初中化学实验探究物质的性质或变化规律试题

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　　。

实验与探究是化学学习的重要方法和内容，李明看到家里多年未用的铜制火锅上有绿色的锈迹，他对绿色锈迹的成分和性质产生了浓厚兴趣．

【查阅资料】

①绿色锈迹是碱式碳酸铜[Cu ₂（OH） ₂CO ₃]，受热易分解；

②无水硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝；

③碱石灰是CaO和NaOH的固体混合物，NaOH与CO ₂反应生成碳酸钠固体和水

④氧化铜与稀硫酸反应生成蓝色溶液，碳粉不与稀硫酸反应也不溶解在稀硫酸中．

【发现问题】

查阅资料后，该同学将少量碱式碳酸铜放入试管中加热，发现试管中的固体由绿色变成黑色，同时试管壁上有无色液滴生成．

为了进一步确定碱式碳酸铜受热分解的产物，进行了如下探究：

探究一：碱式碳酸铜受热分解生成的黑色固体成分．

【猜想与假设】该黑色固体可能是①碳粉；② 　　；③碳和氧化铜的混合物．

【设计方案】请帮助该同学完成下述实验报告：

实验操作与现象	实验结论
	猜想②正确

探究二：碱式碳酸铜受热分解还会生成CO ₂和H ₂O．

【进行实验】选择如下图所示装置进行验证

步骤一：连接A和B，打开活塞，通入一段时间的空气；

步骤二：点燃酒精灯，依次连接装置A→B→ 　　→ 　　（填"C"，"D"）；

步骤三：点燃酒精灯，观察到明显现象后，停止加热

【解释与结论】

①当观察到 　　，说明碱式碳酸铜受热分解生成了CO ₂和H ₂O，写出装置C中反应的化学方程式 　　；

②写出Cu ₂（OH） ₂CO ₃受热分解的化学方程式 　　．

【反思与评价】

上述装置中A的作用是 　　．

某化学兴趣小组用如图装置验证一氧化碳还原氧化铜，并探究其还原产物的组成．

（1）装置及反应原理探究

①B装置中浓硫酸的作用为 　 　．

②说明CO能还原CuO的现象为 　　．

③上述整套装置中发生的化学反应，其中属于化合反应的化学方程式 　　．（不考虑CO ₂和H ₂O的反应．）

（2）产物成分探究

【查阅资料】Ⅰ、一氧化碳还原氧化铜．除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu ₂O）

Ⅱ、Cu ₂O为不溶于水的红色固体

Ⅲ、Cu ₂O+H ₂SO ₄═Cu SO ₄+Cu+H ₂O

【提出问题】红色固体含有什么物质？

【猜想假设】假设一：红色固体只含Cu

假设二：红色固体只含Cu ₂O

假设三： 　　．

【实验验证】该小组为验证上述假设，取少量红色固体，加到足量稀硫酸中，观察到溶液变为蓝色，红色固体部分溶解．

【实验结论】根据上述实验结果，可知红色固体中一定含有 　　．

【数据处理】为进一步确定红色固体的成分，甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体，加到足量稀硫酸中使其充分反应，经过滤、洗涤、干燥后，称量剩余红色固体质量如表，请完善表中内容．

实验人员	红色固体（g）	剩余红色固体（g）	实验结论
甲	7.2	3.2
乙	4.08	2.48

【交流与反思】只要假设合理，方法正确，根据实验现象和数据就能得出结论．

某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应，过程如下：

实验操作	实验现象
	①铝片表面附着一层红色固体 ②铝片表面逸出大量无色气体，放出大量的热 ③烧杯底部出现红色固体和白色沉淀

（1）打磨铝片的目的是　　。

（2）现象①③中的红色固体是同种物质，请写出现象①的化学方程式　　。

（3）经检验，现象②中的无色气体为氢气。甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性，经pH计检验，pH　　7，证实了甲的猜想。

（4）探究现象③中白色沉淀的化学成分。

乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜（CuCl）。

[查阅资料]CuCl可与浓氨水反应生成无色的Cu（NH₃）₂⁺和Cl^﹣，Cu（NH₃）₂⁺在空气中易被氧化变为蓝色。

[进行实验]①取烧杯底部的白色沉淀，充分洗涤。洗涤的目的是　　。

②向白色沉淀中加入浓氨水，沉淀溶解得到无色溶液，将无色溶液分为两份，进行实验：

操作步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．用试管取其中一份溶液，滴加适量AgNO3溶液	产生白色沉淀	该溶液中含有
Ⅱ．将另一份溶液置于空气中一段时间		该溶液中含有Cu（NH3）2^+

[得出结论]通过实验可以确定，该白色沉淀是CuCl。

[反思与评价]Al和CuCl₂溶液反应为什么会出现CuCl呢。

I．丙同学猜测：可能是Cu与CuCl₂溶液反应生成了CuCl．为了验证猜想，他取Cu与15%的CuCl₂溶液混合，结果无白色沉淀产生。他又分析了Al和CuCl₂溶液反应的实验现象，再次将打磨过的Al片插入盛有15%的CuCl₂溶液的试管，并将试管置于冰水中，发现白色沉淀明显减少。于是他将Cu与15%的CuCl₂溶液的实验进行了改进，从而证明了Cu与CuCl₂溶液反应能生成CuCl，改进的方法是　　，试写出该反应的化学方程式　　。

II．丁同学认为丙同学的实验还不够严谨，还应考虑　　对Cu与CuCl₂溶液反应的影响。

兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究碳的氧化物的性质（固定装置略）

（1）写出装置B中发生的化学方程式　　。

（2）反应一段时间后，装置D的玻璃管中观察到的现象是　　，写出反应的化学方程式　　。

（3）从保护环境的角度分析，装置F需要改进的是　　。

研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行了探究。如图1所示实验，先检查装置气密性，再将橡皮塞连接气体压力传感器，烧瓶中放入铝片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如图2所示的气体压强与时间的关系曲线图。

（1）铝与稀盐酸反应的化学方程式为　　。

（2）AB段气体压力变化不明显的原因是　　；CD段气体压力逐渐下降的原因是　　。

（3）从BC段看反应的速率是先变快后变慢，导致变慢的因素有　　（填序号）

a．铝片的表面积

b．盐酸的浓度

c．温度

如图装置可用于多次连续进行氧气的制取和性质的实验。

（1）仪器Y的名称是　　。

（2）水泥负载二氧化锰小球用于实验时的主要优点是　　。该实验中收集氧气的方法是　　。

（3）做氧气的性质实验时，实验不同，Z的作用不同。

①铁丝燃烧。Z为水，其作用是　　。

②硫粉燃烧。Z为NaOH溶液，其作用是　　。

③蜡烛燃烧。Z为　　，其作用是验证蜡烛中含有碳元素。

（4）实验时需要1.6g氧气，至少需要加入多少克5%的过氧化氢溶液。（写出计算过程）

利用如图所示的实验探究物质的性质。下列叙述错误的是（　　）

A．②处有气泡、③处无现象，则可判断锌、铜的金属活动性

B．①②④⑤处有明显现象，则M可能为稀盐酸

C．⑤处固体明显减少，则M可能为稀硫酸

D．⑥处反应放热，则N可能是氢氧化钠溶液

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　　。

根据下列实验装置图，回答有关问题。

（1）图中标有①的仪器名称是　　。

（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，应选用的装置组合是　　（填字母），反应的化学方程式为　　，其中二氧化锰的作用是　　。

（3）实验室用锌和稀硫酸制取氢气的化学方程式为　　，用E装置收集氢气，气体应从　　（填“a”或“b”）端通入。

（4）小强和小明两位同学对黄色的FeCl₃溶液产生了浓厚的兴趣，查阅资料获得如下信息：

①FeCl₃能与Cu、Fe、Al等金属反应生成FeCl₂，如：2FeCl₃+Cu＝2FeCl₂+CuCl₂；

②FeCl₃溶液能使无色的苯酚溶液变成紫色

[提出问题]①FeCl₃溶液与金属铝反应有哪些现象？

②FeCl₃溶液中的哪种粒子使苯酚溶液变成紫色

[实验探究]取适量FeCl₃溶液于试管中，进行如下实验

[思考与交流]

①实验前，铝箔表面需要进行打磨处理，其目的是　　。

②FeCl₃溶液的pH　　7（填“＞”、“＜”或“＝”）

③溶液由黄色变成浅绿色的化学反应方程式为　。

④D中无色溶液的溶质是　　（填化学式）。

⑤经分析，小强同学认为是Fe³⁺使苯酚溶液变成紫色，但小明同学认为若要得出此结论还需补做如下实验：在苯酚溶液中滴加稀盐酸，观察溶液是否变成紫色。小明的理由是　　。

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

为探究CO₂与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。

【查阅资料】

Ⅰ.20℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：

物质	Na2CO3	NaHCO3	Ca（OH）2	Ba（OH）2
溶解度/g	21.5	9.6	0.165	3.89

Ⅱ．本实验条件下，Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液的pH分别约为11.0和8.5。

【实验探究】

（1）实验一：小雨取一充满CO₂的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪，小雨另取一相同的充满CO₂的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是　　，实验中，小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是　　。

（2）实验二：为检验CO₂与NaOH溶液反应的产物，小亮取实验一所得溶液X少许，向其中滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为　　，实验中不宜将BaCl₂溶液换成CaCl₂溶液的原因是　　。

（3）实验三：小华取实验一所得溶液X少许，向其中加入过量的BaCl₂溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞试液，发现溶液呈　　色，证明溶液X中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液，理由是　　。

（4）实验四：兴趣小组将CO₂持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。

图1中，BC段发生反应的化学方程式为　　。

图2中，DE段温度变化的原因是　　。

【反思感悟】

（5）实验从CO₂减少、NaOH减少，Na₂CO₃生成等物质的变化，以及　　转化等视角多维度探究CO₂与NaOH发生了反应，对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。

探究碳酸氢钠、碳酸钠分别与稀盐酸反应，研究小组进行如下两个实验：

（1）[实验1]同时将足量的稀盐酸倒入锥形瓶甲和锥形瓶乙中。

反应至5s生成气体的速率：碳酸氢钠　　碳酸钠（选填“＞”，“＜”，“＝”）。

[实验2]分别将足量的稀盐酸逐滴滴入试管甲和试管乙中，边滴边振荡。

现象为：

①试管甲中的溶液开始时显浅红色，逐滴滴入稀盐酸立即产生大量气泡，浅红色逐渐消失。

②试管乙中的溶液开始时显红色，滴入稀盐酸没有气泡产生，溶液颜色逐渐变为浅红色后，继续滴加稀盐酸有大量气泡产生，浅红色逐渐消失。

（2）[反思1]在[实验2]碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸，为何刚开始没有大量气泡产生？研究小组查阅资料，绘制出微观示意图。

①碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸，依次发生反应的化学方程式为　　、　　。

②相同浓度的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的碱性：碳酸氢钠　　碳酸钠（选填“＞”，“＜”，“＝”）。

（3）[反思2]为何[实验1]中碳酸氢钠最终产生气体的体积较大？

请你列式计算：[实验1]中两种固体完全反应后产生气体的质量各是多少（写出计算过程，结果保留到0.1g）？

（1）控制变量，设计对比试验是实验探究的重要方法。

编号	实验内容（均在室温环境下进行）		实验结论
	A	B
①
	同时打开A和B装置中分液漏斗的旋塞，观察锥形瓶中反应情况。		会影响过氧化氢的分解速率
②			会影响红墨水在蒸馏水中的扩散速率
	同时向A和B的烧杯中滴入2滴红墨水，观察烧杯中液体颜色变化快慢。

（2）观察是学习化学的重要方法。

研究小组进行如下实验，发现均有红棕色二氧化氮气体产生。

[实验1]

[实验2]

[实验3]

查阅资料：4HNO ₃ O ₂↑+4NO ₂↑+2H ₂O

C+4HNO ₃（浓） CO ₂↑+4NO ₂↑+2H ₂O

①[实验1]中所用碎玻璃与浓硝酸不发生化学反应，灼热的碎玻璃在实验中起到的作用是 　　。

②[实验2]中有红棕色气体产生，能否证明[实验2]中木炭与浓硝酸发生了反应？请做出判断，并说明理由： 　           。

③[实验3]中发现红热的木炭表面有红棕色气体产生，且生成的气体产物中检测出二氧化碳（体积分数大于0.03%），能否证明[实验3]中木炭与浓硝酸发生了反应？请做出判断，并说明理由： 　    。

碳酸钠在生产和生活中都有重要的用途。图一、图二是某兴趣小组探究碳酸钠化学性质时所做的两组实验。实验结束后，将两组实验试管中的物质分别全部倒入甲、乙两个洁净的烧杯中，据图回答。

（1）试管①中能够观察到的现象是　　。

（2）试管③中发生反应的化学方程式是　　。

（3）兴趣小组的同学完成上述实验后，为继续探究酸碱盐之间的反应，又对甲、乙烧杯内的反应混合物进行了如图所示实验，通过分析完成下列问题。

①根据上述实验分析推断，图一中试管②完全反应后所得的溶液中一定含有的溶质是　　。

②小组同学把沉淀M、N混合后置于烧杯丙中，向其中加入过量的稀盐酸，观察到的实验现象是　　。把烧杯丙中反应后的混合物与滤液C全部倒入废液缸中，反应结束后废液缸内上层溶液中，除酚酞外一定还含有的溶质是　　。