初中化学生活中的常见化合物探究题

某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成氮化镁（Mg₃N₂），设计了如下方案进行验证。

步骤l：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置；另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，
铜丝末端固定一根镁条。
步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞；待充分冷却，
观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的1/5左右。
步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平；点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，放出热量；待冷却后广口瓶内水位继续上升。
（1）步骤2的目的是   。写出红磷在氧气中燃烧的化学方程式    ；
（2）在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压(选填“大于”“小于”或“等于”)外界气压。
（3）根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在空气中燃烧时的化学方程式：①镁与氧气反应：    ；②①镁与氮气反应：     。

竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物。同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分。

（1）收集竹子中的气体。
小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体。
小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行，于是分为A、B两组，在相同的条件下，A组采用小华的取气方法，B组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验。
（2）检验气体中是否含有二氧化碳气体。

实验步骤	实验现象	实验结论及解释
向所取气体中加入		（用化学方程式表示）

（3）测定氧气含量。
【查阅资料】红磷的着火点为240 ℃，白磷的着火点为40 ℃。
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。

【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。
【反思与评价】
a．实验中磷的量应为足量，原因是                                 。
b．两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案    ，原因是               。
c．经过A、B两组同学的实验，A组测得的竹子中含氧量总是大于B组的，你认为原因是           。

请阅读以下摘自今年的《苏州日报》，与化学关系密切的信息，并填空．
【资讯1】据市环境监测站专家分析：5月4日至7日，由于阳光灿烂，臭氧（O₃）也出来“作怪”，连续四天的日平均浓度也均超标．臭氧在常温常压下是淡蓝色气体，稳定性极差，可自行分解为氧气．臭氧在空气中达到一定浓度可刺激呼吸道．大气中臭氧浓度超标的原因是：在静风条件下强烈的阳光就成为氮氧化物的催化剂，从而推高了臭氧浓度，形成污染．
（1）臭氧“自行分解”的化学方程式为                                       ；若氮氧化物假定为二氧化氮，强光条件下促使其分解产生了O₃和N₂．则该反应的化学方程式为                        ．
【资讯2】吴江某公司研发的一层看似普通的白色薄膜，却有超高防水透气、阻燃、抗菌和耐腐蚀的神奇功能…这种膜的专业术语叫聚四氟乙烯纳米微孔薄膜，由聚四氟乙烯树脂经特殊设备和工艺制作而成，该树脂是一种超高分子量材料．
（2）制作这种薄膜的聚四氟乙烯树脂[（CF₂CF₂）n]的相对分子质量为1×10⁸，其n值等于        ．碳元素的质量分数为         。

王丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。王丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于             （填“物理”或“化学”）变化。
（2）实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】

实验步骤	实验现象	文字表达式
取一只250 mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把燃着的石蜡插入集气瓶中	石蜡燃烧得更旺	文字表达式I

表中，文字表达式I是                                 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是______________________________。
（3）实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，进行实验，并重复多次。

【实验记录 】

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性	/	装置的气密性良好
②	加入药品，将装置连接固定	/	/
③	打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b	A中水进入到B中，B中水的体积为200 mL。	收集200 mL气体（由压强差引起的误差忽略不计）
④	用凸透镜聚光引燃白磷	燃烧，产生大量白烟	/
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温， 进行操作I	现象I	小丽收集的气体不是纯净的氧气

表中，操作I是                  ；现象I是                             
出现上述现象的原因是                                                         。
【数据记录】

实验次序	1	2	3	4	5
B中剩余水体积/mL	100	42	39	41	38

【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为          % 。
【实验反思】导致第1组数据产生较大误差的可能原因是                        。

用下图的装置来测定空气中氧气的体积分数。

（1）盛放在燃烧匙内的物质可用_______。过量的目的是                     
（2）实验中观察到的现象是__________，同时水进入广口瓶，水的体积约占广口瓶容积的_____________。
（3）如果发现水流入集气瓶的体积不足五分之一，这可能是由哪几种原因引起的?（至少写出两种）                                                        
(4)图Ⅰ实验除了可以得出氧气约占空气体积1/5的结论外，还可以得出有关氮气性质的哪些结论                           

某校化学兴趣小组将用剩的过氧化氢溶液倒入放有生锈铁钉的废液缸中，发现产生了大量的气泡，经检验此气体为氧气。根据学过的知识初步判断，是生锈铁钉中的某种物质加快了过氧化氢的分解，那么究竟是哪种物质加快了过氧化氢的分解速率？请你参与他们的研究，分享和体验探究实验的快乐。
【猜想与假设】
甲同学：铁钉表面的氧化铁加快了H₂O₂的溶液分解。
乙同学：铁钉里的          加快了H₂O₂的溶液分解。
【设计方案和实验】完成下列表格

实验方案	实验现象	结论
方案一：向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入2g 氧化铁粉末，将一根带火星的木条放在试管口，观察现象。		甲同学结论成立。
方案二：向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入         粉末，将一根带火星的木条放在试管口，观察现象。	无现象	乙同学结论      。 （填“成立”或“不成立”）

【讨论交流】丙同学认为“方案一”只能说明Fe₂O₃加快了H₂O₂溶液的分解，并不能说Fe₂O₃就一定是催化剂。你是否支持丙同学的观点？           ，如果要证明氧化铁是催化剂，就要设计一个实验来证明，这个实验的设计原理是                。
【拓展】
(1)实验证明Fe₂O₃粉末可以作为H₂O₂分解的催化剂。该反应的文字表达式            
(2)下表是丙同学探究影响H₂O₂分解速率时所记录的部分数据，通过对数据分析，你能得出什么结论？                                                                  。
用足量等体积H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间：

图甲所示的实验用来测定空气中氧气的体积分数。实验时要先关闭止水夹，将过量红磷在空气中点燃后迅速插入集气瓶中，盖紧胶塞，待红磷熄灭后，冷却至室温，打开止水夹，观察现象。
（1）写出实验中有关反应的化学方程式为       。
（2）若按如图甲所示的实验测定的氧气体积分数大于1/5，你认为可能的原因是       。

（3）此实验中不能用木炭代替红磷的理由是       。
（4）用图乙所示的装置代替图甲所示的装置进行实验，其优点是       。

每空1分，共6分）某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
【集体讨论】（1） 讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择
A．蜡烛     B．红磷     C．硫粉
（2）为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证             。
（3）小组同学共同设计了如右图的两套装置，你认为合理的是（填字母）             。

（4）为了确保实验的成功，在装药品之前应该                            。
【分组实验】 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
【数据分析】实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）

组  别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积（mL）	20	21	19	20	22	18

（5）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的             。
（6）通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是                        。

实验室部分装置如图所示，请回答下列问题：                       

A            B        C      D        E              F
（1）写出图中带有标号仪器的名称：a       ，b        。
（2）实验室若用装置B制取氧气，则发生反应的化学方程式为                 。若用装置A制取氧气，药品选用高锰酸钾，则发生反应的化学方程式为                   ，该装置中试管口略向下倾斜的原因是                             。
（3）实验室该装置中试用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置为      （填字母下同），收集装置为        则发生反应的化学方程式为                      ，你所选择的发生装置的优点是                         。
（4）如右图所示为在氧气中点燃铁丝的实验，现象为                            ，
在瓶底事先放少量水或细沙的原因                                       。

某实验小组同学对双氧水制氧气的若干问题进行探究。
（1）利用图甲中A、B仪器可以组装一套测量氧气体积的装置，该装置导管的连接顺序是     接C（填接口编号）

（2）A瓶中原有的空气对氧气体积测定     （填”有或没有”）影响？
（3）图乙装置也可以用来测量反应中生成的氧气体积。

为了较准确的测量氧气体积，在读取量气管中液面读数时，应注意哪些问题？          ，            。（答两点）如管中出现左低右高，应将水准管      （填“上移”，“下移”“不动”）

同学们学习了复分解反应发生的条件后，利用所学知识对稀盐酸与如图中的三种物质之间能否发生反应作出判断，并进行实验验证：

组别	甲	乙	丙
实验示意图
能否反应	能	能	能
实验现象	无明显现象	有气泡产生	产生白色沉淀

同学们判断Ca（OH）₂溶液和稀盐酸能发生化学反应的依据是生成物中有 　    　生成。

【提出问题】

怎样证明Ca（OH）₂溶液与稀盐酸发生了反应？

【分析讨论】

同学们经过讨论后认为，如果盐酸和氢氧化钙减少（或消失），或者有新物质生成，都能证明反应已经发生。

【查阅资料】

CaCl₂溶液呈中性。

【实验探究】

方案	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	小羽取少量Ca（OH）2溶液于试管中，先滴入2～3滴无色酚酞溶液，再加入稀盐酸		反应物消失，二者发生了反应
方案二	小美向甲组反应后的溶液中加入适量AgNO3溶液	产生白色沉淀	有新物质生成，二者发生了反应

【实验评价】

小凯认为小美的结论不正确，理由是 　                            　。

【总结归纳】

（1）Ca（OH）₂溶液与稀盐酸发生了化学反应，其反应的化学方程式为 　        。

（2）对于无明显现象的反应，我们可以分析比较反应物和生成物的性质，从多个角度设计实验进行证明。

【拓展延伸】

将少量CO₂通入NaOH溶液中也无明显现象，请你设计一个实验方案证明二者发生了反应 　                                          　（写出操作方法和现象）。

研究性学习小组选择“H₂O₂生成O₂的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】H₂O₂生成O₂的快慢与          有关。
【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H₂O₂溶液中分别加入相同质量MnO₂红砖粉后测量各生成一瓶(相同体积)O₂所需要的时间。
【进行实验】如图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是          ，此实验中B处宜采用的气体收集方法是                         

【结论】该探究过程得出的结论是                    。
【反思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO₂和红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的          和           是否改变。

某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
[集体讨论]：（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择
A．蜡烛       B．红磷       C．木炭
为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证                    。
写出红磷燃烧的文字表达式                   
（2）小组同学共同设计了如图所示的两套装置，你认为合理的是（填编号）             。

为了确保实验的成功，在装药品之前应该                      。
[分组实验] 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
[数据分析] 实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）

组   别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积（mL）	20	21	19	20	22	18

（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的           。
通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的物理性质是                、化学性质是              
[实验拓展]
（4）已知镁在空气中燃烧可分别与氧气和氮气反应，都生成固体物质，此实验中镁            （填“能”或“不能”）代替红磷，其原因是                。

实验室中常用分解过氧化氢来简便快速的制备氧气，化学小组进一步探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，并进行了氧气的性质实验。
[查阅资料]有些水果、蔬菜对过氧化氢的分解有催化作用。
[实验探究1]探究苹果和土豆对过氧化氢分解是否有催化作用及催化效果：
各量取6ml的过氧化氢溶液，分别倒入1、2、3号三志试管中，取大小、形状基本相同的苹果块和土豆块，分别放入2、3号试管中，并把带火星的木条分别同时伸入三支试管口内，观察现象并记录如下：

试管编号	1	2	3
材料名称	无	苹果	土豆
实验现象	反应速率	很慢	稍快	较快
产生气泡	很少	比1中多	较多
复燃情况	不复燃	复燃	很快复燃
实验结论

[实验探究2]探究浓度对过氧化氢分解速率的影响：
取10ml30%的过氧化氢三份，将其中两份分别稀释为不同浓度的溶液，同时测定收集到100ml氧气所用的时间，（其它实验条件均相同）记录如下：

实验编号	1	2	3
过氧化氢溶液浓度	5%	15%	30%
所用时间（秒）	205	25	3
实验结论

[实验条件3]用上述收集的仪器与不同位置进行反应，其中有一固体能在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成刺激性气味的气体，该反应的化学方程式为：。

(5分) 以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据(常温通常指20℃；)

序号	过氧化氢%	过氧化氢g	温度/℃	二氧化锰/g	氧气/ml	反应时间/s
①	5	12	20	0．2	125	11
②	30	12	20	0．2	125	2
③	30	12	40	/	125	148
④	30	12	90	/	125	82

（1）通过实验①和②对比可知，化学反应快慢与           有关；
（2）通过实验    和   对比可知，化学反应快慢与温度的关系是          。
（3）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是         。
[注：本题以下为加分部分，回答正确得4分，总分不超过60分。只要求提出一种影响过氧化氢生成氧气的快慢的因素以及相关假设(1分)和实验方案(3分)]
（4）过氧化氢生成氧气的快慢还有与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究．
【假设】
【实验方案】