初中化学探究题

同学们学习了分子、原子、离子是构成物质常见的基本粒子，它们的质量和体积都很小。某化学兴趣小组的同学对粒子体积大小有没有差异进行了如下探究：

【查阅资料】

鸡蛋膜有极其微小的孔隙。

【实验探究】

如图所示：向5个鸡蛋壳内分别加入下表中的物质，放入盛有蒸馏水的小烧杯中，一段时间后取出鸡蛋壳，再向小烧杯中分别加入如表中的物质进行实验。

实验编号	①	②	③	④	⑤
鸡蛋壳内加入的物质	$\mathit{NaCl}$溶液	$N{a}_{2}C{O}_3$溶液	$\mathit{NaOH}$溶液	淀粉溶液	鸡蛋清
小烧杯中加入的物质	$\mathit{AgN}{O}_3$溶液	$\mathit{CaC}{l}_2$溶液	$\mathit{FeC}{l}_3$溶液	碘水	浓硝酸
小烧杯中的现象	白色沉淀		红褐色沉淀	无现象	无现象

【实验分析】

（1）实验①小烧杯中产生的白色沉淀是 　 　；实验③小烧杯中产生红褐色沉淀，反应的化学方程式为 　 　。

（2）通过实验①②③得出的结论是 　 　。

【实验结论】

综上实验探究可知：构成物质的基本粒子的体积 　 　。

【反思交流】

小明同学认为上述实验④⑤不能比较分子体积大小差异，还应增加下列对比实验进行完善：将实验④鸡蛋壳内和小烧杯中物质互换，重复上述实验操作，小烧杯中的现象是 　 　。

【拓展延伸】

科学家设计制造出孔径大小不同的“小筛子”，让体积大小不同的粒子通过，从而分离提纯物质。如天然水的净化、海水淡化。

（1）实验室制取某种气体X，X可能为氢气、氧气或二氧化碳。回答下列问题：

①图中用于加热试管的仪器名称是 　 　。

②若将装置A和E连接制取气体X，A中反应的化学方程式为 　 　。

③若用装置B和F制取气体X，装置中a和c相连，则气体X是 　 　。

（2）长途运输活鱼常向水中加入过氧化钙（ $\mathit{Ca}{O}_2$）固体。某探究小组对过氧化钙进行了如下探究活动。

【探究活动1】

①将一定量的过氧化钙加入水中，缓慢产生气泡（经检验该气体能使带火星的木条复燃）；

②取少量反应后的液体于试管中，滴加酚酞试液，溶液变红。据此得出反应的化学方程式为 $2\mathit{Ca}{O}_2+2H_{2}O═2\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2+O_2\uparrow$。

【探究活动2】

另取①中上层清液，加入 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液，充分反应后有沉淀生成，生成沉淀的化学方程式为 　 　。过滤，得到滤渣和滤液。

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

【作出猜想】猜想一： $\mathit{NaOH}$

猜想二：　 　

猜想三： $\mathit{NaOH}$、 $N{a}_{2}C{O}_3$

【实验探究】取少量滤液，向其中加入足量稀盐酸，　 　（填写实验现象），猜想三成立。

【反思交流】根据以上探究事实，你认为过氧化钙的用途有 　 　（写一条即可）。

燃烧与灭火紧密联系着我们的生活。请你依据下列实验探究，回答相关问题。

（1）在空气中点燃镁条，观察到镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，说明该反应 　 　（填“放出”或“吸收”）能量，生成白色固体 $\mathit{MgO}$，说明镁发生了 　 　反应（填“氧化”或“还原”）。

（2） $C{O}_2$可用于灭火，是否也可熄灭燃着的镁呢？某实验小组进行了如下探究：

①实验探究

取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小穴，放入一些镁屑，用红热的铁棒点燃镁屑。（见图1）

迅速将另一块干冰盖上，镁在两块干冰间剧烈反应，发出耀眼的白光，像冰块中装入一个明亮的电灯泡一样。（见图2和图3）

取走上面一块干冰，观察到有白色固体产生（见图4），用铁片拨开图4产物的表面（见图5），还观察到的现象是 　 　，写出该反应的化学方程式 　 　。

②反思交流

小组实验后讨论，对初中教材中燃烧的条件有了新的认识，请你代为表达。 　 　。

我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法，为世界制碱工业作出了突出贡献。在工业生产所得的碳酸钠产品中往往会混有少量的氯化钠。某校化学兴趣小组同学想探究某产品中碳酸钠的质量分数，经讨论后设计了如下两种实验方案。

【查阅资料】碱石灰的主要成分是 $\mathit{CaO}$和 $\mathit{NaOH}$。

【设计与实验】

方案甲：“气体质量法”

（1）按如图所示连接好装置，检查装置气密性后加入一定质量的碳酸钠样品于装置A中。

（2）打开止水夹K通入一段时间的氮气后，称量装置C的质量，并记录。

（3）关闭止水夹K，打开分液漏斗活塞向A装置中注入足量的稀硫酸，关闭活塞。

（4）待装置A中无气泡产生后打开止水夹K，再次通入氮气一段时间后，关闭止水夹K，第二次称量装置C的质量，并记录。

（5）计算。

【分析与讨论】

①装置A中发生反应的化学方程式为 　 　。

②装置B中浓硫酸的作用是 　 　。

③步骤（4）中再次通入氮气的目的是 　 　。

④装置D的作用是 　 　。

方案乙：“沉淀质量法”

写出上述流程中相关反应的化学方程式：　 　。

【得出结论】

同学们经过实验，最终都计算出了样品中碳酸钠的质量分数。

请你根据方案乙中测定的相关数据，求出样品中碳酸钠的质量分数为 　　 ×100%（用含有m、n的代数式表示）。

【反思与交流】

同学们经过讨论认为方案乙优于方案甲，理由主要是 　 　（填字母序号）。

A．	节约能源
B．	操作简便
C．	保护环境

其兴趣小组同学在老师的指导下，进入实验室对碳酸钙进行了一系列探究。回答下列问题：

Ⅰ．碳酸钙与盐酸反应

（1）装置A中仪器a的名称为 　 　。

（2）装置B中的现象是 　 　。

（3）装置C若用于检验生成的气体，其中试剂为 　 　（写名称），发生反应的化学方程式为 　 　。

Ⅱ.碳酸钙分解

碳酸钙在电炉中高温煅烧一段时间后，对剩余固体进行探究。

【提出问题】剩余固体成分是什么？

【猜想与假设】猜想一：全部是碳酸钙

猜想二：是碳酸钙和氧化钙的混合物

猜想三：全部是氧化钙

【设计并完成实验】

实验操作	实验现象	解释与结论
步骤一：取剩余固体于试管中，加水振荡后静置	底部有白色不溶物	\
步骤二：取上层清液于另一试管中，滴加氯化铜溶液	有	上层清液中一定含有氢氧化钙
步骤三：取部分底部白色不溶物于第三支试管中，滴加过量稀盐酸	有气泡产生	白色不溶物中一定含有

【实验结论】正确的猜想是 　 　。

【交流与反思】小芳同学认为，步骤二中还可滴加其他试剂用来替代氯化铜溶液，该试剂可以是 　　（写一种即可）；小华同学认为，只需完成步骤一和步骤三即可获得相同实验结论，他的依据是 　 　。

【拓展与分析】查阅资料：生石灰质量的优劣常采用“活性度”来衡量。“活性度”的测定方法：取一定质量的生石灰，加入一定量的水，用一定溶质质量分数的盐酸中和，记录所消耗盐酸的体积（单位为mL）。消耗盐酸的体积数越大，“活性度”越高。

测得煅烧产物（ $\mathit{CaO}$）的活性度，数据见如表。

石灰石煅烧的最佳温度范围一般为1100℃～1200℃的证据是 　 　。

学习完金属的化学性质，兴趣小组进行了如图所示的实验。

【查阅资料】硝酸铜溶液呈蓝色，硝酸亚铁溶液呈浅绿色，硝酸锌溶液呈无色。

【实验一】同学们进行如图一所示的实验，验证铁、锌、铜、银四种金属活动性强弱。

（1）试管①中观察到的实验现象是 　 　。试管③中反应的化学方程式是 　 　。

（2）你认为通过上述图一所示的三个实验能否验证铁、锌、铜、银四种金属在溶液中的活动性强弱 　 　（填“能”或“不能”）。

【实验二】在完成实验一的过程中，同学们将试管①②③内反应后的物质都倒入废液缸中（如图二）。小组同学对废液缸中混合物的成分产生了探究兴趣。待混合物充分反应后，过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。

（3）小明将铁丝放入浅绿色滤液中，一段时间后，铁丝表面没有发生变化。由此判断滤液中含有的溶质是 　 　（填化学式）。

（4）探究滤渣的成分

【提出问题】滤渣的成分是什么？

【作出猜想】小明的猜想：银、铜、铁、锌

你的猜想：猜想Ⅰ　 　；

猜想Ⅱ：银、铜、铁

【分析思考】同学们认为小明的猜想不正确，结合上述的实验现象分析，小明的猜想不正确的原因是 　 　。

【进行实验】实验证明猜想Ⅱ正确，请你完成下列实验方案。

实验步骤	实验现象	结论
取少量滤渣样品，　 　。	。	猜想Ⅱ正确

【反思交流】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑 　 　。

在学习人教版九年级化学下册第十单元课题1“常见的酸和碱”时，教师演示了饱和氢氧化钙溶液导电性实验，如图所示。

请根据要求回答下列问题。

实验用品：

直流电源、导线、石墨电极、灯泡、带刻度的烧杯、温度计、开关。

100mL饱和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液。

实验现象：

灯泡发光，两电极分别有气泡产生，烧杯内液面下降，与电源正极相连的石墨电极周围出现较多白色浑浊物，溶液温度升高。

分析：液面下降是因为水被电解。电源正极产生的气体为 　 　（用化学式表示）。

【提出问题】溶液出现白色浑浊物的原因是什么？

【查阅资料】氢氧化钙微溶于水

【作出猜想】

猜想Ⅰ：溶液温度升高，氢氧化钙溶解度变小，溶质析出。

猜想Ⅱ：　 　，溶质析出。

猜想Ⅲ：石墨电极与生成气体发生反应，导致产生白色浑浊物。

【实验探究】溶液出现白色浑浊物的原因

实验	实验操作	实验现象	实验结论
①	取相同条件下的100mL饱和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液于大烧杯中，加热至演示实验溶液上升的温度（温度升高约4℃）。	溶液中几乎无白色浑浊物。	猜想Ⅰ
②	将相同条件下的 　 　mL饱和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液加热蒸发掉部分水（蒸发掉水的体积与演示实验减少水的体积相同）。	溶液中出现少量白色浑浊物。	猜想Ⅱ成立但不是溶液变浑浊主要原因。
③	向90mL相同浓度饱和 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$溶液中加入10mL蒸馏水，搅拌，其余条件不变，重复进行演示实验操作。	两电极分别有气泡冒出，　 　。	猜想Ⅲ成立且是溶液变浑浊主要原因。
④	使用铂电极代替石墨电极，重复进行实验③。	两电极分别有气泡冒出，溶液中无白色浑浊物。

【总结反思】

（1）白色浑浊物的成分为 　 　（用化学式表示）。

（2）用化学方程式表示主要浑浊物的成因 　 　。

某兴趣小组利用“盐酸、硫酸铜、氢氧化钠、碳酸钠、硝酸钾”五种溶液对“复分解反应发生的条件”进行再探究。

【知识回顾】（1）回忆向滴有酚酞试剂的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的实验。

（2）观察两者反应的微观示意图（图1），该反应过程没有变化的微粒是 　 　，两者反应的微观实质是溶液中的 　 　。

【实质再探】（1）向氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液反应的化学方程式是 　 　，图2是二者反应的微观示意图，两者反应的实质是溶液中的 　 　。

（2）向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸，产生大量气泡，实质是溶液中 　 　反应生成了水和二氧化碳气体。

【归纳小结】复分解反应发生的微观实质是溶液中的 　 　。

【拓展应用】（1）将碳酸钠溶液和硝酸钾溶液混合没有发生变化，分析两者不发生反应的原因是 　 　。

（2）图3是硫酸氢钠在水中解离的微观示意图，溶液中存在的离子是 ，滴加 　 　（用化学式表示）溶液既能降低该溶液的酸性又能生成沉淀。

松花蛋是我国特有的一种传统美食。“圆梦”学习小组进行了“松花蛋制作”的项目研究，请结合任务回答问题。

【任务一】品松花蛋，初识松花蛋的酸碱性

同学们品尝松花蛋时，发现松花蛋略有涩味，加入食醋涩味减轻，他联想到碱性物质通常有涩味，推测松花蛋中含有碱性物质。

【任务二】浸松花蛋粉，寻找涩味缘由

取适量松花蛋粉（用于制作松花蛋泥的原料），加入足量水，搅拌、过滤。测得滤液pH＝12，证明滤液中含有碱性物质。

【提出问题】滤液中的碱性物质是什么？

【查阅资料】松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等。

【分析推理】松花蛋粉加水调和时发生如下反应： $\mathit{CaO}+H_{2}O＝\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$，　 　（写化学方程式）。

甲同学认为滤液中的碱性物质是氢氧化钠。乙同学对甲同学的说法提出了质疑，认为滤液中的碱性物质除氢氧化钠外，还可能含有　 　（填化学式）或氢氧化钙。

【实验探究】

操作	现象	结论
取滤液少许，向其中加入	无明显现象	滤液中不含
另取滤液少许，向其中加入碳酸钾溶液		滤液中含有氢氧化钙

通过以上探究，同学们找到了松花蛋粉加水后滤液显碱性的原因，寻到了涩味的缘由。

【反思总结】判断化学反应后溶液的成分时，既要考虑生成物、又要考虑　 　。

【任务三】腌松花蛋，制作传统美食

同学们戴上手套。将松花蛋粉加入容器中，慢慢加水，并不断搅拌。充分反应后冷却，得到松花蛋泥，将松花蛋泥均匀裹到新鲜鸭蛋上密封。

从安全的角度说明“慢慢加水，并不断搅拌”的目的是 　 　。

【项目拓展】

为了使松花蛋产生美丽的松花，传统工艺中加入密陀僧（主要成分为氧化铅），目前密陀僧已逐渐被硫酸锌取代，制得无铅松花蛋。从人体健康角度分析这一工艺改进的原因是 　 　。

探究与实践——制作松花蛋

松花蛋也叫皮蛋，是人们喜爱的食品。小明看到妈妈用皮蛋粉制作皮蛋时产生了浓厚的兴趣，于是以“皮蛋制作”为主题开展项目式学习。

（1）配制皮蛋粉

在妈妈的指导下，小明将“石灰”、纯碱和食盐按照一定比例混合，制成皮蛋粉。

【提出问题】配料中所用“石灰”是生石灰还是熟石灰？

【查阅资料】相同条件下，生石灰、熟石灰与水混合后均能放出热量，但放出的热量不同。

【实验探究】常温下，将“石灰”、生石灰和熟石灰分别加入水中，测量固体加入前后温度的变化情况。实验过程中需要保持不变的量是 　 　。

【数据分析】根据数据比对，可知配料中的“石灰”为生石灰。

（2）浸鲜蛋

向配制的皮蛋粉中加入一定量的水，充分反应后过滤，所得滤液称为浸出液，将新鲜鸭蛋放入其中浸泡即可。

①向皮蛋粉中加水时，发生反应的化学方程式为 　 　。

②妈妈告诉小明，制作过程中一定要戴上胶皮手套。分析上述过程，小明认为浸出液中一定含有会腐蚀皮肤的物质是 　 　（填化学式）。

③浸出液中还含有哪些溶质？小明进行了如下探究，请完成如表（不考虑生石灰中杂质的影响）

预测假设	实验方案	实验现象	实验结论
浸出液中含碳酸钠			浸出液中不含碳酸钠
浸出液中含氢氧化钙			浸出液中含有氢氧化钙

④综合分析，确定皮蛋浸出液中的溶质有（写化学式） 　 　。

（3）品皮蛋

制作过程中，碱液会渗入皮蛋使之略带涩味。妈妈告诉小明食用时可以蘸少量食醋去除涩味，该化学反应的微观实质是 　 　，此反应实质在生产生活中应用广泛，请再列举一例 　 　。

小明同学在整理实验室时发现了一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，他认为该溶液可能变质了，于是邀来小琳和小可，对该溶液中溶质成分进行实验探究。

【猜想与假设】

小可认为该溶液中溶质是 $\mathit{NaOH}$；

小琳认为该溶液中溶质是 $N{a}_{2}C{O}_3$；

小明却认为该溶液中溶质是 　 　（填化学式）。

【查阅资料】氯化钡溶液显中性：碳酸钡难溶于水。

【进行实验】

实验	实验操作	实验现象
①	小可取适量该溶液，滴入几滴无色酚酞溶液	溶液变红色
②	小琳取适量该溶液，滴入几滴氯化钡溶液	产生白色沉淀
③	小明取适量该溶液，滴入过量氯化钡溶液	产生白色沉淀
④	小明取适量实验③所得的上层清液，滴入几滴无色酚酞溶液	溶液变红色

【实验结论】

（1）根据实验①和②可以得出结论：该溶液中一定含有的溶质是 　 　（填化学式）。 　同学的猜想一定是错误的，原因是 　 　。

（2）根据实验③和④，你认为小明同学的猜想 　 　（填“正确”或“错误”）。

【反思与交流】

（1）氢氧化钠溶液变质的原因是（用化学方程式表示） 　 　。

（2）实验室为了防止氢氧化钠溶液变质，正确的措施是 　 　（写出一条即可）。

学习复分解反应后，某化学兴趣小组的同学对初中化学常见的四种物质稀盐酸、 $\mathit{CaC}{O}_3$粉末、 $N{a}_{2}S{O}_4$溶液、 $\mathit{BaC}{l}_2$溶液之间的反应进行如图所示的实验探究。

（1）大家一致认为试管①中不发生复分解反应，理由是 　 　。

（2）试管②中观察到的现象是 　 　。试管③中发生反应的化学方程式为 　 　。

（3）将试管③反应后的物质过滤，对滤液中溶质的成分进一步探究：

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

【猜想假设】猜想一： $\mathit{NaCl}$

猜想二： $\mathit{NaCl}$、 $N{a}_{2}S{O}_4$

猜想三：　 　

【设计实验】

实验操作	实验现象	结论
步骤一：取少量滤液于试管中，加入适量 $\mathit{BaC}{l}_2$溶液	无明显现象	猜想 　 　不成立
步骤二：取少量滤液于试管中，加入适量稀硫酸	有白色沉淀生成	猜想三成立

【反思拓展】

Ⅰ.探究反应后溶液中溶质的成分，既要考虑生成物，又要考虑反应物是否有剩余。

Ⅱ.依据复分解反应发生的条件，步骤二中除可用稀硫酸外，还可选用 　 　（填字母序号）也能达到同样的实验目的。

a.稀盐酸

b.氢氧化钠溶液

c.碳酸钠溶液

某地区有盐碱地分布，化学兴趣小组针对盐碱地成分展开探究。

【猜想与假设】在老师的指导下，同学们认为盐碱地土壤中可能含有：

①碳酸钠②碳酸氢钠③氢氧化钠

【查阅资料】

（1）碳酸氢钠受热容易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳；

（2）氯化钙溶液呈中性；

（3）碳酸氢钙可溶于水。

【设计与实验一】甲同学取少量盐碱地土壤于烧杯中，加入适量的蒸馏水，充分搅拌混合后过滤，将所得滤液分成三等份，依次编号为1号、2号和3号，进行如下实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
取1号滤液滴加足量稀盐酸	﹣﹣﹣	滤液里可能含有碳酸钠，也可能含有碳酸氢钠
取2号滤液滴加 　 　溶液		滤液里一定含有碳酸钠。 相关化学方程式是

实验结论：盐碱地土壤中含有碳酸钠。

【设计与实验二】乙同学设计如图所示装置并实验。

实验结论：盐碱地土壤中不含碳酸氢钠。得出该结论所依据的实验现象是 　 　。

【设计与实验三】丙同学设计实验如下。

实验步骤	实验现象	实验结论
取3号滤液		盐碱地土壤中不含氢氧化钠

【反思与交流】丁同学经过思考，认为盐碱地土壤长期暴露在空气中不可能含有氢氧化钠，他的理由是

　 　（用化学方程式表示）。

某化学兴趣小组用大理石和盐酸制取 $C{O}_2$，将产生的气体通入到澄清石灰水中，未见浑浊现象。为查明原因，请你参与小组探究并完成相关任务。

【提出问题】澄清石灰水未变浑浊的原因是什么

【假设猜想】猜想一：石灰水变质

猜想二：制得气体中无 $C{O}_2$

猜想三： $C{O}_2$中混有 $\mathit{HCl}$气体

【实验探究】为探究猜想是否成立，小组同学取原实验药品设计如下实验：

实验操作
实验现象	石灰水变浑浊	b试管溶液变浑浊
实验结论		猜想二不成立

【验证实验】为验证猜想三是否成立，小组又进行如下实验

实验操作
实验现象	试管内产生白色沉淀	紫色石蕊溶液变红
实验结论		猜想三成立

【问题解释】实验I中石灰水变浑浊的原因 　 　（用化学方程式表示）。

【评价反思】组内有成员提出，为验证猜想三是否成立，无需做实验Ⅳ，紫色石蕊溶液变红，无法证明确实有HCl的存在，你的解释是 　 　（用化学方程式表示）。

【实验改进】查明原因后，小组成员对原实验设计进行了改进并重新操作，现象明显。他们改进的措施是 　 　。

人类研发使用可降解塑料，是防治“白色污染”的重要途径之一。某化学兴趣小组查阅资料得知，以聚乳酸为原料加工而成的一种餐具能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水。该小组对这种餐具组成元素进行探究。请回答下列问题。

【提出问题】这种餐具的组成元素是什么？

【提出猜想】猜想1：这种餐具由碳、氢元素组成，猜想2：这种餐具由 　 　元素组成。

【查阅资料】硫酸铜粉末吸水由白色变为蓝色。

【实验验证】检查装置气密性后，装入餐具碎片，按图连接各仪器（夹持装置已略去），开始实验……

【解释与结论】（1）装置A中发生反应的化学方程式为 　 　。

（2）根据 　 　的现象，可证明这种餐具中含有氢元素和碳元素。

（3）实验过程中通 $N_2$的作用是 　 　。

（4）测得装置C中餐具碎片的起始质量为0.72g，反应后装置C中硬质玻璃管内无固体残留。装置D增重0.36g，装置E和F一共增重1.32g。经计算确认猜想 　 　成立。

【评价与改进】小组内有同学指出餐具碎片可能未完全燃烧，产物为 $\mathit{CO}$、 $C{O}_2$、 $H_{2}O$的混合物，从而影响对其组成元素的测定，建议 　 　。