初中化学化学式与化合价科学探究题专题训练含答案

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姓名：__________班级：__________考号：__________一、科学探究题（共4题）1、饮水安全是脱贫攻坚“两不愁、三保障、一安全”的重要内容和指标，关乎百姓生命健康，必须对天然水进行净化达标后才能饮用。（1）在净化水的过程中常用______来吸附水中的色素和异味，用二氧化氯（C1O2）消毒杀菌，二氧化氯中氯元素的化合价为______。（2）某同学在使用“除垢剂”去除热水瓶中的水垢时，发现有气泡产生。根据水垢的主要成分含有碳酸钙等物质，猜想到“除垢剂”的有效成分中可能含有酸。于是，他分别设计了在家庭中和实验室用两类不同物质且产生两种不同现象的实验方案验证自己的猜想，请完成实验报告。实验步骤实验现象实验结论家庭中：取适量“除垢剂”于瓷碗中，向其中加入______。______“除垢剂”的有效成分中一定含有酸。实验室：取适量“除垢剂”于试管中，向其中加入______。______根据实验结论，得出使用“除垢剂”时的注意事项有______（写一条）。2、炎热的夏季，游泳池成了人们消暑健身的热门场所，水质的安全也成为大家关注的话题。小丽和同学们对某室内游泳池的水呈蓝色的原因及水质安全展开了研究。请回答下列问题。（查阅资料）a水对蓝光的反射和散射作用使水呈现蓝色，水越深，蓝色越明显。b游泳池的水质常规检验主要项目及限值如下表：项目浑浊度pH值尿素总大肠菌群(36℃，24h)游离性余氯化合性余氯水温数值≤1NTU7.0-7.8≤3.5mg/L每100不得检出(0.2-1.0)mg/L≤0.4mg/L23℃-30℃（交流与讨论）小丽认为泳池水呈蓝色可能是因为加入了硫酸铜。（实验探究）实验步骤实验现象实验结论(1)取少量泳池水于试管中，加足量_______溶液无明显现象泳池水中无Cu2+(2)另取少量泳池水于试管中，加稀盐酸，再加足量_______溶液生白色沉淀泳池水中含有（实验结论）泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的。从微观角度分析，水分子本身____(填“有”或“没有”)改变。写出一个步骤(2)中产生白色沉淀可能发生的化学反应方程式_______。（实验调查）同学们就泳池水净化问题走访了游泳馆的管理人员，得知：a泳池水通过循环净化的方式实现再利用，其工艺流程如图所示。b泳池水常见的水质问题是尿素含量超标。(1)写出二氧化氯的化学式_______。(2)加药装置中絮凝剂的作用是_______。(3)提出一条降低泳池水中尿素含量的建议_______。3、小明同学假期在家看电视台一档“家有妙招”栏目中介绍一种“活性炭软化水“的妙招，心里泛起了嘀咕：活性炭真的可以除去硬水中钙、镁离子而使硬水软化吗？于是他到学校实验室进行了如下一系列的探究。探究一：活性炭能否软化硬水他按节目中介绍的方法做了一个与“妙招”制作原理相同的简易的净水装置。（实验1）在两个体积相等的烧杯中，一个加入硬水。一个加经过简易净水器净化后的硬水，各20mL，再分别加等体积的肥皂水，振荡，观察到的现象如下：______________________________。（得出结论）用活性炭不能软化硬水。（评价与反思）在实验中一般可通过____________来降低水的硬度，做此操作时要在烧瓶中加入几粒碎瓷片，目的是______________，日常生活中常采用煮沸方法软化水。探究二：煮沸能否一定软化硬水（查阅资料）(1)水的硬度是水中所溶解的可溶性钙镁化合物引起的，硬水中所溶解的钙镁化合物可分为两类：钙、镁的碳酸氢盐，如碳酸氢钙（Ca(HCO3)2）等；钙、镁的硫酸盐或氯化物。如CaCl2等。一般所说水的硬度是由上述两类化合物引起的。请计算出CaCl2中钙元素化合价为______________________。(2)Ca(HCO3)2加热分解产生碳酸钙、水、二氧化碳等物质。碳酸钙难溶于水，请写出Ca(HCO3)2加热分解的反应的文字表达式____________________。（实验2）为方便研究他准备了碳酸氢钙溶液和氯化钙溶液来代表两类不同的钙镁化合物。实验编号实验操作实验现象①分别取5mL的碳酸氢钙溶液和氯化钙溶液于A、B两支试管中，同时加热A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无明显现象②在上述实验后，分别滴加4滴肥皂水，振荡A试管中有大量的泡沫，B试管中泡沫较少（得出结论2）煮沸实际上只能降低_______________类所引起的水的硬度。（评价与反思2）小芳同学提出，上述实验②不做也可以得出实验的结论，理由是_____________________。4、某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答问题：（教师提醒）它由Cu、Fe2O3两种固体中的一种或两种组成（提出猜想）红色粉末可能的组成：猜想①只有Cu；

猜想②

___________；猜想③是Cu、Fe2O3的混合物（实验探究）同学们为确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中，如图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，继续通CO气体直至玻璃管冷却。⑴在装置A中先通CO气体的目的是__________________________，A装置中发生反应的化学方程式为__________________________。⑵小林同学认为为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前应先断开A和B的连接，小丽认为不需要，理由是_________________________________。⑶实验后小组内有同学指出上图装置存在一个缺陷是______________________。⑷小明同学取少量完全反应后的剩余固体于试管中，加入足量的稀硫酸，观察到有气泡产生，同时试管底部有红色固体。得出的结论是猜想__________成立。（反思评价）小丁同学通过称量反应前后相关装置和物质的总质量，分析下表中的数据，也能证明猜想。反应前反应后玻璃管和红色粉末的总质量为37.3g玻璃管和固体物质的总质量为36.1g请通过计算证明哪一个猜想成立？(写出计算过程)___________============参考答案============一、科学探究题1、活性炭+4少量锌粒

有气泡产生

少量氧化铜

固体溶解，溶液变为蓝色

避免沾到皮肤上（合理即可）【详解】（1）活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附水中的色素和异味；根据化合物中各元素的化合价的代数和为0，二氧化氯中氧元素的化合价为-2，设氯元素的化合价为x，则有x+（-2）×2=0，故x=+4；（2）酸的验证要从它的化学性质入手：①酸能使紫色石蕊溶液变成红色；②能和活泼金属反应成氢气；③能和金属氧化物反应；④能和碱反应；⑤能和某些盐反应；故方案可以是取适量“除垢剂”于瓷碗中，向其中加入少量锌粒，观察到有气泡产生或取适量“除垢剂”于试管中，向其中加入少量氧化铜，观察到固体溶解，溶液变为蓝色，证明“除垢剂”的有效成分中一定含有酸；（或其他答案也可）根据实验结论，“除垢剂”中含有酸，酸具有一定的腐蚀性，使用“除垢剂”时的注意事项有避免沾到皮肤上（合理即可）。2、氢氧化钠氯化钡没有BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaClClO2吸附作用定期换水【详解】【实验探究】氢氧根离子和铜离子生成氢氧化铜沉淀，取少量泳池水于试管中，加足量氢氧化钠溶液无明显现象，说明不含铜离子，另取少量泳池水于试管中，加稀盐酸，再加足量氯化钡溶液，生白色沉淀，说明泳池水中含有SO42−，故填：氢氧化钠；氯化钡。【实验结论】泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的，所以从微观角度分析，水分子本身没有改变，游泳池中可能含有硫酸钠，硫酸钠和氯化钡生成硫酸钡沉淀和氯化钠，化学方程式BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl，故填：没有；BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl。【实验调查】（1）二氧化氯化学式ClO2，故填：ClO2。（2）絮凝剂具有吸附性，作用是吸附作用，故填：吸附作用。（3）为降低泳池水中尿素含量，可以定期换水，故填：定期换水。3、两个烧杯中都出现大量浮渣，泡沫较少蒸馏防止加热时暴沸+2钙、镁的碳酸氢盐A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无明显现象，说明A中的碳酸氢钙转化成沉淀析出，而B中无变化，故A中发生了硬水的软化.。【详解】探究一：活性炭能否软化硬水实验1：结论为用活性炭不能软化硬水，故在两个体积相等的烧杯中，一个加入硬水。一个加经过简易净水器净化后的硬水，各20mL，再分别加等体积的肥皂水，振荡，观察到的现象如下：两个烧杯中都出现大量浮渣、泡沫较少；评价与反思：在实验中一般可通过蒸馏来降低水的硬度；做此操作时要在烧瓶中加入几粒碎瓷片，目的是防止暴沸；探究二：煮沸能否一定软化硬水（1）氯化钙中氯元素显-1价，设钙元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：x+（-1）×2=0，x=+2；（2）Ca(HCO3)2加热分解产生碳酸钙、水、二氧化碳等物质，该反应的文字表达式为：；实验2：在实验2后，分别滴加4滴肥皂水，振荡，A试管中有大量的泡沫，B试管中泡沫较少，说明加热能使A中硬水软化，不能使B硬水软化，故可得出煮沸实际上只能降低钙、镁的碳酸氢盐类所引起的水的硬度；评价与反思：小芳同学提出，上述实验②不做也可以得出实验的结论，理由是：A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无明显现象，说明A中的碳酸氢钙转化成沉淀析出，而B中无变化，故A中发生了硬水的软化.。4、只有Fe2O3

排尽装置内的空气，防止发生爆炸

3CO+Fe2O32Fe+3CO2

实验过程中不断通入一氧化碳

没有对尾气处理

③

氧元素质量1.2克；氧化铁的质量为4克，小于5克。故猜想③成立

【详解】（提出猜想）单独的氧化铁也是红色固体。（交流讨论）（1）探究要考虑到CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此，应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再加热；根据一氧化碳在高温的条件下还原氧化铁解答；（2）根据一氧化碳一直向里通入，不会产生倒吸现象解答；（3）根据一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，因此要进行尾气处理解答；（4）根据实验现象分析解答；（反思评价）计算出固体的氧化铁质量，与混合物质量对比即可确定成分。（提出猜想）由于铜、氧化铁均是红色固体，所以红色粉末可能的组成有：①只有Cu；②只有Fe2O3；③是Cu、Fe2O3的混合物；（实验探究）（1）根据CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此，应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再加热。所以在装置A中先通CO气体的作用是排尽装置内的空气，防止发生爆炸；A装置中发生反应的化学方程式为Fe2O3+3C