初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

某同学取一定浓度盐酸与石灰石反应，将生成的气体通入澄清石灰水中，始终未见浑浊。为了弄清原因，他设计以下方案，进行探究、验证，请你帮他补充完整以下内容。

问题猜想	实验步骤	实验现象	实验结论
原因一：石灰水已完全变质	取少量未通入CO 2的澄清石灰水 于试管中，向试管中滴加 　　试剂。	溶液 　　色	猜想的结论正确
原因二：产生的CO 2中带有HCl气体	将盐酸与石灰石反应生成的气体 通入 　　 试剂中。	有 　　沉淀产生

在学习复分解反应发生的条件后，同学们利用已学知识，对稀硫酸与下表中的四种化合物的溶液之间能否发生反应作出判断，并进行实验验证：

物质	NaOH溶液	NaCl溶液	K2CO3溶液	Ba（NO3）2溶液
能否反应	能	不能	能	能
实验现象	无明显现象	无明显现象	产生气泡	产生白色沉淀

（1）判断NaOH溶液与稀硫酸能发生反应的依据是生成物中有　　生成。

[提出问题]对于没有明显现象的反应，如何设计实验进行证明？

[设计实验]在老师的指导下，同学们向少量稀硫酸中逐滴加入过量NaOH溶液，并进行了如下分组实验：

组号	操作	实验现象	结论
1	用pH试纸测定实验前后溶液的pH	pH由1变至9	能反应
2	向反应后的溶液中加入适量Ba（NO3）2溶液	溶液产生白色沉淀	不能反应
3	向反应后的溶液中加入适量K2CO3溶液		能反应

（2）若开始时将pH试纸用蒸馏水润湿。则测得的稀硫酸的pH将　　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（3）请你判断第2小组同学得出的结论是否正确，并说明理由　　。

（4）第3小组的实验现象为　　。

[实验结论]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。

[实验反思]向NaOH溶液中通入少量CO₂．再向其中加入　　，有气泡产生，即可证明NaOH与CO₂发生了反应。

[拓展提升]稀硫酸与NaCl溶液不能发生反应，请你设计实验进行证明　　（写出实验操作与现象）。

超市出现了一种含“污渍爆炸盐”的新产品（如图），能清除衣服上难以清洗的汗渍、果汁渍。它的特殊的名称让小明对它产生了探究的兴趣。

（1）小明在超市的　　区域购买了此产品。

（2）阅读产品标签：“污渍爆炸盐”是一种衣物助洗剂，主要成分是过碳酸钠，能在瞬间去除洗衣液难以除去的多种顽固污渍………，本产品不伤衣物，无磷是它的一大优点。含磷洗涤剂对环境的危害是　　。

（3）查阅资料：过碳酸钠（Na₂CO₄）是白色结晶颗粒，溶于水会产生碳酸盐和其它化合物。

（4）合理猜想其它化合物为：

i．NaOH；ii．H₂O₂；iii．NaOH和H₂O₂；小明做出以上猜想的理论依据是　　

（5）实验设计：探究“污渍爆炸盐”水溶液的成分，完成下列表格。

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤 1：取少量“污渍爆炸盐”于烧杯中，加入足 量蒸馏水，充分搅拌。	固体完全溶解，形成无色溶液	/
步骤 2：取少量步骤1 形成的溶液于试管中，再加 入　　，振荡，静置。	白色沉淀	含有 Na2CO3
步骤 3：取少量步骤 2 试管中的上层清液于另一支 试管中，再滴加少量MgCl2 溶液，振荡。	无明显现象
步骤 4：另取一支试管，加入少量步骤 1 形成的溶 液，再加入　　，将带火星木条伸入试管中。		含有 H2O2

（6）实验结论：猜想　　正确。写出过碳酸钠与水反应的化学方程式：　　。

某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，设计实验探究：

[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CuSO₄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：CO、H₂O；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装置（部分夹持、固定装置省略）进行验证：

（1）实验过程中观察到A中白色粉末变为蓝色，B、E中澄清石灰水变浑浊，D中红棕色粉末变成黑色，由此推断猜想　　成立。

（2）实验过程中B装置的作用是　　；该反应的化学方程式是　　。

（3）D装置中发生反应的化学方程式是　　。

（4）实验过程中用纯净O₂而不用空气的原因是　　。

（5）实验过程中B、C装置的顺序不能颠倒，原因是　　。

[反思与交流]日常生活中，使用含碳燃料定要注意通风，防止　　中毒。

对比实验是化学研究中经常采用的方法。化学兴趣小组的同学在研究CO₂通入NaOH溶液是否发生了反应，设计了下列两组实验，请和化学兴趣小组的同学一起探究并回答问题。

[设计与实验]

实验 序号	实验 步骤一	实验 步骤二	实验 序号	实验 步骤一	实验 步骤二
实 验 Ⅰ			实 验 Ⅱ

[探究与结论]

（1）实验Ⅰ中步骤一看不到明显现象，步骤二产生的现象是　　；

（2）实验Ⅱ中步骤二看到有白色沉淀析出，则发生反应的化学方程式　　；

（3）在实验Ⅱ的步骤一中CO₂与NaOH溶液一定发生了化学反应，但却看不到明显的现象，原因是　　。

[拓展延伸]现有资料卡片中的信息：

请你和化学兴趣小组的同学一起利用以上信息再设计实验Ⅲ，证明CO₂确实与NaOH发生了化学反应。实验Ⅲ的操作为　　；看到的现象是　　。

[交流反思]根据该资料卡片所提供的信息，你能总结出的规律是　　。

新型洗涤剂过氧碳酸钠（Na ₂CO ₄）固体，能瞬间清除衣服上的汗渍、果汁渍等顽固污渍。它与水反应生成碳酸钠和其他化合物，某学习小组对产生的其他化合物进行探究。

实验1：溶解样品。取适量洗涤剂样品于烧杯中，加入适量蒸馏水，使之完全溶解，有气泡产生并形成无色溶液a。产生的气体能使带火星的木条复燃。

[提出问题]过氧碳酸钠与水反应生成的其他化合物是什么？

[猜想与假设]猜想一：H ₂O ₂

猜想二：NaOH

猜想三：H ₂O ₂、NaOH

猜想一、二、三除了遵循质量守恒定律外，猜想H ₂O ₂的其他理由是 　　。

实验2：验证

实验步骤	实验现象	分析与结论
①取适量溶液a于小烧杯中，加入稍过量的氯化钙溶液，过滤，得到清液b	产生白色沉淀	加入稍过量氯化钙的目的是 　　。
②取适量清液b于试管中，加入过量二氧化锰，振荡		证明过氧碳酸钠与水反应有H 2O 2生成
③将步骤②所得混合物静置，取少量清液于试管中，滴加氯化铁溶液	无明显现象

[实验结论]猜想 　　正确。写出过氧碳酸钠与水反应的化学方程式： 　　。

[反思与评价]该洗涤剂保存时应密封、防潮。

某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应，过程如下：

实验操作	实验现象
	①铝片表面附着一层红色固体 ②铝片表面逸出大量无色气体，放出大量的热 ③烧杯底部出现红色固体和白色沉淀

（1）打磨铝片的目的是　　。

（2）现象①③中的红色固体是同种物质，请写出现象①的化学方程式　　。

（3）经检验，现象②中的无色气体为氢气。甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性，经pH计检验，pH　　7，证实了甲的猜想。

（4）探究现象③中白色沉淀的化学成分。

乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜（CuCl）。

₃₂^+﹣₃₂⁺在空气中易被氧化变为蓝色。

[进行实验]①取烧杯底部的白色沉淀，充分洗涤。洗涤的目的是　　。

②向白色沉淀中加入浓氨水，沉淀溶解得到无色溶液，将无色溶液分为两份，进行实验：

操作步骤	实验现象	实验结论
3溶液	产生白色沉淀	该溶液中含有
Ⅱ．将另一份溶液置于空气中一段时间		32^+

[得出结论]通过实验可以确定，该白色沉淀是CuCl。

₂溶液反应为什么会出现CuCl呢。

₂₂₂₂₂₂溶液反应能生成CuCl，改进的方法是　　，试写出该反应的化学方程式　　。

II．丁同学认为丙同学的实验还不够严谨，还应考虑　　₂溶液反应的影响。

某同学在学习了氢氧化钠的性质后发现，将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中，没有观察到明显的现象，对反应是否发生产生了疑问？为此他进行了下列探究活动。

[提出问题]①二氧化碳与氢氧化钠溶液是否发生反应？②若发生反应，则可能生成什么产物？

[查阅资料]①将二氧化碳缓慢的通入氢氧化钠溶液中，先后发生如下反应：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O Na₂CO₃+H₂O+CO₂═2NaHCO₃

②NaHCO₃溶液呈碱性，能使酚酞试液变红，Ba（HCO₃）₂易溶于水。

[实验探究]

实验Ⅰ：将二氧化碳气体缓慢的通入一定量的氢氧化钠溶液。

实验Ⅱ：取Ⅰ中溶液少许与试管中，滴加2～3滴酚酞试液，溶液变红。

实验Ⅲ：再分别取Ⅰ中溶液少许于A、B两支试管中，向试管A中滴加足量的稀盐酸，有气泡产生，向试管B中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成。

实验Ⅳ：为了进一步确定溶质的成分，将Ⅰ中剩余溶液低温蒸干，得到白色固体，取白色固体与试管中加热，将产生的气体通入足量的澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。

[实验分析与结论]

实验Ⅱ中：该同学　　（填“能”或“不能”） 确定二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。

实验Ⅲ中：写出产生白色沉淀的化学方程式　　，由实验Ⅲ得出的结论是　　；

实验Ⅳ中：涉及的化学反应方程式为　　，CO₂+Ca（OH）₂＝CaCO₃↓+H₂O．综上所述实验探究可知，实验Ⅰ所得溶液中溶质的成分为　　；

[反思交流]

通常检验二氧化碳时，常选用澄清石灰水，而不用氢氧化钠溶液的原因是　　。

同学们对“二氧化碳溶于水是否与水反应”进行实验探究。请参与探究并回答下列问题。

[探究目的]二氧化碳溶于水是否与水反应

[探究思路]

（1）判断物质间是否发生化学反应的根本依据是　　，观察到的可以作为判断依据的宏观实验现象有　　；

（2）CO₂溶于水无明显现象，　　（填“能”或“不能”）用观察的方法判断是否发生反应；

（3）“实验”的方法探究物质间是否反应的实验设计依据是：生成物和反应物的性质差异。

[提出猜想]

猜想一：二氧化碳溶于水不与水反应；

猜想二：　　。

[实验设计]用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥纸花设计如下实验：

序号	实验设计
①	向第一朵纸花喷稀醋酸
②	？
③	将第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中
④	将第四朵纸花喷水后放入盛有二氧化碳的集气瓶中

（1）“实验设计①”中的稀醋酸还可用　　（填物质名称）代替；

（2）“实验设计②”的具体内容是　　；

（3）“实验设计③”的目的是　　。

[进行实验]观察记录实验现象，进行实验探究。

[实验结论]猜想二成立，支持猜想二成立的实验现象是　　。

[反思交流]

（1）实验探究“无明显实验现象时是否发生化学反应”的核心思路有　　（填字母序号）；

A．设计对比实验

B．控制实验条件

C．获取事实证据

D．逻辑推理判断

（2）将稀盐酸加入氢氧化钠溶液中没有明显实验现象，判断两者混合是否发生化学反应的具体方法是　　（任写1条）。

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 　　。

某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应，过程如下：

实验操作	实验现象
	①铝片表面附着一层红色固体 ②铝片表面逸出大量无色气体，放出大量的热 ③烧杯底部出现红色固体和白色沉淀

（1）打磨铝片的目的是　　。

（2）现象①③中的红色固体是同种物质，请写出现象①的化学方程式　　。

（3）经检验，现象②中的无色气体为氢气。甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性，经pH计检验，pH　　7，证实了甲的猜想。

（4）探究现象③中白色沉淀的化学成分。

乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜（CuCl）。

[查阅资料]CuCl可与浓氨水反应生成无色的Cu（NH₃）₂⁺和Cl^﹣，Cu（NH₃）₂⁺在空气中易被氧化变为蓝色。

[进行实验]①取烧杯底部的白色沉淀，充分洗涤。洗涤的目的是　　。

②向白色沉淀中加入浓氨水，沉淀溶解得到无色溶液，将无色溶液分为两份，进行实验：

操作步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．用试管取其中一份溶液，滴加适量AgNO3溶液	产生白色沉淀	该溶液中含有
Ⅱ．将另一份溶液置于空气中一段时间		该溶液中含有Cu（NH3）2^+

[得出结论]通过实验可以确定，该白色沉淀是CuCl。

[反思与评价]Al和CuCl₂溶液反应为什么会出现CuCl呢。

I．丙同学猜测：可能是Cu与CuCl₂溶液反应生成了CuCl．为了验证猜想，他取Cu与15%的CuCl₂溶液混合，结果无白色沉淀产生。他又分析了Al和CuCl₂溶液反应的实验现象，再次将打磨过的Al片插入盛有15%的CuCl₂溶液的试管，并将试管置于冰水中，发现白色沉淀明显减少。于是他将Cu与15%的CuCl₂溶液的实验进行了改进，从而证明了Cu与CuCl₂溶液反应能生成CuCl，改进的方法是　　，试写出该反应的化学方程式　　。

II．丁同学认为丙同学的实验还不够严谨，还应考虑　　对Cu与CuCl₂溶液反应的影响。