初中化学探究题

实验室常用下列装置研究气体的制取和性质，根据所学知识回答下列问题。   

(1)写出实验室制取氧气的一个化学方程式。利用该反应制取氧气发生装置应选(填字母，下同)。
(2)实验室制取二氧化碳应选择的气体发生装置是，若要得到干燥的二氧化碳，还需用到 $F$装置，则 $F$装置所盛试剂的名称是。
(3)一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易发生下列反应 $2NO+O_2=2N{O}_2$，则收集一氧化氮气体时应该选用的装置是。
(4)实验室里若将制得的二氧化碳气体通入盛有澄清石灰水的 $F$装置中，始终未出现浑浊现象，则可能的原因是。

小明和小艳在实验室配制石灰水时，小明同学将两药匙熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是他认为熟
石灰样品已经变质。小艳同学不同意他的判断，你认为小艳同学的理由是。针对该熟石灰样品的成分同学们展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告。
【提出问题】熟石灰样品的主要成分是什么？
【作出猜想】甲同学猜想是 $Ca(OH{)}_2$；
乙同学猜想是 $CaC{O}_3$；
                    你认为是。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤。 向滤液中加入适量溶液； 向滤出固体中加入适量溶液。	； 。	猜想正确

【拓展与应用】小组同学反思了熟石灰变质的原因，认识到实验室应保存熟石灰。

请回忆你学习过的"质量守恒定律"的实验探究，并按要求完成实验方案一和实验方案二。（下表中"实验结论"选填"="、">"、"<"符号）


将两个实验结果进行讨论对比时，有同学分析：有一个方案观察到天平不平衡，是因为，因此不能说质量不守恒。在反应物不变的前提下，要使天平平衡，你对该方案的改进措施是。

据中广网年5月3日报道：中卫市孟家湾路段一辆汽车满载的浓硫酸发生严重泄漏。浓硫酸沿公路流淌，并向路基两边蔓延。消防官兵立即启动应急预案，用沙土封堵，控制浓硫酸进一步蔓延，同时设法封堵泄漏点，并对路面上的浓硫酸进行稀释和清除。
看到这则新闻，学校的化学活动小组开展了一次关于浓硫酸腐蚀性及事故处理的研讨活动。请你也参与其中积极探究，并将活动记录补充完整。
（一）浓硫酸的腐蚀性实验探究
【实验用品】浓硫酸、小木条、玻璃片

实验步骤	实验现象	结论
		浓硫酸有强烈的腐蚀性，使用时应十分小心

（二）对浓硫酸泄漏事故处理的讨论
（1）小明同学认为，如果仅用水稀释，并不能消除事故所造成的污染。因为从溶液的角度看，在稀释过程中溶质的没变，仅仅是变小了。
小敏同学受到启发，制订了如下方案：

采取措施	依据原理	效果评价	反应类型
向硫酸所流经范围抛撒大量氢氧化钠小颗粒	硫酸与氢氧化钠反应	将硫酸转化为无害物质，可消除污染

【思维拓展】写出小敏所依据原理的化学方程式。
小聪同学认为，小敏同学的方案虽然有效，但有一个缺陷：如果用量把握不准又可能引发新的污染，因为。
（2）请你参照小敏的设计方案，结合小聪的看法，也设计一个方案。

采取措施	依据原理	效果评价
		将硫酸转化为无害物质，可消除污染

请根据下列实验装置图回答问题：

(1)   写出仪器a、b的名称。a是；b是。
(2)   若用B装置制氧气，反应的化学方程式是。
(3)   甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷。制取甲烷的发生装置应选择（填装置编号，下同），收集装置应选；请写出甲烷完全燃烧的化学方程式。
(4)   右图是"空气中氧气体积分数测定"实验的改进装置。主要操作是：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。
①白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为mL。
②集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起到哪些作用？（填写序号）
a．加快集气瓶冷却  b.液封导气管末端以防气体逸出  c.缓冲集气瓶内气压的骤然升高

图10是实验室常用的实验仪器与装置，根据所学知识回答下列问题：

（1）请写出有编号的仪器名称：a  b 

（2）在实验室里，通常用下列方法制氧气：①双氧水和二氧化锰混合；②氯酸钾和二氧化锰混合加热；③加热高锰酸钾；其中最能体现"节能、环保、低碳"理念的制备方法是（填序号），写出该反应的化学方程式：。
（3）当用A和C装置制取氧气时，发现水槽中的水变成紫红色，为避免此现象发生，应对该实验装置作出的一点改动是。
（4）为检验CO2气体，可把气体通入F装置中，则F中的试剂是_， F中反应的现象是。
（5）阅读以下资料并回答：

物质	制取气体的药品	反应条件	气体的物理性质
氯气	二氧化锰固体、 浓盐酸	需要加热	密度比空气大、 可溶于水

制取氯气（填"可以"或"不可以"，下同）采用B装置，收集氯气采用E装置。

小李和小王两位同学对碱式碳酸铜 $\left[C{u}_2{\left(OH\right)}_{2}C{O}_3\right]$受热完全分解后的黑色固体产物的成分进行探究。
（1）小李根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体产物做出以下猜想：①可能是碳，②可能是氧化铜，③可能是碳和氧化铜的混合物。他做出以上猜想的依据是；
（2）小王根据碳的化学性质，认为猜想③可以排除，理由是；
（3）为验证①、②猜想，他们设计如下实验方案：向盛有少量黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，振荡，待完全反应后静置观察现象。若猜想①正确，现象应该是；若猜想②正确，现象应该是。

某化学兴趣小组想对某次高炉炼铁得到的生铁中铁的质量分数进行探究，请按要求完成下列探究报告。
【实验目的】
测定生铁中铁的质量分数。
【资料支撑】
生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。碳在生铁中以两种形态存在：一种是单质碳(石墨)，另一种是化合碳(如 $F{e}_{3}C$等)；硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂；这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应。
【设计思路】
要测定生铁中铁的质量分数，必须先通过实验测定并计算铁的质量，基本思路是：
。
【实验过程】
①取一只烧杯，称得其质量为70.4g，加入一定量生铁的样品碎屑，称得烧杯和样品的总质量为102.4g；
②向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸，边加边搅拌，直到烧杯中不再产生气泡，再加入少量稀硫酸以确保过量，测得共用去稀硫酸247.3g；
③静置，称量。称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g。
【数据处理】计算该生铁样品中单质铁的质量分数是多少?(写出计算过程)
【交流讨论】
(1)实验过程中稀硫酸要过量的原因是：；
(2)经质检部门精确测定，该样品中铁元素的总含量为95.2％。假设没有与稀硫酸反应的铁都以 $F{e}_{3}C$形式存在，则样品中 $F{e}_{3}C$的质量为(计算结果保留一位小数)；
(3)该小组的同学还查阅到：一氧化碳具有可燃性，点燃一氧化碳与空气的混合物有可能爆炸。他们按下表中的体积比收集四瓶一氧化碳和空气的混合气，并点火实验，结果列于下表中：

V( $CO$):V(空气)	3:7	5:5	7:3	8:2
点火处理	炸	炸	炸	不炸

①由上述实验可知， $CO$在空气混合气中的爆炸极限(体积分数)约为12.5％；
②由此我们得到启示：在点燃或加热一氧化碳前，一定要先；
③一氧化碳还可用于炼铁，请写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式：.

某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取 $C{O}_2$气体。请你参与下列的探究并回答问题。
[提出问题]上述酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取 $C{O}_2$气体。
[方案设计]大家经过讨论，一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取 $C{O}_2$气体，原因是浓盐酸挥发出的 $HCl$气体混于 $C{O}_2$中，使制得的气体不纯。小明设计了下图装置来除去 $C{O}_2$中 $HCl$，

洗气瓶中盛装的液体可以是（填序号）
①浓硫酸           ②碳酸氢钠溶液   
③氢氧化钠溶液     ④澄清石灰水
[实验与结论]
该小组设计了三个实验进行对比

（1）请你填写实验C的实验现象和实验结论

实验	实验现象	实验结论
A	剧烈反应，迅速放出大量气体	反应速度过快，气体不便收集，不宜用于实验室制取 $C{O}_2$
B	产生气泡，速度迅速减慢，几秒钟后反应几乎停止	无法持续产生气体，不能用于实验室制取 $C{O}_2$
C

（2）根据实验探究，实验室制取 $C{O}_2$的化学反应原理为（用化学方程式表示）
[拓展迁移]
将上述实验C反应后的混合物过滤。对滤液中的溶质，小聪同学提出了以下三种猜想：
①溶质是 $HCl$；②溶质是 $CaC{l}_2$；③溶质是 $HCl$和 $CaC{l}_2$该小组成员一起讨论后认为，上述三种猜想中有一种是不合理的，你认为不合理的猜想是（填序号）。对小聪的另外两种合理猜想，请你设计实验，并根据不同现象说明溶液中的溶质属于哪一种猜想。

在高效课堂中，老师和同学们一起对"灭火的原理"进行了探究学习。
【课堂归纳】
通过小组合作实验，我们归纳出燃烧的三个条件是：
①可燃物   ②③ 

【演示引导】
我们进一步学习灭火的原理。如图所示，烧杯中有一支燃着的蜡烛，烧杯底部有一些碳酸钠粉末，向烧杯中倒入少量稀盐酸，发现蜡烛迅速的熄灭。
写出上述反应的化学方程式是。

熄灭蜡烛所依据的原理是。
【小组探究】
点燃一长一短两支蜡烛，同学们分小组对熄灭蜡烛的方法展开探究。

⑴小何说："因为人呼出的是二氧化碳气体，所以我可以将它们吹灭。"  
小邹对小何的说法提出了质疑，认为人呼出的气体中含有氧气，并设计如下实验证明了自己的说法。

实验步骤	实验现象	实验结论

看了小邹的实验后，小何发现了吹灭蜡烛所依据的灭火原理是。
⑵小丽说："可以在燃着的两支蜡烛上罩一个大烧杯，过一会蜡烛也会熄灭。"（如图）

小苗说："蜡烛熄灭是有先后顺序的，因为蜡烛燃烧会产生二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，所以短蜡烛先熄。"
小张说："由于氧气的密度比空气大，上部氧气少，所以长蜡烛先
熄。"
同学们一起合作进行了实验，发现长蜡烛先熄。
小苗对小张的说法仍心存疑惑，认为氧气的密度比空气大不是长蜡烛先熄的主要原因，并设计实验进行了证明。她的实验方案是 。
通过实验，小苗终于发现了长蜡烛先熄灭的秘密，她的发现是。
⑶通过探究，小丽进一步提出采用与上述灭火原理不同的方法是。
【归纳反思】
通过学习，我知道了灭火的原理，而且还有了新的启示是。（答一条）

通过学习，我们知道了常见气体的实验室制取方法和相关性质，我能根据所学知识回答下列问题：

（1）图1是实验室常用的制取气体的装置：

          图1

实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是 ，所选用的发生装置是(填序号)，用 $C$装置收集氧气后，验满的方法是
。
（2）小丽欲使用图2装置收集较纯净的氧气，则应先将装置中装满水，再将气体从  （填" $a$"或" $b$"）端通入。

图2
（3）小丽用排新制的澄清石灰水的方法收集了半瓶氧气，然后将燃着的木炭伸入该集气瓶中继续做气体性质实验，我能观察到的现象是，
我能写出二氧化碳和澄清石灰水发生反应的化学方程式。
（4）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应。在实验室里，可用图3所示装置进行实验：实验中玻璃管内的粉末由红色变为色，该反应的化学方程式为，通过实验我可以得出的一氧化碳的相关化学性质是

图3

某化学课外兴趣小组为探究 $Na$与 $C{O}_{2_{}}$的反应进行了如下实验（实验部分装置如右图所示）：向盛有 $Na$的装置A中通入纯净、干燥的 $C{O}_{2_{}}$，当观察到装置B中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入 $C{O}_{2_{}}$， $Na$剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后装置A中有黑色固体和白色固体生成。
                                        
【资料卡】
（1） $K$、 $Ca$、 $Na$等活泼金属的氧化物均可与水反应生成对应的碱；
（2）钠为银白色金属，过氧化钠为淡黄色固体。
【提出问题】白色固体含有什么物质？
【猜想与假设】
假设1：白色固体含有 ；
假设2：白色固体含有 $N{a}_{2}O$；
【实验设计】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量白色固体放入足量水中	白色固体完全溶解
②取①中少量溶液，加入	产生大量气泡	假设1成立
③另取①中少量溶液，		假设2成立

【反思提高】
$Na$在 $C{O}_{2_{}}$中燃烧存在多个反应、生成多种物质。请你写出其中生成物仅为一种白色固体与一种黑色固体的反应的化学方程式：。

某兴趣小组进行粗盐提纯并配制 $NaCl$溶液，请回答下列问题：

（1）操作①、②、③依次为下图中的（填字母）。


（2）若 $NaCl$的产率偏低（   ），则可能的原因是（填字母）。
A．过滤时滤纸有破损
B．蒸发时有固体溅出
C．溶解含有泥沙的粗食盐时，加入的水量不足
（3）用上述实验所得 $NaCl$晶体配制5% $NaCl$溶液 $50.0g$，需称取 $NaCl$，配制时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、滴管、。

某研究性学习小组探究 $CuS{O}_4$溶液与 $NaOH$溶液的反应产物。

(1）两溶液混合生成蓝色沉淀的化学方程式是。沉淀放置一段时间后，完全变为黑
色沉淀，猜想是 $CuO$。为验证猜想，将沉淀过滤、洗涤、烘干后，用 $CO$还原得到红色物质，且生成的气体能使，写出 $CO$与 $CuO$反应的化学方程式。
(2) $CuS{O}_4$溶液与 $NaOH$溶液反应有时也会生成浅绿色沉淀 [化学式为 $CuS{O}_4·3Cu{\left(OH\right)}_2$]和 $N{a}_{2}S{O}_4$，则反应方程式为。
(3)为探究新制 $Cu{\left(OH\right)}_2$，的分解温度，设计水浴加热装置（如图）。
写出仪器的名称：①②。该装置采用水浴加热，其目的是。
(4)18℃时，将溶质质量分数均为10％的 $CuS{O}_4$溶液与 $NaOH$溶液混合后，测得混合液温度为22℃，说明该反应（填"放热"或"吸热"）。当水浴温度分别为30℃、60℃、90℃时，黑色沉淀出现的时间为：2分钟、6秒、1秒，则说明温度越高， $Cu{\left(OH\right)}_2$分解速率越（填"快"或"慢"）。该实验说明， $Cu{\left(OH\right)}_2$分解温度（填"无确定数值"或 "有确定数值"）。

下图是一些常见物质的转化关系，其中C是无色无刺激性的气体，且能使澄清石灰水变浑浊；E是一种元污染的清洁能源，其燃烧产物是H。

请根据上图，回答下列有关问题：
(1)红棕色粉末A和气体C、E的化学式分别为：A、C、E：。
(2)G转化为H和A的反应类型是反应；B转化成E和D的反应类型是反应。
(3)①A与盐酸反应的化学方程式为：；
②D和氯气化合生成F的化学方程式为：。
(4)以上图中无色气体C为中心，延展如下图：

①请写出实现这两个转化的另一反应物J、K的化学式：J、K。
②请完善由 $CO$和 $CaC{O}_3$分别转变成无色气体C的转化关系图，在箭号上注明必要的反应条件和其它反应物。