化学科学探究

活动与探究习题专集1.某化学兴趣小组的同学以“二氧化碳”为主题，进行探究学习，请你作为该小组成员来解决下列问题。 小明用如图装置进行“人体呼出气体中的CO2是否比吸入的空气中的CO2含量多”的探究实验。实验操作及现象如图所示： 根据实验现象小明得出的结论是_；写出澄清石灰水变浑浊的反应方程式 _。 化学反应往往伴随着一些现象发生，但二氧化碳和氢氧化钠溶液的反应没有明显的现象，小刚同学想利用下列仪器和药品验证二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生了化学反应。III III 装置III中的药品为_； 选择的实验装置的连接顺序是（用bd接口符号表示）：a（ ）（ ）（ ）；能证明CO2与NaOH溶液发生了化学反应的实验现_。2.化学小组的同学为验证蜡烛（主要成分是石蜡）的燃烧产物，并测定蜡烛中碳、氢两种元素的质量比，设计的实验装置如下（注：反应前全套装置中残留的空气及反应后A瓶内残留的燃烧产物均忽略不计，且各装置均能吸收完全）。 A B C D E（1）实验步骤有：称量再称量点燃蜡烛，并通入氧气（控制氧气流量）停止通氧气，使蜡烛熄灭按图示连接仪器将装置冷却至室温。则实验步骤的顺序是（填数字序号） _。 （2）可供选择的试剂有：稀硫酸、浓硫酸、盐酸、澄清石灰水、氢氧化钠浓溶液等。则装置C、D中所盛放的试剂依次为_；装置E的作用是_。（3）为测定蜡烛中碳、氢两种元素的质量比，反应前、后必须称量装置（填装置序号） _的质量。3.研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探险究，以下是他们探究的主要过程：【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂的种类有关【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量的MnO2和红砖粉，测量各成一瓶（相同体积）O2所需要的时间。实验编号12反应物6% H2O26% H2O2催化剂1g红砖粉1g MnO2时间152s35s【实验记录】【结论】该探究过程得出的结论是_。【反思】H2O2在常温下分解缓慢，别入MnO2或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂还需要增加实验证明它们在化学反应前后的_是否改变。H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。（只要求提出假设和实验方案） 4.在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”的魔术。他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小蔡很感兴趣，于是，他和同学们进行探究。【提出问题】过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？ 【猜想】可能有一种气体和另一种物质生成反应过程中可能有热量放出【实验装置】如右图所示【实验探究】实验一：探究反应后生成的气体是什么？（1）打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是 。（2）实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因： 。 实验二：继续探究反应后生成的另一种物质是什么？（1）小张猜想另一种物质是Na2CO3，小蔡认为不可能。小蔡的依据是 （2）小蔡取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色。说明反应后所得的溶液呈 性。【表达】由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式 5.下图A、B、C是实验室常用的气体发生装置，装置A中为分液漏斗，通过分液漏斗活塞的“开”、“关”，可以向锥形瓶中滴加液体。请回答下列问题：FEDCBAabcdefgh氢氧化钠溶 液浓硫酸（1）请写出在装置B中放入氯酸钾和二氧化锰混合物加热制取氧气的化学方程式。（2）已知过氧化钠（Na2O2）是一种淡黄色固体，常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气。如果在实验室中用A作气体发生装置，用过氧化钠和水反应来制取一瓶干燥的氧气，所选装置的正确连接顺序是（填写管口字母） 若只改变A装置中的药品，仍采用已连接的整套装置，还可以用来制取的气体 是 （3）通过上述两种制取氧气的方法所选用发生装置的对比，可总结出选择气体发生装置应考虑的因素有哪些？ （4）装置A和C都可以作为实验室制取氢气的发生装置，A和C相比，A具有哪些优点？（答出一条即可） 6.室验室开放日，我与小娜、小佳、小华、小丽等同学来到实验室，看到实验桌上摆放着四瓶无标签的试剂，分别是两瓶固体和两瓶液体，我们决定对“固体与液体”之间的反应进行一些探究。（1） 小娜同学从一瓶固体和一瓶液体中各取少量试剂于试管中进行混合，立即产生了一种无色气体，对气体是何物质，同学们进行了大胆的猜想，我的猜想可能是 ； ；。（2）写出制取两种气体的化学方程式 ； （3）我想设计一个实验证明小佳同学猜想是正确的，实验设计如下：实 验 步 骤现 象 及 结 论（4）小华想用右上图给定的收集装置收集我猜想中的气体，则气体由 （填a或b）端进入。（5）上图装置除可用来贮气外还可用来洗气，要除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳气体，装置中应放 ，混合气体从 （填a或b）端进入。反应的化学方程式 7.骗子往往披着科学的外衣，而科学可以给我们一双明辨是非的眼睛。例如：有人提出使用“高科技的添加剂”可以使水变成汽油。小明同学在学习过物质构成的奥秘后，认为可以用物质组成的观点解开这个骗局。【提出问题】根据水的组成和汽油的组成判断，水是否可以变成汽油。【猜想与验证】（1）确定水的组成。实验装置示意图如下。通电一段时间后，试管1和试管2中所收集的气体体积比约 为 。对两支试管中的气体进行检验，试管1中的气体可使 （填现象），说明是氧气；将试管2中的气体移近火焰时， （填现象），说明是 。 实验结论：水是由氢元素和氧元素组成的。 （2） 确定汽油的成分。操作如下。实验步骤实验现象结 论点燃使用汽油作燃料的油灯。将光洁干冷的烧杯罩在油灯火焰上方现象： 证明汽油在空气中燃烧后的产物中有 将内壁蘸有_的烧杯罩在油灯火焰上方现象： 证明汽油在空气中燃烧后的产物中有二氧化碳 实验结论：汽油的组成中 。汽油和水的组成元素不同，水不能变成汽油。8环境问题是人类可持续发展必须解决的一个重要问题，温室效应被列为21世纪人类面临的最大威胁之一，已引起人们的广泛关注。旨在限制发达国家温室气体排放量、抑制全球范围内气候持续变暖的京都议定书，已于2005年2月16日正式生效。（1）.二氧化碳是大气中的主要温室气体，我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，我们可以采取的措施有（只填2种）： ； 。（2）.为减缓二氧化碳使全球变暖的趋势，有科学家提出大胆设想：将排放到空气中的二氧化碳压缩使其液化，然后将其压入到冰冷的深海中。但也有科学家担心海水中富含二氧化碳后酸度会增加，可能会杀死一些海洋生物，甚至会溶解掉部分海床，同时气候变化也可能改变海洋环流，把海底的二氧化碳又带回海面，另外把二氧化碳压入海底所消耗的能源可能会再增加二氧化碳的排放。 二氧化碳气体转变为液体时将会 能量（填“释放”或“消耗”）；二氧化碳使海水酸度增加的原理用化学方程式表示为： ； 二氧化碳在深海中的溶解度比在通常状况下的水中的溶解度 ，原因是 （3）.常温常压下1体积水约溶解1体积二氧化碳气体，氢氧化钠溶液与二氧化碳反应时没有明显的现象变化。某研究小组设计了下列实验装置 (所有装置的气密性良好) ，试图通过观察现象来间接证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。 请根据上图实验装置和下表的操作方法，将可能观察到的实验现象填入下表中：所选装置操作方法实验现象A将充满二氧化碳的试管倒扣在水中试管内的液面略有上升B将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中C将氢氧化钠溶液滴入烧瓶D将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶E将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶若再分别向A、B装置的烧杯中滴入少量氯化钙溶液，将会看到的现象是：A： ；B： 。9.某校进行化学实验考察时，老师给了同学们一小包黑色粉末，这种黑色粉末可能是氧化铜、木炭粉或者是这两者的混合物，让他们通过实验探究来确定。某同学探究过程如下：（1）提出问题假设1：黑色粉末是木炭粉；假设2： ；假设3： ；（2）设计实验方案：他对实验进行了一下设想和分析：取少量黑色粉末于烧杯中，并加入过量的稀硫酸。则实验中可能出现的现象与对应结论如下表，请你完成下表。实验中可能出现的现象结论假设1成立假设1成立（3）进行实验：通过实验及分析，确定该黑色粉末为木炭粉和氧化铜的混合物。（4）拓展：为了进一步探究木炭粉和氧化铜的性质，他又利用这种混合物补充作了如下实验：将此黑色粉末隔绝空气加热（若木炭粉完全反应），待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后，静置。请你回答:烧杯中 ( 填“有”或“没有”)不溶物.若静置后溶液呈无色,则该溶液中的溶质是 (写化学式).若静置后溶液呈蓝色,该反应的化学方程式为 10.今年6月1日，江苏省环保厅公布了2005年全省环境质量公报。公报显示，无锡市空气质量较差，为中污染级，其中二氧化硫未能达到国家环境空气质量二级标准。某研究性学习小组的同学认为“保护环境，人人有责”，他们在课外活动时对“二氧化硫能否与水反应生成酸”进行了实验探究。请你参与他们的探究活动，并回答有关问题。查资料常温下二氧化硫是一种无色气体，易溶于水。假 设二氧化硫能与水反应生成酸。设计实验 (1)小雨同学将二氧化硫气体通入紫色石蕊试液中，观察溶液颜色的变化。他认为，若紫色石蕊试液变 色假设成（2）小涛同学认为小雨同学的实验方案不严密。小涛同学用紫色石蕊试液将白色滤纸染成紫色，干燥后做成三朵紫色的小花，然后按下列图示进行实验，在(I)、()、()中分别观察到变色和不变色的两种现象。小涛同学认为，若 (填序号)中的紫色小花变色，则证明假设成立。交流与反思小明同学对小涛同学的实验方案提出了质疑，他认为上述实验还不足以证明“二氧化硫和水反应生成了酸”，其理由是 。三位同学讨论后补充了一个实验，使探究活动获得了成功，你认为这个实验应该是 (简述实验步骤和现象)。 结 论通过上述实验得出：二氧化硫能与水反应生成酸。11.如图所示，把一只新鲜鸡蛋放入盛水的杯中，鸡蛋沉入水底(蛋壳的主要成份是碳酸钙)。回答下列问题：(1)若向杯中逐渐加入食盐粉末直至溶液饱和(饱和食盐水的密度鸡蛋的密度)，将会观察到现象 并解释因 (2)向杯中逐滴加入浓盐酸，鸡蛋表面将会出现的现象是 写出上述过程中发生反应的化学方程式 ，反应的基本类型 。12.取一片洗净晾干的鸡蛋壳(主要成分为碳酸钙不考虑其他杂质)放在酒精灯火焰上灼烧一段时间后放置冷却。某同学研究其在灼烧后残留固体的组成，请你参与此项研究。(1)根据你的知识和经验提出假设：残留固体可能组成为：(2)请你设计实验验证假设： 步骤和方法 现象 结论13.燃烧是一种发光、发热的剧烈的化学反应。认识燃烧，科学地利用和控制燃烧，使燃烧为人类服务是十分重要（1）物质燃烧一般需要同时满足三个条件，物质具有可燃性是燃烧的首要条件，发生燃烧的另外两个条件分别是_；_ _。（2）下面是验证燃烧条件的实验装置图。 已知木炭是一种可燃物。请验证：木炭发生燃烧的另外两个条件中，缺少任何一个条件都不能燃烧（两个条件须分别验证），只有同时具备这两个条件才能燃烧。在完成气密性检查后填装药品，并已设法在整个装置中充满了氮气。若要求实验过程中不得拆、装仪器，请设计后续的实验步骤，并按要求填表。步骤操作预计现象及得出的结论盖灭酒精灯，待仪器恢复到常温（3）装置B在“盖灭酒精灯，待仪器恢复到常温”这一步中的作用是_ _ 14.二氧化硫(SO2)的含量是空气质量监测的指标之一。请你参与兴趣小组对二氧化硫部分性质的实验探究。（1）若雨水的pH小于5.6，表明空气受到污染。为了测定二氧化硫水溶液的pH，小明同学向一个集满二氧化硫气体的质地较软的塑料瓶中加入适量的水，立即旋紧瓶盖，振荡，使二氧化硫充分溶解(二氧化硫能与水反应形成亚硫酸)，打开瓶塞，测定瓶中二氧化硫水溶液pH的实验操作是_。（2）为了探究二氧化硫能否与氢氧化钠反应，小宁同学用右图所示装置进行实验，发现试管内液面上升。小宁同学由此得到结论：二氧化硫能与氢氧化钠反应。你认为小宁同学由上述实验得出的结论是否合理？ (填 “是”或“否”)，理由是_。（3）兴趣小组同学取刚降到热电厂附近的雨水进行测定，每隔五分钟测一次pH，其数据如下表所示：测定时刻505510515520525530535pH4.954.944.944.884.864.854.85分析上述数据变化，你可以得出的结论是 ；针对此结论，你猜测其中的原因为 。结合大理石被酸雨腐蚀的事实，你认为碳酸、硫酸、亚硫酸的酸性强弱顺序 15.钛(Ti)是一种重要的航天金属材料。某学习小组对三种金属Ti、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究。过程如下：【提出假设】A、Ti金属活动性比Al强。B、Al金属活动性比Cu强。【查阅资料】钛能与盐酸反应。【实验设计】同温下，取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应，观察现象。【操作分析】三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮，其目的是.A除去氧化膜，利于直接反应B使表面光亮，易观察现象C使反应金属温度相同，易反应【实验现象】金属TiAlCu与盐酸反应现象反应缓慢反应剧烈无明显现象【实验结论】（1）原假设中 不正确（填：“A”、“B”或“AB”）。（2）三种金属的金属活动性由强到弱的顺序为 。【结论应用】能否用铝制容器来盛装波尔多液（含硫酸铜）， （填“能”或“否”）,理由是 16.氢氧化钠溶液中哪一种粒子（H2O、Na+、OH-）能使指示剂无色酚酞试液变红。实验步骤： 在第一支试管中加入约2mL蒸馏水，滴入几滴无色酚酞试液，观察现象； 在第二支试管中加入约2mLNaCl（pH=7）溶液，滴入几滴无色酚酞试液，观察现象； 在第三支试管中加入约2mLNaOH溶液，滴入几滴无色酚酞试液，观察现象。通过上述实验的探究回答下列问题（下述“现象”是指无色酚酞是否变红）：（1）实验看到的现象是 ；你得出的结论是 。（2）实验看到的现象是 ；说明钠离子 。（3）实验看到的现象是 ；你得出的结论是 。17.做中和反应实验时，我将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，意外看到有气泡产生。小伟提醒我：是不是拿错了药品？我查验后确认药品没错，只是在瓶口发现了有白色粉末状物质。我认为是氢氧化钠溶液变质了。做了一下探究活动：(1) 氢氧化钠溶液变质的原因是 (2) 设计实验确认氢氧化钠溶液已变质实验步骤实验现象实验结论（3）我想知道该氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质？小伟设计了如下实验，请帮我们完成实验步骤实验现象实验结论该氢氧化钠溶液 变质。写出第三步中涉及到的一个化学方程式 。（4）如何用该变质的氢氧化钠溶液来制取氢氧化钠溶液？简述实验步骤。 18.化学反应往往伴随着一些现象发生，但CO2与NaOH溶液的反应没有明显的现象。为了通过一些现象说明CO2与NaOH发生了反应，某班同学分两组作了如下探究实验：（1）第一组同学把一支收集有CO2的试管倒立在装有饱和NaOH溶液的烧杯中（如右图所示），看到试管内液面上升。这种现象是因为试管内外产生（ ）A温度差 B重力差 C压强差 D浮力差 （2）第二组同学从中得到启发，也设计了如下实验装置进行探究：A现象为 ，B现象为 ，C现象为 。你认为以上设计能达到实验要求的是 （填序号）。 （3）同学们经过分析讨论，认为第一组的实验中产生液面上升现象的原因可能有两种。一种是因为CO2与溶液中的NaOH反应，消耗了CO2，你认为另一种原因是 。（4）为了进一步证实CO2与NaOH溶液已经发生了反应,他们设计了如下方案:取上述实验后的溶液,第一组同学滴加 ,现象为 ； 第二组同学滴加 ,现象为 。他们虽然看到的现象不同,但都可以证实CO2与NaOH溶液已经发生了反应19小刚在化学实验室发现，盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。小刚叫来小军和小红，共同探究这种白色粉末的成分。他们依据所学的化学知识，对这种白色粉末的成分作了如下猜想：可能是NaOH；可能是Na2CO3；可能是NaOH与Na2CO3的混合物。为了验证猜想，他们分别做了下面的实验。（1）小刚取少量白色粉末，滴加稀盐酸，有气体生成。由此小刚认为白色粉末是Na2CO3。请判断小刚所得结论是否正确，并简述理由。 _（2）小军取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变为红色。由此小军认为白色粉末是NaOH。请判断小刚所得结论是否正确，并简述理由。_玻璃管小气球NaOH溶液CO2（3）小红取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加BaCl2试液，有白色沉淀产生。由此判断白色粉末中含有_。为了验证猜想，小红继续向溶液中滴加BaCl2试液至不再产生沉淀，然后过滤。你认为她接下来还应进行的实验是_；在小红所做的实验中，若把BaCl2溶液换成Ba（OH）2溶液是否可行？请简述理由。20甲、乙两同学想了解碳酸钾溶液的酸碱性。他们做了以下研究：猜想与假设碳酸钾溶液的酸碱性可能有_种情况；设计与实验用pH试纸来检测碳酸钾溶液的酸碱性：实 验 操 作检测结果甲同学取pH试纸放在玻璃片上；用玻璃棒蘸取碳酸钾溶液沾在pH试纸上；将试纸显示的颜色与标准比色卡比较。pH7乙同学将pH试纸直接浸入碳酸钾溶液中，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较。PH7结论和分析根据两位同学的实验可得出碳酸钾溶液酸碱性的结论：_评价与反思根据两位同学的实验操作，你认为_同学操作不规范。为什么?_如果实验室没有pH试纸，又要一次测定未知溶液的酸碱性，可选用_试液来进行实验。21.某固体可能由、中的一种或几种组成，现进行如下实验：试回答： （1）白色沉淀A的化学式为 ，无色气体D的化学式为 。（2）原固体中一定含有 ，一定不含有 ，可能含有 。（3）为检验上述可能含有的物质是否一定存在，某同学又设计了如下实验方案： 取少量固体溶于水，加入足量的溶液，充分反应后，过滤； 取滤液加入溶液，观察有无白色沉淀生成，由此得出结论。在上述某同学的实验方案中，加入足量的溶液的目的是 。22.由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析探究（资料显示该塑料只含C、H两种元素），他们设计了如图所示的实验装置，使该塑料试样在纯氧中燃烧，观察实验现象，分析有关数据，推算元素含量。 浓硫酸 塑料碎屑 浓硫酸 澄清石灰水碱石灰二氧化锰H2O2溶液F A B C D E (1)仪器A中所发生的反应化学方程式为 。（2）仪器B的作用是 。（3仪器E中的现象是 。（4）若仪器C的玻璃管中放入的塑料试样质量为Wg，塑料试样充分燃烧后，若仪器D增重a g，则Wg该塑料试样中含氢元素的质量为 g（计算结果可为分数形式）（5）若装置中没有连接仪器B，将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果 （填“偏小”、“偏大”、“无影响”中之一）。 23. 小明家住在山青水秀的月牙山脚下，几年前，村里为了发展经济，在村边建起一座氮肥厂。近段时间，小明发现村里的井水，在烧水或用碱性洗衣粉洗衣服时，总闻到水里散发出一股与氮肥厂附近相似的刺激性气味。【作出猜想】联想到所学的化学知识，小明猜想可能是氮肥厂排出的废水污染了井水。他猜想的依据是 。【表达交流】请你根据上述信息帮助小明归纳污染物的化学性质：（1） ；（2） 。【设计实验】为了验证猜想，小明设计了如下实验方案：（1）从氮肥厂取来氮肥作为样品。（2）取适量样品放入玻璃杯中，加入井水充分溶解。将所得溶液分为2份。（3）一份加入碱性洗衣粉，搅拌后闻气味；另一份加热后闻气味。【反思评价】小明的实验方案存在着问题，你认为应怎样改进？。【获得结论】小明通过改进后的实验，确认是氮肥厂排出的废水污染了井水。【探究启示】目前该村村民还需饮用井水，请你提出一条简便的处理方法： 。24.维生素C又名抗坏血酸，易溶于水，易被氧化，能与碘反应。人体缺乏维生素C可能引发多种疾病。某研究性学习小组对它研究如下：（1）猜想：维生素C可能具有酸性？（2）实验方案：维生素C片、蒸馏水、紫色石蕊试液、无色酚酞试液、氢氧化钠溶液、PH试纸。（实验仪器自选）根据以上试剂，请你帮助他们设计出两种实验方案，并写出实验现象：实验内容实验现象方案方案（3）结论：维生素C具有酸性。根据维生素C的性质，判断下列物质中能与维生素C反应的是（ ）。A.金属镁 B.氯化钾 C. 氢氧化钠 D.硫酸铜（4）同学联想到西红柿等蔬菜、水果中含有丰富的维生素C，放置时间长短是否对维生素C的含量产生影响。他设计了如下的实验方案：.把新鲜的西红柿和放置一周的西红柿分别捣碎，用纱布将汁液挤在两个烧杯中；.取两支盛有2ml蓝色碘的淀粉溶液的试管，分别滴加上述两种汁液，边加边振荡，直到蓝色刚好消失，记录滴数如下：汁液新鲜的西红柿汁液放置一周的西红柿汁液滴数1220请你回答下列问题：你认为西红柿中维生素C含量高的是 。你从中得到的启示是 。25.小芳同学从超市购买了一瓶维生素C泡腾片。下图是维生素C泡腾片标签上的部分内容：小芳同学根据使用说明将维生素C泡腾片放入一杯水中，发现维生素C泡腾片逐渐溶解，产生大量气泡，片刻后变成为一杯鲜甜的橙味饮品。小芳同学感到很好奇，产生的气泡是什么呢？请参与小芳同学的探究：我的猜想我的实验方案气泡的成分是 理由是_ _。实验步骤实验现象我的结论根据维生素C泡腾片贮藏条件，请说明保存时要低温和防潮的原因是：_ _ _ 。