初中化学实验探究物质的性质或变化规律试题

兴趣小组在课外实验中意外发现：将镁条放入Na₂CO₃溶液中，快速产生较多气泡，有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。

探究1：反应产生的气体是什么？

[作出猜想] 小组同学经查阅资料和讨论，根据化学变化过程中元素不变，且反应物中含有　　三种元素，作出如下猜想：

①氢气；②二氧化碳；③氢气和二氧化碳。

[实验1]取适量镁条、100 mL Na₂CO₃溶液于反应装置A中，按如图1所示方案进行实验，B中石灰水不变浑浊；C处气体燃烧，烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。

（1）反应装置A应选用图2中的　　（填写序号）。

（2）小组同学讨论认为，上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠，且仍能一次性地验证三个猜想，只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是　　。

探究Ⅱ：快速产生气体的原因是什么？

[查阅资料]镁与水缓慢反应生成氢气：Na₂CO₃溶液显碱性，其溶液中除Na⁺、CO₃^2﹣外，还有OH^﹣。

[作出猜想]可能是Na₂CO₃溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。

[实验2]按图3所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡，H中快速产生较多气泡，说明是CO₃^2﹣而不是Na⁺、OH^﹣促进了镁与水的反应。

（1）G中实验的作用是　　。

（2）试剂X是　　。

探究Ⅲ：反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO₃？

[实验3]取实验1反应生成的沉淀于试管中，加入试剂Y，根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO₃．试剂Y及实验现象为　　，该反应的化学方程式为　　。

反思交流：有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发，通过深入研究而实现的。

小明怀疑自家菜地因施用硫酸铵出现了较为严重的土壤酸化问题，于是和化学兴趣小组的同学对此进行了探究。

[查阅产品说明]小明同学根据图1所示产品说明书中的　　和硫酸铵的组成，推测硫酸铵受热可能会分解生成氨气，使肥效降低。

[探究1]土壤的酸碱性

实验1：按图2所示溶解土样，玻璃棒搅拌的目的是　　；用pH试纸测量土样浸出液的pH约为4，说明土壤呈酸性。

[探究II]硫酸铵具有哪些性质

实验2：25℃时，将30g硫酸铵加入50g水中，完全溶解，此时所得溶液对应图3中　　（选填序号）点的状态，测得其pH约为5。

实验3：为证明硫酸铵受热分解生成了氨气，小组同学进行了图4所示的实验，观察到的实验现象为：①硫酸铵固体减少；②用酚酞溶液浸湿的滤纸　　。③小气球变大。

小明依据现象①和②，小红只依据③，都得出了“硫酸铵受热分解”的结论。小组同学认为小红的依据不合理，小气球胀大可能是装置中的空气受热膨胀所致。若要通过小气球的变化得出“硫酸铵受热分解”的结论，还需继续进行观察，若　　，才能得出这一结论。

实验4：按图5所示进行实验，闻到刺激性气味，说明硫酸铵能与熟石灰发生反应。

[拓展应用]

（1）为保证铵态氮肥的肥效，不能高温暴晒，不能　　。

（2）硫酸铵中氮元素被植物吸收后，剩余的硫酸使得土壤酸化，可用熟石灰进行改良，反应的化学方程式为　　。

生命的孕育和维系需要水，科学研究离不开水。请你完成下列探究。

探究一：用水作溶剂。在盛有5ml水和5ml汽油的两只试管中各加入1～2小粒高锰酸钾，可观察到的现象是　　，结论：同一种物质在不同溶剂中的溶解性不同。

探究二：用水区别物质。自选两种白色固体，用水区别它们，设计实验完成下表内容。

两种白色固体	主要操作、现象和结论

探究三：溶质在水中的溶解与结晶。

[查阅资料]20℃时，五种物质的溶解度如下表。

物质	NaCl	NH4HCO3	NH4Cl	NaHCO3	Na2CO3
溶解度/g	36.0	21.0	37.2	9.6	21.5

相同温度下，不同溶质同时溶解在同一溶剂中，溶解度不同。

[提出问题]20℃时，将11.7gNaCl和15.8gNH₄HCO₃同时放入盛有100g水的烧杯中，充分搅拌，静置，有晶体析出（温度仍为20℃）。析出的晶体是什么？

[设计实验]设计方案，并进行实验。

（1）取少量晶体与熟石灰粉末混合、研磨，无明显现象。实验目的是　　。

（2）取少量晶体于试管中，加入　　，现象为　　。

[实验结论]（3）析出的晶体是　　，晶体的质量为　　g。

[实验拓展]（4）析出晶体的原因是　　。

在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体．某兴趣小组请你参与研究：铁与水蒸气反应一段时间后剩余固体物质的成分、性质及再利用．

（1）【推断】观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体是 　　．

（2）探究B装置中剩余固体成分是什么？

【查阅资料】

1．碎瓦片能防爆沸，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物

2．铁的氧化物中，只有Fe ₂O ₃是红棕色，其余均为黑色，只有Fe ₃O ₄能被磁铁吸引．

【初步探究】B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引

【猜想与假设】

猜想一：剩余固体是Fe ₃O ₄

猜想二：剩余固体是 　　

【实验探究】

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】铁与水蒸气反应的化学方程式为 　　

（3）【成分再利用】若将B装置中剩余的黑色固体ag，经过一系列转化，全部变为红棕色固体Fe ₂O ₃（假设转化过程中铁元素无损耗），增加的质量为x，则x的取值范围为 　　．

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 　　。

将一小块银白色的金属钠放置在空气中会发生下列变化：

钠（Na） 钠的氧化物 氢氧化钠溶液 白色固体

[提出问题]：常温下钠与氧气反应，产物有哪些？

[查阅资料]：（1）钠的氧化物，除氧化钠（Na₂O）外还有过氧化钠（Na₂O₂），氧化钠与过氧化钠都能与水发生反应，其反应的方程式如下：

Na₂O+H₂O＝2NaOH；2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑

（2）CaCl₂溶液呈中性

[作出猜想]：常温下钠与氧气反应的产物可能为．

猜想1：①　　     猜想2：Na₂O₂，猜想3：Na₂O₂和NaOH

[实验探究一]：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水	②	猜想1正确

[继续探究]：钠在空气中放置较长时间发生反应生成的白色固体

[作出猜想]生成的白色固体可能是1是：Na₂CO₃ 2是：Na₂CO₃和NaOH

[实验探究二]：

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量白色固体配成溶液，加入适量CaCl2溶液	③	白色固体成分为Na2CO3和NaOH
2．将上述反应后的溶液过滤，取少量滤液滴加④	⑤

[反思拓展]

1．也可以用稀盐酸区别Na₂O与Na₂O₂，Na₂O₂与稀盐酸的化学反应方程式为：2Na₂O₂+4HCl＝4NaCl+2H₂O+X↑，X的化学式为⑥　　．

2．实验结束后，废液缸中溶液显碱性，请你设计一个实验方案处理废液⑦　　．

化学活动课上同学们对金属的性质及合金的成份进行了探究，请你参与。

（1）取等质量的金属，分别加入足量稀硫酸，完成如表四组实验。

药品/序号	A	B	C	D
金属	铜粉	锌粉	锌粉	镁粉
稀硫酸	9.8%硫酸	19.6%硫酸	9.8%硫酸	9.8%硫酸

①写出实验中一个反应的化学方程式　　。

②根据表中　　实验（选填序号），即可判断Mg、Cu、Zn三种金属的活动性顺序。

（2）探究合金的成份，某合金可能由Mg、Cu、Zn、Al四种金属中的两种组成。

[提出问题]合金由哪两种金属组成？

[实验探究]①取该合金m₁g，在足量氧气中反应，生成固体质量为m₂g，m₁和m₂的关系如图所示，则（m₂﹣m₁）g表示的意义是　　。

②再向m₂g的固体中加入稀硫酸，微热，固体全部溶解，得溶液M，继续进行如下实验，补充完成内容。

实验操作	实验现象	结论和化学方程式
向M中加入ag铁粉、搅拌		化学方程式：　　 M中的溶质：
过滤，把所得固体洗涤、干燥，称其质量也为ag，并向此固体中加入稀硫酸	无明显现象

[分析结论]③若m₁＝4，m₂＝7.2，结合上述实验分析，合金的成份是　　。

（3）根据上述实验总结金属的化学性质　　。

探究酸、碱和盐的性质及应用．

（1）NaOH溶液和稀硫酸反应，向滴有酚酞的NaOH溶液中加入稀硫酸，现象为　　，反应的化学方程式为　　．

（2）为除去NaCl中混有的少量Na₂SO₄，某探究小组设计了如图所示方案进行实验．

①Ⅰ、Ⅱ两步都有过滤操作，过滤中要用到的玻璃仪器有　　．

②甲、乙同学选用的X分别为BaCl₂溶液、Ba（OH）₂溶液，写出Ⅰ、Ⅱ两步中发生的任意一个反应的化学方程式　　，甲、乙同学的实验中，可能发生的相同反应的化学方程式为　　，乙的实验中，步骤Ⅲ涉及的操作和现象是　　．

③丙同学认为甲的实验比乙的实验更合理，理由是　　．

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 　 　．

工业上采用氨碱法生产纯碱，主要流程如下图，请据图回答相关问题．

（1）氨碱法生产所得产品为纯碱，向纯碱水溶液中滴入无色酚酞试液显　　色．

（2）从步骤①提取粗盐常用　　（填“蒸发结晶”或“降温结晶”）方法．

（3）从酸碱反应的角度分析，步骤④中通入氨气的作用是　　．

（4）步骤⑤所得的碳酸氢钠在生产和生活中有许多重要用途，请写出它的一种途径　　．

（5）步骤⑥中发生反应的化学方程式为　　，该反应类型属于　　反应．

氯化钙在生活中常用作干燥剂、融雪剂。下图是某探究小组用含有MgCO₃、MgSO₄、Al₂O₃杂质的石灰石样品制取氯化钙的流程（所加入的试剂均为适量）。回答：

（1）氯化钙中钙元素的化合价为　　。

（2）①中共发生了　　个化学反应。

（3）②中除去的杂质离子是　　。

（4）③中一个反应的化学方程式为　　。

（5）滤渣的成分有氢氧化镁、　　和　　。

某校化学兴趣小组，在实验室里用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气并进行有关氯气性质的实验探究（如图所示）。

回答下列问题：

（1）从分液漏斗中加入的药品是　　。

（2）从反应物的状态和反应条件考虑，装置A属于　　型气体发生装置。

（3）若进入装置D中的氯气是纯净干燥的，则装置B的作用是　　，装置C中盛有的溶液是　　。

（4）实验过程中，同学们看到装置D中“石蕊纸花”（用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花，下同）无明显变化，E中湿润的石蕊纸花先变红后褪色。对此，同学们产生了浓厚的兴趣，于是继续进行以下实验探究。

【查阅资料】Ⅰ．氯气（Cl₂）是一种黄绿色的有毒气体，能溶于水（溶解性不大），并能与水反应：Cl₂+H₂O═HCl+HClO（次氯酸）。

Ⅱ．氯气溶于水所得的溶液成为氯水，氯水除了具有消毒作用，还具有漂白作用。

【提出问题】氯水中的什么物质具有漂白作用？

【提出猜想】猜想1：氯水中的H₂O具有漂白作用。

猜想2：氯水中的HCl具有漂白作用。

猜想3：氯水中的HClO具有漂白作用。

猜想4：氯水中的Cl₂具有漂白作用。

【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
①将石蕊纸花放入水中	石蕊纸花	猜想1不成立
②将石蕊纸花放入 　　中	石蕊纸花变红但不褪色	猜想2不成立
③	石蕊纸花先变红后褪色	猜想3

【反思交流】①同学们一致认为，不用再做实验对猜想4进行探究，理由是：进行氯气性质的实验探究时，装置　 　（填装置序号）的现象已证明了Cl₂不具有漂白作用。

②钱程同学认为，由于氯气在水中的溶解性不大，用实验装置F中的蒸馏水吸收氯气效果不是很理想，于是将装置F中的蒸馏水换成了氢氧化钠溶液，则最终反应所得溶液中含有的盐类物质是　　。

某污水中除含有少量泥沙外，还含有Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^﹣、SO等离子，为充分利用资源，科研小组设计了如下流程回收几种离子：

（1）①②③④步骤均有一个相同的操作步骤；此操作步骤必须用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、　　；

（2）沉淀B的化学式为　　；

（3）加入过量稀盐酸可除去的物质有　；

（4）步骤③中反应的方程式为　　．

Na₂CO₃和NaHCO₃有很多相似的化学性质，例如它们都能与稀盐酸反应生成　　气体。某学习小组对它们的鉴别方法产生了探究兴趣。

【提出问题】如何鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃呢？

【查阅资料】（1）NaHCO₃固体受热分解生成碳酸钠和两种氧化物。

（2）Ca（HCO₃）₂可溶于水。

（3）通常状况下，NaHCO₃是一种白色晶体，溶解度小于Na₂CO₃的溶解度，饱和的Na₂CO₃溶液中通入CO₂气体，可生成NaHCO₃。

【作出猜想】猜想一：可用酚酞溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

猜想二：可用加热的方法鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃固体。

猜想三：可用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

猜想四：可用CO₂气体鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

小组同学一致认为猜想一不正确，理由是　　。

【实验探究】请你与小组同学一起探究。

	实验操作	实验现象	实验结论
实验1	分别取少量的Na2CO3和NaHCO3 固体于试管中加热，并将产生的气体通入澄清石灰水	加热Na2CO3时，澄清石灰水无变化；加热NaHCO3时，澄清石灰水变浑浊
实验2	分别取少量Na2CO3和NaHCO3溶液于试管中，加入澄清石灰水	两支试管中均产生了白色沉淀	猜想三 不正确
实验3	往盛有饱和Na2CO3和NaHCO3溶液的两支试管中分别通入足量的CO2气体	观察到	猜想四 正确

【问题讨论】

同学们对实验2的实验现象进行分析。从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析，Na₂CO₃溶液与澄清石灰水发生反应的本质原因是　　，该反应的基本类型是　　。石灰水与NaHCO₃溶液也能反应生成白色沉淀，老师指出其反应原理较复杂，有待于今后学习中进一步探究。

【拓展应用】

除去固体Na₂CO₃中混有的少量NaHCO₃，可用的方法是　　（用化学方程式表示）。

课堂上，老师取20g蔗糖放入小烧杯中，加少量水使它润湿，注入10mL浓硫酸，搅拌，同学们看到蔗糖先变黑后“发酵”形成“黑面包”，同时还闻到了刺激性气味，同学们判断黑色固体是碳，原因是浓硫酸具有强　　．

形成“黑面包”的主要原因是什么？在老师的指导下，同学们开展了探究活动．

【猜想与假设】浓硫酸与碳反应，生成大量气体使黑色固体膨胀．

【查阅资料】

Ⅰ．浓硫酸与碳在加热条件下反应，生成物中有SO₂、CO₂两种气体．

Ⅱ．SO₂是一种具有刺激性气味的气体，能与Ca（OH）₂溶液反应生成白色沉淀．

Ⅲ．SO₂能使品红溶液褪色，而CO₂不能．

【实验探究】

为验证碳与浓硫酸在加热条件下生成的气体产物，同学们在老师指导下设计并进行如图实验：

【事实与结论】

（1）请将能得出对应结论的实验现象填入表中．

验证气体	实验现象	实验结论
SO2		有SO2产生
CO2		有CO2产生

（2）碳与浓硫酸反应的化学方程式是　　．

（3）浓硫酸与碳在加热条件下产生大量的SO₂和CO₂，使黑色固体膨胀，形成“黑面包”，猜想成立．

【反思与交流】

（1）小明同学提出，因老师的演示实验没有进行加热，所以同学们的探究实验无意义，其他同学一致否定了他的说法，理由是　　．

（2）若B、E中试剂交换，　　（填“能”或“不能”）得出有CO₂产生的结论，理由是　　．

（3）C中酸性高锰酸钾溶液的作用是　　．