初中化学基本的实验技能探究题

(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)。

）以下是我们熟悉的实验室制取气体的发生装置、收集装置以及净化装置（装置⑦中碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物）。请根据装置图回答下列问题：

（1）甲同学在实验室用大理石与稀盐酸反应制取干燥的CO₂，应选用的装置组合是      。
某学生在上述装置的基础上进行改进，又设计了下图所示的四套装置来制取CO₂，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为       。

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，过氧化氢溶液应从装置②中的
          （填仪器名称）加入，二氧化锰起     作用。反应的化学方程式为                    。
（3）加热固体碳酸氢钠或固体碳酸氢铵都能产生CO₂，其方程式分别是：

某同学选用加热碳酸氢钠的办法制取少量的CO₂，他不选用碳酸氢铵的理由是      。

某小组同学利用如图所示装置探究铁生锈的条件，其中C、D的分液漏斗中为足量且浓度和体积均相同的稀盐酸。

（1）步骤一：关闭K₂和K₃，打开K₁，A中反应的化学方程式是    ，B中所盛放的试剂是    。对比铁丝表面的变化，能够说明铁生锈与水有关的是装置    和    （填C、D或E，下同），能够说明铁生锈的快慢与氧气浓度有关的是装置    和    。
（2）步骤二：关闭K₁，打开K₂和K₃，将装置C、D中分液漏斗内的稀盐酸同时全部注入广口瓶中，两个广口瓶中现象的不同点是：①    ；②    ，由此也可以判断铁丝生锈情况。C中反应的化学方程式是     。
（3）温度会影响铁生锈的快慢，请设计实验加以证明：     。

某化学兴趣小组利用下列装置进行气体的实验室制法和有关性质的研究。

⑴写出下列编号仪器的名称：①_______________②______________。
⑵甲同学要用ＫMnO₄固体来制取Ｏ_２，应选用上图中的_________装置（填编号），该反应的化学方程式是_________________________________。
当Ｏ_２收集满并取出集气瓶后，停止实验的正确操作步骤是___________________________。
⑶乙同学用浓盐酸和大理石在Ｂ装置中反应，制取CO_２并检验其有关性质，观察到烧杯中紫色石蕊试液变红。对这一变化的合理解释是___________（填序号）。
A．产生的CO_２直接使石蕊试液变红 B．挥发出的氯化氢溶于水使石蕊试液变红
C．产生的CO_２与水反应生成H_２CO_３使石蕊试液变红
⑷丙同学用C装置制取了一瓶无色、无味的气体（纯净物），你推测该气体可能是___________，反应方程式是：                                           。

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：

根据下图所示实验装置回答问题：

（1）小明同学选择A装置准备用高锰酸钾为原料制取一瓶氧气，写出该方法制取氧气的
化学反应方程式                                         (2分)。   
（2）小华同学想用过氧化氢溶液和二氧化锰为原料代替高锰酸钾制取一瓶比较干燥的氧气，她选择的装置组合是            （填图1中字母）。         
（3）当过氧化氢接触到二氧化锰后，反应便立即开始，不能人为控制其速率和生成氧气的量．如果你稍改变所选择的装置，便可控制其反应速率，请从图2的仪器中选择一种仪器更换小华同学选择的装置中一种仪器，以达到控制反应速率的目的，你选择的仪器是         （填图2中序号），它更换原装置中的               （填名称）。改装后的装置可以制取乙炔（C2H2）气体；乙炔是用CaC2固体和水反应制取．请完成制取乙炔的化学方程式 CaC₂  + 2             =            +C₂H₂↑．
（4）若实验室对你开放，选用B和D装置还可制取          气体（不与上述所制气体重复，下同），你还需向实验老师领取的药品有                            （写名称）；选用B和E装置还可制取                    气体；F装置可用来测量生成的这种气体的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是                              .

氨对工业及国防具有重要意义，化学小组的同学设计了如下图所示的装置用于制取少量氨气。

完成以下实验操作中的相关问题：
（1）检查装置气密性
（2）关闭a、c，打开b，从长颈漏斗加入稀盐酸，A中发生反应的化学方程式为       。在F的出口处收集氢气并验纯。
（3）关闭c，在盛满空气的多孔玻璃钟罩内用激光点燃足量的白磷。反应的化学方程式为         。其目的是                                          。
（4）待多孔玻璃钟罩冷却到室温，打开a，观察到的现象是       。
（5）点燃酒精灯加热玻璃管E，并打开C。氢气和氮气在铁触媒的催化作用下生成氨气，反应的化学方程式为       。 实验过程中D装置的作用是         。

某校化学研究性学习小组共同探究制取气体的原理、方法及性质的有关实验。
1）甲同学将所学气体制取的知识整理如下，请你帮助他完成相关内容。

① 写出图中有标号仪器的名称：a                   ；b                   。
② 甲同学若选用高锰酸钾制取氧气，他应选择的发生装置是           （填序号，下同），如果他想得到较纯净的氧气，应选择的收集装置是          。
③ 甲同学若选用B装置来制取氧气，其反应的化学方程式为                  。
④ 实验室可用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物的方法制取氨气。则实验室制取氨气应选择的发生装置是           。
2）乙同学设计的实验装置(如右下图所示)，既可用于制取气体，又可用于探究物质的性质。

① 当打开K₁、关闭K₂时,利用I、Ⅱ装置可进行的实验是            （填序号）。
a．大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
b．锌与稀硫酸反应制取氢气
② 当打开K₂、关闭K₁时，利用I、Ⅲ装置可以检验生成的二氧化碳，反应的化学方程式为                                   。

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                   ．

某研究性学习小组设计了测定纯碱（Na₂CO₃）样品（只含NaCl杂质）中Na₂CO₃质量分数的实验方案．请回答下列问题：
小资料：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
（1）气体法。        
【原理思路】利用Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测量丙装置实验前后的质量得出CO₂质量，从而计算碳酸钠的质量分数。（不考虑原装置内空气的影响）
【实验分析】小科同学根据以上思路，设计了如图1的实验装置。

图1
①实验装置乙中盛放的试剂为　            　，
其作用是                                   ；
装置丁中碱石灰的作用是　       。（填字母）
A．吸收Na₂CO₃与稀硫酸反应产生CO₂ 
B．防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C．干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快，会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数　    　（填写“偏高”“偏低”或“不变”）．
③小明同学认为小科的方案存在问题，即使操作规范下也会造成结果偏低，你
认为他的理由是                               ，应该将装置甲中双孔橡
胶塞换成三孔橡胶塞，并增加图2装置，实验结束后缓缓通入一段时间空气，
目的是                   ，其中NaOH溶液的作用是                  。

图2
（2）沉淀法．
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀，通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数。
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11．0g放入烧杯中，加水使其完全溶解；
②加入过量的CaCl₂溶液充分反应。证明CaCl₂过量（即Na₂CO₃已完全反应）的方法是: 静置，向上层清液中滴加           溶液，如果没有白色沉淀生成，证明CaCl₂过量；
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10．0g，操作X的名称是       ，如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数          （填写“偏高”“偏低”或“不变”）。  
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为　       。（写出计算过程，结果保留至0．1%，共3分）

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 　            　。

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%)。

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            。

（7 分）由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析研究，测定样品中元素的质量比，设计了如图所示的实验装置。

（小资料：该种塑料袋只含碳、氢两种元素，燃烧产物为二氧化碳和水。图中碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳与水蒸气）
（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是                  。
（2）装置 A 中所发生的反应化学方程式为                                       。装置中 MnO2 粉末的作用是                  。
（3）由于发生装置  A 制取的氧气中混有水蒸气，为不影响测定结果，装置B中盛放的试剂应该是_____________（写名称）。
（4）判断塑料袋试样中含有碳元素的依据是____________________________________。
（5）根据实验前后装置的质量变化测算出仪器D质量增重5．4g，仪器 E 质量增重 8．8g，则该塑料袋试样中碳元素与氢元素的质量比为______________。
（6）若实验过程中由于过氧化氢的量不足，塑料袋试样燃烧不充分，则该塑料试样中碳 元素与氢元素的质量比的测算结果              （填“一定偏大”、“一定偏小”、“基本一致”之一）。