初中化学探究题

①碱石灰是实验室常用的干燥剂，它是氧化钙、氢氧化钠的固体混合物。 除了能吸收水蒸气外，碱石灰还能吸收常见的气体是 （9） （选填编号，只有一个答案，多选不得分）。
A．氧气      B．一氧化碳      C．二氧化碳       D．氢气
②实验室中利用草酸亚铁晶体（FeC2O4·2H2O）受热分解得到一定量的CO，反应的方程式为：FeC2O4·2H2O→ 铁的氧化物+CO+CO2+2H2O该反应属于      （10）      （填写基本反应类型），根据质量守恒定律，可以推知产物中“铁的氧化物”的化学式是  （11）。③加热草酸亚铁可选用下列“A、B、C”三套装置中的（12） （选填编号“A、B、C”）。

写出下列仪器“a”的名称是 （13）。
④草酸亚铁晶体的摩尔质量是（14）（写全单位），若有1.8g草酸亚铁晶体充分反应可得到CO气体的物质的量是多少？
请写出计算过程：（15）
⑤草酸亚铁晶体受热分解得到的气体通过碱石灰后，用来与氧化铜反应，并检验反应得到的气体产物。整套装置如下图：

写出“乙”处反应的现象是    （16）          ，反应的化学方程式为 （17）            ，该反应中还原剂是 （18） 。甲、丙两处所盛放的试液分别是                （19）      、（20）    ，其中“甲”处所盛放该试液的作用是            （21）                    。

“用双氧水和二氧化锰制氧气”的反应方程式为_________________________。某同学做了该实验后，展开了下列思考与探究：
（1）催化剂MnO₂的用量对反应速率有没有影响呢？
他做了这样一组实验：每次均用30mL10％的H₂O₂溶液，采用不同量MnO₂粉末做催化剂，测定各次收集到500mL氧气时所用的时间，结果如下：（其它实验条件均相同）

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
MnO2粉末用量（克）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
所用时间（秒）	17	8	7	5	4	3	2	2	2	2

 
请分析表中数据回答：MnO₂的用量对反应速率有没有影响呢？如果有，是怎么样影响的呢？
（2）H₂O₂溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢？
他又做了一组实验：每次均取5mL30％的H₂O₂溶液，然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验。记录数据如下：（实验均在20℃室温下进行，其它实验条件也均相同）

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8
H2O2溶液溶质质量分数	1％	3％	5％	10％	15％	20％	25％	30％
MnO2粉末用量/克	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
收集到540mL气体所用时间/秒	660	220	205	80	25	9	4	3
反应后溶液温度/℃	24	34	39	56	65	67	68	70

 
请分析表中数据回答：H₂O₂溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响？如果有，是怎样影响的呢？
（3）还有那些因素可能影响该反应速率呢？请你说出一个猜想。

从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计。科学实验的正确步骤应为：①明确实验 目的；②收集有关资料；③设计合理方案；④进行科学实验。

物质 红磷 白磷 金刚石（空气中） 金刚石（纯氧中） 着火点 260℃ 40℃ 850~1000℃ 720~800℃

在实验室中制取一定量的氧气，并进一步研究物质燃烧的条件。进行实验的装置如下图。 查阅到着火点资料：

 
①实验开始前必须进行的操作  （1）  ，
在实验室中用过氧化氢（H2O2）在“A”装置中制取氧气。其反应的化学方程式为：
    （2） 
②实验室中收集氧气的方法可以是（3）  和（4）  。 实验装置如图：

实验时，室温为18℃，整套装置中C、E、F的试管中白磷浸没在水中，C、D、F装置 浸入50℃的水中进行实验。
③产生氧气后，则B到F的装置中的白磷或红磷能发生燃烧的是   （5）  （选填B到F的装置编号）。通过C、F装置的对比得出燃烧的条件要具备：（6）  ， 通过C、D装置的对比得出燃烧的条件要具备：   （7）   。
④为了证明金刚石也是碳元素的同素异形体，有同学设计了如下图的实验装置，待金刚石燃 烧完全后，检验生成的气体。现要引燃金刚石，你的最合理的方法是：
    （8）  。

小亮在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，滴加盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。
【探究目的】探究所得溶液的酸碱性
【提出猜想】所得溶液可能呈碱性，也可能呈酸性，还可能呈中性。
【实验验证】

实验操作	实验现象	结论
用试管取该溶液1-2mL，滴入1-2滴无色酚酞试液，振荡	无色酚酞试液变	溶液呈碱性
无色酚酞试液不变色	溶液呈

【分析与思考】
（1）若溶液呈碱性，则溶液中使其呈碱性的离子是      （填写微粒符号）。
（2）若无色酚酞试液不变色，为了进一步确定溶液的酸碱性，小亮提出了以下方案：
方案一：取样，加入碳酸钠溶液，若观察到      ，则所取溶液呈酸性；若无明显现象，则呈中性。
方案二：取样，加入金属锌，若有所泡产生，则所取溶液呈酸性，该反应的化学方程式为                   ；若无明显现象，则呈中性。

小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物质作催化剂．于是，他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣．
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验．

序号	KClO3的质量	其他物质的质量	温度	氧气的体积	反应所需时间
①	2.0g		330℃	100mL	t1
②	2.0g	CuO   0.5g	330℃	100mL	t2
③	2.0g	MnO2  0.5g	330℃	100mL	t3
④	2.0g	MnO2　_________　 g	380℃	100mL	t4

（1）若t1　_________　t2（填“＞”、“=”、“＜”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率．若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的　_________　和　_________　不变．
（2）你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是　_________　．
（3）实验④中MnO₂的质量为　_________　g，若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是　_________　．
（4）写出实验④所涉及的化学方程式　_________　．

李老师指导化学兴趣小组的同学，设计了“测量空气中氧气体积分数”实验的新装置（见下图）。

【小资料】
(1)白磷着火点只有40℃，易燃烧，且耗氧彻底；　
(2)注射器上的侧孔针头进入橡皮塞内，注射器与锥形瓶就不能相通；
(3)硫酸铜溶液能与白磷反应，从而化解白磷的毒性。
【实验探究】
(1)在确保装置不漏气时，按图装入药品、连好仪器。
(2)将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃。
(3)燃烧结束，等到锥形瓶冷却到室温，即可把注射器针头推下来（刺穿橡皮塞），此时注射器里的硫酸铜溶液会   ▲   ；如实验比较成功，则最终注射器里的液面约停留在   ▲   mL刻度处。
【反思与评价】
(1)足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，这说明瓶内剩余气体   ▲   （填 “支持”或“不支持”）燃烧。
(2)此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比，有不少的优点，请你写出一条：  　　　　　 ▲ 　　　　　  。

多种物质都可催化过氧化氢分解，如MnO₂、CuSO₄等。实验小组的同学探究漂白液（主要成分是NaClO和NaCl）、FeCl₃、K₂SO₄能否催化过氧化氢分解。

（1）MnO₂催化过氧化氢分解的化学方程式是 　                　。

（2）如图所示，分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液，每次2mL，如有气泡产生，则将①　               　伸入试管，检验是否有氧气生成。结果如下表。

研究对象	第1次	第2次	第3次	第4次
漂白液	大量气泡	较多气泡	少量气泡	无气泡
FeCl3溶液	较多气泡	较多气泡	较多气泡	较多气泡
K2SO4溶液	②	/	/	/
实验结论	ⅰ.实验中产生的气体都是氧气。（查阅得知：NaClO+H2O2═O2↑+NaCl+H2O） ⅱ.K2SO4不能催化过氧化氢分解。 ⅲ.③　    　可能是过氧化氢分解的催化剂。 ⅳ.……

（3）下列物质中，也可能是过氧化氢分解的催化剂的是 　   　（填标号）。

A.CuCl₂

B.Fe₂（SO₄）₃

C.Na₂SO₄

D.KCl

（4）探究不同催化剂催化效果的实验方案：将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中，比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从如图中选择合适的仪器（每种仪器限用一次），组成该探究的完整实验装置，不需要用到的是 　 　。（填标号）。

某实验小组 利用如图装置测量空气中氧气体积分数并取得成功
【查阅资料】白磷着火点只有40℃．
【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？
【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好．
【实验探究】装入药品，按图连好仪器，夹紧弹簧夹．先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出．
【现象分析】
（1）将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是　_________　，足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体　_________　（填“支持”或“不支持”）燃烧．写出白磷燃烧的化学方程式　_________　；
（2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是　_________　；
（3）待白磷熄灭锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷出来，②当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流．导致这些现象发生的原因是　_________　；　_________　．
【得出结论】氧气体积约占空气总体积的．

【2015年湖北省武汉市】有一包白色固体可能含碳酸钠、硫酸钠、氯化钾、硝酸钡、氢氧化钠中的一种或几种。某化学兴趣小组为探究其成分做了以下实验：
Ⅰ．取少量固体于烧杯中，逐渐加水并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入水的质量的变化如图1所示；
Ⅱ．取少量B点时的清液于试管中，滴加酚酞溶液，酚酞溶液不变色；
Ⅲ．继续向烧杯中滴加稀硝酸并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入稀硝酸的质量的变化如图2所示。

请回答下列问题：
（1）BC段可观察到的现象是                               ，从C到D液体的pH        （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）原白色固体中一定含有                     ，可能含有                          ；
（3）D点时，溶液中一定含有的溶质是                                 ；
（4）为进一步探究该白色固体的成分，该组同学取少量原固体样品于试管中，加足量水溶解，加       ，过滤；再向滤液中加                ，观察现象。

(9分)在学习过程中，小雨同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO₂，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？”
【猜想】碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO₂  ②只有CO ③既有CO₂，又有CO。
【查阅资料】他们在互联网上用Google收集到这样一条信息：把滤纸浸泡在磷钼酸和氯化钯的黄色混合溶液中制成的试纸遇到微量CO立即变成蓝色，而遇CO₂不变色。
【实验设计】
通过上述资料和已有知识，小雨初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄清的
石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检验，并设计了下图实验装置。请你根
据小雨的实验方案填空：                                      

【实验步骤】                                                     
(1)打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N₂；
(2)关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
【实验结论】小雨通过分析实验现象，确认猜想③是正确的，请你写出装置C中发生反应的化学方程式                                              ；
【反思与评价】
(1)该实验开始通一会儿N₂的目的是                                   ；
(2)请从环保的角度分析该实验装置的不完善之处：                      。
（3）小欣认为可把小动物放在收集的气体中，观察能否存活，来检验是否有CO。小雨认为此方案不可行，其不可行的理由是                           。

已知某金属粉末由铁、铜、铝三种金属中的两种组成，兴趣小组的同学对此进行了如下探究。

【提出问题】该粉末由什么组成？

【查阅资料】铁和铜与氢氧化钠溶液都不反应，而铝与氢氧化钠溶液可反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气（2Al+2NaOH+2H ₂O═2NaAlO ₂+3H ₂↑）。

【提出猜想】

猜想Ⅰ：该粉末由铜、铁组成；

猜想Ⅱ：该粉末由铜、铝组成；

猜想Ⅲ：该粉末由 　　组成。

【实验探究】

步骤	实验操作	实验现象	实验结论
①	取一个烧杯，加入适量粉末样品，再加入足量的稀盐酸	粉末部分溶解，有气泡产生	粉末一定含有
②	另取一个烧杯，加入适量粉末样品，再加入足量NaOH溶液	粉末部分溶解， 　　气泡产生	粉末一定含有铝

综合上述实验，说明猜想 　　成立。

【实验反思】有同学认为能用浅绿色的FeSO ₄溶液代替NaOH溶液完成步骤②，你认为 　　（填"能"或"不能"），理由是 　　。

【拓展应用】铝与稀盐酸反应的化学方程式是 　　。

【2015年湖北省宜昌市】某化学社团的同学发现，不同物质的变化常伴随着相同的实验现象。但从化学的角度去研究，会发现其有本质的区别。
【现象分析】
实验一：向盛有一定量氢氧化钠固体的试管里加入一定量的水，迅速用带导管的橡皮塞塞紧试管口，并将导管另一端通入盛有水的试管中，振荡左侧试管（如图）。

实验二：用氧化钙代替氢氧化钠重复一次上述实验。
上述两个实验的相同现象之一是                         ；
上述两个实验中，其中一个实验发生了化学变化，其化学方程式是             ；另一个实验没有发生化学变化。
【本质归纳】
相同的实验现象，既可以由物理变化引起，也可以由化学变化引起。
【探究运用】
在探究白色粉末的组成时，要研究相同实验现象的本质区别。
实验三：有一包白色粉末可能含有硫酸钡、碳酸钾和氢氧化钡中的一种或几种，取一定量该粉末加入到盛有足量水的烧杯中，搅拌，静置，观察到烧杯中有白色不溶物。
小明同学认为，白色粉末中一定含有硫酸钡；
小意同学认为小明的结论不准确，其理由可用化学方程式表示为                        。
针对上述两位同学的观点，小燕同学进一步设计如下实验方案进行探究：

（1）步骤②中发生化学反应的方程式是                                ；
（2）步骤③中，加入酚酞溶液后，若溶液E为无色，则原白色粉末的组成是
（填化学式，下同）；
步骤③中，加入酚酞溶液后，若溶液E为红色，则滤液A中一定含有的溶质是                 ，原白色粉末的可能组成是                    或                        ；
（3）小鹏同学认为，只需取少量滤渣B，加入过量的稀硝酸，若看到的现象是                 ，就足以说明原白色粉末中只含有碳酸钾和氢氧化钡。

【2015年湖北省荆门市】请认真阅读材料,回答下列有关问题。
能源问题是困扰人类可持续发展的一个重要因素。能源的开采、开发、储存和综合利用是目前世界各国科学家研究的重大课题。
（1）人类目前使用的化石燃料有煤、天然气和           。
（2）天然气是常见的燃料，写出其燃烧的化学方程式：                  。
（3）我国是世界产煤大国。但含硫煤燃烧排放的二氧化硫,会引起“酸雨”。为减少大气污染，某发电厂采用了“石灰固硫法”，即在一定条件下向煤中掺入生石灰，用来吸收二氧化硫，已知这一过程中，各元素的化合价均未发生改变，写出“石灰固硫法”的化学方程式                  。
（4）科学家预言，氢能将成为21世纪的主要能源，试从氢气的性质分析氢气作为能源的主要优点：                                       。
（5）如图所示是甲、乙两种物质(不含结晶水)的溶解度曲线。

①下列有关说法正确的是（   ）

A．t2℃时，甲、乙溶液中溶质的质量分数一定相等

B．t1℃时，甲的溶解度为40

C．t3℃时，甲、乙的饱和溶液分别恒温蒸发相同的水，甲析出的晶体的质量比乙多

D．甲的溶解度大于乙的溶解度

②将t₃℃甲物质的不饱和溶液变成饱和溶液，可采取           方法。
（6）如图所示都是常见的日常生活用品，其中是有机高分子材料的有：              （填序号）。生活中要鉴别羊毛衫和合成纤维， 可通过            的方法 。

某校学生用盐酸和碳酸钙制备 $C{O}_2$，产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。

（1）废液成分的确定

①写出制备 $C{O}_2$的化学方程式_______。

②推测废液所含溶质

推测一：_______ 推测二： $CaC{l}_2$和 $HCl$

③若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？_______(填标号)

A．

石蕊溶液

B．

$AgN{O}_3$溶液

C．

锌粒

D．

$CuO$粉末

（2）废液的处理

实验表明废液中的溶质是 $CaC{l}_2$和 $HCl$，小组决定用 $N{a}_{2}C{O}_3$除去它们。

【提出问题】如何估算 $N{a}_{2}C{O}_3$固体的用量？

【进行实验】取 $100mL$废液样品于烧杯中，逐滴滴加 $5.3\%$的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液，用 $pH$传感器测定滴加过程中溶液的 $pH$。实验结果如图所示。

【结果讨论】

①a→b阶段，观察到烧杯中的现象是_______。

②b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为_______。

③c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加 $CaC{l}_2$溶液，有白色沉淀生成，说明处理 $100mL$废液，所需 $5.3\%$的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液的体积_______ $120mL$。(填“大于”“等于”或“小于”)

④将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重，质量为 $4g$。若处理 $10L$该废液，理论上需要 $N{a}_{2}C{O}_3$固体___ $g$。(实验所用 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液的密度近似看做 $1g/c{m}^3$)

【2015年湖南省株洲市】生石灰常用作食品干燥剂，其包装袋上除了标明主要成分为生石灰外，还提醒人们注意：不可食用，不可浸水，不可开袋，儿童勿碰。
Ⅰ．华雪同学通过探究发现，某食品包装袋中的生石灰干燥剂已经变质失效。他采用的探究方法是：取少量样品于试管中，加入少量水，用手触摸试管外壁，没有明显的放热现象。此实验中加入的水必须是少量的，理由是                   ①                 。
Ⅱ．甲、乙同学想知道刚从食品袋中取出的生石灰干燥剂的成分，进行了如下探究：
【提出问题】生石灰干燥剂中含有哪些物质？
【查阅资料】工业上用高温煅烧石灰石的方法来制取生石灰。
【猜想与假设】猜想1：含有氧化钙、氢氧化钙
猜想2：含有氧化钙、碳酸钙
猜想3：含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验：
甲同学实验：取少量样品于试管中，加入适量水充分反应后，再滴加几滴无色酚酞溶液，可观察到溶液呈红色。
乙同学实验：取少量样品于试管中，加入足量的稀盐酸，有无色无味的气体产生，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。
【结论与反思】（1）猜想    ②     错误（填“1”或“2”或“3”） （2）甲同学实验中，发生反应的化学方程式是           ③             ，溶液呈红色的原因是          ④         。
（3）乙同学实验中产生气体的化学方程式是               ⑤           。
（4）乙同学认为甲同学的实验是多余的，因为               ⑥             。
【总结与提升】（1）甲、乙同学最终无法确定该生石灰干燥剂的成分，实验失败。华雪同学认为，可以通过定量实验来确定。在定量实验时一定要用到的实验操作是   ⑦    。
（2）打开食品包装袋后，生石灰干燥剂不宜继续与食品放在一起，因为  ⑧  ，会加速食品变质。
（3）请写出工业上制生石灰的化学方程式               ⑨          。