初中化学探究题

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"）。

某初级中学学生为了探究化学实验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证．
【发现问题】当把黑色粉末与无色溶液混合时即产生气泡．
【查阅资料】初中化学实验室常见的黑色粉末：氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、炭粉．
【提出假设】黑色粉末是               ，无色溶液是               ．
【设计实验】向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量的无色溶液，用            法收集一试管气体；检验该气体                    ．
【实验结论】此气体是                       ，原假设成立．

下图是实验室用碳酸钙与稀盐酸反应只去二氧化碳并验证七性质的实验装置图，试根据题目要求回答下列问题：

（1）仪器a的名称是           ；装置A中发生的化学方程式为           ，装置C中观察到的现象是                       。
（2）装置D中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧。由此可知，二氧化碳在生活中可用于         。
（3）实验室用装置E来收集二氧化碳时，二氧化碳应从      （填“c端”或“d端”）通入。

在实验课中，各小组作了如下实验：

实验编号	1	2	3	4
实验操作

 
实验后，同学们按老师要求将废液都倒在指定的大烧杯中，小科猜想该烧杯中的废液可能有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁…，应该可以从中提炼出铁和铜。经思考后，他设计了如图所示的实验，并设法使滤液甲和乙所含的溶质相同。

则固体C是     ，操作③的名称是        ，实验中所加的过量金属粉末是      。

规范的实验操作是实验成功的前提，请回答：
（1）量取8mL稀硫酸，应选用               mL的量筒
（2）胶头滴管用过后应                     ，再去吸取其他药品
（3）实验室用烧瓶制取蒸馏水时，烧瓶的底部应垫放                           
（4）玻璃管插入带孔橡皮塞，先把玻璃管的一段          ，然后稍稍用力转动插入

(12分)同学们已经学习了有关金属的一些知识，对金属的活动性顺序也有了一定的认识。请运用所学知识参与以下探究并回答相关问题：
【实验一】将4枚洁净无锈的铁钉分别放入图12中 a、b、c、d 4支试管中。

上述实验中，____________试管中的铁钉最易生锈。设计如图d实验的目的是________
________________________________________。铁生锈的主要原因是铁与       、
        等物质发生了复杂的化学反应。
【实验二】为了探究Fe、Cu、Al三种金属的活动性顺序，小宁同学做了图13所示的实验.

（1）实验时，为了除去铝和铁表面的氧化物或污物，在插入溶液前应将               。
（2）实验时观察到的主要现象是                              。得出的结论是______________________________。写出其中一种金属与硫酸铜溶液反应的化学方程式                            。
（3）小成同学认为小宁同学设计的实验不能达到实验目的，原因是              
         ，因此另设计一个实验，才能得出正确的结论。请你设计一个实验并完成下表：

操 作	现   象	结   论
		三种金属活动性由强到弱的顺序是：Al 、Fe、Cu

 

某兴趣小组利用氨水能使酚酞试液变红的原理，设计如下实验以探究微粒的运动。请回答实验中的有关问题。

(1)实验I：在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2滴～3滴酚酞试液，再向其中滴加浓氨水。由实验I得出的结论有                        
(2)实验Ⅱ(如上图中甲所示)：烧杯A中的现象是           ；产生这一现象的原因是                                   。
(3)为使实验结论准确可靠，该兴趣小组设计实验Ⅲ(如上图中乙所示)作为对比实验。你认为有无必要，理由是                                 。

下图为自来水厂净水过程示意图：

(1)自来水厂生产自来水时，使用的净水方法有___________________；

A．沉淀

B．过滤

C．煮沸

D．蒸馏 E.吸附

(2)加入活性炭的作用是________________
(3)某同学想检验自家的井水是硬水还是软水可以用   ，在家中要把硬水转化为软水最好的方法是       。
(4)有些科学家预言：“世界上最后一滴水就是人类的眼泪”。这句话警示我们应树立保护水资源的意识：一是节约用水，二是      。请你举一例节约用水的做法：                             。

某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空

（1）写出图中仪器a、b的名称 a         ，b         。
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是                         。应选择的气体发生装置是        ，气体收集装置是               。
（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是                  ，应选择的发生装置是       ，若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管     （填①或②）通入。
（4）甲烷是一种无色、无味、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的方法制取甲烷，则实验室制取并收集甲烷应选择的装置组合是       

如图，在实验台上放置两瓶气体，集气瓶A盛有CO₂、O₂、H₂中的一种，集气瓶B盛有这三种气体中的另一种。小刚和小强想对瓶中气体进行探究。

（1）他们由放置方法判断， A瓶中的气体是       ；
（2）小刚和小强分别设计如下探究方案，都能确定B瓶气体
是余下两种气体中的哪一种。
小刚的方案：将燃着的木条伸入B瓶中，观察现象。
按小刚方案实验时，若木条火焰熄灭，则B瓶中的气体是       ；
小强的方案：将一种无色溶液倒入B瓶中，振荡，观察溶液是否发生明显变化，
所选的无色溶液是              ，化学反应方程式为                         。

人类的生存离不开氧气。某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验。

探究一：某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。
⑴如右图所示装置和药品进行实验，反应的化学式表
达式是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
⑵小明同学认为可用铁丝代替红磷测定空气中氧气的
含量，小丽同学认为不可以，其原因是：　　　　
　   　　　　　　　　　　　　　。
⑶小芳同学用木炭代替红磷来测定空气中氧气的含量。
结果却发现水几乎没有倒吸。小组内同学帮她仔细检
查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题。你认为
造成此现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
⑷小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是：                                                     。
探究二：以下是该小组探究影响H₂O₂溶液反应速率部分因素的相关实验数据。

实验序号	H2O2溶液浓度%	H2O2溶液体积/mL	温度/℃	MnO2的用量/g	收集氧气的体积/mL	反应所需 的时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

⑴写出实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气的化学式表达式：_________________。
⑵通过实验①和②对比可知，化学反应速率与____________有关；
从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：______________________。
⑶通过上述实验____（填“能”或“不能”）说明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反应速率。

为了防止食品腐败，在许多食品包装盒中都有一包黑色粉末。这种粉末是一种除氧剂。该粉末没有失效时呈黑色，失效后带有红棕色。为了确定该粉末的成分，小明做出了以下的【猜想】
猜想1：该粉末是木炭粉   猜想2：该粉末是铁粉    猜想3：该粉末是木炭粉和铁粉的混合物
小明取没有失效的该粉末，分别用不同的方法进行如下实验，填写表中空格。

	试验操作	试验现象	猜想是否成立
实验1	加入足量的硫酸铜溶液		猜想1：不成立
实验2	加入足量的		猜想2：成立
实验3	用磁铁吸引	粉末被全部吸引	猜想3：

【交流与反思】
（1）根据失效后的颜色判断，该粉末失效的原因是                               ，变质后得到的红棕色粉末的主要成分是            （填物质的化学式）。
(2)采用什么实验方法可以使失效的粉末“再生”？（用化学方程式表示）
                                                          。