初中化学基本的实验技能探究题

实验室常利用下列装置制取并探究气体的有关性质，请你根据所学知识回答下列问题：

（1）仪器甲的名称是 　          　；

（2）氧气与世间万物如影随形，动植物呼吸、燃料燃烧、钢铁冶炼等都需要氧气，实验室利用B装置制取氧气时所发生反应的化学方程式为 　               　，若要收集一瓶干燥的氧气，装置接口连接顺序为b→　 　→　 　→　 　；

（3）甲烷是一种密度小于空气，难溶于水且具有可燃性的气体，实验室里也可利用上述装置通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取，则制取装置为 　   　。某同学将一定量的甲烷气体置于盛有氧气的密闭容器中点燃，反应结束后测得容器中CO和CO₂的总质量为37.6g，同时测得水的质量为36g，请根据数据写出该反应的化学方程式 　                               　。

该同学对甲烷的其它化学性质产生了兴趣：

【提出问题】甲烷除了可燃性外，还具有什么化学性质？

【查阅资料】无水硫酸铜遇水变成蓝色

【作出假设】甲烷具有还原性

【设计并进行实验】该同学按如图装置进行实验：

【实验现象与结论】

通入甲烷加热一段时间后才观察到A装置中黑色固体变为红色，B装置中无水硫酸铜变为蓝色，C装置中氢氧化钙溶液变浑浊。根据现象写出甲烷与氧化铜发生反应的化学方程式 　                　。通过实验证明，甲烷具有还原性。

【反思与评价】

实验时，先向装置中通入一段时间的氮气，再通入甲烷加热的目的是 　            　。

化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。

（1）完成“探究某种盐的性质”实验，填写下表。

试管序号	甲	乙	丙
实验操作
实验现象	红色溶液	白色沉淀	无色气体
实验结论	该盐是 　       　（选填“NaCl”“Na2CO3”“Na2SO4”），其水溶液呈 　   　性。
实验解释	丙中发生反应的化学方程式：　            　。
实验计算	全班同学完成试管乙实验，共消耗质量分数为10.4%的BaCl2溶液50g，实验后最多收集到 　    　g白色沉淀。

（2）处理“CO₂的实验室制取与检验”实验废液。全班同学完成该实验共产生1000g含HCl废液（固体已除，大理石中杂质未参加反应），不能直接排放。

【实验方案】先测定废液中HCl的质量分数，再用熟石灰处理废液至中性。

【实验操作】

①称量 　 　g NaOH固体，溶解，配制30g 5%的NaOH溶液。

②取100mL小烧杯，倒入20g废液样品，插入pH计测定溶液的pH，向废液样品中逐滴加入5%的NaOH溶液。实验过程中溶液pH变化如图所示。

③投入 　 　g熟石灰处理剩余废液（写出计算过程）。

【实验反思】有同学提出也可以根据盐酸具有挥发性直接加热废液除去杂质HCl，并得到CaCl₂。写出你的观点及理由：　                         　。

我们学习了氧气的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法．
实验室制取气体时，确定发生装置需要常考虑的两种因素是      ．

A．反应物的状态

B．气体的密度

C．反应的条件

D．气体的溶解性

请根据下列装置图完成以下各题．

以高锰酸钾为原料制取氧气，应选用      和      装置来制取并
收集，反应的文字表达式是      ；
若用F装置收集气体，需满足的条件是      _；
A装置加热时，试管口略向下倾斜的原因是      ．
同学们想探究双氧水的浓度对反应速率的影响．在其他条件相同的情况下进行
了三次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间．

实验	30%双氧水的质量	加入的水的体积	二氧化锰质量	收集时间
1	10	40	5	200
2	20	30	5	100
3	30	20		67

取用二氧化锰的仪器是      ；

写出上述反应的文字表达式      ；
实验3中，加入的二氧化锰质量为      g；
相同条件下，实验3产生氧气的速率最快，说明反应与双氧水的      有关．

某化学小组的同学们使用下列装置探究气体的制取和性质：请回答问题：

（1）A中制取气体的化学方程式为                               ；
（2）B中，将二氧化碳气体缓缓的倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，观察到的现象是：下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭。说明二氧化碳具有             性质，这一性质在实际生活中的应用为           。
（3）小明在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，为了防止集气瓶壁炸裂，正确的操作是                  。
（4）小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。他将镁和不同含碳量的铁丝
(镁和铁直径均为0. 4mm)放入氧气中燃烧，并将现象记录在下表中。

物质	镁	含碳0.05％的铁	含碳0.2％的铁	含碳0.6％的铁
燃烧时 的现象	剧烈燃烧，发出 耀眼白光，无火星	剧烈燃烧 极少火星	剧烈燃烧 少量火星	(未填)

①你认为表中未填的实验现象是                         。
②造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是                     。

实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的文字或符号表达式：                                。
小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
【完成实验】按下表进行分析：测定分解温度(分解温度越低，催化效果越好)。

实验编号	实验药品	分解温度(℃)
①	氯酸钾	580
②	氯酸钾、二氧化锰(质量比1：1)	未测
③	氯酸钾、氧化铜(质量比l：1)	370
④	氯酸钾、氧化铁(质量比1：1)	390

【分析数据、得出结论】
（1）由实验_____________与实验④对比，证明猜想合理。
（2）已知实验所用的三种物质中，催化效果最好的是二氧化锰，则实验②的分解温度            370（填“>”、“=”或“<”）。
【反思】
（1）若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和             不变；
（2）已知氯酸钾的熔点为356℃，结合上表数据，你认为加热氯酸钾和氧化铁的混合物制氧气最适宜的装置是          （填字母）

（3）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证

小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她
设计并完成了下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	实验结论或总结
结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条	有气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是                 。 反应的化学方程式为：	二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
实验二	向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条	没有明显现象
实验三			二氧化锰能加快过氧化氢的分解

(1)请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
(2)在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”所起的作用是               。
(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：                   ；
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作、现象和结论是：

某Fe₃O₄样品中可能含有的杂质是Fe₂O₃和FeO其中的一种。为探究杂质的情况设计如下方案：
【实验设计】同学们称取了23.28 g该Fe₃O₄样品用图①进行了下列实验：

【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙、丙三个讨论小组。
甲组；（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe₃O₄样品中的杂质。B中的最佳试剂是______（填序号）。
①澄清石灰水    ②氢氧化钠浓溶液   ③稀盐酸    ④水
（2）上述实验过程中，CO的作用有_______           （填序号）。
①CO气体作为反应物
②实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸
③停止加热后，防止A中生成物被氧化
④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中
⑤对B中反应物起到一定的搅拌作用，便于CO₂与反应液充分接触而反应
乙组：
（3）乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是_______                    ；改进为在B装置后接一盛有_______（填试剂名称）的广口瓶的吸水装置，将B装置和该装置“捆绑”称量，从而减小误差。
丙组：
（4）丙组同学将B装置中液体改换为Ba(OH)₂溶液，通过测量生成的_______（填化学式）沉淀的质量来计算求解。为了获得沉淀，该组同学需要进行的操作有过滤→_______→________→称量。
【查阅资料】
Fe₂O₃和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe₃O₄，再生成FeO(黑色)，最后生成Fe；利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（见图②）。

（5）写出BC段发生反应的化学方程式：______________                    。
（6）确定该Fe₃O₄样品中含有的杂质是_______，其中含Fe₃O₄的质量是_______g（不需要写出过程）（已知Fe₃O₄、FeO、Fe₂O₃中铁元素的质量分数分别为72.4%、77.8%、70.0%)。

某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验（操作规范）。装置A中发生反应的化学方程式为       ①      ，洗气瓶B中浓硫酸的作用为        ②        

【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为   ①  ，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为      ②     。
【分析交流1】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是________________。
（假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO₂忽略不计）。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu₂O生成，Cu₂O也能被还原成Cu；
②Cu₂O固体是红色的，它与稀硫酸的反应为：Cu₂O+H₂SO₄＝CuSO₄+Cu+H₂O.
【得出结论】红色固体a中含有Cu₂O。
【分析交流2】红色固体a中含 有Cu₂O是否会影响水组成的测定结果          （填“影响”或“不影响”）。
【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：Cu₂O；
猜想②是：________________。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量          的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g请通过计算说明，哪个猜想成立。

某小组在学习"二氧化碳制取的研究"课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。
【查阅资料】
通常状况下， $1$体积水约能溶解 $1$体积二氧化碳，所得溶液 $PH$约为 $5.6$。
【提出问题】
二氧化碳能不能用排水法收集？
【实验设计与操作】
实验一、在通常状况下，测定二氧化碳溶液水所得溶液调查PH，判断二氧化碳在水中溶解度的体积。

（1）甲装置中反应的化学方程式是。
（2）实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是：开启弹簧夹、关闭弹簧夹，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气已排尽的方法是.
（3）关闭 $K_1$，打开 $K_2$, $K_3$。待丙装置中收集半瓶气体时，关闭活塞 $K_2$和 $K_3$，充分振荡丙装置。然后用 $pH$计测得如下数据：

物质	丁装置中溶液	丙装置中溶液
$pH$	$6.50$	$5.60$

分析可知，在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积（填"大于""小于""等于"）丙和丁装置中溶液的总体积。

（4）实验中，乙装置的作用是。若没有乙装置，则测出的溶液 $pH$会。
实验二：在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。
（5）用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图（起始时氧气的体积分数都以 $21\%$计），则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是(填"排空气"或"排水")法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是。

【结论与反思】
（6）由实验一、二分析，你认为二氧化碳（填"能"或"不能"）用排水法收集，能减少二氧化碳在水中溶解度的措施是。（写一条即可）

下图所示的实验装置我们常用：

（1）实验室制取氧气的一个化学方程式是                                     。根据该反应原理我选用制取氧气的发生装置是       （填装置字母代号，下同），收集装置是        。
（2）检查装置B气密性的方法是                                             。
（3）用这些装置还可以进行实验探究。例如：碳酸氢钠（NaHCO₃）是一种常见的盐。碳酸氢钠受热分解产生三种化合物，其中一种是碳酸钠。我猜想另外两种生成物是            ；为了证明我的猜想，我选择上述装置中的A和         进行验证。

下图为实验室中常见的气体的制备、除杂和性质实验的部分仪器，试根据题目要求，回答下列问题：

（1）请写出能用装置乙制备的一种气体的化学方程式                      。检查装置乙气密性的方法是                                                  。
（2）小明同学想研究一氧化碳的还原性，通过查阅资料知道：草酸（H₂C₂O₄）与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳，反应方程式为：H₂C₂O₄^加热CO↑+ CO₂↑+ H₂O
①用草酸制取CO，你认为应选择的发生装置是        （填“甲”、“乙”或“丙”）。
②要用干燥、纯净的一氧化碳还原氧化铁并测定气体生成物的性质，合理的连接顺序是：草酸加热后的气体生成物

③能证明CO气体具有还原性的实验现象是                            。
④小明还想计算12g氧化铁样品中氧化铁的质量分数，他收集了以下两组数据（假设所有能发生的反应都反应完全）：
数据一：根据参加反应的草酸的质量计算出制得了一氧化碳5.6g。
数据二：反应前后C装置中的盛有澄清石灰水的装置增重6.6g。
请选择合理的一组数据，计算出12g氧化铁样品中氧化铁的质量分数为      （最终结果精确到0.1%）。

(13分)氧气和二氧化碳是初中化学常见的两种重要物质。请你参与下列氧气和二氧化碳有关制备、转化的实验探究活动。
Ⅰ：实验室制取氧气和二氧化碳。

（1）图中仪器的名称：a            ，b            。
（2）用装置A制取氧气，发生反应的化学方程式                            。要制得较纯净的氧气，应该选择装置         收集。
（3）制取并收集一瓶二氧化碳，可选择装置         ；向装置中加入药品前的一步实验操作是          。该组合装置既可用于制取二氧化碳又可用来制取氧气，其中选用相同发生装置制取二氧化碳和氧气的原因是         。
Ⅱ：用过氧化钠反应来制取氧气，是潜水员使用的供氧装置的原理。
【查阅资料】常温常压下过氧化钠是淡黄色固体，在不需要加热的情况下能与二氧化碳反应生成氧气和另一化合物(生活中常见的盐)；过氧化钠能与水反应生成氧气和氢氧化钠。
【设计装置】为验证过氧化钠（Na₂O₂）和CO₂反应生成的气体，设计如下实验装置。

【实验操作】向装置X中通入足量CO₂气体，观察到X瓶中的淡黄色固体逐渐变为白色粉末，同时见到Y、Z装置中有气泡出现。
【实验分析】
（4）Y中的溶液是           ；Z中浓硫酸的作用是               。
（5）验证过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气的操作是                  。
（6）反应结束后，可设计一个简单实验，验证X瓶中过氧化钠是否有剩余（除用二氧化碳验证外），其实验原理是                           (用化学方程式表示)。

化学兴趣小组的同学用下图所示实验装置探究气体制取，请回答下列问题

（1）图中e、f仪器的名称：e             ，f                。
（2）用高锰酸钾制氧气，选用的发生装置A还需要改进地方是                      。
（3）用块状石灰石固体和稀盐酸溶液常温下制取二氧化碳气体时，用C装置（多孔隔板上方用来放块状固体）代替B装置的优点是                                          。
观察图C装置，气体制取处于   （填“发生”或“停止”）中，该反应方程式为               。若用D装置来收集生成的二氧化碳，气体应从         （填g或h）通入。
（4）实验室里用双氧水和二氧化锰反应制氧气，该实验       （填“能”或“不能”）选用C装置来控制反应发生或停止。

某校80周年校庆举行社团开放日，化学社的同学在老师的指导下，设计了如下实验装置进行气体制取和性质实验的探究：

（1）请写出仪器名称a        b
（2）实验室制取氧气时，可选用的发生装置是      （填写装置的字母代号，下同），实验室制取二氧化碳气体时发生的化学反应方程式为                   ，收集二氧化碳的装置是   。
（3）如图E所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的化学性质是                             。
（4）若装置A中反应剧烈，从实验安全角度考虑，不宣采取的措施有           （填序号）
① 用容积较小的锥形瓶    
② 将长颈漏斗换成针筒减慢液体的滴加速度
③ 加热反应物            
④ 降低液体反应物的浓度
（5）同学用图中A、F、G装置组合制取二氧化碳气体并验证相关性质．F装置中反应现象是          ，发生的化学反应方程式为                     ，G装置中发生的化学反应方程式为                   ．

实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。
探究一  气体发生装置的选择

（1）写出图中带标号仪器的名称：a            ；b              。
（2）实验室制取二氧化碳气体，发生和收集装置分别选用      和      （填字母），
检验集满的方法是                                           。
探究二  药品的选择
小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：

组别	药 品	实验现象
①	块状石灰石和稀盐酸	产生气泡速率适中
②	块状石灰石和稀硫酸	产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③	粉末状石灰石和稀盐酸	产生气泡速率很快

对照实验①③，是探究                    对产生二氧化碳速率的影响；
对照实验     ，是探究不同的酸对产生二氧化碳速率的影响；
小明选择第①组药品来制取二氧化碳，该组反应的化学方程式为；
探究三  生成二氧化碳量的测定
实验室常通过下列两种途径测量生成二氧化碳的量

途径一（如图1）：由图可知产生二氧化碳的质量为       g。
途径二（如图2）：通过排水法测得生成二氧化碳的体积。
由上两种途径比较，你认为哪种途径实验结果更为准确，理由是            。