初中化学实验探究物质的性质或变化规律试题

如图是两个实验小组分别进行"加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物"的实验过程示意图：

【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 　　，加热后产生黑色的氧化铜。

【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：

【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：

6NaOH+4CuSO ₄═3Na ₂SO ₄+Cu ₄（OH） ₆SO ₄↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。

【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：

猜想Ⅰ：硫酸铜溶液呈酸性；      

猜想Ⅱ：生成的硫酸钠使溶液呈酸性。

【实验与结论】

实验①：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH 　　7（填"＞"、"＜"或"＝"），硫酸铜溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立。

实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中逐滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈 　　（填"酸"、"中"或"碱"）性，猜想Ⅱ不成立。

【交流和反思】（1）乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立，理由是 　　氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀；

（2） 在化学反应中， 相同的反应物因质量比不同可能会导致生成物不同， 请另举一列 　　（写出反应物即可）。

小明把去除氧化膜的铝条用线栓好（线不与硫酸铜溶液反应），浸入硫酸铜溶液中上部，除了观察到事先预计到的现象外，还发现了一些其他现象：反应一开始产生了较多气泡，试管壁发烫；反应较长时间后，铝条周边溶液接近无色透明，铝条以下溶液颜色几乎没变，上下溶液界面清晰，分层明显。

（1）事先预计可观察到的现象是　　。

（2）解释试管中溶液出现分层的原因：　　。

（3）小明对气泡的成分提出了如下假设：可能是氢气；可能是二氧化硫；可能是氧气；可能是…

因为在实验过程中没有闻到刺激性的气味，所以小明同学排除气体是　　的可能性。

（4）小明在老师的指导下另取相同原料做了该实验，并用尖嘴导管将产生的气体导入洗涤液中，洗涤液中出现大量气泡，点燃气泡时发出爆鸣声并看到火焰。老师告诉他铝片表面产生的气体就是氢气，检验该气体时，不是直接在尖嘴导管口点燃，而是点燃从洗涤液中冒出的气泡。老师为什么要求小明这么操作？　　

小明还有一个疑问：为什么铝放入硫酸铜溶液中会产生氢气呢？小明查阅资料得知，硫酸铜溶液属于酸性溶液，酸性溶液和酸溶液具有某些相似的性质。

同学们在学习金属与盐溶液的反应时，老师强调："金属K、Ca、Na必须除外．"化学兴趣小组的同学们对此产生了兴趣，并在老师的指导下，进行如下探究：

【提出问题】将金属钠投入到硫酸铜溶液中，结果会怎样？

【查找资料】（1）少量钠通常保存在煤油中；

（2）钠是银白色的软金属，可用小刀切割，熔点97.81℃，沸点882.9℃，密度为0.97g/cm ³

（3）钠是一种很活泼的金属，遇水发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气．

【做出猜想】猜想Ⅰ：放出气体，生成蓝色沉淀，能置换出铜；

         猜想Ⅱ：放出气体，生成蓝色沉淀，不能置换出铜．

【实验探究】

实验操作	实验现象
①取10ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液，倒入50ml的烧杯里 ②取一块钠，用滤纸吸干表面煤油，再切取绿豆大小的一块，投入溶液中	钠浮在液面上，熔化成闪亮小球，钠球游动，发出"嘶嘶"的声响，析出蓝色沉淀

【现象分析】（1）钠熔成小球是因为 　　．

（2）钠球游动，发出"嘶嘶"声响说明有气体产生．

（3）析出蓝色沉淀是因为 　　（用化学方程式表示）

【继续探究】有部分同学认为置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖，于是他们进一步探究：

实验操作	实验现象	结论
取烧杯中少许沉淀于试管中，再向其中加入过量的稀硫酸	沉淀全部溶解，溶液变蓝色

【实验结论】在金属活动性顺序里，位于前面的金属（K、Ca、Na必须除外）能把位于后面的金属从它们盐的溶液里置换出来．K、Ca、Na必须除外是因为 　　．

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 　　．

某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO₂，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。

[提出问题]澄清石灰水为什么没有变浑浊？

[查阅资料]（1）CO₂过量时，CaCO₃沉淀会转化为可溶于水的Ca（HCO₃）₂

（2）AgCl不溶于稀硝酸

[提出猜想]Ⅰ．石灰水已完全变质Ⅱ．　　Ⅲ．CO₂中混有HCl

[实验方案]兴趣小组用原药品继续制取CO₂，并进行探究。制备CO₂的化学方程式为　　。

步骤	实验操作	实验现象	结论及化学方程式
（1）	取少量澄清石灰水于试管中，加入 　　溶液。	产生白色沉淀。	猜想Ⅰ不成立。
（2）	将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中。		猜想Ⅱ不成立。
（3）	将气体通入盛有　　溶液的试管中，再加稀硝酸。		猜想Ⅲ成立。反应方程式为　　。

[实验结论]制取的CO₂气体中混入了HCl，所以澄清石灰水没有变浑浊。

[交流讨论]若要收集到纯净、干燥的CO₂，需将混合气体依次通入饱和 NaHCO₃溶液和　　。

【拓展思考】回忆课本中收集呼出气体的操作后，同学们尝试用排水法收集一瓶CO₂，倒入澄清石灰水后，石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是　　（写一点）。

某小组用耐强碱的反应管等仪器组装成如图实验装置，以研究铜酸钠（NaCuO₂）跟H₂的反应，实验中观察到如下现象：①固体中出现紫红色物质，②试管中无水硫酸铜由白色变为蓝色。

回答：

（1）经检验紫红色物质是一种金属单质，完成下列反应的化学方程式：

2NaCuO₂+3H₂ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$2NaOH+　　+　　。

（2）若实验过程中包含下列步骤（没有根据操作顺序排列）：①停止通H₂；②通纯净H₂排净装置里空气；③点燃酒精灯加热；④熄灭酒精灯停止加热。正确的操作顺序是　　。

（3）根据题干中给出的实验现象　　（选填“①”或“②”），可直接判断氢气发生了化学变化。

（4）完全反应后，为了测定固体产物中Cu的质量，要用蒸馏水多次洗涤后晾干、称量。在洗涤环节中判断洗涤干净的操作方法是　　。

可燃冰是一种新型能源，在我国南海储量很高，其主要成分为甲烷（CH ₄）

（1）纯净的CH ₄气体在空气中燃烧的化学反应方程式为 　　

（2）CH ₄能还原CuO，某化学兴趣小组同学设计实验探究CH ₄还原CuO的反应。

[提出问题]CH ₄还原CuO的反应产物是什么？

[查阅资料]白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色。

[实验探究]

①在点燃B处酒精灯之前先通入甲烷气体的作用 　　

②点燃酒精灯一段时间后B装置内的现象 　　，证明有铜生成；

③反应过程中，C装置中的现象 　　，证明有水生成；

④D装置内澄清石灰水变浑浊，证明有 　　生成；

⑤请根据以上信息写出CH ₄还原CuO的化学反应方程式 　　。

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）。

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）。

某化学兴趣小组学习了酸、碱、盐的知识后，对某些盐的性质开展了探究活动。

研究主题：探究FeC1₃溶液加热、灼烧的变化

相关信息：酒精（C₂H₅OH）具有还原性，加热条件下能与Fe₂O₃反应；Fe和Fe₃O₄易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引；Fe₃O₄能与盐酸反应，生成盐和水。

（1）实验一：将大约20mL饱和FeCl₃溶液在蒸发皿中加热蒸发，沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。

①FeCl₃溶液呈黄色主要是因为溶液中含有铁离子，铁离子符号为　　。

②加热时，FeCl₃易与水反应生成红褐色物质和盐酸，反应的化学方程式：　　。

③由实验启示，FeCl₃溶液通过蒸发结晶的方式　　（填“能”或“不能”）获得FeCl₃固体。

（2）实验二：将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧，颜色由红褐色变为红棕色。

①此过程发生分解反应，除生成红棕色物质外，还生成水，反应的化学方程式：　　。

②氢氧化镁、氢氧化铜等加热分解也能得到对应的金属氧化物，结合实验，从物质类别及其溶解性推断，通过加热分解　　可生成对应的金属氧化物。

（3）实验三：小组同学用多根玻璃棒蘸取饱和FeCl₃溶液于酒精灯火焰上灼烧，随着加热时间的持续，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色、黑色。

①实验三相对于实验一和二，优点是　　（答1点即可）。

②同学们对黑色物质的成分产生了疑问。联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论认为，可能是　　和Fe₃O₄四种物质中的一种或几种。

③为了确定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取黑色粉末，用磁铁吸引，观察现象	黑色粉末全部被磁铁吸引	综合实验现象判断，此黑色物质成分是
向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸，充分反应，观察现象	固体逐渐溶解，但无气泡产生

（4）拓展延伸

①配制FeCl₃溶液时，为防止出现红褐色物质，可向其中滴加少量的　　溶液。

②结合已学知识，从元素化合价变化的角度分析，Fe₂O₃发生还原反应时，反应前后铁元素化合价一般呈　　（填“上升”或“下降”）的变化。

我国海水晒盐的历史悠久。学习小组对粗盐进行提纯，并利用氯化钠进行实验探究。

Ⅰ．粗盐的提纯

粗盐中含有不溶性泥沙、可溶性CaCl₂、MgCl₂等杂质。学习小组设计了如下方案提纯粗盐：

（1）用化学方程式表示Na₂CO₃溶液的作用：　　。

（2）“过滤”中玻璃棒的作用为　　；“操作X”的名称为　　。

Ⅱ．探究氨盐水与二氧化碳的反应

步骤1 取50mL浓氨水于锥形瓶中，加入NaCl晶体至不再溶解，制得氨盐水。

步骤2 向烧瓶中加入20mL氨盐水和约16g干冰，塞紧瓶盖，振荡、静置。一段时间后溶液中析出细小晶体，过滤、用冷水洗涤晶体并低温干燥。

【提出问题】晶体的成分是什么？

【实验探究1】①经甲同学检验，晶体中不含铵盐。甲同学的实验操作及现象是　　。

②乙同学取晶体少许，加入稀硝酸，晶体溶解并产生无色气体，再滴加几滴AgNO₃溶液，未见明显现象，说明晶体中不含有　　离子。

【提出猜想】晶体的成分为Na₂CO₃或NaHCO₃或两者的混合物。

【查阅资料】Na₂CO₃受热不分解；

NaHCO₃受热易分解：2NaHCO₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑。

【实验探究2】称取m₁ g晶体，利用如图装置（夹持仪器略）探究晶体的成分。

【实验现象】反应一段时间后，试管口凝结了少量小液滴，Ba（OH）₂溶液变浑浊。

【实验分析】①晶体中一定含有　　（填化学式）。

②将晶体加热至残留固体的质量不再改变，测得残留固体的质量为m₂ g．若m₁：m₂＝　　，说明晶体为NaHCO₃。

【拓展延伸】①氨盐水与二氧化碳反应所得铵盐的用途为　　。

②丙同学认为通过测定装置B中沉淀的质量，经计算分析也可确定晶体的组成。请对丙同学的观点进行评价：　　。

利用物质的性质能帮助我们开展科学探究。

判断化学变化

如图，在稀盐酸和氢氧化钠溶液中分别滴加几滴无色酚酞溶液，观察到能使无色酚酞变红的物质是 　　。

稀盐酸与氢氧化钠溶液能否发生化学反应呢？智慧小组同学开展了如下探究活动，请将横线部分填写完整。

编号	实验操作	实验现象	实验分析
实验一	取一定量稀盐酸于小烧杯中，加入氢氧化钠溶液	无明显现象	稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后有新物质生成
实验二	取实验一所得溶液少量于试管中，滴入几滴无色酚酞溶液	无明显现象
实验三	取实验一所得溶液少量，

实验结论：稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 　　。

化学兴趣小组的同学对“天气瓶”（如图）是否可预测天气很好奇。他们自制了“天气瓶”，并对其晶体析出的影响因素展开了探究。

步骤：（1）称取10.0g樟脑丸溶解于40.0mL无水酒精中得溶液a。

（2）向35.0g水中依次加入2.5gKNO₃和2.5gNH₄Cl，制得溶液b。

（3）将a、b两种溶液倒入容器中混合，密封即制得“天气瓶”。

（4）模拟不同的天气情况，将制得的“天气瓶”置于不同的温度和大气压的环境中，并记录析出晶体情况如下：

	0℃	20℃	40℃
101.3kPa
100.5kPa
99.7kPa

根据以上信息回答下列问题：

（1）配制溶液a时，为加快樟脑丸的溶解，可以采用搅拌、微热、　　等方法。溶液a中的溶质以分子形式分散，所以该溶液　　（选填“能”或“不能”）导电。

（2）溶液b中NH₄Cl的质量分数是　　。

（3）为进一步探究析出的晶体中是否含有铵盐，需要的实验用品有　　（填序号）。

a．稀盐酸

b．氢氧化钠溶液

c．蓝色石蕊试纸

d．红色石蕊试纸

（4）从表格信息中可知，　　条件对“天气瓶”晶体析出的影响较大。

超市出现了一种名为“污渍爆炸盐”的洗涤新产品，能在瞬间去除洗衣粉难以除去的多种顽固污渍。某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下对该产品开展了以下探究活动。

[阅读标签]本产品不含　　，环保。

[查阅资料]①“污渍爆炸盐”的主要成分是过碳酸钠（Na₂CO₄），它是一种白色结晶

颗粒，易溶于水，且能与水反应，生成碳酸盐和其他化合物。

②氢氧化镁是不溶于水的白色固体。

[提出问题]“污渍爆炸盐”水溶液的成分是什么呢？

[作出猜想]猜想一：Na₂CO₃和H₂O₂猜想二：Na₂CO₃和NaOH

猜想三：Na₂CO₃、H₂O₂和NaOH。

[实验探究]

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	取少量“污渍爆炸盐”于烧杯中，加入足量蒸馏水充分搅拌。	固体完全溶解形成无色溶液	/
②	取适量①的溶液于试管中，先向其中加入少量二氧化锰粉末，再将带火星的木条置于试管口	有大量气泡产生，木条复燃	含有
③	取适量①的溶液于试管中，向其中加入足量　　，振荡、静置。	有白色淀产生	含有碳酸钠
④	取适量③的上层清液于试中，向其中滴加少量氯化镁溶液，振荡	清液中	不含氢氧化钠

[得出结论]猜想　　正确。

请写出过碳酸钠与水反应的化学方程式：　　。