初中化学科学探究能力试题

（1）如图1为实验室制取并收集气体的装置图，请回答下列问题。

①仪器a的名称是 　 　。

②若用A装置制取氧气，写出对应的化学方程式 　 　。

③若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置是 　 　（填装置序号）。

④若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，其验满的方法是 　 　。

⑤二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，比空气的密度大，易溶于水且与水反应。若用F装置收集二氧化硫气体，则气体应从 　 　（填“b”或“c”）端导入。

（2）电解饱和食盐水可以制得氢氧化钠、氯气（Cl₂）和氢气，并进而生产具有消毒、漂白作用的漂白液。

①粗盐中的难溶性杂质可通过溶解、　 　操作除去，以免破坏电解装置。

②写出电解饱和食盐水的化学方程式 　 　。

③某同学想知道某一瓶放置一段时间的漂白液是否变质，设计了下列探究实验。

【查阅资料】

Ⅰ.制取漂白液（有效成分为NaClO）的原理：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；

Ⅱ.在空气中NaClO易发生反应：2NaClO+H₂O+CO₂═Na₂CO₃+2HClO，HClO能使有色布条褪色，且HClO含量越高，漂白效果越好；HClO易分解，分解后丧失漂白作用；

Ⅲ.Ca（ClO）₂易溶于水。

【提出问题】放置一段时间的漂白液是否变质？

【提出猜想】

猜想1：未变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO

猜想2：部分变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO、Na₂CO₃

猜想3：全部变质，溶液中主要成分为NaCl、Na₂CO₃

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
ⅰ取适量该溶液于烧杯中，放入有色布条		猜想3不成立
ⅱ另取适量该溶液于试管中，滴入适量氯化钙溶液	产生白色沉淀	猜想 　 　成立

写出实验操作ii中产生白色沉淀的化学方程式 　 　。

【拓展应用】由【查阅资料】和图2可知，需控制pH约为 　 　时（填整数），漂白液具有最佳漂白能力。

有一包从海水中获得的粗盐，已经经过初步提纯。课外活动小组对它的成分进行探究，并将粗盐进一步提纯。

一些物质的溶解性

	OH^﹣	Cl^﹣	SO4^2^﹣	CO3^2^﹣
H^+		溶、挥	溶	溶、挥
Na^+	溶	溶	溶	溶
Ca^2+	微	溶	微	不
Ba^2+	溶	溶	不	不
Mg^2+	不	溶	溶	微

探究过程：

Ⅰ.探究一：这包粗盐中可能有的杂质是CaCl₂和MgCl₂。

现用实验验证这种假设：取样品并溶解，加入数滴NaOH溶液，无明显现象，说明粗盐中无 　 　；另取样品并溶解，加入数滴碳酸钠溶液，有白色沉淀生成。

实验证明：这包粗盐中含有的杂质是 　 　。

Ⅱ.探究二：这包粗盐中NaCl的质量分数。按下面步骤进行实验：

①称取ag的样品；

②将样品加水溶解，制成粗盐溶液；

③向粗盐溶液中加入过量的某种试剂，过滤，得到沉淀和滤液；

④将③中所得沉淀洗涤后小心烘干，称量得到bg纯净固体M；

⑤向③中所得滤液逐滴滴入稀盐酸，直到不再产生气泡为止后，移入蒸发皿蒸发，称量得到cg纯净固体N。

（1）②③⑤的步骤中，都使用到同一仪器是 　 　；它在步骤②和⑤中的操作方法相同，但目的不同，在步骤②中的目的是 　 　。

（2）步骤③中加入的试剂是 　 　；目的是 　 　。

（3）根据以上实验可知粗盐中NaCl的质量分数为 　 　（用含字母的代数式表达）。

酸、碱、盐在生产生活中具有广泛的用途。

（1）化学实验室有失去标签的硝酸钡、碳酸钠、氢氧化钾、稀硫酸、氢氧化钙五瓶无色溶液，现将其任意编号A、B、C、D、E，然后两两混合进行实验，其部分现象如下表（微溶物视为可溶物）。

实验	A+E	A+B	B+C	B+E
现象	产生沉淀	产生沉淀	产生沉淀	产生气体

①碳酸钠俗称纯碱，属于 　 　类（填字母序号）。

A.酸

B.碱

C.盐

②写出溶液B中溶质的化学式 　 　。

③写出溶液A与E反应的化学方程式 　 　。

（2）我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”，其主要化学原理：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂═NaHCO₃↓+X；2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑等。则X的化学式为 　 　。

某溶液可能含有盐酸、硫酸、硝酸钾、氯化铜中的一种或几种，为了探究其组成，向一定质量的该溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，生成沉淀的质量与所加氢氧化钡溶液的质量之间的关系如图所示。下列相关说法正确的是（　　）

A．反应过程生成的沉淀一定有氢氧化铜，可能有硫酸钡

B．加入氢氧化钡溶液至过量，共发生了三个化学反应

C．该溶液一定含有盐酸、氯化铜，可能含有硝酸钾

D．到达b点时所消耗氢氧化钡溶液中溶质的质量是34.2g

除去下列各物质中的少量杂质，所选用的试剂和方法均正确的是（　　）

编号	物质	杂质	试剂	除杂操作方法
A.	CuO	C（木炭）	足量稀盐酸	过滤、洗涤、干燥
B.	CaCl2溶液	HCl	过量CaCO3粉末	过滤
C.	CO2	CO	O2	点燃
D.	NaNO3溶液	NaCl	过量AgNO3溶液	过滤

A．AB．BC．CD．D

某化学兴趣小组以A装置为核心装置设计了如图系列实验：（固定装置的仪器已省略）

按如图所示连接仪器，检查整套装置的气密性良好，添加药品，固定装置，进行实验。

（1）关闭K₂，打开K₁，将H₂O₂溶液缓缓滴入锥形瓶中，待D装置中出现连续均匀气泡时点燃C装置中的酒精灯，观察到V型管内a处的硫燃烧，现象是 　 　，试写出在D装置中反应的化学方程式 　 　，待V型管内的硫燃尽后仍要继续通一段时间的氧气，目的是 　 　。

（2）打开K₂，关闭K₁，继续将H₂O₂溶液缓慢滴入锥形瓶，观察到装置E中

　 　（填现象），说明氢氧化钠和稀盐酸一定发生了反应。

（3）兴趣小组有同学提出疑问：E装置内反应后的废液中除酚酞以外还有哪些溶质呢？请你一起参与探究。

【作出猜想】

猜想一：NaCl

猜想二：NaCl和NaOH

猜想三：　 　。

【分析】以上有一种猜想一定错误，请写出错误猜想的序号及错误理由 　 　。

【资料】NaCl的水溶液呈中性。

【设计并进行实验】排除了错误猜想后，为了验证其余猜想，同学们进行了如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量E装置中的废液于试管中，并向其中加入①　 　。	②	猜想三正确

【交流反思】该废液未经处理不能随意倒入水池。

实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，同学们对其是否变质进行实验探究。

【提出问题】敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质呢？

【猜想与假设】

猜想Ⅰ：没有变质。

猜想Ⅱ：　 　。

猜想Ⅲ：部分变质。

【实验探究】

同学们分别设计了不同方案进行探究，请你协助完成相关内容。

（1）小军设计的实验方案

实验步骤	实验现象	结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液	溶液变成红色	猜想Ⅲ成立
②向①的试管中滴加过量的稀盐酸	有 　 　产生

（2）小慧设计的实验方案

实验步骤	实验现象	结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中，滴加过量的BaCl2溶液	有白色沉淀产生	猜想Ⅲ成立
②实验①结束后进行过滤，向得到的滤液中滴加 　 　。	溶液变成蓝色

【反思与评价】

（3）同学们讨论认为，小军的实验结论不严密，理由是 　 　。

【拓展实验】

（4）小慧实验②中所加的试剂替换为下列 　 　操作，也可以实现相同的目的。

a.测溶液的pH

b.滴加MgSO₄溶液

c.通入CO₂

d.滴加稀盐酸

（5）若要除去NaOH溶液中混有的Na₂CO₃，涉及反应的化学方程式为 　 　。

2021年全球新冠疫情形势依然严峻，除了打疫苗、戴口罩、勤洗手外，还需要科学、正确、安全地消毒。84消毒液、H₂O₂溶液都是常用的消毒剂，某兴趣小组对这两种消毒剂进行了如下探究活动：

【实验】取少量84消毒液置于试管中，滴加H₂O₂溶液，有大量气泡产生，经检验产生的气体是氧气；

【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）；

【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？

【作出猜想】

猜想一：NaClO类似分解H₂O₂溶液制取氧气时MnO₂的作用，作催化剂；

猜想二：NaClO与H₂O₂溶液发生化学反应，作 　 　；

【实验探究】

（1）按入图所示组装实验装置（固定装置省略），加入药品前的操作是 　 　。

（2）实验Ⅰ：按入图装置经注射器甲注入10mL水，观察到注射器乙活塞向右移动10mL；（忽略大气压、摩擦等其他因素对测量结果造成的影响，下同）

（3）实验Ⅱ：先向锥形瓶中加入20mL 84消毒液，再按如图装置将25mL H₂O₂溶液平均分5次经注射器甲注入锥形瓶中，待注射器乙活塞不再向右移动后，记录每次气体的总体积，数据见表：

/	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
H2O2溶液/mL	5	5	5	5	5
注射器乙中气体的总体积/mL	35	70	85	a	b

表中的数据a＝　 　；

【实验结论】根据表中数据判断 　 　（填“猜想一”或“猜想二”）是正确的，依据是 　 　。

【反思评价】通过该实验说明消毒剂混用可能会影响消毒的效果，因此生活中在使用各种消毒剂时不能随意混用，应科学使用，注意安全。

为探究某化工厂固体废物的成分，以便回收有用物质，除掉有害物质。已知固体废物的主要成分是NaCl，还可能含有Na₂CO₃、K₂SO₄、NH₄NO₃、MgSO₄、FeCl₃，通过以下探究回答下列问题。

（1）气体乙的化学式为 　 　。

（2）无色溶液A中存在的阴离子有 　 　。

（3）反应生成气体甲的化学方程式为 　 　。

（4）原固体废物中一定存在的物质有 　 　。

碳酸氢钠（NaHCO₃）是发酵粉的主要成分，常用于制作糕点、馒头的发泡剂。某同学为探究发酵粉样品中NaHCO₃的质量分数，他取样品20.0g，进行如图实验探究：

假设样品中除NaHCO₃之外的其他成分加热不发生变化，也不与盐酸反应，直接进入固体B中。下列判断正确的是（　　）

A．加热产生CO₂的质量为3.1g

B．固体A中含有Na₂CO₃的质量为7.5g

C．蒸发结晶得到的固体B中含有剩余的HCl

D．原发酵粉样品中的NaHCO₃的质量分数为84.0%

达州市九年级学生在5月份进行了实验操作考试，某实验室的老师准备实验药品时发现一瓶氢氧化钠固体未盖瓶塞。对于该固体是否变质，老师让三位同学通过实验来探究：

【提出问题】氢氧化钠是否变质？变质程度如何？

【猜想与假设】

猜想Ⅰ：没有变质，全部是NaOH；

猜想Ⅱ：部分变质，固体是NaOH和Na₂CO₃；

猜想Ⅲ：全部变质，全部是Na₂CO₃。

氢氧化钠变质的原因 　 　（用化学方程式表示）。

【设计并进行实验】取一定量的固体溶于水配制成溶液，分成三份，三位同学按照自己的方案进行以下实验：

	实验操作	实验现象	实验结论
小李	向第一份溶液中加入无色酚酞试液	溶液变红	猜想Ⅰ成立
小王	向第二份溶液中滴加几滴稀盐酸	无明显现象	猜想Ⅰ成立
小陈	向第三份溶液中加入CaCl2溶液		猜想Ⅲ成立

【分析讨论】

①小王和小陈认为碳酸钠溶液也能使无色酚酞试液变红，因此小李的结论不正确。

②经过讨论他们认为通过小王的实验不能得出样品中一定不含Na₂CO₃，原因是 　 　。

【得出结论】综合三位同学的实验操作和现象可以得出猜想 　 　成立。

实验结束后大家将废液倒入同一个废液缸内观察到废液呈红色，且有白色沉淀。为了不污染环境，他们向废液缸里加入一定量的稀盐酸后得到无色澄清溶液，所得溶液中溶质（酚酞除外）种类最多时，溶液中所含有的离子有 　 　（填离子符号）。

【反思与拓展】

（1）大家一致认为实验室的NaOH必须密封保存。

（2）已知：①Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃

②NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O

如果向NaOH溶液中通入一定量的CO₂气体，反应后所得溶液中溶质的组成有 　 　种情况（不考虑CO₂和H₂CO₃作溶质）。

实验室常利用下列装置制取并探究气体的有关性质，请你根据所学知识回答下列问题：

（1）仪器甲的名称是 　 　；

（2）氧气与世间万物如影随形，动植物呼吸、燃料燃烧、钢铁冶炼等都需要氧气，实验室利用B装置制取氧气时所发生反应的化学方程式为 　 　，若要收集一瓶干燥的氧气，装置接口连接顺序为b→　 　→　 　→　 　；

（3）甲烷是一种密度小于空气，难溶于水且具有可燃性的气体，实验室里也可利用上述装置通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取，则制取装置为 　 　。某同学将一定量的甲烷气体置于盛有氧气的密闭容器中点燃，反应结束后测得容器中CO和CO₂的总质量为37.6g，同时测得水的质量为36g，请根据数据写出该反应的化学方程式 　 　。

该同学对甲烷的其它化学性质产生了兴趣：

【提出问题】甲烷除了可燃性外，还具有什么化学性质？

【查阅资料】无水硫酸铜遇水变成蓝色

【作出假设】甲烷具有还原性

【设计并进行实验】该同学按如图装置进行实验：

【实验现象与结论】

通入甲烷加热一段时间后才观察到A装置中黑色固体变为红色，B装置中无水硫酸铜变为蓝色，C装置中氢氧化钙溶液变浑浊。根据现象写出甲烷与氧化铜发生反应的化学方程式 　 　。通过实验证明，甲烷具有还原性。

【反思与评价】

实验时，先向装置中通入一段时间的氮气，再通入甲烷加热的目的是 　 　。

除去下列物质中的少量杂质，所选试剂及操作方法正确的是（　　）

选项	物质	杂质	试剂及操作方法
A	KCl固体	MnO2	加水溶解、过滤、洗涤、干燥
B	FeSO4溶液	CuSO4	加入适量的锌粉，过滤
C	NaCl溶液	FeCl3	加入过量NaOH溶液，过滤
D	Cu	Fe	加入过量的稀盐酸，过滤、洗涤、干燥

A．AB．BC．CD．D

某学习小组对铁锈蚀进行探究。

【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？

【查阅资料】

1.氯化钙固体可作干燥剂。

2.一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。

3.常温常压，氢气密度是dg/mL。

【设计与实验】

实验一：定性探究铁锈蚀的因素

取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表1。

表1

试管	一周后现象
A	铁钉表面有一层铁锈
B	铁钉表面无明显变化
C	铁钉表面无明显变化
D	铁钉表面有较厚铁锈

（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的 　 　发生化学反应。

（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 　 　有关。

（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是 　 　。写出除铁锈的化学方程式 　 　。

实验二：定量探究铁锈蚀的因素

小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t₁时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。

（4）据图3，t₂时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是 　 　。

（5）据图4，对比AB段和BC段说明 　 　，分析t₃时刻后压强突然变大的原因是 　 　。

实验三：测定铁锈含量

将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得mg固体，连接图5装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。

（6）完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为VmL，则该固体中铁锈质量分数表达式为 　　 。

（7）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是 　 　，解决方法是 　 　。

【反思与评价】

（8）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是 　 　。

某兴趣小组通过以下实验探究气体的制取方法和性质。

已知：白色的无水硫酸铜与水反应生成蓝色的硫酸铜晶体；浓硫酸具有吸水性。

（1）小清同学整理部分装置（如图1），请你帮他完成下表：

实验室制取气体	反应原理（写化学方程式）	发生装置（填字母）	收集装置（填字母）
二氧化碳（干燥）

（2）小华同学设计的实验装置（如图2），既可用于制取气体，又可用于验证物质性质。

Ⅰ.当打开K₁、关闭K₂时，利用①、②装置可直接进行的实验是 　 　（填字母）。

A.过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气

B.锌与稀硫酸反应制取氢气

Ⅱ.实验Ⅰ中制得的气体不纯。小明同学认为杂质可能为水蒸气，这是科学探究中的 　 　。

A.提出问题

B.做出假设

C.进行实验

D.获得结论

打开K₂、关闭K₁，利用①、③装置来验证产生的气体中含水蒸气，此时仪器甲中盛放的物质是 　 　，可以观察到的现象是 　 　。

Ⅲ.仪器甲具有多种用途，小亮同学利用它制氧气并验证氧气性质：

实验过程中观察到的现象为 　 　。对反应后的固体残渣（二氧化锰）进行回收，你认为需要用到的一种操作是 　 　。