初中化学探究题

某化学兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质，请你参与他们的探究。

【实验过程与分析】

	实验1	实验2
实验操作
实验现象		无明显现象
实验结论	氢氧化钠能与硫酸铜反应	氢氧化钠不与硫酸反应

（1）请写出实验1的实验现象。

【实验反思与拓展】

（2）实验1发生反应的化学方程式为 　                             　。

（3）某同学认为实验2的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡，再滴入稀硫酸，观察到溶液由 　 　色变为无色，由此表明氢氧化钠与硫酸确实发生了反应，该反应的化学方程式为 　                   　。

（4）由实验2联想到：把二氧化碳通入氢氧化钠溶液中也没有明显现象，它们是否发生了化学反应呢？（本实验中忽略CO₂溶于水）

①甲同学设计了如图所示的实验方案，当通过胶头滴管滴加NaOH溶液时，观察到

　     　现象，说明两者发生了化学反应。

②乙同学重新设计实验方案：取NaOH溶液于试管中，通入少量CO₂，然后向所得溶液中加入足量稀盐酸，当观察到 　      　现象时，也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。

硬水加热时易产生水垢，很多工业用水需要对硬水进行软化处理。小组同学利用1.5%的肥皂水比较水的硬度。

【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物；软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。

Ⅰ、探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系

【进行实验】向蒸馏水中加入CaCl₂和MgCl₂的混合溶液，配制两种不同硬度的硬水。

用蒸馏水和两种硬水完成三组实验，记录如下：

组别	第1组			第2组			第3组
实验操作
实验序号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨
混合溶液用量/滴	0	0	0	1	x	1	2	2	2
肥皂水用量/滴	5	10	20	5	10	20	5	10	20
产生泡沫量	少	多	很多	无	少	多	无	无	少

【解释与结论】

（1）对比②和⑧可知，肥皂水能区分软水和硬水，依据的现象是 　     　。

（2）设计第2组实验时，为控制水的硬度相同，⑤中x应为 　 　。

（3）第2组实验的目的是 　                                               　。

（4）由上述三组实验得到的结论是 　                                       　。

Ⅱ、比较不同水样的硬度

【进行实验】用四种水样完成实验，记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量。

实验操作	水样	肥皂水用量/滴
	市售纯净水	2
	煮沸后的自来水	6
	自来水	9
	湖水	14

【解释与结论】

（5）硬度最大的水样是 　   　。

（6）由上述实验可知，能将自来水硬度降低的方法有 　   　。

（7）继续实验，发现山泉水的硬度大于自来水的硬度，其实验方案为 　                                                           　。

蚊虫叮咬时能分泌出蚁酸刺激皮肤，某兴趣小组进行了如下探究。

查阅资料：（1）蚁酸化学名称为甲酸（HCOOH），熔点为8.6℃，一定条件下加热分解生成两种物质；（2）常温下，氯化钯（PdCl ₂）溶液常用于检验CO的存在：CO+PdCl ₂+H ₂O═CO ₂+Pd↓（灰色）+2HCl。

探究Ⅰ：蚁酸的酸碱性

【进行实验】向盛有蚁酸溶液的试管中滴加石蕊试液，变红色，结论： 　　。

【链接】当被蚊虫叮咬后，在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。下列物质你选择的是 　　（填字母）。

a．肥皂水

b．食醋

c．食盐水

探究Ⅱ：蚁酸的分解产物

【设计实验】常温下，在一定条件下加热蚁酸应选择装置 　　（填"A"或"B"）；

【进行实验】将分解产物通入C处空瓶，实验中观察到D处瓶内出现灰色沉淀，结论：分解产物中有 　　，同时可观察到C处瓶内的现象是 　　，写出蚁酸分解的化学方程式 　　。

探究Ⅲ：产物的性质

【拓展实验】排尽装置内的空气后，关闭K ₂，打开K ₁，点燃酒精喷灯，F处玻璃管内的现象： 　　，结论：一氧化碳具有还原性；此时H处瓶内无明显现象，证明二氧化碳在G处被完全吸收，分析该装置存在的缺陷： 　　；然后打开K ₂，关闭K ₁，Ⅰ处装置的作用是 　　。

某品牌干燥剂含有氧化钙、氢氧化钠和氯化钙中的两种物质，为探究其组成，某化学兴趣小组取一定质量的干燥剂样品做了如下实验。

【查阅资料】稀硝酸（HNO ₃）具有酸的通性

【设计实验】流程如图：

【实验分析】（1）干燥剂样品溶于水后得到的溶液一定显 　　（填"酸性"或"碱性"或"中性"）。白色沉淀a的化学式是 　　。

（2）生成气体b的反应的化学方程式是 　　。

【结论与反思】（1）若c处无现象，则该品牌干燥剂的成分为 　　（写化学式）。

（2）若c处有白色沉淀生成，且沉淀质量为2.87g；白色沉淀a的质量为1.2g。则干燥剂的成分为 　　（写化学式）。写出c处产生白色沉淀的化学方程式 　　。

（3）该实验过程中，过量稀硝酸不能用过量的稀盐酸代替的原因是 　　。

"秸秆变宝，助力脱贫攻坚"。秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题。沼气的主要成分是CH ₄，可能含有CO ₂、CO。小霞与小明采集了某沼气池中的气体样品，探究该沼气中是否含有CO ₂和CO。

【查阅资料】①CH ₄+4CuO 4Cu+CO ₂+2H ₂O；CuO+CO Cu+CO ₂②CH ₄、CO均不与碱溶液、浓硫酸发生反应③CO ₂不与浓硫酸反应

【设计实验】小霞与小明设计并进行了如图所示的实验。（装置气密性良好；忽略装置内空气中的水蒸气）

（1）为确保实验的安全性，小霞和小明一致认为：实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处的酒精灯，其目的是 　　。用装置F收集尾气，导管口的连接顺序是a接 　　（填"b"或"c"）。

（2）小霞想通过装置D中固体减少的质量（即参加反应的CuO中氧元素的质量）和装置E增加的质量来判断混合气休中是否含有CO。小明表示同意并提出：停止加热后，要继续通入一会儿气体样品，以排出装置D内残留的反应生成的气体。

【现象与结论】（1）观察到装置A中的澄清石灰水变浑浊，说明沼气中含有 　　。

（2）反应结束后，测得装置D中固体减少的质量是3.2g，装置E增加的质量是1.8g。说明沼气中 　　（填"含"或"不含"）CO。

【拓展与延伸】秸杆不仅可制沼气，还可以造出板材制作家具。对比焚烧秸秆，这样做的意义在于 　　（答一条即可）。

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 　　。

探究瓜子中二氧化硫的含量

有媒体报道：某品牌瓜子被查出二氧化硫残留量超标。为了测定购买的瓜子中二氧化硫的含量，小莉进行以下探究活动。

（1）查阅资料

①二氧化硫是无色气体，化学性质与二氧化碳相似，但能与氧气反应。

②二氧化硫可用作干果的防腐剂。我国食品添加剂标准规定，二氧化硫在干果中残留量≤0.4g/kg。

③在沸水浴加热的条件下，瓜子中的二氧化硫可以全部释放出来。

④氮气化学性质不活泼，一般条件下不和其它物质发生反应。

（2）实验 小莉利用如图所示装置进行实验。

①实验原理：乙装置用于吸收瓜子样品释放出的二氧化硫，碱溶液可选用 　　，发生反应的化学方程式为 　　；丙装置的作用是吸收氮气流带出的水蒸气，发生反应的化学方程式为 　　。

②实验步骤：

第一步：在U型管中放入瓜子样品500g，按图示连接好仪器，向其中通入氮气。

第二步：通入氮气一段时间后，称得乙、丙装置总质量为458.5g。

第三步：再次连接好仪器，持续通入氮气，同时向烧杯中加入沸水给瓜子加热，至二氧化硫释放完全。

第四步：实验结束后，称得乙、丙装置总质量为458.6g（假定实验中不产生其它与碱溶液及生石灰反应的气体）。

③实验结果：通过计算，该样品中二氧化硫的含量为 　　。

（3）交流

①在第一步中通入氮气的目的是 　　。在第三步中通入氮气的目的是 　　。

②实验过程中，为确保实验结果准确，下列措施正确的是 　　（填选项序号）。

A．碱溶液要过量

B．装置气密性要好

C．实验中不能直接给瓜子加热

D．瓜子样品必须干燥

③民以食为天，食以安为先，生活中下列做法正确的是 　　（填选项序号）。

A．含添加剂的食品，若符合国家标准可食用

B．以饮料代替饮用水

C．霉变的大米经过多次清洗后可食用

D．购买食品注意生产日期和保质期

④二氧化硫还可以与水反应，化学方程式是 　　。

某同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液（如图甲所示），经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是NaCl、NaOH、Na ₂CO ₃、NaHCO ₃中的一种，为确认溶液中的溶质，他设计并进行了如下探究活动。

【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下：

物质	NaCl	NaOH	Na 2CO 3	NaHCO 3
常温下的溶解度/g	36	109	21.5	9.6
常温下稀溶液的pH	7	13	11	9

请回答下列问题：

【实验探究1】

如图乙所示，在操作①后可确定溶质不是NaCl，则实验现象应是 　　；在进行操作②时有无色无味气体产生，由此又可排除的物质是 　　。

【探究结论】分析四种物质的相关信息，你认为该溶液中的溶质可能是上述四种物质中的 　　，你的判断依据是 　　。若上述探究结论是正确的，操作②发生反应的化学方程式为 　　。

【讨论质疑】有同学认为以上分析不严密，需要进一步实验确定，于是又进行了如下探究。

【实验探究2】向操作①后试管中的溶液中滴加过量CaCl ₂溶液（中性），充分反应后，试管中溶液颜色不变但有白色沉淀产生。

【得出结论】通过实验探究2可确定原瓶溶液中的溶质应该是 　　。

【反思拓展】造成该溶液出现上述实验现象的原因是 　　（用化学方程式表示）。

化学课堂上，同学们分小组合作探究碳酸钠的性质，请你参与探究并填空。

【实验记录与分析】

	实验一	实验二	实验三	实验四
实验操作
实验现象	溶液由无色变为红色		生成白色沉淀	生成白色沉淀
实验结论	碳酸钠溶液显 　　性	碳酸钠能与盐酸发生反应	碳酸钠能与氢氧化钙发生反应

【反思与拓展】

（1）甲同学分析实验一得出：盐溶液 　　（选填"一定"或"不一定"）显中性。

（2）乙同学用稀硫酸代替实验二中的稀盐酸进行探究，发现实验现象相同。从微观角度分析，这是因为稀盐酸和稀硫酸中都含有 　　。

（3）丙同学对比实验三和实验四的现象，从微观角度分析，两个反应的实质相同，溶液中相互结合的离子都是 　　。

实验是进行科学探究的重要方式。同学们设计实验探究二氧化碳的性质，请你参与探究并填空。

【实验记录与分析】

	实验一	实验二	实验三
实验操作
实验现象	蜡烛火焰	软塑料瓶变瘪程度较大的是 　　（选填"甲"或"乙"）	干石蕊纸花不变色，湿石蕊纸花变红色
实验结论	①二氧化碳的密度比空大； ②二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧	二氧化碳能与氢氧化钠发生反应

【反思与拓展】

（1）依据实验一的结论，写出二氧化碳的一条重要用途 　　。

（2）由实验二的结论分析得出：实验室中保存氢氧化钠要注意 　　。

（3）在设计上述三组对比实验时，都只改变一个影响因素，保持其他因素不变，这是运用了科学探究中的 　　方法。

如图所示，某实验小组的同学在进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。

Ⅰ、从微观角度分析，中和反应的实质是 　　。

Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分：

【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？

【猜想】猜想①：可能是NaCl和NaOH；

猜想②：可能只有NaCl；

猜想③：可能是 　　。

【查阅资料】氯化钠溶液呈中性。

【进行实验】

实验方案	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯内溶液于试管，滴入几滴酚酞溶液，振荡	溶液 　　色	猜想①不正确
方案二	取少量烧杯内溶液于另一支试管 中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量		猜想②不正确，猜想③正确

方案二发生反应的化学方程式是 　　。

【反思与拓展】

（1）在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑 　　。

（2）根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl，除以上方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？ 　　（填序号）。

A．pH试纸

B．铜

C．紫色石蕊溶液

碳酸钠在生产和生活中具有重要的用途。某化学兴趣小组为探究碳酸钠的化学性质，进行了如下实验。

向盛有适量碳酸钠溶液的四支试管中分别加入下列试剂，实验现象记录如下：

试管编号	1	2	3	4
加入试剂	无色酚酞试液	稀盐酸	澄清石灰水	氯化钡溶液
实验现象		有气泡产生	有白色沉淀产生	有白色沉淀产生

试管1中的实验现象是 　　。

试管2中发生反应的化学方程式 　　。

化学兴趣小组的同学们对反应后试管中的溶质进一步探究：某一小组将试管3、4中的物质分别过滤，得到滤液A和B。

甲、乙两同学对滤液A中溶质的成分进行探究：

【提出问题】滤液A中溶质的成分是什么？

【猜想假设】猜想一：NaOH 猜想二：NaOH和Na ₂CO ₃猜想三： 　　

【进行实验】

实验操作	实验现象	实验结论
甲：取少量滤液A于试管中，加入过量稀盐酸	有气泡生成	猜想 　　成立
乙：	有白色沉淀生成

【实验结论】通过实验，甲、乙两同学均验证猜想 　　成立。乙同学的实验操作为 　　。

【实验拓展】丙同学取一定量的滤液A和B于小烧杯中混合，有白色沉淀生成，该反应的实质是 　　（从离子相互结合的角度分析）。

【反思与评价】

1、碳酸钠溶液呈碱性，可以和盐酸、氢氧化钙和氯化钡等物质发生反应。

2、要验证反应后物质的成分，既要验证生成物，还应考虑反应物。

小倩同学了解到：外国人把中国称为"China"，在英文中与瓷器是同一个单词。"青花瓷"又是在中国瓷器中最具代表性的。绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴（CoO）。

她查阅元素周期表发现钴[读音：gǔ]元素符号为Co，在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。

【提出问题】

小倩同学产生疑问：为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢？

【寻求帮助】

（1）[咨询老师]得知：因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点（见图2），使得二者的化学性质相似。因此把这两种元素放在一起。

请你帮助小倩完成下列问题：

①钴元素在元素周期表中的原子序数为 　　；一个钴原子比一个铁原子多一个 　　（填序号）。

A．中子 B．电子 C．质子 D．电子层

②铁原子与钴原子具有相同的 　　（填序号，下同）。元素的化学性质主要与原子的 　　有关，因此二者的化学性质相似。

A．核电荷数 B．核外电子数 C．电子层数 D．最外层电子数

③在化学反应中，金属钴和铁一样，也能与稀盐酸发生反应放出氢气，反应的化学方程式为 　　；钴在氧气中燃烧生成Co ₃O ₄，化学方程式为 　　。

（2）[查阅资料]钴元素有着广泛的用途：钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。钴在电池制造中需求量增长很快，钴酸锂（已知：化学式为LiCoO ₂，锂元素化合价为+1）常用作手机电池的正极材料，其中钴元素的化合价为 　　。

【深入探讨】

[产生问题]既然钴与铁的单质具有相似的性质，那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质？

[设计并实验验证]

（1）根据所学知识，同学们已知下列反应可以进行，并进行实验：

FeO $\stackrel{\mathit{a．稀盐酸}}{\to }$ FeCl ₂ $\stackrel{\mathit{b．氢氧化钠溶液}}{\to }$ Fe（OH） ₂

观察记录实验现象：氧化亚铁为黑色固体；实验a中，随着稀盐酸的加入，黑色固体逐渐溶解，溶液呈现浅绿色；实验b中，加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀，静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最后变为红褐色。[查阅资料得知：原因是溶液中的Fe（OH） ₂遇空气中的氧气生成Fe（OH） ₃]

（2）同学们欲探究钴元素化合物的性质。设计并进行了如下实验：

CoO $\stackrel{\mathit{①盐酸}}{\to }$ CoCl ₂ $\stackrel{\mathit{②氢氧化钠溶液}}{\to }$ Co（OH） ₂

请你依据实验现象，完成下列问题：

Ⅰ．实验①中，取少量灰黑色的氧化钴放入试管中，加入稀盐酸，固体被溶解，溶液呈红色，写出反应的化学方程式 　　。另取一支试管加入少量氧化钴，滴入浓盐酸，固体被溶解，溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的 　　有关。

Ⅱ．实验②中，加入氢氧化钠溶液，出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最终变为棕色，试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的 　　有关。

通过实验探究，同学们得出结论：铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。

（1）如图为实验室制取并收集气体的装置图，回答下列问题。

①a仪器的名称是　　。

②实验室用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气应选用的装置组合是　　（填序号）。

③若用F装置收集并测量氧气的体积，应在　　（填“d”或“e”）端连接量筒。

④实验室制取二氧化碳的化学方程式是　　，用B装置制取二氧化碳便于控制反应的发生与停止，制取时应将大理石放在　　（填“b”或“c”）处。

（2）某化学兴趣小组在学完金属活动性顺序相关知识后，他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验，发现并没有铜生成，而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质。于是他们进行了如下探究：

【实验探究1】取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20mL蒸馏水的烧杯中，发现金属钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球并四处游动，发出嘶嘶的响声，收集反应产生的气体，发现该气体能燃烧。

【实验探究2】在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液，产生蓝色絮状沉淀。

【实验探究3】将蓝色絮状沉淀加热得到黑色固体。

【查阅资料】①钠在常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解。③氧化铜为黑色固体。

【问题分析】①写出钠与水反应的化学方程式　　，点燃反应产生的气体前应该先　　。②写出产生蓝色絮状沉淀的化学方程式　　。

【实验结论】在金属活动性顺序中，活动性较强的金属　　（填“一定”或“不一定”）能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

【反思与交流】钠与硫酸铜溶液反应产生少量黑色物质的可能原因是　　。

学习了酸、碱、盐的相关知识后，某兴趣小组同学在老师的指导下开展了以下探究活动。

实验一：验证酸、碱、盐之间能发生化学反应。

【进行实验】为了验证硫酸与碳酸钠能发生化学反应，小明做了如图1所示实验，观察到试管中的现象为　　，则证明两种物质发生了化学反应，该反应的化学方程式为　　。

【设计实验】为了验证硫酸与氢氧化钠能发生化学反应，小刚设计了如下实验方案。

实验操作	预期实验现象	实验结论
步骤一：将氢氧化钠溶液滴入稀硫酸中并振荡	溶液呈无色	硫酸与氢氧化钠能发生化学反应
步骤二：向步骤一所得无色溶液中滴加几滴酚酞溶液	溶液呈无色

请你评价小刚设计的实验方案是否可行，并说明理由　　。

【反思提高】证明无色溶液之间能发生化学反应的方法有很多，请你举出一个通过生成沉淀来证明发生化学反应的实例　　（只要求写出两种反应物）。

实验二：利用酸、碱溶于水放热的性质探究燃烧条件。

【进行实验】如图2所示，实验过程中，观察到滴水之前白磷不燃烧，滴水之后白磷燃烧。由此可推出可燃物燃烧需要的条件之一是　　。写出白磷燃烧的化学方程式　　。

【拓展延伸】有同学想利用图2装置，并且将部分药品进行更换（如图3所示），也来探究燃烧条件，你认为此实验方案是否可行并说明理由　　。