初中化学探究题

在过氧化氢溶液的分解反应中，二氧化锰能作催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是        （选填序号）。

A．在化学反应后其质量减小

B．在化学反应后其化学性质发生了变化

C．能增大生成物的质量

D．能改变化学反应速率

【提出问题】在过氧化氢溶液的分解反应中，除了二氧化锰，是否有其他物质也能作催化剂？
【查阅资料】在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂。
【进行实验】用天平称量0．2g氧化铜，取5mL5%过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：

（1）填写下表：

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦操作	结论
，带火星的木条复燃		重复步骤	在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂

（2）步骤①的目的是与步骤            对比，检验加入氧化铜前后过氧化氢溶液的分解速率有无变化。

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）就可以燃烧，与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200mL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．

（1）请写出白磷与氧气反应的文字或符号表达式                     
（2）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．
（3）集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起到的作用是               （填序号）
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．
（4）下列对该实验的认识中正确的是_____________________．

A．白磷燃烧产生大量白色烟雾

B．燃烧匙中的白磷可以换成细铁丝

C．该实验可以说明氮气难溶于水

D．白磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积小于1/5．

（5）该实验的结论是                     

实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的文字或符号表达式：                                。
小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
【完成实验】按下表进行分析：测定分解温度(分解温度越低，催化效果越好)。

实验编号	实验药品	分解温度(℃)
①	氯酸钾	580
②	氯酸钾、二氧化锰(质量比1：1)	未测
③	氯酸钾、氧化铜(质量比l：1)	370
④	氯酸钾、氧化铁(质量比1：1)	390

【分析数据、得出结论】
（1）由实验_____________与实验④对比，证明猜想合理。
（2）已知实验所用的三种物质中，催化效果最好的是二氧化锰，则实验②的分解温度            370（填“>”、“=”或“<”）。
【反思】
（1）若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和             不变；
（2）已知氯酸钾的熔点为356℃，结合上表数据，你认为加热氯酸钾和氧化铁的混合物制氧气最适宜的装置是          （填字母）

（3）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证

化学实验小组的同学们把盐酸和石灰石放入气密性良好的如图装置中，
写出反应的化学方程式（1）                      ，将得到的气体X通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象，同学们提出了自己的想法和做法，请你帮助他们完成以下探究。

【猜想与假设】 猜想一：澄清石灰水已完全变质
猜想二：气体X的成分为（2）                  
【表达与交流】猜想一的理由是（3）                         
【进行实验】 为了验证上述的猜想，同学们分别进行了实验：
甲同学实验：用一支试管另取少量原澄清石灰水，取稀硫酸与碳酸钠反应制取CO₂，将产生的气体通入
所取澄清石灰水中，石灰水变白色浑浊。
得出结论：猜想一不成立。
乙同学实验：用一支试管另取少量紫色石蕊溶液，将气体X通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊溶液变成红色。
得出结论：猜想二成立。
丙同学实验：用一支试管另取少量硝酸银溶液，将气体X通入硝酸银溶液中，出现白色沉淀。
得出结论：猜想二成立。
【反思与评价】同学们讨论后认为，（4）          同学的实验不能得出正确结论，理由是（5）               。
（6）丙实验中出现白色沉淀的化学反应方程式为                        。

南南同学看到“好想你”红枣袋中装有一袋防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。南南和北北对这包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计如下实验进行探究。

【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃。
【实验探究】南南同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放于试管中，滴加足量的          。	固体逐渐消失，有无色气体产生，得到浅绿色溶液。	固体中一定含有    ， 一定不含Fe2O3。

北北同学认为南南同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是            ，并设计如下实验方案继续验证。

（1）步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎，其中研碎的目的是                。
（2）步骤②中固体溶解时放出大量热，由此可以判断固体中一定含有              。写出该过程中的化学方程式                            。
（3）步骤③中反应的化学方程式是                       。
北北同学对滤渣B又进行探究。

实验操作	实验现象	实验结论
① 取滤渣B于试管中，加入适量 ② 生成的气体通入	① ②该溶液变浑浊。	固体中一定含有CaCO3 和Fe2O3。

【实验结论】综合上述实验及所给数据，该久置固体中一定含有的物质是Fe、Fe₂O₃、CaO、CaCO₃。

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                。

小秋同学对蜡烛（主要成分是石蜡）及其燃烧进行了如下探究。请填写下列空格
（1）取一支蜡烛，用小刀切下一小块，把它放入水中，蜡烛浮在水面上。结论：石蜡的密度比水__________；
（2）点燃蜡烛，观察到火焰分为外焰、内焰、焰心三层。把一根火柴梗放在火焰中(如图)约1s后取出可以看到火柴梗的a处最先碳化。结论：蜡烛火焰的_________温度最高；

（3）再将一支干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方，烧杯内壁出现水雾。取下烧杯，迅速向烧杯内倒入少量澄清的石灰水，振荡。澄清石灰水变浑浊。结论：蜡烛燃烧以后的生成物是_____________和____________
（4）小蓓同学进一步对蜡烛燃烧产生火焰的原因产生了兴趣点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如图所示）。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由________（填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。

查阅资料

物质	熔点╱℃	沸点╱℃	燃烧时温度╱℃
石蜡	50∽70	300∽550	约600
铁	1535	2750	越1800
钠	97.8	883	越1400

由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其             （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。由此推测：钠在燃烧时，              （填“有”或“没有”）火焰产生。

用来测定空气成分的方法很多。如下图所示的是小芳同学用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是：

第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记。
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸 入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题：
（1）上面的实验同时证明了氮气有___________的化学性质。 （答一点即可）
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是________________________：_________________________。 （答两点即可）
【问题提出】有实验资料表明：此实验因为设计缺陷，在操作规范的情况下也常常测出氧气的含量会大于1/5
（3）小包同学设想用其他物质代替红磷进行实验（装置不变），则下列因素不会影响实验结果的是（填字母标号）：_________

A．替代物能否和氧气反应	B．替代物的用量
C．替代物能否溶于水	D．生成物的状态

【实验改进】
Ⅰ. 根据铁在空气中生锈的原理设计图实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。

Ⅱ.测定实验数据如表4

测量 项目	实验前	实验后
烧杯中水的体积	烧杯中剩余水的体积	集气瓶（扣除内容物）和导管的容积
体积/mL	80.0	54.5	126.0

【交流表达】
（4）铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化铁[Fe(OH)₂]，写出该反应的化学方程式                     。
（5）根据表4数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是            （计算结果精确到0.1%）。
（6）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是：_________________________；（写一点）

某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。结合下图回答有关问题：

请结合图示实验装置，回答下列问题。
（1）用加热高锰酸钾制氧气选用发生装置是        ；该反应的符号表达式为           
若用装置G收集氧气，氧气应从        端通入（选填“a”或“b”），用此装置收集氧气时检验氧气收集满的方法
（2）已知CO₂能溶于水且与能水反应，密度比空气大，实验室可用块状大理石和稀盐酸来制取CO₂，可选用的装置组合是            ，若用F装置收集CO₂，油层的作用是                       。
（3）小明同学选用如图所示的装置制取氧气。制取过程中所发生的符号表达式为：            实验前小明同学先向仪器A中加入水，然后将导气管放入水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导气管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的是              。

（4）小红同学通过互联网得知：CuSO₄溶液、动物某些脏器中含有的物质等能催化过氧化氢的分解。
【初次探究】实验证明，在过氧化氢溶液中滴加CuSO₄溶液能显著加快过氧化氢的分解，如果要确定CuSO₄是催化剂，还必须通过实验确定它在化学反应前后
【再次探究】CuSO₄溶液主要含有三种粒子（H₂O、Cu²⁺、SO₄^2-），稀硫酸中含有三种粒子（H₂O、H⁺、SO₄^2-）为了进一步探究CuSO₄溶液中哪种粒子能起催化作用。小红同学作了以下分析和设计。
①小红同学认为最不可能的是H₂O，他的理由是                       。
②要说明另外的两种粒子是否起到催化作用，小红同学设计了如下实验，完成了这次探究活动。

实验步骤	实验现象	结论
a. 取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴稀硫酸	溶液几乎没有气泡放出	实验证明，起催化作用的是
B． 另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液，然后加入2-3滴氯化铜溶液[来	溶液中有大量气泡放出

（5）.小玲同学称取一定质量的高锰酸钾固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，该同学发现用排水法收集到的O₂大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想 I：反应生成的二氧化锰分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的锰酸钾分解放出O₂；
猜想Ⅲ：
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：
第一组同学取一定质量的二氧化锰，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜想______错误；
第二组同学取高锰酸钾在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是__                 ____．
【拓展延伸】实验发现，氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢，但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾固体混合加热，则氯酸钾的分解速率大大加快。请说明高锰酸钾在氯酸钾的分解反应中是否作催化剂，为什么？

电石的主要成分是碳化钙（CaC₂），可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。某化学兴趣小组对它的化学性质产生了浓厚的兴趣并进行下列探究。
【查阅资料】：乙炔（C₂H₂）燃烧时伴有大量黑烟。CaO+H₂O→Ca(OH)₂。Ca(OH)₂溶液能使酚酞变红。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是：O₂、H₂或乙炔（C₂H₂）；
电石与水反应生成的白色固体是：氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙。
大家讨论后一致认为该气体不可能是O₂，原因是__   __           ，白色固体不可能是氧化钙，原因是__   __         。
【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取适量电石加水反应，收集生成的气体，验纯后点燃。	气体燃烧，产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟。	电石与水反应产生的气体是              。
（2）取适量反应后生成的固体于试管中，滴加过量稀盐酸。	固体溶解，         。	电石与水反应产生的固体不是碳酸钙
（3）取适量反应后生成的固体于试管中加水，向上层清液中滴加2－3滴               。	溶液变红	电石与水反应产生的固体是氢氧化钙

【反思交流】载有电石的货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭，说明电石与水的反应是
（填“吸热”或“放热”）反应。

小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她
设计并完成了下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	实验结论或总结
结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条	有气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是                 。 反应的化学方程式为：	二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
实验二	向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条	没有明显现象
实验三			二氧化锰能加快过氧化氢的分解

(1)请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
(2)在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”所起的作用是               。
(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：                   ；
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作、现象和结论是：

定量测定是化学实验中常用的一种方法，以下是某化学兴趣小组所做的两个定量测定的实验，请回答相关问题。
【实验目的】1.测定石灰石和稀盐酸反应所生成二氧化碳的质量。
2.测定空气中氧气的体积分数。
【实验设计】实验一：测定生成二氧化碳的质量（如图1）

（1）写出实验中产生二氧化碳的反应文字表达式                                
（2）将小烧杯中的所有稀盐酸(稍过量)分几次加入到大烧杯中，并不断搅拌，判断碳酸钙完全反应的主要现象是                                
实验二：测定空气中氧气的体积分数（如图2）

步骤：①测量试管的容积为50mL；
②……；
③装入药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接仪器；
④用弹簧夹夹紧胶皮管，加热红磷（足量，且体积忽略不计），观察现象；
⑤燃烧结束后，等试管完全冷却至室温时打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。
（3）步骤②是：                              。
（4）红磷燃烧的文字表达式为                                    ，在试管内观察到的现象是                          。
（5）若实验二在打开弹簧夹前，活塞起始刻度为15mL，理论上最终注射器活塞将停留在        mL刻度处。
【数据分析及处理】
（6）已知实验一反应前的总质量[m(大烧杯+石灰石)+ m(小烧杯+稀盐酸)]，要计算生成二氧化碳的质量，至少还需要的数据是            （填字母）
A． m(小烧杯)       B． m(大烧杯)       C． m(大烧杯+反应后剩余物)
（7）在实验二中，同学们所有的操作皆正确，但注射器活塞最终都停留在理论位置的右边，且偏差较大，造成这种误差的原因主要是                           。

化学是一门以实验为基础的学科，同学们在实验室进行了与氧气有关的一系列实验探究。
（一）探究空气中氧气的含量。甲设计了如下实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶。（实验装置如右图所示）回答下列问题：

（1）实验过程中，观察到的主要现象是______________；______________。反应的文字表达式是______________。
（2）乙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明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出两种）：_________，___________。
（3）丙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？______________。
（4）某同学对实验进行反思后，提出改进方案（如右图所示），你认为改进后的优点是_____________________。
 
(二)探究氧气的性质
（1）下列A、B两图是一同学进行的物质在氧气中燃烧的两个实验：

请帮助他完成实验报告，并回答有关问题。

物质	现象
在空气中	在氧气中
铁丝	红热
硫	微弱的淡蓝色火焰

B中反应的文字表达式为：          ；该反应属于          反应。两集气瓶中都预先装有少量水，但作用不同，A中水的作用是                 。
（2）右图是某同学为证明呼出的气体中二氧化碳比吸入的空气中含量高设计的实验，我认为          （填“能”或“不能”）达到到实验目的，如果不能请说明改进措施             。（如果能则该问题不必回答）

定量研究对于化学科学发展有重大作用，因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。
（1）下图A、B、C三个实验用于验证质量守恒定律，其中不能达到实验目的的是          （选填序号），理由是                。

（2）自然界中绿色植物光合作用可用下式表示：CO2 + H2O淀粉 + O2
① 分析化学反应前后元素种类可知：淀粉中一定含有的元素是_      ___（填元素符号），可能含有的元素是__  _     _（填名称）。
在一个密闭容器内有A、B、C、D四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表：

物质	A	B	C	D
反应前质量/g	2	24．5	4	8
反应后质量/g	16．9	0	13．6	X

表中X=________，在反应中D这种物质可能起_   __   _ 作用。容器内发生反应的基本类型是________。
（3）某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。
①请写出镁条与氧气反应的文字表达式_   __   _。
②小明发现燃烧后产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。小红对此提出了异议，小红的理由是_   __   _。
（4）右图是一个具有刻度和可滑动的活塞的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，将它放在盛有沸水的烧杯上方，进行实验。请回答下列问题：

①玻璃容器中发生反应的文字表达式为：              。

实验目的	实验现象	实验结论
测定空气中          的体积分数	白磷着火燃烧，活塞先右移，后左移，最后停在刻度约为          （填整数）的位置上。	空气的成分按体积计算，该气体约占空气体积的21%

②填写表格中的空白：

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                        。