初中化学探究题

探究活动一：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。
（1） 该实验的目的是、。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是。
（2）若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的比乙装置中产生的 $H_2$质量（填"多"、"少"或"相等"）。（可能用到的相对原子质量： $H$－1O－16 $Mg$－24 $Cl$－35.5 $Fe$－56）
探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的质量分数，现有如下A、B两组实验方案。

（3）两种方案，你认为不能达到目的的是（填"A"或"B"），理由是。
（4）在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致测定的铁的质量分数（填"偏大"、"偏小"、"不变"或"无法判断"）。

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CaCO₃；
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。

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CaCO₃；
你认为是                。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

【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。

某同学经查资料了解到二氧化碳会溶于水并与水发生反应生成酸。该同学设计了
以下实验，验证了这一结论。 
实验l：取一小块经紫色石蕊溶液浸泡过的干燥的纸(以下简称“纸修)，往纸上滴上几滴稀醋酸，纸变红色。
实验22取一小块纸．往纸上滴上几滴纯净的水，纸不变色。
实验3：‘
实验4：将二氧化碳通入盛有水的试管中一会儿，用胶头漓管取其中的溶液滴到纸上，
纸变红-
回答下列问题：   ．   ．
(1)实验2的目的是：                                                 ；
(2)补充实验3：                                                      ； ．
(3)写出二氧化碳与水反应的化学方程式：                                  。

小红同学想探究实验室中碳酸钙和盐酸制取二氧化碳后废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答横线上的①～⑦七个问题。
【提出问题】废液中的溶质是什么物质？
【作出猜想】小红认为废液中溶质只有 $CaC{l}_2$。
你认为还可能含有的溶质是（填化学式）。
【查阅资料】 $CaC{l}_2$溶液呈中性。
【实验与结论】
（1）请你写出实验室制取二氧化碳的化学方程式。
（2）分别取少量该废液和CaCl₂溶液加入到两支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液做对比试验，结果两支试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的。
（3）你认为小红的实验填"能"或"不能"）证明她的猜想，理由是。
（4）如果要证明你的猜想是正确的，你选择（填字母：A、石蕊试液  B、氢氧化钠溶液 C、 稀盐酸 ）来代替酚酞试液，理由是。
（5）若实验证明了你的猜想是正确的，向废液中加入过量的 ，反应完成后过滤就可得到只含 $CaC{l}_2$一种溶质的溶液。

实验室制取氧气是初中化学阶段的重要实验。小元同学准确称取7.9g纯净的高锰酸钾加热一段时间后，收集到氧气580mL（标准状况）。
（1）请写出两个实验室用固体反应物制取氧气的化学方程式：                         、                                         。
（2）意外发现：根据化学方程式计算，7.9g高锰酸钾完全分解，应生成氧气560mL（标准状况）。小元通过数据分析，意外发现收集到的氧气体积和理论计算的氧气体积不相符合，并且在实验中还意外发现锰酸钾溶液呈墨绿色。
（3）提出假设：小元取实验后的少量固体残渣再次加热，经检验又产生了氧气。根据小元发现的问题和上述实验结果可以做出如下假设：
假设1：二氧化锰也可以受热分解产生氧气
假设2：锰酸钾也可以受热分解产生氧气
假设3：二氧化锰和锰酸钾受热都可以放出氧气
假设4：                                         （只填一种）
（4）设计实验：小元用最初加热所得的残渣及必要的实验用品，设计了如下实验流程验证假设2。请在下面实验流程方框中的相应位置填写各步骤的实验操作名称。

请简要叙述步骤5的操作                                                     
                                                                         。
（5）得出结论：若观察到                  ，则假设2成立；若观察到          ，则假设2不成立。

某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如下图），有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损，于是决定对这瓶溶液进行实验探究：

 
【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】这瓶溶液是：猜想一：氯化钠溶液；
猜想二：氢氧化钠溶液；
猜想三：碳酸钠溶液。
【实验推断】
（1）小丽取样滴加无酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是                溶液，理由是                                           ；
（2）小刚另取样滴加稀盐酸有           产生，反应的化学方程式为               
                                      ，小刚得出结论：该溶液是碳酸钠溶液。
（3）小青认为小刚的结论不完全正确，理由是                            。小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：
【继续探究】另取样加入过量的CaCl₂溶液，观察到有           产生，设计这一步骤的目的是                                       ；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色。
【实验结论】这瓶溶液是                      。
【探究启示】实验取完药品后应                。
【拓展迁移】若该溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如图所示，反应的实质表达式为：H⁺ + OH^- = H₂O，则反应后溶液中存在的阴、阳离子是               （填符号）；请写出

【继续探究】实验中加CaCl₂溶液反应的实质表达式：                     （用化学符号表示）

发酵粉是一种制作风味糕点的常见蓬松剂。某兴趣小组拟对其化学成分进行如下探究。
【查阅资料】①发酵粉一般含有NH₄HCO₃、NaHCO₃、明矾[KAl(SO₄)₂∙12H₂O]中的2种。②已知反应：2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
【提出假设】假设1：有NH₄HCO₃和NaHCO₃；
假设2：有NaHCO₃和明矾；
假设3：有           和明矾。
【方案与流程】

【问题与讨论】
（1）步骤①的操作是在研钵中把发酵粉和熟石灰混合、研磨。
（2）气体A为      。若生成A，证明假设  或假设  可能成立；若不生成A，证明假设  成立。
（3）如果生成A，经过步骤②和步骤③后，生成气体B，则B是（填化学式）  ，证明假设  成立，写出步骤②的化学方程式                        。

近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。
【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【查阅资料】（1）“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为：5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ＝ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2 X ”。这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是：         。
（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式：______________________。根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。
【实验探究】（3）甲同学：
“实验操作”：甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

“实验现象”： A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。
“得出结论”：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素。
（4）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：                。
（5）丙同学：
“实验操作”：丙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

【探究与结论】（6）上图C装置的作用是                                   。
（7）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学的实验中                                                   。

学习了CO₂的有关知识之后，同学们查阅资料发现Mg能在CO₂中燃烧：
2Mg + CO₂  2MgO + C，所以镁着火不能用CO₂来灭火。但没有找到有关钠能否与CO₂反应的介绍。于是同学们展开钠着火能否用CO₂来灭火的探究。
【提出猜想】钠能发生类似于CO₂与镁的反应，可能的化学方程式为：
                                                 。
【实   验】将燃着的钠伸入装有CO₂的集气瓶中，钠能在CO₂中继续燃烧。
进一步【查阅资料】得知：
①Na₂O是白色固体，能与CO₂反应生成Na₂CO₃，与H₂O反应生成NaOH。
②Ba(OH)₂溶于水而BaCO₃不溶于水。
③Na₂CO₃的存在会干扰NaOH的检测。
基于以上资料，同学们认为钠在CO₂中燃烧的产物应该与Mg在CO₂中燃烧的产物情况有所不同，并对产物提出了以下几种猜想：
① Na₂O、C       ②       、C     ③ NaOH、C     ④ Na₂O、Na₂CO₃、C
通过理论分析，猜想     （填序号）肯定是错误的，理由是：              。
【验证猜想】

在步骤（2）中BaCl₂溶液为什么要加入至过量：                             。
在步骤（3）中也可以通过加入             试剂的方法进行检验（任写一种试剂）。
【结  论】猜想     （填序号）正确。

某农村中学的化学兴趣小组在开展实验活动时,用山泉水配制氢氧化钠溶液,结果配制几次所得的溶液都出现浑浊的现象,放置一段时间后,容器底部还出现白色沉淀物.兴趣小组的同学针对此奇异的现象展开如下探究:
【提出问题】用山泉水配制的氢氧化钠溶液为什么会出现浑浊,白色沉淀是什么物质 $？$

【作出猜想】

Ⅰ、氢氧化钠样品不纯,含不溶性杂质;
Ⅱ、氢氧化钠与溶解在山泉水中的某物质发生反应生成难溶于水的物质.
（1）小明通过实验很快就排除了猜想Ⅰ,他的实验是.

查阅资料:本地山泉水是硬水,含较多的碳酸氢钙.碳酸氢钙 $\left[Ca\right(HC{O}_3{)}_2]$受热会分解,也能与氢氧化钠反应,且都有碳酸钙生成.

（2）小红取来少量的山泉水于烧杯中,往其中加入适量的肥皂水,搅拌,观察到的现象,确认所取的山泉水是硬水.
（3）小明和小红对所得的沉淀物中含有的碳酸钙进行实验:

主要操作	实验现象	解释或化学方程式
取少量的沉淀物，加入适量的稀盐酸		沉淀物中含碳酸钙.该反应的化学方程式是

（4）该山泉水经过(填操作名称),就可用于配制氢氧化钠溶液.

核事故时往往泄漏出污染物(具有放射性的碘原子)。为避免核辐射，需一次性口服100毫克（不具放射性的碘原子），使人体甲状腺中碘达到饱和而不再吸收外界的碘，从而起到保护作用。请回答：
（1）是一种质子数为53、中子数为78的碘原子。该原子核外电子数为。
（2）和两者的关系是。

A．

同种元素

B．

同种物质

C．

同种分子

D．

同种原子

（3）假设所处的环境已受污染，通过服用加碘食盐（注：加碘食盐中的碘为）的方法能否有效起到避免核辐射的目的呢？
【查阅资料】成人每天食用食盐的质量通常为6g；某种加碘食盐的标签如图所示。

【问题分析】500g该品牌食盐中，含碘的最大质量是；若要使人体甲状腺中的碘达到饱和，至少需要一次性食用该品牌碘盐。
【结论】日常服用加碘食盐（填"能"或"不能"）起到避免核辐射目的，原因是。

化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O₂。
②CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小。
【猜想与实验】
猜想：呼出的气体中主要成分是N₂、O₂、CO₂、水蒸气等。
实验I：验证呼出的气体中含有水蒸气。
（1）实验操作如图所示。
（2）观察到的现象为________，根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。  
实验II：验证呼出的气体中含有N₂、O₂、CO₂，并测定其含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（B是带刻度的量气装置）。

（1）实验记录

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性。 向装置中加入药品。 关闭止水夹a～f。		装置的气密性良好。
②	打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。	B中液体进入到A中，B中液体减少500 mL。	收集500 mL气体。
③	关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出。	________，D中液体为475 mL。	反应的化学方程式为________。
④	关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷。	白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热。	呼出的气体中含有O2。
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。	________，D中剩余液体为400 mL。	呼出的气体中含有N2。

（2）数据处理
呼出的气体中主要成分的含量

	N2	O2	CO2
体积/mL
体积分数/%

同学们经过3次重复实验，确认了呼出气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
（1）该实验设计依据的N₂性质有　　　　　　　　　（填字母序号）。
A．难溶于水 　　　　　B．不能和NaOH溶液反应
C．无色无味的气体     D．不能燃烧，也不支持燃烧
（2）实验II操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，则所测O₂的体积分数（填"偏小"、"不变"或"偏大"）。

为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究。
（1）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式：_________________________________。
（2）小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者比后者反应快，原因是_{_________________________________________________________________________________}。
（3）小芳在（2）实验中，还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现。
【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？
【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl₃为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。
【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有________________；
假设b：该灰黑色沉淀可能含有AlCl₃；
假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。
【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。

实验编号	实验操作	实验现象
①	加入适量稀盐酸	有微量气泡，固体全部溶解，得到澄清溶液
②	加入适量蒸馏水	固体部分溶解
③	加入适量无水乙醇	固体部分溶解

 
【得出结论】由实验①可判断假设c___________（填“成立”或“不成立”），再集合②和③可得出该灰黑色沉淀的成分是______________________________。
注意：若答对（4）小题奖励4分，但化学总分不超过60分。
（4）你认为①中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱？________________（填“能”或“不能”），分别从设计方法和操作可行性的角度，具体说明理由：_{_____________________________
__________________________________________________________________________}。

某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。

（1）写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：_{_______________________}。
（2）探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如图所示）。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由______________（填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。
（3）探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？
【查阅资料】  

物质	熔点╱℃	沸点╱℃	燃烧时温度╱℃
石蜡	50∽70	300∽550	约600
铁	1535	2750	越1800
钠	97.8	883	越1400

由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其——————（填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。由此推测：钠在燃烧时，——————（填“有”或“没有”）火焰产生。
（4）木炭在氧气中燃烧没有火焰，但生活中木炭燃烧时会产生火焰，其原因可能是_{——————}。