初中化学实验探究物质的性质或变化规律试题

小嘉用H₂O₂溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO₂，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H₂O₂溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H₂O₂溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。

【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢？

【建立假设】水可以降低H₂O₂溶液浓度，从而减缓反应速度。

【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H₂O₂溶液进行实验，观察并比较。

【实验结论】加水降低了H₂O₂溶液的浓度，使反应速度变慢。

【交流反思】

（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H₂O₂溶液的 　 　相同。

（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较 　                  　。

【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H₂O₂溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是 　                         　。

（1）除探究要素不同之外，其它条件都应该是相同的，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H₂O₂溶液进行实验，为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H₂O₂溶液的速度相同。

（2）图中实验，用量筒收集生成的氧气，判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较相同时间内收集到氧气的体积。

（3）利用如图装置，用3%的H₂O₂溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验，控制的变量是温度不同，进行该实验所基于的假设是水可以降低温度，减缓反应的速率。

故答案为：

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．分析碱式碳酸铜的组成

根据化学式可知，碱式碳酸铜中Cu元素的化合价为　　。

Ⅱ．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。

[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，U形管中无水硫酸铜变蓝，澄清石灰水变浑浊。

[实验分析]

①装置甲中用于加热的仪器名称为　　。

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　　。

Ⅲ．探究碱式碳酸铜与酸的作用

[实验过程]取样品少量于试管中，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。写出碱式氯化铝与盐酸发生反应的化学方程式　　。

复习常见的碱的性质时，在老师引导下同学们进行了归纳，并设计了学案。以下是学案的部分内容，请你完成。

【知识回顾】氢氧化钠溶液因与空气中的　　（填物质化学式）发生反应易变质，所以必须密封保存。

【举一反三】Ba（OH）₂是一种易溶于水的碱，向Ba（OH）₂溶液中加入少量液态三氧化硫，反应的化学方程式是　　。

【实验探究一】碱能与酸发生中和反应，为探究中和反应是否已经发生，设计了如下实验：

（1）向盛有澄清石灰水的烧杯中先滴加几滴酚酞溶液，再缓慢滴加稀盐酸，边加边搅拌。当观察到　　，说明中和反应已经发生。

（2）向盛有少量石灰乳的烧杯中加入适量稀盐酸，并搅拌，观察到白色浑浊完全消失，该实验　　（填“能”或“不能”）说明中和反应已经发生。

【实验探究二】向盛有氯化铜溶液的烧杯中加入过量稀氢氧化钠溶液，观察到　　，说明碱能与某些盐发生反应。

【实验探究三】在完成实验探究一、二后，将三只烧杯中的所有物质倒入废液缸，最终得到澄清溶液。该溶液中除酚酞外，一定含有的溶质有　　。

【归纳总结】碱能跟某些非金属氧化物、酸、某些盐反应，还能使酸碱指示剂显色。

已知：Cu+2H₂SO₄（浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O为探究铜和浓硫酸的反应及生成的二氧化硫气体的部分性质，某同学设计如图实验（图中脱脂棉团蘸有紫色石蕊溶液）。关于该实验的说法错误的是（　　）

A．与鼓气球相连接的导管需插入浓硫酸中

B．该装置便于控制铜和浓硫酸反应的发生和停止

C．铜丝绕成螺旋状是为了加快铜和浓硫酸的反应

D．实验中可观察到脱脂棉团变红

某“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙，其使用说明如图1：

某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究。

探究Ⅰ：发热包的发热原理

将发热包中固体倒入烧杯中，加入适量水，发生剧烈反应，水很快沸腾。反应结束后，烧杯底部有大量固体，继续加水搅拌，过滤、洗涤、干燥，得到固体混合物。

（1）发热包中的某成分与水反应放出大量的热，该反应的化学方程式是　　。

探究Ⅱ：固体混合物的成分

查阅资料：单质铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，并产生H₂。

小组同学认为固体混合物的成分可能是：活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙。为进一步探究其成分，小组同学设计并进行如下实验：

（2）取少量固体于试管中，加水振荡，静置，滴入几滴酚酞溶液，溶液变为红色，证明固体中含有　　。

（3）另取少量固体于锥形瓶中，逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止（如图2），反应停止后瓶底有黑色固体剩余，溶液呈浅绿色。

①反应停止后，瓶底的黑色固体为　　，判断依据是　　。

②当观察到　　现象，证明固体中含有CaCO₃。

③证明固体中含有铁粉的现象是　　。

（4）设计实验方案证明固体混合物中含有铝粉。（可供选择的试剂：CuCl₂溶液、稀盐酸、NaOH溶液）

如图所示，某兴趣小组的同学为了探究酸碱盐之间能否发生反应做了以下几组实验。回答下列问题：

（1）向硫酸铜溶液中滴入氢氧化钠溶液，观察到的现象为　　，该反应的化学方程式为　　，继续滴加稀盐酸，通过稀盐酸与　　反应的现象证明了酸能与碱发生反应。

（2）B试管中无明显现象，不能发生复分解反应，理由是　。

（3）观察到C试管中有　　生成，于是得出结论：稀盐酸能与碳酸钾发生反应。

（4）在D试管中有白色沉淀生成，于是得出结论：稀盐酸能与硝酸银发生反应。反应的化学方程式为　　。

（5）同学们对反应后C试管中溶液的溶质成分进行分析，得出以下结论

结论一：KCl

结论二：KCl、HCl；

结论三：　　。

某同学通过以下两种方法验证结论二是正确的。

实验操作	实验现象	实验结论
方法一：取C中溶液少许，加入足量的AgNO3溶液	产生白色沉淀	结论二正确
方法二：取C中溶液少许，加入适量的　　。	溶液颜色变红

（6）有些同学对方法一提出质疑，认为方法一不正确，理由是　　。当我们对反应后所得溶液的溶质成分进行猜想时，除了考虑生成物外，还要考虑　　。

教材中用图1实验来验证硫能在氧气燃烧，某化学兴趣小组对该实验进行了改进，改进后的实验装置如图2，请完成实验过程中的相关问题。

（1）根据图2进行实验，操作过程与现象记录如下：

①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，向广口瓶中加入足量NaOH溶液。

②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，并产生微弱的淡蓝色火焰。

③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a．　　，b．品红试纸褪色，c．小气球变大。

④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO₂；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后应　　，并同时轻轻振荡广口瓶。

（2）问题讨论：

①图1实验设计中的不足之处是　　。

②硫在氧气中燃烧更剧烈是因为　　。

③反应过程中，玻璃管内湿润的品红试纸褪色，若改放干燥的品红试纸却不褪色，说明使品红试纸褪色的物质是　　（提示：SO₂与CO₂的性质有相似之处）。

④广口瓶中吸收SO₂的化学方程式为　　。

某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行如下探究。

[知识回忆]碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO $\frac{\underset{¯}{\mathit{高温}}}{}$2Cu+CO₂↑，理论上碳和氧化铜的质量比为　　。

[作出猜想]产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。

[实验探究]小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物（不考虑其中杂质），分别进行实验，部分实验现象记录如下：

实验序号	m（C）：m（CuO）	实验后A处试管中固体颜色	C处导管口的现象
1	1：8	红色固体中有少量黑色固体	尾气燃烧
2	1：9	红色固体中有较少量黑色固体	尾气燃烧
3	1：10	红色固体中有很少量黑色固体	尾气不燃烧
4	1：11	红色固体中有极少量黑色固体
5	1：12	红色固体中无黑色固体	尾气不燃烧
6	1：13	红色固体中有较多黑色固体	尾气不燃烧

[交流讨论]

（1）推测实验4中“C处导管口的现象”是　　。

（2）上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1：10～1：12之间，可观察到黑色固体明显变红，同时还可减少　　（填化学式）排放，防止空气污染。

（3）检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是　　，观察到的现象是　　。

[反思评价]分析发现，实验5中m（C）：m（CuO）比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因：　　（写一个即可）。

化学兴趣小组的同学在老师的指导下，研究金属与盐溶液反应，他们将一小块金属钠投入到硫酸铜溶液中，观察到有蓝色沉淀和气泡产生。充分反应后静置，上层清液为无色。他们对此产生了浓厚的兴趣。

[查阅资料]（1）钠是一种活泼金属常温下能与水反应生成氢氧化钠和氢气。

（2）Na₂SO₄溶液显中性

结合信息请你写出产生蓝色沉淀的反应的化学方程式：　 。

[提出问题]上层清液中溶质的成分是什么？

[提出猜想]猜想一：Na₂SO₄；猜想二：Na₂SO₄；CuSO₄；猜想三：　　。

请分析：猜想二　　（填“合理”或“不合理”），理由是　　。

[实验验证]

实验操作	实验现象	实验结论
取上层清液少许于试管中，　　；		猜想一成立

[拓展延伸]金属活动性顺序表中钠及前面的金属　　（填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

草酸（H₂C₂O₄）是一种酸，易溶于水。

（一）草酸的化学性质

（1）草酸溶液的pH　　7（选填“＞”“＜”或“＝”）。

（2）草酸溶液中加入石灰水，生成草酸钙（CaC₂O₄）固体，该反应的化学方程式为　　。

（二）CaC₂O₄热分解探究

资料：CaC₂O₄ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$CaCO₃+CO↑

兴趣小组称一定量的CaC₂O₄固体，在老师的指导下用如图装置进行实验。

实验一：先通入N₂，再加热相应固体，一段时间后停止加热，缓缓通入N₂至试管冷却。

（1）装置B增重6.6g，装置B中发生反应的化学方程式为　　。

（2）装置C中观察到　　的现象，说明反应生成CO。

实验二：取出实验一后装置A试管中的剩余固体，按图①﹣③进行实验。

（3）②中温度升高，则剩余固体中含有　　，③中产生2.2g气体。

（4）将③中溶液蒸发得CaCl₂固体22.2g。

结论：（1）取用的CaC₂O₄固体的质量为　　g。

（2）本实验中CaC₂O₄分解的总反应化学方程式为　　。

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）

某同学对碳酸钠、碳酸氢钠的组成及某些性质进行探究。

[认识组成]（1）由化学式Na₂CO₃、NaHCO₃可知，两者含有的元素差别是　　；从构成离子的层次看，酸根离子分别是CO₃^2﹣、HCO₃^﹣，依据酸根离子它们都可统称为　　（填“碳酸盐”或“钠盐”）。

[比较性质]（2）为比较室温是20℃时Na₂CO₃、NaHCO₃与水混合的变化，按图1进行实验，先向两支试管中分别加入各约1g Na₂CO₃、NaHCO₃，再分别滴入几滴水，振荡后将温度计插入其中，发现盛有Na₂CO₃的试管中温度计的示数高于20℃，盛有NaHCO₃的试管中温度计的示数低于20℃；再向两试管中各加入约5mL水和2滴酚酞试液，振荡后液体均呈红色。则NaHCO₃与水混合时　　（填“放出”或“吸收”）热量，NaHCO₃溶液显　　（填“酸性”或“碱性”）。

[提出问题]（3）Na₂CO₃、NaHCO₃还有什么不同性质？

[查阅资料]NaHCO₃受热易分解生成Na₂CO₃、H₂O和CO₂．Na₂CO₃受热不易分解。可用图2装置验证。

[进行实验]按图2连接装置，检查气密性后，分别装入相关药品（试管甲、乙中的固体质量应相等）。后续实验均按规范要求进行，完成实验。

①若要使实验效果更理想，则甲中应装入　　（填“Na₂CO₃”或“NaHCO₃”）。

②完成实验后，待试管冷却至室温，若甲、乙试管里剩余固体的质量分别用m（甲）、m（乙）表示，则m（甲）　　（填“＞”或“＝”或“＜”）m（乙）。

[拓展应用]（4）若把碳酸和NaHCO₃比较，受热容易分解的是　　（填“碳酸”或“NaHCO₃”）。除去Na₂CO₃粉末中混有的少量NaHCO₃的方法是　　。

（5）研究表明，Na₂CO₃在水中溶解时能生成自由移动的离子，且Na₂CO₃溶液中还含有很少的HCO₃^﹣，在Na₂CO₃溶液中存在的带负电荷的离子有HCO₃^﹣、　　、　　（填离子符号）。

MgO在医药建筑等行业应用广泛。硫酸镁和木炭高温煅烧的产物为MgO（固体）、SO₂、CO₂、CO、硫蒸气。

（1）工业上，SO₂的任意排放会引起的环境问题是　　。化石燃料燃烧是产生SO₂的主要原因，下列做法能减少SO₂排放的是　　 （填字母）。

a．开发新能源替代化石燃料   b．向高空排放SO₂

（2）在高温、催化剂条件下，CO和H₂可化合成燃料甲醇（CH₃OH），该反应中CO和H₂的分子个数比为　　。若CO和H₂中混有H₂S气体，H₂S会与催化剂中的Cu在高温下发生置换反应，其中一种产物为CuS，该反应的化学方程式为　　。

（3）利用如图装置对硫酸镁和木炭进行高温煅烧，并对产生的四种气体进行分步吸收或收集。

已知：常温下，硫为固体；SO₂、CO₂均能与NaOH溶液反应。

①装置B、C中的溶液分别是　　、　　。（填字母）

a．NaOH溶液

b．KMnO₄溶液

②装置B、C的作用分别是　　、　　。

③装置D的作用是　　。

④若将装置A中的固体隔绝空气加热至500℃，就会变成蒸气，其中有一种相对分子质量为128的气体。该气体的化学式为　　。

铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀和盐酸除锈时的反应进行了探究。

Ⅰ探究不同条件下铁钉的锈蚀

取四枚铁钉，按第图1所示进行实验。一天后观察到的现象如下表所示。

试管	a	b	c	d
实验现象	铁钉表面无明显变化	铁钉表面无明显变化	蒸馏水和空气交界处铁钉出现轻微锈蚀	食盐水和空气交界处铁钉出现较多锈蚀

（1）由试管a、b、c中的现象可知铁钉锈蚀的条件是　　。

（2）由试管c、d中的现象可以得出的结论是　　。

（3）切过咸菜的菜刀不及时处理，易生锈。防止切过咸菜的菜刀生锈，处理的方法是　　。

Ⅱ探究盐酸除锈时的反应

步骤1 将一枚表面部分锈蚀的铁钉置于试管中，向其中加入稀盐酸至浸没铁钉。观察到铁钉表面的铁锈逐渐消失，无锈处有气泡产生，溶液变为黄色。

步骤2 将“步骤1”中装有铁钉和盐酸的试管长时间放置后，观察到铁钉变细，溶液变为浅绿色。

[提出问题]①“步骤1”中铁锈消失发生了什么反应？

②“步骤2”中试管长时间放置后，溶液为什么会变色？

[查阅资料]①铁锈中主要含有Fe₂O₃；

②FeCl₃溶液呈黄色，FeCl₂溶液呈浅绿色；

③K₃[Fe（CN）₆]溶液为黄色，FeCl₃溶液遇K₃[Fe（CN）₆]溶液不变色，FeCl₂溶液遇K₃[Fe（CN）₆]溶液会生成蓝色沉淀。

[实验分析]铁锈消失是因为Fe₂O₃与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为　　。

[提出猜想]对于问题②，实验小组提出如下两个猜想：

猜想1：溶液变色是FeCl₃与铁钉表面产生的气体反应所致；

猜想2：溶液变色是FeCl₃与铁钉反应所致。

[实验验证1]对“猜想1”进行验证的实验过程用如图2所示装置进行实验，……。

（1）仪器X的名称为　　。

（2）实验是验证　　（填气体的化学式）与溶液中的FeCl₃是否发生反应。

[实验验证2]请设计实验对“猜想2”进行验证，简述实验过程（包括操作、可能的实验现象和对应的结论）：　　。（实验中必须用到K₃[Fe（CN）₆]溶液、FeCl₃溶液和铁钉）

某兴趣小组对氨气（NH₃）的某些性质进行探究。

【实验回顾】（1）按图1所示，在小烧杯A中盛有少量浓氨水，小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水，几分钟后，B中溶液变红，原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了　　（填离子符号）。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热，你认为溶液颜色会　　（填“变深”“变浅”或“不变”）。

（2）图2是该小组对图1装置的改进，和图1相比，其优点有　　（任写一条）。

【提出问题】氨气在水中的溶解性如何？

【查阅资料】常温常压下，氨气极易溶于水，可用图3装置验证。

【进行实验】步骤1：按图3连接装置，检查气密性。

步骤2：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶头滴管（预先吸入少量水）的胶塞，把玻璃管插入烧杯的水中。

步骤3：打开橡皮管上的止水夹，　　（填具体操作），使少量水进入烧瓶，观察到的现象是　　，产生该现象的原因是　　。

实验完毕，向烧瓶内的氨水中加入少量稀H₂SO₄将其转化为可用作氮肥的（NH₄）₂SO₄，该反应的化学方程式为　　。

【反思拓展】实验后请教老师知道，氨水中的NH₃大部分与H₂O结合成一水合氨（NH₃•H₂O），则氨水中含有的分子有H₂O、　　、　　（都填化学式）。