初中化学探究题

某同学设计如下实验装置探究“分子的性质实验”

图I是按课本进行的一个化学实验，大烧杯中的实验现象是___________，此实验说明分子______________________。但是在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味，于是小明对原实验装置进行了改进，装置如图Ⅱ，并进行如下操作： a. 向B、C、E三支试管中分别加入5 mL的蒸馏水，各滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡，观察溶液颜色。
b. 在A、D试管中分别加入2mL浓氨水，立即用带橡皮塞的导管按实验图Ⅱ连接好，并将D试管放置在盛有热水的烧杯中，观察几分钟。
【分析讨论】（1）E试管放有酚酞溶液的目的是___________。
（2）由此可以得到的实验结论是：①___________，②___________。
（3）对比改进前的实验，改进后实验的优点是___________

某校研究性学习小组用右图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70％。

（1）燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原是                            。
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应．则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的  ％。现进入集气瓶中水的体积约为容积的70％，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。
【发现问题】 氮气是怎么减少的呢?
【假设一】氮气与镁条反应而减少。
【假设二】                                                           。             
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧．产物为氮化镁(Mg₃N₂)固体。氮化镁中氮的化合价      ：镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧，写出该反应的化学方程式                 ，二氧化碳做            剂。
（3）通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识：                        
                                 （写出一点即可）。

某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关实验探究活动。请根据实验图示回答问题：

（1）图一实验中可观察到的现象是                                              ，改进后的装置（如图二）与图一相比，其优点是                                   。
（2）将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使试管罩住白磷（如图三所示），结果观察到了“水火相容”的奇观，则大试管所装气体可能是          ，化学反应方程式为   
                         。
（3）上述实验中可的出，可燃物燃烧的必备条件是            ，                  。

（6分) 对实验装置的改进与创新，能够提高学习化学的兴趣和能力。某兴趣小组同学进行了以下实验设计（注：图中部分固定装置省略，由分液漏斗滴入内置试管的液体量如图所示）。

图1                       图2   
⑴ 甲同学设计了如图1所示装置。向内置试管中滴入足量浓氨水，一段时间后，观察到酚酞溶液变为红色，此现象说明分子具有的性质是                        。
⑵ 乙同学设计了如图2所示装置。向内置试管中滴入足量稀硫酸，与碳酸钠充分反应，
化学方程式为：H₂SO₄ + Na₂CO₃ ＝＝ Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑。
①通过仔细观察，两条试纸发生的变化是                               ，
②乙同学从课本实验中知道，二氧化碳和水本身都不能使石蕊变色，因此他认为以上实验现象验证的二氧化碳的性质依次是                               。
③乙同学认为此装置还可以验证以下实验结论，请将实验操作填入下表：

实验结论	实验操作
①二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧
②二氧化碳不能使紫色石蕊变色

 

以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。

实验序号	H2O2溶液溶质质量分数%	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	4.04
③	30	5	20	0．1	2	49.21
④	30	5	20	0．5	2	10.76

（1）通过实验①和②对比可知，化学反应速率与                          有关；
从实验     和      对比可知，化学反应速率与催化剂的关系是：                     
                                                。
（2）化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果，化学反应速率与微观粒子的概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大，化学反应速率越快”的原因是：
                                                                                         。
（3）用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总重量              （选填“减小”或“不变”或“增大”）。
（4）还有哪些因素可能影响该反应的速度呢?
请说出你的一个猜想:                                                     。

查阅资料可知：浓硫酸能吸水，且不与CO₂反应：CO₂能与NaOH溶液反应生成碳酸钠和水。某同学为了测定某石灰石矿样中碳酸钙的质量分数，按下列过程进行实验：用过量稀盐酸溶解矿样(杂质不与盐酸反应)→用浓硫酸干燥所得气体→用过量NaOH溶液吸收CO₂→根据NaOH溶液的增重计算矿样中碳酸钙的质量分数，实验装置如下图所示：

(1)其中A为溶解矿样的实验装置，若已准备了分液漏斗、双孔橡胶塞、试管，为完成溶解并将产生的气体通入B中至少还需要的实验仪器是   ▲   。
(2)在装置气密性良好的情况下，某同学将经过准确称量的矿样加入试管后，通过分液漏斗加入过量稀盐酸进行实验。当A中产生大量气泡时，发现B中没有气泡，为准确测定该石灰石矿样中碳酸钙的质量分数，该同学应该   ▲   。
(3)下列情况一定不会使实验结果产生偏差的是   ▲   （填序号）：
A．实验开始前用纯净的氮气除去实验系统内残留的空气
B．让气体快速通过盛有浓硫酸和NaOH溶液的洗气瓶
C．装置C右端导管口连接一个能吸收CO₂和H₂O的装置
D．实验结束时，整个实验系统内保留少量二氧化碳气体
E．用经过准确称量的呈块状的石灰石试样直接进行实验
(4)将插入NaOH溶液下端的导管改成多孔球泡(如图中的D)，能让NaOH溶液更好地吸收二氧化碳，其理由是   ▲   ：
(5)某次实验时，称取了10.0g矿样，经正确操作后，测得C装置在实验前后的质量增加了3.6g，则该次实验时测得该矿样中碳酸钙的质量分数为多少？（请写出计算步骤，精确到小数点后一位）

小明看到一则新闻：某市一辆满载电石的货车遇大雨引发熊熊大火。对此现象小明产生了疑问。
【提出问题】电石遇水为什么会引起火灾？
【查阅资料】电石主要成分为碳化钙（CaC₂），它没有可燃性但遇水会产生气体。
【实验探究】在老师的指导下，小明与同学一起进行了如下探究，实验装置如右图所示。

实验记录

实验步骤	实验现象	结论
打开分液漏斗的活塞向试管中滴入适量的水	试管中有气泡产生，烧杯中有气泡产生
一段时间后，将燃着的木条放在导管口P处	观察到气体燃烧,有明亮的火焰	该气体具有的化学性质是

 
【得出结论】通过上述实验，解释满载电石的货车遇大雨着火的原因        。
【实验拓展】
小明与同学又继续对电石与水反应产生气体的组成进行了探究,请填写实验操作及现象。

实验操作及现象	结论
	该气体中一定含有碳、氢元素

 
【实验反思】通过上述实验可知，电石在保存和运输时注意的事项是          。

某同学做了一个趣味实验（装置气密性良好）。整个实验过程如图所示：
（1）写出A试管中发生反应的化学方程式
                                        ；
(2)待试管冷却至室温，在水中取下胶塞，试管中液面上升（如图B所示）。请用理化知识解释试管中液面上升的原因                                  

下图是二氧化碳的制取和性质实验的微型一体化装置图，该装置的气密性良好。

 
请回答小题。
（1）挤压胶头，滴入稀盐酸。过一会儿，用燃着的木条放在微型集气瓶口，如果                   ，则说明二氧化碳已收集满。
（2）生成的二氧化碳在装置内与1、2处的溶液反应，1处的反应现象是          ，2处生成了白色沉淀。
（3）用橡胶塞塞紧微型集气瓶口，再反复挤压几次胶头。一段时间，氢氧化钠溶液被吸进了微型气体实验器和微型集气瓶中。这是由于                （用化学方程式表示）的缘故。

小勇在化学晚会上观看了“瓶吞鸡蛋”的魔术（如下图1），看到鸡蛋被吞进瓶内。该反应的化学方程式是          　　　　　　　            。

 
小勇思考：瓶能吞蛋，能不能吐蛋呢？他进行了如上图2的实验，结果鸡蛋吐了出来。他加入的试剂P是  　      （写溶液名称），吐蛋的原理是                          　　                                。
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做完“铁在氧气里燃烧”实验后，某兴趣小组有一些疑惑不解的问题，于是他们进行了以下探究活动，请你一同参与。

[问题1]细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?
[查阅资料1]①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时，其中的炭粒生成的CO₂气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
[设计实验]为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因，该小组同学设计的实验方案是：取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察现象。你认为他们的方案         （填“合理”或“不合理”）。
[实验探究1]小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时，他把细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根铁丝上，另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部（没有接触到细沙，如图所示），但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功。
该同学认为可能导致失败的原因主要有三种：
A．铁丝表面有锈迹，影响了反应的进行；
B．点燃火柴后立即将它伸入瓶内，火柴燃烧消耗了氧气，不利于铁丝　　　　　　的燃烧；
C．火柴燃烧时有大量的热量放出，将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部，因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出，使铁丝无法燃烧。
实验：根据以上假设，他对实验应作的相应改进为：
(1)　　　　　　　　　　；(2)　　　　　　　　　　　；(3) 　　　　　　　　　　　。
[问题２]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？
[查阅资料２] ①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；②铁的氧化物均能溶于酸的溶液。
[实验探究2]将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入_____溶液，观察到的现象是_____，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。

	Fe3O4	Fe2O3	铁
分解温度/℃	1538	1400	—
熔点/℃	—	—	1535

 [问题３]铁燃烧的产物为什么不是Fe₂O₃呢？
[查阅资料３]①Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解温度、铁的熔点见表：②Fe₂O₃高温时分解成Fe₃O₄。
[理论探讨]
根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间，在此温度范围内Fe₂O₃已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe₃O₄。
[拓展延伸]
（1）小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的化学方程式      ；
（2）Fe₂O₃高温时会分解成Fe₃O₄和一种气体，请写出此反应的化学方程式__________；
（3）有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色_____，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理。

(7分)化学试剂的等级分为实验纯(LR)、化学纯(CP)、分析纯(AR)等。化学纯试剂厂泛应用于化学实验中。现由市售大理石(假设杂质均不参加反应，且不溶于水)制备化学纯碳酸钙，某化学活动小组设计了两个方案：

回答下列问题：
(1)气体甲的化学式是　　▲ 　 ，试剂乙的名称是　　▲ 　；
(2)反应类型：①属于　　▲ 　反应，④属于　　▲ 　反应；
(3)对方案二制得的碳酸钙进行分析，确认其达到化学纯等级。将所得的固体粉末装入广口瓶中，需要贴上标签，请在右边的标签上注明相关信息。

(4)经检测方案一制得的碳酸钙没有达到化学纯等级，请你分析原因      ▲        (只需要回答一个方面)。

某课外活动小组为测定铜锌合金粉末中铜的质量分数设计了下列实验：
①称取ag样品放入烧杯，滴入足量稀盐酸。
②取一张质量为bg的滤纸，制作并安装好过滤器。
③待①中反应充分后，过滤。
④取沉淀连同滤纸放在干燥器中干燥后，称量，质量为cg。
回答下列问题：
（1）称量样品时，应把样品放在托盘天平的        盘里。
（2）如何判断①中反应已进行充分？
                                                              。
（3）过滤中发现滤液出现浑浊，应如何处理？                        。
（4）整个实验过程中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、     、玻璃棒、干燥器等。
（5）通过上述实验测得的铜的质量分数是（用a、b、c表示）。
（6)老师指出，③、④之间缺少一个步骤，使得实验结果偏大。该步骤是               。

实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题。

A             B           C         D      E         F           G
（1）写出编号所指仪器的名称：①                  ；②                  。
（2）以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出错误的地方并把改正的结果填在下列横线上：①                   ；②                         。
上述装置改进后，请继续回答下列问题。
（3）小李在实验室中用氯酸钾和另一种固体制取氧气，他选择上述装置中的A和       
（填字母）进行组装。小红在实验室中选用C装置作为氧气的发生装置。在他们的实验中
都用到了一种相同的固体药品是                     （填化学式），在两个反应中它起             作用。请你写出小红制取氧气的化学反应方程式：              。
（4）实验室选用C和E装置还可以制取的气体是         （填化学式），写出实验室制取该气体的化学方程式                                                 。
（5）装置B、C都可以用来制取（4）中的气体，比较这两个装置的不同，指出B装置的一个突出优点                                                           。
（6）有一名同学欲用G装置收集H₂，则H₂应从导管口          通入。

实验室制取气体的装置如图7所示，根据所学的知识回答下列问题。

(1)图中标有①、②的仪器名称：①　　　　       　　；②　　　  　　　。
(2)写出用装置A制氧气的一个化学方程式　　　　　　　        　　   　　　　。
A装置中试管口略向下倾斜的目的是　　　　　　　　                   　　　　。
(3) 写出用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式                            ，可选用图中             和              （填标号）组装一套制取二氧化碳的装置。检验二氧化碳集满的方法是                                         。