初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

氢氧化钾是一种常见的碱．某化学兴趣小组的同学依据绿色化学的核心及原则，利用所学的化学知识，设计了制备氢氧化钾的方案，同时还可制得纯碱等物质，具体流程如图所示（部分反应、条件和产物已经略去）：

【提出问题1】溶液C中的溶质除氢氧化钾外，还含有什么？

【猜想与假设1】猜想1：K₂CO₃   猜想2：Ca（OH）₂

【实验与探究1】小林同学设计了如下实验对猜想进行探究

实验操作	实验现象	实验结论
取少量溶液C于试管中，滴加稀盐酸		猜想1错误

同学们经过讨论分析后认为小林的实验结论不严密，理由是　　．

【提出问题2】固体D中的成分是什么？

【猜想与假设2】小军同学经分析认为一定含有CaCO₃，原因是　　（用化学方程式表示）；可能还含有　　．

【实验与探究2】请你设计一个简单可行的实验方案，证明固体D中存在猜想与假设2中可能还含有的物质　　（所用试剂只能为溶液）．

【表达与交流】由反应①和反应②原理制备纯碱的方法就是我国著名的“侯氏制碱法”，请写出反应①的化学方程式　　．

【反思与评价】请你写出以上物质制备流程方案中体现绿色化学的核心及原则的一点　　．

孔雀石主要成分为Cu₂（OH）₂CO₃ （难溶于水），还含有少量SiO₂（难溶于水、不与稀硫酸反应）、Fe₂O₃等杂质。现以孔雀石为原料制取胆矾（CuSO₄•5H₂O）的部分工艺流程如图。

请回答：

（1）滤渣b的化学式为　　。

（2）溶液c中的溶质有（写化学式）：H₂SO₄、　　、　　。

（3）盐溶液d的颜色为　　；实验室蒸发溶液时用到的玻璃仪器有　　（写1种）

（4）在气体a生成CaCO₃的过程中，发生反应：CO₂+CaCl₂+2NH₃+H₂O＝CaCO₃↓+2X，X的名称为　　；孔雀石与稀硫酸反应生成气体a的化学方程式为　　。

某同学进行如图两个实验：

（l）甲实验中反应的化学方程式为　　；

（2）乙实验观察到的现象是　　，溶液由蓝色变成无色

（3）把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯，发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。

[查阅资料]硫酸钡不溶于酸。

[提出猜想]白色沉淀为：Ⅰ．　　；Ⅱ．Mg（OH）₂和BaSO₄；Ⅲ．Mg（OH）₂和MgCO₃。

[实验方案]

实验操作	实验现象与结论
过滤、洗涤白色沉淀备用；向白色沉淀中加入盐酸至过量	①若沉淀全部溶解，且无其它现象；猜想Ⅰ成立；其化学反应方程式为　　。 ②若　　且无气体产生，猜想Ⅱ成立。 ③若沉淀完全溶解，　　，猜想Ⅲ成立。

[拓展与思考]如果猜想Ⅲ成立，产生此结果的原因是做甲实验时　　；上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg（OH）₂、MgCO₃和BaSO₄，原因是　　。

过碳酸钠（化学式为2Na₂CO₃▪3H₂O₂）俗名固体双氧水。溶于水可看作是Na₂CO₃溶液和H₂O₂溶液混合。为了方便保存，过碳酸钠样品可能添加少量的MgSO₄和硅酸镁中的一种或二种作为稳定剂。已知①双氧水可用于供氧、消毒和漂白；②硅酸镁不溶于水。

（1）过碳酸钠的用途不合理的是　　。

A．鱼池供氧剂   B．消毒剂   C．干燥剂   D．漂白剂

（2）取少量过碳酸钠样品于烧杯中，加入足量蒸馏水，有不溶于水的固体产生。判断样品中　　有硅酸镁。（填写“可能”或“一定”）

（3）利用实验室限选试剂，设计实验确定该样品中是否添加少量的MgSO₄。

限选试剂：稀盐酸、稀H₂SO₄、BaCl₂溶液、蒸馏水、AgNO₃溶液

实验操作	预期现象和必要结论
步骤：1：取少量样品于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤。
步骤2：取少量步骤1所得的滤液于试管中，加入　　，振荡后静置。	。
步骤3：取少量步骤2所得的溶液于试管中，　　。	，说明样品中有MgSO4。 　　，说明样品中没有MgSO4．

小明在课外阅读中得知：氢氧化铜受热会分解生成氧化铜Cu（OH）₂═CuO+X，于是用CuSO₄溶液与KOH溶液反应制取氢氧化铜，并对氢氧化铜进行加热。

（1）生成物X的化学式为　　。

（2）制取氢氧化铜的化学方程式为　　。

（3）小明在加热氢氧化铜时，发现蓝色固体先变成黑色；继续高温灼烧黑色固体变成红色，同时有气体产生。为弄清这种红色固体的成份，进行了如下的探究：

[查阅资料]Cu和Cu₂O均为红色固体，且Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O。

[提出猜想]红色固体是：Ⅰ．CuⅡ．Cu₂OⅢ．　　。

[进行实验]

操作	现象	结论
①取灼烧后的红色固体1.44g于试管中，加入足量稀硫酸，加热并充分震荡，静置。	溶液由无色变蓝色，固体减少。	1.44g红色固体一定有：
②过滤、洗涤、干燥。	得红色固体

[结论分析]

①据上述实验现象，小明认为猜想Ⅲ正确。但有同学认为小明的判断不严谨，因为猜想　　也有相同现象。

②氧化铜高温灼烧由黑色变成红色的化学方程式为：　　。

③如要确定1.44g红色固体成分，还需要补充的操作是　　，再通过　　得出结论。

皮蛋是我国传统的蛋制品，深受人们喜爱，由少量NaCl、CaO和过量Na₂CO₃混合得到的粉末状混合物A是腌制皮蛋的配方之一。

（1）某化学兴趣小组从市场获取少量混合物A于烧杯中，缓慢加入足量的蒸馏水，边加边搅拌，静置，过滤得滤液。

①该过程发生反应的化学方程式为　　，　　。

②滤液中除含有Cl^﹣、OH^﹣外，还含有的阴离子是　　。

（2）在混合物A中加入少量ZnSO₄可改善皮蛋品质，该兴趣小组获得某样品，探究在混合物A中是否添加了少量ZnSO₄。

设计实验方案，完成如表表格。

限选用品与试剂：稀盐酸、pH试纸、BaC1₂溶液、蒸馏水、AgNO₃溶液。

实验操作	预期现象和必要结论
步骤1：取少量样品于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤	/
步骤2：取少量步骤1所得的滤液于试管中，　　。
步骤3：　　。	，说明样品中有ZnSO4； 　　，说明样品中没有ZnSO4．

[题干]在一支试管中放入一小段镁条（已擦去氧化膜），再向试管中加入一定量的盐酸，镁条表面有 　　产生，反应的化学方程式是 　　．

[发现问题]为了再次观察上述反应现象，小林同学用较长的镁条重做上述实验，但发现了异常现象，试管中出现了白色沉淀．

[实验验证1]小林同学针对两次实验的不同，设计对比实验方案，探究出现异常现象的原因．

试管（盛有同体积同浓度的盐酸）	①	②	③	④
镁条长度	1cm	2cm	3cm	4cm
相同的实验现象（省略题干现象）	快速反应，试管发热，镁条全部消失
沉淀量差异（恢复至20℃）	无	少量	较多	很多

[得出结论]镁条与盐酸反应产生白色沉淀与 　　有关．

[追问]白色沉淀是什么物质？

[查阅资料]①20℃时，100g水中最多能溶解氯化镁54.8g．

②镁能与热水反应产生一种碱和氢气；

③氯化银既不溶于水也不溶于稀硝酸．

[做出猜想]猜想一：镁；猜想二：氯化镁；猜想三：氢氧化镁，猜想的依据是 　　（用化学方程式表示）．

[实验验证2]将白色沉淀洗涤干净，分别取少量沉淀于A、B、C试管中，进行如表实验：

试管	操作	现象	结论
A	加入足量盐酸	，白色沉淀	猜想一不正确，但这种白色沉淀能溶于盐酸
B	加入足量水	白色沉淀	猜想二不正确
C	加入适量稀硝酸	白色沉淀消失	原白色沉淀中含有的离子是： Mg ^2+、
	继续滴加几滴硝酸银溶液	出现大量白色沉淀

[拓展延伸]足量镁与盐酸反应过程中，溶液会经历从酸性到碱性并且碱性逐渐增强的过程，从而促使白色碱式氯化镁的生成．

日常生活中，人们利用碳酸钠溶液具有碱性，清洗餐具上的油污，碱性越强，去油污的效果越好，小菁决定对影响碳酸钠溶液碱性的因素展开探究，请你参与．

用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的碳酸钠溶液，依次测量溶液的pH，记录数据如下表：

实验编号	a 1	a 2	a 3	b 1	b 2	b 3	c 1	c 2	c 3
溶质质量分数	2%	2%	2%	6%	6%	6%	10%	10%	10%
水的温度（℃）	20	40	60	20	50	60	20	40	70
溶液pH	10.90	11.18	11.26	11.08	11.27	11.30	11.22	11.46	11.50

请你分析表中数据回答：

（1）溶液碱性最强的是       （填实验编号）．

（2）要得出碳酸钠溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系的结论，可选择的一组实验是       （填实验编号），结论是       ．

（3）在一定温度范围内，温度的变化与碳酸钠溶液的pH变化关系是       ．

（4）将10%的碳酸钠溶液从20℃持续升温到70℃，所测得的pH如下表：

温度（℃）	20	30	40	50	60	70
溶液pH	11.22	11.35	11.46	11.48	11.50	11.50

①当温度介于20℃～40℃时，温度对碳酸钠溶液的pH影响比较       （选填"大"或"小"）．

②小菁将适量碳酸钠粉末洒在沾有油污的餐具上，并冲入适量的热水，再进行擦洗，达到较好的洗涤效果，这是因为     ．

（5）碳酸钠溶于水，有部分碳酸钠能与水发生反应生成氢氧化钠，致使溶液呈碱性．实验室鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液可选用的试剂是      （填标号）．

a．酚酞试液 b．稀盐酸 c．氯化钠溶液 d．氯化钙溶液

（6）欲使碳酸钠溶液中的碳酸钠完全转化为烧碱，可在溶液中加入足量的物质（写名称）：      或      ，并充分搅拌，有关反应的化学方程式为         （写一个）．

为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1～2.5g进行系列实验。

[查阅资料]①氧化铜（CuO）为黑色固体。

②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O+Cu。

[进行实验]

实验1：取质量比1：11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g，进行实验。

序号	1﹣1	1﹣2
装置
反应后物质的颜色、状态	黑色粉末中混有少量红色固体	红色固体有金属光泽，混有极少量黑色物质

实验2：取一定量的混合物，用1﹣2装置进行实验。

序号	木炭粉与氧化铜的质量比	反应后物质的颜色、状态
2﹣1	1：9	红色固体有金属光泽	混有少量黑色物质
2﹣2	1：10		混有很少量黑色物质
2﹣3	1：11		混有极少量黑色物质
2﹣4	1：12		无黑色物质
2﹣5	1：13		混有较多黑色物质

【解释与结论】

（1）配平化学方程式：　 　C+　 　CuO $\frac{\underset{¯}{\mathit{高温}}}{}$　 　Cu+　 　CO₂↑。

（2）实验1﹣2中，证明产生了CO₂的现象是　 　。

（3）实验1的目的是　                  　。

（4）实验2的结论是　                                               　。

[反思与评价]

（5）实验2没有进行质量比为1：14的实验，理由是　                    　。

（6）为检验2﹣4的红色固体中是否含Cu₂O，所需试剂是　       　。

高锰酸钾在生产、生活中有广泛应用。实验小组对高锰酸钾的某些性质进行研究。

Ⅰ．不稳定性

（1）如图所示进行实验，KMnO ₄受热分解的化学方程式为                ，3.16g KMnO ₄产生O ₂的质量为           g。

（2）用向上排空气法收集O ₂的原因是                                     。

Ⅱ．腐蚀性

[查阅资料]KMnO ₄溶液呈中性、有腐蚀性

[进行实验]

实验1：将新鲜鸡皮在不同浓度的KMnO ₄溶液中浸泡相同时间，现象如表

KMnO 4溶液浓度	0.002%	0.01%	0.1%	1%
鸡皮的变化	无明显变化	边缘部分变为棕黄色	全部变为棕色	全部变为黑色

实验2：将铜片分别浸泡在4种浸泡相同时间，现象如下表。

编号	①	②	③	④
实验	25mL0.1%KMnO 4溶液	25mL0.1%KMnO 4溶液+10滴浓硫酸	25mL蒸馏水+10滴浓硫酸	25mL1%KMnO 4溶液+10滴浓硫酸
铜片 质量/g	实验前	0.54	0.54	0.54	0.54
	18小时后	0.54	0.52	0.54	0.43

[解释与结论]

（3）实验1的目的是                   。

（4）实验2中通过对比②和④，得出的结论是                。

（5）实验2中，欲得出"KMnO ₄和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性"的结论，需要对比          （填编号）                       。

（6）实验2中，铜片被腐蚀的反应如下，补全该反应的化学方程式。

5Cu+2KMnO ₄+8H ₂SO ₄＝5CuSO ₄+2MnSO ₄+K ₂SO ₄+                。

"氧泡泡"系列产品去污能力强、绿色环保，已成为中国氧系清洁品类领导品牌，其主要成分是过碳酸钠（2Na ₂CO ₃•3H ₂O ₂）。某化学活动小组对过碳酸钠产生了浓厚的兴趣，决定对其进行探究。

【查阅资料】

Ⅰ．过碳酸钠在水中易离解成Na ₂CO ₃和H ₂O ₂，其水溶液具有Na ₂CO ₃和H ₂O ₂的双重性质；

Ⅱ．过碳酸钠与盐酸反应：2（2Na ₂CO ₃•3H ₂O ₂）+8HCl═8NaCl+4CO ₂↑+3O ₂↑+10H ₂O；

Ⅲ．过碳酸钠的去污能力主要与其在反应中释放处的"活性氧"有关，"活性氧"含量越高，去污能力越强。

（1）20℃时，测得1%过碳酸钠水溶液的pH为10.5，说明其溶液呈 　　（选填"酸性"、"中性"或"碱性"）。

（2）向过碳酸钠水溶液中加入少量MnO ₂时产生大量气泡，发生反应的化学方程式是 　　。

（3）过碳酸钠样品中"活性氧"含量可按如下公式计算：

"活性氧"含量＝ ×100%

为测定某过碳酸钠样品中"活性氧"含量，取20g样品按如图实验装置与足量盐酸反应。（已知样品中杂质不溶于水且不与盐酸反应，装置气密性良好）

①将盐酸慢慢地入A中，反应一段时间，观察到 　　，停止滴加盐酸。

②装置B可吸收生成的CO ₂，该反应的化学方程式是 　　。

③甲同学认为若要得出生成氧气的质量，除要记录量筒内液体的读数外，还需要知道的数据是该实验条件下的 　　。

④将反应后A中所得溶液过滤、蒸发、结晶、烘干，称得固体质量为11.7g，乙同学据此计算出该过碳酸钠样品的"活性氧"含量，写出其计算过程。

⑤完成上述探究后，丙同学提出：称量反应前后装置B的质量，其质量差就是反应生成CO ₂的质量，据此可计算出样品中"活性氧"含量。但丁同学认为该方案不合理，丁同学的理由是 　　（填写一条即可）

科学兴趣小组的同学在学了俗称为苏打的碳酸钠后，得知它还有一个俗称为小苏打的"兄弟"，这个"兄弟"的性质是否和它相似？它们之间能发生转化吗？

小明查阅了资料，将相关信息整理如表：

俗名	苏打 纯碱	小苏打
化学式	Na 2CO 3	NaHCO 3
构成微粒	Na ^+ CO 3 ^2 ^﹣	Na ^+ HCO 3 ^﹣
溶解度（常温）	21.5克	9.6克
两者的转化	Na 2CO 3+CO 2+H 2O═2NaHCO 3	2NaHCO 3 Na 2CO 3+CO 2+H 2O

下面是小明同学进行的探究：

（1）用试管取适量NaHCO ₃溶液，向试管中滴加酚酞试液，观察试液颜色变化。此实验的目的是 　　。

（2）在研究Na ₂CO ₃与NaHCO ₃转化时，小明觉得Na ₂CO ₃转化为NaHCO ₃过程中，由于NaHCO ₃溶于水，整个过程不会有明显现象。老师笑着对小明说："做实验吧，实验会告诉你答案。"于是小明在老师的指导下，向饱和的Na ₂CO ₃溶液中通入CO ₂，起初无明显现象，继续不断地通入CO ₂，溶液中出现了白色沉淀。这让小明很疑惑：NaHCO ₃溶于水，为什么还有白色沉淀呢？小明经过思考，明白了白色沉淀产生的原因是 　　。

（3）在小明同学的带动下，兴趣小组又对NaHCO ₃的其他性质进行了探究，发现两"兄弟"既有相似的性质也有不同的个性。从微观角度分析，造成两"兄弟"不同个性的原因是 　　不同。

某同学发现家里的铜质水龙头表面出现了一层绿色的锈渍，经查阅资料，了解到这层锈渍的化学成分是碱式碳酸铜[Cu ₂（OH） ₂CO ₃]，并对Cu ₂（OH） ₂CO ₃受热完全分解后的产物进行探究。

【查阅资料】（1）碱式碳酸铜受热分解生成水蒸气、二氧化碳和一种黑色固体。

（2）白色无水硫酸铜遇水变成蓝色。

【提出猜想】该同学根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体产物作出以下猜想：

①可能是碳   ②可能是氧化铜   ③可能是碳和氧化铜的混合物。

他猜想的依据是 　 　，且碳和氧化铜都是黑色的。

【实验探究】实验Ⅰ：按如图进行实验，证明分解产物中有H ₂O和CO ₂（图中夹持装置省略）

实验Ⅱ：为验证猜想，他做了如下实验：向盛有少量黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，振荡，待完全反应后静置，观察现象。

【实验分析及结论】

实验Ⅰ中：证明产物中有水生成的依据是 　 　；澄清石灰水变浑浊，产物中有 　 　生成。

实验Ⅱ中：因为 　 　且溶液变成蓝色，所以猜想②正确，故碱式碳酸铜受热分解的化学方程式为 　 　。

通过上述实验及结论分析可知，铜质水龙头生锈过程中与水、二氧化碳、 　 　有关。

【实验反思】为了防止铜质水龙头生锈，通常可采取的有效措施是 　 　。

【拓展应用】依据碱式碳酸铜受热分解的产物及所学酸碱盐的知识，该同学认为可以用稀盐酸除去铜质水龙头表面的锈渍，反应的化学方程式为 　 　。

已知：CO₂和SO₂既有相似性也有差异性。请回答相关问题：

气体		CO2	SO2
制备		石灰石与盐酸		Na2SO3与70%硫酸
相似性	溶解性	能溶于水	易溶于水
	与澄清石灰水反应	二者都产生白色浑浊
差异性	与KMnO4溶液	不反应	气体被吸收，溶液逐渐褪色

（1）化石燃料的气体产物中有CO₂和SO₂等物质，其中SO₂是形成　　的主要物质（填一污染名称）。

（2）制取CO₂的化学方程式是　　，可用于收集CO₂装置是　　。（选填如图序号）。

（3）写出Na₂SO₃与70%硫酸反应的化学方程式　　，制备SO₂发生装置用　　。（选填如图序号）。

（4）将收集满SO₂的试管倒扣在水中观察到的现象是　　。

（5）结合已知信息，请你设计实验证明化石燃料燃烧的气体产物中有CO₂（写出操作、试剂、现象、结论）　　。

已知：铝在常温下能与O₂反应，在铝表面形成一层氧化薄膜；Al₂O₃能溶于NaOH溶液。某课外小组对“铝与氯化铜溶液反应”进行如下探究。

①测得CuCl₂溶液的pH＜7；

②将铝片放入CuCl₂溶液中，没有观察到现象；

③取出铝片用NaOH溶液浸泡一段时间，再取出铝片洗净后放入CuCl₂溶液中，观察到铝表面产生无色气泡。

请回答下列问题：

（1）步骤①观察到CuCl₂溶液呈　　色，该溶液呈　　性（选填“酸”、“碱”或“中”）。

（2）步骤③中还可能观察到的现象是　　，产生此现象的化学方程式是　　。

（3）步骤②中没有现象的原因是　　。

（4）小组对步骤③产生的气体提成以下猜想：

a．可能是Cl₂；   b．可能是O₂；   c．可能是　　；

小组讨论得出c成立，理由是　　。