初中化学探究题

(6分)化学兴趣小组的同学做中和反应实验。在烧杯中加入一定量的氢氧化钡溶液后滴入几滴酚酞试液，再向烧杯中加入一定量的稀硫酸。用玻璃棒充分搅拌后过滤，得白色沉淀和无色液体。
【提出问题】无色液体是什么物质？(不考虑指示剂)
【猜想】Ⅰ. ……；Ⅱ. 无色液体是Ba(OH)₂溶液；Ⅲ. 无色液体是H₂SO₄溶液。
【实验探究】
(1)请你也加入兴趣小组一起探究，完成猜想Ⅰ_____________________________________
(2)猜想Ⅱ是否正确并说明理由___________________________。
(3)针对猜想Ⅲ，请你设计实验验证是否正确。

【拓展应用】
(4)请举例说明中和反应在生产生活中的应用_______________________________________

一种"环保石头纸"开始被人们使用，其主要成分是碳酸钙。某班同学对它产生了浓厚的兴趣，把"环保石头纸"带到实验室，完成了如右图所示的两个实验。请回答问题：

(1)实验一：试管中产生大量的气泡，烧杯中澄清的石灰水变浑浊，请写出"环保石头纸"与稀盐酸发生反应的化学方程式(假设"环保石头纸"中的其他成分既不溶于水，又不与盐酸发生反应)；
(2)实验二：试管中有白色沉淀产生。小刚同学想探究该实验反应后溶液中溶质的成分。
提出猜想：
猜想①： $NaCl$、 $CaC{l}_2$和 $HCl$；

猜想②： $NaCl$；

猜想③： $NaCl$和 $CaC{l}_2$。

同学们经过讨论排除了猜想，理由是。
有同学认为小刚的猜想不全面，又提出猜想④： $NaCl$和 $N{a}_{2}C{O}_3$，并通过实验验证了该猜想成立。请你将实验报告补充完整。

实验操作	实验现象	实验结论
取实验二反应后的上层清液少量于试管中，滴加少量．		猜想④成立

(3)实验结束后，未经处理的废液(填"能"或"不能")直接倒入下水道。

探究1。物质的回收和利用
某化学探究小组的同学从实验废液中回收铜，得到的铜粉样品中含有少量的铁粉。为了除去铁粉，同学们设计了两个实验方案：
方案一：铜样品过滤洗涤干燥
方案二：铜样品过滤洗涤干燥
（1）对于上述两个方案，你的评价是：                       。（写一条）
（2）写出其中的一个反应化学方程式：                         。
（3）在干燥时，有同学提出用酒精灯加热将铜粉烘干。小明马上提出反对意见，其理由是
（用化学方程式表示出来）                                 。
探究2:物质的鉴别和提纯
实验操作考试时，小王同学用稀盐酸、BaCl₂溶液、酚酞溶液来检验四瓶无标签的溶液：Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄、澄清石灰水。
（1）请你帮助小王同学完成澄清石灰水的鉴别：

（2）实验结束后，他将废液倒入同一烧杯中，发现废液为红色且呈浑浊状态，则使废液呈
红色的离子是        （写离子符号）。废液中一定不含有的溶质是（写化学式）       。
（3）小王同学想提纯烧杯中含有的氯化钠，他提出以下方案：
①加入过量的BaCl₂溶液，
②加入过量的Na₂CO₃溶液，其目的是除去可能存在的                       和过量的
BaCl₂。
③过滤，
④向滤液中逐滴加入盐酸至                                        为止，其目的是除去                                           ；
⑤蒸发结晶，即得氯化钠。
（4）写出上述实验过程中的一个有沉淀生成的化学方程式：
                                                             。

潜水艇有两种供氧的装置，第一种是储备压缩氧气，第二种是在紧急的情况下才使用的过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$）做供氧剂，小红同学对过氧化钠如何做供氧剂产生浓厚的兴趣，于是他在老师的指导下展开了以下的探究活动。
[查阅资料]
1.过氧化钠是用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合，将人们呼出的 $C{O}_2$转换成 $O_2$，以供呼吸之用。
2.二氧化碳与过氧化钠反应的生成物只有两种，一种是氧气，另一种是化合物。
3.人呼出的气体中含有的水分也能与过氧化钠反应生成氧气。
（1）小红利用下图的BCDE装置组合和有关药品制取并收集氧气。


若用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，则B中装置可采用上图中的（填数字序号，下同）；E中装置可采用上图中的；B中的化学方程式为。
（2）二氧化碳与过氧化钠反应除生成氧气还生成什么物质？
[作出猜想]二氧化碳与过氧化钠反应生成的化合物到底是什么物质？小红作出了以下三种猜想：
①是碳酸      ②是氢氧化钠     ③是碳酸钠
通过对反应物有关的元素组成的分析，乙同学认为猜想（填数字序号）一定是错误的，理由是。
[进行实验]小红通过以下实验验证了另一个猜想的正确性，请完成下述实验报告。

[反思与交流]
①小红若用图A来代替B装置，证明二氧化碳与过氧化钠反应生成了氧气，你是否同意小红的做法？（填"是"或"否"）原因：。

某食品的包装袋中放有一小包“防腐剂”，化学兴趣小组的同学对“防腐剂”的
成分产了好奇，他们将一包“防腐剂”倒在滤纸上，看到“防腐剂”中有一些灰黑色粉末
和一些红色粉末，为此，展开以下探究活动：
【提出问题】“防腐剂”中灰黑色的粉末和红色的粉末分别是什么?
【查阅资料】食品腐败主要是因为食品易被空气中的氧气和水蒸气氧化、潮解而变质，使用
“防腐剂”可延长食品的保质期。
【提出猜想】
小文：“防腐剂”中灰黑色的粉末是氧化铜，红色的粉末是铜。
小婧：“防腐剂”中灰黑色的粉末是氧化铜和碳粉，红色的粉末是铜。
小鹏：“防腐剂”中灰黑色的粉末是铁粉和碳粉，红色的粉末是氧化铁。
【讨论分析】通过讨论，同学们一致认为小鹏的猜想是正确的，理由是             。
【实验探究】请你参与他们的探究，并将实验内容补充完整。

【拓展探究】为了进一步探究“防腐剂”的性质，兴趣小组的同学另取一包“防腐剂”，进行了如右图所示的实验。实验结束后，通过称量反应前后玻璃管中固体物质的质量，他们发现反应固体物质的质量减小了，请你分析固体物质质量减小的原因                    。

碳酸氢钠常用于食品和医药工业、某化学兴趣小组对碳酸氢钠的热稳定性进行探究。
[查阅资料]碳酸氢钠受热易完全分解，生成水、二氧化碳气体和一种常见固体物质，该固体物质含有三种元素，且为纯净物。
[进行实验一]为了验证碳酸氢钠受热时会分解，该兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上加热，如图所示。

加热一段时间后，观察小烧杯内壁有现象，证明有水生成；通过证明有 $C{O}_2$生成。
[提出问题]碳酸氢钠充分加热后固体产物是什么？
[作出猜想]猜想Ⅰ：固体产物是 $N{a}_{2}C{O}_3$.

猜想Ⅱ：(请完成猜想Ⅱ)。
[进行实验二]下表是该兴趣小组同学设计的实验方案，用来检验碳酸氢钠分解后固体产物的成分。请你完成方案：

[拓展应用]碳酸氢钠常用来治疗胃酸过多，但对于患有胃溃疡(胃黏膜溃烂)的病人在胃酸(可用盐酸表示)过多时，却不宜服用碳酸氢钠，其原因是(用化学方程式表示)。

某研究性学习小组对" $H_{2}S$的水溶液是否显酸性"进行探究。请你参与他们的探究活动，并回答有关问题。
（1）查阅资料：① $H_{2}S$是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，能溶于水,在常温常压下，1体积水中能溶解2.6体积硫化氢；密度比空气的大；②实验室里，通常用硫化亚铁（ $FeS$）固体跟稀盐酸或稀硫酸反应制取硫化氢。
（2）提出假设： $H_{2}S$的水溶液显酸性
（3）实验探究：
Ⅰ．制备 $H_{2}S$①若用稀盐酸制备 $H_{2}S$，其化学方程式为。
②制取H₂S的发生装置为（填字母），收集装置只能选D的原因是。

Ⅱ．设计如第27题图II所示装置进行验证实验。 

①实验过程中，A装置内蓝色石蕊试纸的颜色始终没有变化。A装置的作用是。
②在通入 $H_{2}S$之前将B装置中胶头滴管内的蒸馏水滴到蓝色石蕊试纸上，未见试纸颜色发生变化，此操作的目的是。当有 $H_{2}S$通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红，此现象说明。
（4）结论：原假设成立。
（5）反思与评价：该验证实验中，有一个明显疏漏，请你指出疏漏之处为。
（6）知识拓展： $H_{2}S$的水溶液显酸性，具有酸的通性，若用氢氧化钠溶液吸收尾气，则反应的化学方程式为。

兴趣小组选用第15题中的B装置(装置气密性良好)制 $C{O}_2$，并进行有关实验。
(1)实验室制取 $C{O}_2$的化学方程式为。
(2)兴趣小组往石灰石中逐滴滴入新配制的盐酸，并将所得气体通入澄清石灰水中，但石灰水始终没有浑浊现象。石灰水为什么没有浑浊呢？请你利用必需实验用品和限选试剂(限选试剂： $N{a}_{2}C{O}_3$溶液、酸化的 $AgN{O}_3$溶液、紫色石蕊溶液)完成探究过程：
【提出猜想】①；②；③上述两种猜想同时存在。
【设计与实验】请你设计实验方案，验证猜想①和猜想②，并将相关内容填在下表：

某学习小组对市售"管道通"(排水管专用清洁剂)说明书的部分内容(如下图所示)产生兴趣,探究过程如下:
成　　分:苛性钠、碳酸钠、铝粒、催化剂.
特　　点:使用时,"管道通"样品倒入排水口,加水,瞬间释放高效泡沫,能溶解油脂、毛发、茶叶等,确保管道畅通.
注意事项:使用时不能碰明火,禁止与皮肤接触.
【提出问题】高效泡沫中含有什么气体 $？$为什么使用时不能碰明火 $？$

【猜　　想】含有氢气.
(1)查阅资料得知:常温下,铝能与氢氧化钠溶液反应放出氢气.反应的化学方程式是 $2Al+2NaOH+2X=2NaAl{O}_2+3H_2\uparrow$,试推测 $X$的化学式是.

(2)取"管道通"样品进行下图所示实验.请在下表空格处填写相应内容:

实验内容	实验现象	实验结论及解释
制取气体	样品逐渐减少,产生大量气泡,盛装样品的试管外壁发烫	①反应生成气体,并(填"吸收"或"放出")热量
检验气体	发出爆鸣声	②该气体是,反应的化学方程式为

(3)"注意事项"中,"禁止与皮肤接触"是因为"管道通"成分中的有强腐蚀性,使用时"不能碰明火"的理由是.

某兴趣小组对上述固体酒精充分燃烧后残留的白色固体的成分进行丁如下探究。
【查阅资料】
（1）醋酸钙[ $Ca(Ac{)}_2$]，不可燃．不助燃．易溶于水，溶于水时温度无显著变化；
（2）醋酸钙受热分解生成碳酸钙和有特殊气昧的丙酮；
【猜想与假设】
假设l：白色固体中含有 $Ca(Ac{)}_2$：     假设2：白色固体中含有 $CaC{0}_3$
假设3：白色固体中含有 $CaO$          假设4：白色固体中含有 $Ca(OH{)}_2$
【实验探究】
实验①：取少量白色固体溶于足量蒸馏水中，过滤，得到溶液和白色不溶物，
实验②：取①中滤液于试管中，滴入2滴酚酞试液．溶液变为红色；
实验③：取①中滤液于试管中，滴加碳酸钠溶液，有白色沉淀生成。
【交流讨论】
(1)根据实验①，甲同学认为假设2成立．理由是：；
(2)根据实验②，乙同学认为假设4成立。丙同学认为假设4不一定成立，但假设3成立．
因为丙同学在实验①中还发现：。
(3)仅根据实验③，丁同学认为假设3或假设4成立．但戍同学反对．理由是：；
(4)欲确认假设I成立，还需进行如下实验：

【反思提高】
写出实验③中有关反应的化学方程式：。

研究性学习小组对碳酸钠和碳酸氢钠的性质进行探究，请你参与实验。
实验一：比较两种物质的热稳定性
设计如右图装置：小试管套装在带有支管的大试管中，整套装置气密性好，其他装置略去。

（1）为确保安全，实验结束时，在移离酒精灯前必须完成的操作是。
（2）现象与结论：装有碳酸氢钠的试管口生成较多的无色小液滴，同时试管A中有大量的气泡产生，澄清石灰水变浑浊；试管B中也有气泡产生，澄清石灰水没有明显的变化；实验结束后，经检验大、小两试管内的物质均是碳酸钠。结合以上实验，可得出结论：①碳酸氢钠受热生成的物质是碳酸钠、和。
②在受热条件下，碳酸钠比碳酸氢钠稳定。
（3）反思与讨论：加热大试管时，碳酸钠的受热温度会高于碳酸氢钠。这能否准确地说明"在受热条件下，碳酸钠比碳酸氢钠稳定"这一结论？（填"能"或"否"），理由是。
实验二：比较与盐酸反应生成相同体积二氧化碳气体的快慢
取碳酸氢钠4.2 g放入如图Ⅰ装置的锥形瓶中，取碳酸钠5.3 g放入另一相同装置的锥形瓶中，分别加入相同质量、相同浓度的盐酸（足量）。相同的条件下，通过图Ⅱ装置测量出生成气体的体积，得到时间-体积关系曲线如图Ⅲ所示。
 
图Ⅰ                图Ⅱ                         图Ⅲ
（4）已知二氧化碳不溶于该油层，图Ⅱ装置中油层的作用是。
（5）数据与分析：根据图Ⅲ曲线，可得出有关"比较与盐酸反应生成相同体积二氧化碳气体的快慢"的结论是。
（6）反思与讨论：实验中 "取碳酸氢钠4.2 $g$、碳酸钠5.3 $g$"的目的是。

请回忆你和老师共同完成的酸和碱反应的实验探究，并下列要求进行实验的设计与分析：
（1）请你依据下图设计一个酸和碱反应的探究实验：

实验步骤	实验现象	结论
①向烧杯中加入10 $ml$氢氧化钠溶液，并滴入几滴酚酞溶液； ②再用滴管慢慢滴入稀硫酸，并不断搅拌溶液。	①溶液颜色； ②不断搅拌溶液至溶液颜色恰好变成色为止。	酸和碱发生了中和反应，该反应属四种基本反应类型中的反应。

（2）我选取 $BaCl2$、酚酞、紫色石蕊三种溶液设计实验，分别探究上述酸、碱反应后烧杯中的硫酸是否过量，请你根据下表帮我判断正确的实验方案及分析方案错误的原因：

实验方案	实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	取样，滴入适量的氯化钡溶液	出现白色沉淀	硫酸过量
方案二	取样，滴入几滴无色酚酞溶液	酚酞溶液不变色	酸、碱恰好反应
方案三	取样，滴入几滴紫色石蕊溶液	溶液变红	硫酸过量

①设计的三个方案中，有一个正确的方案是：方案。
②请分析另外两个方案，错误的原因：
一个方案错误的原因是：；
另一个方案错误的原因是：。

（1）下面是教材下册中"物质溶解时的吸热或放热现象"的活动与探究。请你一同完成该探究并回答有关问题：

水中加入的溶质	$NaCl$固体	$N{H}_{4}N{O}_3$固体	$NaOH$固体
加溶质前水的温度/℃	20	20	20
溶解现象	全部溶解	全部溶解	全部溶解
溶质溶解后溶液的温度变化	温度无明显变化	温度降低	温度升高
结论（"放热"或"吸热"）	固体氯化钠溶于水无明显放热和吸热现象	①	②

③根据物质溶解过程中发生的变化，说明 $N{H}_{4}N{O}_3$固体溶解时扩散过程吸收的热量水合过程放出的热量（填"＜"或"＞"或"＝"符号）。
（2）下图"→"表示A在一定条件下可以转化为B，"-"表示相连的两种物质间在一定条件下可以发生反应。A、B、C、D各是一氧化碳、木炭粉、氧化铜、氧气中的某一种物质，请你推断（用化学式表示）：

B是，D是 。

小何进行盐酸和氢氧化钠中和反应的实验，在向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加了一定量的稀盐酸后，才发现忘记了加入指示剂。为了判断该反应所得溶液的酸碱性，他进行了如下探究：
【提出问题】小何要探究的问题是。
【猜想与假设】所得溶液可能显碱性，也可能显酸性，还可能显性。
若溶液显碱性，则溶液中使其显碱性的离子是(填写离子符号)。为避免碱性溶液污染环境，要对所得溶液进行沉淀处理，你认为处理的方法是。
【实验与分析】小何从烧杯中取了部分反应后的溶液置于一试管中，并向试管中滴加了几滴无色酚酞试液，震荡，观察到试液不变色，于是他得出了溶液显中性的结论。小张认为小何得出的结论不正确，你认为小张的理由是。
为了进一步确定溶液的酸碱性，小张取试管中的溶液做以下几个实验，你认为可行的是(溶于水的二氧化碳忽略不计)。

A．	取样，滴加硫酸钠溶液，观察现象
B．	取样，加入锌粒．观察现象
C．	取样，通入二氧化碳，观察现象
D．	取样，滴加氢氧化钠溶液，观察现象

【交流拓展】第二天，小明也做同样的实验。当他向氢氧化钠溶液加稀盐酸时，发现溶液有气泡冒出，你认为原因是(用化学方程式表示) 。

小冉和小海两位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；小海向盛有少量NaOH溶液的试管中滴入几滴酚酞溶液，再倒入一定量的稀盐酸。

(1)小冉同学观察到的现象          ，该反应的化学方程式为                   ；
(2)小海同学实验后发现试管内溶液为无色，认为氢氧化钠和盐酸恰好完全反应．你认为他的观点是否正确               (填“是”或“否”)，你的理由是：               
                                     ；
(3)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，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。
【提出问豫】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                 ，出现                   现象。
【实验结论】说明猜想          (填①或②)正确。
【实验反思】为减少废液对环境的污染，可采取的方法是                   。
【拓展延伸】通过酚酞溶液由红色变无色，说明NaOH已与盐酸完全反应，你认为还可以向反应后的溶液中加入          (不使用紫色石蕊试液和pH试纸)来证明NaOH确已完全反应。