初中化学实验探究物质的性质或变化规律实验题

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。

根据提供的实验装置回答问题。

（1）写出仪器名称：a为　　；b为　　

（2）实验室用B装置制取O₂，发生反应的化学方程式为　　。

（3）实验室制取CO₂的发生和收集装置是　　（填字母序号），CO₂通过E装置可观察到的实验现象是　　。小明在实验中用C装置收集到一瓶CO₂，为了弄清其中道理，他采取的科学态度和方法是　　（填数字序号）。

①置之不理   ②查阅资料 ③交流讨论 ④请教老师

（4）CO₂能与NaOH发生反应。

[实验过程]检查装置气密性，如图2所示连接好装置，进行实验。

序号	操作步骤	实验现象
Ⅰ	打开弹簧夹K1，关闭弹簧夹K2、K3、K4．将20mL水注入锥形瓶F中，关闭弹簧夹K1，振荡瓶F，打开弹簧夹K2	无明显现象
Ⅱ	关闭弹簧夹K2，打开弹簧夹K4，将20mL NaOH溶液注入锥形瓶H中，关闭弹簧夹K4，振荡瓶H，打开弹簧夹K3	锥形瓶G中的热水剧烈沸腾

[实验分析]锥形瓶G在热水剧烈沸腾的原因是　　。

[实验反思]有观点认为只需要进行实验操作Ⅱ，即可说明CO₂与NaOH发生反应。你对该观点的看法是　　（选填“赞同”或“不赞同”），理由是　　。

某班学生在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。

（1）按如图装好药品、连好装置（夹持仪器已略去）。其中A装置的作用是　　。

（2）加热一段时间后，灰色铁粉逐渐变黑，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣。该气体燃烧的化学方程式为　　。

（3）同学们讨论后认为：铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”，玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。

【查阅资料】铁有三种氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄），其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色，铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应

【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
倒出玻璃管中黑色固体，平铺于白纸上	黑色固体不变色	黑色固体中一定没有 　　（填物质名称）
取上述黑色固体少许，装入试管，加入足量 　　溶液	，且有红色固体出现	黑色固体中一定含有

【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应，有关的化学方程式是　　

【拓展创新】同学们利用微型仪器“长柄V形玻璃管”改进了图甲装置，设计出图乙装置，并分别选用湿棉花、湿粉笔、芦荟叶、芭蕉茎、氢氧化镁、氢氧化铜等作为供水剂，实验都获得成功

①甲、乙装置相比，乙装置有很多优点，请你写一条：　　

②分析上述供水剂的供水原理，其中正确的是　　（填字母）

A．疏松、多孔的物质，有良好的吸水性和保水性能

B．新鲜的富水植物，在受热时水分容易释放出来

C．本身不含水的固体物质，不能用作供水剂。

实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。化学兴趣小组对"CO还原Fe ₂O ₃粉末"的实验进行探究：

Ⅰ探究CO与Fe ₂O ₃的反应产物（夹持仪器已略去）

【实验过程】步骤1 在通风橱中，按图Ⅰ连接装置并检验装置的气密性。

步骤2 装入试剂：玻璃管内装入Fe ₂O ₃粉末，试管Ⅰ中装入澄清石灰水。

步骤3 从a端通入CO一段时间，待 　　，再点燃酒精灯。

【实验现象】反应一段时间后，玻璃管内粉末由 　　色变成黑色，生成的黑色固体均能被玻璃管上方的磁铁吸引。试管Ⅰ中出现白色沉淀（用化学反应方程式表示： 　　）。

【查阅资料】铁粉、FeO、Fe ₃O ₄均为黑色固体；铁粉、Fe ₃O ₄均能被磁铁吸引。

【提出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想：

猜测Ⅰ：Fe； 猜测Ⅱ：Fe ₃O ₄； 猜测Ⅲ：Fe和Fe ₃O ₄

【实验验证】取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，观察到红色固体中混有黑色颗粒，说明 　　（填"猜想Ⅰ""猜想Ⅱ"或"猜想Ⅲ"）是正确的。

【拓展研究】进一步查阅资料，发现CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜（Ⅰ）和氨水的混合液]．因此可在装置Ⅰ后再连接下图装置Ⅱ，其目的是 　　，装置Ⅰ、Ⅱ的连接顺序：b连接 　　（填"c"或"d"）。

Ⅱ原料气CO的制备

方法一：加热MgCO ₃、Zn的混合物可快速制备CO，同时还得到两种金属氧化物： 　　、 　　（填化学式）。

方法二：加热草酸晶体（H ₂C ₂O ₄•2H ₂O）制备CO：

H ₂C ₂O ₄•2H ₂O CO↑+CO ₂↑+3H ₂O

已知：常压下，草酸晶体的熔点为101℃．比较草酸晶体的熔点和分解温度，分析若选用图装置Ⅲ制备装置Ⅰ所需的CO，可能存在的问题是 　　。

兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。

【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？

【实验探究1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：

液体名称	蒸馏水	碳酸氢钠溶液	碳酸钠溶液	氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色	蓝紫色	蓝色	绿色	黄色

查阅资料：

pH	7.5～9	10～11.9	12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色	蓝色	绿色	黄色

【得出结论1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为 　　。

【实验探究2】甲同学在烧杯溶液中加入约5mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液由 　 　色变为 　 　色。向其中加入稀盐酸，该反应的化学方程式为 　　。

乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示。a点表示的意义是： 　　。

【得出结论2】从微观角度分析，该反应的实质是 　　。

【实验探究3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。

【交流与反思】b点的溶质为 　　（写化学式），将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质 　　（写化学式）

【得出结论3】通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示： 　　、 　　。

【结论与反思】探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。

网传，84消毒液和粉状洁厕灵混合使用会产生有毒气体﹣氯气，这是真的吗？兴趣小组同学决定查阅资料并开展相关的验证实验．

（1）查阅后获知：这是真的，同时了解到氯气呈黄绿色，有毒，可溶于水，难溶于橄榄油，密度比空气大，能与水、碱溶液发生反应生成可溶性物质．

（2）在老师的指导下，同学们利用84消毒液和粉状洁厕灵混合制取氯气，请根据下列提供的仪器，选择并组装发生和收集装置，正确的连接顺序为 　　（用接口处字母填写）．

（3）同学们将收集到的黄绿色气体通入到装有几只蚱蜢的集气瓶中，并进行观察，他们这么做的目的是为了验证 　　．

（4）为了探究处理多余氯气的方法，取两个相同的装满氯气的软塑料瓶，分别标上A和B，向A瓶中倒入一定量的氢氧化钠溶液，向B瓶中倒入等量的水，充分振荡后，若观察到 　　现象，说明氢氧化钠溶液吸收氯气的效果更好．

一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素，这是教科书上的一句话。小科对此进行了思考，并查阅资料，对金属钠和硫酸铜溶液的反应进行探究。

【查阅资料】钠常温下就能与水发生剧烈反应，反应方程式为：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑

【提出猜想】猜想一：金属钠和硫酸铜溶液反应会有铜生成。

猜想二：金属钠和硫酸铜溶液反应，生成的沉淀只有氢氧化铜。

【实验及现象】切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中，有关产生沉淀的现象如表所示

实验编号	钠块大小	硫酸铜溶液	实验中产生沉淀的现象
①	绿豆大小	稀溶液10mL	产生蓝绿色沉淀
②	绿豆大小	浓溶液10mL	产生蓝色絮状沉淀
③	豌豆大小	稀溶液10mL	产生蓝色絮状沉淀
④	豌豆大小	浓溶液10mL	产生蓝色絮状沉淀，并出现黑色固体

小科咨询老师后得知蓝绿色沉淀为碱式铜盐。

【实验结论】（1）上述实验中均未观察到　　色固体生成，由此判断猜想一错误。

（2）实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的，由此判断猜想二也错误。

【实验反思】

（1）实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是　　。

（2）由上述实验可知，导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有　　。

（3）为了用钠置换硫酸铜中的铜元素，小科设计了如下实验方案

方案一：把钠块和无水硫酸铜直接混合，在干燥的空气中加热。

方案二：把钠块和无水硫酸铜直接混合，隔绝空气加热。

请从两个方案中选出合理的方案，并说明理由。　　。

将光亮镁条放入一定量的稀HCl中，产生大量气泡后出现灰白色固体．某同学对该现象作如下探究．

（一）产生气泡反应的化学方程式 　　．

（二）过滤、洗涤、一定温度下烘干得灰白色固体．对灰白色固体作如下猜测并进行实验：

【猜测】

灰白色固体可能是：①剩余的Mg；②MgCl ₂晶体；③Mg和MgCl ₂晶体．

【实验】

1．取灰白色固体样品，加入稀HCl，无气泡产生，则猜测 　　（选填序号）不成立．

2．称取等质量的灰白色固体和MgCl ₂晶体分别放入同温、等量水中，灰白色固体不溶解而MgCl ₂晶体全部 　　，则猜测②不成立．

查阅资料：Mg与MgCl ₂饱和溶液反应可生成灰白色碱式氯化镁[Mg _x（OH） _yCl _z]，其不溶于水，能与酸反应．

3．取一定量的灰白色固体，溶于稀硝酸，将所得溶液分成两等份．

①向一份溶液中滴加过量的NaOH溶液，生成了1.160gMg（OH） ₂沉淀；

②向另一份溶液中滴加过量的AgNO ₃溶液，生成了1.435g沉淀；

证明AgNO ₃溶液过量的方法：静置，向上层清液中滴加 　　溶液，无现象．

【结论】x：z＝ 　　，所得碱式氯化镁的化学式为 　　．

利用如图1装置，小卫设计并实施了下列实验，（压强传感器用于测量抽滤瓶内压强变化：各数据均于同温下测定获得）

实验Ⅰ：再小试管中加入8mL溶质质量分数为3%的双氧水（ρ＝1g/mL），在抽滤瓶中分别加入不同质量的MnO ₂，使其反应并启动传感器，记录容器内压强变化于图2中。

实验Ⅱ：在抽滤瓶中加入0.1g MnO ₂，在小试管中分别加入不同体积溶质质量分数为3%的双氧水，使其反应并启动传感器，记录容器内压强变化于图3中。

请根据以上实验回答下列问题：

（1）使容器内压强增大的反应的化学方程式： 　　。

（2）根据图2可发现，该实验条件下，30s内催化分解8mL溶质质量分数为3%的双氧水，MnO ₂的最小用量为 　　g；

（3）根据图3可发现，0.1g MnO ₂至少能快速催化分解 　　g过氧化氢；

（4）根据图2与图3可发现，MnO ₂的用量总体上与O ₂产量 　　（填"正相关"、"不相关"或"负相关"），根据图3还可发现，该试验中，O ₂产量总体上与双氧水用量是 　　（填"正比"或"反比"）；

（5）下列因素中，与本实验所测数据的精确度有关的是 　　

A．	反应容器的气密性
B．	称量MnO 2质量的精准度
C．	量取双氧水体积的精准度。

莫凡同学完成镁与稀盐酸反应的实验后，观察到有灰白色沉淀生成的"异常"现象，引起了他的兴趣，并进行了以下探究。

【初步探究】出现灰白色沉淀是否为偶然现象。

【实验Ⅰ】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带，现象如下：

实验组别	A	B	C	D
镁带长度	1cm	2cm	3cm	4cm
沉淀量	无沉淀生成	少量沉淀	沉淀较多	沉淀很多

【实验结论】并非偶然，据表分析， 　　是实验出现"异常"的主要因素。

【再次探究】该沉淀的成分

【猜想假设】猜想1：Mg；猜想2：MgCl ₂

【实验Ⅱ】

序号	实验操作	实验现象	实验结论
①	取1g样品，加入足量 　　，振荡	未见气泡	猜想1错误
②	取1g样品，加入5mL蒸馏水，振荡	沉淀未溶解	猜想2错误
③	取1g MgCl 2固体，加5mL蒸馏水，振荡	固体全部溶解

【交流讨论】

（1）莫凡同学做出猜想Ⅰ的依据是他认为反应物Mg过量，作出猜想2的依据是他认为生成物MgCl ₂ 　　。

（2）从实验设计的角度讲，实验③的作用是 　　。

【深入探究】该沉淀的物质组成

【查阅资料】

灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁，它存在多种组成，化学式可表示为Mg _x（OH） _yCl _z•nH ₂O[即每份Mg _x（OH） _yCl _z结合了n份H ₂O]，它受热分解可产生氧化镁、氯化氢和水。

【实验Ⅲ】

洗去沉淀表面杂质并室温晾干，取其7.07g，用如图装置（夹持仪器未画出）按照正确的操作步骤进行实验，待反应停止后，测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g，装置B的质量增加了2.34g。

【问题讨论】

（1）反应停止后，应继续通入N ₂一段时间，目的是 　　。

（2）该沉淀中，镁、氯的离子个数比n（Mg ²⁺）：n（Cl ^﹣）＝ 　　。

（3）若沉淀Mg _x（OH） _yCl _z•nH ₂O中，n＝5，则X、Y、Z的数值依次为 　　。

某化学兴趣小组同学往NaOH溶液中滴加无色酚酞溶液时，发现溶液变成红色，可是过了一会儿红色消失，重新恢复为无色。于是该小组在老师指导下对这一现象进行了探究。

【提出问题】

溶液的红色为什么会变成无色呢？

【猜想与假设】

猜想一：可能是所用的酚酞溶液变质了。

猜想二：可能是NaOH与空气中的CO₂反应了。

猜想三：可能是酚酞与空气中的O₂反应了。

猜想四：可能是与NaOH溶液浓度大小有关。

【讨论交流】

小组同学集体讨论后认为猜想一　　（填“合理”或“不合理”），原因是　　。

【查阅资料】

对于猜想二，大家认为是错误的。如果是NaOH与空气中的CO₂反应了，就会生成Na₂CO₃•Na₂CO₃俗称纯碱，查阅资料得知Na₂CO₃溶液呈碱性，pH约为10～11.9，能使酚酞溶液变红，且红色不会消失。

【设计并实验】

（1）为了验证猜想三，小组同学先往如图装有NaOH溶液的试管中，从b处通入密度比空气大的稀有气体，将试管内的空气排尽。然后通过注射器滴入无色酚酞溶液，观察到溶液变成红色，过一会儿红色仍然

消失。则猜想三　　。（填“正确”或“错误”）

（2）为了验证猜想四，小组同学继续进行实验探究，并得出了实验结论，请你帮助该小组完成下表。

实验操作	实验现象	实验结论
		猜想四是正确的。红色褪去变成无色是因为NaOH溶液浓度过大造成的。

【拓展延伸】

小组同学百度“酚酞”得知，酚酞（以H₂In表示）其实是一种极弱的酸，遇碱溶液变红的变化可表示为：H₂In（无色） In^2﹣（红色），据此信息写出H₂In遇NaOH溶液变红的化学反应方程式　 　。