初中化学实验探究物质的性质或变化规律试题

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“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙，其使用说明如图1：

某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究。

探究Ⅰ：发热包的发热原理

将发热包中固体倒入烧杯中，加入适量水，发生剧烈反应，水很快沸腾。反应结束后，烧杯底部有大量固体，继续加水搅拌，过滤、洗涤、干燥，得到固体混合物。

（1）发热包中的某成分与水反应放出大量的热，该反应的化学方程式是　　。

探究Ⅱ：固体混合物的成分

查阅资料：单质铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，并产生H₂。

小组同学认为固体混合物的成分可能是：活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙。为进一步探究其成分，小组同学设计并进行如下实验：

（2）取少量固体于试管中，加水振荡，静置，滴入几滴酚酞溶液，溶液变为红色，证明固体中含有　　。

（3）另取少量固体于锥形瓶中，逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止（如图2），反应停止后瓶底有黑色固体剩余，溶液呈浅绿色。

①反应停止后，瓶底的黑色固体为　　，判断依据是　　。

②当观察到　　现象，证明固体中含有CaCO₃。

③证明固体中含有铁粉的现象是　　。

（4）设计实验方案证明固体混合物中含有铝粉。（可供选择的试剂：CuCl₂溶液、稀盐酸、NaOH溶液）

某兴趣小组进行下列探究活动。

Ⅰ．基础实验：下列是制取和收集气体的部分装置。

（1）实验室用5%双氧水制取和收集氧气时，可选用的装置是　　（填字母序号），写出该反应的化学方程式　　。

（2）若用E装置收集二氧化碳，验满的方法是　　。

（3）若用加热熟石灰和氯化铵固体混合物反应来生成氨气，应该选用的气体发生装置是　　（填字母序号）。

Ⅱ．探究实验：对氨气的相关性质探究。

为了探究气体氨气（NH₃）的某些性质，小张同学依次做了以下两组实验。

（4）根据实验b﹣3推理，NH₃进入水中　　（填“是”或“否”）发生了化学反应，推理的证据是　　。

（5）根据以上两组实验得出的结论是　　。

（6）下列物质中能用于干燥氨气的是　　（填字母序号）。

A．无水硫酸铜

B．浓硫酸

C．碱石灰（CaO和NaOH固体混合物）

如图是实验室制取气体的常用装置：

（1）仪器甲的名称是　　。

（2）若选B装置作为实验室制取氧气的发生装置，反应的化学方程式为：　　。

（3）实验小组同学取一定浓度的盐酸和石灰石反应制取气体，反应的化学方程式为：　　。将生成的气体通入澄清石灰水中，未见变浑浊。为探究其原因，小组同学讨论后作出如下探究：

[提出猜想]A．石灰水完全变质；B．气体中有挥发出来的HCl气体。

[实验探究]小组同学设计了如下实验来探究。请你帮助完成实验，填写表中空格：

实验步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量石灰水于试管中，并向试管中滴加几滴 　　试液，振荡	试液变红	石灰水未完全变质猜想A不成立
Ⅱ．将生成的气体通入硝酸银溶液中		气体中有HCl猜想B成立

写出步骤Ⅱ中反应的化学方程式　　。

[拓展延伸]实验室用上述药品和装置制取并收集一瓶纯净干燥的二氧化碳气体，装置接口连接顺序为：a→　　。（按顺序填装置接口对应的字母，全对才得分）

（1）如图为实验室制取并收集气体的装置图，回答下列问题。

①a仪器的名称是　　。

②实验室用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气应选用的装置组合是　　（填序号）。

③若用F装置收集并测量氧气的体积，应在　　（填“d”或“e”）端连接量筒。

④实验室制取二氧化碳的化学方程式是　　，用B装置制取二氧化碳便于控制反应的发生与停止，制取时应将大理石放在　　（填“b”或“c”）处。

（2）某化学兴趣小组在学完金属活动性顺序相关知识后，他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验，发现并没有铜生成，而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质。于是他们进行了如下探究：

【实验探究1】取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20mL蒸馏水的烧杯中，发现金属钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球并四处游动，发出嘶嘶的响声，收集反应产生的气体，发现该气体能燃烧。

【实验探究2】在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液，产生蓝色絮状沉淀。

【实验探究3】将蓝色絮状沉淀加热得到黑色固体。

【查阅资料】①钠在常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解。③氧化铜为黑色固体。

【问题分析】①写出钠与水反应的化学方程式　　，点燃反应产生的气体前应该先　　。②写出产生蓝色絮状沉淀的化学方程式　　。

【实验结论】在金属活动性顺序中，活动性较强的金属　　（填“一定”或“不一定”）能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

【反思与交流】钠与硫酸铜溶液反应产生少量黑色物质的可能原因是　　。

（1）如图为实验室制取并收集气体的装置图，回答下列问题。

①a仪器的名称是　　。

②实验室用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气应选用的装置组合是　　（填序号）。

③若用F装置收集并测量氧气的体积，应在　　（填“d”或“e”）端连接量筒。

④实验室制取二氧化碳的化学方程式是　　，用B装置制取二氧化碳便于控制反应的发生与停止，制取时应将大理石放在　　（填“b”或“c”）处。

（2）某化学兴趣小组在学完金属活动性顺序相关知识后，他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验，发现并没有铜生成，而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质。于是他们进行了如下探究：

[实验探究1]取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20mL蒸馏水的烧杯中，发现金属钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球并四处游动，发出嘶嘶的响声，收集反应产生的气体，发现该气体能燃烧。

[实验探究2]在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液，产生蓝色絮状沉淀。

[实验探究3]将蓝色絮状沉淀加热得到黑色固体。

[查阅资料]①钠在常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解。③氧化铜为黑色固体。

[问题分析]①写出钠与水反应的化学方程式　　，点燃反应产生的气体前应该先　　。②写出产生蓝色絮状沉淀的化学方程式　　。

[实验结论]在金属活动性顺序中，活动性较强的金属　　（填“一定”或“不一定”）能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

[反思与交流]钠与硫酸铜溶液反应产生少量黑色物质的可能原因是　　。

实验是学习化学的一条重要途径，通过实验以及对实验现象的观察，记录和分析，可以验证物质的化学性质。小明为了参加化学学科实验操作考试，在实验室练习了两个鉴别类的实验：“鉴别盐酸，氢氧化钠溶液和蒸馏水”“鉴别氢氧化钠溶液、氢氧化钙的溶液”，请完成下列各题：

（1）小明只用无色酚酞试液也将三种物质鉴别出来了，实验过程如下。请完善表格中的相关内容：

操作步骤	实验现象	实验结论
用A、B、C三只试管分别取三种待测液各5mL，分别滴入1﹣2滴无色酚酞试液，振荡		C是氢氧化钠溶液
将上面变色的溶液分成两份，	A试管中无明显现象，B试管中观察到的现象是	A是蒸馏水，B是稀盐酸，请写出该步骤中发生反应的化学方程式

（2）小明又用吹气的方法鉴别出了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。鉴别完毕，他将上述所有实验的废液全部倒入一个洁净的大烧杯中，得到无色溶液，请回答下列问题：

①该无色溶液中一定没有的阴离子　　（填离子符号）。混合过程中一定会观察到的现象是　　。

②该无色溶液中可能含有的溶质是　　（填化学式）。为了检验可能存在的物质，小明取无色溶液约2mL，加入镁条，若无明显现象，则没有该物质；若观察到有气泡产生，则一定有该物质存在，请写出该反应的化学方程式　　。

（3）根据小明的实验，你能得出盐酸的化学性质有　　（用字母填空）。

A．能与碱反应

B．能与活泼金属反应

C．能与碳酸盐反应

D．能与金属氧化物反应

E．能使无色酚酞试液变色

某化学兴趣小组同学用玻璃棒蘸取饱和FeCl₃溶液在酒精灯火焰上灼烧时，随着加热时间的持续，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色、黑色。同学们对此现象产生了疑问，于是他们对FeCl₃溶液加热，灼烧的变化进行了探究活动。

【查阅资料】

①酒精（C₂H₅OH）具有还原性，加热条件下能与Fe₂O₃反应；

②Fe与Fe₃O₄易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引。

【实验一】

将大约20mL饱和FeCl₃溶液在蒸发皿中加热蒸发，沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。

由此得出结论：

①FeCl₃溶液呈黄绿色是因为溶液中含有　　（用离子符号表示）。

②加热饱和FeCl₃溶液时，FeCl₃易与水反应生成红褐色固体和盐酸，反应的化学方程式为　　。

③由实验可知：FeCl₃溶液通过蒸发结晶的方式　　（填“能”或“不能”）获得FeCl₃固体。

【实验二】

将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧，颜色由红褐色变为红棕色，此过程发生分解反应：2Fe（OH）₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$　　+3H₂O。

【实验三】

同学们对玻璃棒上产生的黑色物质继续探究：联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论认为，可能是C、Fe、FeO、Fe₃O₄四种物质中的一种或几种。

为了测定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下表实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取黑色粉末，用磁铁吸引，观察现象	黑色粉末全部被磁铁吸引	黑色粉末中不含的物质是
②向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸，充分反应，观察现象	固体逐渐溶解，但无气泡产生	综合①②实验现象判断，此黑色物质成分是

做酸碱实验时，小敏将稀盐酸逐滴加到氢氧化钡溶液中（如图），发现一直无明显现象，突然想起忘记加无色酚酞试液。为探究反应的进程，过程如下：（已知BaCl₂溶液呈中性）

【建立猜想】①氢氧化钡过量 ②盐酸过量 　　

【实验设计】

步骤一：取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴无色酚酞试液，溶液不变色，得出猜想①错误。

步骤二：继续探究

实验方案	实验操作	实验现象	实验结论
Ⅰ	重新取样，滴加少量AgNO3溶液	白色沉淀	猜想②正确
Ⅱ	重新取样，滴加足量Na2CO3溶液		猜想②正确
		白色沉淀	猜想③正确

（1）对方案Ⅰ的结论进行评价：　　。

（2）表格空白处的实验现象是：　　。

【表达交流】为确定猜想②是否正确，还可以选择的试剂有　　。

A．紫色石蕊试液 B．铜片 C．铁锈

除H₂、CO能还原氧化铜外，CH₄及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH₄能与CuO反应生成Cu、CO₂和H₂O．某拓展小组同学设计了如图所示实验装置（夹持装置省略），分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。

【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。

（1）将CH₄气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有　　（填序号）；

①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质

②B装置中的固体由白色变蓝色

③C装置中溶液变浑浊

【探究Ⅱ】对气体组成的探究。

（2）气体X可能由H₂、CH₄中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。

①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有　　；

②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H₂的结论，请对此结论作出评价，并说明理由　　；

【探究Ⅲ】对未知气体的探究。

（3）将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32．根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为　　。

某兴趣小组对“稀盐酸与石灰石是否恰好完全反应”展开了系列实验（稀盐酸与石灰石中杂质不反应）。

【实验操作】取一块状石灰石于试管中，往试管中加入5毫升稀盐酸。

【实验现象】①开始时固体表面有大量气泡；②反应停止后，试管底部有块状固体残留、固体表面无气泡；③试管内溶液无色。

【初步分析】（1）反应停止后，某同学根据上述实验现象进行初步判断，得出了石灰石没有反应完的结论。支持该同学得出这一结论的依据是　　（填上述实验现象的序号）。

【小组讨论】大家讨论后认为，要判断是否恰好完全反应，可以从液体和固体两条途径进行探究：一是探究残留液体中是否还有盐酸；二是探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。

【继续探究】（2）对原残留液体是否还有盐酸的探究，有同学取原残留液体，滴加AgNO₃溶液、产生白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是根据这一现象，得出了原残留液体中存在盐酸的结论。但小金认为根据这一现象是不能得出原残留液中存在盐酸的结论，小金的理由是　　。

（3）探究原残留液体中是否还有盐酸，真正需要检验的离子是　　。

（4）探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。小丽取原残留块状固体用水洗净后加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，出现了　澄清石灰水变浑浊　的现象，于是得出残留块状固体中还存在碳酸钙。

【实验结论】在原反应结束时，稀盐酸与石灰石没有恰好完全反应，石灰石中碳酸钙有剩余。

除H₂、CO能还原氧化铜外，CH₄及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH₄能与CuO反应生成Cu、CO₂和H₂O．某拓展小组同学设计了如图所示实验装置（夹持装置省略），分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。

【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。

（1）将CH₄气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有　　（填序号）；

①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质

②B装置中的固体由白色变蓝色

③C装置中溶液变浑浊

【探究Ⅱ】对气体组成的探究。

（2）气体X可能由H₂、CH₄中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。

①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有　　；

②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H₂的结论，请对此结论作出评价，并说明理由　　；

【探究Ⅲ】对未知气体的探究。

（3）将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32．根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为　　。

氯气（Cl ₂）是一种黄绿色气体，它可溶于水，得到黄绿色的氯水。它易与氢氧化钠反应，不与硫酸反应。

（1）小明对氯气溶于水的过程中所发生的变化提出了两种假设：

假设1：氯气溶于水的过程中只有物理变化

假设2：氯气溶于水的过程中既有物理变化又有化学变化

小明向氯水中加入紫色石蕊试液，发现溶液先变红后褪色。由溶液变红可知氯水显 　   性，从而知道氯气溶于水的过程中发生了化学变化。假设2成立。

（2）小明对褪色现象产生了兴趣，查阅资料后了解到氯水有漂白性。氯水中有氯气分子，还有氯气与水反应得到的盐酸和次氯酸（HClO）。他对氯水的漂白性提出了3种假设：

A．盐酸有漂白性           B．氯气有漂白性         C．次氯酸有漂白性

经过认真思考，小明否定了假设A，请写出依据 　　。

实验室制备的氯气往往带有水蒸气和其他杂质。为了探究氯气是否具有漂白性，必须要用纯净、干燥的氯气。图甲是小明为了干燥氯气所设计的装置图。请在图甲中将广口瓶中的导管画完整，并在图中的 （　　）处写出试剂名称。最后，将经过除杂后得到的干燥氯气通入装有有色布条的试管中（如图乙）。布条颜色不变。得出结论：氯气不具有漂白性。

（3）次氯酸除了有漂白性外还有不稳定性。小明设计了一套装置。收集到一试管次氯酸见光分解后生成的气体，将带火星的木条伸入试管，发现木条复燃。说明分解产物中含有 　　。

新型洗涤剂过氧碳酸钠（Na ₂CO ₄）固体，能瞬间清除衣服上的汗渍、果汁渍等顽固污渍。它与水反应生成碳酸钠和其他化合物，某学习小组对产生的其他化合物进行探究。

实验1：溶解样品。取适量洗涤剂样品于烧杯中，加入适量蒸馏水，使之完全溶解，有气泡产生并形成无色溶液a。产生的气体能使带火星的木条复燃。

[提出问题]过氧碳酸钠与水反应生成的其他化合物是什么？

[猜想与假设]猜想一：H ₂O ₂

猜想二：NaOH

猜想三：H ₂O ₂、NaOH

猜想一、二、三除了遵循质量守恒定律外，猜想H ₂O ₂的其他理由是 　　。

实验2：验证

实验步骤	实验现象	分析与结论
①取适量溶液a于小烧杯中，加入稍过量的氯化钙溶液，过滤，得到清液b	产生白色沉淀	加入稍过量氯化钙的目的是 　　。
②取适量清液b于试管中，加入过量二氧化锰，振荡		证明过氧碳酸钠与水反应有H 2O 2生成
③将步骤②所得混合物静置，取少量清液于试管中，滴加氯化铁溶液	无明显现象

[实验结论]猜想 　　正确。写出过氧碳酸钠与水反应的化学方程式： 　　。

[反思与评价]该洗涤剂保存时应密封、防潮。

某同学用相同的两个玻璃罩探究蜡烛（主要含碳、氢元素）在其中的燃烧情况。

实验Ⅰ：如图甲，将三个盛有等量澄清石灰水的敞口容器编号，并等距离固定在铁丝上。在铁丝两侧点燃高、低两支蜡烛，立即用玻璃罩扣上，使铁丝处于正中位置。三个容器内石灰水变浑浊所需的时间如表格所示。

容器编号	1	2	3
时间/秒	3.2	5.0	11.1

实验Ⅱ：如图乙，将三支温度计的玻璃泡分别置于玻璃罩内的不同位置。点燃蜡烛，一段时间后，观察到B的示数明显增大，A、C示数增大不明显。

（1）根据表中数据，推测实验Ⅰ中，先熄灭的是　　（填“高”或“低”）蜡烛。

（2）通过上述实验，解释1号容器内澄清石灰水先变浑浊的原因　　。

（3）结合实验及相关知识分析，高层楼房着火时，一般情况下，合理的做法有　　（可多选）。

A．排队乘电梯依次撤离

B．向着火楼层的上方撤离

C．用湿毛巾捂住口鼻，弯腰跑离火场

D．若火势不大，可用灭火器材将火扑灭