初中化学生活中的常见化合物探究题

小明同学在做家庭实验时，不小心将过氧化氢溶液溅到妈妈刚刚切好的土豆丝上，发现土豆丝上立即冒气泡，激发了小明的探究欲望，请你参与小明的探究．
【猜想】土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂
【实验】设计并完成下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星木条	有小气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是	土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂
实验二	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入土豆丝，伸入带火星木条	迅速产生大量气泡	土豆丝能加快过氧化氢的分解的速率

（1）请你帮小明同学填写上表中未填完的空格．
（2）在小明的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是
【反思】小凡同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，他补充设计了两个方面的探究实验。
第一方面探究                            ．
向反应后试管内的剩余物中重新加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生，且木条复燃；
第二方面探究                        。
实验操作中包含了两次称量，将实验二试管中的物质进行            、洗涤、干燥、称量（土豆丝本身的水分减少忽略不计）。

某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计了如图Ⅱ（选用容积为35 mL的18×180 mm的试管作反应容器）所示的实验方案，收到了良好的效果。请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：

(1)写出图Ⅰ实验中反应的表达式                      ，红磷燃烧现象                 。
(2)图Ⅱ实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯；②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；③将少量红磷平装入试管中，将20 mL的注射器活塞置于10 mL刻度处．并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管；④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是___         ____（填序号）。
图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10 mL刻度处慢慢前移到约为_______mL刻度处才停止。

(11分)实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验．请回答：

（1）指出编号仪器的名称：①         ，②         ．
（2）以上A装置有一处明显的错误，请加以改正         ．利用改正后的装置继续完成后面的实验．
（3）欲使用高锰酸钾制取氧气，应选择的A装置，反应原理用文字表达式表示为             ；为防止高锰酸钾粉末进入导管，应采取的措施是                ．
（4）将CO₂和CO的混合气体通过F装置（液体药品均足量），实验开始时关闭活塞b，打开活塞a，广口瓶中观察到的现象石灰水_________，此时从导管c逸出的气体主要是一氧化碳．一段时间后，再关闭活塞a，打开活塞b，将分液漏斗中的稀盐酸滴入广口瓶中，此时逸出的气体主要是    ，反应原理用文字表达式表示为          ，欲收集该气体，应选择的装置是       （填字母）．
（5）为了证明人体新陈代谢过程中有CO₂气体产生，某校兴趣小组的学生设计了如图所示实验装置进行实验（实验室只用嘴吸气和呼气）．

请回答：
①图中瓶Ⅱ的作用是                       ．
②实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果．猛吸时会使装置Ⅰ中的溶液进入口腔，猛呼时会使装置Ⅱ                   ．

学生为验证空气中氧气的体积分数，进行如下实验（如图）燃烧匙里盛着足量的硫，反应结束，冷却后，打开C夹，水不沿导管进入A瓶。请回答：

⑴B容器的名称是　　　，硫在A瓶中燃烧的文字表达式是　　　　　
⑵该实验失败的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
⑶若不改变原装置，要使实验成功，你的改进意见是：　　　　　　　　　　　　
⑷若实验成功，进入A瓶里的水约可达到A瓶容积的　　　　，由此可证明空气中氧气的体积分数约为　　　　　。

某同学发现一瓶没有塞上瓶塞的过氧化氢溶液。查资料得知，过氧化氢溶液在光线的直射下也能分解成氧气和水。他想探究这瓶过氧化氢溶液是否已经完全分解，与同学们一起进行如下实验。
【猜想与假设】
猜想Ⅰ：这瓶过氧化氢溶液已经完全分解。  猜想Ⅱ：这瓶过氧化氢溶液未完全分解。
【设计实验】为了验证猜想，甲、乙、丙三位同学分别提出如下方案：
甲同学：取适量试剂于试管中，伸入带火星的木条，若带火星的木条复燃，则猜想Ⅰ成立，若带火星的木条不复燃，则猜想Ⅱ成立。同学们认为此方案不行，原因是_______________________。
乙同学：取等量的过氧化氢溶液于A、B两个试管中，向A试管中加入少量二氧化锰，再把带火星的木条分别伸入A、B试管中，若观察到_____________________，则猜想Ⅰ成立。该实验中，B试管的作用是_____________。
丙同学：

操作	现象	结论
取与甲同学等量的试剂于另一支试管中，加热，再伸入带火星的木条	_______________________ ， ________________________	猜想Ⅱ 成立

【反思与交流】
① 敞口放置的试剂容易变质，所以要_________保存；过氧化氢溶液见光易分解，所以要存放在___________（填试剂瓶类型）中。
② 二氧化锰在过氧化氢的分解中起催化作用。从本组实验中可得知，能改变化学反应速率的方法还可以_______________________。

实验是进行科学探究的重要方式，请根据下图回答问题：

① 用A图所示装置进行电解水实验时，a管产生的气体是       。水中预先加入硫酸目的是                      。 反应的文字表达式是             。实验的主要结论是                                      。
② 用B图所示装置测定空气中氧气含量时得到的结论是                             实验中导致实验结果偏大的两个可能原因是               ；             。
③ 利用C图所示方法，把二氧化碳气体慢慢倒入烧杯中，看到的现象是                          
④ 利用D图所示方法 ， 对细铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是不同含碳量的铁丝（所用铁丝直径均相同）放入氧气中燃烧时的实验现象：

铁丝中含碳量	0.05％	0.2％	0.6％
燃烧时的现象	剧烈燃烧，极少火星	剧烈燃烧，少量火星	剧烈燃烧，大量火星

由上表分析出，“火星”可能是       与氧气反应导致的。实验中要预先加入少量水的目的是                      写出铁燃烧的文字表达式                           

某同学阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】他以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）。

实验序号	KClO3质量	其他物质质量	待测数据
①	1.2g	/
②	1.2g	CuO   0.5g
③	1.2g	MnO2  0.5g

（1）上述实验应测量的“待测数据”是              。
（2）若实验②比实验①的“待测数据”更               (填“大”或“小”)，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
（3）将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到0.5g黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中，                           。(简述操作和现象)
【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是                  。

人类的生存离不开氧气．某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验：
探究一：以下是该小组探究影响H₂O₂溶液反应速率部分因素的相关实验数据．

实验序号	H2O2溶液 浓度%	H2O2溶液 体积/mL	温度/℃	MnO2的 用量/g	收集氧气的 体积/mL	反应所需 的时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

⑴ 写出实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气的文字或符号表达式：                             。
⑵ 通过实验①和②对比可知，化学反应速率与               有关；
从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：                  。
⑶ 通过上述实验        （填“能”或“不能”）说明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反应速率．
探究二：某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．
已知：在空气中，温度超过40℃，白磷（化学符号为P）就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷。
如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置．主要操作是：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃．

⑴请写出白磷与氧气反应的文字或符号表达式                       
⑵ 白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是                   ；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为      mL．
⑶ 集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起到哪些作用？         （填写序号）
a．加快集气瓶冷却  
b．液封导气管末端以防气体逸出  
c．缓冲集气瓶内气压的骤然升高．

$FeC{l}_3$溶液能对过氧化氢的分解起催化作用，某小组拟在相同浓度 $FeC{l}_3$溶液的催化下，探究过氧化氢浓度对过氧化氢分解速率的影响．
写出本实验发生反应的化学方程式．
Ⅰ．分别取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液于锥形瓶中，注入相同体积、相同浓度的 $FeC{l}_3$溶液，如图观察到，就可以粗略判断，得出实验结果．

为进一步判断上述实验结论的准确性，运用图，小刚同学进行了如下实验方案设计．
Ⅱ．
[方案一]在不同过氧化氢浓度下，测定收集相同气体体积所需时间．
[方案二]在不同过氧化氢浓度下，测定；
方案二的实验测量结果：

	30% $H_2{O}_2$溶液的体积（mL）	2% $FeC{l}_3$溶液的体积（mL）	加入 $H_{2}O$的体积（mL）	反应的时间（min）	生成 $O_{2_{}}$的体积（mL）
1	5	x	20	5	V1
2	10	3	15	y	V2

表中 $x$=， $y$=．
实验结论：通过测量，若V₁V₂（填"＞"、"="或"＜"），说明．

某校研究性学习小组进行测定空气里氧气的含量的实验，大家分别对课本上的实验进行了相应的改进。

（1）甲同学采用了图1所示装置：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的红磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL的针筒注射器（摩擦系数很小）组成如图1的实验装置。假设此实验能按照甲同学的设想正常进行，且红磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
①实验前，甲同学打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，发现活塞仍能返回至20mL刻度处，甲同学这样操作的目的是为了                    ；
②红磷燃烧的符号表达式为                                ；
③若先夹紧弹簧夹，待红磷充分燃烧结束，试管冷却后再打开弹簧夹，最终注射器活塞前沿停在示
数           mL处；
④若不使用弹簧夹，用酒精灯加热红磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。注射器活塞的变化是                                                                   。
（2）乙同学采用了图2所示装置：通过粗铜丝来点燃玻璃棺内的红磷，这利用了金属铜的       性。在该实验中，水的作用是         （选填序号）
①吸收生成物，防止污染；    ②加速冷却；    ③缓冲气压

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】