初中化学化学与社会发展探究题

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）

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验，向烧杯中的氢氧化钙溶液滴加一定量的稀盐酸后，发现忘记滴加指示剂，此时，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究。
（1）写出该中和反应的化学方程式____________________________________。
（2）探究烧杯内溶液中溶质的成分：
【作出猜想】
（A）溶质可能是CaCl₂与Ca（OH）₂
（B）溶质可能是CaCl₂
（C）溶质可能是CaCl₂与HCl
【查阅资料】CaCl₂溶液呈中性
【实验设计】
①取少量烧杯中的溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色。于是排除了猜想（A），你认为排除猜想（A）的理由是_____________。
②小华想用碳酸钠溶液来验证后两种猜想，请你帮他完成实验，填写以下表格：

实验步骤	预计现象	预计结论
取少量反应后的溶液于试管中，逐滴加入碳酸钠溶液		猜想（B）正确
	猜想（C）正确

【交流反思】
为确定猜想（C）正确，下列几种实验方案不合理的是__________（填字母）。
A．取反应后的溶液于试管中，滴加紫色石蕊试液变红色
B．取反应后的溶液于试管中，加入锌粉冒气泡
C．用洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液，涂抹在pH试纸上，测溶液的pH <7
D．取反应后的溶液于试管中，加入硝酸银溶液，生成白色沉淀

小宁和小明同学学习完酸、碱、盐后发现：碱溶液能使酚酞试液变红，Na₂CO₃溶液也能使酚酞试液变红．碱溶液使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出OH﹣，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子使酚酞试液变红呢？小宁设计了如图三个实验，请小宁、小明和你一起探究并完成下列问题：

（1）Na₂CO₃属于                （填“酸”、“碱”、“盐”）；
（2）实验Ⅰ的目的是为了                                              ；
（3）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是探究水分子是否能使酚酞试液变红，小明同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为小明的理由是                                             ；
（4）实验Ⅲ滴入Na₂CO₃溶液，震荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再逐滴滴加过量的CaCl₂溶液后，震荡，红色逐渐消失，同时还观察到生成了                  （提示：CaCl₂溶液呈中性）由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：溶液中的CO₃^2﹣使酚酞试液变红；
（5）小明同学在和老师交流上述结论时，老师说：“其实Na₂CO₃溶液能使酚酞试液变红也是由于溶液中存在OH^﹣．”你认为Na₂CO₃溶液中存在OH^﹣的原因是     与H₂O发生反应产生      ．

（6分)实验室里同学们正在探究氢氧化钠与硫酸能否发生化学反应。
【探究活动1】菲菲同学进行了如下实验。

她观察到的现象应该是（1）                                       。
她认为此现象说明生成了硫酸钠，因此能证明氢氧化钠与硫酸发生了反应。
【评价与交流】请你评价她的实验结论（2）                              。
【探究活动2】琪琪同学为了证明同样的问题进行了另一个实验：

【搜集证据】滴人酚酞后观察到（3）              ，滴入适量稀硫酸后观察到（4）             。
【解释与结论】用化学方程式表示滴入稀硫酸后产生现象的原因（5）             。
据此琪琪同学证明了氢氧化钠与硫酸能发生反应。
【反思与总结】由上述探究活动我们可以认识到，在判断一个反应能够发生时，如果不能证明有其它物质的生成，则应（6）              。

白色粉笔是一种常用的教学用品，已知某品牌白色粉笔的主要成分中是含有钙元素的一种盐。某化学兴趣小组的同学一起探究该粉笔的组成。
【提出问题】白色粉笔的主要成分是什么?
【作出猜想】①碳酸钙；②硫酸钙；③硝酸钙。
【查阅资料】硝酸钙易溶于水；硫酸钙微溶于水；硫酸钡不溶于水，也不溶于稀硝酸。
【实验探究】
（1）小军取一段白色粉笔（约1g），在研钵中研成粉末，倒入大烧杯中，加入100毫升蒸馏水，充分搅拌，静置，发现烧杯底部有较多的白色固体未溶解。说明猜想 不成立；
（2）小军将烧杯中的物质过滤,然后取少量滤渣于试管中，并滴加稀盐酸，看到     的现象，证明猜想①不成立；
（3）小兵取少量滤液于试管中，滴加Ba（NO3）2溶液和稀硝酸，有白色不溶物产生，发生反应的化学方程式为                       ；
【实验结论】根据上述探究中的实验现象，请你写出该粉笔主要成分的化学式为     ；

某化肥KNO₃样品在运输存放过程中可能混进了NH₄NO₃、NH₄HCO₃、KCl三种物质中的一种或几种，现按如图所示进行检验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应都恰好完全进行）。试根据实验过程和发生的现象回答下列问题：

（1）气体A的气味为               。
（2）实验步骤③的现象说明化肥中一定不含有的物质是                           。
（3）实验证明，溶液D中一定存在的溶质是（写化学式）                         。
（4）实验过程①中发生反应的化学方程式为                                。
（5）实验步骤④的现象          （填“能”或“不能”）证明KCl一定混进了化肥中，请说明判断理由                                         ；
为进一步确定其存在，可以对以上实验进行改动，具体做法是               。

白色粉笔是一种常用的教学用品，已知某品牌白色粉笔的主要成分中是含有钙元素的一种盐。某化学兴趣小组的同学一起探究该粉笔的组成。
【提出问题】白色粉笔的主要成分是什么?
【作出猜想】①碳酸钙；②硫酸钙；③硝酸钙。
【查阅资料】硝酸钙易溶于水；硫酸钙微溶于水；硫酸钡不溶于水，也不溶于稀硝酸。
【实验探究】（1）小军取一段白色粉笔（约1g），在研钵中研成粉末，倒入大烧杯中，加入100毫升蒸馏水，充分搅拌，静置，发现烧杯底部有较多的白色固体未溶解。说明猜想        不成立；
（2）小军将烧杯中的物质过滤,然后取少量滤渣于试管中，并滴加稀盐酸，看到         的现象，证明猜想①不成立；
（3）小兵取少量滤液于试管中，滴加Ba(NO3)2溶液和稀硝酸，有白色不溶物产生，发生反应的化学方程式为                       ；
【实验结论】根据上述探究中的实验现象，请你写出该粉笔主要成分的化学式为     ；
【继续探究】为防止小兵的实验废液污染环境，小天对其反应后的滤液成份进行探究，请你帮助他完成实验报告：

实验操作	实验现象	实验结论
		滤液中含有硝酸钙、硝酸和硫酸钙

 

京京在做金属与盐溶液的实验时,意外发现铝放入硫酸铜溶液后产生了无色无味气体,于是对此进行探究。
【提出猜想】①欢欢认为该气体可能是氧气②迎迎认为该气体可能是氢气③晶晶认为该气体可能是二氧化硫。欢欢认为晶晶的猜想错误，理由是                   。
【进行探究】

实验操作	实验现象	结论
①__________________________	木条不复燃	欢欢猜想不成立
②用尖嘴导管将气体导出并引燃，同时在上方放一块干冷的玻璃片		迎迎猜想成立

【反思与探究】铝为什么能与硫酸铜溶液反应产生该气体?京京思考除与水有关外，还与什么粒子有关呢？资料表明硫酸铜在水中会产生铜离子和硫酸根离子。为此京京又进行以下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
把铝丝放入20%的Na2SO4溶液	无气泡产生
	有气泡产生	产生气泡与铜离子有关

由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有           物质。

在化学实验室，某小组同学实验时发现一瓶没有密封好的NaOH已经结块。于是对其成分进行科学探究，请你一起完成探究的过程。
Ⅰ固体的成分分析
【提出问题】结块后的固体成分是什么？
【猜想与假设】
猜想一：固体为碳酸钠
猜想二：固体为碳酸钠和氢氧化钠。
用化学方程式表示固体中有碳酸钠的原因_____________________________________。
【查阅资料】BaCl₂溶液pH=7
【实验探究】从瓶中取出一定量的固体，加入足量水溶解，再将溶液分三等份分别装入A、B、C三支试管，进行如图所示实验。

甲同学根据实验现象，认为结块固体中有碳酸钠和氢氧化钠。
【实验分析】
（1）根据甲同学的实验结论可知，三支试管中观察到的实验现象分别为：A试管中________________，B试管出现大量气泡，C试管中出现白色沉淀；
C试管中现象产生的原因是（用化学方程式表示）___________________________。
（2）乙同学认为甲同学的结论是不正确的，原因是_______________________________。
【实验设计】请你设计合理的实验方案，填入下列表格中。

操作	现象	结论
取少量结块固体于试管（或烧杯）中，加水使其完全溶解，__________________ ______________________ _____________________	_______________________	固体为碳酸钠和氢氧化钠

Ⅱ固体中各成分含量
为确定该固体样品中Na₂CO₃的质量分数，小芳同学称取2 g样品，利用A为Y形管、B为量气管、C为水准管作为主要反应容器，进行了如图（I）所示实验。

（1）在量气管内水面上架一薄层油，目的是__________________________。
（2）使样品与稀硫酸反应的操作为 __________________________________。
（3）实验结束后，小芳同学读出量气管中的气体体积为22.4ml（已知该温度压强下，CO₂的密度为1.965 g/L），请你计算出样品中Na₂CO₃质量分数。（写出计算过程）
（4）小明同学设计如图（Ⅱ）装置，分别测定反应前、反应后仪器以及仪器内物质的总质量，进行有关计算，实验操作中没有失误，多次测量的结果均偏大，你认为可能的原因是________________________。

两个化学兴趣小组分别进行以下3个实验：
①MgSO₄溶液和NaOH溶液反应；   
②稀H₂SO₄和BaCl₂溶液反应
③稀HCl和NaOH溶液反应（用酚酞试液作指示剂）
实验结束后，同学们发现本组废液缸里废液颜色与另一小组不一样，在征得老师同意后，两组同学各自对本小组的废液进行探究：
【提出问题】废液缸里的废液成分有什么？
【查阅资料】微溶物质在反应物中视作可溶物，在生成物中视为不溶物。
【实验探究】
（一）第1小组的探究：
1．小东首先把呈浑浊状态的废液进行分离，得红色澄清滤液和滤渣。
2．小刚认为无需进行实验，就能判断出滤渣中含有BaSO₄、Mg(OH)₂两种沉淀，他的理由是          ，请你写出生成其中一种沉淀的化学方程式：                  。
3．小西对滤液成分（除酚酞、水外，下同）进行分析，认为滤液中一定含NaOH和NaCl，并对可能有的成分提出如下猜想：
猜想1：滤液中含有BaCl₂
猜想2：滤液中含有Na₂SO₄
猜想3：滤液中含有BaCl₂、Na₂SO₄
（1）小强认为猜想3是不成立的，因为                           ；
（2）小雨取少量滤液于试管中，滴加     溶液，出现的现象是     ，证明猜想2成立。
（二）第2小组的探究：
第2小组首先对废液进行了分离，得无色滤液和少量滤渣，然后取少量滤液于试管中，逐滴滴加Na₂CO₃溶液，并根据实验结果绘制成下图。请据此判断，滤液一定含有的离子是     （填离子符号），实验过程中滤液颜色的变化为         。

【交流反思】实验结束后，同学们一致认为实验后的废液要进行处理才能排放，否则会对环境造成污染。

化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液（如图所示），其中4、5号试剂瓶标签破损。

【提出问题】这两瓶试剂分别是什么？
【查阅资料】
①碱性的亚硫酸钠（Na₂SO₃）溶液、Na₂CO₃溶液都能与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应，产生白色沉淀。
②Na₂SO₃+2HCl=2NaCl+SO₂↑+H₂O。
③CO₂与SO₂均可以使澄清石灰水变浑浊，SO₂是一种有刺激性气味的气体。
【作出猜想】4、5号溶液可能分别是NaOH、Na₂CO₃、Na₂SO₃或NaCl溶液中的一种。
【实施方案】取少量4、5号溶液分别于试管中，然后分别进行下列三组实验。
实验1：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的          号溶液，两试管中的溶液均变成红色，说明4、5号溶液均不可能是上述猜想中的           溶液。
实验2：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的3号溶液，两试管中均产生白色沉淀，4、5号溶液可能分别是Na₂SO₃溶液和Na₂CO₃溶液中的一种。写出其中一个反应的化学方程式                 。
实验3：在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的2号溶液，在盛4号溶液的试管中有          现象，说明4号是Na₂CO₃溶液；在盛5号溶液的试管中有        现象，说明5号是Na₂SO₃溶液。
【实验反思】同学们经过分析，认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液。请你利用上述图中的试剂设计鉴定实验方案，完成实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
		4号溶液是部分变质的NaOH溶液。

 

多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界。以碳的氧化物为例，回答下列问题：
（1)认识物质的组成和结构
二氧化碳、一氧化碳组成的相同点：             ；
两种物质分子构成的不同点：                    。
（2）认识物质的性质
①将蘸有酒精的棉芯点燃后放入烧杯，向烧杯中倾倒二氧化碳气体，观察到烧杯中的棉芯自下而上熄灭（如图1所示），说明二氧化碳具有的性质是       ；若使棉芯下半段立即恢复燃烧，操作方法是       。

②将燃着的镁条伸入装有二氧化碳气体的烧杯中，镁条继续燃烧，说明二氧化碳还具有的性质是     。
（3）认识物质的制法
某同学用软塑料瓶自制气体发生装置，通过捏放瓶身可随时控制反应发生和停止（如图2所示）。若利用该装置制取二氧化碳，反应的化学方程式       ；若实验利用该装置制取氧气无纺布包内药品为   （写化学式）

（4）认识物质的用途
①扬其利抑其弊。减少二氧化碳排放以控制温室效应，合理使用二氧化碳为人类造福。请举二氧化碳用途一例：       。
②控制条件获取所需物质。反应物相同，条件不同，产物不同。请举一例：           。

食品包装袋中常用脱氧剂。某化学兴趣小组将脱氧剂封口打开，将其倒在滤纸上，
观察到脱氧剂大部分为黑色粉末，其中还夹杂着少量红色粉末。
【提出问题】该脱氧剂中的黑色、红色粉末各是什么？
【提出猜想】黑色粉末可能含炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。红色粉末可能含有氧
化铁、铜粉中的一种或几种。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	取脱氧剂粉末加入足量稀硫酸	粉末几乎全部溶解，只有少量黑色粉末未溶解，有气泡产生，溶液变成黄色
②	去实验①的残渣灼烧，将内壁有澄清石灰水的小烧杯罩在上方	澄清石灰水变浑浊

【得出结论】由实验①②可知，脱氧剂中黑色粉末肯定含           。
脱氧剂中的红色粉末肯定不含         ，肯定含         ，写出相应的化学方程式          。
【拓展延伸】小明认为铁生锈时会消耗氧气，因此可用此脱氧剂（实验室可滴几滴水）测定空气中氧气的含量，装置如图所示。集气瓶的实际容积是150mL，量筒内盛100mL的水。当量筒内水面不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在73mL刻度处。由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是         。本实验的测量结果与理论值不一致，原因可是                                  。

纯碱（Na2CO3）是一种重要的盐类物质，在化学工业中用途极广。小王同学为探究纯碱的化学性质进行了猜想，并设计实验进行验证。请你帮助她将下列实验报告填写完整。

猜想	实验操作	实验现象	结论（或化学方程式）
猜想一：Na2CO3溶液显碱性	取少量Na2CO3溶液于试管中，滴入2-3滴酚酞试液，振荡		溶液显碱性
猜想二：能与酸反应	取少量溶液于试管中，然后滴加稀盐酸	有大量气泡产生	化学方程式
猜想三：能与Ca(OH)2反应	向盛有少量Na2CO3溶液于试管中，滴加澄清石灰水	产生白色沉淀	化学方程式
猜想四：能与BaC12反应		能产生白色沉淀	Na2CO3+BaC12=BaCO3↓+2Na CI 反应的基本类型为：

 

甲、乙两同学帮助老师整理实验室时，发现有一瓶试剂标签残缺，只剩下“Na”和“10%”字样（如图）。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。甲、两同学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】甲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．初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
Ⅱ．测定室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度g	36	109	215	9．6

【得出结论】乙根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断，这瓶试剂不可能是       。
【设计实验并继续探究】
（1）甲取该溶液少量于试管中，加入紫色石蕊，溶液变蓝，这瓶试剂不可能是     。
（2）乙为了确定该溶液是哪种溶液，又进行了如下实验：

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
取样于试管中，滴加	产生大量的气泡	该溶液是  ，反应的化学方程式

【拓展与应用】
甲确定该溶液，选择了与乙不同的试剂，甲选择的试剂是    （要求类别不同）。
【反思与评价】老师指出该结论不严密，其理由是        。