初中化学实验探究物质的性质或变化规律实验题

某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：

①将有底的空纸筒盖上硬纸板，在电子秤上称得质量为5.39克；

②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体，盖上硬纸板，分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙，观察并记录读数变化；

③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。

回答下列问题：

（1）检验二氧化碳收集满的操作是 　                      　。

（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是 　                       　。

（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气，请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。（纸筒收集满氢气后的质量为5.30克）

化学是一门以实验为基础的科学。根据如图回答问题。

（1）仪器a的名称是 　    　。

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的化学反应方程式为 　      　，若用F装置收集氧气，当观察到 　          　的现象时再开始收集。

（3）甲烷是一种没有颜色、没有气味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，应选用的发生装置是 　 　（填标号，下同），若用G装置收集时，则气体要从 　   　端通入。

（4）A、B装置都可以制取氧气、二氧化碳和氢气，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是 　   　。

（5）生活中常用草酸溶液除铁锈和瓷砖上的污渍。草酸晶体加热会发生如下反应：H₂C₂O₄•2H₂OCO₂↑+CO↑+3H₂O。为检验分解后的产物，小赵设计了如图所示实验。回答下列问题。（白色的无水硫酸铜遇水变蓝）

①实验中证明有水生成的现象是 　           　。

②乙中澄清石灰水的作用是 　           　。

③要证明有CO生成，在不连接其他装置的情况下，可进行的操作是 　       　。

某化学兴趣小组学习了金属、酸、碱、盐的知识后，对金属钠的性质开展了探究活动。

研究主题：钠与水反应、钠在空气中燃烧及其产物的性质研究。

相关信息：

①钠贮存在煤油中

②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂

③2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑

④BaCl₂溶液pH＝7

（1）实验一：在盛有水的烧杯中滴入几滴酚酞试液，把一块绿豆大小的金属钠（用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去表面的外皮）投入烧杯中。观察到钠浮在水面上，熔化成闪亮的小球且在水面上迅速游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液呈红色。

①从实验现象可知，钠的物理性质有：A.固体；B.硬度小；C.密度比水小；D.　    　。

②烧杯中的溶质除酚酞外还含有　   　（填化学式）。

③取少量烧杯中的溶液于试管中，然后向试管中滴加某溶液至红色恰好消失（无其它现象），所得溶液中溶质不能与其它物质发生复分解反应，则滴加的是　   　（填化学式）溶液。

（2）实验二：另取一小块钠（如实验一处理）放在石棉网上灼烧，金属钠燃烧并产生黄色火焰，最后生成淡黄色固体Na₂O₂。将淡黄色固体露置于空气中，一段时间后变为白色粉末。同学们经过讨论，认为该白色粉末可能是：Ⅰ.NaOH；Ⅱ.Na₂CO₃；Ⅲ.　       　。

为确定该白色粉末的成分，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量白色粉末于试管中，加水溶解，滴加过量的 　   　溶液		综合实验现象判断，此白色粉末是Na2CO3
②静止后，向上层清液中滴加少量　   　溶液	无明显现象

增氧剂可用于给鱼池增氧，某化学兴趣小组对某种增氧剂的增氧原理进行实验探究。

【查阅资料】该增氧剂的主要成分是过碳酸钠，过碳酸钠是一种白色晶体，化学式可以表示为2Na ₂CO ₃•3H ₂O ₂。过氧化氢溶液常温较稳定，能缓慢分解，受热容易分解。

【提出问题】增氧剂真的能增氧吗？

【初次探究】取少量增氧剂于试管中，加入足量蒸馏水，观察到固体完全溶解，形成无色溶液，无气泡产生；加热，产生大量气泡。

【作出猜想】该兴趣小组结合资料和实验现象推测增氧剂溶于水后生成Na ₂CO ₃和H ₂O ₂。

【再次探究】该兴趣小组进行如表实验：

实验操作		实验现象	实验结论
（1）	另取少量增氧剂于试管中，加入足量蒸馏水，待其完全溶解，再加入 　     　，将带火星的木条伸入试管内		溶液中含有H 2O 2。该操作中H 2O 2参与反应的化学方程式为
（2）	待步骤（1）完全反应后，将所得物质过滤，取少量滤液于另一支试管中，加入	产生白色沉淀	溶液中含有Na 2CO 3

【得出结论】该增氧剂的增氧原理为 　                　。

【评价反思】该增氧剂的保存方法为 　                 　。

科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。学习小组对蓝绿色碱式碳酸铜晶体[Cu₂（OH）₂CO₃]的性质进行实验探究，并基于证据进行推理分析。

Ⅰ.探究碱式碳酸铜受热的变化

【设计实验】学习小组设计了如图装置（夹持仪器已略去），并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。

注：无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。

【实验过程】①在装置丙导管a处连接一导管，并插入水中，微热试管，观察到 　                   　，说明整套装置的气密性良好。

②按图示加入样品和试剂，加热一段时间后，试管中固体变黑，澄清石灰水变浑浊。

【实验分析】（1）装置乙中的现象是 　                  　。

（2）装置丙中发生反应的化学方程式为 　                          　。

（3）根据现象可知，碱式碳酸铜受热可分解，分解产物有CO₂、CuO、　        　。

（4）装置乙、丙位置不能互换的理由是 　                              　。

Ⅱ.探究碱式碳酸铜与酸的作用

【实验过程】取少量样品于试管中，加水，固体不溶解。继续加入足量稀硫酸，有气泡产生，得到蓝色溶液。

【实验结论】碱式碳酸铜能与硫酸发生反应，生成的盐为 　   　。

【拓展延伸】碱式盐在生活中应用广泛。碱式氯化铝[Al₂（OH）Cl₅]是一种高效净水剂。已知碱式氯化铝与盐酸发生反应生成盐和常见的溶剂，则此反应的化学方程式为：　                         　。

已知Mg能在CO ₂中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO ₂中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：

【查阅资料】

①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。

②Na ₂CO ₃溶液显碱性；CaCl ₂溶液显中性。

【实验探究一】

步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO ₂气体。

步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO ₂中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。

【问题讨论】

（1）为获得纯净的CO ₂，可利用装置B除去CO ₂中混有的 　 　；装置C中盛放的试剂是 　    　。

（2）步骤2中生成的黑色固体成分是 　 　。

【初步结论】Na能在CO ₂中燃烧。

【提出问题】白色物质是什么？

【猜想与假设】猜想一：氧化钠；

猜想二：碳酸钠；

猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；

猜想四：氢氧化钠。

（3）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是 　                                　。

【实验探究二】对白色物质是什么进行实验探究，方案设计如下：

方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水。振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。

方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出。

结论：白色物质中一定有 　    　。

方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。

【反思与评价】

（4）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是 　                 　。

（5）请将方案2结论补充完整： 　           。（填化学式）

（6）方案3中加入过量CaCl ₂溶液的目的是 　           　。写出此反应的化学方程式 　                    　。

【实验结论】

（7）综上所述，你认为猜想 　 　成立。

（8）请写出Na在CO ₂中燃烧的化学方程式 　                      　。

金属、酸、碱、盐在工农业生产中应用广泛，某化学兴趣小组进行相关实验。

（1）探究不同条件下金属铜与硫酸反应的情况如下：

组别	①	②	③	④
H 2SO 4质量分数	20%	98%	20%	98%
反应条件	常温	常温	加热	加热
反应现象	无现象	无现象	无现象	溶液变蓝，有气泡产生

如表④发生反应方程式为：Cu+2H ₂SO ₄（浓） CuSO ₄+2H ₂O+X↑。X的化学式为 　    　；硫酸铜溶液中的阴离子是 　    　（写离子符号），从上述对比实验中，你对铜与硫酸反应有什么新的认识 　                                     　。

（2）实验室欲配制40g质量分数为5%的Na ₂CO ₃溶液，应选择 　    　（10mL、50mL、100mL）的量筒来量取水的体积。

（3）现有下列BaCl ₂、K ₂CO ₃、NaOH三种溶液，请你选择一种常见试剂鉴别这三种溶液，写出相关化学方程式 　                　、 　                        　。

在学习复分解反应发生的条件后，同学们利用已学知识，对稀盐酸与下表中的四种化合物的溶液之间能否发生反应作出判断。并进行实验验证：

物质	氢氧化钠溶液	硫酸钠溶液	碳酸钾溶液	硝酸银溶液
实验现象	无明显现象	无明显现象	产生气泡	产生白色沉淀
能否反应	能反应	不能反应	能反应	能反应

【提出问题】对于上述无明显现象的反应，如何设计实验进行验证？

【设计实验】为了验证氢氧化钠溶液与稀盐酸能发生化学反应，小刚设计了如下实验方案并进行实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
①将氢氧化钠溶液滴入盛有稀盐酸试管中，振荡	溶液呈无色	稀盐酸与氢氧化钠溶液能发生化学反应
②向步骤①所得无色溶液中滴加几滴酚酞溶液	溶液呈无色

【分析讨论】小刚设计的实验方案 　   　（填“可行”或“不可行”），说明理由：　                   。

【总结提升】通过以上实验分析，对于无明显现象的反应，验证思路可以是：

（Ⅰ）验证生成物是否存在。

（Ⅱ）验证 　     　是否消失。

【拓展迁移】（1）氢氧化钠溶液与稀盐酸发生反应的微观示意图如图所示，该反应的实质是 　                      　。写出另一个符合上述反应实质的化学方程式 　                                     　。

（2）将一定量的氢氧化钠溶液与稀盐酸混合，充分反应后所得溶液中溶质成分可能有

　 　种情况，具体的溶质组合情况分别是 　                             　（填化学式）。

在介绍氢气的制法时，老师告诉同学们，铝丝与一种可以用铁制容器盛装的溶液反应，也会生成氢气。

【提出问题】与铝丝反应的是什么溶液？

【交流讨论】分析后，大家一致认为该溶液不是稀盐酸或稀硫酸，原因是 　　。

同学们决定进一步探究。老师为同学们提供了该溶液。

【查阅资料】含有不同金属离子的溶液在灼烧时会产生不同颜色的火焰

钠	钙	钾
黄色	砖红色	紫色（透过蓝色钴玻璃）

【实验探究】

①小强取该溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液，发现紫色石蕊溶液变蓝。

②小明用铂丝蘸取该溶液在酒精灯火焰上灼烧，观察到火焰呈黄色。

③有同学提出应向该溶液中滴加稀盐酸，小美取该溶液于试管中，向其中加入足量的稀盐酸后，没有看到明显现象，这样做是为了排除 　　（填离子符号）的干扰。

【实验结论】该溶液为 　　溶液。

【交流反思】

①老师告诉同学们，铝与该溶液反应除了生成氢气外，还生成了一种含有AlO ₂ ^﹣的盐，请写出该反应的化学方程式 　　。

②金属铝的化学性质较活泼，而生活中使用的铝制品却耐腐蚀，原因是 　　。

某班同学为验证碳酸钠的化学性质，向盛有碳酸钠的试管中加入一定量的稀盐酸，迅速用带导气管的橡胶塞塞紧试管口，并将导管另一端通入盛有澄清石灰水的试管中（如图所示）。请回答下列问题：

（1）右侧试管中澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式　　。

（2）实验结束后，将两支试管中的所有物质倒入同一个废液缸中，充分反应后得到澄清溶液。同学们对废液中溶质的成分进行如下探究（忽略二氧化碳的影响）：

【提出问题】

废液中溶质的成分是什么？

【做出猜想】

猜想一：CaCl₂、NaCl和HCl

猜想二：CaCl₂、NaCl和Na₂CO₃

猜想三：　　；

【进行讨论】

经过讨论，同学们一致认为猜想　　是错误的。

【设计实验】请完成实验报告

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量废液于试管中，加入　　；		猜想一成立

【反思拓展】

最终同学们确认了废液中溶质的成分。若将废液直接排入铸铁管道引起的危害是　　，你认为该废液的处理方法是　　。

某化学兴趣小组的同学在对稀盐酸、氢氧化钠、碳酸钠的化学性质进行探究的过程中遇到"异常"现象。

现象一：向试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，再滴入2～3滴酚酞溶液，氢氧化钠溶液变红色；然后振荡试管，发现红色消失。

【提出问题】红色为什么会消失？

【猜想】（1）氢氧化钠溶液的量少了；（2）酚酞溶液的量少了；（3） 　　。

【查阅资料】酚酞是一种弱有机酸，在pH＜8.2的溶液里为无色的内酯式结构，当pH＞8.2时为红色的锟式结构；在碱性介质中很不稳定，它会慢慢地转化成无色羧酸盐。

【实验探究】根据上述"猜想"进行如下探究

（1）取4mL同浓度氢氧化钠溶液，滴入2～3滴酚酞溶液，振荡后红色消失；

（2）取2mL同浓度氢氧化钠溶液，滴入4～5滴酚酞溶液，振荡后红色消失；

（3）取2mL同浓度氢氧化钠溶液，加适量水稀释，滴入2～3滴酚酞溶液，振荡后红色没有消失。

结论：猜想 　　正确。

【继续实验】取一定体积的稀氢氧化钠溶液，滴入2～3滴酚酞溶液，逐滴加入一定浓度的稀盐酸直至红色消失，写出反应的化学方程式 　　。微观角度分析，该反应的实质是 　　。

现象二：向碳酸钠粉末中逐滴加入稀盐酸，立即产生气泡；而向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时，开始没有气泡，过一段时间后才有气泡产生。

【提出问题】碳酸钠溶液刚开始与稀盐酸是否发生了化学反应？

【实验探究】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸。

【收集证据】分别收集实验过程中不同阶段消耗盐酸的质量与生成CO ₂的质量，得到两者之间的关系如图1、图2所示。（忽略CO ₂在水中的溶解）

【合作交流】

（1）图1中A点时溶液中的溶质有 　　（填化学式）；

（2）图2中从B点开始的变化关系与图1完全重合，据此我们可以判断碳酸钠溶液刚开始和稀盐酸确实发生了化学反应（如图OB段所示），请你写出该反应的化学方程式 　　。

【反思与评价】基于以上"异常"现象，你能提出的有价值的见解是 　　（任写一点）。

以下是有关氨气（NH ₃）性质的趣味实验．

（1）如图圆底烧瓶中充满氨气，当挤压胶头滴管并打开止水夹时，烧杯中的水迅速进入烧瓶，形成"红色喷泉"，推测氨气具有哪些性质？

（2）氨气与酸反应可生成铵盐．将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒接近（不接触），就有大量白烟产生，请解释白烟产生的原因．

氢氧化镁是一种重要的化工原料，某矿石由MgO、Fe ₂O ₃、CuO和SiO ₂组成，用它制备氢氧化镁的流程示意图如图：

（1）请写出步骤一中发生反应的化学方程式： 　　（任写一个）

（2）溶液A中所含的阳离子有 　 （填离子符号）

（3）已知：部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见表

沉淀物	Fe（OH） 3	Cu（OH） 2	Mg（OH） 2
开始沉淀	1.9	4.2	9.1
完全沉淀	3.2	6.7	11.1

步骤二中加入熟石灰，调节溶液的pH范围为 　　

（4）3个步骤中均用到的操作是 　　

（5）步骤三中生成产品的化学方程式为 　　。

梧州市某中学化学学习小组的同学，在进行电解水试验时发现他们的装置只有一端有气体产生，且溶液颜色逐渐加深．

对此异常现象，小吴同学认为是电源正负极接反了的原因．要证明小吴的猜想，应该进行的操作是 　 　．经过修正，大家完成了电解水的实验．体验到"电解"这种新实验手段的威力后，大家意犹未尽，决定继续深入探究．

【探究活动一】

小吴将水换成食盐水进行电解，A、B两个试管都收集到气体．试管A收集到的是无色可燃性气体，则该气体是 　 　气．

【问题与猜想】

试管B收集到的气体可能是什么呢？请你根据质量守恒定律进行大胆猜测，并将所有可能的属于单质气体的化学式填写在横线上 　 　．

【实验与结论】

若小周用pH试纸测出电解后溶液的pH为12，说明该溶液呈 　 　性，则电解食盐水的化学方程式为 　 　．

【探究活动二】

小周将原装置的电极都改为铜片进行食盐水的电解，结果发现溶液颜色变蓝．

【问题与猜想】

为什么溶液会变蓝色？小施认为可能是铜片变成铜离子进入溶液中的原因．

【实验与结论】

小施取少量蓝色溶液放入试管中，滴入氢氧化钠溶液后，观察到 　 　的现象，证明了自己的猜想正确．你还有其他证明溶液中含Cu ²⁺的方法吗？请写出你的方法和结论 　 　．

【回顾与反思】

经过上述拓展探究实验，同学们学会了用身边的物质进行探究的方法，体验到了开拓思路大胆探究的乐趣，感受到了化学的神奇魅力，根据上述所进行的实验，请写出你还想探究的一个问题 　 　．

科学兴趣小组在探究酸的性质时，做了如图实验：向放有少量CuO粉末的试管中加入6毫升盐酸，观察到黑色粉末很快溶解，并得到蓝绿色溶液，而向放有少量CuO粉末的试管中加入6毫升硫酸溶液，常温下无明显现象，为什么会产生这种差异呢？

【建立猜想】①两种酸溶液的pH不同。（注：pH相同，则单位体积溶液中H ⁺数目相同）

②两种酸溶液中的 　　不同。

【实验过程】

实验次数	试剂	实验条件	实验现象
1	0.2克CuO粉末+6毫升pH＝0的盐酸	常温	黑色粉末很快溶解，溶液呈蓝绿色
2	0.2克CuO粉末+6毫升pH＝0的硫酸	常温	无明显现象
3	0.2克CuO粉末+6毫升pH＝0的硫酸+0.35克NaCl	常温	黑色粉末很快溶解。溶液呈蓝绿色
4	0.2克CuO粉末+6毫升pH＝0的硫酸+0.35	常温	无明显现象

【实验结论】常温下，pH相同的盐酸和硫酸溶液于CuO反应现象出现差异的原因是由于 　　促进了反应的进行。