初中化学探究题

小苏打在日常生活中常用于浸泡蔬菜以杀死虫卵，清除农药等。小苏打不稳定，受热易分解而变质（ $2\mathit{NaHC}{O}_3\begin{array}{c}\underset{¯}{\underset{¯}{△}}\\ \end{array}N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O+C{O}_2\uparrow$）。小明对厨房里的小苏打取样探究。

【做出猜想】猜想1：该样品是 　 　；猜想2：该样品是 $N{a}_{2}C{O}_3$；

猜想3：该样品是 $\mathit{NaHC}{O}_3$、 $N{a}_{2}C{O}_3$的混合物。

【查阅资料】① $N{a}_{2}C{O}_3$受热不分解；②溶液中 $\mathit{BaC}{l}_2$与 $\mathit{NaHC}{O}_3$不反应。

【定量探究】取该样品 $m_1$ g在一试管中充分加热至质量不再变化，冷却至初始温度称量，试管中物质质量为 $m_2$ g。

【讨论交流】测得 $m_1＞m_2$，可以确定猜想 　 　（填“1”“2”或“3”）不成立。

【定性探究】i．另取一定量该样品于烧杯中，加入足量 $\mathit{BaC}{l}_2$溶液，产生白色沉淀；

ii.待上述物质充分反应后过滤，向滤液中加入稀盐酸，产生气泡。

【反思与评价】

（1）实验i证明该样品中一定有 　 　，所发生反应的基本类型为 　 　。

（2）根据实验i、ii，可以断定最初猜想 　 　（填“1”“2”或“3”）正确，实验ii有关反应的化学方程式为 　 　。

（3）实验中涉及过滤操作，下列有关说法正确的是 　 　（填选项字母）。

a.使漏斗下段管口正对烧杯中央

b.玻璃棒末端斜靠在三层滤纸的一边

c.漏斗中滤纸边缘高于漏斗边缘

d.过滤器中的液面始终低于滤纸边缘

实验室贮存的镁条表面有一层灰黑色的物质，用砂纸打磨后发现镁是一种银白色的金属。镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色的氧化镁固体。某化学实验小组对镁条表面的灰黑色物质产生了兴趣，并对其成分进行如下探究。

【提出问题】镁条表面的灰黑色物质是什么？

【猜想与假设】同学们根据空气的成分对镁条表面的灰黑色物质提出以下猜想：

猜想一：是MgO

猜想二：是 $MgC{O}_3$

猜想三：是 $Mg（OH{）}_2$

猜想四：是 $M{g}_2（OH{）}_{2}CO3$

实验小组的小军同学认为灰黑色物质是氧化镁，但是遭到了其他同学的一致反对，

【设计实验】

实验序号	实验操作	实验现象	分析与结论
实验Ⅰ	取一定量的灰黑色物质于试管中，滴加稀盐酸，将生成的气体通入澄清石灰水	试管中固体溶解，有气泡产生。生成的气体使澄清石灰水变浑浊	生成的气体是
实验Ⅱ	另取一定量干燥的灰黑色物质于试管中，加热，将生成的气体依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水	一段时间后，试管中的灰黑色物质变为白色，无水硫酸铜变为蓝色，澄清石灰水变浑浊	无水硫酸铜变为蓝色，说明产物中一定有

【结论与反思】

（1）写出实验Ⅰ中澄清石灰水变浑浊的化学方程式 　 　。

（2）根据实验Ⅰ、Ⅱ的现象和结论，猜想 　 　是正确的。

（3）写出实验Ⅱ中灰黑色物质受热分解的化学方程式 　 　。

【拓展与提升】

镁条表面的灰黑色物质是镁与空气中的氧气、　 　共同作用，发生一系列化学反应形成的。为了防止镁条表面形成灰黑色物质，工业上往往将镁和铝制成合金。现有一块21g的镁铝合金与足量的稀硫酸充分反应，生成2g氢气，则这块镁铝合金中镁的质量是 　 　g。

化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验仪器图回答问题：

（1）写出仪器的名称：①　 　，②　 　。

（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气，反应的化学方程式为 　 　；该实验可选用 　 　（填序号）和E组装成制取氧气的装置。现用该装置收集到一瓶气体，检验这瓶气体是氧气的方法：　 　。

（3） $H_{2}S$是一种有臭鸡蛋气味的剧毒气体，密度比空气大，可溶于水，溶于水后的溶液叫氢硫酸。实验室常用 $FeS$和稀 $H_{2}S{O}_4$在常温下反应来制取 $H_{2}S$，请写出该反应的化学方程式 　 　。 $H_{2}S$必须要进行尾气处理，请写出 $H_{2}S$气体的发生、收集、尾气处理等装置的管口连接顺序 　 　→　 　→　 　→h（填管口字母）。在容器G中将8g的 $NaOH$完全溶于水配成溶液来吸收 $H_{2}S$气体（可能发生的反应： $H_{2}S+2NaOH═N{a}_{2}S+2H_{2}O$， $H_{2}S+N{a}_{2}S═2NaHS$），尾气吸收完全后得到的溶液中溶质质量是7.9g，则溶质可能是 　 　。

某化学兴趣小组将镁条用砂纸打磨后按图Ⅰ所示方案进行实验。A中缓慢产生气泡，B、C中快速产生较多气泡，且C中有白色不溶物产生。

（1）图Ⅰ实验中取用镁条的仪器是＿＿＿＿＿（填“药匙”或“镊子”）。

（2）同学们经过讨论获知：水能解离出少量 $H^{+}、O{H}^{﹣}$，且镁与稀盐酸反应的化学方程式为： $Mg+2HCl═MgC{l}_2+H_2\uparrow$，则A中反应的化学方程式为＿＿＿＿＿。

同学们接着对C中产生的白色不溶物的成分进行了以下探究。

【提出问题】

C中产生的白色不溶物是什么呢？

【查阅资料】

① $Mg（OH{）}_2$和 $MgC{O}_3$均为白色不溶物。

② $Mg（OH{）}_2$和 $MgC{O}_3$均可与盐酸发生复分解反应。

③ $Mg（OH{）}_2$和 $MgC{O}_3$加热均易分解，分别生成两种氧化物。

④ $Mg（HC{O}_3{）}_2$可溶于水，且不稳定，易分解为 $MgC{O}_3、H_{2}O、C{O}_2$。

⑤白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。

【提出猜想】

（3）猜想一：白色不溶物是纯净的 $Mg（OH{）}_2$。

猜想二：白色不溶物是纯净的＿＿＿＿＿。

猜想三：白色不溶物是 $Mg（OH{）}_2、MgC{O}_3$的混合物。

【实验验证】

（4）取该白色不溶物加足量的稀盐酸，发现不溶物全部溶解，并有气体产生，则猜想 　 　不成立。再取干燥的该白色不溶物加热分解，并将所产生的气体通过无水硫酸铜，发现无水硫酸铜变蓝，由这两个小实验得出猜想＿＿＿＿＿成立。

【拓展探究】

（5）如图Ⅱ，称取干燥的该白色不溶物 $70.4$克于热分解装置中，充分加热至不再产生气体，使分解产生的气体依次通过装置D、E，并使分解产生的气体全部被装置D、E吸收，实验后测得装置D增重 $3.6$克，装置E增重 $30.8$克，若该白色不溶物的组成用 $xMg（OH{）}_2•yMgC{O}_3$表示，则 $x：y＝$＿＿＿＿＿。

（6）装置F的作用是＿＿＿＿＿。

化学精灵提供的实验仪器和药品还有很多。某同学在做“稀盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，发现向烧杯中滴加稀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，他赶紧补滴酚酞溶液，发现溶液仍然为无色。于是他和同学们一起对烧杯内溶液的溶质成分进行探究。

【提出问题】该烧杯内溶液的溶质除酚酞外还有什么？

【提出猜想】猜想一：只有 $NaCl$；

猜想二：有＿＿＿＿＿（填化学式）；

猜想三：有 $NaCl$和 $NaOH$。

【分析与思考】根据已有的实验现象，小爱认为其中猜想＿＿＿＿＿肯定不正确。

【进行实验】为进一步确认溶液的溶质成分，小荷进行了如下实验：取样，加入适量的碳酸钠溶液，观察到＿＿＿＿＿。

【得出结论】上述现象说明猜想二正确。

【反思与交流】小平认为，另选与小荷实验中不同类别的物质，如＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填一种物质名称即可），也能得到上述相同的结论。

一种“贴身暖宝宝”的使用说明书如下，某化学兴趣小组围绕袋内物质展开探究。

品名：XX牌贴身暖宝宝 成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等 内袋材料：微孔透气无纺布 外袋材料：不透气塑料 用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时

【提出问题】袋内是否含有铁粉？

【进行实验】①取出袋内粉末于滤纸上，与磁铁充分接触。②将少量磁铁吸出的粉末加入足量稀硫酸中。

【收集证据】磁铁吸出的粉末与稀硫酸剧烈反应得到浅绿色溶液、同时＿＿＿＿＿。

【得出结论】袋内含有铁粉。

【做出猜想】被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。

【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上，铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。

【反思交流】铁粉燃烧反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

【拓展探究】用不同燃料测定空气里氧气的含量：分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷（均足量），电加热引燃。氧气含量随时间变化情况如图乙、图丙：

（1）温度传感器显示，实验过程中瓶内温度均＿＿＿＿＿（填“升高”或“降低”）。

（2）待铁粉熄灭并恢复至室温后，打开弹簧夹，进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的＿＿＿＿＿。

（3）分析图乙、图丙可知，实验中消耗氧气更彻底的是＿＿＿＿＿（填“铁粉”或“红磷”，下同），消耗氧气速率更快的是＿＿＿＿＿。

竹麻通过生石灰、草木灰（主要成分是 $K_{2}C{O}_3$）浸泡以及打浆、抄纸等步骤可制得纸张。某兴趣小组模拟古代造纸技术，他们将一定量的生石灰、 $K_{2}C{O}_3$足量的水溶解后，过滤得到澄清溶液。澄清溶液中溶质是什么，请你参与他们的探究。

【猜想假设】

猜想一：只含有 $KOH$

猜想二：含有 $KOH$、＿＿＿＿＿

猜想三：含有 $KOH$、 $Ca（OH{）}_2$

【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
1.取溶液少许于试管中，滴加过量稀盐酸	＿＿＿＿＿	猜想二不正确
2.取溶液少许于试管中，滴加少许＿＿＿＿＿溶液	＿＿＿＿＿	猜想三正确

【交流反思】

1.步骤2中发生反应的化学方程式为 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.含有 $KOH$、 $Ca（OH{）}_2$的废水直接排放会造成水体污染。某小组同学对废水做如下处理（见如图）。C烧杯中出现＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿现象时，说明废水中已无 $KOH$、 $Ca（OH{）}_2$。

海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，其原理是利用 $C{O}_2$在水等溶剂中的溶解性来吸收 $C{O}_2$。某小组开展如下探究。

【活动一】探究 $C{O}_2$在水和食盐水（模拟海水）中的溶解情况

相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集 $C{O}_2$（如图1），待收集 $100mLC{O}_2$后，移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内 $C{O}_2$体积。重复实验，所测数据平均值如下表。

时间/ $h$	$0$	$0.5$	$6$	$12$	$24$	$48$
排水法时 $C{O}_2$体积/ $mL$	$100$	$98.5$	$85.5$	$77$	$66$	$59$
排食盐水法时 $C{O}_2$体积/ $mL$	$100$	$99$	$93$	$90.5$	$89$	$88$

（1）图1发生装置中反应的化学方程式为＿＿＿＿＿，反应类型是＿＿＿＿＿。

（2）由上表数据分析：

①能用排水法收集 $C{O}_2$的理由是＿＿＿＿＿。

②相同条件下，等体积水和食盐水吸收 $C{O}_2$更多的是＿＿＿＿＿（填“水”或“食盐水”）。

（3）海洋封存 $C{O}_2$可能带来的危害是＿＿＿＿＿（写出1点即可）。

【活动二】探究植物油隔离对 $C{O}_2$在水中溶解情况的影响

（4）小芳设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集 $100mLC{O}_2$倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使 $C{O}_2$与水被植物油隔开（ $C{O}_2$与植物油不反应）。测得量筒内 $C{O}_2$体积随时间变化曲线如图2。分析该图可得出的结论是＿＿＿＿＿。

【活动三】深度探究【活动二】中 $C{O}_2$的溶解情况

（5）①小松用图3表示无植物油隔离时，量筒内气体中存在的 $C{O}_2$分子的微观示意图。请参照图3的表示方式，在图4方框中画出有植物油隔离时，量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图（植物油分子用表示）。

②为检验有植物油隔离时 $C{O}_2$是否会进入水中，请设计实验方案：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某小组用高锰酸钾制取氧气。如图是实验室中常见仪器，回答下列问题。

（1）仪器①的名称是＿＿＿＿＿。

（2）高锰酸钾制氧气的化学方程式为＿＿＿＿＿。组装氧气的收集装置，可选用＿＿＿＿＿（填序号）。

（3）某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用＿＿＿＿＿（填实验用品名称）。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是＿＿＿＿＿（写出1点即可）。

竹麻通过生石灰、草木灰（主要成分是 $K_{2}C{O}_3$）浸泡以及打浆、抄纸等步骤可制得纸张。某兴趣小组模拟古代造纸技术，他们将一定量的生石灰、 $K_{2}C{O}_3$用足量的水溶解后，过滤得到澄清溶液。澄清溶液中溶质是什么，请你参与他们的探究。

【猜想假设】

猜想一：只含有 $KOH$

猜想二：含有 $KOH$、＿＿＿＿

猜想三：含有 $KOH$、 $Ca（OH{）}_2$

【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
1.取溶液少许于试管中，滴加过量稀盐酸	＿＿＿＿＿＿＿＿	猜想二不正确
＿＿＿＿＿＿＿＿	猜想三正确

【交流反思】

1.步骤2中发生反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.含有 $KOH$、 $Ca（OH{）}_2$的废水直接排放会造成水体污染。某小组同学对废水做如下处理（见如图）。C烧杯中出现 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿现象时，说明废水中已无 $KOH$、 $Ca（OH{）}_2$。

絮凝剂常用于水的净化，实验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。

【查阅资料】絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。硫酸铁是一种常见的絮凝剂。

【进行实验】

Ⅰ.配制水样和絮凝剂溶液

配制水样：向 $10L$水中加入 $25g$高岭土，搅拌、静置，取上层液作为水样。

配制絮凝剂溶液：用 $100mL$水和 $5g$硫酸铁进行配制。

Ⅱ.探究影响水样净化效果的因素

取水样，向其中加入絮凝剂溶液，搅拌，测定静置不同时间水样的浊度，并计算浊度去除率（浊度去除率越高代表净化效果越好）。实验记录如下：

实验序号	水样的体积/ $mL$	加入絮凝剂溶液的体积/ $mL$	静置时间/ $min$	浊度去除率/ $\%$
①	$200$	$0$	$20$	$12.48$
②	$200$	$0.2$	$20$	$76.54$
③	$200$	$0.3$	$20$	$84.60$
④	$200$	$0.4$	$5$	$64.45$
⑤	$200$	$0.4$	$10$	$70.85$
⑥	$200$	$0.4$	$15$	$81.04$
⑦	$200$	$0.4$	$20$	$86.02$
⑧	$200$	$0.5$	$20$	$88.15$
⑨	$200$	$0.6$	$20$	$86.49$

【解释与结论】

（1）配制絮凝剂溶液的操作如图所示。

正确的操作顺序是＿＿＿＿＿＿＿（填序号）， $B$中用玻璃棒搅拌的目的是＿＿＿＿＿＿＿。

（2）②中浊度去除率比①高的原因是＿＿＿＿＿＿＿。

（3）依据④～⑦得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果影响的实验是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填序号）。

【反思与评价】

（5）依据实验数据，不能得出“静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，净化效果越好”的结论，其证据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

硼（ $B$）是制造火箭耐热合金的原料。镁还原法生产硼的主要工艺流程如图。

（1）脱水炉中，硼酸发生分解反应，配平该反应的化学方程式。

＿＿＿＿＿＿＿ $H_{3}B{O}_3$ $1B_2{O}_3$+＿＿＿＿＿＿＿ $H_{2}O$

（2）还原炉中，发生反应的基本反应类型为 ＿＿＿＿＿＿＿。

（3）酸煮罐中，加入盐酸的目的是 ＿＿＿＿＿＿＿。

某化学兴趣小组同学看完天宫课堂后，对“泡腾片实验”中产生的气体成分有了浓厚兴趣。他们在老师的指导下，对气体的成分进行探究。

查阅资料：（1）某泡腾片的主要成分是碳酸钠（ $N{a}_{2}C{O}_3$）和柠檬酸（ $C_6{H}_8{O}_7$）。

（2）常温时，柠檬酸为白色晶体，是一种重要的有机酸，易溶于水，具有酸的通性， $175℃$以上时会分解，柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸。

（3）碳酸不稳定，易分解。

[猜想与假设]

依据质量守恒定律分析：该气体可能是 $C{O}_2、O_2、CO、H_2$中的一种或几种，但从安全角度考虑该气体中不可能含有 $CO$和 $H_2$。

猜想一：该气体是 $C{O}_2$

猜想二：该气体是＿＿＿＿＿。

猜想三：该气体是 $C{O}_2$和 $O_2$

[设计与实验]

实验序号	实验操作	实验现象
实验一		澄清石灰水变浑浊
实验二		带火星的木条没有复燃

根据上述实验现象分析判断猜想＿＿＿＿＿正确。

[反思与交流]

（1）实验二中饱和氢氧化钠溶液的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）甲同学认为：该气体通入紫色石蕊溶液中，若石蕊溶液变红，也能确定该气体中一定含有二氧化碳。

乙同学认为：甲同学的实验方案不严谨，泡腾片中的柠檬酸可能随气流进入紫色石蕊溶液使其变红。可对甲同学实验后的溶液稍微加热，若观察到红色溶液变回紫色，才能确定使紫色石蕊溶液变红的物质不是柠檬酸，其理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

粗盐中除含泥沙等不溶性杂质外，还含有少量的可溶性杂质（如 $MgC{l}_2$、 $CaC{l}_2$等），工业上以粗盐为原料制取精盐的生产流程如图所示。

请回答下列问题：

（1）“操作1”的名称是＿＿＿＿＿。

（2）向滤液F中加入稀盐酸发生中和反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

新冠疫情期间，口罩成为人们与病毒隔离的重要屏障。某实验小组为了弄清口罩的构造和关键材料的化学组成，进行了以下实验探究。

Ⅰ.探究口罩的构造

取一个医用口罩，用剪刀将其剪开，观察到里面有银白色的金属条，口罩分三层。查阅资料得知内外层为无纺布，中间层为熔喷布，成分均为聚丙烯。用显微镜观察，中间层最致密，测得孔径小于 $0.5\mu m$。

（1）大部分飞沫直径集中在 $0.74～2.12\mu m$。口罩能有效防止病毒通过飞沫传播的原理相当于化学实验中的 ＿＿＿＿＿（填操作名称）。

Ⅱ.探究熔喷布的元素组成

聚丙烯属于有机物，含有碳元素，还可能含有氢、氧元素。实验小组取 $1.4g$熔喷布，设计如图所示装置进行实验（部分夹持装置略去），实验过程中观察到装置B中 $U$形管内固体变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。

已知：无水 $CuS{O}_4$为白色固体，吸水后变成蓝色晶体。

（2）装置B的作用是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）装置C中发生反应的化学方程式是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）实验时，若装置B和C调换位置，对实验产生的影响是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）实验过程中持续通入干燥 $O_2$，熔喷布在装置A中完全燃烧，测得装置B质量增加 $1.8g$，装置C、D质量共增加 $4.4g$。通过计算判断：

①熔喷布中是否含有氧元素？＿＿＿＿＿（填“含有”或“不含有”）。

②聚丙烯分子中碳原子与氢原子的个数比是 ＿＿＿＿＿。