初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

某化学兴趣小组用大理石和稀盐酸反应制取CO₂，当观察不到气泡产生时发现固体仍有剩余，同学们对此进行了探究（杂质不溶于水且不与酸反应）。请你参加探究并回答相关问题：

[提出问题]不再产生气泡的原因是什么？

[猜想假设]

猜想一：　　；

猜想二：生成物或杂质附着在大理石表面阻碍反应继续进行；

猜想三：剩余固体中无碳酸钙。

[实验探究一：验证猜想一]

（1）甲同学取上述反应后的溶液，测得溶液pH＝2；甲同学的结论：猜想一不成立；反应前稀盐酸的pH　　（填“＜”“＞”或“＝”）2。

（2）乙同学认为甲的实验设计和结论不严谨并补充了如下两个实验：

实验①配制　　（填物质名称或化学式）溶液，测得该溶液pH＝7； 实验②在试管中加入适量水和紫色石蕊溶液后持续通入CO₂，溶液变为　　色；乙同学的结论：猜想一成立，他的依据是　　。

（3）丙同学认为甲、乙的实验结论均不严谨或有错误并再次改进和补充了实验：实验③向试管中加入适量水后持续通入CO₂ 至饱和，测得溶液pH＝5.6；丙同学的结论：猜想一不成立，他的依据是　　。

[实验探究二：验证猜想二]

（4）丁同学不断振荡反应容器观察到仍无任何气泡产生；丁同学的结论：猜想二　　（填“成立”或“不成立”）。

[实验探究三：验证猜想三]

（5）戊同学实验后得出结论：猜想三不成立，他设计的实验是　　。探究活动结束后，老师进行了点评，同时启发同学们针对此探究还可以进一步反思。

[反思拓展]

（6）该实验探究活动说明：反应物相互接触后能否反应的影响因素有　　。

（7）根据所学化学知识，任写一例该因素影响化学反应的实例：　　。

某化学兴趣小组的同学在学习盐的化学性质时，做了如下实验：向一定量的NaHCO₃溶液中加入一定量的稀HCl，反应的化学方程式是：NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，待完全反应后（假设反应产生的气体全部逸出），对反应后溶液的溶质成分进行如下探究。请完成猜想，并根据问题填空：

[假设与猜想]

猜想1：　　　　猜想2：NaCl、NaHCO₃　　猜想3：NaCl、HCl

猜想4：NaCl、NaHCO₃、HCl

同学们经过讨论一致认为猜想4不成立，原因是　　。

[实验探究]

实验用品	pH试纸、镁片、稀盐酸、AgNO3溶液、氧化铜粉末、石蕊溶液
实验方案	实验操作	实验现象	实验结论
①	取反应后溶液，加入稀盐酸	无气泡产生	猜想　　不成立
②	取反应后溶液，滴在pH试纸上	试纸变色，对照比色卡，pH＜7	猜想3成立
③	取反应后溶液，加入氧化铜粉末	固体溶解，溶液由无色变为蓝色	猜想3成立，写出反应的化学方程式 ：
④	取反应后溶液，滴加AgNO3溶液	产生白色沉淀	猜想3成立

[得出结论]猜想3正确。

[评价与反思]老师对同学们的探究过程给予了肯定，同时指出探究中存在着一处明显的错误，原因是　　。

[总结提高]依据所给的实验用品，你还有什么不同的方案确认猜想3是正确的。请写出一种实验方案：　　。

在一次实践活动中，某小组同学对游泳馆内清澈湛蓝的池水产生了浓厚的兴趣，他们对池水呈现蓝色的原因、溶质成分、池水处理方法和对环境的影响，展开了连续性问题探究。

活动一：查阅相关资料，寻找池水呈现蓝色的原因。

[查阅资料]水对蓝光的反射作用使水呈现蓝色，水越深蓝色越深。

[交流讨论]光反射引起池水呈现蓝色，从微观角度分析，水分子本身　　改变。有同学质疑：池水呈现蓝色可能加入了硫酸铜。

活动二：检验泳池水中是否加入硫酸铜。

实验步骤	实验现象	实验结论
1．取少量泳池水于试管中，滴加几滴	有蓝色沉淀产生	池水中含有Cu^2+
2．另取少量泳池水于试管中，满加足量稀盐酸，无明显现象，再滴加几滴	产生白色沉淀	池水中含有的离子是　　（用符号表示）

[实验小结]泳池水中含有硫酸铜。步骤1发生反应的化学方程式为　　。

[实验调查]同学们咨询了泳馆的管理人员，得知：

①池水是定期净化再利用的。

②池水中硫酸铜起到抑制藻类繁殖等作用。

活动三：设计泳池水净化模拟实验装置（如图）。

[进行实验]小组同学取一定量的泳池污水于水槽中，再加入适量的絮凝剂（聚合氯化铝），10分钟后，打开水泵使水循环，在此过程中石英砂的作用是　　。

[归纳提升]①为保证净化后的池水安全、卫生，还应增加的一个净水步骤是　　。

②从爱护水资源角度分析，池水净化再利用的好处是　　。

“鱼浮灵”是常用的化学增氧剂，主要成分是过氧碳酸钠（2Na₂CO₃•3H₂O₂），溶于水能迅速增加水体溶氧量，提高鱼苗及活鱼运输成活率。某化学兴趣小组对“鱼浮灵”的化学性质、增氧原理进行了探究。

[查阅资料]1．过氧碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质，其水溶液中含有Na⁺、OH^﹣、CO₃^2﹣、H₂O₂。

2．Na⁺不能催化过氧化氢分解。

3．相同温度下，pH相同的溶液，OH^﹣的浓度也相同。

探究一   过氧碳酸钠的化学性质

实验步骤	实验现象	实验解释（化学方程式）
1．取样，溶于水，滴加　　溶液	有白色沉淀生成	/
2．取样，溶于水，加入二氧化锰粉末

探究二“鱼浮灵”增氧原理

[提出问题]过氧碳酸钠溶液中的哪种微粒对过氧化氢分解有催化作用？

[猜想假设]猜想一：CO₃^2﹣   猜想二：OH^﹣猜想三：　　

[实验过程]相同温度下，进行H₂O₂溶液以及H₂O₂溶液中分别加Na₂CO₃、NaOH的实验，测定相同时间内溶液的pH、溶解氧含量（mg/L），数据如下：

实验序号	1	2	3	4
试剂	H2O2	H2O2+Na2CO3	H2O2+NaOH	H2O2+NaOH
pH	6.01	8.14	8.14	9.26
溶解氧	6.44	9.11	9.11	10.97

[实验结论]对比实验数据，证明猜想　　正确。

[反思交流]设计实验2、3的目的是　　。

学习了碳酸钠的性质后，小莹和小雨各取三支试管做了如下实验。

（1）试管A中酚酞溶液变为红色，说明碳酸钠溶液显　　性。

（2）试管B中的实验现象为　　。

（3）试管C中发生反应的化学方程式为　　。

实验结束后，小莹和小雨将各自三支试管中的物质分别倒入①号、②号烧杯中，静置一段时间后观察到如下实验现象，请分析：

编号	实验现象	实验分析
①号烧杯	溶液呈红色，且有白色沉淀	溶液中的溶质一定有　　（填除指示剂外的全部溶质，下同）
②号烧杯	溶液呈无色，没有白色沉淀	溶液中的溶质一定有　　，可能有HCl

为了确定②号烧杯中可能含有的溶质是否存在，小雨同学继续进行探究。

[实验验证]

取②号烧杯中的溶液于试管中，加入锌粒后，观察到　　，说明溶质中含有HCl。

[讨论交流]

下列试剂中可以代替锌粒达到探究目的的是　　（填字母序号）。

A．Fe₂ O₃ B、CO₂ C、Cu

[实验反思]

两位同学讨论后一致认为，两烧杯中出现不同现象的原因是反应物的用量不同。

将一小块银白色的金属钠放置在空气中会发生下列变化：

钠（Na） 钠的氧化物 氢氧化钠溶液 白色固体

[提出问题]：常温下钠与氧气反应，产物有哪些？

[查阅资料]：（1）钠的氧化物，除氧化钠（Na₂O）外还有过氧化钠（Na₂O₂），氧化钠与过氧化钠都能与水发生反应，其反应的方程式如下：

Na₂O+H₂O＝2NaOH；2Na₂O₂+2H₂O＝4NaOH+O₂↑

（2）CaCl₂溶液呈中性

[作出猜想]：常温下钠与氧气反应的产物可能为．

猜想1：①　　     猜想2：Na₂O₂，猜想3：Na₂O₂和NaOH

[实验探究一]：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水	②	猜想1正确

[继续探究]：钠在空气中放置较长时间发生反应生成的白色固体

[作出猜想]生成的白色固体可能是1是：Na₂CO₃ 2是：Na₂CO₃和NaOH

[实验探究二]：

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量白色固体配成溶液，加入适量CaCl2溶液	③	白色固体成分为Na2CO3和NaOH
2．将上述反应后的溶液过滤，取少量滤液滴加④	⑤

[反思拓展]

1．也可以用稀盐酸区别Na₂O与Na₂O₂，Na₂O₂与稀盐酸的化学反应方程式为：2Na₂O₂+4HCl＝4NaCl+2H₂O+X↑，X的化学式为⑥　　．

2．实验结束后，废液缸中溶液显碱性，请你设计一个实验方案处理废液⑦　　．

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。

氯化钙在生活中常用作干燥剂、融雪剂。下图是某探究小组用含有MgCO₃、MgSO₄、Al₂O₃杂质的石灰石样品制取氯化钙的流程（所加入的试剂均为适量）。回答：

（1）氯化钙中钙元素的化合价为　　。

（2）①中共发生了　　个化学反应。

（3）②中除去的杂质离子是　　。

（4）③中一个反应的化学方程式为　　。

（5）滤渣的成分有氢氧化镁、　　和　　。

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　　。

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。