初中化学探究题

化学是认识物质、改选物质和应用物质的科学，从化学视角看食品添加剂，主要是从其元素组成与结构、物理化学性质及在人体内的变化等方面，下表中给出了4种食品添加剂，试回答有关问题：
（1）请你在下表空白处填上物质的化学式。

物质的组成与性能	被用于食品添加剂
物质名称	物质组成 （填化学式）	主要化学性质及在人体内变化	类别或作用	法律规定
碳酸氢钠		无毒、弱碱性，易与胃酸反应	膨松剂	可用
硫酸铜			增色	国家严禁使用
铁（还原性铁粉）			抗氧化剂	依据国家标准可用
甲醛	CH2O		防腐

（2）从应用物质的角度，人们常常根据物质的性质对物质进行分类，其原因在于
_______________________________________________________________，从性质上看，国家严格禁止甲醛和硫酸铜作为食品添加剂，是因为_______________________________；
在研究或认识物质的性质时，又常常根据物质的组成和结构对物质进行分类，其原因在于
_______________________________________________________________。
（3）还原性铁粉用于食品添加剂，除能够防止食品因氧化而变质外，还是一种营养强化剂，这是因为_______________________________________________________________。

乙醇是以高粱、玉米、薯类等为原料，经发酵、蒸馏制得，属于可再生能源。在汽油中加入适量乙醇作为汽油燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染。2001年4月2日国家技术监督局发布《车用乙醇汽油国家标准》并于同年4月15日开始实施。
乙醇（）完全燃烧时生成。如果氧气不足，乙醇燃烧可生成多种物质。现用下图装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、和。

请回答下列问题：
（1）能确证产物中有的现象是________________________；能确证产物中有CO的现象是_______________________________。
（2）实验时，可观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化。B装置的作用是___________________________________；C装置的作用是_______________________；D装置的作用是___________________________________________。
（3）为了保护环境，应在装置的排气管口采取的措施是________________________。

根据下列实验装置图，请回答下列相关问题：

（1）写出仪器①、②的名称①____________，②____________；
（2）装置A中所发生反应的化学方程式为______________________；
（3）装置B的作用是吸收装置A中挥发出来的HCl；装置C中浓硫酸的作用是________________________________________；
（4）反应一段时间后，装置F的玻璃管中可观察到的现象是_____________________；装置中澄清石灰水变浑浊，请写出该反应的化学方程式________________________；
（5）某学生在验证CuO与CO的反应产物时，在装置E中加入一种试剂。你认为该试剂是________________________________________。

下图是实验室制取并检验化学性质的装置。

（1）A是制取装置，反应容器内装有石灰石，长颈漏斗内应注入____________；
（2）B内装有澄清的石灰水，观察到的现象是________________________；
（3）C内装有紫色石蕊试液，观察到的现象是_____________，用化学方程式表示产生该现象的原因______________________。
（4）D中有两支高度不同的燃着的蜡烛，观察到的现象是_________，说明具有______________________________________的性质。

市场上有些食品装在充满气体的塑料袋内，显得鼓鼓的。经询问得知：这样充气的包装，主要是为了使食品能较长时间保鲜、保质和不易压碎。那么，这是什么气体呢？ 
大明猜想是二氧化碳，小明猜想是氮气。假设大明的猜想正确，请你用实验方法证明：

实验操作	实验现象	实验结论

在一个具有刻度和可以左右滑动的玻璃容器里放入一粒白磷（适量），将玻璃容器固定好（见下图，固定装置已省略），放在盛有80 ℃水的烧杯上（白磷燃烧所需的最低温度为40℃）。如图进行实验，试回答：

（1）实验过程中，可观察到的现象是：                                               。
（2）由此现象得出的结论是：                                              。

铁暴露在空气中会生锈。不知你注意了没有，将苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好像是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究。
【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关？
【猜想与假设】猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”。
猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；
猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；
猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；
猜想⑤：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。
【收集证据】（一）查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。
（二）实验探究：针对上面的猜想①至猜想⑤，化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。请你将他们设计的可行的实验探究方案，填写在下表中。

猜想	可行的实验方案	观察到的实验现象
猜想①	将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中，观察现象。	果肉表面不变色。
猜想②		果肉表面变色。
猜想③		果肉表面不变色。
猜想④		果肉表面不变色。
猜想⑤		温度高的先变色。

【得出结论】                                                  。
【反思与评价】（1）在②—⑤四种猜想中，你认为猜想          （填代号）最不合理，理由是                                                。
（2）在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其可能的原因是                                       。
【应用】根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时可采取的措施是                                                                     。

某活动小组同学用加热草酸晶体制得的CO（H₂C₂O₄·2 H₂O==CO↑+ CO₂↑+3H₂O），做炼铁原理实验并进行尾气处理，设计以下装置（图甲、图乙）。回答下列有关问题：

（1）在加热分解草酸晶体的装置中，有下列仪器供选择使用：
①试管②烧杯③酒精灯④蒸发皿⑤铁架台（含铁夹）⑥带导管的橡皮塞⑦集气瓶
其中需要用到的仪器                （填序号）
（2）为了获得干燥纯净的CO，A、B两装置中应分别存放        、          
（3）硬质玻璃管中发生反应的化学方程式                                   
（4）选择图甲处理尾气，实验时应先点燃   （填“a”或“b”）处的酒精灯。图乙与图甲所示的尾气处理方法相比较，其主要优点是                       
（5）活动小组的同学通过查阅资料得知：常温下，CO能与氯化钯PdCl₂溶液反应。于是他们选择了将尾气直接通入氯化钯溶液中进行处理。该反应的化学方程式为：CO+ PdCl₂+H₂O==Pd↓+ CO₂ + 2R,其中R的化学式为           。此法与上述方法相比除了具有图乙比图甲所示方法的优点外，从实验角度看它还有的优点是
                            （写出一条合理答案即可）

某小组同学做“硫在氧气中燃烧”的实验时，老师建议在集气瓶底部放少量NaOH溶液吸收生成的SO₂。这种做法引起了同学们的思考：SO₂与NaOH是否发生反应。
【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解40体积SO₂。
【实验方案】同学们向充满SO₂的软塑料瓶中迅速倒入一定量NaOH溶液，拧紧瓶盖，振荡，发现塑料瓶变瘪，他们认为SO₂与NaOH发生了反应。
【反思与改进】甲同学认为上述实验不够严谨，理由是　 　。于是同学们设计了如下两个改进方案。
方案一

实验操作	实验现象
向两个充满SO2的200 mL软塑料瓶中分别注入 10 mL水和NaOH溶液，振荡，对比。	两个瓶子变瘪的程度完全相同

乙同学认为由于两个瓶子变瘪的程度完全相同，因此无法证明SO₂与NaOH是否发生了反应。试分析导致两个瓶子变瘪的程度完全相同的原因是　 　。他认为若改变注入水和NaOH溶液的体积便可达到实验目的，注入液体的体积可以是　 　（填序号）。
a．15 mL      b．8 mL      c．5 mL      d．3 mL
方案二

实验操作	实验现象
利用右图所示装置进行实验： 向两个充满SO2的300 mL集气瓶 中分别加入6 mL水和NaOH溶液， 一段时间后，打开止水夹，对比。	倒吸入两个集气瓶中的液体体积完全相同

丙同学认为上述方案也无法证明SO₂与NaOH是否发生反应。你认为导致吸入液体的体积完全相同的原因是　 　。
丁同学思考后，将上述装置进行了改进，便达到实验目的。改进装置如右图所示，你认为装置B的作用是　 　。

某兴趣小组同学利用下图装置进行相关实验。

【实验1】模拟炼铁实验
①若样品为氧化铁，则A中的实验现象是　 　，反应的化学方程式是　 　。B中反应的化学方程式是　 　。
②该装置的不足之处是　 　。
【实验2】测定样品的组成
若样品由氧化铁、氧化亚铁和四氧化三铁中的一种或几种组成，待充分反应后，实验数据记录如下：

样品质量	装置A中玻璃管和固体的总质量	装置B的质量
2.32 g	反应前55.72 g	反应前 281.00 g
反应后55.08 g	反应后 281.56 g

①兴趣小组同学经过讨论后认为应选用的数据是样品质量和装置A中玻璃管和固体的总质量，而不选用装置B的质量，理由是　 　。
②该样品所有可能的组成是　 　。

硬水中含有较多的可溶性的钙、镁的化合物，其中钙的化合物为Ca(HCO₃)₂，受热易分解，对其加热生成水和大量的气体，还有一种难溶性的物质。该固体物质是水垢的成分之一。
（1）【提出问题】探究Ca(HCO₃)₂受热分解的另外两种生成物。
（2）【猜想】①小刚认为生成物中的气体可能是二氧化碳。
②你认为生成物中的固体物质可能是              。
（3）【设计实验方案】小刚和你的实验方案

猜想	实验操作	实验现象	结论
①
②

（4）【归纳和表达】写出Ca(HCO₃)₂受热分解的化学方程式：
                                                   。

钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中，某校兴趣小组的同学在老师指导下做了以下有关铁的实验：用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁实验装置如下图：

 
A                   B            C          D           E          F
其中A是实验室用草酸（H₂C₂O₄）和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置，反应
的化学方程式是：H₂C₂O₄ ="=====" H₂O+CO₂↑+CO↑（条件略）。请回答下列问题:
(1)B装置中氢氧化钠溶液的作用是                                     .
(2)C装置无明显现象，C装置的作用是                                     。
D装置中浓硫酸的作用是                                             。
（3）E装置中发生反应的化学方程式                                 。
（4）F装置的作用是                         、                        。

小王同学在做某次实验时，发现一瓶瓶口敞开不知多久的氢氧化钠溶液（下称试液）。联想到药品保存注意事项，小王利用提供的试剂（氯化钙溶液、稀盐酸、碳酸钙固体、酚酞溶液）对试液是否变质展开探究。
他首先猜想：试液没有变质，溶液的溶质还是氢氧化钠。
小王通过查资料知纯碱溶液呈碱性。他根据首先的猜想进行的实验是：取少量试液加入试管，滴入酚酞溶液，观察到试液显红色。由此得出的结论是原试液没有变质，还是氢氧化钠。
（1）小王反思实验验证，觉得不够完善，理由是                                 ；
（2）完善实验方案后，他从提供的试剂中选取一种试剂进行实验发现原试液确已变质。请你写出他这次实验的操作过程是                                              ，
现象是                                                                    ；
小王经过认真思考，他发现新的疑问：试液中真的没有氢氧化钠了吗?他又作了探究：
（3）猜想：试液中还有氢氧化钠。
（4）实验验证：
①实验操作步骤                                                             ；
②实验现象                                                                 ；
③实验结论：试液中还有氢氧化钠

为了验证质量守恒定律。甲、乙、丙三位同学各做了一个实验。
（1）甲同学用实验测定的数据有：木炭和坩埚的总质量为mg；其燃烧后灰烬和坩埚的总质量为ng。m和n的关系为：m　　n（填“＜”或“＞”或“＝”）。
（2）乙同学用实验测定的数据有：光亮的铁钉的质量为xg；其生锈后的质量为yg。x和y的关系为：x　　y（填“＜”或“＞”或“＝”）。
（3）丙同学用实验测定的数据有：硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液和烧杯的总质量为ag；反应后的混合物和烧杯的总质量为bg；a与b的关系为：a　　b（填“＜”或“＞”或“＝”）。
（4）通过对三个实验的分析，你认为用有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时，应                                                ，才能判定参加化学反应的反应物总质量和生成物总质量是否相等。

根据下列装置图回答问题是（所用装置图用序号表示）
（1）写出编号为①③⑤的仪器名称：①          ，③          ，⑤          ；
（2）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，应选用的气体发生装置和收集装置分别为         和         。化学方程式为                                     ；
（3）若收集到的二氧化碳不纯，可能的原因是（填序号）                       ；
①导管口一有气泡就马上收集　　②装置漏气　　③收集气体的试管内未装满水
（4）用上述方法收集二氧化碳气体时，判断集气瓶中是否集满二氧化碳气体的方法是：