初中化学生活中的常见化合物探究题

长途运输鱼苗时，人们常在水中加入少量过氧化钙固体。甲、乙两位同学发现往水中投入过氧化钙时产生气泡。提出问题：当把过氧化钙投入足量水中时，生成的气体是什么物质呢?
进行猜想：甲同学认为：生成的气体是氧气；
乙同学认为：生成的气体是二氧化碳。
①请设计一个实验方案来验证甲同学的猜想是正确的，并填入下表空格中。

实验步骤及操作方法	实验现象	结论
1．取少量过氧化钙放入试管中，加足量水。		此空不填
2．

 

$FeC{l}_3$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．

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：。

常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。
（2）探究生成的气体是什么？
用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______________。
（3）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe₃O₄；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】铁和水蒸气反应的化学方程式为_________________________________。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe₂O₃，理由是___________________________。

竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物（如图所示）。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①	②	有二氧化碳。化学方程式为③ 。

（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① 。
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② ，原因是③ 。
c．经过A、B两组同学的实验，A组测得的含氧量总是大于B组的，你认为原因是④ 。

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           。

测定空气中氧气含量的实验装置如下图所示，实验步骤如下：①在集气瓶内加入水量，并做好标记，将标记以上的部分按体积分为5等份；②检查装置的气密性；③在燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧橡皮塞，看到有白烟（成分为五氧化二磷固体）产生；④充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹，请你根据实验回答下列问题：

（1）步骤③中发生反应的文字表达式为                  ；
（2）步骤④中打开止水夹后观察到的现象为                 ；
（3）实验得出的关于空气组成的结论是                 ；
（4）该实验还可推论出氮气的性质有（写出两条即可）：                        、                              ；
（5）小强用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较大的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一种）：如红磷的量不足；              _____________________________。
（6）小丽也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？
___________；_________________________________________________________。

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）。

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_______________________。

如图进行测定空气中氧气含量实验（玻璃管分为6等分，实验前液面停留在管内5刻度处）。

（1）澄清石灰水的作用有                （填序号）。
①加快降温
②吸收有毒生成物，防止污染空气
③保证实验成功的关键之一
（2）实验结束后,玻璃管内液体增加了25mL，玻璃管总容积为      mL，
（3）所取木炭粉的质量理论上最少是多少克？（提示：①3g木炭粉燃烧需消耗8g氧气 ②氧气密度为1.4g/L。③计算结果保留两位小数）

（一）某班同学用图甲装置测定空气里氧气的含量。

（1）先用弹簧夹夹住乳胶管。点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。能看到的现象是_____________________，该反应的文字表达式是______________________。
（2）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的1/5。下列对这两种现象解释合理的是(   )
①甲同学可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出

A．只有①③	B．只有②④
C．只有①②③	D．①②③④

（二）丙同学对上述实验进行了大胆改进，设计图乙（选用45ml
的18*180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了
良好的效果。
（3）该实验的操作步骤如下：
①读取注射器活塞的数据；
②点燃酒精灯；
③撤去酒精灯；
④将少量红磷平装入试管中，将20ml的注射器活塞置于10ml刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹夹紧橡皮管。

你认为正确的实验操作顺序是__________（填序号）
（4）图乙实验中，注射器活塞将从10ml刻度处慢慢左移到约________ml刻度处才停止。
（5）对照图甲实验，你认为图乙实验的优点是______________________(回答一点即可)。

大明和小明发现市场上有些食品装在充满气体的塑料袋内，显得鼓鼓的。经询问得知：这样充气的包装，主要是为了使食品能较长时间保鲜、保质和不易压碎。那么，这是什么气体呢？大明猜想是二氧化碳，小明猜想是氧气。
（1）假设大明的猜想正确，请你用实验方法证明(要求写出操作步骤和实验现象)                  
（2）假设小明的猜想正确，请你用实验方法证明(要求写出操作步骤和实验现象)                  
（3）你认为食品充气包装中，对所充气体的要求是(写出两点)：
①                     ，②                           。
（4）根据⑶中要求，你认为              (填"大明"或"小明")的猜想正确。

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：     。

某化学课外活动小组用下列装置来制取氧气并验证氧气的化学性质，根据所学化学知识回答下列问题：
（1）图中a、b表示的仪器名称分别为：a　　 b　　．
（2）小丁同学用乙装置制取氧气，他选用的试剂是　 　，此反应的文字表达式为　 　，反应类型为　  　
（3）戊中的现象是　     　．

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         。