初中化学实验探究物质的性质或变化规律试题

金属镁可与热水反应生成氢氧化镁和氢气，所得溶液呈碱性，可使酚酞溶液显紅色。某同学将镁条放在水中煮沸，趁热取出部分溶液，滴加酚酞溶液，变为红色，放置在空气中一段时间后，发现溶液的红色褪去了。

（1）镁与热水反应的化学方程式是　　。

（2）查阅资料：溶液红色褪去的原因是溶液碱性减弱。

[提出问题]导致溶液碱性减弱的原因是什么？

[假设与分析]

假设1：可能是氢氧化镁与N₂或O₂发生了反应。

假设2：可能是溶液吸收了空气中的　　。

假设3：可能是氢氧化镁的溶解度随温度的降低而　　。

由碱的性质可知，假设1不成立。

[实验探究]

实验操作	实验现象	结论
1．取上述紅色溶液，保持温度不变，在空气中放置一段时间，观察现象。	①	假设2成立
2．取上述红色溶液，②　 　，③　　观察现象。	红色褪去	假设③成立

[拓展延伸]

（3）将一小块金属钠投入硫酸铜溶液时，产生蓝色沉淀。请解释其原因：　　。

（4）除上述金属外，根据金属活动性顺序，预测　　也能跟硫酸铜溶液反应产生上述现象（举一例即可）。

欲证明“CO₂与NaOH发生了化学反应”，某化学兴趣小组进行以下探究实验（实验装置中夹持仪器已略去）。

[实验1]配制溶液。

（1）用NaOH固体配制20g 20%NaOH溶液，无需用到的玻璃仪器有　　（填标号）。

A．胶头滴管 B．酒精灯 C．量筒 D．烧杯 E．玻璃棒

[实验2]按如图1所示装置进行实验。

实验前U型管两端液面相平，将NaOH溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面左高右低。据此，甲同学得出“CO₂与NaOH发生了化学反应”的结论。

（2）U型管中液面高度发生变化的原因是　　。

（3）上述结论的证据不充足，理由是　　。

[实验3]按图2所示装置进行实验。

查阅资料：i．CaCl₂溶液呈中性；ii．CaCl₂+2NaOH═Ca（OH）₂↓+2NaCl。

实验步骤如下：

①检查装置的气密性，往装置中加入药品；

②关闭K₁、K₂，将注射器中的NaOH溶液缓缓推入A中；

③A中物质充分作用后，打开K₁，B中无色溶液倒吸入A中，A中产生沉淀且溶液显红色；

④关闭K₁，打开K₂，将注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中。

（4）步骤③“产生沉淀”的现象仍不足以证明CO₂与NaOH发生了化学反应，理由是　 　。

（5）步骤④中，若观察到　 　（填现象），证明CO₂与NaOH发生了化学反应。CO₂与NaOH反应的化学方程式为　 　。

在学习“酸和碱”后，瑞娟同学对“硫在氧气中燃烧”实验进行再探究。想到实验生成的二氧化硫是非金属氧化物，提出疑问：二氧化硫能否与水反应生成酸？

为此，瑞娟同学做了如下实验：将点燃的硫伸入盛有氧气的集气瓶（有少量的水）中，反应中产生刺激性气味的气体；反应后，盖紧集气瓶口的玻璃片，振荡集气瓶；再打开玻璃片，仍能闻到刺激性气味；随后向其中滴入几滴紫色的石蕊试液，瓶中液体变为红色。

瑞娟同学产生许多困惑：这种能使石蕊试液变红色的物质是什么？怎样防止二氧化硫排放到空气中去？

瑞娟询问老师，老师告知：在涉及的反应中，二氧化硫与二氧化碳的性质相似；二氧化硫与水反应生成“亚硫酸”（化学式为H₂SO₃）；亚硫酸还可进一步与氧气反应生成硫酸。

请你帮助瑞娟同学解答下列问题：

（1）请结合如图图示中所给实验用品，设计一个实验用来验证：二氧化硫不能使石蕊变红色。

实验操作：　　。

（2）分别写出生成亚硫酸、硫酸的两个化学方程式：①　　；②　　。

（3）以上两个化学反应都属于　　反应（填基本反应类型）；亚硫酸中硫元素的化合价为　　价。

（4）亚硫酸、硫酸、盐酸和碳酸都能使石蕊试液变红色，从微观角度分析原因是　　；

（5）为更多的吸收二氧化硫，防止二氧化硫散发至空气中。有以下试剂，你认为用来代替集气瓶中的水最为合适的是　　（填序号）。

①饱和氢氧化钙溶液；   ②饱和氯化钠溶液；   ③浓盐酸；    ④饱和氢氧化钠溶液

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　　。

水垢是日常生活中常见的物质，某兴趣小组收集了一部分水垢[主要成分CaCO₃和Mg（OH）₂，不考虑其他成分对实验的影响]并对其进行实验探究。

[查阅资料]①Mg（OH）₂受热易分解，生成MgO和H₂O；

②无水硫酸铜是白色固体，遇水变蓝色。

[探究活动一]验证水垢中的CaCO₃和Mg（OH）₂

（1）小斌取一定量水垢样品，高温灼烧，将生成的气体依次通过澄清石灰水和无水硫酸铜，观察到澄清石灰水变浑浊、无水硫酸铜变　　色。

得出结论：水垢中含CaCO₃和Mg（OH）₂。

（2）小红提出小斌的实验方案存在明显缺陷，小红的理由是　　。

[探究活动二]分离水垢中的CaCO₃和Mg（OH）₂

小林设计了如下实验流程（部分产物已略去）：

（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和　　。

（2）滤液A中的溶质有　　 （用化学式表示）。

（3）加入MgCl₂溶液时，发生反应的化学方程式是　　。

（4）操作II的实验步骤是　　。

常温下，铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe₂O₃•nH₂O；铁丝在氧气中燃烧，产物为黑色Fe₃O₄．

【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应？产物是什么？

【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种：FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄，其中Fe₃O₄是磁性物质。

②FeCl₃溶液呈黄色，FeCl₂溶液呈浅绿色。

【探究】①按图连接实验装置，检查★。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。

②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。

③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。

④向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。

⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。经检验，步骤④、⑤产生的气体相同。

【实验结论与反思】

（1）步骤①中“★”处应填：　　。

（2）步骤④、⑤中产生的气体是　　。

（3）本实验探究的结论是：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物是　　。

（4）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度，氧气的　　等因素影响。

在小英家的仓库里，堆放着一袋袋化肥一一碳酸氢铵（ NH₄HCO₃）。过了一个夏天，小英发现这种化肥所持有的刺激性气味变得更浓烈了，有些化肥袋里碳酸氢铵变少了，检查发现变少的化肥包装袋没有密封，化肥也没有撒落在地上，更没有人进过仓库开袋使用。

为了探究这些化肥减少的原因，小英在实验室取了一些碳酸氢铵粉末，放在蒸发皿中加热，过一会儿观察到粉末完全消失，同时也闻到了这种刺激性气味。粉末为什么会消失呢？

（1）【提出问题】碳酸氢铵粉末消失的原因是什么？

（2）【猜想】①碳酸氢铵粉末在不加热或加热条件下由固态变成它的气态。②碳酸氢铵在不加热或加热条件下发生分解反应，可能产生的物质有氨气和一些氧化物。

（3）【查阅资料】①碳酸氢铵属于氨肥，不具有升华的性质，说明上述猜想　　 （填序号）不成立；②氨气（化学式NH₃）具有特殊的刺激性气味，极易溶于水，其水溶液是碱性，但干燥的氨气不能使干燥的红色石蕊试剂变蓝；③NO₂为红棕色气体。NO为无色气体，在空气中易发生反应：2NO+O₂═2NO₂

（4）【实验操作，现象与结论】

实验操作	实验现象	实验结论
①取适量碳酸氢铵于试管中加热，如图一所示，将干燥的红色石蕊试纸接近导管口	产生强烈的刺激性气味，试管壁上有无色液滴且试纸变蓝，但未见红棕色气体	分解产物中有　　，没有
②按如图二所示装置继续实验，直到反应完全	澄清石灰水变浑浊	分解产物中有

（5）【应用】①利用氨气的化学性质，请写出实验室检验氨气的方法（写出实验操作、现象、结论）：　              

②如果你家里有碳酸氢铵化肥，你应该如何保存？　　。

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。

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）。