初中化学化学与社会发展探究题

某化学社团的同学发现，不同物质的变化常伴随着相同的实验现象。但从化学的角度去研究，会发现其有本质的区别。
【现象分析】
实验一：向盛有一定量氢氧化钠固体的试管里加入一定量的水，迅速用带导管的橡皮塞塞紧试管口，并将导管另一端通入盛有水的试管中，振荡左侧试管（如图）。

实验二：用氧化钙代替氢氧化钠重复一次上述实验。
上述两个实验的相同现象之一是；
上述两个实验中，其中一个实验发生了化学变化，其化学方程式是；另一个实验没有发生化学变化。

【本质归纳】  ；另一个实验没有发生化学变化。
【本质归纳】
相同的实验现象，既可以由物理变化引起，也可以由化学变化引起。
【探究运用】
在探究白色粉末的组成时，要研究相同实验现象的本质区别。
实验三：有一包白色粉末可能含有硫酸钡、碳酸钾和氢氧化钡中的一种或几种，取一定量该粉末加入到盛有足量水的烧杯中，搅拌，静置，观察到烧杯中有白色不溶物。
小明同学认为，白色粉末中一定含有硫酸钡；
小意同学认为小明的结论不准确，其理由可用化学方程式表示为。
针对上述两位同学的观点，小燕同学进一步设计如下实验方案进行探究：

（1）步骤②中发生化学反应的方程式是；
（2）步骤③中，加入酚酞溶液后，若溶液E为无色，则原白色粉末的组成是（填化学式，下同）；
步骤③中，加入酚酞溶液后，若溶液E为红色，则滤液A中一定含有的溶质是，原白色粉末的可能组成是或；
（3）小鹏同学认为，只需取少量滤渣B，加入过量的稀硝酸，若看到的现象是，就足以说明原白色粉末中只含有碳酸钾和氢氧化钡。

对比归纳是学习化学的重要方法。请你参与下列探究活动并回答问题：
实验一：探究影响硫燃烧剧烈程度的因素。

如左图，分别将硫在空气和氧气中燃烧。 ①硫在氧气里燃烧的化学方程式为； ②硫在氧气里燃烧比在空气里燃烧更剧烈，说明了影响硫燃烧剧烈程度的因素是。

实验二：探究二氧化碳能否与氢氧化钠反应。

左图是小鹏同学设计的对比实验，用于证明二氧化碳和氢氧化钠能否反应。小燕同学认为该实验设计不符合对比实验的基本原则，她的理由是。

实验三：探究影响物质溶解性的因素

①小意同学做了如左图所示A试管和B试管的对比实验，发现B中固体可溶，A中几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是； ②小明同学补充了如左图C所示实验，他想探究的影响因素是。

做完氢氧化钠与稀硫酸中和反应的实验后，兴趣小组的同学对反应后溶液中的溶质成分产生了兴趣，请你与他们一起进行以下探究。
【提出问题】溶液中的溶质是什么物质？
【作出猜想】（1）甲同学认为溶液中的溶质只有 $N{a}_{2}S{O}_4$一种物质。
（2）乙同学认为溶液中的溶质是 $N{a}_{2}S{O}_4$和两种物质。
（3）丙同学认为溶液中的溶质是 $N{a}_{2}S{O}_4$和NaOH两种物质。
【查阅资料】① $N{a}_{2}S{O}_4$溶液显中性。
② $Al$与强碱 $NaOH$溶液反应生成偏铝酸钠（ $NaAl{O}_2$）等物质。
【实验验证】

	实验操作	实验现象	实验结论
乙同学 实验	取中和反应后的溶液少许于试管中，将表面反复打磨后的铝片放入试管的溶液中	铝片逐渐溶解，并有大量气泡冒出，收集气体点燃，火焰呈淡蓝色	猜想（2）成立
丙同学 实验	取中和反应后的溶液少许于试管中，向试管中滴加几滴无色酚酞试液	溶液变色	猜想（3）成立

【总结反思】丁同学根据乙、丙两位同学的实验现象，首先肯定猜想（1）不成立。经过进一步分析，丁同学认为猜想（2）也不成立，他的理由是。兴趣小组的同学经过充分讨论，一致认为猜想（3）成立。
【知识拓展】（1）生活中能否用铝制品来盛放强碱性溶液？（填"能"或"不能"）
（2）乙同学的实验中铝片与 溶液发生了反应，请写出铝与该溶液发生反应的化学方程式 。

如下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学欲利用其进行下列各探究实验。

（1）以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为（从左至右填写仪器序号字母）（提示：挥发出的少量 $HCl$气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）。
②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为③若将二氧化碳气体通入酚酞试液中，试液显色。
（2）用一氧化碳气体（含少量水蒸气）测定某铁的氧化物（ $F{e}_x{O}_y$）的元素组成比例，并验证反应中气体生成物的性质。所选仪器按A1 -----B-----C----- A2顺序连接（A1、A2为浓硫酸洗气瓶），并检验装置的气密性，所设计的实验装置中气体流向是从左向右。
①反应前大玻璃管中加入铁的粉末状氧化物( $F{e}_x{O}_y$)试样的质量为ag，实验结束后，继续通入一氧化碳气体，直至大玻璃管冷却。这时测量到E处大玻璃管中粉末状固体的质量减少了bg，试推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比值：x/y=．（用含a和b的代数式表示）。（设所发生的反应均完全进行）
②将少量二氧化碳通入大量澄清石灰水中，出现白色浑浊，且溶液质量减小。试解释溶液质量减小的原因:．
③对于该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是

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             。

王老师在某工厂废水处理池中提取一瓶含有AgNO₃、Cu(NO₃）₂和Al(NO₃）₃的工业废水样品带回实验室。静置，取上层清液，加入锌粉，充分反应后过滤，得到滤液甲和滤渣乙。请你和你的化学小组完成以下探究（不考虑杂质干扰）。
【提出问题】滤渣乙是什么？
【做出猜想】小明认为滤渣乙是银，小东认为滤渣乙是银和铜，小华认为滤渣乙是银、铜和铝，你认为滤渣乙还可能是______________。
【交流讨论】大家经过讨论后，认为小华的猜想错误，理由是_______________________。
【实验探究】设计实验探究滤渣乙的成分，请填写下列空白：

实验步骤	现象	结论
实验1：取滤渣乙加入盐酸	无气体产生	滤渣乙可能是___________
实验2：取滤液甲加入_____	无蓝色沉淀	滤渣乙一定是___________

【反思交流】通过交流，大家认为在滤液甲中加入稀盐酸，当观察到______________，也能得出实验1的结论。

（共8分）我区很多乡镇建起了沼气池，不仅为我区节约了能源，而且为减少污染也做出了很大贡献．沼气的主要成分是甲烷（CH₄），我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】：含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝．
【猜想与假设】：甲 CO₂ H₂O；乙 CO  H₂O；丙 NH₃CO₂ H₂O；丁 CO₂ CO  H₂O．
你认为________同学的猜想是错误的，理由是________．
【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过如图所示装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能“或“否”）________．
（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是________．
（3）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断_______同学猜想成立．
（4）C中红色粉末变成黑色的化学方程式：________．
【反思与交流】：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是________．
（5）某课外小组的同学们认为尾气中的一氧化碳可以利用下装置中的一种重复利用，避免污染环境或浪费能源。于是设计如下装置除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续地探究。其中最合理的装置是             （填序号，瓶内为氢氧化钠溶液）。

漂白粉的主要成分为次氯酸钙 [Ca(ClO)₂] 和氯化钙，既可用作漂白剂，又可用作消毒剂。漂白粉中有效成分是 [Ca(ClO)₂] ，漂白的原理是：Ca(ClO)₂在空气中发生反应
Ca(ClO)₂+ CO₂+ H₂O＝CaCO₃↓+ 2HClO；HClO是一种酸性比盐酸弱的酸，不稳定，易分解生成HCl和一种常见的单质气体。HClO具有漂白性，能使品红等有色物质褪色。
【漂白粉制取的研究】
有人提出可以利用海水（含NaCl）和石灰石为原料制取漂白粉，该方法流程如下：

（1）⑤中的反应是2Ca（OH）₂+2Cl₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2X， X的化学式为______，其中Ca（ClO）₂中氯元素的化合价为______．
（2）实际工业生产中，反应⑤的反应物Ca(OH)₂最好用         ，（填“饱和石灰水”或“石灰乳”）并不断搅拌。
【定性研究】
有一包长时间放置的漂白粉，想知道该漂白粉是否变质，某同学设计了下列探究实验。
【提出问题】长时间放置的漂白粉是否变质？
【猜   想】
猜想1：该漂白粉未变质，固体成分为CaCl₂、Ca(ClO)₂；
猜想2：该漂白粉部分变质，固体成分为CaCl₂、Ca(ClO)₂ CaCO₃；
猜想3：该漂白粉全部变质，固体成分为CaCl₂、CaCO₃。
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
① ①取少量样品于试管中，                           。	有气体产生，气体使石灰水变浑浊。	猜想2成立
② 在上述反应后的试管中加少量            溶液。	。

【定量研究】
已知漂白粉有效成分能与浓盐酸发生如下反应Ca（ClO）₂+4HCl═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，某同学通过查阅资料，设计一个最简单的实验，测定漂白粉有效成分的质量分数。
【资料】Cl₂能溶于水，但在饱和食盐水中的溶解性非常小。实验条件下Cl₂的密度为3.17g/L.
【实验探究】
（3）甲同学准确称取0.5g漂白粉样品，检查装置气密性后装入下图A中，进行实验。实验结束后，量筒内收集到89.6mL食盐水。据此计算，此样品中有效成分的质量分数。（写出计算过程，计算过程中，保留3位小数，结果精确到0.1%）

（4）在读取量筒的刻度数时，应注意
①视线与凹液面最低点应齐平；
②装置内气体应恢复至室温；
③__                              ____．
（5）实验结束后，同学们发现，此装置存在着明显的不足：          （填序号）
A．没有考虑到盐酸占据的体积对测定结果的影响。
B．没有考虑到残留在导管中的液体和导管本身的体积对测定结果的影响。
C．没有考虑到氯气中可能混有的二氧化碳气体对测定结果的影响
D．没有考虑到氯气中可能混有的氯化氢气体对实验结果的影响。

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）。

化学课上老师为同学们做了一个“燃纸成铁”的趣味实验：将一张滤纸（成分为纤维素）用FeC1₃浓溶液润湿，在酒精灯上烘干后点燃，滤纸变黑、红热，最终生成黑褐色物质。老师告诉同学们：黑褐色物质中含有铁单质。
聪颖的小明对此进行了如下探究：
【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗？
【探究过程】
I.理论分析
（1）小明先从反应物元素组成分析，认为：因为            ，所以反应后可能有铁单质生成。
II.实证研究
（2）为了获得实验证据，小明做了实验1。
实验1：将黑褐色物质放入稀盐酸中，发现有连续微波气泡产生，若黑褐色物质中含有铁单质，则反应的化学方程式为                            。
（3）对于实验1，小红提出了自己的疑问：由反应物的组成分析，能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质，还可能是          （填化学式）。
不过，小明查阅相关的资料后得知，在此高温条件下不可能生成此类物质。
（4）为了进一步证明黑褐色物质中有铁单质，小明又做了实验2。
实验2：将黑褐色物质放入            溶液中，观察到的现象是             。
【得出结论】通过以上实验探究，证明黑褐色物质中确实含有铁单质。

红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图所示。同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂和CaCO₃。
久置固体中可能含有Ca(OH)₂的原因是(用化学方程式表示)               。
【实验探究1】
甲同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液。	固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红。	固体中一定含有 和氢氧化钙。
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量稀盐酸。	固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液。	固体中一定含有    ， 一定不含Fe2O3。
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中。		固体中一定含有CaCO3。

【实验质疑】
（1）乙同学认为甲同学的实验中并不能得出一定含Ca(OH)₂的结论，理由是               。
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是(用化学方程式表示)                       、                           。
【实验探究2】
乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：

（1）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有              。
（2）乙同学经过实验测得上述滤渣C（CaCO₃ ）的质量为1.0 g，计算滤液A中含氢氧化钙的质量。（写出解题过程）
（3）丙同学经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6 g，滤渣B中CaCO₃的质量为1.0 g。
【实验结论】综合上述实验以及乙、丙两位同学的实验数据，得到了久置固体的成分。

牙膏摩擦剂的类型很多，如CaCO₃，SiO₂或它们的混合物。某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究。
【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO₃？
【查阅资料】二氧化硅不与稀盐酸反应。
【实验方案】
①取少量牙膏于试管中，加入适量的稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明摩擦剂中含有      （填离子符号）。
②取实验①中的溶液，加入碳酸钾溶液，生成白色沉淀，请写出该反应的化学方程式      。

【提出问题2】该牙膏中CaCO₃的质量分数是多少？
【实验装置】
【实验步骤】
（1）按如图连接好装置后，发现装置     （填字母）有一处明显的错误；
（2）重新连接好装置，并     ；
（3）在B装置中加入牙膏样品8.00g；
（4）      K₁，        K₂（填“打开”或“关闭”），向牙膏样品中滴入10%的盐酸，至       （填字母）中无气泡产生时，停止滴加盐酸；
（5）关闭K₂，打开K₁，缓缓      约8分钟；
（6）将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量。实验数据如图（已知此品牌牙膏中的其他成分不和盐酸反应，装置内试剂均足量）

【实验分析及数据处理】
（1）若没有A装置，直接通入空气，则测定结果将      （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（2）D装置的作用是       。
（3）据上面数据，计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是       。

同学们在初中化学实验室中，发现一瓶如图所示久置的瓶口有白色固体、瓶塞丢失的无色溶液。已知原溶液可能是NaCl、NaOH或Na₂CO₃三种溶液中的一种，为确定溶液成分，同学们进行了如下探究：

（1）探究成分
①小张同学取待测液测得pH=10，他得出的关于溶液成分的结论是              。他取少量待测液于试管中，加入过量的稀HCl，看到               ，由此小张同学认为，溶液为Na₂CO₃溶液。
②小李同学对小张同学的结论提出疑问，拟进行了以下实验：取少量待测液于试管中，加入过量的BaCl₂溶液，生成白色沉淀，该反应方程式为               ，过滤，取滤液，（写出还需进行的操作及现象）                              。通过实验，小李认为小张结论不正确。
③同学们通过讨论认为试剂瓶原标签应该是氢氧化钠，但因吸收空气中       的而变质。
（2）测定碳酸钠的浓度
取该试剂瓶中溶液50g倒入烧杯中，再向烧杯中逐滴滴加盐酸使其充分反应至无气泡产生（假设生成的二氧化碳全部逸出）。测得加入盐酸的质量与烧杯中的物质的质量关系如下表所示。

累计加入盐酸的质量/g	0	25	37．5	50
烧杯中物质的总质量/g	50	75	85．3[来]	97．8

请你计算：
①这一测定过程中产生二氧化碳质量为      g。
②这一瓶试剂中碳酸钠的质量分数（写出计算过程）。

课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为Na₂CO₃、还含有少量NaCl）和石灰乳（氢氧化钙的悬浊液）为原料制备烧碱，并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定。
【查阅资料】①碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物，可吸收二氧化碳和水；
②CO₂+Ba（OH）₂ ═ BaCO₃↓+H₂O。
【粗产品制备】
（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合，发生反应的化学方程式为      。
（2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶，制得NaOH粗产品。
【粗产品成分分析】
（1）取适量粗产品溶于水得澄清溶液，加入Ba（NO₃）₂溶液出现白色沉淀，由此该粗产品中一定不含有         ，理由是                                
（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质。
【含量测定】Na₂CO₃含量的测定：
该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置。取20.0g粗产品，进行实验。

（1）实验过程中需持续缓缓通入空气，其目的是               。
（2）下列各项措施中，不影响测定准确度的是______（填标号）。
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
b．滴加盐酸不宜过快
c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．取消上图中Ｄ装置
（3）实验中准确称取20.0g粗产品，进行测定，测得BaCO₃质量为1.97g。则粗产品中碳酸钠的质量分数为             。
（４）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，一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明显偏高，原因是                 。

一次趣味化学活动中，王老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液，如下图所示。

要求同学们进行探究：
确认这瓶溶液到底是什么溶液？
提出猜想：王老师提示：这瓶无色溶液只能是以下四种溶液中的一种：
①硫酸镁溶液、  ②硫酸钠溶液、
③硫酸溶液、    ④硫酸铵溶液。
查阅资料：
A：常温下，相关物质的溶解度如下

物质	MgSO4	Na2SO4	（NH4）2SO4	H2SO4
溶解度	35.1g	19.5g	75.4g	与水任意比互溶

B：（NH₄）₂SO₄的水溶液显酸性
【实验探究】
（1）通过查阅资料，小明同学认为猜想     （填序号）不成立，原因是                 。
（2）为确定其它几种猜想是否正确，小明同学继续进行探究：

实验步骤	实验现象	实验结论
a取该溶液少许于试管中，向其中滴加几滴氢氧化钠溶液	溶液中有白色沉淀生成	猜想①成立
b取该溶液少许于试管中，向其中滴加几滴紫色石蕊溶液		猜想③成立

小芳同学认为小明实验步骤b的结论不正确，她的理由是                    ；
（3）请你设计实验方案，确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告：

实验操作	实验现象	实验结论
取该溶液少许于试管中，再往该溶液加入      溶液，加热。		猜想④成立，该反应的化学方程式为