初中化学探究题

某校化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验。

实验目的：(1)用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验。
(2)粗略测定加热2 g高锰酸钾所收集到的氧气体积。
反应原理：(用化学方程式表示)
(1)高锰酸钾制氧气：_______________________________________
(2)细铁丝在氧气中燃烧：_______________________________。
装置连接：为达到实验目的(2)，各装置的正确连接顺序是：(填接口的字母)
a→(      )(     ) →d
问题分析：
(1)实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是：________________。
(2)用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作可能是：_______________________________________________________。
(3)本实验中，收集氧气的时机是加热后马上收集，若是在气体连续不断产生之后才开始收集，则测得的氧气的体积会比比实际值       （填“偏大”或“偏小”或“不变”）。
(4) 实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想I：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄分解放出O₂。  
做出上述两个猜想的理由是                        。
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得Mn0₂的质量不变。则猜想________________错误。
②第二组同学取K₂Mn0₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学选择的实验方法是_________________ 。

松花皮蛋是我们喜爱的食品，制皮蛋料泥的原料主要是：生石灰、纯碱、草木灰（主要成分是K₂CO₃，实验中不考虑其它杂质）等，同学们对料泥进行了如下实验探究：

实验步骤	实验现象	实验结论
1、将原料按一定比例混合放入烧杯中，加适量的水搅拌、充分反应	，有白色沉淀生成	滤渣A中一定有．
2、将上述烧杯中的物质过滤、洗涤	得到白色滤渣A和无色滤液B
3、取少量滤渣A于试管中加水充分溶解，取上层清液滴加	上层清液由无色变成红色

小杰同学结合上述实验，推断出滤液B中的溶质是

不正确的实验操作，可能会对实验产生影响或造成严重的后果．

（1）下列仪器可以直接加热的是：（选填序号）：
①烧杯    ②锥形瓶    ③集气瓶    ④蒸发皿
（2）下列图示实验操作中，正确的是：（选填序号）．

化学兴趣小组同学按下图一实验时，发现有气泡产生，于是对这异常现象进行了探究。

（1）对气体成分的探究：加热MnO₂样品，将燃着的木条伸入管口，木条熄灭，将气体通入澄清石灰水，变浑浊，由此知产生的气体是   ①        。
（2）对气体来源的探究：
①假设一：甲同学认为该气体来源于试管中的空气，请你设计实验证明该假设不成立。

实验步骤及现象	结论
②	假设不成立

②假设二：乙同学认为，MnO₂中可能混入了炭粉，加热时反应生成了该气体，于是按图二进行探究，其中A的作用是除去空气中可能有的该气体。则A中的试剂是（填名称）  ③        ，实验后观察到C处变浑浊，乙认为假设成立。
③丙同学认为，乙同学得出的结论不严密。图二中通入的是空气，虽然用A除去了空气中可能含有的该气体，但在B处有可能发生反应        ④            （写出方程式）生成该气体，所以，应该把空气换成  ⑤  ，这样乙的推断就严密了。

某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应，从不同角度设计了如下实验方案，并进行实验。
I、实验方案
方案一：先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸，并不断振荡溶液，同时测定混合溶液的pH，测得的pH逐渐变小直到pH小于7，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
⑴反应后，所得溶液显            性(填“酸”、“碱”或“中”)
⑵用pH试纸测定NaOH溶液pH时，正确的操作是：                                  
                                                                             。
⑶简述强调“测得的pH小于7”的理由：                                             
______________________________________________________________________________。
方案二：化学反应中通常伴随有能量的变化，可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10 克混合，用温度计测定室温下混合前后温度的变化，并记录了每次混合前后温度的升高值△t（如下表）。

编号	盐酸	NaOH溶液	△t/℃
1	3.65﹪	2.00﹪	3.5
2	3.65﹪	4.00﹪	x
3	7.30﹪	8.00﹪	14

⑷表中x =                 。
⑸某同学在没使用温度计的情况下，通过下图所示装置完成了实验。则该同学根据实验现象：
                                                                                 ，判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。

II、实验中的意外情况
在实验过程中，他们发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。他们依据所学的化学知识，对这种白色粉末的成分作了如下猜想：①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH和Na₂CO₃。
⑹小明同学取白色粉末少许，溶于水后，先向溶液中加入足量的              溶液，看到白色沉淀产生，然后向上层清液中加入酚酞试液，看到溶液呈红色，验证了猜想③是正确的。
⑺为了进一步研究，三位同学取了10.0g上述样品，利用电子天平共同做了下图所示的实验。
   
实验数据记录如下：

称  量  项  目	称  量 时间	质量（g）
试样		10.00
装置+稀硫酸质量		241.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后15秒	249.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后35秒	247.00
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后55秒	247.00

试通过分析表中数据计算上述样品中各成份的质量分数分别是多少？（写出计算过程）。
（8）有同学提出按上述实验所测得试样中Na₂CO₃质量分数会偏小，该同学的理由是（实验操作均正确）：                                                               。

叠氮化钠（NaN₃）被广泛应用于汽车安全气囊，某化学小组同学对其进行下列研究。

【查阅资料】
①NaN₃受撞击会生成Na、N₂．
②NaN₃遇盐酸、H₂SO₄溶液无气体生成．
③碱石灰是CaO和 NaOH的混合物.
④NaN₃的制备方法是：将金属钠与液态氨反应制得NaNH₂，再将NaNH₂与N₂O反应可生成NaN₃、NaOH和氨气（NH₃）．
【问题探究】
⑴汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN₃迅速分解，写出该反应的化学方程式：
                ①            。
⑵工业级NaN₃中常含有少量的Na₂CO₃，其原因是（用化学方程式表示）：
                       ②           。
⑶为测定某工业级NaN₃样品中含有Na₂CO₃的质量分数，化学小组同学设计了如下实验
装置。
①小明同学认为通过测定装置 I中反应前后B的质量差，再通过相应计算，就可测定Na₂CO₃的纯度，小组内同学通过讨论认为不可以，其理由可能是      ③        。
②小刚同学在大家讨论的基础上，设计了装置II．请分析：装置II中A的作用   ④；若无装置C，对测定结果造成的影响是  ⑤  （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）；
③根据装置II，小组同学设计的实验步骤有：
a．称量装置D．
b．称量样品，检查装置气密性．
c．打开弹簧夹，鼓入空气．
d．打开分液漏斗的活塞和玻璃塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞和玻璃塞．
其正确顺序为       ⑥       （填字母序号，可重复）．
⑷该小组对某一工业级NaN₃样品进行检测。取100克该样品于烧杯中，加水将其溶解，然后逐滴加入一定溶质质量分数的稀硫酸并不断振荡。
首先发生的反应是：2Na₂CO₃+H₂SO₄=2NaHCO₃+Na₂SO₄；然后发生的反应是：2NaHCO₃+H₂SO₄= Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑；在上述过程中生成二氧化碳的质量与加入稀硫酸质量的关系如图甲所示。

①请你根据以上信息，在图乙的坐标系中画出检测过程中烧杯中溶液的质量随滴加硫酸溶液质量的变化曲线。
②计算该样品中纯碱的质量分数。

在日常生活中，有这样的说法，“肥皂水是碱性的，洗衣粉溶液是酸性的”。这种说法正确吗?肥皂和洗衣粉混用会降低去污效果吗?某科学兴趣小组对此进行了探究，实验过程如下：
①取三个塑料杯，分别编为甲、乙、丙，在甲杯中加入5克洗衣粉、乙杯中加入5克肥皂、丙杯中加入2．5克洗衣粉和2．5克肥皂混合。
②在三个塑料杯中，分别加入相同温度、相同质量的水，充分搅拌使之完全溶解，并测出溶液pH。
③在相同温度下，将三块大小、油污程度均相同的白棉布分别放入三杯溶液中浸泡10分钟后，取出观察，实验结果记录如下：

	甲	乙	丙
洗涤前洗涤剂溶液pH	10	8	9
去污效果	基本去除油污	基本去除油污	基本去除油污

换另一种品牌洗衣粉和肥皂做同样实验，实验结果记录如下：

	甲	乙	丙
洗涤前洗涤剂溶液pH	8	9	9
去污效果	完全去除油污	完全去除油污	完全去除油污

根据上述实验，回答下列问题：  
(1)“肥皂水是碱性的，洗衣粉溶液是酸性的”，这种说法正确吗?               (选填“正确”或“不正确”)。   
(2)将肥皂和洗衣粉混合使用会降低去污效果吗?                (选填“会”或“不会”)。
(3)为什么要换另一种品牌洗衣粉和肥皂重复同样的实验?                  

钛（Ti）是一种重要的航天金属材料.某学习小组为了探究Ti、 Al 、 Cu的金属活动性：
[提出假设]   a. Ti金属活动性比Al强            b. Al金属活动性比Cu强
[查阅资料]   Ti能与盐酸反应。
[实验设计]  同温下，取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量的盐酸中反应，观察现象。
[操作分析] 三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮，其目的是          
A 除去氧化膜，利于直接反应          B 使表面光亮，易观察现象
C 使反应金属温度相同，易反应
[实验现象]

金属	Ti	Al	Cu
与盐酸反应	反应缓慢	反应剧烈	无明显现象

[实验结论] （1）原假设         不正确（填“a” 、 “b”或 “ab”）
（2）三种金属的金属活动性由强至弱的顺序为                  。
[结论应用]  能否用铝制容器来盛放波尔多液（含硫酸铜）          。（填“能”或“不能”）

实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的化学方程.

小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除 $Mn{O}_2$、 $CuO$外， $F{e}_2{O}_3$也可以作 $KCl{O}_3$分解的催化剂。
【完成实验】按下表进盈塞坠：羞冽定盆解温度(分解温度越低，催化效果越好)。

实验编号	实验药品	分解温度( ${}^{°}C$)
①	$KCl{O}_3$	580
②	$KCl{O}_3$、 $Mn{O}_2$(质量比 $1:1$)	350
③	$KCl{O}_3$、 $CuO$(质量比 $1:1$)	370
④	$KCl{O}_3$、 $F{e}_2{O}_3$(质量比 $1:1$)	390

【分析数据、得出结论】(1)由实验与实验④对比，证明猜想合理  
(2)实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是。
【反思】(1)若要证明 $F{e}_2{O}_3$是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前百丽质量和不变；
(2)同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证.

(3)同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究 (探究一种因素即可)。．

暖宝宝是一种防寒用品，如图所示。暖宝宝中的主要成分有哪些?发热的原因是什么?

(1)小明探究：暖宝宝中的主要成分是什么?
剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色。
【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化铜、四氧化
三铁中的一种或几种。
【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引。
【查阅资料】四氧化三铁具有磁性，能被磁铁吸引。
【得出结论】该黑色粉末可能含有。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	取黑色粉末加足量稀硫酸	固体部分溶解，有气泡产生，溶液无蓝色
②	取实验①的残渣灼烧，将内壁涂有 澄清石灰水的小烧杯罩在上方	澄清石灰水变浑浊

由实验①可知，该黑色粉末肯定含，肯定不含．   ；写出实验①的化学反应方程式。
由实验②可知，该黑色粉末肯定含。(2)小明思考：暖宝宝为什么会发热?
【查阅资料】暖宝宝中的铁粉在空气中发生了缓慢氧化，进而放出热量。
由此可见，人们可以利用化学反应放出的能量，请再举一例：。(3)人们利用化学反应还可以。

某校科技节的实验比赛中，老师先向大家展示了 $KN{O}_3、CaC{O}_3和CaC{l}_2$三瓶白色粉末，然后取一些 $KN{O}_3$固体于研钵中，接着用一纸板挡住同学们的视线，告诉大家打算继续取 $CaC{O}_3、CaC{l}_2$在研钵中混合。过一会儿老师拿开纸板，向同学们展示研钵中的白色粉末。
请设计一个实验方案，判断老师是否取了 $CaC{O}_3、CaC{l}_2$于上述研钵中。叙述实验操作、预期现象和结论。
提供的试剂有：稀 $HN{O}_3$、蒸馏水、 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液、 $AgN{O}_3$溶液

实验操作	预期现象与结论
	，说明老师取了 $CaC{O}_3$
	，说明老师取了 $CaC{l}_2$

氢化钙（ $Ca{H}_2$）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂。
【阅读资料】
①碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。
②钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气。
③氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气。
【氢化钙的制备】
氢化钙通常用氢气与钙加热制得。某化学兴趣小组设计的制取装置如图10所示（固定装置省略）。

图10
回答下列问题：
（1）装置A中制取氢气的化学方程式为。
（2）装置B的作用是。
（3）装置C中制取氢化钙的化学方程式为。
（4）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是。
【产品的定量测定】
通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完全反应的钙（其余可能的杂质忽略不计）。样品纯度的测定步骤如下：
①检查装置气密性，装入药品，按图11（固定装置省略）所示连接仪器。
②调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平。读取液面所在的刻度数据为10.0 mL。
③将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合。
④反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0 mL。
回答下列问题：
（5）如何判断样品与水完全反应：。
（6）反应生成氢气的体积为mL。
（7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09 mg/mL。样品中氢化钙的纯度为。（结果精确到0.1%）

为判断某物质存在或某物质恰好完全反应，通常以特定物质的显色达到目，能显色的物质就称"指示剂"．如：用蓝色的石蕊试纸变红判断待测液显酸性；用淀粉溶液变蓝判断单质碘（ $I_2$）的存在：
已知：★ $S{O}_2+I_2+2H_{2}O=H_{2}S{O}_4+2HI$（无色溶液）；
★常温下，碘微溶入水；
★ $5S{O}_2+2H_{2}O+KMn{O}_4═K_{2}S{O}_4+2H_{2}S{O}_4+2MnS{O}_4$（无色溶液）．
（1）工业上测量 $S{O}_2$， $N_2$， $O_2$混合气体的 $S{O}_2$含量用如图吸收装置（量气装置省略）．
①混合气体通过图示吸收装置一定时间后，当溶液颜色由蓝色变为色时即可停止通气．此法适宜测 $S{O}_2$含量较（选填"低"或"高"）的混合气体．
②吸收装置内的 $I_2$的淀粉溶液一也可以用溶液代替作为指示剂．因为．
（2）若用10.0%的氢氧化钠溶液16.0g滴加到20.0g盐酸中（含2滴酚酞试液），混合液刚好由无色变为粉红色时，可认为恰好完全反应．
①原盐酸中溶质的质量分数为．
②试列式计算说明将该反应后的溶液转化为20℃时饱和溶液的一种简单方法（计算结果精确到0.1g）．已知：20 $℃$时氯化钠的溶解度为36g．

某兴趣小组走进实验室看到了一个不和谐的“音符”（如图）。

（1）此情此景你首先想到是                                         （填药品保存或取用的一条注意事项）。
（2）该兴趣小组同学为了确定一下该固体的成分。进行了如下探究：
【查阅资料】1.CaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+CaCO₃↓    2.CaCl₂溶液呈中性。
【实验内容】
①取少量样品于试管中，加水溶解，然后滴加酚酞试液，溶液变红，则样品中一定含有氢氧化钠，该结论不正确的原因是                              。
②取少量样品，加入稀盐酸，有气体生成，则样品中一定含有____________。
③取少量样品加水溶解后，加过量氯化钙溶液，有白色沉淀生成，过滤，向滤液中加入酚酞试液，变红，该步实验的目的是                                    。
【得出结论】该固体的成分是                                    。
【继续探究】针对该瓶固体，请提出一个你想探究的新问题：                     。

做化学实验时，实验台上的药品应分类有序地摆放。在一次化学兴趣小组活动中，实验台上摆放了下列药品，①盐酸，②硫酸 ，③氢氧化钾，④氢氧化钙，⑤硝酸银，⑥         ⑦镁带 ⑧铜，其中横线空白处的试剂瓶的标签破损（如图所示）

（1）欲比较铜和银的金属活动性强弱，可选用上述药品中的进行实验（选填序号）     ；
（2）上述有些药品若敞口放置很容易变质。试举一例，说明变质的原因             （用方程式来表示）；
（3）同学们欲探究标签破损的药品的成分。
【分析思考】根据药品分类摆放的原则，该药品可能是___；

A．酸

B．碱

C．盐

D．单质

【作出猜想】A可能是Na₂CO₃溶液 ，B还可能是NaCl溶液
【设计并实验】
Ⅰ．小明想测定该溶液的酸碱度，不能使用下列物质中的               
A 石蕊溶液           B PH试纸           C酚酞溶液
Ⅱ．小明测得该溶液的PH值大于7。小强选用所摆放的试剂，在小明的实验基础上通过进一步的实验确定它是Na₂CO₃溶液。请你补全小强的实验报告。       

选用试剂（填入序号）	实验现象	结论
	产生大量 气泡	原试剂是Na2CO3溶液

【反思与评价】小伟对小强的结论提出质疑，认为该试剂还可能是         溶液。