初中化学实验探究物质的性质或变化规律解答题

过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体，能与二氧化碳反应生成氧气，化学反应反应方程式为：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂，这一原理广泛应用于潜水艇中密闭舱的氧气再生技术，可同时完成产生氧气和吸收二氧化碳的双重功能。

课外研究小组为验证其可行性，利用石灰水、稀盐酸、浓硫酸、过氧化钠和饱和石灰水等设计并进行以下实验（见图1）：

①A是CO₂的发生装置，可选用图2中的　　（填序号），有关反应的化学方程式是　　。

②B装置的作用是　　；

③为保证干燥、纯净的CO₂气体进入D装置，装置C应选用的物质是　　；

④检验E装置集气瓶中气体的方法是　　；

⑤若装置E中石灰水出现轻微白色浑浊，原因是　 。

铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀和盐酸除锈时的反应进行了探究。

Ⅰ探究不同条件下铁钉的锈蚀

取四枚铁钉，按第图1所示进行实验。一天后观察到的现象如下表所示。

试管	a	b	c	d
实验现象	铁钉表面无明显变化	铁钉表面无明显变化	蒸馏水和空气交界处铁钉出现轻微锈蚀	食盐水和空气交界处铁钉出现较多锈蚀

（1）由试管a、b、c中的现象可知铁钉锈蚀的条件是　　。

（2）由试管c、d中的现象可以得出的结论是　　。

（3）切过咸菜的菜刀不及时处理，易生锈。防止切过咸菜的菜刀生锈，处理的方法是　　。

Ⅱ探究盐酸除锈时的反应

步骤1 将一枚表面部分锈蚀的铁钉置于试管中，向其中加入稀盐酸至浸没铁钉。观察到铁钉表面的铁锈逐渐消失，无锈处有气泡产生，溶液变为黄色。

步骤2 将“步骤1”中装有铁钉和盐酸的试管长时间放置后，观察到铁钉变细，溶液变为浅绿色。

[提出问题]①“步骤1”中铁锈消失发生了什么反应？

②“步骤2”中试管长时间放置后，溶液为什么会变色？

[查阅资料]①铁锈中主要含有Fe₂O₃；

②FeCl₃溶液呈黄色，FeCl₂溶液呈浅绿色；

③K₃[Fe（CN）₆]溶液为黄色，FeCl₃溶液遇K₃[Fe（CN）₆]溶液不变色，FeCl₂溶液遇K₃[Fe（CN）₆]溶液会生成蓝色沉淀。

[实验分析]铁锈消失是因为Fe₂O₃与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为　　。

[提出猜想]对于问题②，实验小组提出如下两个猜想：

猜想1：溶液变色是FeCl₃与铁钉表面产生的气体反应所致；

猜想2：溶液变色是FeCl₃与铁钉反应所致。

[实验验证1]对“猜想1”进行验证的实验过程用如图2所示装置进行实验，……。

（1）仪器X的名称为　　。

（2）实验是验证　　（填气体的化学式）与溶液中的FeCl₃是否发生反应。

[实验验证2]请设计实验对“猜想2”进行验证，简述实验过程（包括操作、可能的实验现象和对应的结论）：　　。（实验中必须用到K₃[Fe（CN）₆]溶液、FeCl₃溶液和铁钉）

某实验小组设计如图所示装置，进行气体的制备和性质实验

实验试剂（用品）：大理石、氯化钠、二氧化锰、硝酸铵固体、稀盐酸、过氧化氢溶液、蒸馏水、木条、火柴、酒精灯。

选择合适的试剂（用品）按如下步骤进行实验。

（1）组装仪器，　　（填必要的操作），加入药品。

（2）关闭止水夹，推动注射器，注入液体，观察到装置A中有大量气泡冒出，气球胀大。

（3）打开止水夹，观察到装置B中导管口有气泡冒出，澄清石灰水未变浑浊，装置A中产生气体的化学方程式为　　要进一步确认该气体的成分还需进行的操作是　　，取下装置B中双孔塞，将红热的细铁丝由上到下缓慢地伸入到B装置的玻璃瓶中，细铁丝剧烈燃烧，写出反应的化学方程式　　。

（4）更换装置A中的固体和液体药品，重复步骤2中的操作，能观察到相同的实验现象。打开止水夹，观察到装置B中导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊，写出装置B中反应的化学方程式　　，装置A中选择的固体和液体分别为　　和　　。

（5）继续更换装置A中的药品重复上述操作，观察到装置A中没有气泡冒出，气球变瘪。装置A中选择的固体和液体分别为　　和　　。

某班同学用氢氧化钠溶液和稀硫酸进行中和反应实验。

（1）甲同学在烧杯中加入约5mL氢氧化钠溶液，滴入几滴无色酚酞溶液，此时溶液呈 　  色，接着用滴管滴入一定量的稀硫酸，再用玻璃棒搅拌，发现溶液变为无色，该反应的化学方程式为 　 　。

（2）甲、乙、丙同学对反应后溶液中的溶质成分进行探究。

[猜想与假设]反应后溶液中的溶质是什么？

猜想一：只Na ₂SO ₄

猜想二： 　　

猜想三：Na ₂SO ₄和NaOH

以上猜想中，可以直接排除的是 　　，理由 　　。

[实验探究]

为了验证另外两种猜想，甲、乙、丙同学设计如下实验方案：

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学方案	取少量反应后的溶液于试管中，向试管中滴加BaCl 2溶液	白色沉淀产生	猜想二成立
乙同学方案	取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入	气泡产生	猜想二成立
丙同学方案	取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入生锈的铁钉		猜想二成立

老师认为甲同学方案不合理，你认为理由是 　 　。

[反思交流]实验结束后，废液处理方法正确的是 　 　（填序号）。

A．倒入下水道

B．倒入废液缸

C．带出实验室

对比归纳是学习化学的重要方法。请你参与下列探究活动并回答问题。

【探究活动一】探究影响木炭燃烧剧烈程度的因素

木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈，说明了影响木炭燃烧剧烈程度的因素是　　。

【探究活动二】探究影响物质溶解性的因素

①同学们做了A试管和B试管的对比实验，发现 B试管中固体可溶，A试管中固体几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是　　。 ②同学们又补充了C试管所示实验，他们想探究的影响因素是　　。

【探究活动三】探究二氧化碳能否与碱溶液反应

①分别振荡三个软质塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪 的程度由大到小的顺序为　　。 ②对比A瓶与　　瓶的实验现象，可证明二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应。

粮食、蔬菜、肉类、豆制品等食物是我们日常营养的主要来源。菠菜营养丰富，豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐等，但民间有“菠菜、豆腐不宜同食”的说法。某化学兴趣小组针对此说法进行探究。

[查阅资料]①菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等；②草酸钙（CaC₂O₄）不溶于水，不易被人体吸收；③醋酸不与草酸钙反应，但能与碳酸钙反应生成可溶性盐等。

[提出猜想]“菠菜、豆腐不宜同食”的原因可能是　　。

[实验探究]

（1）加入足量CaCl₂溶液的目的是　　。

（2）已知气体C能使澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式　　。

（3）醋酸的化学式可简写为HAc．写出步骤④发生的化学反应方程式　　。

（4）白色沉淀B的主要成分是　　（填化学式）。可见菠菜中的草酸盐能与钙盐反应生成草酸钙。

[反思与应用]家庭中常常将菠菜放在开水中烫过后再烹饪，其目的是　　。

在学习“酸和碱”后，瑞娟同学对“硫在氧气中燃烧”实验进行再探究。想到实验生成的二氧化硫是非金属氧化物，提出疑问：二氧化硫能否与水反应生成酸？

为此，瑞娟同学做了如下实验：将点燃的硫伸入盛有氧气的集气瓶（有少量的水）中，反应中产生刺激性气味的气体；反应后，盖紧集气瓶口的玻璃片，振荡集气瓶；再打开玻璃片，仍能闻到刺激性气味；随后向其中滴入几滴紫色的石蕊试液，瓶中液体变为红色。

瑞娟同学产生许多困惑：这种能使石蕊试液变红色的物质是什么？怎样防止二氧化硫排放到空气中去？

瑞娟询问老师，老师告知：在涉及的反应中，二氧化硫与二氧化碳的性质相似；二氧化硫与水反应生成“亚硫酸”（化学式为H₂SO₃）；亚硫酸还可进一步与氧气反应生成硫酸。

请你帮助瑞娟同学解答下列问题：

（1）请结合如图图示中所给实验用品，设计一个实验用来验证：二氧化硫不能使石蕊变红色。

实验操作：　　。

（2）分别写出生成亚硫酸、硫酸的两个化学方程式：①　　；②　　。

（3）以上两个化学反应都属于　　反应（填基本反应类型）；亚硫酸中硫元素的化合价为　　价。

（4）亚硫酸、硫酸、盐酸和碳酸都能使石蕊试液变红色，从微观角度分析原因是　　；

（5）为更多的吸收二氧化硫，防止二氧化硫散发至空气中。有以下试剂，你认为用来代替集气瓶中的水最为合适的是　　（填序号）。

①饱和氢氧化钙溶液；   ②饱和氯化钠溶液；   ③浓盐酸；    ④饱和氢氧化钠溶液

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　　。

[实验回顾]18世纪末，英国科学家普利斯特里和卡文迪许把“易燃空气”与空气或氧气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁上出现了液滴．一年之后，拉瓦锡重复了他们的实验，并做了一个相反的实验：让水蒸气通过一根烧红的枪管，得到了“易燃空气”，这里的“易燃空气”是指　 　（填化学式），通过上述实验得到的结论是               。

[实验重现]某化学兴趣小组的同学在创新的基础上，在实验室中重做上述两个实验，做法如下：

实验1：水的通电分解实验

如图1所示，打开活塞b，用燃着的木条在玻璃管尖嘴口检验反应产生的气体，看到的现象是　　，证明该气体为　　．

实验2：“易燃空气”与氧气混合后的点燃实验

实验室现有过氧化氢溶液、氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、锌粒，如图2是实验室常用部分仪器：

（1）指出图中仪器的名称：D　　．

（2）利用上述仪器和药品制取少量氧气，其简易发生装置应选择的仪器有　　（填序号），反应的化学方程式为　　．

（3）利用上述仪器和药品制取较多量的“易燃空气”，且可以随时补充液体，你选择的仪器有　　（填序号），药品是　　．该兴趣小组的同学把“易燃空气”与氧气按一定比例混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，用电火花点火，顺利完成上述实验．

（4）该兴趣小组的同学决定利用制得的“易燃空气”和空气继续进行探究，他们取7支试管，依次盛水90%（体积分数），80%…再用排水集气法收集“易燃空气”，而后分别把试管口移近酒精灯的火焰，实验结果如表所示：

序号	1	2	3	4	5	6	7
“易燃空气”体积分数（%）	90	80	70	50	20	10	5
空气体积分数（%）	10	20	30	50	80	90	95
点燃现象	安静燃烧	安静燃烧	弱的爆鸣声	强的爆鸣声	强的爆鸣声	弱的爆鸣声	不燃烧 不爆鸣

分析表中信息，完成下列问题：

①在混合气体爆炸范围内，“易燃空气”的体积分数约为　　．

②你对燃烧或燃烧条件的新认识是　　．

（1）某实验小组利用如图实验装置探究二氧化碳的化学性质：

请根据实验装置和实验内容，回答下面问题：

①探究二氧化碳与碱反应时，将装置A生成的二氧化碳气体通入装置D未出现浑浊，原因是　　；可将二氧化碳先通过装置　　，再通入装置D，理由是　　（用化学方程式表示）；

②探究二氧化碳与水反应时，实验分两步进行：首先将二氧化碳通过石蕊溶液浸泡的干燥纸花，再将二氧化碳通过石蕊溶液浸泡的湿润纸花，这样做的目的是　　；结合上面实验，装置正确的连接顺序是　　（填序号）

（2）家庭生活中食品制作（如面条、馒头等）经常用到食用碱，食用碱的主要成分是碳酸钠，可能含有少量氯化钠．小莉将家中食用碱带到实验室进行探究，请设计实验验证小莉提供的食用碱样品是否含有氯化钠．

实验步骤	实验现象	结论与解释
1．取一定量的食用碱样品放入试管，加入蒸馏水、振荡	样品溶解	食用碱溶于水
2．
3．

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

如图是实验室制取气体的常用装置：

（1）仪器甲的名称是　　。

（2）若选B装置作为实验室制取氧气的发生装置，反应的化学方程式为：　　。

（3）实验小组同学取一定浓度的盐酸和石灰石反应制取气体，反应的化学方程式为：　　。将生成的气体通入澄清石灰水中，未见变浑浊。为探究其原因，小组同学讨论后作出如下探究：

[提出猜想]A．石灰水完全变质；B．气体中有挥发出来的HCl气体。

[实验探究]小组同学设计了如下实验来探究。请你帮助完成实验，填写表中空格：

实验步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量石灰水于试管中，并向试管中滴加几滴 　　试液，振荡	试液变红	石灰水未完全变质猜想A不成立
Ⅱ．将生成的气体通入硝酸银溶液中		气体中有HCl猜想B成立

写出步骤Ⅱ中反应的化学方程式　　。

[拓展延伸]实验室用上述药品和装置制取并收集一瓶纯净干燥的二氧化碳气体，装置接口连接顺序为：a→　　。（按顺序填装置接口对应的字母，全对才得分）

某化学兴趣小组同学用玻璃棒蘸取饱和FeCl₃溶液在酒精灯火焰上灼烧时，随着加热时间的持续，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色、黑色。同学们对此现象产生了疑问，于是他们对FeCl₃溶液加热，灼烧的变化进行了探究活动。

【查阅资料】

①酒精（C₂H₅OH）具有还原性，加热条件下能与Fe₂O₃反应；

②Fe与Fe₃O₄易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引。

【实验一】

将大约20mL饱和FeCl₃溶液在蒸发皿中加热蒸发，沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。

由此得出结论：

①FeCl₃溶液呈黄绿色是因为溶液中含有　　（用离子符号表示）。

②加热饱和FeCl₃溶液时，FeCl₃易与水反应生成红褐色固体和盐酸，反应的化学方程式为　　。

③由实验可知：FeCl₃溶液通过蒸发结晶的方式　　（填“能”或“不能”）获得FeCl₃固体。

【实验二】

将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧，颜色由红褐色变为红棕色，此过程发生分解反应：2Fe（OH）₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$　　+3H₂O。

【实验三】

同学们对玻璃棒上产生的黑色物质继续探究：联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论认为，可能是C、Fe、FeO、Fe₃O₄四种物质中的一种或几种。

为了测定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下表实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取黑色粉末，用磁铁吸引，观察现象	黑色粉末全部被磁铁吸引	黑色粉末中不含的物质是
②向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸，充分反应，观察现象	固体逐渐溶解，但无气泡产生	综合①②实验现象判断，此黑色物质成分是

不用火，不用电，只需拆开发热包倒入凉水，就能享用美食的自热食品，受到消费者的追捧。

[查阅资料]Ⅰ．发热包中物质的主要成分是生石灰、碳酸钠、铝粉。

Ⅱ．铝和强碱溶液反应生成氢气。

探究一：发热包的发热原理

（1）小明买了一盒自热米饭，取出发热包加入凉水，发生剧烈反应，迅速放出大量的热，写出产生该现象的主要化学反应方程式　　；同时发热包内固体物质变硬、结块。依据观察到的实验现象，小明猜想发热包内的物质可能发生多个化学反应，写出其中一个反应的化学方程式　　。

（2）发热包上的安全警示图标有“禁止明火”，其原因可能是　　。

（3）小明向使用后的发热包中加入稀盐酸，并对产生的气体展开进一步探究。

探究二：确定气体的成分

[猜想与假设]小明认为该气体可能是：a．H₂； b．　　； c．CO₂和H₂的混合气体。

[实验设计]小明同学设计如图实验装置，对气体成分进行探究。

[实验验证]甲装置中的实验现象是　　，丁装置中黑色的粉末逐渐变为红色，试管口有水珠产生，证明猜想c正确。若甲、乙装置交换位置，　　（填“能”或“不能”）确定气体中含有CO₂，写出化学方程式并说明理由　　。

[总结与反思]通过以上探究，小明做出如下反思：

A．发热包应密封防潮保存

B．能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料

C．使用后的发热包应包好按照垃圾分类投放

你认为其中正确的是　　。

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