初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤，课外小组同学决定对蚁酸进行探究。

[查阅资料]

1、蚁酸化学名称叫甲酸，化学式为HCOOH

2、蚁酸在一定条件下会分解生成两种氧化物

3、白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝

[提出问题]蚁酸的酸碱性及分解产物是什么？

[猜想与假设]

猜想①：蚁酸的分解产物是水和二氧化碳；

猜想②：蚁酸的分解产物是水和一氧化碳；

猜想③：蚁酸的分解产物是一氧化碳和二氧化碳。

经讨论，小组同学认为猜想③是错误的，理由是　　。

[实验探究]

1、探究蚁酸的酸碱性。

用pH试纸测得蚁酸溶液的pH值　　7（填“＞、＜或＝”），证明蚁酸溶液呈酸性。

2、探究蚁酸分解的两种产物。

为了确认蚁酸分解的所有产物，小组同学设计实验，将蚁酸分解的产物通入如图所示的实验装置，并观察现象。

[现象与结论]

实验中观察到A中无水硫酸铜变蓝，B中澄清石灰水未变浑浊，D中黑色粉末逐渐变红，E中澄清的石灰水变浑浊。

（1）写出E中发生的反应的化学方程式　　；

（2）通过对实验现象的分析，上述猜想　　正确。

[实验反思]

（3）从环保的角度考虑，上述实验装置设计上存在的不足之处是　　。

[拓展应用]

（4）人们被蚊虫叮咬后，在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒，下列物质中你会选择的物质是　　。

A．NaOH溶液 B．食醋 C．食盐水 D．肥皂水

实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。

（1）仪器a的名称是　　。

（2）实验室用氯酸钾制取氧气时，选用的发生装置是　　（填字母序号）。若改用图1装置收集氧气，则气体应从　　端进（填“a”或“b”）。

（3）实验小组同学取一定浓度的盐酸与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，小组同学讨论后做出如下猜想：

[作出猜想]A．石灰水已经完全变质；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验证。请你帮助完成实验，填写以下表格：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量石灰水于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡		猜想A不成立
②将生成的气体通入 　　溶液中	产生白色沉淀	气体中有HCl猜想B成立

[查阅资料]

碳酸钠溶液中通入二氧化碳发生反应：Na₂CO₃+CO₂+H₂O＝2NaHCO₃

[拓展延伸] 如果用上述原料制取一瓶干燥纯净的二氧化碳气体，所选仪器的连接顺序为B→　    →　　→C（填字母序号）。

某化学兴趣小组用大理石和稀盐酸反应制取CO₂，当观察不到气泡产生时发现固体仍有剩余，同学们对此进行了探究（杂质不溶于水且不与酸反应）。请你参加探究并回答相关问题：

[提出问题]不再产生气泡的原因是什么？

[猜想假设]

猜想一：　　；

猜想二：生成物或杂质附着在大理石表面阻碍反应继续进行；

猜想三：剩余固体中无碳酸钙。

[实验探究一：验证猜想一]

（1）甲同学取上述反应后的溶液，测得溶液pH＝2；甲同学的结论：猜想一不成立；反应前稀盐酸的pH　　（填“＜”“＞”或“＝”）2。

（2）乙同学认为甲的实验设计和结论不严谨并补充了如下两个实验：

实验①配制　　（填物质名称或化学式）溶液，测得该溶液pH＝7； 实验②在试管中加入适量水和紫色石蕊溶液后持续通入CO₂，溶液变为　　色；乙同学的结论：猜想一成立，他的依据是　　。

（3）丙同学认为甲、乙的实验结论均不严谨或有错误并再次改进和补充了实验：实验③向试管中加入适量水后持续通入CO₂ 至饱和，测得溶液pH＝5.6；丙同学的结论：猜想一不成立，他的依据是　　。

[实验探究二：验证猜想二]

（4）丁同学不断振荡反应容器观察到仍无任何气泡产生；丁同学的结论：猜想二　　（填“成立”或“不成立”）。

[实验探究三：验证猜想三]

（5）戊同学实验后得出结论：猜想三不成立，他设计的实验是　　。探究活动结束后，老师进行了点评，同时启发同学们针对此探究还可以进一步反思。

[反思拓展]

（6）该实验探究活动说明：反应物相互接触后能否反应的影响因素有　　。

（7）根据所学化学知识，任写一例该因素影响化学反应的实例：　　。

某化学活动小组同学发现，不同物质在发生变化时，即使实验现象相同，其变化的实质也可能存在着本质的区别。

同学们利用如图所示的装置进行了以下两个实验。

实验Ⅰ：在集气瓶底部放入一定量的硝酸铵固体，再将注射器中的水注入瓶中，振荡。

实验Ⅱ：向充满二氧化碳的集气瓶中注入一定量的氢氧化钠溶液，振荡。

[现象分析]上述两个实验过程中，U形管中液面均出现　　（填“左高右低”或“左低右高”）现象，其中实验Ⅰ没有发生化学变化，实验Ⅱ发生了化学变化，其反应的化学方程式为　　。

[归纳总结]相同的实验现象既可以由物理变化引起，也可以由化学变化引起。

[拓展延伸]在探究白色固体的组成时，也需考虑相同现象是否存在着本质区别。

有一包白色固体，可能含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。为了探究白色固体的成分，同学们做了以下实验。

步骤1：甲同学取一定量的白色固体于试管中，加入一定量的水后振荡，触摸试管外壁，没有感觉到放热现象，说明白色固体中没有　　。

试管底部有白色不溶物，甲同学认为白色固体中一定含有碳酸钙，乙同学认为上述现象不足以证明碳酸钙的存在，其理由是　　。

步骤2：为进一步得出准确的结论，他们进行了下面所示实验。

实验操作	实验现象	实验现象
（1）将步骤1试管中物质过滤，向滤液中滴加　　。	溶液由无色 变成红色	白色固体中 含有
（2）向滤出的固体中加入足量的　　。	有气泡产生

学习了碳酸钠的性质后，小莹和小雨各取三支试管做了如下实验。

（1）试管A中酚酞溶液变为红色，说明碳酸钠溶液显　　性。

（2）试管B中的实验现象为　　。

（3）试管C中发生反应的化学方程式为　　。

实验结束后，小莹和小雨将各自三支试管中的物质分别倒入①号、②号烧杯中，静置一段时间后观察到如下实验现象，请分析：

编号	实验现象	实验分析
①号烧杯	溶液呈红色，且有白色沉淀	溶液中的溶质一定有　　（填除指示剂外的全部溶质，下同）
②号烧杯	溶液呈无色，没有白色沉淀	溶液中的溶质一定有　　，可能有HCl

为了确定②号烧杯中可能含有的溶质是否存在，小雨同学继续进行探究。

[实验验证]

取②号烧杯中的溶液于试管中，加入锌粒后，观察到　　，说明溶质中含有HCl。

[讨论交流]

下列试剂中可以代替锌粒达到探究目的的是　　（填字母序号）。

A．Fe₂ O₃ B、CO₂ C、Cu

[实验反思]

两位同学讨论后一致认为，两烧杯中出现不同现象的原因是反应物的用量不同。

某班同学在实验室完成实验探究后得到废液A，其中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜。老师将同学们分成甲乙两组，继续进行如下实验，请完成下列相关问题：

[甲组任务]将废液转化成硫酸亚铁晶体。实验流程如图

（1）滤液B中的溶质来自于哪几个部分？

（2）写出上述流程中的一个化学反应方程式：　　。

[乙组任务]利用废液来探究金属铝的化学性质。实验流程如图：

（3）滤渣C中一定没有　　。

（4）滤液D中一定含有的溶质是　　（填化学式，下同），可能含有的溶质是　　。

如图所示，某兴趣小组的同学为了探究酸碱盐之间能否发生反应做了以下几组实验。回答下列问题：

（1）向硫酸铜溶液中滴入氢氧化钠溶液，观察到的现象为　　，该反应的化学方程式为　　，继续滴加稀盐酸，通过稀盐酸与　　反应的现象证明了酸能与碱发生反应。

（2）B试管中无明显现象，不能发生复分解反应，理由是　。

（3）观察到C试管中有　　生成，于是得出结论：稀盐酸能与碳酸钾发生反应。

（4）在D试管中有白色沉淀生成，于是得出结论：稀盐酸能与硝酸银发生反应。反应的化学方程式为　　。

（5）同学们对反应后C试管中溶液的溶质成分进行分析，得出以下结论

结论一：KCl

结论二：KCl、HCl；

结论三：　　。

某同学通过以下两种方法验证结论二是正确的。

实验操作	实验现象	实验结论
方法一：取C中溶液少许，加入足量的AgNO3溶液	产生白色沉淀	结论二正确
方法二：取C中溶液少许，加入适量的　　。	溶液颜色变红

（6）有些同学对方法一提出质疑，认为方法一不正确，理由是　　。当我们对反应后所得溶液的溶质成分进行猜想时，除了考虑生成物外，还要考虑　　。

化学兴趣小组的同学在老师的指导下，研究金属与盐溶液反应，他们将一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中，观察到有蓝色沉淀和气泡产生。充分反应后静置，上层清液为无色。他们对此产生了浓厚的兴趣。

[查阅资料]（1）钠是一种活泼金属常温下能与水反应生成氢氧化钠和氢气。

（2）Na₂SO₄溶液显中性

结合信息请你写出产生蓝色沉淀的反应的化学方程式：　 。

[提出问题]上层清液中溶质的成分是什么？

[提出猜想]猜想一：Na₂SO₄；猜想二：Na₂SO₄；CuSO₄；猜想三：　　。

请分析：猜想二　　（填“合理”或“不合理”），理由是　　。

[实验验证]

实验操作	实验现象	实验结论
取上层清液少许于试管中，　　；		猜想一成立

[拓展延伸]金属活动性顺序表中钠及前面的金属　　（填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

草酸（H₂C₂O₄）是一种酸，易溶于水。

（一）草酸的化学性质

（1）草酸溶液的pH　　7（选填“＞”“＜”或“＝”）。

（2）草酸溶液中加入石灰水，生成草酸钙（CaC₂O₄）固体，该反应的化学方程式为　　。

（二）CaC₂O₄热分解探究

资料：CaC₂O₄ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$CaCO₃+CO↑

兴趣小组称一定量的CaC₂O₄固体，在老师的指导下用如图装置进行实验。

实验一：先通入N₂，再加热相应固体，一段时间后停止加热，缓缓通入N₂至试管冷却。

（1）装置B增重6.6g，装置B中发生反应的化学方程式为　　。

（2）装置C中观察到　　的现象，说明反应生成CO。

实验二：取出实验一后装置A试管中的剩余固体，按图①﹣③进行实验。

（3）②中温度升高，则剩余固体中含有　　，③中产生2.2g气体。

（4）将③中溶液蒸发得CaCl₂固体22.2g。

结论：（1）取用的CaC₂O₄固体的质量为　　g。

（2）本实验中CaC₂O₄分解的总反应化学方程式为　　。

某兴趣小组对氨气（NH₃）的某些性质进行探究。

【实验回顾】（1）按图1所示，在小烧杯A中盛有少量浓氨水，小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水，几分钟后，B中溶液变红，原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了　　（填离子符号）。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热，你认为溶液颜色会　　（填“变深”“变浅”或“不变”）。

（2）图2是该小组对图1装置的改进，和图1相比，其优点有　　（任写一条）。

【提出问题】氨气在水中的溶解性如何？

【查阅资料】常温常压下，氨气极易溶于水，可用图3装置验证。

【进行实验】步骤1：按图3连接装置，检查气密性。

步骤2：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶头滴管（预先吸入少量水）的胶塞，把玻璃管插入烧杯的水中。

步骤3：打开橡皮管上的止水夹，　　（填具体操作），使少量水进入烧瓶，观察到的现象是　　，产生该现象的原因是　　。

实验完毕，向烧瓶内的氨水中加入少量稀H₂SO₄将其转化为可用作氮肥的（NH₄）₂SO₄，该反应的化学方程式为　　。

【反思拓展】实验后请教老师知道，氨水中的NH₃大部分与H₂O结合成一水合氨（NH₃•H₂O），则氨水中含有的分子有H₂O、　　、　　（都填化学式）。

我国海水晒盐的历史悠久。学习小组对粗盐进行提纯，并利用氯化钠进行实验探究。

Ⅰ．粗盐的提纯

粗盐中含有不溶性泥沙、可溶性CaCl₂、MgCl₂等杂质。学习小组设计了如下方案提纯粗盐：

（1）用化学方程式表示Na₂CO₃溶液的作用：　　。

（2）“过滤”中玻璃棒的作用为　　；“操作X”的名称为　　。

Ⅱ．探究氨盐水与二氧化碳的反应

步骤1 取50mL浓氨水于锥形瓶中，加入NaCl晶体至不再溶解，制得氨盐水。

步骤2 向烧瓶中加入20mL氨盐水和约16g干冰，塞紧瓶盖，振荡、静置。一段时间后溶液中析出细小晶体，过滤、用冷水洗涤晶体并低温干燥。

【提出问题】晶体的成分是什么？

【实验探究1】①经甲同学检验，晶体中不含铵盐。甲同学的实验操作及现象是　　。

②乙同学取晶体少许，加入稀硝酸，晶体溶解并产生无色气体，再滴加几滴AgNO₃溶液，未见明显现象，说明晶体中不含有　　离子。

【提出猜想】晶体的成分为Na₂CO₃或NaHCO₃或两者的混合物。

【查阅资料】Na₂CO₃受热不分解；

NaHCO₃受热易分解：2NaHCO₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑。

【实验探究2】称取m₁ g晶体，利用如图装置（夹持仪器略）探究晶体的成分。

【实验现象】反应一段时间后，试管口凝结了少量小液滴，Ba（OH）₂溶液变浑浊。

【实验分析】①晶体中一定含有　　（填化学式）。

②将晶体加热至残留固体的质量不再改变，测得残留固体的质量为m₂ g．若m₁：m₂＝　　，说明晶体为NaHCO₃。

【拓展延伸】①氨盐水与二氧化碳反应所得铵盐的用途为　　。

②丙同学认为通过测定装置B中沉淀的质量，经计算分析也可确定晶体的组成。请对丙同学的观点进行评价：　　。

超市出现了一种名为“污渍爆炸盐”的洗涤新产品，能在瞬间去除洗衣粉难以除去的多种顽固污渍。某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下对该产品开展了以下探究活动。

[阅读标签]本产品不含　　，环保。

[查阅资料]①“污渍爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠（Na₂CO₄），它是一种白色结晶

颗粒，易溶于水，且能与水反应，生成碳酸盐和其他化合物。

②氢氧化镁是不溶于水的白色固体。

[提出问题]“污渍爆炸盐”水溶液的成分是什么呢？

[作出猜想]猜想一：Na₂CO₃和H₂O₂猜想二：Na₂CO₃和NaOH

猜想三：Na₂CO₃、H₂O₂和NaOH。

[实验探究]

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	取少量“污渍爆炸盐”于烧杯中，加入足量蒸馏水充分搅拌。	固体完全溶解形成无色溶液	/
②	取适量①的溶液于试管中，先向其中加入少量二氧化锰粉末，再将带火星的木条置于试管口	有大量气泡产生，木条复燃	含有
③	取适量①的溶液于试管中，向其中加入足量　　，振荡、静置。	有白色淀产生	含有碳酸钠
④	取适量③的上层清液于试中，向其中滴加少量氯化镁溶液，振荡	清液中	不含氢氧化钠

[得出结论]猜想　　正确。

请写出过碳酸钠与水反应的化学方程式：　　。

（1）为测定空气中氧气的含量，某课外活动小组对课本上的实验做了如下改进：如图1所示，在一个注射器和装有较多铜丝的硬质玻璃管内共封闭80mL空气，然后给硬质玻璃管加热，并缓慢向右推动注射器的活塞，至硬质玻璃管内铜丝变黑且较长时间内无进一步变化时停止加热，待剩余气体冷却至室温，请回答：

①实验前，检查本装置气密性的一种方法是：先固定注射器的活塞，再用酒精灯加热硬质玻璃管，可观察到 　　，说明气密性良好。

②实验结束后，注射器内气体的体积减少了约 　　mL，这是因为 　　。

①甲方案的玻璃管中实验现象是 　　。乙方案的烧杯中发生反应的化学方程式是 　　。

②甲方案实验过程中，操作步骤正确的是 　　（填序号）。

A．实验开始时，先通入CO，再加热；实验结束时，先停止加热，再停止通入CO

B．实验开始时，先加热，再通入CO；实验结束时，先停止加热，再停止通入CO

C．实验开始时，先通入CO，再加热；实验结束时，先停止通入CO，再停止加热

D．实验开始时，先加热，再通入CO；实验结束时，先停止通入CO，再停止加热

③两种方案相比，乙方案更好，其原因是 　　。

足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行如下探究。

[查阅资料]①嗅盐是由一种盐类物质和香料（不参与下列探究中的任何反应）组成，能释放出氨味气体，对人体神经会产生强烈的刺激作用，但过量吸入会危害健康。

②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。

③氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。

[提出问题]嗅盐中盐类物质是什么？

[实验探究]填写表中空格。

实验	小军的实验	小英的实验
方案	嗅盐与　　（填一种物质）混合研磨
现象	闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝
结论	嗅盐中含有NH4^+	嗅盐中含CO3^2^﹣	确认了小军的实验结论
	证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵

[质疑]小英认为小军的实验结论不严谨。小英通过补做一个实验（方案见上表），进而确认了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有　　离子的可能性。

[继续探究]同学们利用如图装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。

反应原理：（NH₄）₂CO₃+2NaOH $\frac{\underset{¯}{△}}{}$X+2NH₃↑+2H₂O，其中X的化学式为　　。

[数据记录]实验称取样品质量为m₁，反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m₂和m₃，反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为m₄和m₅。

[数据处理]通过测得数据计算出嗅盐中碳酸铵的质量分数。

[反思与评价]关于该实验的说法正确的是　　（填序号，双选）。

A．嗅盐中碳酸铵的质量分数表达式为： $\frac{48(m_3-m_2)}{17m_1}\times$100%

B．倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸

C．可以用浓硫酸替代稀硫酸

D．停止加热后要通入一段时间空气，否则测定结果会偏小

化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。

[联想与实验]模仿二氧化碳与水反应进行如图一所示实验：

[问题与猜想]亚硫酸不稳定，为什么红色液体微热后不变为紫色？其原因可能为：

猜想1．加热不够充分        猜想2．与空气中氮气有关       猜想3．与空气中氧气有关

[探究与验证]填写表格中的空格。

编号	操作	现象	结论
1	将图一中红色液体继续加热至沸腾	仍为红色	猜想1不成立
2	如图二所示，先通入适量SO2，然后用酒精灯微热	先变红后变紫	猜想2不成立
3	如图二所示，先通入适量SO2，再改通入氮气，最后用酒精灯微热
4	如图二所示，先通入适量SO2，再改通入　　，最后用酒精灯微热		猜想3成立

[分析与结论]红色液体微热后不变为紫色的原因是：H₂SO₃在空气中会被氧化生成另一种酸，进一步实验证明是硫酸。

【应用与拓展】收集某硫酸厂（生产过程中产生SO₂）附近刚降到地面的雨水水样，用pH计测得每隔十分钟数据如下表：

测定时间	5：05	5：15	5：25	5：35	5：45
pH	4.95	4.94	4.86	4.85	4.85

（1）分析表中数据，5：15至5：25时间段内水样中主要酸性溶质有　；

（2）实验社团提出一种处理废气的方案如图三所示，利用CaCO₃粉末、空气为原料在高温下吸收SO₂，写出该反应的化学方程式：　　。