初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

化学活动课上同学们对金属的性质及合金的成份进行了探究，请你参与。

（1）取等质量的金属，分别加入足量稀硫酸，完成如表四组实验。

药品/序号	A	B	C	D
金属	铜粉	锌粉	锌粉	镁粉
稀硫酸	9.8%硫酸	19.6%硫酸	9.8%硫酸	9.8%硫酸

①写出实验中一个反应的化学方程式　　。

②根据表中　　实验（选填序号），即可判断Mg、Cu、Zn三种金属的活动性顺序。

（2）探究合金的成份，某合金可能由Mg、Cu、Zn、Al四种金属中的两种组成。

[提出问题]合金由哪两种金属组成？

[实验探究]①取该合金m₁g，在足量氧气中反应，生成固体质量为m₂g，m₁和m₂的关系如图所示，则（m₂﹣m₁）g表示的意义是　　。

②再向m₂g的固体中加入稀硫酸，微热，固体全部溶解，得溶液M，继续进行如下实验，补充完成内容。

实验操作	实验现象	结论和化学方程式
向M中加入ag铁粉、搅拌		化学方程式：　　 M中的溶质：
过滤，把所得固体洗涤、干燥，称其质量也为ag，并向此固体中加入稀硫酸	无明显现象

[分析结论]③若m₁＝4，m₂＝7.2，结合上述实验分析，合金的成份是　　。

（3）根据上述实验总结金属的化学性质　　。

“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　　。

某化学活动小组同学发现，不同物质在发生变化时，即使实验现象相同，其变化的实质也可能存在着本质的区别。

同学们利用如图所示的装置进行了以下两个实验。

实验Ⅰ：在集气瓶底部放入一定量的硝酸铵固体，再将注射器中的水注入瓶中，振荡。

实验Ⅱ：向充满二氧化碳的集气瓶中注入一定量的氢氧化钠溶液，振荡。

[现象分析]上述两个实验过程中，U形管中液面均出现　　（填“左高右低”或“左低右高”）现象，其中实验Ⅰ没有发生化学变化，实验Ⅱ发生了化学变化，其反应的化学方程式为　　。

[归纳总结]相同的实验现象既可以由物理变化引起，也可以由化学变化引起。

[拓展延伸]在探究白色固体的组成时，也需考虑相同现象是否存在着本质区别。

有一包白色固体，可能含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。为了探究白色固体的成分，同学们做了以下实验。

步骤1：甲同学取一定量的白色固体于试管中，加入一定量的水后振荡，触摸试管外壁，没有感觉到放热现象，说明白色固体中没有　　。

试管底部有白色不溶物，甲同学认为白色固体中一定含有碳酸钙，乙同学认为上述现象不足以证明碳酸钙的存在，其理由是　　。

步骤2：为进一步得出准确的结论，他们进行了下面所示实验。

实验操作	实验现象	实验现象
（1）将步骤1试管中物质过滤，向滤液中滴加　　。	溶液由无色 变成红色	白色固体中 含有
（2）向滤出的固体中加入足量的　　。	有气泡产生

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　　．

陈东同学在做“盐酸中和氢氧化钠”的实验时，实验前忘记向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液，导致无法判断中和反应进行的程度，于是他对反应后溶液的酸碱性进行了探究。

[探究目的]确定反应后溶液的酸碱性

[猜想与假设]反应后溶液可能呈碱性，也可能呈　　，也可能呈　　。

[实验验证]

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后溶液少许，滴加几滴酚酞溶液		溶液呈酸性或中性

[继续验证]可以设计多种方案进行验证

实验操作	实验现象	实验结论
方案1：取反应后溶液少许，加入少量氧化铜粉末	若粉末部分或全部溶解，溶液变为蓝色	溶液呈
	若粉末不溶解，溶液不变色	溶液呈
方案2：取反应后溶液少许，加入少量	若有气体放出，溶液变为浅绿色	溶液呈酸性，反应的化学方程式是
	若	溶液呈中性

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　　。

某班同学在实验室完成实验探究后得到废液A，其中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜。老师将同学们分成甲乙两组，继续进行如下实验，请完成下列相关问题：

[甲组任务]将废液转化成硫酸亚铁晶体。实验流程如图

（1）滤液B中的溶质来自于哪几个部分？

（2）写出上述流程中的一个化学反应方程式：　　。

[乙组任务]利用废液来探究金属铝的化学性质。实验流程如图：

（3）滤渣C中一定没有　　。

（4）滤液D中一定含有的溶质是　　（填化学式，下同），可能含有的溶质是　　。

某校化学兴趣小组，在实验室里用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气并进行有关氯气性质的实验探究（如图所示）。

回答下列问题：

（1）从分液漏斗中加入的药品是　　。

（2）从反应物的状态和反应条件考虑，装置A属于　　型气体发生装置。

（3）若进入装置D中的氯气是纯净干燥的，则装置B的作用是　　，装置C中盛有的溶液是　　。

（4）实验过程中，同学们看到装置D中“石蕊纸花”（用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花，下同）无明显变化，E中湿润的石蕊纸花先变红后褪色。对此，同学们产生了浓厚的兴趣，于是继续进行以下实验探究。

【查阅资料】Ⅰ．氯气（Cl₂）是一种黄绿色的有毒气体，能溶于水（溶解性不大），并能与水反应：Cl₂+H₂O═HCl+HClO（次氯酸）。

Ⅱ．氯气溶于水所得的溶液成为氯水，氯水除了具有消毒作用，还具有漂白作用。

【提出问题】氯水中的什么物质具有漂白作用？

【提出猜想】猜想1：氯水中的H₂O具有漂白作用。

猜想2：氯水中的HCl具有漂白作用。

猜想3：氯水中的HClO具有漂白作用。

猜想4：氯水中的Cl₂具有漂白作用。

【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
①将石蕊纸花放入水中	石蕊纸花	猜想1不成立
②将石蕊纸花放入 　　中	石蕊纸花变红但不褪色	猜想2不成立
③	石蕊纸花先变红后褪色	猜想3

【反思交流】①同学们一致认为，不用再做实验对猜想4进行探究，理由是：进行氯气性质的实验探究时，装置　 　（填装置序号）的现象已证明了Cl₂不具有漂白作用。

②钱程同学认为，由于氯气在水中的溶解性不大，用实验装置F中的蒸馏水吸收氯气效果不是很理想，于是将装置F中的蒸馏水换成了氢氧化钠溶液，则最终反应所得溶液中含有的盐类物质是　　。

某污水中除含有少量泥沙外，还含有Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^﹣、SO等离子，为充分利用资源，科研小组设计了如下流程回收几种离子：

（1）①②③④步骤均有一个相同的操作步骤；此操作步骤必须用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、　　；

（2）沉淀B的化学式为　　；

（3）加入过量稀盐酸可除去的物质有　；

（4）步骤③中反应的方程式为　　．

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。

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。

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　　。

Na₂CO₃和NaHCO₃有很多相似的化学性质，例如它们都能与稀盐酸反应生成　　气体。某学习小组对它们的鉴别方法产生了探究兴趣。

【提出问题】如何鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃呢？

【查阅资料】（1）NaHCO₃固体受热分解生成碳酸钠和两种氧化物。

（2）Ca（HCO₃）₂可溶于水。

（3）通常状况下，NaHCO₃是一种白色晶体，溶解度小于Na₂CO₃的溶解度，饱和的Na₂CO₃溶液中通入CO₂气体，可生成NaHCO₃。

【作出猜想】猜想一：可用酚酞溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

猜想二：可用加热的方法鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃固体。

猜想三：可用澄清石灰水鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

猜想四：可用CO₂气体鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液。

小组同学一致认为猜想一不正确，理由是　　。

【实验探究】请你与小组同学一起探究。

	实验操作	实验现象	实验结论
实验1	分别取少量的Na2CO3和NaHCO3 固体于试管中加热，并将产生的气体通入澄清石灰水	加热Na2CO3时，澄清石灰水无变化；加热NaHCO3时，澄清石灰水变浑浊
实验2	分别取少量Na2CO3和NaHCO3溶液于试管中，加入澄清石灰水	两支试管中均产生了白色沉淀	猜想三 不正确
实验3	往盛有饱和Na2CO3和NaHCO3溶液的两支试管中分别通入足量的CO2气体	观察到	猜想四 正确

【问题讨论】

同学们对实验2的实验现象进行分析。从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析，Na₂CO₃溶液与澄清石灰水发生反应的本质原因是　　，该反应的基本类型是　　。石灰水与NaHCO₃溶液也能反应生成白色沉淀，老师指出其反应原理较复杂，有待于今后学习中进一步探究。

【拓展应用】

除去固体Na₂CO₃中混有的少量NaHCO₃，可用的方法是　　（用化学方程式表示）。

课堂上，老师取20g蔗糖放入小烧杯中，加少量水使它润湿，注入10mL浓硫酸，搅拌，同学们看到蔗糖先变黑后“发酵”形成“黑面包”，同时还闻到了刺激性气味，同学们判断黑色固体是碳，原因是浓硫酸具有强　　．

形成“黑面包”的主要原因是什么？在老师的指导下，同学们开展了探究活动．

【猜想与假设】浓硫酸与碳反应，生成大量气体使黑色固体膨胀．

【查阅资料】

Ⅰ．浓硫酸与碳在加热条件下反应，生成物中有SO₂、CO₂两种气体．

Ⅱ．SO₂是一种具有刺激性气味的气体，能与Ca（OH）₂溶液反应生成白色沉淀．

Ⅲ．SO₂能使品红溶液褪色，而CO₂不能．

【实验探究】

为验证碳与浓硫酸在加热条件下生成的气体产物，同学们在老师指导下设计并进行如图实验：

【事实与结论】

（1）请将能得出对应结论的实验现象填入表中．

验证气体	实验现象	实验结论
SO2		有SO2产生
CO2		有CO2产生

（2）碳与浓硫酸反应的化学方程式是　　．

（3）浓硫酸与碳在加热条件下产生大量的SO₂和CO₂，使黑色固体膨胀，形成“黑面包”，猜想成立．

【反思与交流】

（1）小明同学提出，因老师的演示实验没有进行加热，所以同学们的探究实验无意义，其他同学一致否定了他的说法，理由是　　．

（2）若B、E中试剂交换，　　（填“能”或“不能”）得出有CO₂产生的结论，理由是　　．

（3）C中酸性高锰酸钾溶液的作用是　　．

在新型冠状病毒肺炎的防疫工作中，“84”消毒液常用于学校环境的消毒灭菌。某校兴趣小组对“84”消毒液的相关知识产生了兴趣，于是在老师的指导下进行如下探究：

【查阅资料】

a．“84”消毒液的主要成分是次氯酸钠（NaClO）和氯化钠，NaClO为有效成分。

b．次氯酸钠（NaClO）溶液有漂白、杀菌、消毒功效，有腐蚀性。

c．可通过电解氯化钠溶液的方法来制取次氯酸钠。

一、初识“84”消毒液：

【提出猜想】“84”消毒液对有色衣物有漂白作用。

【设计实验】

实验操作	实验现象	实验结论
向有色布条滴加适量该消毒液，放置一段时间。	有色布条　　（填“褪色”或“不褪色”）。	消毒液对有色衣物有漂白作用。

二、自制“84”消毒液：同学们在实验室通过电解氯化钠溶液来制取“84”消毒液，其反应的化学方程式是NaCl+H₂O $\frac{\underset{¯}{\mathit{通电}}}{}$NaClO+X↑，则X的化学式是　　。

三、实验拓展：在老师指导下，同学们成功制得了“84”消毒液，激发了同学们更大的探究欲望，于是还设计了提纯粗盐（主要成分是NaCl，还含有可溶性杂质MgCl₂、CaCl₂等）的实验方案：

实验步骤	实验目的或说明
（1）取一定量的粗盐样品，加入适量水完全溶解，再加入过量的氢氧化钠溶液，充分反应后过滤。	完全除去杂质MgCl2，写出反应的化学方程式：　　。
（2）往步骤（1）中滤液加入过量的　　（写化学式）溶液，充分反应后过滤。	完全除去杂质CaCl2．
（3）往步骤（2）中滤液加入过量的稀盐酸。	写出所得溶液中含有的阳离子符号：　　。

把步骤（3）中所得溶液倒入蒸发血中，用酒精灯加热蒸发结晶即可得到较纯的食盐。

【实验反思】

a．此方案最终所得NaCl比原粗盐样品中的NaCl多，其原因是　　。

b．有同学认为只需要上述实验方案中的步骤（2），不仅能完全除去杂质CaCl₂．还能完全除去杂质MgCl₂，你认为正确吗？说明理由：　　。