初中化学探究题

实验室中常用分解过氧化氢来简便快速的制备氧气，化学小组进一步探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，并进行了氧气的性质实验。
[查阅资料]有些水果、蔬菜对过氧化氢的分解有催化作用。
[实验探究1]探究苹果和土豆对过氧化氢分解是否有催化作用及催化效果：
各量取6ml的过氧化氢溶液，分别倒入1、2、3号三志试管中，取大小、形状基本相同的苹果块和土豆块，分别放入2、3号试管中，并把带火星的木条分别同时伸入三支试管口内，观察现象并记录如下：

试管编号	1	2	3
材料名称	无	苹果	土豆
实验现象	反应速率	很慢	稍快	较快
产生气泡	很少	比1中多	较多
复燃情况	不复燃	复燃	很快复燃
实验结论

[实验探究2]探究浓度对过氧化氢分解速率的影响：
取10ml30%的过氧化氢三份，将其中两份分别稀释为不同浓度的溶液，同时测定收集到100ml氧气所用的时间，（其它实验条件均相同）记录如下：

实验编号	1	2	3
过氧化氢溶液浓度	5%	15%	30%
所用时间（秒）	205	25	3
实验结论

[实验条件3]用上述收集的仪器与不同位置进行反应，其中有一固体能在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成刺激性气味的气体，该反应的化学方程式为：。

$A～D$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）。

某农村中学的化学兴趣小组在开展实验活动时，利用山泉水配制氢氧化钠溶液，结果几次配制所得的溶液都出现浑浊的现象，放置一段时间后，容器底部还出现白色沉淀物。该兴趣小组的同学针对此奇异的现象展开如下探究：
提出问题：用山泉水配制氢氧化钠溶液为什么会出现浑浊？白色沉淀物是什么物质？
作出猜想：Ⅰ．氢氧化钠样品不纯，含不溶性杂质；
Ⅱ．氢氧化钠与溶解在山泉水中的某物质发生反应生成难溶于水的物质。
（1）小明通过实验很快就排除了猜想Ⅰ，他的实验是。
查阅资料：本地山泉水是硬水，含较多的碳酸氢钙，碳酸氢钙［ $Ca(HC{O}_3{)}_2$］受热会分解，也能与氢氧化钠反应，且都有碳酸钙生成。
（2）小红取来少量的山泉水于烧杯中，往其中加入适量的肥皂水，搅拌，观察到的现象，确认所取的山泉水是硬水。
（3）小明和小红取含有碳酸钙的沉淀物进行实验：取少量的沉淀物，加入适量的稀盐酸，实验现象是，反应的化学方程式是。
（4）该山泉水经过（填操作名称），就可用于配制氢氧化钠溶液。

某食品包装袋中有一个小纸袋，上面写"生石灰干燥剂，请勿食用"。该食品已放置两月有余。请你对下列问题进行探究。
（1）小纸袋中的物质能否继续作干燥剂？

实验步骤	实验现象	结论
取足量的小纸袋中的固体放入烧杯中，加入适量的水，触摸杯壁		可继续作干燥剂

（2）猜想：小纸袋中的物质除含有 $CaO$外，还可能含有 $Ca(OH{)}_2$和；
（3）请设计实验证明（2）中你所填的物质是否存在。

为提高实验探究能力，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶久置出现变质硬化的氢氧化钙固体进行如下探究活动。
【探究活动一】试验硬化的氢氧化钙样品是否完全变质
（1）用化学方程式表示氢氧化钙变质的原因：。
（2）检验氢氧化钙样品是否完全变质，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取氢氧化钙样品少量，研细后加适量蒸馏水充分混合后静置，		该样品还含有氢氧化钙

【探究活动二】测定样品中含有的变质固体（以下用 $R$表示）的质量分数
取3克部分变质的氢氧化钙样品与足量的稀盐酸反应，测量生成气体的体积（气体不溶于植物油），从而计算出样品中R的质量，便可求出样品中 $R$的质量分数。实验装置（气密性良好）如图1所示。

（3）将稀盐酸滴入样品中，产生气体的化学方程式为，反应一段时间后，当观察到（填实验现象），才停止滴加稀盐酸。
（4）实验中量筒的作用是。
（5）实验结束后，量筒内进入水的体积如图2所示，其读数为 $mL$。已知在该实验条件下，生成气体的密度为2 $g/L$，通过计算，样品中 $R$的质量分数为。
（6）上述图1所示实验装置和相关试剂，用来实验测定样品中 $R$的质量分数是比较粗略的，请简要说明测定数据存在误差的原因：（写一个）。

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。

操作和保存药品不当，标签常常易损毁。现有四瓶溶液①②③④的试剂标签已破损（如下图），但是已经知道这四瓶试剂是 $NaOH$、 $Ca{\left(OH\right)}_2$、 $N{a}_{2}C{O}_3$、 $KCl$溶液中的一种，某兴趣小组同学决定对四瓶破损标签溶液成分进行实验探究（实验另外药品只提供盐酸和酚酞溶液）：

【提出问题】标签已经破损的①②③④四瓶溶液分别是什么溶液？
【实验探究1】第④瓶试剂肯定是：（写化学式）。
【实验探究2】兴趣小组对①②③④瓶溶液进行了如下的实验探究：

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
1	取①②③瓶溶液少量 于三支试管中，分别 加入酚酞试液		酚酞试液不能将其中 的一种溶液鉴别出来
2	再取①②③瓶溶液少 量于另外三支试管中 分别加入溶液	加入了①溶液的试管 中； 其余两支试管中无明显现象	①瓶溶液为 $N{a}_{2}C{O}_3$
3	取②③瓶溶液少量于 两支试管中，分别加 入溶液	加入了②溶液的试管 中 ； 加入了③溶液的试管 中 ；	②瓶溶液为③瓶溶液为 $Ca{\left(OH\right)}_2$

【反思与交流】为了防止标签发生破损，我们在倾倒溶液时应注意：。

生石灰是一种传统的建筑材料，俗称"石灰"。工业上通过在石灰窑中煅烧石灰石制得"石灰"，其反应原理是： $CaC{O}_3\stackrel{\mathrm{高温}}{=}CaO+C{O}_2\uparrow$。兴趣小组的同学对某地刚出窑的"石灰"的成分进行探究。
【提出问题】刚出窑的"石灰"有那些成分？
【猜   想】
I．只有氧化钙    II．只有碳酸钙    III．既有氧化钙也有碳酸钙
【实验探究】
（1）甲同学从样品中取一定量的固体于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想II成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想II成立，其理由是。
（2）乙同学从样品中取一定量的固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热；继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙，即猜想I成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想I成立，理由是。
（3）丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠，他用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想III成立，请完成他的实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论
① ②		猜想III成立

【思   考】使用"石灰"的建筑工地上常有一个大的石灰池，使用"石灰"时，先将生石灰倒入池内水中，一段时间后，再取用其中的石灰浆使用。长期使用的石灰池内壁会逐渐增厚，其主要原因是

。

某Fe₃O₄样品中可能含有的杂质是Fe₂O₃和FeO其中的一种。为探究杂质的情况设计如下方案：
【实验设计】同学们称取了23.28 g该Fe₃O₄样品用图①进行了下列实验：

【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙、丙三个讨论小组。
甲组；（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe₃O₄样品中的杂质。B中的最佳试剂是______（填序号）。
①澄清石灰水    ②氢氧化钠浓溶液   ③稀盐酸    ④水
（2）上述实验过程中，CO的作用有_______           （填序号）。
①CO气体作为反应物
②实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸
③停止加热后，防止A中生成物被氧化
④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中
⑤对B中反应物起到一定的搅拌作用，便于CO₂与反应液充分接触而反应
乙组：
（3）乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是_______                    ；改进为在B装置后接一盛有_______（填试剂名称）的广口瓶的吸水装置，将B装置和该装置“捆绑”称量，从而减小误差。
丙组：
（4）丙组同学将B装置中液体改换为Ba(OH)₂溶液，通过测量生成的_______（填化学式）沉淀的质量来计算求解。为了获得沉淀，该组同学需要进行的操作有过滤→_______→________→称量。
【查阅资料】
Fe₂O₃和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe₃O₄，再生成FeO(黑色)，最后生成Fe；利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（见图②）。

（5）写出BC段发生反应的化学方程式：______________                    。
（6）确定该Fe₃O₄样品中含有的杂质是_______，其中含Fe₃O₄的质量是_______g（不需要写出过程）（已知Fe₃O₄、FeO、Fe₂O₃中铁元素的质量分数分别为72.4%、77.8%、70.0%)。

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．

(5分)Ti是一种重要的航天金属材料。某学习小组对三种金属Ti、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究。过程如下：
【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】钛能与盐酸反应。
【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稀盐酸中反应，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
与盐酸反应现象	反应缓慢	反应剧烈	无明显现象

【实验结论】（1）原假设中   不正确(填“a”、“b”或“a与b”)。
（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装波尔多液（含硫酸铜），    (填“能”或“否”)；理由是                       。

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。

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。
【演示实验】将一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式                           。
Ⅰ．定性探究
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？
【猜   想】针对疑问大家纷纷提出猜想。
甲组同学的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄
猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有               
猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的。你认为不合理的猜想是哪一种并说出理由                                                               。
【继续实验】
（1）丙组同学取烧杯中的少量溶液于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有           。
（2）为了验证其余猜想，各组同学取烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC1₂溶液、Na₂CO₃溶液，分别进行如下三组探究实验。

实验方案	测溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，比照比色卡，pH＜7		产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出上述三个实验探究中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误：
（1）实验操作中明显的一处错误是                                          ；
（2）实验方案探究中也有一个是不合理的，不合理的原因是                       。
II．定量探究
取上述【演示实验】反应后烧杯中的溶液100 g，设计如下实验：

计算【演示实验】反应后溶液中Na₂SO₄的质量分数是多少？（请列出计算过程）