初中化学实验探究物质的性质或变化规律试题

科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。学习小组对蓝绿色碱式碳酸铜晶体[Cu₂（OH）₂CO₃]的性质进行实验探究，并基于证据进行推理分析。

I．分析碱式碳酸铜的组成

根据化学式可知，碱式碳酸铜中Cu元素的化合价为　　。

Ⅱ．探究碱式碳酸铜受热的变化

[设计实验]学习小组设计了如图装置（夹持仪器已略去），并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。

[实验过程]

①在装置丙导管a处连接一导管，并插入水中，微热试管，观察到　　，说明整套装置的气密性良好。

②按图示加入样品和试剂，加热一段时间后，试管中固体变黑，U形管中无水硫酸铜变蓝，澄清石灰水变浑浊。

[实验分析]

①装置甲中用于加热的仪器名称为　　。

②装置丙中发生反应的化学方程式为　　。

③根据现象可知，碱式碳酸铜受热可分解，分解产物有CO₂、CuO、　　。

④装置乙、丙位置不能互换的理由是　　。

Ⅲ．探究碱式碳酸铜与酸的作用

[实验过程]取样品少量于试管中，加水，固体不溶解。继续加入足量稀硫酸，有气泡产生，得到蓝色溶液。

[实验结论]碱式碳酸铜能与硫酸发生反应，生成的盐为　　。

[拓展延伸]碱式盐在生活中应用广泛。碱式氯化铝[Al₂ （OH）Cl₅]是一种高效净水剂。写出碱式氯化铝与盐酸发生反应的化学方程式　　。

分类、类比是学习化学的常用手段．初中有许多实验，若按照实验目的可将实验分为探究化学反应前后物质的质量关系，探究物质的性质、探究物质的含量等．据此应将下列实验中的D与　　（填“A”“B”或“C”）归为一类，其依据是　　．

某化学兴趣小组的同学对酸、碱和盐的性质进行探究，请你参与。

[查阅资料]CO₂+Na₂CO₃+H₂O═2NaHCO₃；

20℃时，部分物质的溶解度。

物质	Ca（OH）2	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	0.16	109	21.8	9.6

探究一：探究氢氧化钙的性质

20℃时，在盛有5g Ca（OH）₂固体的A烧杯中加入40mL水，用玻璃棒搅拌，静置，取上层部分清液于B烧杯中。

（1）向A烧杯中滴加几滴酚酞溶液，观察到的现象是　　，再加入过量稀盐酸，反应的化学方程式为　　。

（2）向B烧杯中通入CO₂，观察到澄清石灰水变浑浊。

（3）由上述实验可知氢氧化钙的性质有　　。

[实验拓展]

（4）向上述（1）反应后的A烧杯中滴加碳酸钠溶液，测得其pH随反应时间的变化如图1．AB段的实验现象是　　，BC段发生反应的化学方程式为　　。

探究二：二氧化碳通入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液中溶质成分的探究

[设计和实验]20℃时，甲、乙两组同学设计如图2装置分别进行实验。

甲组：从a端缓慢通入CO₂，一段时间后Ⅱ中变浑浊，停止通CO₂，Ⅰ中溶质为X．打开活塞，滴加足量稀盐酸。

[解释与结论]（1）经分析X是NaHCO₃．实验过程中，Ⅰ中产生的现象是　　。

乙组：从a端缓慢通入CO₂，一段时间后Ⅱ中无明显现象，停止通CO₂，Ⅰ中溶质为Y．打开活塞，滴加足量稀盐酸，Ⅱ中变浑浊。

[解释与结论]（2）乙组同学认为Y只有Na₂CO₃．你认为该结论是否合理，结合分析Y的成分说明理由　　。Ⅰ中一定发生反应的化学方程式为　　。

为了证明氢氧化钙溶液与稀盐酸能发生反应，氢氧化钠溶液与二氧化碳能发生反应。如图所示进行实验（装置气密性良好，实验前弹簧夹K₁、K₂处于关闭状态）

资料：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl

实验一：氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应。

（1）实验过程中需缓缓通入氮气，其作用是什么？

（2）写出氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应的实验操作及现象。

实验二氢氧化钠溶液与二氧化碳反应。

（3）打开活塞Ⅱ，将足量氢氧化钠溶液加入锥形瓶中，立即关闭活塞Ⅱ，写出利用图示装置证明氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的实验操作及现象。

（4）实验后，取B中锥形瓶内的溶液，倒入烧杯中，若溶液呈红色，设计实验方案，探究该溶液中是否有氢氧化钠，写出实验操作、预期现象和结论。

已知：Cu+2H₂SO₄（浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O为探究铜和浓硫酸的反应及生成的二氧化硫气体的部分性质，某同学设计如图实验（图中脱脂棉团蘸有紫色石蕊溶液）。关于该实验的说法错误的是（　　）

A．与鼓气球相连接的导管需插入浓硫酸中

B．该装置便于控制铜和浓硫酸反应的发生和停止

C．铜丝绕成螺旋状是为了加快铜和浓硫酸的反应

D．实验中可观察到脱脂棉团变红

我国制碱工业采用联合制碱法生产纯碱，其反应原理如下：

NaCl+NH ₃+H ₂O+CO ₂═NaHCO ₃↓+NH ₄Cl 2NaHCO ₃ Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂↑

【资料阅读】

①通常情况下，浓氨水具有较强的挥发性，易挥发出氨气。氨气是一种无色有刺激性气味的气体，极易溶于水，排放到空气中会污染空气。

②饱和碳酸氢钠溶液不能吸收二氧化碳。

化学兴趣小组在实验室模拟联合制碱法进行了如下实验：

Ⅰ．关闭K ₁，先打开K ₂通入NH ₃，调节气流速率，待其稳定后，再打开K ₁通入CO ₂。

Ⅱ．待三颈烧瓶内出现较多固体时，关闭K ₂停止通入NH ₃；一段时间后，关闭K ₁停止通入CO ₂。

Ⅲ．将三颈烧瓶内反应后的混合物过滤，将滤出的固体洗涤、低温干燥，得到碳酸氢钠固体。再将其加热使其完全分解即得纯碱。

请回答下列问题。

（1）写出A装置中反应的化学方程式 　　。

（2）B装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 　　。

（3）D装置中生石灰的作用是 　　。

（4）C装置中长颈漏斗的作用除了随时添加饱和食盐水，还有 　　作用。有同学认为应该在长颈漏斗内放置浸有稀硫酸的棉花团，其目的是 　　。

（5）关闭K ₂停止通入NH ₃，还要继续通入一段时间CO ₂，其目的是 　　。

（6）写出副产品氯化铵和熟石灰反应的化学方程式 　　。

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。

（1）控制变量，设计对比试验是实验探究的重要方法。

编号	实验内容（均在室温环境下进行）		实验结论
	A	B
①
	同时打开A和B装置中分液漏斗的旋塞，观察锥形瓶中反应情况。		会影响过氧化氢的分解速率
②			会影响红墨水在蒸馏水中的扩散速率
	同时向A和B的烧杯中滴入2滴红墨水，观察烧杯中液体颜色变化快慢。

（2）观察是学习化学的重要方法。

研究小组进行如下实验，发现均有红棕色二氧化氮气体产生。

[实验1]

[实验2]

[实验3]

查阅资料：4HNO ₃ O ₂↑+4NO ₂↑+2H ₂O

C+4HNO ₃（浓） CO ₂↑+4NO ₂↑+2H ₂O

①[实验1]中所用碎玻璃与浓硝酸不发生化学反应，灼热的碎玻璃在实验中起到的作用是 　　。

②[实验2]中有红棕色气体产生，能否证明[实验2]中木炭与浓硝酸发生了反应？请做出判断，并说明理由： 　           。

③[实验3]中发现红热的木炭表面有红棕色气体产生，且生成的气体产物中检测出二氧化碳（体积分数大于0.03%），能否证明[实验3]中木炭与浓硝酸发生了反应？请做出判断，并说明理由： 　    。

某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：

①将有底的空纸筒盖上硬纸板，在电子秤上称得质量为5.39克；

②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体，盖上硬纸板，分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙，观察并记录读数变化；

③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。

回答下列问题：

（1）检验二氧化碳收集满的操作是 　                      　。

（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是 　                       　。

（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气，请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。（纸筒收集满氢气后的质量为5.30克）

化学是一门以实验为基础的科学。根据如图回答问题。

（1）仪器a的名称是 　    　。

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的化学反应方程式为 　      　，若用F装置收集氧气，当观察到 　          　的现象时再开始收集。

（3）甲烷是一种没有颜色、没有气味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，应选用的发生装置是 　 　（填标号，下同），若用G装置收集时，则气体要从 　   　端通入。

（4）A、B装置都可以制取氧气、二氧化碳和氢气，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是 　   　。

（5）生活中常用草酸溶液除铁锈和瓷砖上的污渍。草酸晶体加热会发生如下反应：H₂C₂O₄•2H₂OCO₂↑+CO↑+3H₂O。为检验分解后的产物，小赵设计了如图所示实验。回答下列问题。（白色的无水硫酸铜遇水变蓝）

①实验中证明有水生成的现象是 　           　。

②乙中澄清石灰水的作用是 　           　。

③要证明有CO生成，在不连接其他装置的情况下，可进行的操作是 　       　。

已知Mg能在CO ₂中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO ₂中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：

【查阅资料】

①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。

②Na ₂CO ₃溶液显碱性；CaCl ₂溶液显中性。

【实验探究一】

步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO ₂气体。

步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO ₂中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。

【问题讨论】

（1）为获得纯净的CO ₂，可利用装置B除去CO ₂中混有的 　 　；装置C中盛放的试剂是 　    　。

（2）步骤2中生成的黑色固体成分是 　 　。

【初步结论】Na能在CO ₂中燃烧。

【提出问题】白色物质是什么？

【猜想与假设】猜想一：氧化钠；

猜想二：碳酸钠；

猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；

猜想四：氢氧化钠。

（3）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是 　                                　。

【实验探究二】对白色物质是什么进行实验探究，方案设计如下：

方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水。振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。

方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出。

结论：白色物质中一定有 　    　。

方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。

【反思与评价】

（4）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是 　                 　。

（5）请将方案2结论补充完整： 　           。（填化学式）

（6）方案3中加入过量CaCl ₂溶液的目的是 　           　。写出此反应的化学方程式 　                    　。

【实验结论】

（7）综上所述，你认为猜想 　 　成立。

（8）请写出Na在CO ₂中燃烧的化学方程式 　                      　。

某实验探究小组为验证氢气的还原性，在教师指导下：

【查询资料】Ⅰ．反应原理：CuO+H₂ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$Cu+H₂O

Ⅱ．无水硫酸铜是白色粉末状固体，遇水变蓝色

【实验过程】

分析实验过程，回答：

①仪器a的名称是　　仪器b的名称是　　；

②写出A装置中发生反应的化学方程式　　；

③装置D处硬质玻璃管中观察到的实验现象是　　；

④装置B的作用是　　，装置E的作用是　　；

⑤氢气是一种可燃性气体，为确保实验安全。实验中，需要持续通入一段时间氢气，再点燃D处酒精灯，这样操作的目的是　　。

学校化学兴趣小组的同学对酸碱中和反应进行探究：

[提出问题]氢氧化钠与盐酸能否发生反应？

[查阅资料]NaCl溶液显中性。

[进行实验]甲、乙两组同学分别进行实验，甲组同学先向试管中加入约2mL氢氧化钠溶液，再滴入酚酞溶液，溶液变红，然后逐滴滴入稀盐酸，边滴加边振荡，直到溶液恰好变为无色。

[实验结论]氢氧化钠与盐酸 　能　（填"能"或"不能"）发生反应。

[发现问题]乙组同学在滴入稀盐酸的过程中，观察到有气泡产生，所以确定本组所用氢氧化钠溶液已变质，其变质的原因是 　             （用化学方程式表示）。

[猜想与假设]同学们对变质的氢氧化钠溶液的溶质成分进行探究。

猜想Ⅰ：只有碳酸钠

猜想Ⅱ： 　                 

[查阅资料]CaCl ₂溶液、Ca（NO ₃） ₂溶液都呈中性。

[进行实验]实验过程如图：

回答下列问题：

（1）适合操作（一）的X溶液是 　　。

A．Ca（OH） ₂溶液

B．CaCl ₂溶液

C．Ba（OH） ₂溶液

（2）根据（1）中所选的X溶液，生成沉淀C的化学方程式为 　　。

（3）过滤操作中玻璃棒的作用是 　　。

（4）操作（二）可以为：取少许溶液D于试管中，滴加酚酞溶液，若溶液 　　则猜想Ⅱ成立。

[实验反思]通过本实验同学们认识到，氢氧化钠溶液必须 　　保存。

某班同学用氢氧化钠溶液和稀硫酸进行中和反应实验。

（1）甲同学在烧杯中加入约5mL氢氧化钠溶液，滴入几滴无色酚酞溶液，此时溶液呈 　  色，接着用滴管滴入一定量的稀硫酸，再用玻璃棒搅拌，发现溶液变为无色，该反应的化学方程式为 　 　。

（2）甲、乙、丙同学对反应后溶液中的溶质成分进行探究。

[猜想与假设]反应后溶液中的溶质是什么？

猜想一：只Na ₂SO ₄

猜想二： 　　

猜想三：Na ₂SO ₄和NaOH

以上猜想中，可以直接排除的是 　　，理由 　　。

[实验探究]

为了验证另外两种猜想，甲、乙、丙同学设计如下实验方案：

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学方案	取少量反应后的溶液于试管中，向试管中滴加BaCl 2溶液	白色沉淀产生	猜想二成立
乙同学方案	取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入	气泡产生	猜想二成立
丙同学方案	取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入生锈的铁钉		猜想二成立

老师认为甲同学方案不合理，你认为理由是 　 　。

[反思交流]实验结束后，废液处理方法正确的是 　 　（填序号）。

A．倒入下水道

B．倒入废液缸

C．带出实验室

以下是初中化学一些基本实验，请根据实验内容回答下列问题：

（1）利用如图1进行粗盐中难溶性杂质去除和配制一定质量分数氯化钠溶液的实验。

①粗盐中难溶性杂质去除的主要操作顺序是　　（填字母序号）；

②配制11%的氯化钠溶液100g。如按如图进行称量和量取，其它操作均规范无误，最终导致配制的氯化钠溶液的溶质质量分数　　（填“大于”、小于”或“不能确定”）11%。

（2）如图为某小组探究金属化学性质的两组实验。

实验I	实验Ⅱ

①实验I中以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是　　；

②写出实验Ⅱ中C试管内反应的化学方程式　　；

③实验Ⅱ中要验证Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序，至少要做的实验是　　（填字母序号）。