初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片断，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。

活动一

甲组同学向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现有气泡产生，于是，他们停止了滴加稀盐酸。经询问老师得知该氢氧化钠溶液已变质，请你用化学方程式表示其变质的原因　　。

活动二

乙组同学向盛有一定量的氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现忘记了滴加指示剂，因此，他们停止了滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究：

【提出问题】溶液中的溶质含有什么物质？

【作出猜想】猜想一：溶质只有CaCl₂

猜想二：溶质有CaCl₂和Ca（OH）₂

猜想三：溶质有　　

【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。

【方案设计】

方案	方法步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液	酚酞不变色	猜想一正确
		酚酞变红色	猜想二正确
方案二	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入		猜想三正确

【方案评价】小组同学通过讨论后认为：

（1）方案一能证明猜想二正确，但不能证明猜想一正确。

（2）方案二可行，但小组同学在记录时未记录完整，请你替他们补充完整。

【方案反思】（1）方案一不能证明猜想一正确的理由是酚酞在中性和酸性溶液中都不变色；

（2）某同学提出将方案一中酚酞溶液换成　　（填写一种试剂即可）同样可以得出猜想二正确。

活动三

甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将大烧杯中的混合物过滤，得到滤渣和滤液。同学们对滤液中溶质成分进行再探究。

大家经过讨论一致认为滤液中一定含有的溶质是　　，为了进一步验证可能存在的溶质，请你帮助设计实验并进行验证（任写一种可能情况）：

你的猜想	实验步骤	实验现象	实验结论
滤液中可能含有			猜想正确，滤液中含有该物质

“如何验证酸与碱反应生成水”是以下探究过程中的研究主题，请完成以下相关问题。

【知识回顾】实验证明酸与碱可发生中和反应，如图从微观角度说明中和反应的实质是　　。

【提出问题】盐酸、硫酸等酸以酸溶液的形式存在，酸溶液与碱反应时，无法判断生成物中有“水”生成。如何设计实验验证酸与碱发生反应生成了“水”？

【查阅资料】冰醋酸即无水醋酸

                    蓝色硅胶遇水变红

【实验原理】CH₃COOH+NaOH═CH₃COONa+H₂O，是冰醋酸与NaOH固体反应的化学方程式，CH₃COONa在水溶液中可解离出自由移动的CH₃COO^﹣和Na⁺。

【进行实验】将适量的冰醋酸（CH₃COOH）、NaOH固体及几粒蓝色硅胶置于试管中，塞上橡皮塞，轻轻振荡试管，观察到的现象是　　。

【提出质疑】上述实验及实验现象，能说明“水”是化学反应生成的吗？该结论不严谨!

【解决方案】以科学严谨的态度思考，应在下列2个实验的基础上，再做上述实验。

	实验方案（写出所用试剂即可）、实验现象
实验一	试剂与现象：　试
实验二	试剂与现象：

【交流讨论】

（1）上述设计采用了　　的实验方法。

（2）冰醋酸与NaOH固体充分混合后得到的固液混合物能够导电，是因为　　。

教材中用图1实验来验证硫能在氧气燃烧，某化学兴趣小组对该实验进行了改进，改进后的实验装置如图2，请完成实验过程中的相关问题。

（1）根据图2进行实验，操作过程与现象记录如下：

①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，向广口瓶中加入足量NaOH溶液。

②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，并产生微弱的淡蓝色火焰。

③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a．　　，b．品红试纸褪色，c．小气球变大。

④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO₂；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后应　　，并同时轻轻振荡广口瓶。

（2）问题讨论：

①图1实验设计中的不足之处是　　。

②硫在氧气中燃烧更剧烈是因为　　。

③反应过程中，玻璃管内湿润的品红试纸褪色，若改放干燥的品红试纸却不褪色，说明使品红试纸褪色的物质是　　（提示：SO₂与CO₂的性质有相似之处）。

④广口瓶中吸收SO₂的化学方程式为　　。

了解常见物质重要的物理及化学性质，有利于我们系统地学习并应用知识解决问题。碱石灰是氧化钙和氢氧化钠固体的混合物，常用来干燥某些气体。某化学兴趣小组的同学对放置在空气中一段时间的碱石灰产生了探究兴趣。

[实验步骤]

步骤一：现将放置在空气中一段时间的碱石灰放入烧杯中，加足量水溶解，烧杯底部有白色沉淀生成；

步骤二：一段时间后过滤，取滤液，加入一定量的碳酸钠溶液，发现没有白色沉淀生成。

据此信息请你参与探究完成下列问题：

[实验探究]

（1）碱石灰中的氧化钙可做某些气体干燥剂的原因是　　（用化学方程式表示）。

（2）步骤一向烧杯内的样品加足量的水溶解时，产生的白色沉淀是　　。

[实验反思]

（3）固体氢氧化钠曝露在空气中，容易吸收空气中的水分而潮解；同时吸收空气中的　　而变质，因此氢氧化钠固体必须密封保存。

（4）综合以上信息，向烧杯内的样品加足量的水溶解时，溶液中溶质组成的情况可能有　　（有几种情况就写几种，用化学式表示）。

碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。甲图中酒精灯上网罩的作用是 　　。

[提出问题]碳燃烧时可能生成CO ₂也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？

[作出猜想]猜想Ⅰ：CO；猜想Ⅱ：CO ₂；猜想Ⅲ： 　　。

[设计方案]实验装置如图乙所示。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通入一段时间氮气。

方案一：从定性观察角度判断

（1）实验时装置A处的现象是 　　。

（2）若B中无明显现象，D处的气体能点燃，则猜想 　　（填序号）成立。

方案二：从定量计算角度判断

取一定量碳粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据：

	反应前的质量	反应后的质量
A（玻璃管+固体）	m 1	m 2
B+C（广口瓶+混合液）	m 3	m 4

（3）若猜想Ⅱ成立，则理论上（m ₄﹣m ₃） 　（m ₁﹣m ₂）（填"＞""＜"或"＝"）。

（4）若猜想Ⅲ成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳粉的质量m的取值范围是 　[交流反思]实验开始前缓缓通入氮气的目的是 　　。

结合某校师生线上“互动探究”活动，回答有关问题。

[学习目标]了解生活中常见的几种盐的化学性质。

[实验用品]教师用品：NaCl溶液、Na₂CO₃溶液、酚酞溶液、CaCl₂溶液、KNO₃溶液等。

学生用品：洁厕灵（主要成分稀盐酸，不考虑其它成分）Ca（OH）₂溶液（用生石灰干燥剂制备）、纯碱（Na₂CO₃）溶液、小苏打（NaHCO₃）溶液、注射器、废塑料瓶、吸管等。

[互动探究]

探究目的	探究过程	主要现象	解释或结论
探究一：盐溶液是否一定显中性	教师实验： 向分别盛有NaCl溶液、Na2CO3溶液的两支试管中滴加　　溶液	所加溶液遇NaCl溶液不变色，遇Na2CO3溶液变红色	盐溶液不一定显中性
探究二：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液能否与某些酸溶液反应		有　　产生，Ca（OH）2溶液变浑浊	Na2CO3溶液和NaHCO3溶液能与某些酸溶液反应
探究三：Na2CO3 溶液能否与某些　　溶液反应		产生白色沉淀	写出化学方程式
探究四：Na2CO3溶液能否与某些盐溶液反应	教师实验： （1）取少量KNO3溶液于试管中，向其中滴加Na2CO3溶液 （2）取少量CaCl2溶液于试管中，向其中滴加Na2CO3溶液	（1）无明显现象 （2）	Na2CO3溶液能与某些盐溶液反应

[拓展延伸]“垃圾是放错了位置的资源”，对下列物质的利用，正确的是　　。

A．“探究一”中剩余溶液的混合液，可用于检验“探究二”中洁厕灵是否过量

B．“探究二”中生成的这种气体，可以作为气体肥料

C．“探究三”中生成的这种固体，可以作食品干燥剂

D．“探究四”中剩余溶液的混合液，可以除去NaNO₃溶液中混入的Ca（NO₃）₂

某化学研究性学习小组的同学自学了金属的化学性质后，对金属钠和硫酸铜溶液发生的反应产生了兴趣。他们把一颗绿豆大的金属钠投入到硫酸铜稀溶液中，并未观察到红色固体，而是看到了蓝色絮状沉淀产生。为此，他们开展了实验探究。

[提出问题]金属钠投入到硫酸铜溶液中发生了怎样的化学反应？

[查阅资料]钠是一种性质非常活泼的金属，能跟氧气反应，还能与水发生剧烈反应。

[做出猜想]

猜想1：钠与水反应生成氢气和碱，生成的碱再与硫酸铜溶液反应。

猜想2：钠与水反应生成氧气和碱，生成的碱再与硫酸铜溶液反应。

[进行实验]

序号	实验操作	实验现象	实验结论或解释
实验一	用小刀切一颗绿豆大的金属钠投入到装有少量蒸馏水的烧杯中	金属钠漂浮于水面上并迅速移动，伴有嘶嘶的响声及白雾。不规则钠慢慢熔化成一个光亮的小球，随后逐渐变小，最后消失。将盛满水的试管倒扣在金属钠上，收集到一种气体，点燃时产生轻微的爆鸣声	①金属钠的密度比水的　　（填“大”或“小”） ② 反应放热， 金属钠的熔点　　（填“高”或“低”） ③生成了氢气
实验二	取少量反应后的溶液于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液	溶液变红	④反应后的溶液呈　　 （填“酸性”“中性”或“碱性”） ⑤钠与水反应的化学方程式为
实验三	取少量反应后的溶液于试管中，滴加几滴蓝色的硫酸铜溶液	试管中出现蓝色絮状沉淀	⑥反应的化学方程式为

[实验结论]猜想1成立。

[拓展思考]金属钠通常保存在煤油中，其目的是隔绝　　。

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　　。

在《探究酸、碱的化学性质》实验课上，某同学向盛有约2mL氢氧化钠溶液的试管中滴加稀硫酸，没有观察到现象。请教老师后，他发现自己在滴加稀硫酸前忘了加入酸碱指示剂，导致无法判断反应情况，于是他对试管中溶液的中和程度进行探究。

[探究目的]探究试管中溶液的中和程度。

[实验原理]试管中发生反应的化学方程式为　　。

[做出猜想]猜想l：氢氧化钠未完全反应，溶液呈碱性。

猜想2：氢氧化钠和硫酸恰好完全反应，溶液呈中性。

猜想3：氢氧化钠完全反应、硫酸过量，溶液呈酸性。

[进行实验]

实验操作	实验现象	实验结论
另用试管取该溶液1～2mL，滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡	溶液变	溶液呈碱性
	溶液不变色	溶液呈酸性或中性

[分析思考]（1）若溶液呈碱性，向试管里的溶液中逐滴加入FeCl₃溶液，将产生红褐色沉淀，反应的化学方程式为　　。

（2）若滴入酚酞后溶液不变色，为进一步确定溶液的酸碱性，该同学提出了以下方案：

方案1	用pH试纸测其酸碱度，若pH　　7（选填“＞”“＜”或“＝”），则溶液呈酸性
方案2	加入金属锌，若有气泡产生，则溶液呈酸性，该反应的化学方程式为　　。

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　　                         。

某校甲、乙兴趣小组同学在学习酸、碱、盐、金属的化学性质后，分别做了A、B、C三组实验：

甲、乙小组同学都观察到C组实验的现象为　　。实验结束后，甲、乙小组同学分别同时将三组实验反应后的物质各倒入一个洁净的烧杯中，都观察到有气泡产生。甲、乙小组同学分别对气体成分及充分反应后烧杯中溶液的溶质成分进行探究。

[查阅资料]

①2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑

②NaAlO₂+HCl+H₂O═NaCl+Al（OH）₃↓

③Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O

[实验探究]

	实验操作		实验现象	实验结论
甲组	甲取少量烧杯中的溶液于试管中，滴入紫色石蕊溶液		紫色石蕊溶液变红色	气体为CO2、H2；溶液中溶质一定含有AlCl3、NaCl、　 　、HCl
乙组	分别取少量烧杯中的溶液于两支试管中	往一支试管中先滴入足量BaCl2溶液，再滴入无色酚酞溶液	只观察到溶液变红色	气体为H2；溶液中溶质一定含有NaAlO2、NaCl、NaOH
		往另一支试管中不断滴入稀盐酸

[交流与反思]（1）乙小组同学讨论后认为，甲组同学得出气体成分的结论不严谨，其理由是　                                　。

（2）甲、乙小组同学所做实验相同，得出的实验结论却不同，原因是　　。

[拓展与应用]

只用一条化学方程式表示AlCl₃与过量NaOH在溶液中的反应：　　。

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

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。

为研究“不同物质在敞口容器久置后的质量变化”，某科学兴趣小组将10.00克下列物质分别盛放于相同的烧杯中，将它们敞口放置在恒温实验室。一段时间后测得烧杯中物质减小的质量情况见下表。

放置时间 （小时）	烧杯中物质减小的质量（克）
	水	饱和氯化钠溶液	饱和硝酸钾溶液	7.3%的稀盐酸
24	1.85	0.61	0.72	1.35
48	3.70	？	1.44	2.80

请回答：

（1）表格中“？”的值是　　克；

（2）与原饱和硝酸钾溶液相比较，敞口放置24小时的硝酸钾溶液溶质质量分数　　（填“变大”“变小”或“不变”）；

（3）分析上表中水、饱和硝酸钾溶液和稀盐酸敞口放置后的质量减小程度随时间变化不一样，为进一步研究稀盐酸在敞口容器久置后的溶质质量分数变化，小丽进行了下列操作：取敞口放置时间48小时的稀盐酸5.00克于锥形瓶中，滴入两滴指示剂，用溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液逐滴滴入稀盐酸中，至恰好完全反应，共消耗了5.50克氢氧化钠溶液。

通过计算，确定敞口放置48小时的稀盐酸溶质质量分数是“变大”、“变小”还是“不变”？并对变化的原因作出解释。

为研究“不同物质在敞口容器久置后的质量变化”，某科学兴趣小组将10.00克下列物质分别盛放于相同的烧杯中，将它们敞口放置在恒温实验室。一段时间后测得烧杯中物质减小的质量情况见下表。

放置时间 （小时）	烧杯中物质减小的质量（克）
	水	饱和氯化钠溶液	饱和硝酸钾溶液	7.3%的稀盐酸
24	1.85	0.61	0.72	1.35
48	3.70	？	1.44	2.80

请回答：

（1）表格中“？”的值是　　克；

（2）与原饱和硝酸钾溶液相比较，敞口放置24小时的硝酸钾溶液溶质质量分数　　（填“变大”“变小”或“不变”）；

（3）分析上表中水、饱和硝酸钾溶液和稀盐酸敞口放置后的质量减小程度随时间变化不一样，为进一步研究稀盐酸在敞口容器久置后的溶质质量分数变化，小丽进行了下列操作：取敞口放置时间48小时的稀盐酸5.00克于锥形瓶中，滴入两滴指示剂，用溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液逐滴滴入稀盐酸中，至恰好完全反应，共消耗了5.50克氢氧化钠溶液。

通过计算，确定敞口放置48小时的稀盐酸溶质质量分数是“变大”、“变小”还是“不变”？并对变化的原因作出解释。