初中化学实验探究物质的性质或变化规律实验题

过氧化氢性质不稳定，易被某些含铜化合物催化分解。某化学兴趣小组探究过氧化氢与氢氧化铜混合产生气体的过程如下：

【查阅资料】

a．过氧化铜（CuO₂）为黄褐色固体

b．H₂O₂+Cu（OH）₂═CuO₂+2H₂O

【实验过程】

步骤一：制备氢氧化铜

向盛有5mL溶质质量分数为5%的氢氧化钠溶液的试管中，滴加少量硫酸铜溶液，产生蓝色沉淀。

步骤二：氢氧化铜与过氧化氢混合

向蓝色沉淀中逐滴滴入溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液直至过量，发现蓝色沉淀变为黄褐色沉淀，随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀，产生气泡且越来越快，最终试管中得到黑色沉淀。

分析实验过程，请完成下列问题：

（1）CuO₂中氧元素的化合价为 　 　，请写出产生蓝色沉淀的化学方程式 　                  　。为验证该气体是否为氧气，可以使用 　        　进行检验。

【提出问题】气泡越来越快的原因是什么？

【作出猜想】

（2）小组成员作出如下猜想：

猜想Ⅰ：Cu（OH）₂作为催化剂加快H₂O₂分解产生O₂；

猜想Ⅱ：CuO₂作为催化剂加快H₂O₂分解产生O₂；

猜想Ⅲ：　   　（填化学式）作为催化剂加快H₂O₂分解产生O₂。

【验证猜想】

①某同学立即否定猜想Ⅰ、Ⅱ，理由是 　                            　。

②简述验证猜想Ⅲ正确的实验方案 　                               　。

【反思拓展】

黄褐色沉淀遇到过氧化氢迅速变为黑色沉淀并产生气泡的化学方程式为 　        　。

小英设计了探究SO₂与AgNO₃溶液反应的实验。将SO₂通入质量分数为1.7%的AgNO₃溶液中，反应后过滤，得到无色溶液A和白色沉淀B。对体系中有关物质性质分析得知沉淀B可能为Ag₂SO₃、Ag₂SO₄或二者混合物。

【查阅资料】Ag₂SO₄为白色固体，微溶于水；Ag₂SO₃为白色固体，难溶于水，溶于过量的Na₂SO₃溶液。

【提出问题】白色沉淀B的成分是什么？

【猜想与假设】猜想一：仅有Ag₂SO₄

猜想二：仅有Ag₂SO₃

猜想三：　                       　

【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
取少量溶液A于试管中，滴加足量Ba（NO3）2溶液	无明显现象	猜想 　      　成立

【实验结论】SO₂与AgNO₃溶液反应生成一种酸和沉淀B，反应的化学方程式是 　            　。

【拓展延伸】

①另取溶液A，滴加足量Ba（NO₃）₂溶液，无明显现象，再加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀，原因是 　                           　。

②向盛有少量AgNO₃溶液的试管里滴入Na₂SO₃溶液至过量，实验现象是 　                      　。

加热碳酸氢铵时闻到了刺激性气味，引起了同学们对氨气的兴趣，决定对其进行探究。

（一）探究性质与变化

【实验方案】如图所示

【实验现象】

（1）实验一中的现象是　　。

（2）实验二中先滴入浓氨水，一段时间后，再滴入浓盐酸。滴入浓盐酸后观察到的现象是：①集气瓶中从下至上出现白烟，②　　（写一点）。

【实验结论】

（3）微观上，说明微粒具有的性质是　　。宏观上，从物质的性质或变化的角度分析，你得出的结论是　　（写一点）。

【反思与评价】

（4）实验二避免了实验一的不足，改进后的优点有　　（写一点）。

（二）验证氨气中氮、氢两种元素的质量比

【查阅资料】

（5）氨气在加热条件下能与氧化铜反应：2NH₃+3CuO3X+N₂+3H₂O，X的化学式是　　。

【设计方案】如图所示：（假定氮气被完全吸收）

【数据处理与误差分析】

充分反应后，测得A、B、C三个装置在反应前后的质量变化如下表所示

装置	A	B	C
数据	减少了4.8g	增加了6.0g	增加了2.8g

（6）甲同学利用A、B、C三组装置所提供的数据，乙同学利用B、C两组装置所提供的数据，计算出的氮、氢元素的质量比都与理论值明显不符，分析产生误差的原因是　　。

（7）若用A、C两组装置所提供的数据计算，与理论值是否相符？写出简单的计算过程证明你的结论　　。

（三）探究用途与制法

（8）在一定条件下，可用氮气和氢气制得氨气。工业上常用氨气生产氮肥（NH₄）₂SO₄，施肥时，要避免与之混用的是　　（填序号）。

A．硝酸钾     B．草木灰（主要成分是K₂CO₃）

C．熟石灰     D．氯化钾

（9）工业上生产的（NH₄）₂SO₄中常常混有少量KCl，检验其是否含有KCl的操作方法是　　。

附：部分碱、酸、盐的溶解性表（20℃）

阴离子/阳离子	OH^﹣	NO3^﹣	Cl^﹣	SO4^2^﹣
H^+		溶、挥	溶、挥	溶
K^+	溶	溶	溶	溶
NH4^+	溶、挥	溶	溶	溶
Ba^2+	溶	溶	溶	不
Ag^+	﹣	溶	不	微

说明：“溶”表示那种物质可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水，“挥”表示挥发性，“﹣”表示那种物质不存在或遇到水就分解了。

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，设计了下列二组实验。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是　　。

（3）在实验Ⅱ的步骤一中CO₂和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】现有下列信息：

请你和化学兴趣小组的同学一起利用以上资料信息再设计实验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　　。

某化学兴趣小组把金属钠放到硫酸铜溶液中，实验并非如想象的有红色铜析出，而是生成一种蓝色沉淀，同学们非常好奇进行实验探究．

（1）【提出问题】金属钠放到硫酸铜溶液中到底发生了怎样的化学反应？

（2）【查阅资料】钠是非常活泼的金属，能与水发生剧烈反应，并放出气体，生成的溶液显碱性

（3）【实验探究】

实验一：把一小块擦干净的金属钠放到装有少量蒸馏水的试管中，点燃生成的气体，听到“噗”的一声后燃烧起来，说明有　　气体生成

实验二：在剩余的溶液中滴加硫酸铜溶液，发现有蓝色沉淀

（4）【实验总结】实验一中发生反应的化学方程式是　　；实验二中发生反应的化学方程式是　　

（5）【实验拓展】兴趣小组又将一小块擦干净的金属钠放入盛有FeCl₃溶液的烧杯中，观察到发生了化学反应，该反应的化学方程式是　　．

许多化学反应无明显现象，氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应就是其中之一。

【提出问题】怎样证明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应？

【实验设计】同学们写出该反应的化学方程式 　               　，并根据该反应原理分别设计了图一、图二两个实验。

【实验验证】

（1）第一组同学按图一所示，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。第二小组同学认为该实验不严谨，理由是 　             　。于是同学们将该装置中氢氧化钠溶液换成 　          　，做了对比实验，证明二者发生了反应。

（2）第二组同学按图二所示，先将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到 　                          　，也证明二者发生了反应。

【拓展延伸】同学们经过反思，设计并进行了图三所示的实验，观察到瓶中产生 　           　，再次证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。

【归纳总结】通过以上实验，同学们经过讨论，认为对于无明显现象的化学反应，可以通过检验反应物减少和 　                      　两个不同的角度证明反应的发生。

【废液处理】实验结束后，同学们将上述实验中所有物质倒入同一洁净的烧杯中，得到无色澄清溶液，测得溶液的pH＜7，且含有毒的钡离子。从环保的角度考虑，需要向烧杯中加入适量的 　                  　（填一种具体物质），将废液处理达标后再排放。

化学兴趣小组的同学在探究碱的化学性质时，完成了如图1所示的两个实验。实验后，小明同学将废液倒入同一废液缸中，发现混合废液浑浊并显红色。请你完成下列问题：

（1）A实验中发生反应的现象为　　。

（2）B实验中发生反应的化学方程式是　　。

（3）【提出问题】废液中，能使酚酞溶液变红的物质可能是哪些呢？

【作出猜想】猜想一：废液中，能使酚酞溶液变红的物质可能是NaOH；

猜想二：废液中，能使酚酞试液变红的物质还可能是　　；

猜想三：废液中，能使酚酞溶液变红的物质还可能是Ca（OH）₂。

【实验验证】同学们对可能含有的碱性物质进行确定，取一定量的废液过滤，向滤液中逐滴加入稀盐酸，根据反应现象得到如图2所示的图象。

【结论】分析图象数据得出，废液中使酚酞变红的物质一定是　　，一定不是　　。

【拓展提高】为了使以上废液实现安全排放，你的做法是　　。

焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一是碳酸氢钠。某化学兴趣小组对碳酸氢钠的化学性质进行探究：

【探究实验一】碳酸氢钠溶液的酸碱性：用pH试纸测得碳酸氢钠溶液的pH约为10．由此得出的结论是碳酸氢钠溶液显　　。

【探究实验二】碳酸氢钠的热稳定性：取一定量的碳酸氢钠放在铜片上加热，如图所示。

【查阅资料】碳酸氢钠受热易分解，生成水、二氧化碳气体和一种常见的固体物质。

（1）加热一段时间后观察烧杯内壁有水珠。

（2）充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，加入适量的澄清石灰水，振荡，观察到　　。

（3）该兴趣小组的同学认为充分加热后的固体产物可能是NaOH或Na₂CO₃。

①他们猜想的依据是　　。

②请设计实验，检验反应后的固体产物是NaOH或Na₂CO₃，并完成如表。

限选试剂及仪器：稀盐酸、氯化钙溶液、澄清石灰水、酚酞溶液、蒸馏水、试管、胶头滴管。

序号	实验操作	预期现象	结论
Ⅰ	取少量加热后的固体产物放入试管A中，加入适量蒸馏水，充分振荡溶解，加入足量　氯化钙溶液　，振荡，静置	产生白色沉淀	产物含Na2CO3
Ⅱ	取Ⅰ操作后的上层清液于试管B中，滴加酚酞溶液		产物不含NaOH

兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。

【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？

【实验探究1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：

液体名称	蒸馏水	碳酸氢钠溶液	碳酸钠溶液	氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色	蓝紫色	蓝色	绿色	黄色

查阅资料：

pH	7.5～9	10～11.9	12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色	蓝色	绿色	黄色

【得出结论1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为 　　。

【实验探究2】甲同学在烧杯溶液中加入约5mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液由 　 　色变为 　 　色。向其中加入稀盐酸，该反应的化学方程式为 　　。

乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示。a点表示的意义是： 　　。

【得出结论2】从微观角度分析，该反应的实质是 　　。

【实验探究3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。

【交流与反思】b点的溶质为 　　（写化学式），将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质 　　（写化学式）

【得出结论3】通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示： 　　、 　　。

【结论与反思】探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。

增氧剂可用于给鱼池增氧，某化学兴趣小组对某种增氧剂的增氧原理进行实验探究。

【查阅资料】该增氧剂的主要成分是过碳酸钠，过碳酸钠是一种白色晶体，化学式可以表示为2Na ₂CO ₃•3H ₂O ₂。过氧化氢溶液常温较稳定，能缓慢分解，受热容易分解。

【提出问题】增氧剂真的能增氧吗？

【初次探究】取少量增氧剂于试管中，加入足量蒸馏水，观察到固体完全溶解，形成无色溶液，无气泡产生；加热，产生大量气泡。

【作出猜想】该兴趣小组结合资料和实验现象推测增氧剂溶于水后生成Na ₂CO ₃和H ₂O ₂。

【再次探究】该兴趣小组进行如表实验：

实验操作		实验现象	实验结论
（1）	另取少量增氧剂于试管中，加入足量蒸馏水，待其完全溶解，再加入 　     　，将带火星的木条伸入试管内		溶液中含有H 2O 2。该操作中H 2O 2参与反应的化学方程式为
（2）	待步骤（1）完全反应后，将所得物质过滤，取少量滤液于另一支试管中，加入	产生白色沉淀	溶液中含有Na 2CO 3

【得出结论】该增氧剂的增氧原理为 　                　。

【评价反思】该增氧剂的保存方法为 　                 　。

科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。学习小组对蓝绿色碱式碳酸铜晶体[Cu₂（OH）₂CO₃]的性质进行实验探究，并基于证据进行推理分析。

Ⅰ.探究碱式碳酸铜受热的变化

【设计实验】学习小组设计了如图装置（夹持仪器已略去），并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。

注：无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。

【实验过程】①在装置丙导管a处连接一导管，并插入水中，微热试管，观察到 　                   　，说明整套装置的气密性良好。

②按图示加入样品和试剂，加热一段时间后，试管中固体变黑，澄清石灰水变浑浊。

【实验分析】（1）装置乙中的现象是 　                  　。

（2）装置丙中发生反应的化学方程式为 　                          　。

（3）根据现象可知，碱式碳酸铜受热可分解，分解产物有CO₂、CuO、　        　。

（4）装置乙、丙位置不能互换的理由是 　                              　。

Ⅱ.探究碱式碳酸铜与酸的作用

【实验过程】取少量样品于试管中，加水，固体不溶解。继续加入足量稀硫酸，有气泡产生，得到蓝色溶液。

【实验结论】碱式碳酸铜能与硫酸发生反应，生成的盐为 　   　。

【拓展延伸】碱式盐在生活中应用广泛。碱式氯化铝[Al₂（OH）Cl₅]是一种高效净水剂。已知碱式氯化铝与盐酸发生反应生成盐和常见的溶剂，则此反应的化学方程式为：　                         　。

已知Mg能在CO ₂中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO ₂中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：

【查阅资料】

①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。

②Na ₂CO ₃溶液显碱性；CaCl ₂溶液显中性。

【实验探究一】

步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO ₂气体。

步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO ₂中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。

【问题讨论】

（1）为获得纯净的CO ₂，可利用装置B除去CO ₂中混有的 　 　；装置C中盛放的试剂是 　    　。

（2）步骤2中生成的黑色固体成分是 　 　。

【初步结论】Na能在CO ₂中燃烧。

【提出问题】白色物质是什么？

【猜想与假设】猜想一：氧化钠；

猜想二：碳酸钠；

猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；

猜想四：氢氧化钠。

（3）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是 　                                　。

【实验探究二】对白色物质是什么进行实验探究，方案设计如下：

方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水。振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。

方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出。

结论：白色物质中一定有 　    　。

方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。

【反思与评价】

（4）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是 　                 　。

（5）请将方案2结论补充完整： 　           。（填化学式）

（6）方案3中加入过量CaCl ₂溶液的目的是 　           　。写出此反应的化学方程式 　                    　。

【实验结论】

（7）综上所述，你认为猜想 　 　成立。

（8）请写出Na在CO ₂中燃烧的化学方程式 　                      　。

某化学兴趣小组学习了金属、酸、碱、盐的知识后，对金属钠的性质开展了探究活动。

研究主题：钠与水反应、钠在空气中燃烧及其产物的性质研究。

相关信息：

①钠贮存在煤油中

②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂

③2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑

④BaCl₂溶液pH＝7

（1）实验一：在盛有水的烧杯中滴入几滴酚酞试液，把一块绿豆大小的金属钠（用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去表面的外皮）投入烧杯中。观察到钠浮在水面上，熔化成闪亮的小球且在水面上迅速游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液呈红色。

①从实验现象可知，钠的物理性质有：A.固体；B.硬度小；C.密度比水小；D.　    　。

②烧杯中的溶质除酚酞外还含有　   　（填化学式）。

③取少量烧杯中的溶液于试管中，然后向试管中滴加某溶液至红色恰好消失（无其它现象），所得溶液中溶质不能与其它物质发生复分解反应，则滴加的是　   　（填化学式）溶液。

（2）实验二：另取一小块钠（如实验一处理）放在石棉网上灼烧，金属钠燃烧并产生黄色火焰，最后生成淡黄色固体Na₂O₂。将淡黄色固体露置于空气中，一段时间后变为白色粉末。同学们经过讨论，认为该白色粉末可能是：Ⅰ.NaOH；Ⅱ.Na₂CO₃；Ⅲ.　       　。

为确定该白色粉末的成分，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量白色粉末于试管中，加水溶解，滴加过量的 　   　溶液		综合实验现象判断，此白色粉末是Na2CO3
②静止后，向上层清液中滴加少量　   　溶液	无明显现象

金属、酸、碱、盐在工农业生产中应用广泛，某化学兴趣小组进行相关实验。

（1）探究不同条件下金属铜与硫酸反应的情况如下：

组别	①	②	③	④
H 2SO 4质量分数	20%	98%	20%	98%
反应条件	常温	常温	加热	加热
反应现象	无现象	无现象	无现象	溶液变蓝，有气泡产生

如表④发生反应方程式为：Cu+2H ₂SO ₄（浓） CuSO ₄+2H ₂O+X↑。X的化学式为 　    　；硫酸铜溶液中的阴离子是 　    　（写离子符号），从上述对比实验中，你对铜与硫酸反应有什么新的认识 　                                     　。

（2）实验室欲配制40g质量分数为5%的Na ₂CO ₃溶液，应选择 　    　（10mL、50mL、100mL）的量筒来量取水的体积。

（3）现有下列BaCl ₂、K ₂CO ₃、NaOH三种溶液，请你选择一种常见试剂鉴别这三种溶液，写出相关化学方程式 　                　、 　                        　。

某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：

①将有底的空纸筒盖上硬纸板，在电子秤上称得质量为5.39克；

②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体，盖上硬纸板，分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙，观察并记录读数变化；

③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。

回答下列问题：

（1）检验二氧化碳收集满的操作是 　                      　。

（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是 　                       　。

（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气，请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。（纸筒收集满氢气后的质量为5.30克）