初中化学探究题

红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。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
⑴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 ①   和氢氧化钙。
⑵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 ② ， 一定不含Fe2O3。
⑶将步骤⑵中产生的气体通入到澄清的石灰水中。	③	固体中一定含有CaCO3。

【实验质疑】
⑴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        
                                                          。
⑵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：

⑴ 乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有            。
⑵ 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）
⑶ 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，久置固体的成分是：

有一包黑色粉末，可能由C、CuO、Fe三种物质中的一种或几种组成。某化学兴趣小组为了探究它的成分，按如下步骤进行实验。
(1)先对实验做了如下设想和分析：黑粉中只有碳粉不溶解于稀盐酸。取少量粉末于烧杯中，向烧杯中加入过量的稀硫酸，则实验中可能出现的现象与对应结论如下表所示(表中未列完所有情况)。请你完成下表。

烧杯中可能出现的现象	结论
①	只含Ｃ
②固体部分溶解，溶液变成蓝色，无气泡
③有黑色不溶物，有气泡逸出，溶液呈浅绿色	含Ｃ、Ｆｅ

(2)通过实验及分析，确定该粉末为C、CuO的混合物。为了进一步探究C、CuO的性质，他们又利用这种混合物补充做了下面两个实验。
【实验一】将此粉末敞口在空气中灼烧完全，待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后，静置。烧杯中   (填“有”或“无”)不溶物，溶液呈     色。
【实验二】将此粉末隔绝空气加热(若碳完全反应)，待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后，静置。请回答：①烧杯中       (填“有”或“无”)不溶物；②若静置后溶液呈无色，则该溶液中溶质是       (写化学式)；③若静置后溶液呈蓝色，该实验过程中所发生反应的化学方程式        、          。

某兴趣小组同学为了验证铁和铜的金属活动性强弱，进行了如下的实验研究，请你回答有关问题：
[实验探究]
（1）甲同学设计的实验方案：取用砂纸打磨过的铁丝插入到盛有硫酸铜溶液的试管中，过一会儿取出铁丝，观察到铁丝表面_____________，得出结论铁比铜活动性强。
（2）乙同学设计的方案：（实验中所用铜片，铁片大小形状相同，且表面洁净光亮）

实验步骤	实验现象	实验结论
	铜片的表面无气泡产生 铁片的表面有气泡产生	铁比铜的活动性强

[讨论交流]
（1）铁片与稀硫酸反应一段时间后溶液中可能含有的溶质是______________。
（2）实验前乙同学在配置10%的稀盐酸时，用到的仪器有烧杯、量筒、胶头滴管，还缺少的一种仪器是______________。在量取蒸馏水的体积时，若仰视读数，则会导致盐酸的溶质质量分数_________10%（填“>”“<”、“=”）
[反思评价]
你认为乙同学的方案__________（填“合理”或“不合理”），理由是：______________
[拓展应用]
农药波尔多液的主要成分是硫酸铜，不能用铁制容器盛放波尔多液的原因是：
____________________________________（用化学方程式表示）

有一包固体样品，可能是碳酸钠、硫酸铜、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究其成分，李老师取用一定量样品，加水溶解，过滤得到白色沉淀甲和无色滤液乙。
【探究活动一】自主小组探究白色沉淀甲的成分。

实验操作	实验现象	结论
取白色沉淀甲，滴加足量的稀盐酸	沉淀消失	白色沉淀甲中一定含有

【探究活动二】合作小组探究固体样品中是否含有氢氧化钠，设计了如下实验：

实验步骤	实验操作	实验现象	结论
1	取无色滤液乙，加入碳酸钠溶液	无明显现象	无色滤液乙中一定不含氯化钡
2	取适量无色滤液乙，加入过量的     溶液，过滤	生成白色沉淀	无色溶液中一定含有碳酸钠
3	取实验步骤2中的滤液，滴加     溶液		原固体样品中一定存在氢氧化钠

【反思】实验步骤2中加入过量试剂的目的是     。
【结论】通过两个小组的共同探究，得出了原固体样品中含有的成分。

有一包固体粉末，其中含有碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、生石灰、氯化钠中的四种物质。某兴趣小组为确定其组成设计并进行如下实验。
【实验一】甲组同学进行如下探究。请完成表中空白。

实验操作	实验现象	实验结论及分析
I．取少量该固体粉末于烧杯中，加入足量的水溶解、过滤	粉末部分溶解，得到白色滤渣和无色滤液	滤渣中一定含有
Ⅱ．向滤液中粉末部分溶解，得到白色滤渣试液	溶液变红	滤液中可能含有   物质(填“酸性”、“碱性”或“中性”)
Ⅲ．向Ⅱ中所得溶液滴加足量稀盐酸		原固体粉末中一定含有Na2CO3

【实验二】乙组同学进行如下探究。

实验测得固体B中含15 g氯元素。
试综合甲、乙两组同学的实验进行分析，填空。(C-12  O-16  Na-23  Cl-35.5)
⑴乙组实验中一定发生的化学反应是：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑   
                                                      
⑵该固体粉末的组成可能是                                    。.

饮用可乐时，小华对“二氧化碳的溶解性”产生了兴趣，并进行了探究。
【查阅资料】二氧化碳能溶于水。在通常情况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳。二氧化碳溶于水，既有物理变化，又有化学变化，发生化学变化的化学方程式：                              。
【提出问题】在实验室条件下，1体积的水究竟能溶解多少体积的二氧化碳呢？
【进行实验】
⑴ 将蒸馏水煮沸后，置于细口瓶中，盖上瓶塞，冷却至室温，备用。将蒸馏水煮沸的目的是             。
⑵ 制取二氧化碳，用向上排空法收集，验满后盖上玻璃片，备用。检验二氧化碳是否集满的操作方法
是                                             。
⑶ 实验①：取2支医用注射器分别抽取10mL空气和10mL备用的蒸馏水，用胶管连接（如图所示），交替推动2支注射器的活塞，反复多次。

实验②：取2支医用注射器分别抽取10mL现制的二氧   化碳气体和10mL备用的蒸馏水，用胶管连接（如图所示），交替推动2支注射器的活塞，反复多次至体积不再减少为止。反复交替推动注射器活塞的作用是________________________________________。
⑷ 记录数据：

实验编号	抽取气体的体积	抽取蒸馏水的体积	充分混合后，气、液总体积
	10 mL空气	10 mL	20mL
	10 mL现制的二氧化碳	10 mL	12 mL

【得出结论】由上表所列数据可知，在实验室条件下，空气难溶于水，二氧化碳的溶解性为1体积水最多能溶解          体积的二氧化碳。
【注意：若答对本小题奖励4分，化学卷总分不超过60分。】
【反思质疑】小芳对实验②注射器内不能再溶的气体产生了疑问：这种不能再溶的气体是空气还是二氧化碳气体? 若收集二氧化碳时空气未完全排尽，也可能导致实验②的残留气体是空气,就不能再溶，则实验结论不可信。请你设计一个方案探究以上所得实验结论是否可信。写清操作步骤、现象及结论。
                                                                           
                                                                           

小明参观某养鱼池时，好奇的发现农民向养鱼池中撒一种淡黄色固体——过氧化钙，用来增加鱼池中的含氧量。
小明刚学完氧气的实验室制法，于是他想可否用过氧化钙制取氧气。
【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气?  
【查阅资料】部分内容如下：过氧化钙（CaO₂）室温下稳定，在300℃时分解生成氧气，主要用途可做增氧剂、杀菌剂等。
【猜想与验证】
（1）小明依据资料显示：加热过氧化钙可制取氧气。

实验装置	实验主要过程
	①检查装置气密性。操作如下：先将导管伸入液面下，用手紧握试管，观察到________，松开手后，导管口有液面上升。 ②加入过氧化钙，加热，当        ，开始收集氧气。 ③收集满一瓶气体，并将集气瓶        （填“正放”或“倒放”）在桌上。 ④停止加热。熄灭酒精灯前，应______________。 ⑤检验气体。方法是________________________。

实验结论：加热过氧化钙可制取氧气。
（2）小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ．
猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气。

实验装置	实验主要过程
	①检查装置气密性。 ②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出。 ③在导管口几乎收集不到气体。 该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。

实验结论：不能用过氧化钙与水反应制取氧气。
分析与反思：
虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小明推导出农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是                                          。
（3）小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？
你的合理建议：                                        。
这些建议是否可行，还需进一步通过实验验证。

（某白色固体可能含有氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中的一种或几种，现将该固体溶于水配成溶液后，甲同学进行了验证实验，过程如下：

（1）由甲同学的实验过程可知，该白色固体中含有　_________　．（填名称，下同）写出无色气体与澄清石灰水反应的化学方程式　_________　．
（2）乙同学经过研究改换了上述实验中的①③两种试剂，除实验现象与甲同学的完全相同外，还将白色固体的成分确定了，则乙同学是把试剂①换成了　_________　；把试剂③换成了　_________　，该白色固体的组成　_________　．

实验室常用的干燥剂“碱石灰”是CaO和固体NaOH的混合物，极易与空气中水蒸汽和CO₂反应而变质。某同学对一瓶久置的“碱石灰”作了如下探究：
（1）猜想：
猜想Ⅰ：没有变质，“碱石灰”只含有CaO、固体NaOH；
猜想Ⅱ：已完全变质，“碱石灰”全部变成了CaCO₃和Na₂CO₃。
则CaO与水反应的反应方程式为                                            。
（2）实验：如图所示：

（3）判断：
a． 若Ca（OH）₂、CaCO₃和Na₂CO₃投入到水中不会放热，则由操作②现象判断：猜想Ⅱ
                    （填：成立、不成立）
b． 操作④发生化学反应的方程式为                ；由操作⑤⑥的现象判断：滤液中含有
                    （写化学式）；由此判断猜想Ⅰ          （填：成立、不成立）。
c． 综合a和b的结论，判断该样品变质情况为                      。
（4）拓展：由上述实验说明，实验室中“碱石灰”应          保存；操作③中玻棒的作用是        。

在学习盐的性质时，某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液M（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液。该组同学对该实验进行了下列研究。

（1）溶液M的可能组成：
猜想①：是　          　，
猜想②：是CaCl₂（查资料知CaCl₂水溶液呈中性）。
为了确定其组成，同学们设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量M溶液于试管中，向其中滴加酚酞		猜想①正确

（2）若猜想①正确，则上述过滤后得到的澄清滤液中可能含有的溶质：
猜想一：NaOH和Na₂CO₃；
猜想二：                    ；
猜想三：NaOH。设计实验方案确定滤液中溶质的组成。

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量滤液于A、B两支试管中，A中加入CaCl2溶液，B中加入　 　溶液		“猜想一”成立
	“猜想二”成立
	“猜想三”成立

实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密闭的NaOH固体，对其成分提出以下假设，并完成了实验探究。
假设1：只含NaOH； 假设2：含NaOH和Na₂CO₃； 假设3：只含Na₂CO₃
（1）取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，观察到                           ，说明假设1不成立，假设2或假设3成立。
（2）进一步探究的过程如下：

①“操作1”的名称是       ，其中要用到玻璃棒，其作用是                 。
②加入足量CaCl₂溶液的作用是                           。
③加酚酞检验“溶液B”的现象是                           。

(6分)为了探究复分解反应的实质，某兴趣小组同学对H₂SO₄与Ba(NO₃)₂的反应进行如下实验探究。
【提出问题】物质发生复分解反应时，是不是所有的离子都参加了反应。
【设计实验】

实验步骤	实验操作	实验现象
第一步	取一支洁净的试管，向其中加入一定量的稀硫酸溶液，再慢慢滴加Ba(NO3)2溶液至恰好完全反应。
第二步	在上述反应后的试管中再滴加3滴紫色石蕊试液。	试管中溶液由无色变成红色

（1）写出第一步发生反应的化学方程式                                    ；在上表中准确记录第一步实验操作时的现象。
【查阅资料】盐与酸和碱一样，溶于水之后也会发生解离成组成它的离子，如：Ba(NO₃)₂在水中会解离出Ba²⁺和NO₃^-。
【实验结论】（2）上述反应的实质是        和         （填离子符号）之间发生的反应。
【应用结论】（3）碳酸钾和澄清石灰水反应的实质是         和         （填离子符号）之间发生的反应，反应后的溶液中还存在大量的                   离子，向反应后的溶液中滴加无色酚酞，溶液将变成         色。

勇往直前学习活动小组的同学正在做一个探究实验，他们准备了以下实验用品：铁
架台、干燥洁净的几支试管、洁净无锈的4枚铁钉、植物油、久置的蒸馏水、胶塞、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。

【分析思考】他们探究的问题是（1）_______________；
【实验准备】小冰检查实验用品时，发现有一种不符合实验要求，请你写出这种用品（2）_________________，
并提出你的解决办法（3）_________________________；
【实验观察】一切用品按要求准备就绪，同学们按照图
示进行了探究实验，B中植物油的作用是（4）________
________________________________________________，10天后，他们会观察
到的实验现象是（5）_________________________________________________。
【实验总结】铁生锈的条件是（6）_____________________________________。
【实验拓展】爱思考勤实践的小城补充了D试管中的实验，发现这只试管中的
铁钉锈蚀最严重，根据此实验和学过的金属的化学性质，小城知道，使用铁制
品时，要尽量避免与（7）___________物质接触；
【实验感悟】金属的锈蚀每时每刻都在发生着，金属的防护刻不容缓！

（6分)
做完酸、碱、盐相关性质实验后，某实验小组不小心把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液混合在一起，看到有大量气泡生成。他们对反应后溶液中溶质的成分很好奇，请你与他们一起进行探究。
【提出问题】反应后溶液中溶质的成为是什么？
【猜想假设】猜想① Na₂SO₄、Na₂CO₃             猜想② Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaOH
猜想③ Na₂SO₄、H₂SO₄、Na₂CO₃ 猜想④ Na₂SO₄、 H₂SO₄
猜想⑤ Na₂SO₄
上述猜想中，你认为不合理的是猜想   （填序号）。
【实验探究】（1）甲同学取少量该溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞，发现溶液颜色无变化，据此，他认为猜想⑤是正确的。你认为他的结论是   （填“合理”或“不合理”）的，理由是   。
（2）乙同学向盛有一根生锈的铁钉的试管中加入适量该溶液，过一会儿取出铁钉，用水洗净，观察到铁锈消失，铁钉变得光亮，溶液变黄。该反应的化学方程式是   。
【实验结论】根据上述实验探究，你认为猜想   （填序号）是正确的。
【拓展应用】工厂与实验室的酸性废水必须处理至中性再排放，这样做的意义是  （答一点即可）。

有一种神奇的蜡烛，点燃后任你怎么吹也吹不灭，而且看上去和普通的蜡烛一模一样，
到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧？请你一起参与探究。

【查阅资料】普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成的，而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末。打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金，它的着火点只
有150℃。当蜡烛燃烧时，金属并不燃烧；但当蜡烛吹灭后，未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧，从而使蜡烛复燃。
【探究与反思】这种蜡烛燃烧时，蜡烛芯里的金属为什么不燃烧？        ，这种蜡烛也可以熄灭，你采用的方法是                   。
【实验探究】吹不灭的蜡烛芯内的金属可能是镁、铝、铁或铜中的一种，为确定该金属的成分，请你继续探究并完成下列有关问题：（注：不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响）

实验	操作步骤	现象	结论
1	切开蜡烛，取出打火石，用砂纸打磨	打火石是银白色
2			该金属一定不是铁
3	取少量打磨后的打火石于试管中，滴加硫酸铜溶液。	有红色物质析出	该金属一定是镁

【分析思考】
（1）请写出“实验3”中可能涉及到的化学方程式                         。
（2）有同学认为通过“实验3”中现象不能证明烛芯内的金属一定是镁，因为               。
（3）针对以上实验，请你设计一个合理的实验方案来进一步验证这种金属，

操作步骤	现象	结论