初中化学探究题

实验室中用一氧化碳还原纯净的 $F{e}_2{O}_3$粉末．

反应后装置中玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色．小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小军同学提出了质疑，于是同学们提出查阅资料，寻求真理．
【查阅资料】
①一氧化碳还原 $F{e}_2{O}_3$的固体产物的成分与反应温度、时间 有关，产物可能是 $F{e}_3{O}_4$、 $FeO$、 $Fe$②几种物质的性质

物质 性质	$Fe$	$F{e}_2{O}_3$	$FeO$	$F{e}_3{O}_4$
颜色	黑色	红色	黑色	黑色
能否被磁铁吸引	能	不能	不能	能

③已知反应： $F{e}_3{O}_4+8HCl=FeC{l}_2+2FeC{l}_3+4H_{2}O$， $FeC{l}_3$溶液呈棕黄色

【实验探究】
（1）该小组同学将反应后的黑色固体研细后，用磁铁吸引，发现黑色粉末全部能被吸引，则该黑色粉末中不可能含有 $F{e}_2{O}_3$和 （填化学式）
（2）黑色固体粉末的成分是什么？
猜想Ⅰ：全部为 $Fe$

猜想Ⅱ：全部为 $F{e}_3{O}_4$
猜想Ⅲ：（填化学式）
将黑色粉末加入到足量的稀盐酸中，全部溶解，观察现象：
①有无色气体产生，证明该固体中一定含有（填化学式）
②溶液呈棕黄色
由上述实验现象，得出上述猜想 正确
【评价与反思】
装置中澄清石灰水的作用是

若撤出装置中点燃的酒精灯可能造成的后果．

"五一"节后，小红返回了学校，当她来到实验室时，意外地发现实验桌上有一瓶敞口放置的 $NaOH$溶液，由此便激发了她的探究欲望。
【提出问题】这瓶 $NaOH$溶液一定变质了，其变质的程度如何呢？
【猜想与假设】小红的猜想： $NaOH$溶液部分变质。
你的不同猜想：。
【收集资料】小红知道， $NaOH$敞口放置会变质的原因是 $NaOH$与空气中的 $C{O}_2$反应，化学方程式为。
【实验探究】小红设计如下实验验证自己的猜想，请根据表中内容填写小红实验时的现象。

实验步骤	现象	结论
第一步：取少量 $NaOH$溶液于试管中，滴加足量的 $CaC{l}_2$溶液	①	$NaOH$溶液 部分变质
第二步：向上述试管中再滴加几滴酚酞试液	②

假设你的猜想正确，并按小红的实验方案进行实验，则你观察到的现象是③；④。
【实验反思】保存 $NaOH$溶液的方法是．

由于二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象，对此同学们展开了探究，请你参与．
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠能否发生反应？
【查阅资料】常温下，氢氧化钠、碳酸钠在乙醇中的溶解性如下．

溶剂	乙醇
溶质	氢氧化钠	碳酸钠
溶解性	易溶	难溶

【方案设计】小明同学设计了如图所示装置进行探究。
【实验探究】
（1）溶液配制．甲溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的乙醇中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为饱和氢氧化钠的乙醇溶液．量取一定体积的乙醇要用到的仪器是，用玻璃棒搅拌的目的是。
乙溶液：将一定质量的氢氧化钠固体加入到一定体积的75%的乙醇溶液中，用玻璃棒不断搅拌，使其成为不饱和氢氧化钠的乙醇溶液．判断甲、乙溶液形成的现象是。
（2）进行实验，按图所示装置加入药品后进行实验． $A$中发生反应的化学方程式为， $B$装置的作用是， $C$中观察到的现象是。
【实验结论】
（3）由此小明得出二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，反应的化学方程式为。
【反思交流】
（4）小刚同学认为小明的实验还足以证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，还应补充的实验是。
（5）若将图 $C$中甲溶液换成乙溶液进行实验， $C$中可能无明显现象发生，原因可能是。

通过化学实验，可以体验探究的过程，也可以从事实中得出结论或规律．分别设计简单的实验，完成下表内容，达到实验目的．

实验	实验步骤	实验现象	实验结论
（1）			燃烧条件之一：需要可燃物
（2）			稀盐酸呈酸性
（3）			化学反应中不通过燃烧也可获得热量

实验探究:
（1）为了验证二氧化碳的性质,某同学将实验中制取的二氧化碳气体导入 $A,B$装置(如图1),回答下列问题:

①装置 $A$中的现象是,发生反应的化学方程式为;

② $B$装置中的现象是,说明二氧化碳不能燃烧,也不支持蜡烛燃烧,且密度比空气大,由此可知,二氧化碳在生活中可用于.
（2）在我们的日常生活中离不开金属材料:
①铁锅是有益于人类健康的理想炊具,但也很容易生锈,写出预防你家铁锅生锈的一种具体做法．
②小明做了如图2所示的实验(铁片和镁片的形状和大小相同),请回答:
小明根据"甲中产生气泡比乙快"得出镁的金属活动性比铁,完全反应后,过滤,把滤液都倒入同一个烧杯中,加入过量的锌,待充分反应后再过滤,得到的固体中一定含有的物质是,得到的溶液的质量(填"大于"、"小于"或"等于")与锌反应前溶液的质量．

小冉和小海同学在实验室中进行化学实验。小冉将CO₂通入澄清的石灰水中，现象是     ，化学方程式为       ；小海向盛有少量NaOH溶液的试管中滴入几滴酚酞，溶液变     ，再倒入一定量的稀盐酸。实验结束后，两名同学将反应后的剩余物同时倒入废液缸中，发现有气泡产生，原因是：        （用化学方程式表示），废液仍然为无色。请你和两名同学一起对废液缸中废液的组成进行探究。
【提出问题】废液中的溶质除指示剂外，还有什么?
【进行猜想】①两位同学一致认为溶质为CaCl₂和NaCl：
②你认为溶质的组成还可能为                    。
【实验验证】向废液中加入          （不使用紫色石蕊试液和pH试纸），出现           现象。
【实验结论】说明猜想②是正确的。
【实验反思】为减少废液对环境的污染，可采取的方法是                   。

实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究．
【发现问题】该样品中含有哪些物质？
【查阅资料】① $NaOH$在空气中不会转化成 $NaHC{O}_3$．
② $BaC{l}_2$溶液呈中性， $Ba(OH{)}_2$是可溶性碱
③ $C{O}_2$在饱和的 $NaHC{O}_3$溶液中几乎不溶解
【提出猜想】猜想Ⅰ： $NaOH$

猜想Ⅱ： $N{a}_{2}C{O}_3$

猜想Ⅲ： $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$

【设计实验】

实验操作	实验现象
	步骤①：样品全部溶解 步骤②：观察到现象 $A$

【收集证据】（1）若现象 $A$是有气泡产生，则 $X$溶液为，则（填"猜想Ⅰ"、"猜想Ⅱ"或"猜想Ⅲ"）不成立．
（2）若 $X$溶液为 $BaC{l}_2$溶液，现象 $A$是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是，取反应后的上层清液，测定其 $PH$，当 $PH$7（填"＞"、"＜"或"="），则证明猜想Ⅲ成立．
【定量分析】确定部分变质样品中 $N{a}_{2}C{O}_3$的质量分数．
兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验．
步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；②准确称取该样品1.0 $g$，放入烧瓶内；③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；④反应结束后，量筒内液体的读数为55.0 $ml$．（已知：室温条件下， $C{O}_2$的密度为1.6 $g/L$）
（1） $B$装置集气瓶内原有的空气对实验结果（填"有"或"没有"）影响．饱和 $NaHC{O}_3$溶液如果用水代替，则所测 $C{O}_2$体积（填"偏大"、"偏小"或"不变"）．
（2）计算该样品中 $N{a}_{2}C{O}_3$的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）.
【实验反思】有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想．

小红和小明同学在药品柜取用药品时，发现有一瓶氢氧化钠溶液瓶盖附近"长"满白色物质。他们决定对白色物质的成分进行探究。
【提出问题】这种白色物质是什么？
【查阅资料】①氢氧化钠在空气中不会转化为碳酸氢钠
②氯化钙溶液呈中性      
③碳酸钠溶液呈碱性
【猜想假设】小红认为：白色物质全部是氢氧化钠。
小明认为：白色物质是碳酸钠和氢氧化钠的混合物
你认为：白色物质还有可能是。
【实验验证】
他们取白色固体，加水溶解配制成溶液，标记为溶液 $A$，以备实验使用。
（1）小红先取适量溶液 $A$，然后滴加酚酞溶液，溶液变红。小红由此认为自己的猜想是正确的。小明认为小红的实验不能得出这个结论，理由是。
（2）小红经过思考后，再做实验：取适量溶液 $A$，滴加少量稀盐酸，发现无气泡产生，再次认为自己的猜想是正确的。但小明认为小红的实验仍然不能得出这个结论，理由是。
（3）小明认真总结了小红的实验，也取适量的溶液 $A$，加入过量的氯化钙溶液，充分反应后过滤，向滤液中滴加酚酞溶液，观察到溶液变红，证明自己猜想正确。
【反思拓展】
（1）废液处理：实验结束后，小红、小明把废液统一倒入一个废液缸中，发现溶液呈红色，于是逐滴加入稀盐酸至刚好变为无色时，溶液中的溶质除了酚酞外，还含有（填化学式）。
（2）杂质去除：要除去部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质，得到纯净的氢氧化钠溶液，选择的试剂可以是溶液。

小明在学习了"用过氧化氢制取氧气"的知识后，进行如下实验：
①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。
②取10毫升溶质质量分数为3 $\%$的过氧化氢溶液和0.03克二氧化锰装入容器，塞紧橡皮塞，接上压强测量仪（如图乙）。
③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压。
④分别用0.06克、0.09克和0.12克相同的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙。

（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：。
（2）实验中，小明用   来反映产生氧气的多少。
（3）本实验除了研究"二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响"外，还可以研究的问题是。

育才中学的某研究小组在探究维生素C水溶液的酸碱性时，不慎误把维C泡腾片（保健品。主要成分如图所示）当做维生素C片放入了水中，结果发现有大量气泡产生，于是引起了该小组同学的探究性趣。

【提出问题】该气体成分是什么？
【猜想与假设】小青说：该气体可能含有 $C{O}_2$、 $O_2$、 $CO$、 $H_2$、 $N_2$中的一种或几种。小丽说：不可能含有 $N_2$，因为。

小亮说：不可能含有 $H_2$和 $CO$，因为从药品安全角度考虑，H₂易燃易爆， $CO$最后研究小组的同学共同认为：该气体可能含有 $C{O}_2$、 $O_2$中的一种或两种。

编号	实验操作	实验现象
①	将气体通入澄清的石灰水	澄清石灰水变浑浊
②	将带火星的木条伸入到该气体中	带火星的木条没有复燃

【进行实验】

编号	实验操作	实验现象
①	将气体通入澄清的石灰水	澄清石灰水变浑浊
②	将带火星的木条伸入到该气体中	带火星的木条没有复燃

【得出结论】（1）由实验①可知，该气体中肯定含有，写出该反应的化学方程式；（2）由实验②（填"能"或"不能"）确定该气体中不含氧气，理由是。

小刘同学想在实验室里用 $NaOH$溶液制取 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液口
【查阅资料】① $C{O}_2$通入 $NaOH$溶液时极易因 $C{O}_2$过量而产生 $NaHC{O}_3$，且无明显现象.
② $NaHC{O}_3$溶液煮沸时不会发生分解。

③ $NaHC{O}_3+NaOH=N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O$

④ $Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2$可溶于水。

【制取步骤】①量取两份50 mL相同浓度的 $NaOH$溶液备用；
②用一份50 mL $NaOH$溶液吸收过量的 $C{O}_2$气体，至 $C{O}_2$气体不再溶解；
③小心煮沸②溶液1-2分钟；
④在得到的③的溶液中加入另一份50 mL $NaOH$溶液，使其充分混合即得.
【实验探究】为了检验制得的溶液是否为纯净的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液，请你与小刘同学一起完成下列实验探究：

【评价与反思】有人认为实验步骤③④的顺序对调，即先混合，再煮沸，更合理口你认为对吗？请说明理由：.

同学们用高锰酸钾制氧气．制取结束清洗仪器．发现加热高锰酸钾的试管内壁有用水洗刷不掉的黑色固体．
问题一：黑色固体是什么？
【交流讨论】同学们结合实验现象和对高锰酸钾及其分解产物的了解．进行分析判断．

判断	依据
不是 $KMn{O}_4$	$KMn{O}_4$能溶于水形成紫红色溶液
不是（填化学式）	冲洗试管时出现深绿色溶液，说明该物质能溶于水
是 $Mn{O}_2$	其他实验用过 $Mn{O}_2$，知道它是不溶于水的黑色固体

【实验验证】向未洗净的试管中加入某种液体，产生能使带火星木条复燃的气体．证明上述判断正确．加入的液体是．
问题二：用什么洗掉 $Mn{O}_2$？
【交流讨论】 $Mn{O}_2$与 $BaC{O}_3$、 $Mg{\left(OH\right)}_2$、 $F{e}_2{O}_3$、 $P_2{O}_5$、 $Cu$中的某一种物质组成最相近，理由是．这种物质能与稀盐酸反应，化学方程式为，由此推测 $Mn{O}_2$也能与稀盐酸反应．

【实验验证】向未洗净的试管中加入稀盐酸，黑色固体没有变化．
【交流讨论】实验说明同一类物质的化学性质不一定相同． $Mn{O}_2$有什么化学性质，用什么试剂清洗呢？同学们请教老师后决定用草酸（ $H_2{C}_2{O}_4$）溶液试一试．
【实验验证】向未洗净的试管中加入草酸溶液，黑色固体果然被除去，同时发现产生许多气泡．
问题三：生产了什么气体？
【交流讨论】化学变化过程中元素不变，因为，所以产生的气体可能为 $C{O}_2$、 $CO$、 $H_2$、 $O_2$等．
【实验验证】经检验，产生的气体是 $C{O}_2$，检验 $C{O}_2$气体的操作和现象是：．
【反思提高】以上探究活动中，清除试管内壁附着的难溶物的思路是：先，再了解其化学性质，然后选择合适试剂进行清洗．

$FeC{l}_3$溶液能对过氧化氢的分解起催化作用，某小组拟在相同浓度 $FeC{l}_3$溶液的催化下，探究过氧化氢浓度对过氧化氢分解速率的影响．
写出本实验发生反应的化学方程式．
Ⅰ．分别取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液于锥形瓶中，注入相同体积、相同浓度的 $FeC{l}_3$溶液，如图观察到，就可以粗略判断，得出实验结果．

为进一步判断上述实验结论的准确性，运用图，小刚同学进行了如下实验方案设计．
Ⅱ．
[方案一]在不同过氧化氢浓度下，测定收集相同气体体积所需时间．
[方案二]在不同过氧化氢浓度下，测定；
方案二的实验测量结果：

	30% $H_2{O}_2$溶液的体积（mL）	2% $FeC{l}_3$溶液的体积（mL）	加入 $H_{2}O$的体积（mL）	反应的时间（min）	生成 $O_{2_{}}$的体积（mL）
1	5	x	20	5	V1
2	10	3	15	y	V2

表中 $x$=， $y$=．
实验结论：通过测量，若V₁V₂（填"＞"、"="或"＜"），说明．

碱石灰是实验室中常用的干燥剂。
【查阅资料】①碱石灰是氧化钙、氢氧化钠的固体混合物 
②氯化钙溶液呈中性。
【提出问题】实验室中久置的碱石灰样品，其成分中可能含有哪些物质？
【进行猜想】久置的碱石灰样品中除含有CaO、NaOH外，最多还可能含有     种物质，写出其中任意一种物质形成的原因____________________________（用化学方程式表示）。
【实验过程】某实验小组对久置碱石灰的成分进行实验，以下是实验报告的一部分。

根据上述实验分析得出结论：该碱石灰样品的组成为                     （填化学式）；

已知M、N分别是稀硫酸、氢氧化钠溶液中的一种。某化学兴趣小组同学在一定量的M中不断滴加N，并测定所得溶液的pH，如图所示。

（1）M是  （填化学式）。
（2）反应过程中，老师分别取图中a、b、c三处所对应的溶液，打乱顺序后，请同学们用一定的方法将三种溶液加以鉴别（不能用测定溶液pH的方法）。
小明和小红分别取其中一种溶液进行实验：
小明向所取溶液中加入   溶液，观察到有蓝色沉淀生成。
结论：是a处溶液。
小红向少量另一种溶液中滴加酚酞溶液，观察到     。
结论：是b处或c处溶液。
为进一步确定该溶液成分，小红又设计并完成如下实验：

实验步骤	实验现象	结论
取少量该溶液，加入适量的	___________________	为c处溶液，并推知原溶液中的离子有___________（填写离子符号）

结论：剩余一种为b处溶液。