初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

现在许多食品都采用密封包装，但包装袋中的空气、水蒸气仍会使食品氧化、受潮变质，因此一些食品包装袋中需放入一些脱氧剂，以使食品保质期更长一些。
甲、乙、丙三同学为了探究“脱氧剂”的成分，从某食品厂的月饼包装袋中取出“脱氧剂”一袋，打开封口，将其倒在滤纸上，仔细观察，脱氧剂为灰黑色粉末，还有少量的红色粉末。
提出问题：该脱氧剂中的灰黑色、红色粉末各是什么?
猜想：甲同学认为：灰黑色粉末可能是氧化铜、红色粉末可能是铜。
乙同学认为：灰黑色粉末可能是铁粉，也可能还有少量的活性炭粉；红色物质是氧化铁。
丙同学认为：灰黑色物质可能是氧化铜、活性炭粉，红色粉末可能是铜。
（1）你认为    同学的猜想正确，其理由是                                   。
（2）设计一个实验方案来验证该同学对灰黑色粉末的猜想是正确的。请填写以下实验报告：

实验步骤	预期的实验现象	结论

 

金属材料在国防建设中起着量要的作用，图1为歼﹣15飞机在辽宁舰上起飞

（1）铝合金用于制造飞机的外壳，铝合金材质的主要优点是         、          。
（2）改装前的辽宁舰舰身锈迹斑斑，钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的                 共同作用的结果，工业生产中常用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈，该反应的化学方程式为                    。
（3）为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀，通常在轮船外壳上镶嵌比铁活动性强金属。小明为探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了如图2的两个实验：
①实验一中，小明以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是                      。
②实验二中，若出现                                   现象，可证明铁的活动性强于铜，该反应的化学方程式为                                                        。
（4）辽宁舰的建造耗费了大量的钢材．某兴趣小组在实验室用图3所示装置模拟炼铁的化学原理，并测定赤铁矿中氧化铁的质量分数（装置气密性良好，反应完全且赤铁矿中的杂质不参加反应，称量赤铁矿样品的质量为wg）。
①装置A中生成铁的化学方程式为                                 ，装置B中发生反应的化学方程式为                                                                              。
②要测定该赤铁矿样品中氧化铁的质量分数，需要测量的数据是                               。

“五一”假期，小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关；b.可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

实验编号	硫酸的质量分数（均取20mL）	锌的形状（均取1g）	氢气的体积（mL）（均收集3分钟）
①	20%	锌粒	31.7
②	20%	锌片	50.9
③	20%	锌粒	61.7
④	30%	锌片	79.9

（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式__________________________________________。
（2）小兵用右图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是_______________________，氢气应从_______（填e或f或g）管通入。

【收集证据】（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是____________。
【得出结论】（4）结论是_______________________________________________________。
【评价与反思】（注意：若答对（5）（6）两小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分）
（5）下表是小兵第①组实验的详细数据。

时段（均为1分钟）	第1分钟	第2分钟	第3分钟	第4分钟	第5分钟	第6分钟
H2的体积	3.1mL	16.7mL	11.9mL	9.6mL	7.6mL	6.0mL

请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因_______________________________________________。
（6）锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响？设计实验验证_______________________________。

食品包装袋中常用脱氧剂。某化学兴趣小组将脱氧剂封口打开，将其倒在滤纸上，
观察到脱氧剂大部分为黑色粉末，其中还夹杂着少量红色粉末。
【提出问题】该脱氧剂中的黑色、红色粉末各是什么？
【提出猜想】黑色粉末可能含炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。红色粉末可能含有氧
化铁、铜粉中的一种或几种。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	取脱氧剂粉末加入足量稀硫酸	粉末几乎全部溶解，只有少量黑色粉末未溶解，有气泡产生，溶液变成黄色
②	去实验①的残渣灼烧，将内壁有澄清石灰水的小烧杯罩在上方	澄清石灰水变浑浊

【得出结论】由实验①②可知，脱氧剂中黑色粉末肯定含           。
脱氧剂中的红色粉末肯定不含         ，肯定含         ，写出相应的化学方程式          。
【拓展延伸】小明认为铁生锈时会消耗氧气，因此可用此脱氧剂（实验室可滴几滴水）测定空气中氧气的含量，装置如图所示。集气瓶的实际容积是150mL，量筒内盛100mL的水。当量筒内水面不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在73mL刻度处。由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是         。本实验的测量结果与理论值不一致，原因可是                                  。

学习了金属的化学性质后，某兴趣小组进行了如下实验：将足量镁条加入到氯化铁溶液中，观察到镁条表面有气泡产生，一段时间后，有黑色固体粉末生成。
【提出问题】产生气体是什么物质?
【作出猜想】猜想一：可能是氧气；猜想二：可能是氢气；猜想三：可能是二氧化碳。
【交流讨论】大家思考后，一致认为猜想三不合理，其理由是_____________________。
【实验与结论】

实验步骤	现象	结论
①先用试管收集该气体，再将带火星的木条伸入试管		猜想一不成立
②用尖嘴导管将气体导出并引燃，同时在上方放一块干冷的玻璃片	该气体能燃烧，且玻璃片上 有         出现	猜想二成立

【继续探究】某同学想探究黑色粉末可能是铁，你想到的物理方法是             。

小新拿来一片黄色的金属向同学们炫耀说他拣到了黄金。小宝说他曾在网上看到过，有一种铜锌合金外观和黄金很相似，常被误以为是黄金。于是他与小新开始研究。提出问题：这块黄色金属是换黄金还是铜锌合金？猜想：⑴小新认为是黄金；⑵小宝认为是铜锌合金。查阅资料：合金中的金属保持各自的化学性质，金在高温下不与氧气反应，锌在高温下与氧气反应生成白色固体。
【设计实验】①小新设计的实验是：截取一小片黄色金属放在石棉网上用酒精灯加热；②小宝设计的实验是：截取一小片黄色金属放入硝酸银溶液中。
【现象与结论】
（1）小新在实验中观察到黄色的金属变黑，则他的猜想             。黑色物质是        。
（2）小宝在实验中观察到的现象是                        ，写出反应的化学方程式              。
【反思与应用】
（3）假如你的观点和小宝的观点相同，你还可以设计的一个实验是：截取一小片黄色金属放入             溶液中。A．硫酸     B．硫酸镁    C．硫酸锌
（4）你设计的实验中能观察到的现象是                            。

（2013吉林）2013年中央电视台举办的“3.15”晚会，曝出某品牌金饰品掺假的事件，引起同学们的好奇。某化学兴趣小组在老师的帮助下，对几种常见金属饰品所含的金属进行了相关的探究活动。
【提出问题】
（1）怎样鉴别真假黄金？
（2）怎样确定钯的金属活动性？
【查阅资料】
（1）假黄金通常是黄铜（Cu－Zn合金）；
（2）钯（Pd）呈银白色，有金属光泽，可用作饰品。
【实验药品】钯、铂（Pt）、稀盐酸、硝酸银溶液和氯化钯（PdCl₂）溶液
【实验探究】
（1）鉴别黄金样品的真假
取黄金样品于试管中，滴加稀盐酸后，观察到黄金样品表面有气泡产生，该气体是            ，说明此样品为                （选填“真”或“假”）黄金。
（2）探究钯的金属活动性
依据生活经验，同学们猜想钯的活动性可能与银和铂相近，于是他们利用上述药品进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
把钯浸入硝酸银溶液中	.	钯的活动性比银弱
把铂浸入氯化钯溶液中	无明显现象	钯的活动性比铂

初步得出结论：钯、银、铂的金属活动性由强到弱的顺序为              。
【废液处理】
（1）转化成沉淀。小组同学将所有液体倒入废液缸中，出现白色沉淀。写出产生该现象的化学方程式
                                         （写出一个即可）；
（2）通过科学合理的方法进一步回收金属钯。

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_______________________________。
【拓展】把赤铁矿冶炼成铁，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来，请写出化学反应方程式：______________________________________。

同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
（1）填表

实验步骤	观察到的现象
①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。	_
②在①所得的溶液中，插入        ，充分作用。	无明显现象
③在②所得的溶液中插入      ，充分作用。

结论：金属活动性Al ＞ Fe ＞ Cu
（2）将铝丝插入前应进行的操作是                                           ；
（3）小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出Al ＞ Fe ＞ H ＞Cu的结论。小华要补充的实验是                                       ；
（4）小强同学认为要得到Al ＞ Fe ＞ H ＞Cu的结论，还要做将铝丝插入稀盐酸的实验，你认为（是否）    有必要做补充实验，原因是                             。

课外小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验：他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后堆放在石棉网上，在其中插入烧红的玻璃棒，反应立即发生。拿掉玻璃棒后，反应继续剧烈进行，反应过程中有少量刺激性气味的气体x产生。反应结束后，都得到了黑色固体。老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引，而小科的却会被磁铁吸引。
（1）铁和硫的反应是(填"放热"或"吸热"）反应。
（2）气体 $x$的化学式为。
（3）对比老师的实验结果，小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。小科想验证是否有铁剩余。
老师启发小科：硫化亚铁能与稀硫酸反应，产生硫化氢气体，该气体能被氢氧化钠溶液吸收。于是，小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验，如果 $a$处有水压出，就能验证有铁剩余。

①小科依次连接各装置的导管口： $e\to b\to a$。(填" $c\to d$"或" $d\to c$"）
②老师指出设计不够合理，不能就此验正猜想。请你帮小科说出不够合理的原因：。
于是小科改进了实验设计，继续进行探究…

金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容。
（1）下图是铝的原子结构示意图。下列说法不正确的是     。

A．铝原子的质子数为13

B．在化合物中铝通常显+3价

C．铝是地壳中含量最多的元素

D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性

（2）某化学小组用一定量AgNO₃和Cu(NO₃)₂混合溶液进行了下图实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和实验探究。

【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？
【作出猜想】①只有Zn(NO₃)₂
②Zn (NO₃)₂、AgNO₃
③Zn (NO₃)₂、Cu(NO₃)₂
④Zn (NO₃)₂、AgNO₃、Cu(NO₃)₂
【交流讨论】不合理的猜想是         （填标号），其理由是        。
【实验探究】若猜想①成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整。

实验步骤	现    象	有关反应的化学方程式
取少量固体B， 滴加	有气泡产生

（3）下图是工业炼铁示意图。其中，焦炭的作用是燃烧提供能量和                   ；有铁生成的化学方程式为                          。

（4）某工厂利用废铁屑与废硫酸起反应来制取硫酸亚铁。现有废硫酸49 t（H₂SO₄的质量分数为10%），与足量废铁屑起反应，可生产硫酸亚铁的质量是多少？

化学兴趣小组的同学对实验室一瓶没有标签的银白色金属X，展开探究活动。
【实验目的】X金属活动性顺序中的相对位置关系。
【实验探究】取形状、大小相同的X、Cu 、Zn三种金属薄片，用砂纸打磨光亮，分别放入三份等体积、等质量分数的稀硫酸溶液中，观察现象。

实验	X放入稀硫酸中	Zn放入稀硫酸中	Cu放入稀硫酸中
实验现象	金属X表面产生气泡缓慢	金属锌表面产生气泡较快	金属铜表面无气泡

【实验结论】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置由弱到强的是          。
【问题与思考】用砂纸打磨金属片的目的是          。
【拓展探究】
（1）兴趣小组的同学将锌片放入一定量和混合溶液中，反应一段时间后，过滤，对蓝色滤液的组成进行探究。
（2）猜想：①滤液中的溶质为硝酸锌和硝酸铜；
②滤液中的溶质为硝酸锌、硝酸铜和硝酸银。
（3）请你完成下面实验，验证猜想②成立。

实验操作	实验现象	实验结论
取少量的滤液于试管中，在滤液中加入          。		猜想②成立

【归纳总结】锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是       。

【改编】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）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________。
（2）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

Fe₃O₄+8HCl= FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O
【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，那么该黑色固体不可能含有_______（化学式），
【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】初中我们还学过通过_______________________________（化学方程式）得到Fe₃O₄。

(5分)Ti是一种重要的航天金属材料。某学习小组对三种金属Ti、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究。过程如下：
【提出假设】a．Ti金属活动性比Al强。    b．Al金属活动性比Cu强。
【查阅资料】钛能与盐酸反应。
【实验设计】同温下，取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应，观察现象。
【操作分析】三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮，其目的是           。
A．除去氧化膜，利于直接反应   
B．使表面光亮，易观察现象
C．使反应金属温度相同，易反应
【实验现象】

金  属	Ti	Al	Cu
与盐酸反应现象	反应缓慢	反应剧烈	无明显现象

【实验结论】（1）原假设中   不正确(填“a”、“b”或“a与b”)。
（2）三种金属的金属活动性由强至弱的顺序为        。
【结论应用】能否用铝制容器来盛装波尔多液（含硫酸铜），    (填“能”或“否”)；理由是                       。

【改编】铜制器物在潮湿环境中表面会产生绿色的锈迹，俗称铜绿。某化学学习小组对铜绿成分产生了浓厚兴趣。
【提出问题】铜绿中除铜元素外还有其它什么元素？
【查阅资料】①无水硫酸铜遇水变蓝色；②碳与一般的酸不反应；
【实验探究】该小组同学找到了一些铜绿粉末并进行了如下实验：

【观察分析】A装置中绿色粉末变为黑色；B装置中无水硫酸铜变为蓝色；
C装置中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为            。
【实验结论】铜绿中除铜元素外还有          和碳等元素。
【交流讨论】根据铜绿的组成，小组同学对A装置中产生的黑色粉末的成分有如下两种不同的猜想：
（1）全部为CuO     
（2）全部为C  
（3）CuO和C的混合物
【深入探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量黑色粉末于试管中，滴加足量的稀硫酸	①固体全部溶解，溶液颜色变蓝	猜想（1）正确
②取少量黑色粉末于试管中，滴加足量的稀硫酸	②	猜想（2）正确
③取少量黑色粉末于试管中，滴加足量的稀硫酸	③(2分)	猜想（3）正确

【实验结论】化学学习小组同学通过实验证明猜想（1）正确。
【反思应用】根据铜绿中所含元素，可知铜生锈不仅与空气中的氧气、水有关，还可能与空气中的        等有关；要保护博物馆里的青铜器，减缓生锈，我们可以减少青铜器与           接触。