初中化学探究题

天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生 $CO$，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分，进行如下实验：

（1）实验开始时，点燃 $D$处酒精灯之前，先通一会儿 $N_2$，其目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2） $A$中无水 $CuS{O}_4$变蓝，说明气体产物中含有水； $B$中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有＿＿＿＿＿（填化学式）。

（3） $C$装置中发生反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）实验中观察到 $D$装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿， $E$装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明气体产物中还有 $CO$。

（5） $F$处为尾气处理装置，下列装置中合理的是＿＿＿＿＿。

纳米零价铁（单质铁）在环保领域应用广泛，以菱铁矿（主要成分为FeCO ₃不考虑杂质）为原料，制备纳米零价铁的反应为：H ₂+FeCO ₃ $\frac{\underset{¯}{\mathit{高温}}}{}$ Fe+H ₂O+CO ₂．反应一段时间后，某学习小组对剩余固体的成分进行探究。

【提出问题】剩余固体的成分是什么？

【做出猜想】剩余固体的成分：

猜想一：Fe

猜想二：FeCO ₃

猜想三： 　　。

【实验探究】该学习小组利用如图装置，对剩余固体成分进行探究，实验操作及现象如图。回答下列问题。

（1）装置C中浓硫酸的作用是 　　；

（2）向装置A中加入稀硫酸后，A中产生气泡且溶液变为浅绿色，小芳同学判断猜想一正确，小刚同学认为小芳的判断不合理，理由是： 　　；

（3）装置B中溶液变浑浊，说明 　　；

（4）观察到装置D中黑色粉末变红色，反应的化学方程式是 　　。

【实验结论】猜想 　　正确。

【反思交流】如果将装置E去掉， 　　（填"能"或"不能"）验证剩余固体中含有Fe，理由是 　　。

【2015年山东省济南市】我国海岸线长达3．2万千米，海洋专属经济区幅员辽阔，海洋资源丰富，开发前景十分远大。
（1）我国海盐年产量3千多万吨，居世界第一位，目前从海水中提取食盐的方法主要为

在蒸发池中促进水分蒸发，主要是利用了下列各项中的____（填选项序号）。
①潮汐能    ②生物能  ③电能    ④太阳能    ⑤化学能
（2）金属镁广泛应用于生活、生产和国防工业。从卤水中提取镁的过程如图所示：

在上述转化过程中，①处所发生的反应属于__________反应（填“中和”“复分解”“氧化”“化合”“分解”之一）。
（3）海水中除了蕴含大量的钠元素和镁元素外，还含有大量的钾元素。KCl和KNO₃的溶解度曲线如右图所示。试回答下列问题：

①t1℃时，KCl饱和溶液的溶质质量分数，一一一KNO₃饱和溶液的溶质质
量分数（填“大于”“小于”“等于”之一）。
②已知20℃时，KNO₃的溶解度为31．6g；80℃时，KNO₃的溶解度为169g。在20℃时，向盛有200g水的烧杯中加入80g硝酸钾，充分溶解，得到该温度下硝酸钾的     （填“饱和”与“不饱和”之一）溶液，若使烧杯内的物质逐渐升温至80℃，在该温度下，最后所得溶液中溶质与溶剂的质量之比为______________（填最筒整数比）。

下列装置能达到对应实验目的是（　　）

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。

【2015年上海市】溶解是生活中常见的现象，不同物质在水中的溶解能力不同。
①下表是KNO₃、KNO₃在不同温度下的溶解度（单位：g/100g水）。

温度（℃）	0	20	40	60	80	100
KNO3	13.3	31.6	63.9	110	169	246
KNO3	35.7	36.0	36.6	37.3	38.4	39.8

I.上表中的两种物质在40℃时，       的溶解度较大；请用相应的数据列式表示该温度是KNO₃饱和溶液的质量分数      （不要求计算）。
II.请写出一种将KNO₃的不饱和溶液转化为饱和溶液的方法                      。
III.20℃时，将20gNaCl放入50g水中，所得溶液的质量是      g。
IV.从NaCl溶液中得到NaCl晶体的方法是        。
②用硫酸铜进行如下图所示的实验，完成下列填空（用编号表示）。

所得三个溶液中：一定属于饱和溶液的是       ，溶液中溶剂质量的大小关系是         。

实验室按如图所示的装置制取二氧化碳气体，并探究二氧化碳的性质，试回答以下问题：

（1）用装置A来制取CO₂所用的药品是              、             （写名称）；
（2）若要用装置B鉴定CO₂，在B中应盛放的试剂名称是            ；
（3）当将标①②的导管连接时，B中看到的实验现象是                ；
（4）若要用装置C证明CO₂能与水反应生成碳酸，C中除有少量水外，应加入的试剂是            ；
（5）当将标①和③的导管连接时，C中看到的实验现象是            ，烧杯D中放有燃着的蜡烛，当将标有①和④的导管连接时，D中看到的实验现象是      ，证明CO₂有         、         的性质。

某兴趣小组的同学为了探究一久置氢氧化钠溶液是否变质，进行了如下猜想与实验：
【查阅资料】氯化钡溶液显中性，碳酸钠溶液显碱性
【提出猜想】假设一：该溶液没有变质；
假设二：该溶液部分变质；
假设三：该溶液     变质
【实验验证】

实验探究	实验现象	实验结论
①取少量该溶液于试管中，向其中滴加过量的氯化钡溶液	生成白色沉淀	假设     不成立
②静置，向上层清液中滴加酚酞溶液	溶液	假设二成立

【讨论交流】
（1）步骤①滴加过量的氯化钡溶液的目的是     ．
（2）某同学设计了如下方案：①取少量样品溶液向其中滴加少量氯化钡溶液产生白色沉淀；②另取少量样品溶液再向其中滴加酚酞溶液，观察到溶液呈红色。由此他得出了假设二成立的结论。
他的结论     （填“正确”或“不正确”）理由是     。
（3）久置氢氧化钠敞口放置变质的原因是          （用化学方程式表示），因此氢氧化钠应     保存。

某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种。
【提出猜想】生成的气体可能是SO₂或O₂或H₂。
【查阅资料】
①SO₂与二氧化碳化学性质相似，如它也能使澄清石灰水变浑浊。
②浓硫酸具有强烈的吸水性，可做气体的干燥剂。
③H₂与CO均可以还原金属氧化物。
【方案设计】甲同学设计了如下实验方案，验证猜想的气体。

甲同学认为：若观察到                                            ，则气体为SO₂。 若观察到                    ，则气体为O₂。
【实验探究】
①实验开始时，应先将收集到的气体从a处通入一段时间后，再点燃 C 处酒精灯。
这样操作的目的是                                                              。
②实验过程中发现 A 装置中溶液不变浑浊， C 装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，试管壁上有水滴生成；
【实验结论】①铁粉与该硫酸铜溶液反应时，产生的气体是                。
②铁放入该硫酸铜溶液中所发生反应的化学方程式为                              。
【实验反思】
乙同学认为甲同学的实验方案操作复杂，他只需一盒火柴即可确定该气体成分。你认为乙同学的实验方案是                                                                       。

下面是某兴趣小组同学做的2个小实验。根据实验内容回答下列问题（仪器的固定装置已经省略)。

（1）若甲中盛有二氧化锰，连接甲乙装置，关闭K₁打开K₂，从分液漏斗向甲中加入适量双氧水，关闭分液漏斗活塞，观察到乙中导管口有气泡冒出，白磷不燃烧；关闭K₂打开K₁，则乙中的现象是                                            ，且白磷燃烧。
①甲中发生反应的化学方程式是                                                     。
②实验过程中，白磷产生现象差异的原因是                                      。
（2）若甲中充满二氧化碳（K₁、K₂关闭），连接甲丙，从分液漏斗向甲中加入适量的澄清石灰水，关闭分液漏斗活塞，一段时间后，打开K₁，整个实验过程中观察到甲中的现象是                                                                           。

为了解甲酸的分解产物，实验小组进行了以下探究：

【查阅资料】甲酸（HCOOH）的熔点为8.6℃，能分解生成两种物质。

【提出猜想】实验小组对甲酸的分解产物提出了猜想：

猜想1．H ₂和CO ₂；猜想2．CO和H ₂O。

【设计实验】20℃时，甲酸的状态为 　　；从图一装置中选择合适的装置 　　（填序号）对甲酸进行加热。为了加快分解速率，实验小组加入了催化剂，反应后将分解产物通入图二装置进行实验。

【实验预测】若猜想l成立，则D中的实验现象应为 　　。

【进行实验】实验中观察到C处瓶内出现大量水珠，F处玻璃管中出现的现象为 　　，甲酸分解的化学方程式为 　　。

【交流拓展】资料表明，不同条件下，甲酸的分解产物不同，猜想1和猜想2均能成立。据此小新对甲酸的分解产物又提出新猜想：猜想3．H ₂O和CO ₂；猜想4．CO和H ₂．经讨论认为无需进行实验就能确定猜想3和猜想4都错误，理由是 　　。

【2015年福建省厦门市】10分）黄铜矿（主要万分CuFeS₂）经初步处理后，所得溶液甲中的溶质为Fe₂(SO₄)₃、CuSO₄及H₂SO₄。某同学通过废铁屑与溶液甲反应，制取补血剂原料碳酸亚铁并回收铜。主要步骤如图7所示：

（1）Fe₂(SO₄)₃与铁反应的化学方程式：x Fe₂(SO₄)₃+ y Fe= z FeSO₄，其中x、y、z为化学计量数，z的值为_____________。
（2）步骤Ⅰ中，生成铜的化学方程式：__________________________。
（3）步骤Ⅰ中，废铁屑含有少量铁锈，对产物的成分没有影响，原因是__________________
__________________________________。
（4）步骤Ⅱ中加入一种可溶性可实现其转化，从复分解反应发生的条件分析，该试剂可以是________。
（5）步骤Ⅲ回收铜的方法为_______________________________________。

某化学课外活动小组在实验室配制石灰水时，因发现烧杯底部有固体未溶解，对熟石灰样品的主要成分进行了探究．请你参与讨论并完成实验报告．
【提出问题】针对该熟石灰样品的成分，同学们展开了讨论，小明认为溶解后剩余固体为变质后的难溶性物质，变质的化学方程式为                           。小华同学不同意他的判断，你认为小华同学的理由是                。
【进行猜想】猜想一：熟石灰样品成分是Ca（OH）₂；
猜想二：熟石灰样品成分是CaCO₃；
猜想三：你认为熟石灰样品成分还可能是                   。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

【拓展与应用】实验小组同学想测定样品中Ca（OH）₂的质量分数：称取上述0.5g样品，加足量水使之充分溶解，搅拌后过滤．
①甲组在实验室用pH试纸和配制好的10%盐酸溶液进行实验，实验数据记录见下表．（提示：氯化钙溶液呈中性）

加入盐酸溶液的质量/g	0	2.5	3.65	6
样品的pH	12	11	7	2

I．边滴加稀盐酸，边不断搅拌的目的是                   ；
II．样品中Ca（OH）₂的质量分数是多少？（写出计算过程，4分）
②乙组同学进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图象如下图．则图中a点表示的含义是                                    ；
图中b点溶液中含有的溶质有         （填化学式），乙组同学要计算出样品中氢氧化钙的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是           。

请你完成对实验室制取二氧化碳的实验探究。

（1）选择药品。下表是对四组药品进行实验的记录：

组别	药品	实验现象
①	块状石灰石和稀盐酸	产生气泡速率适中
②	石灰石粉末和稀盐酸[来]	产生气泡速率很快
③	块状石灰石和稀硫酸	产生气泡速率缓慢并逐渐停止
④	碳酸钠粉末和稀盐酸	产生气泡速率很快

 
从制取和收集的角度分析，一般选择第        组药品（填字母序号，下同），该组药品发生反应的化学方程式为                                          。
（2）选择装置。选择               发生装置。
（3）制取气体。选择   装置收集二氧化碳，其验满方法是                     。
（4）气体检验。将生成的气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，确定该气体是二氧化碳。这种检验方法是否正确？若正确请说明理由，若不正确请写出正确的检验方法。                          。

分类是研究物质的一种重要方法，同类物质具有相似的化学性质。学习完二氧
化碳的性质后，某化学兴趣小组的同学发现氢氧化钾与氢氧化钙的组成相似，设计
实验探究二氧化碳能否与氢氧化钾发生反应。
（1）实验准备
查阅资料：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳。
（2）实验过程
【方案一】同学们取少量氢氧化钾溶液于试管中，向该溶液中通入二氧化碳气体，无明显现象。得出结论：二氧化碳不能与氢氧化钾发生反应。有的同学提出该结论不正确，理由是_______________________。
【方案二】在老师的帮助下，同学们利用下面的装置，通过实验证明二氧化碳与氢氧化钾确实发生了化学反应。

A           B
分别取氢氧化钾和氢氧化钙溶液放入A、B中，
① 关闭K，通入二氧化碳，A、B中均无明显变化。B中盛放的溶液是_____。
② 打开K，继续通入二氧化碳。B中溶液变浑浊。B中反应的化学方程式为_____。
同学们依据上述实验现象，得出二氧化碳与氢氧化钾确实发生了化学反应。有同学
认为上述实验不足以证明二氧化碳和氢氧化钾发生了反应，其理由是_____。
③ 同学们用洗涤干净的上述装置重新实验，分别量取50 mL上述溶液放入A、B中，     
关闭K，通入约500 mL二氧化碳，A、B中均无明显变化。此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钾发生了反应，其理由是_____。
（3）实验反思
通过上述实验说明，对于没有明显现象的化学反应，可以从      的角度证明反应的发生。