路二：将所需物质转化为中间物质，再将中间物质转化为所需物质。
【方法运用】
运用思路一：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡，先加足量的水溶解，再向溶液中加入适量的 （9） 溶液，过滤、蒸发，即得氯化镁固体。
运用思路二：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾。

Ⅰ．操作a、b的名称是 （10） ，该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 （11） 。
Ⅱ．步骤①中反应的化学方程式是 （12）  ，滤液B中一定含有的溶质是 （13）  ；
Ⅲ．步骤②中加入的甲溶液是 （14） （填化学式）溶液。
Ⅳ．步骤③加入过量的盐酸溶液是否会影响氯化镁的纯度？理由是  （15）  。

老师在装有酸的储物柜中发现一瓶没有标签的溶液，让同学们鉴定该溶液是否为盐酸溶液。

实验步骤	实验现象	实验结论
1．取少量待测液体与试管中,滴加几滴石蕊溶液		溶液呈酸性
2．取少量待测液与试管中,滴加 溶液	产生了白色沉淀	该待测溶液为盐酸
3．往上述2中的沉淀滴加 溶液

写出上述操作2中所发生的化学方程式:                                        。

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
①取少量溶液于试管中，②滴加	产生大量气泡	反应的化学方程式：
③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：

(7分)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气（提示：CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂↑）。探究小组的同学把一定量的CaH₂加入足量水中，充分反应后，向其中加入Na₂CO₃溶液，反应后过滤，得到滤渣和滤液。准确称量滤渣的质量，并检验滤渣的成分是碳酸钙。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】

猜想一：NaOH	猜想二：NaOH、Ca(OH)2
猜想三：NaOH、Na2CO3	猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2

经过讨论，大家一致认为其中一个猜想不合理，你认为是猜想______不合理。
【实验验证】

操作	现象	结论
①取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想________不成立
②另取少量滤液，向其中滴入足量稀盐酸	________________	猜想一成立

【定量探究】过滤所得滤渣的质量为10g，求反应所得滤液中的溶质质量。

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【实验探究一】为得到纯净的氢氧化钠固体，并测定NaOH的纯度，设计的实验过程如下图。请回答下列问题：

①长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，所含杂质是（1）         ，操作B中加入的试剂是（2）           ；（以上填写化学式或物质名称均可）
②操作A、B 的名称分别为（3）          、（4）           ；
③若要测定该固体中NaOH的纯度，实验过程中一定还需用到的仪器是（5）           。
【实验探究二】为了测定NaOH的纯度，小红同学设计如图装置（铁架台略去）。己知，碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳。

④写出指定仪器的名称：
甲（6）           、乙（7）           ；
⑤实验中取用样品质量要控制在一定范围内，如果样品用量过多，造成的后果是（8）           ；
⑥取l0g样品进行实验，根据实验数据，通过计算可知产生了CO₂ 0.11g ，求原样品中NaOH的纯度，写出计算过程。
（9）【实验反思】
⑦利用该实验装置，若操作正确，装置气密性良好，测定的NaOH纯度也将（10）     （填“偏大”或“偏小”），理由是（11）                                          。

某化学兴趣小组在一次实验活动中发现钠能在二氧化碳中燃烧，他们对钠在二氧化碳气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究：
实验：将燃烧的钠迅速伸入到盛满二氧化碳的集气瓶中，钠在其中继续燃烧至完全，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。
查资料：Na₂O+H₂O=2NaOH
提出假设：燃烧后瓶璧上附着的白色物质是什么？
假设1：白色物质是Na₂O。
假设2：白色物质是N_a2CO₃
假设3：          。
设计实验方案，验证假设

实验方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质是Na2O。
方案2	①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入适量BaCL2	有白色沉淀生成	白色物质是Na2CO3
②静置片刻，取上层清液于试管中……	……

思考与交流：
（1）甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是           
（2）根据方案2的结论，补齐方案2中②的实验操作，并写出相应的实验现象。
实验操作：                    
实验现象：          
（3）乙同学认为白色物质可能是NaOH，你填       （同意或不同意）该同学的观点，
并简述理由：
（4）根据假设2，写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式：                    。

如图所示，某实验小组进行以下实验：

（1）上述实验进行对比的目的是 _________ ．
（2）实验后，将A、B两试管中的溶液倒入同一个洁净的烧杯中，溶液无色．再向其中加入一定量的碳酸钠溶液（提示：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl），所得混合物中溶液的溶质成分有四种情况，请补充完整（酚酞省略不写）：①NaCl；② ________ ；③ _______ ；④ _________ ．若该混合物中溶液无色，选用一种试剂即可确定溶质成分是哪种情况，写出所加试剂，预期现象和结论．

某教师设计的创新实验装置图如下，请完成下列探究：

【实验内容】在500 mL的烧杯中放一金属圆柱体，注入400 mL热水，在圆柱体上放一小块白磷。在烧杯上盖一薄铜片，铜片的一端放一小堆红磷，另一端放一小块用滤纸吸干水后的白磷，观察。
【实验现象】铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，能说明的燃烧条件是         ；铜片上的白磷燃烧后，用一小烧杯罩在白磷上方，燃烧就停止，说明灭火的可以采用            原理；取下铜片后，用一支空试管向下罩住水中的金属圆柱体，水中白磷燃烧，其化学方程式是                  ；
【分析讨论】（1）铜片上放一小块白磷时，用滤纸将其表面的水吸干，原因是               。
（2）铜片上的白磷燃烧后，用一小烧杯罩在白磷上方，最好在烧杯内壁沾一些水，其原因是        。
【教师反思】教材P124[实验7-1]是一个对照鲜明，现象明显的探究实验。但是，该实验也存在不足。为了克服不足，在教学中，我对该实验进行的改进，改进后的优点有              （写出一条即可）.

将（NH₄)₂SO₄和Na₂CO₃两种溶液充分混合加热，发现有气泡产生且闻到刺激性气味。同学们对气体成分产生兴趣。
【查阅】CuO和NH₃加热时发生反应：2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O
【猜想】猜想一：气体是CO₂
猜想二：气体是NH₃
猜想三：气体是NH₃和CO₂
【讨论】（1）猜想一肯定不正确，理由是                               ；
（2）因Na₂CO₃溶液呈   （填“酸”或“碱”)性，故有NH₃产生。
【探究】为确定气体成分，设计如下装置（夹持装置未画出)：

（1）实验后，取少量A中固体，加入稀盐酸，观察到     ，证明其中含CO₂；
（2）B中观察到               ，证明含有NH₃；
（3）（NH₄)₂SO₄和Na₂CO₃两种溶液发生反应的方程式为：                    ；
（4）若B装置连同固体质量减轻4.8g，则C装置增加的质量为      ；
【反思】
（1）实验测得装置C增加的质量大于理论值，可能的原因是        ；
（2）氨气也是污染物，在C装置后连接下图装置，以吸收尾气中未参加反应的氨气。干燥管的作用是    （填序号)。

①防止氨气逸出      ②防止液体倒吸      ③防止盐酸挥发

某化学兴趣小组的同学学习“灭火器原理”后，设计了如图所示实验，并对反应后瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么？
【猜想与假设】
猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na₂CO₃和HCl。
猜想2：废液中的溶质只有             （填名称）。
猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl。
猜想4：废液中的溶质是NaCl、Na₂CO₃。
【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是       。
【实验与结论】
（1）为验证猜想2，小强同学取少量废液装入试管中，然后滴入AgNO₃溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是小强认为猜想2正确。小强的实验       （填“能”或“不能”）验证猜想2的正确性，原因是       。
（2）小丽为验证猜想3，选用碳酸钠做试剂。若猜想3是正确的，验证时反应的化学方程式为       。
（3）若验证猜想4是否正确，下列试剂中可选用的有       （填序号）。
①氢氧化钠溶液   ②氯化钙溶液   ③稀盐酸   ④氯化钾溶液

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有哪些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na₂CO₃。
（1）则NaOH变质反应的化学方程式为         。
【查阅资料】
①碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应。
②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解，在27℃、101kPa时的密度为1.8 g·L^－1。
【实验探究1】
（2）为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
(a)取少量样品溶于水，加入      ；	有白色沉淀产生	该反应的化学方程式为
(b)静置，向         。		证明猜想Ⅱ成立

【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【实验探究2】
小红同学设计了如下图所示的装置（铁架台略去），在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验：

①按图连接好装置；
②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到X溶液220mL。
（3）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是         。
（4）B中集气瓶盛装的X溶液应为         溶液。
（5）试管中原有的空气对实验结果         （选填“有”或“没有”）明显影响。
（6）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为         （精确至1%）。
【提出问题3】怎样提纯该样品得到较纯净的氢氧化钠固体？
【实验探究3】
为了得到较纯净的氢氧化钠固体，小亮明设计了如下图所示的实验流程。

（7）操作②的名称是         ，为了使样品充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器是        。
（8）该实验中发生反应的化学方程式为         。
（9）最终所得氢氧化钠固体的质量     变质样品中氢氧化钠的质量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【反思与交流】
（10）敞口放置的氢氧化钠溶液容易变质，所以试剂瓶要         塞密封保存。
（11）通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质后某成分的含量，以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考问题有        （填数字序号）；
①选择试剂种类          
②确定试剂用量      
③试剂产地
④实验装置与步骤的设计  
⑤实验安全环保      
⑥测量中减少误差
（12）【实验探究1】中的检验和【实验探究3】中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，它们分别是         。