初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

（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　　。

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

K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体。小李和小赵同学在老师的指导下探究K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的热分解产物。

[查阅资料]①碱石灰可用于吸收CO₂、水蒸气

②含有Fe²⁺的盐溶液可与K₃[Fe（CN）₆]发生反应产生蓝色沉淀

③含有Fe³⁺的盐溶液可与KSCN发生反应生成红色溶液

[提出问题]样品完全分解后，除水蒸气外还生成哪些产物？

[猜想与假设]猜想一：气体产物中含有CO

猜想二：气体产物中含有CO₂

猜想三：气体产物中含有　　

[实验探究]

（1）探究气体产物。

小李同学对气体产物进行探究，设计如图实验（夹持装置及部分装置省略）：

实验中观察到装置B中澄清石灰水变浑浊，装置D中的固体变为红色。由此判断猜想　三　正确。

（2）探究固体产物。

小赵同学对固体产物进行如表探究：取K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O热分解后的固体产物（经实验证明无磁性）于试管中，加水充分溶解、过滤，再进行如表实验：

实验	现象	结论
取滤液加入硫酸	①	固体中含有K2CO3
取滤渣加入硫酸溶解后，分成两份	一份中加入K3[Fe（CN）6]	②	固体中含有FeO
	另一份中加入KSCN	溶液变为红色	固体中含有③　氧化铁

[实验结论]K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的热分解产物有　　种。

[拓展延伸]晒制蓝图时，用K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O作感光剂，其光解反应有FeC₂O₄生成。432g FeC₂O₄在一定条件下分解可以得到一种具有磁性的黑色固体和两种含有相同元素的气体，则两种气体质量的最简整数比为　　。

兴趣小组利用提供的试剂：稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫色石蕊溶液。探究酸碱盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象，而将混合溶液加热一段时间后，意外地闻到刺激性气味。

[提出问题]刺激性气味的气体是什么？

[猜想与假设]猜想1．可能是二氧化硫     猜想2．可能是氯化氢

猜想3．可能是氨气

大家讨论后认为猜想3不合理，依据是　　。

[查阅资料]SO₂和CO₂的化学性质相似，都能使澄清石灰水变浑浊。写出二氧化硫和氢氧化钙的反应的化学方程式：　　。

[实验探究]如图所示，小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中，观察到　　，于是他认为猜想2正确。

[评价与改进]小煜认为小诚的结论不科学，于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。

实验操作	实验现象
如图所示，将产生的气体

[结论]加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢

[拓展应用]实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体，已知氯化氢气体极易溶于水。请推测实验室制取氯化氢气体最适宜的方法为　　（填序号）。

A．加热氯化氢溶液和稀硫酸的混合物

B．加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物

C．加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物

潜水器中可使用过氧化钠（Na₂O₂）固体做供氧剂，过氧化钠固体与二氧化碳反应原理是：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，为验证该反应产物，某兴趣小组进行如下实验探究。

[查阅资料]过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气。

[设计实验]小组同学利用如图装置进行实（忽略稀盐酸的挥发）。

（1）装置A中标号仪器名称：①　　，②　　。

（2）装置A中反应的化学方程式为　　。

（3）装置B的作用是　　。

（4）为防止装置E收集的氧气中混有二氧化碳，装置D中盛放的试剂是　　溶液。

（5）验证过氧化钠与二氧化碳反应产物

步骤	实验操作	实验现象	实验结论
①	将带火星的木条伸入装置E中		产物中有氧气
②	反应后取装置C中少量固体于试管中，加水完全溶解		固体中有未反应的过氧化钠
③	向步骤②反应后所得溶液中加入足量稀盐酸，有气体产生，将产生的气体通入足量澄清石灰水中		产物中有碳酸钠

某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应，过程如下：

实验操作	实验现象
	①铝片表面附着一层红色固体 ②铝片表面逸出大量无色气体，放出大量的热 ③烧杯底部出现红色固体和白色沉淀

（1）打磨铝片的目的是　　。

（2）现象①③中的红色固体是同种物质，请写出现象①的化学方程式　　。

（3）经检验，现象②中的无色气体为氢气。甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性，经pH计检验，pH　　7，证实了甲的猜想。

（4）探究现象③中白色沉淀的化学成分。

乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜（CuCl）。

[查阅资料]CuCl可与浓氨水反应生成无色的Cu（NH₃）₂⁺和Cl^﹣，Cu（NH₃）₂⁺在空气中易被氧化变为蓝色。

[进行实验]①取烧杯底部的白色沉淀，充分洗涤。洗涤的目的是　　。

②向白色沉淀中加入浓氨水，沉淀溶解得到无色溶液，将无色溶液分为两份，进行实验：

操作步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．用试管取其中一份溶液，滴加适量AgNO3溶液	产生白色沉淀	该溶液中含有
Ⅱ．将另一份溶液置于空气中一段时间		该溶液中含有Cu（NH3）2^+

[得出结论]通过实验可以确定，该白色沉淀是CuCl。

[反思与评价]Al和CuCl₂溶液反应为什么会出现CuCl呢。

I．丙同学猜测：可能是Cu与CuCl₂溶液反应生成了CuCl．为了验证猜想，他取Cu与15%的CuCl₂溶液混合，结果无白色沉淀产生。他又分析了Al和CuCl₂溶液反应的实验现象，再次将打磨过的Al片插入盛有15%的CuCl₂溶液的试管，并将试管置于冰水中，发现白色沉淀明显减少。于是他将Cu与15%的CuCl₂溶液的实验进行了改进，从而证明了Cu与CuCl₂溶液反应能生成CuCl，改进的方法是　　，试写出该反应的化学方程式　　。

II．丁同学认为丙同学的实验还不够严谨，还应考虑　　对Cu与CuCl₂溶液反应的影响。

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

研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行了探究。如图1所示实验，先检查装置气密性，再将橡皮塞连接气体压力传感器，烧瓶中放入铝片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如图2所示的气体压强与时间的关系曲线图。

（1）铝与稀盐酸反应的化学方程式为　　。

（2）AB段气体压力变化不明显的原因是　　；CD段气体压力逐渐下降的原因是　　。

（3）从BC段看反应的速率是先变快后变慢，导致变慢的因素有　　（填序号）

a．铝片的表面积

b．盐酸的浓度

c．温度

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）。

某实验小组设计如图所示装置，进行气体的制备和性质实验

实验试剂（用品）：大理石、氯化钠、二氧化锰、硝酸铵固体、稀盐酸、过氧化氢溶液、蒸馏水、木条、火柴、酒精灯。

选择合适的试剂（用品）按如下步骤进行实验。

（1）组装仪器，　　（填必要的操作），加入药品。

（2）关闭止水夹，推动注射器，注入液体，观察到装置A中有大量气泡冒出，气球胀大。

（3）打开止水夹，观察到装置B中导管口有气泡冒出，澄清石灰水未变浑浊，装置A中产生气体的化学方程式为　　要进一步确认该气体的成分还需进行的操作是　　，取下装置B中双孔塞，将红热的细铁丝由上到下缓慢地伸入到B装置的玻璃瓶中，细铁丝剧烈燃烧，写出反应的化学方程式　　。

（4）更换装置A中的固体和液体药品，重复步骤2中的操作，能观察到相同的实验现象。打开止水夹，观察到装置B中导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊，写出装置B中反应的化学方程式　　，装置A中选择的固体和液体分别为　　和　　。

（5）继续更换装置A中的药品重复上述操作，观察到装置A中没有气泡冒出，气球变瘪。装置A中选择的固体和液体分别为　　和　　。

为探究CO₂与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。

【查阅资料】

Ⅰ.20℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：

物质	Na2CO3	NaHCO3	Ca（OH）2	Ba（OH）2
溶解度/g	21.5	9.6	0.165	3.89

Ⅱ．本实验条件下，Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液的pH分别约为11.0和8.5。

【实验探究】

（1）实验一：小雨取一充满CO₂的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪，小雨另取一相同的充满CO₂的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是　　，实验中，小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是　　。

（2）实验二：为检验CO₂与NaOH溶液反应的产物，小亮取实验一所得溶液X少许，向其中滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为　　，实验中不宜将BaCl₂溶液换成CaCl₂溶液的原因是　　。

（3）实验三：小华取实验一所得溶液X少许，向其中加入过量的BaCl₂溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈　　色，证明溶液X中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液，理由是　　。

（4）实验四：兴趣小组将CO₂持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。

图1中，BC段发生反应的化学方程式为　　。

图2中，DE段温度变化的原因是　　。

【反思感悟】

（5）实验从CO₂减少、NaOH减少，Na₂CO₃生成等物质的变化，以及　　转化等视角多维度探究CO₂与NaOH发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。

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）

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

不用火，不用电，只需拆开发热包倒入凉水，就能享用美食的自热食品，受到消费者的追捧。

[查阅资料]Ⅰ．发热包中物质的主要成分是生石灰、碳酸钠、铝粉。

Ⅱ．铝和强碱溶液反应生成氢气。

探究一：发热包的发热原理

（1）小明买了一盒自热米饭，取出发热包加入凉水，发生剧烈反应，迅速放出大量的热，写出产生该现象的主要化学反应方程式　　；同时发热包内固体物质变硬、结块。依据观察到的实验现象，小明猜想发热包内的物质可能发生多个化学反应，写出其中一个反应的化学方程式　　。

（2）发热包上的安全警示图标有“禁止明火”，其原因可能是　　。

（3）小明向使用后的发热包中加入稀盐酸，并对产生的气体展开进一步探究。

探究二：确定气体的成分

[猜想与假设]小明认为该气体可能是：a．H₂； b．　　； c．CO₂和H₂的混合气体。

[实验设计]小明同学设计如图实验装置，对气体成分进行探究。

[实验验证]甲装置中的实验现象是　　，丁装置中黑色的粉末逐渐变为红色，试管口有水珠产生，证明猜想c正确。若甲、乙装置交换位置，　　（填“能”或“不能”）确定气体中含有CO₂，写出化学方程式并说明理由　　。

[总结与反思]通过以上探究，小明做出如下反思：

A．发热包应密封防潮保存

B．能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料

C．使用后的发热包应包好按照垃圾分类投放

你认为其中正确的是　　。

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