初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

学校化学兴趣小组的同学对酸碱中和反应进行探究：

[提出问题]氢氧化钠与盐酸能否发生反应？

[查阅资料]NaCl溶液显中性。

[进行实验]甲、乙两组同学分别进行实验，甲组同学先向试管中加入约2mL氢氧化钠溶液，再滴入酚酞溶液，溶液变红，然后逐滴滴入稀盐酸，边滴加边振荡，直到溶液恰好变为无色。

[实验结论]氢氧化钠与盐酸 　能　（填"能"或"不能"）发生反应。

[发现问题]乙组同学在滴入稀盐酸的过程中，观察到有气泡产生，所以确定本组所用氢氧化钠溶液已变质，其变质的原因是 　             （用化学方程式表示）。

[猜想与假设]同学们对变质的氢氧化钠溶液的溶质成分进行探究。

猜想Ⅰ：只有碳酸钠

猜想Ⅱ： 　                 

[查阅资料]CaCl ₂溶液、Ca（NO ₃） ₂溶液都呈中性。

[进行实验]实验过程如图：

回答下列问题：

（1）适合操作（一）的X溶液是 　　。

A．Ca（OH） ₂溶液

B．CaCl ₂溶液

C．Ba（OH） ₂溶液

（2）根据（1）中所选的X溶液，生成沉淀C的化学方程式为 　　。

（3）过滤操作中玻璃棒的作用是 　　。

（4）操作（二）可以为：取少许溶液D于试管中，滴加酚酞溶液，若溶液 　　则猜想Ⅱ成立。

[实验反思]通过本实验同学们认识到，氢氧化钠溶液必须 　　保存。

如图所示，某兴趣小组的同学为了探究酸碱盐之间能否发生反应做了以下几组实验。回答下列问题：

（1）向硫酸铜溶液中滴入氢氧化钠溶液，观察到的现象为　　，该反应的化学方程式为　　，继续滴加稀盐酸，通过稀盐酸与　　反应的现象证明了酸能与碱发生反应。

（2）B试管中无明显现象，不能发生复分解反应，理由是　。

（3）观察到C试管中有　　生成，于是得出结论：稀盐酸能与碳酸钾发生反应。

（4）在D试管中有白色沉淀生成，于是得出结论：稀盐酸能与硝酸银发生反应。反应的化学方程式为　　。

（5）同学们对反应后C试管中溶液的溶质成分进行分析，得出以下结论

结论一：KCl

结论二：KCl、HCl；

结论三：　　。

某同学通过以下两种方法验证结论二是正确的。

实验操作	实验现象	实验结论
方法一：取C中溶液少许，加入足量的AgNO3溶液	产生白色沉淀	结论二正确
方法二：取C中溶液少许，加入适量的　　。	溶液颜色变红

（6）有些同学对方法一提出质疑，认为方法一不正确，理由是　　。当我们对反应后所得溶液的溶质成分进行猜想时，除了考虑生成物外，还要考虑　　。

明明同学发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉或碱面。这是为什么呢？查阅标签得知：发酵粉的主要成分是碳酸氢钠和有机酸，碱面的主要成分是碳酸钠。带着这个问题，他和小组同学起走进实验室，展开了一系列的探究活动：

[设计与实验一]观察碳酸氢钠和碳酸钠都为白色粉末状固体。分别取两种固体少量于试管中，加水振荡至充分溶解，得到无色溶液。

[设计与实验二] （1） 在白色点滴板里进行如图1所示实验，观察到紫色石蕊溶液都变成　　色。

（2）如图2分别取适量碳酸氢钠和碳酸钠粉末于试管中，滴加稀盐酸。观察到试管甲中都　　，试管乙中澄清石灰水都变浑浊。写出试管甲中反应的化学方程式　　（任写一个）。

[归纳与总结]以上实验说明，碳酸氢钠和碳酸钠溶液都呈　　性；都能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。大家认为：发酵粉或碱面能用来蒸馒头、炸油条，是因为　　。

同伴芳芳提出猜想：蒸馒头、炸油条时温度都比较高，会不会是受热后它们都分解了呢？

[设计与实验三]芳芳和同学一起设计方案，并用如图所示的装置进行实验，请你帮她完成实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
	加热碳酸氢钠时，试管内壁有水珠，澄清石灰水变浑浊。	碳酸氢钠受热　　，有水和二氧化碳气体生成。
	加热碳酸钠时，试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化。

[解释与结论]由此可知，芳芳的猜想　　（填“正确”或“不正确”）。

通过以上实验，小组同学对碳酸氢钠和碳酸钠的性质有了较全面的认识，它们的性质既有相似之处，也有不同之处。同时，对物质的性质往往决定其用途，而物质的用途又反映其性质有了进一步理解。

草酸（H₂C₂O₄）是一种酸，易溶于水。

（一）草酸的化学性质

（1）草酸溶液的pH　　7（选填“＞”“＜”或“＝”）。

（2）草酸溶液中加入石灰水，生成草酸钙（CaC₂O₄）固体，该反应的化学方程式为　　。

（二）CaC₂O₄热分解探究

资料：CaC₂O₄ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$CaCO₃+CO↑

兴趣小组称一定量的CaC₂O₄固体，在老师的指导下用如图装置进行实验。

实验一：先通入N₂，再加热相应固体，一段时间后停止加热，缓缓通入N₂至试管冷却。

（1）装置B增重6.6g，装置B中发生反应的化学方程式为　　。

（2）装置C中观察到　　的现象，说明反应生成CO。

实验二：取出实验一后装置A试管中的剩余固体，按图①﹣③进行实验。

（3）②中温度升高，则剩余固体中含有　　，③中产生2.2g气体。

（4）将③中溶液蒸发得CaCl₂固体22.2g。

结论：（1）取用的CaC₂O₄固体的质量为　　g。

（2）本实验中CaC₂O₄分解的总反应化学方程式为　　。

做酸碱实验时，小敏将稀盐酸逐滴加到氢氧化钡溶液中（如图），发现一直无明显现象，突然想起忘记加无色酚酞试液。为探究反应的进程，过程如下：（已知BaCl₂溶液呈中性）

【建立猜想】①氢氧化钡过量 ②盐酸过量 　　

【实验设计】

步骤一：取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴无色酚酞试液，溶液不变色，得出猜想①错误。

步骤二：继续探究

实验方案	实验操作	实验现象	实验结论
Ⅰ	重新取样，滴加少量AgNO3溶液	白色沉淀	猜想②正确
Ⅱ	重新取样，滴加足量Na2CO3溶液		猜想②正确
		白色沉淀	猜想③正确

（1）对方案Ⅰ的结论进行评价：　　。

（2）表格空白处的实验现象是：　　。

【表达交流】为确定猜想②是否正确，还可以选择的试剂有　　。

A．紫色石蕊试液 B．铜片 C．铁锈

我国海水晒盐的历史悠久。学习小组对粗盐进行提纯，并利用氯化钠进行实验探究。

Ⅰ．粗盐的提纯

粗盐中含有不溶性泥沙、可溶性CaCl₂、MgCl₂等杂质。学习小组设计了如下方案提纯粗盐：

（1）用化学方程式表示Na₂CO₃溶液的作用：　　。

（2）“过滤”中玻璃棒的作用为　　；“操作X”的名称为　　。

Ⅱ．探究氨盐水与二氧化碳的反应

步骤1 取50mL浓氨水于锥形瓶中，加入NaCl晶体至不再溶解，制得氨盐水。

步骤2 向烧瓶中加入20mL氨盐水和约16g干冰，塞紧瓶盖，振荡、静置。一段时间后溶液中析出细小晶体，过滤、用冷水洗涤晶体并低温干燥。

【提出问题】晶体的成分是什么？

【实验探究1】①经甲同学检验，晶体中不含铵盐。甲同学的实验操作及现象是　　。

②乙同学取晶体少许，加入稀硝酸，晶体溶解并产生无色气体，再滴加几滴AgNO₃溶液，未见明显现象，说明晶体中不含有　　离子。

【提出猜想】晶体的成分为Na₂CO₃或NaHCO₃或两者的混合物。

【查阅资料】Na₂CO₃受热不分解；

NaHCO₃受热易分解：2NaHCO₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑。

【实验探究2】称取m₁ g晶体，利用如图装置（夹持仪器略）探究晶体的成分。

【实验现象】反应一段时间后，试管口凝结了少量小液滴，Ba（OH）₂溶液变浑浊。

【实验分析】①晶体中一定含有　　（填化学式）。

②将晶体加热至残留固体的质量不再改变，测得残留固体的质量为m₂ g．若m₁：m₂＝　　，说明晶体为NaHCO₃。

【拓展延伸】①氨盐水与二氧化碳反应所得铵盐的用途为　　。

②丙同学认为通过测定装置B中沉淀的质量，经计算分析也可确定晶体的组成。请对丙同学的观点进行评价：　　。

科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片断，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。

活动一

甲组同学向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现有气泡产生，于是，他们停止了滴加稀盐酸。经询问老师得知该氢氧化钠溶液已变质，请你用化学方程式表示其变质的原因　　。

活动二

乙组同学向盛有一定量的氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现忘记了滴加指示剂，因此，他们停止了滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究：

【提出问题】溶液中的溶质含有什么物质？

【作出猜想】猜想一：溶质只有CaCl₂

猜想二：溶质有CaCl₂和Ca（OH）₂

猜想三：溶质有　　

【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。

【方案设计】

方案	方法步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液	酚酞不变色	猜想一正确
		酚酞变红色	猜想二正确
方案二	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入		猜想三正确

【方案评价】小组同学通过讨论后认为：

（1）方案一能证明猜想二正确，但不能证明猜想一正确。

（2）方案二可行，但小组同学在记录时未记录完整，请你替他们补充完整。

【方案反思】（1）方案一不能证明猜想一正确的理由是酚酞在中性和酸性溶液中都不变色；

（2）某同学提出将方案一中酚酞溶液换成　　（填写一种试剂即可）同样可以得出猜想二正确。

活动三

甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将大烧杯中的混合物过滤，得到滤渣和滤液。同学们对滤液中溶质成分进行再探究。

大家经过讨论一致认为滤液中一定含有的溶质是　　，为了进一步验证可能存在的溶质，请你帮助设计实验并进行验证（任写一种可能情况）：

你的猜想	实验步骤	实验现象	实验结论
滤液中可能含有			猜想正确，滤液中含有该物质

（1）为测定空气中氧气的含量，某课外活动小组对课本上的实验做了如下改进：如图1所示，在一个注射器和装有较多铜丝的硬质玻璃管内共封闭80mL空气，然后给硬质玻璃管加热，并缓慢向右推动注射器的活塞，至硬质玻璃管内铜丝变黑且较长时间内无进一步变化时停止加热，待剩余气体冷却至室温，请回答：

①实验前，检查本装置气密性的一种方法是：先固定注射器的活塞，再用酒精灯加热硬质玻璃管，可观察到 　　，说明气密性良好。

②实验结束后，注射器内气体的体积减少了约 　　mL，这是因为 　　。

①甲方案的玻璃管中实验现象是 　　。乙方案的烧杯中发生反应的化学方程式是 　　。

②甲方案实验过程中，操作步骤正确的是 　　（填序号）。

A．实验开始时，先通入CO，再加热；实验结束时，先停止加热，再停止通入CO

B．实验开始时，先加热，再通入CO；实验结束时，先停止加热，再停止通入CO

C．实验开始时，先通入CO，再加热；实验结束时，先停止通入CO，再停止加热

D．实验开始时，先加热，再通入CO；实验结束时，先停止通入CO，再停止加热

③两种方案相比，乙方案更好，其原因是 　　。

可燃冰的外观像冰，主要成分是甲烷水合物（甲烷分子和水分子组成）。某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，设计了如下实验进行探究：

[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质？

[查阅资料]①含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；②白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝色；③CO与人体内的血红蛋白结合，会造成人中毒缺氧。

[猜想与假设]猜想一：CO₂、H₂O；猜想二：　　；猜想三：CO₂、CO、H₂O。

[实验探究]将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过如图所示的A～E装置（部分夹持、固定装置省略）进行验证：

（1）根据题设信息和查阅的资料推测猜想二的物质可能是　　。

（2）实验过程中观察到A中白色粉末变成蓝色，证明甲烷燃烧产物中有　　；稍后观察到B、E中澄清石灰水均变浑浊，D中红色粉末变成黑色，由此推断猜想　　成立。

（3）装置C的作用是　　；实验过程中A、B的装置顺序不能颠倒，原因是　　。

[反思与交流]

（4）日常生活中，使用含碳燃料时一定要注意通风，防止　　中毒。

教材中用图1实验来验证硫能在氧气燃烧，某化学兴趣小组对该实验进行了改进，改进后的实验装置如图2，请完成实验过程中的相关问题。

（1）根据图2进行实验，操作过程与现象记录如下：

①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，向广口瓶中加入足量NaOH溶液。

②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，并产生微弱的淡蓝色火焰。

③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a．　　，b．品红试纸褪色，c．小气球变大。

④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO₂；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后应　　，并同时轻轻振荡广口瓶。

（2）问题讨论：

①图1实验设计中的不足之处是　　。

②硫在氧气中燃烧更剧烈是因为　　。

③反应过程中，玻璃管内湿润的品红试纸褪色，若改放干燥的品红试纸却不褪色，说明使品红试纸褪色的物质是　　（提示：SO₂与CO₂的性质有相似之处）。

④广口瓶中吸收SO₂的化学方程式为　　。

某“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙，其使用说明如图1：

某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究。

探究Ⅰ：发热包的发热原理

将发热包中固体倒入烧杯中，加入适量水，发生剧烈反应，水很快沸腾。反应结束后，烧杯底部有大量固体，继续加水搅拌，过滤、洗涤、干燥，得到固体混合物。

（1）发热包中的某成分与水反应放出大量的热，该反应的化学方程式是　　。

探究Ⅱ：固体混合物的成分

查阅资料：单质铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，并产生H₂。

小组同学认为固体混合物的成分可能是：活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙。为进一步探究其成分，小组同学设计并进行如下实验：

（2）取少量固体于试管中，加水振荡，静置，滴入几滴酚酞溶液，溶液变为红色，证明固体中含有　　。

（3）另取少量固体于锥形瓶中，逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止（如图2），反应停止后瓶底有黑色固体剩余，溶液呈浅绿色。

①反应停止后，瓶底的黑色固体为　　，判断依据是　　。

②当观察到　　现象，证明固体中含有CaCO₃。

③证明固体中含有铁粉的现象是　　。

（4）设计实验方案证明固体混合物中含有铝粉。（可供选择的试剂：CuCl₂溶液、稀盐酸、NaOH溶液）

（1）如图为实验室制取并收集气体的装置图，回答下列问题。

①a仪器的名称是　　。

②实验室用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气应选用的装置组合是　　（填序号）。

③若用F装置收集并测量氧气的体积，应在　　（填“d”或“e”）端连接量筒。

④实验室制取二氧化碳的化学方程式是　　，用B装置制取二氧化碳便于控制反应的发生与停止，制取时应将大理石放在　　（填“b”或“c”）处。

（2）某化学兴趣小组在学完金属活动性顺序相关知识后，他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验，发现并没有铜生成，而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质。于是他们进行了如下探究：

[实验探究1]取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20mL蒸馏水的烧杯中，发现金属钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球并四处游动，发出嘶嘶的响声，收集反应产生的气体，发现该气体能燃烧。

[实验探究2]在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液，产生蓝色絮状沉淀。

[实验探究3]将蓝色絮状沉淀加热得到黑色固体。

[查阅资料]①钠在常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解。③氧化铜为黑色固体。

[问题分析]①写出钠与水反应的化学方程式　　，点燃反应产生的气体前应该先　　。②写出产生蓝色絮状沉淀的化学方程式　　。

[实验结论]在金属活动性顺序中，活动性较强的金属　　（填“一定”或“不一定”）能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

[反思与交流]钠与硫酸铜溶液反应产生少量黑色物质的可能原因是　　。

除H₂、CO能还原氧化铜外，CH₄及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH₄能与CuO反应生成Cu、CO₂和H₂O．某拓展小组同学设计了如图所示实验装置（夹持装置省略），分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。

【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。

（1）将CH₄气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有　　（填序号）；

①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质

②B装置中的固体由白色变蓝色

③C装置中溶液变浑浊

【探究Ⅱ】对气体组成的探究。

（2）气体X可能由H₂、CH₄中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。

①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有　　；

②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H₂的结论，请对此结论作出评价，并说明理由　　；

【探究Ⅲ】对未知气体的探究。

（3）将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32．根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为　　。

K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体。小李和小赵同学在老师的指导下探究K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的热分解产物。

[查阅资料]①碱石灰可用于吸收CO₂、水蒸气

②含有Fe²⁺的盐溶液可与K₃[Fe（CN）₆]发生反应产生蓝色沉淀

③含有Fe³⁺的盐溶液可与KSCN发生反应生成红色溶液

[提出问题]样品完全分解后，除水蒸气外还生成哪些产物？

[猜想与假设]猜想一：气体产物中含有CO

猜想二：气体产物中含有CO₂

猜想三：气体产物中含有　　

[实验探究]

（1）探究气体产物。

小李同学对气体产物进行探究，设计如图实验（夹持装置及部分装置省略）：

实验中观察到装置B中澄清石灰水变浑浊，装置D中的固体变为红色。由此判断猜想　三　正确。

（2）探究固体产物。

小赵同学对固体产物进行如表探究：取K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O热分解后的固体产物（经实验证明无磁性）于试管中，加水充分溶解、过滤，再进行如表实验：

实验	现象	结论
取滤液加入硫酸	①	固体中含有K2CO3
取滤渣加入硫酸溶解后，分成两份	一份中加入K3[Fe（CN）6]	②	固体中含有FeO
	另一份中加入KSCN	溶液变为红色	固体中含有③　氧化铁

[实验结论]K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O的热分解产物有　　种。

[拓展延伸]晒制蓝图时，用K₃[Fe（C₂O₄）₃]•3H₂O作感光剂，其光解反应有FeC₂O₄生成。432g FeC₂O₄在一定条件下分解可以得到一种具有磁性的黑色固体和两种含有相同元素的气体，则两种气体质量的最简整数比为　　。

碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。甲图中酒精灯上网罩的作用是 　　。

[提出问题]碳燃烧时可能生成CO ₂也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？

[作出猜想]猜想Ⅰ：CO；猜想Ⅱ：CO ₂；猜想Ⅲ： 　　。

[设计方案]实验装置如图乙所示。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通入一段时间氮气。

方案一：从定性观察角度判断

（1）实验时装置A处的现象是 　　。

（2）若B中无明显现象，D处的气体能点燃，则猜想 　　（填序号）成立。

方案二：从定量计算角度判断

取一定量碳粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据：

	反应前的质量	反应后的质量
A（玻璃管+固体）	m 1	m 2
B+C（广口瓶+混合液）	m 3	m 4

（3）若猜想Ⅱ成立，则理论上（m ₄﹣m ₃） 　（m ₁﹣m ₂）（填"＞""＜"或"＝"）。

（4）若猜想Ⅲ成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳粉的质量m的取值范围是 　[交流反思]实验开始前缓缓通入氮气的目的是 　　。