初中化学化学与社会发展探究题

某学习小组的同学做实验，向盛有少量氢氧化钠溶液的试管中通入二氧化碳，未看到明显的实验现象。

【提出问题】氢氧化钠能否与二氧化碳反应？
【猜想与假设】亮亮同学认为氢氧化钠能与二氧化碳反应；莉莉同学认为氢氧化钠不能与二氧化碳反应。
【设计与实验】亮亮同学设计了两个装置并进行实验。请你和他一起验证他的猜想。

实验步骤	实验现象	实验结论
如图一，将收集满二氧化碳的试管倒置于氢氧化钠溶液中
如图二，

【反思与评价】莉莉同学提出质疑，认为上述现象可能是二氧化碳溶于水的结果。
【设计与实验】请你设计一个实验，证明氢氧化钠确实与二氧化碳反应。

实验步骤	实验现象	实验结论
		氢氧化钠与二氧化碳反应

【交流与提高】实验证明氢氧化钠还能与二氧化硫反应，化学方程式为：
$2NaOH+S{O}_2=X+H_{2}O$，X的化学式是。

超市中的许多食物用塑料保鲜膜包装后出售。塑料保鲜膜为什么可以“保鲜”呢？
【设计实验】在A、B、C三只相同的玻璃杯中，分别注入等体积的蒸馏水，并在各玻璃杯外壁标明刻度，如图所示放置一周。

【实验现象】一周后发现：A杯中的水量几乎不变；
B杯中的现象是                 ；而C杯中的水量减少较多。
【解释】请用分子的知识解释C杯中水量减少的原因                             ；
【结论】保鲜膜除了可以阻止食物中水分流失，还能隔绝          ，防止食物腐败。
【提出新问题】制作保鲜膜的材料是热固性塑料还是热塑性塑料呢？
【设计实验】在一只试管中放入少量保鲜膜碎片，用酒精灯缓缓加热，观察到碎片熔化，冷却后变成固体，加热又可以熔化。由此可知制作保鲜膜的材料是      （填“热塑性”或“热固性”）塑料。
【反思】保鲜膜虽然能延长食品的保鲜期，但大量使用后丢弃会造成            ，
所以要控制使用。

$A～D$是初中化学常见的物质，其中 $A$为黑色固体， $D$为蓝色沉淀，它们之间的相互转化关系如图所示，其中部分生成物和反应条件已省略。

（1） $A$物质的化学式为； $A$物质还可以与（写一种）反应生成 $B$物质。
（2）反应④的化学方程式为；
在①～④的反应中属于置换反应类型的有（填写序号）。

阅读下面科普短文（原文作者：段翰英等）。
我国制作泡菜的历史悠久。制作泡菜是把新鲜蔬菜泡在低浓度的盐水里，经发酵而成。泡菜品种繁多、风味独特、口感鲜脆。
蔬菜中含有硝酸盐。硝酸盐对人体无直接危害，但转化成亚硝酸盐后，就会产生危害。亚硝酸盐[如亚硝酸钠（ $NaN{O}_2$）]与胃酸（主要成分是盐酸）反应，产生亚硝酸（ $HN{O}_2$）和氯化物（如 $NaCl$）。亚硝酸不稳定，产生的二氧化氮进入血液与血红蛋白结合，导致中毒。
泡菜中含亚硝酸盐吗？含量有多少？含量受什么因素影响呢？
经实验测定发现，食盐水浓度和泡制时间对泡菜中亚硝酸盐含量有一定影响。下图为室温下，食盐水浓度和泡制时间与芹菜泡制过程中亚硝酸盐含量的关系。

用不同的蔬菜进行测定，变化趋势与芹菜相似。
实验表明，发酵温度对泡菜中亚硝酸盐的生成量及生成时间也具有明显的影响。泡菜发酵过程中，泡制温度较高时，亚硝酸盐含量最大值出现的早，且数值低。这与温度较高有利于乳酸菌的繁殖有关。
实验还表明，泡制过程中添加姜汁和维生素 $C$，都能有效地减少亚硝酸盐的生成。
现代医学证明，泡菜中的乳酸和乳酸菌对人体健康有益，具有抑制肠道中的腐败菌生长、降低胆固醇等保健作用。但是，有些泡菜盐分或糖分过高，对高血压和糖尿病等慢性病患者不利。另外，泡制过程也会造成某些营养素的流失。（有删改）
依据文章内容，回答下列问题。
（1）泡菜中的亚硝酸盐是由转化成生的。
（2）亚硝酸钠能与盐酸反应，该反应属于基本反应类型中的反应。
（3）室温下，用芹菜制作的泡菜，最佳食用时间是填字母序号，下同）。
A．泡制2－3天        B．泡制5－6天       C．泡制12天后
（4）下列关于制作泡菜的说法中，合理的是。
A．最好加入一些姜汁
B．最好在较低温度下泡制
C．最好加入一些富含维生素 $C$的水果
D．最佳食用期的泡菜中亚硝酸盐的含量与泡制时的食盐水浓度无关
（5）请你为喜欢吃泡菜的人提一条食用泡菜的建议：。

众所周知，酚酞溶液遇 $NaOH$溶液变红。但是，在分组实验中（如图所示），出现了意想不到的现象：有的溶液变红后褪色；有的出现白色浑浊物。

【提出问题】分组实验中，出现意想不到的现象的原因是什么呢？
【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成。
【猜想与假设】
Ⅰ．红色褪去，与 $NaOH$溶液和空气中的 $C{O}_2$反应有关。
Ⅱ．红色褪去，与 $NaOH$溶液的浓度有关。
Ⅲ．出现白色浑浊物，与酚酞溶液的浓度有关。
【进行实验】

实验	实验操作	实验现象
1	向盛有2 mL = $N{a}_{2}C{O}_3$溶液的试管中滴加5滴0.5%的酚酞溶液	溶液变红
2		1号试管0.1min红色褪去 2号试管5min红色褪去 3号试管30min红色明显变浅 4号试管120min红色无明显变化
3	取3支试管，分别加入2 mL水，……	酚酞溶液浓度/%	浑浊程度
5	大量浑浊物
2	少量浑浊物
0.5	无浑浊物

【解释与结论】
（1） $NaOH$与 $C{O}_2$反应的化学方程式为。
（2）实验1的现象表明，猜想与假设1 （填"成立"或"不成立"）。
（3）由实验2得出结论：出现"溶液变红后褪色"现象的原因是。
（4）实验3的操作步骤：取3支试管，分别加入2ml水，。
【反思与评价】
（5）依据现有实验，为了确保红色不变，若酚酞溶液浓度为0.5%，建议选用 $NaOH$溶液的浓度为%。
（6）有同学认为，仅通过实验3得出"猜想与假设Ⅲ成立"证据不足，理由是。

制作糕点常用Na₂CO₃或NaHCO₃作膨松剂，我校化学兴趣小组的同学根据Na₂CO₃和NaHCO₃的性质进行了一系列探究。
【查阅资料】
（1）溶解度比较：

（2）已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解。
（3）常温下，浓度相同的Na₂ CO₃溶液比NaHCO₃溶液的碱性强。
【探究一】NaHCO₃和Na₂CO溶解度差异的探究。
小方同学分别取xg两种固体粉末加入20℃10 g水中充分溶解，通过观察现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠，x可能是_______。
A．2      B．0．96      C．0．5       D．3
【探究二】Na₂CO₃和NaHCO₃鉴别探究
【猜想与假设】
（1）甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO3溶液．
（3）乙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别．
【实验探究】（1）甲同学在两支分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的试管中，各加入澄清石灰水，观察到两支试管中的现象相同，均产生了白色沉淀，实验结果与猜想不一致，即不能用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液．
（3）乙同学分别取了一定量的Na₂CO₃、NaHCO₃固体于大试管中加热（如图所示）：

①加热Na₂CO₃时，开始即见小试管中有少量气泡产生，继续加热，气泡逐渐减少，未见澄清石灰水变浑浊，
②加热NaHCO₃时，丙同学观察到实验现象与①不同，证实了自己的猜想是合理的．
【问题讨论】
小组同学对上述实验展开了讨论，对甲同学的两个实验进行了比较，并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因（如图1、图2）．请写出Na₂CO₃与澄清石灰水发生反应的化学方程式________；写出NaHCO₃与澄清石灰水混合时参与反应的离子：________．

【探究三】测定某Na₂CO₃和NaHCO₃混合物中NaHCO₃的质量分数
[方案一]称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。
（1）坩埚中发生反应的化学方程式为：                             ；
（2）实验中，需加热至恒重的目的是                               。
[方案二]利用下图装置进行实验，装置B中放有样品（整套装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量）。

【实验步骤】
（1）检查装置的气密性；（2）称取样品10 g，加到装置B中；（3）称量装置B、C、D的质量（含药品）；（4）连接装置；（5）加热；（6）停止加热继续通入空气；（7）再次称量装置B、C、D的质量（含药品）。
【数据记录】

【问题回答】
①上图装置C的作用是_______，装置C中一个明显的错误是______________。
②实验过程中必须向装置内通入空气，装置A中发生反应的化学方程式为_______。若没有装置A，造成测定结果_______（填“偏大”“不变”或“偏小”）
【讨论分析】
小红同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中NaHCO₃的质量分数，但小张认为不能用C装置的质量变化来计算，其理由是_______；改进方法：_______。小王又认为用装置D的质量差会偏大而影响计算，应增加一个操作：_______，目的是______________。
【数据处理】经过反复讨论，大家一致赞成应该利用表格中的装置B的质量变化进行计算NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的质量分数       。
【拓展应用】固体Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通过________方法除去．

某实验小组为检验露置在空气中的NaOH固体是否变质并确定其组成，开展了以下探究活动。
【讨论与交流】
（1）NaOH能与空气中的__________（填化学式）发生反应生成Na₂CO₃。
【查阅资料】
①NaOH在空气中不会转化成NaHCO₃；
②Na₂CO₃的水溶液呈碱性。
③CaCl₂、NaCl的水溶液均呈中性。
【猜想假设】猜想一：固体全部为NaOH。
猜想二：固体全部为__________。
猜想三：固体为NaOH和Na₂CO₃的混合物。
【实验探究一】将待检固体溶于水配成溶液。按以下两种方案进行实验：
（2）方案一：用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH__________（填“＞”、“＜”或“=”）７，说明猜想一成立。
（3）方案二：取该溶液少许，往其中加入足量稀盐酸，有气泡产生，说明猜想_______不成立。
【归纳与总结】很明显，方案一的结论__________（填“正确”或“错误”），理由是__________。
【实验探究二】为进一步确定原固体的组成，该实验小组的同学称取42．4g待检固体于烧杯中，加入157．6g水，配成200g溶液，并将它平均分成四等份，分别加入CaCl₂溶液，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥并称量，实验数据如下表：

实验项目	1	2	3	4
加入CaCl2溶液质量	50g	100g	150g	200g
产生的沉淀质量	4g	8g	10g	10g

（4）实验小组同学根据实验数据的分析，根据实验3所得沉淀质量计算并判断猜想__________成立，有部分同学提出不必要做实验4，理由是__________。
（5）实验小组对4次实验后的沉淀经过洗涤、干燥后再称量，如果省略洗涤沉淀的步骤，对Na₂CO₃的质量计算结果影响是__________（填“偏大”或“偏小”）。
【实验探究三】
（6）实验探究一的两个方案都不完善，实验探究二虽然能得出固体的组成，但它的实验操作比较复杂，请你设计一个较简单的探究方案来验证固体的组成。

实验操作	实验现象	实验结论

某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后（用石灰石和稀盐酸制取），对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性（含有H⁺），说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙溶液呈中性。
【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温。

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加①____________	现象：溶液变为红色	溶液显酸性（含有H^+）；溶质中有氯化氢。
乙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量锌粒	现象：②_____________
丙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量石灰石	现象：③_________________ 化学方程式为： ④______________________

【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体，同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的 ⑤__________（填化学式），经 ⑥___________、蒸发等操作后即可完成。

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。

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究：

方案 设计者	方案步骤	方案预估现象	方案 预估结论
小亮	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡	酚酞试液 不变色	恰好完全中和
小丽	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照	pH=7	恰好完全中和
小林	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生产	盐酸过量，没 有完全中和

【方案评价】请判断以上设计的三个方案中，       同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案中任意一个错误的原因                       。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH；小丽猜想：溶质只有NaCl；
小林猜想：溶质有NaCl、HCl；你的猜想：溶质有           （填化学式）。
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是                                。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液		小林猜想正确
	有蓝色沉淀生成	你的猜想正确

 

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        。

过氧化钠(Na₂O₂）可用作呼吸面具的供氧剂.实验室有一瓶放置较长时间的过氧化钠样品，某研究小组对其成分和性质进行了如下探究．
【查阅资料】1.过氧化钠能与空气中水和二氧化碳反应生成氧气:
2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+0₂↑,      2Na₂0₂+2C0₂==2Na₂CO₃+O₂．
【提出问题】1.过氧化钠是否变质?
【猜想与假设】
假设1:过氧化钠未变质;  假设2:过氧化钠部分变质; 假设3:过氧化钠全部变质．
【实验探究】

【提出新问题】部分变质的过氧化钠中是否含有氢氧化钠？
【实验探究】③取少量①中溶液于试管中，加人足量的氯化钙溶液，有白色沉淀生成，静置，向上层清液中滴加2滴无色酚酞试液，溶液变红．
【定性分析】
（1）由实验③可以确定①中溶液含有的溶质是___               ____(填化学式）;
（2）小明认为，由上述实验无法确定原固体样品中是否含有氢氧化钠，理由是_________。
【定量研究】称取6.04g的过氧化钠样品于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水，共收集到气体0.64g,再向上述锥形瓶中加入足量的澄清石灰水，充分反应后，经过沉淀、过滤、干燥等，得到固体2.00g。
（1）写出加入澄清石灰水的反应方程式_____________________
（2）6.04g上述样品中，含氢氧化钠的质量_______________。
【反思与提高】过氧化钠长期暴露在空气中，最终会变质为             （填化学式）

某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如下图），有一瓶溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损，于是决定利用现有药品对这瓶溶液进行实验探究：

【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【获得信息】1.性质实验中用到含用钠元素的物质是氢氧化钠、碳酸钠和硫酸钠
2.硫酸钠溶液、氯化钡溶液都呈中性
【提出问题】这瓶溶液是：
猜想①：            ；
猜想②：氢氧化钠溶液；
猜想③：碳酸钠溶液；
【实验探究】
（1）小丽取样滴加        溶液，溶液呈红色，得出结论：猜想       不成立。理由是                                         。
（2）小刚另取样品滴加BaCl₂溶液，有      产生，小刚得出结论：猜想②不成立。小组同学讨论后认为结论不正确，理由是                      。
小组同学讨论后一致认为应如下进行实验：
【继续探究】
（3）取样品加入过量的BaCl₂溶液，加“过量”的目的是                   ；静置后，取上层清液滴入酚酞试液，溶液呈红色。在剩余物质中滴入足量的稀盐酸，固体全部溶解，固体溶解的反应的化学方程式是                      。
【实验结论】
（4）这瓶溶液是                                   。
【探究启示】
（5）实验取完药品后应                            。

化学老师师整理药品时，拿出一瓶氢氧化钙粉末,让小丽和大卫对这瓶氢氧化钙粉末的组成进行实验探究。
（1）【提出问题】这瓶氢氧化钙是否已经变质生成碳酸钙而变质？
（2）【进行猜想】①氢氧化钙全部变为碳酸钙；   
②氢氧化钙部分变为碳酸钙；
③氢氧化钙没有变质。
（3）【设计方案，进行实验探究】下表是对猜想①进行实验探究的过程示例：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加适量水，搅拌，过滤 ① 取少量滤液于试管中，加酚酞试液 ② 取少量滤渣于试管中，加入盐酸	① 滤液不变色 ② 有气泡产生	氢氧化钙全部变为 碳酸钙

请你参照示例另选择其中一种猜想参与探究，完成下表。

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加适量水，搅拌，过滤 ①取少量滤液于试管中，加酚酞试液 ②取少量滤渣于试管中，加入盐酸	①
②

（4）【归纳总结与拓展应用】
①氢氧化钙俗称            ，农业上一般用它改良      性土壤（选填“酸”或“碱”）
②氢氧化钙变质是由于他和空气中的     发生反应，反应的化学方程式是：            ，因此，氢氧化钙应         保存。

实验中，小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡产生，为了解该气体的成分，实验小组进行了以下探究
【提出猜想】小红猜想是氧气；小敏猜想是氢气；小雨猜想是二氧化碳
其他同学认为小雨的猜想是错误的，理由是；
【进行实验】利用图I所示的装置分别进行实验

（1）小红：反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到，则她的猜想错误。
（2）小敏：①用图II所示装置干燥从a导管出来的气体，将管口a与（填"b"或"c"）端管口连接。

②反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。
【得出结论】铝和氢氧化钠反应生产氢气和偏铝酸钠（NaAlO₂）,
反应的化学方程式为：。
【交流讨论】有同学认为，小敏的实验方案有欠缺，步骤②中存在安全隐患，理由是。
【反思提升】许多重大科学发现，源自对试验中异常现象的大胆质疑，深入研究。下列科学成果是通过对异常现象研究得出的是（填序号）。
A．侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法
B．拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气
C．张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值