初中化学基本的实验技能探究题

北塘化学兴趣小组同学对实验室制备氧气的若干问题进行如下实验探究。
（一）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，A小组设计了以下对比实验：
a．将12．25g KClO₃与5．0g MnO₂均匀混合加热
b．将12．25g KClO₃与5．0g CuO均匀混合加热
（1）在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢。通常采用的方法有：
①测相同时间内产生O₂的体积；②测                        。
（2）试计算：12．25g KClO₃中所含氧元素质量与多少克过氧化氢中所含氧元素的质量相等？（请写出计算过程）。
（二）为探究影响双氧水分解速度的某种因素，B小组记录了如下实验数据：

	双氧水的质量	双氧水的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生O2的体积
I	50．0g	1%	0．1g	9mL
II	50．0g	2%	0．1g	16mL
III	50．0g	4%	0．1g	31mL

【数据处理及结论】
（3）本实验中，测量O₂体积的装置是           （选填下图1中的装置编号）。
（4）实验结论：在相同条件下，                 ，双氧水分解速率越快。
（5）C小组用如图2装置进行实验，通过比较                 也能达到实验目的。

（三）D小组在加热二氧化锰样品时，发现有气泡产生（如图3），于是他们对这个异常现象进行了探究。
     
（6）对气体成分的探究：加热二氧化锰样品，用燃着的木条靠近试管口，木条熄灭。将气体通入澄清的石灰水，发现石灰水变浑浊，产生的气体是            。
（7）对气体来源的探究：
【假设1】甲同学认为：该气体来自于试管中的空气，请你设计实验证明该假设是否成立。

实验步骤及现象	结论
按图3装置，加热空的试管，另一端的澄清石灰水没有变浑浊	假设           （填“成立”或“不成立”）。

【假设2】乙同学认为：二氧化锰样品中可能混有炭粉，炭粉发生反应生成了该气体。他通过查阅资料得知：氢氧化钠溶液会与该气体反应，从而可吸收该气体。于是他设计了如图4所示的装置进行实验，其中B装置的作用是检验A中的反应是否完全，则B中的试剂是            ，实验中观察到D处澄清石灰水变浑浊。他又用氮气代替空气（氮气不参与该实验中的任何反应），重复上述实验，发现D处澄清的石灰水也变浑浊。

【结论】通过乙同学的实验证明，二氧化锰中混有炭粉，炭粉与           反应产生了这种气体。

某研究性学习小组，选择“过氧化氢（H₂0₂）生成氧气(0₂)的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程。
【假设】过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂的种类有关。
【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的过氧化氢（H₂0₂）溶液中分别加入相同质量的二氧化锰（MnO₂）和红砖粉，测量各生成一瓶（相同体积）氧气所需的时间。

【进行实验】上图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器的名称是__________ ，此实验中B处宜采用的气体收集方法是_______________。
【实验记录】

实验编号	1	2
反应物	6%过氧化氢（H202）	6%过氧化氢（H202）
催化剂	1g 二氧化锰
时间	35s	152s

【结论】该探究过程得出的结论是__________________________
【反思】过氧化氢在常温下分解缓慢，加入二氧化锰或红砖粉后反应明显加快，若要证明二氧化锰（MnO₂）和红砖粉是该反应的催化剂，还需增加实验来验证它们在化学反应前后的 ________ 和 ________ 是否改变。

如图是实验室制取气体的一些装置，据图回答有关问题。（友情提示：以下
所选装置均填装置标号）

（1）写出序号为①②③的仪器名称：①           ；②            ；③               。
（2）写出你知道的化学实验中可选用装置C制取气体的文字表达式               ；
①该装置中试管口要略向下倾斜目的是                             ；
②收集所得气体可选用的一种装置是                 。
③如何检验收集的气体是氧气？                                                   。
④若收集一瓶氧气，供硫粉在氧气中燃烧的实验使用，最好选用气体的收集装置中的                ，
理由是：                                      
⑤若用A装置和B装置制氧气，最好选择A装置理由：                        
（3）某学校化学兴趣小组在研究“带火星木条复燃与氧气体积分数的关系”的课题中，采取了以下实验步骤：
①取5只250mL集气瓶，分别装入25mL、50mL、75mL、100mL、125mL的水，并用毛玻璃片盖住，依次编号为1、2、3、4、5；
②用分解过氧化氢（H₂O₂）的方法制取氧气，用制取的氧气通过排水法将上述1～5号瓶中的水排去；
③将带火星的木条依次插入1～5号瓶中，把观察到现象和计算数据，填入下表。

集气瓶标号	1	2	3	4	5
集气瓶中氧气的体积分数	28．9％	36．8％	44．7％	52．6％	60．5％
带火星木条的状况	微亮	亮	很亮	复燃	复燃

试回答下列问题：
①实验室中采用分解过氧化氢（H₂O₂）的方法制取氧气，可采用的发生装置是（填标号）           ，理由是                          。其反应的文字表达式是                       ，该反应所属的基本反应类型是                    。
②根据以上实验事实，下列说法中正确的是          （填写相应的标号）。
A．只有在纯氧中才能使带火星的木条复燃
B．集气瓶中氧气的体积分数≥52．6％时，带火星的木条就能复燃
C．只要有氧气存在就可使带火星的木条复燃
③上述实验表明：物质燃烧的程度与氧气的浓度有关，氧气浓度越大，燃烧越剧烈。请你再举一例，将实验内容和实验现象填写在下表中：

实验内容	实验现象	实验结论
		氧气浓度越大，燃烧越剧烈

 
（4）实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体，该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为上图中最适合制取乙炔气体的发生装置是               ；如果用图所示装置收集乙炔，气体应从             （填“a”或“b”）端管口通入。

为比较相同浓度的FeCl₃溶液和CuSO₄溶液对H₂O₂分解的催化效果，某研究小组进行了如下探究：


（1）请写出H₂O₂分解的符号表达式                   
【定性研究】
（2）如图甲，可通过观察                  来定性比较两者的催化效果。
【定量研究】
（3）如图乙，实验前检查该装置气密性的方法是                      要定量比较两者的催化效果，可测量生成等体积气体所需的__________________为测定生成氧气的体积，若无注射器可选用丙图装置中的_____________（填编号）代替。

结合下列实验装置图回答问题：

（1）写出标号仪器的名称：①      。
（2）实验室用高锰酸钾作为原料制取氧气，发生装置应选用    （填序号），发生反应的符号表达式为         ；装置中有一处需进行改进，所作改进是             。
（3）若用B装置来制取氧气，发生反应的符号表达式为             ；若装置B中反应太剧烈，为使反应变缓，可采用的措施是将B装置中的仪器①换成另一种仪器，则它的名称是           。
（4）已知氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，则制取氨气的发生装置应选用    装置（填序号），若使用装置H收集氨气，则气体应从      （填“e”或“f”）管口通入。
（5）实验室采用块状石灰石和稀盐酸在常温时制取二氧化碳，则发生装置应选择      ，若用F装置（装满水）来收集并测定所收集到的二氧化碳的体积，则气体应从      （填“b”或“c”）管口通入，将水排入G装置，结果发现所测体积偏小，原因是         ，请提出改进措施     。

某实验小组同学想利用如图所示装置制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳（所用装置气密性良好）．

【查阅资料】a、二氧化碳在饱和NaHCO₃溶液中溶解度很小；
b、CaCl₂溶液呈中性．
（1）装置B的作用是                           ．
（2）实验中观察到A中持续有大量的气泡产生，但较长时间后，经验证D中二氧化碳仍然没有收集满，原因是                              ．
（3）针对上述现象，同学们改进并成功完成了实验，在处理废液时，小新同学想将锥形瓶中的废液直接倒入下水道，但小帆同学认为这种做法不正确，应该先对废液中溶质的成分进行探究．
【猜想与假设】猜想1：溶质为CaCl₂；猜想2：溶质为CaCl₂和HCl．
【实验与验证】

操作	现象	结论
取少量废液于试管中，向其中加入		猜想2正确

【反思与应用】为避免污染，向废液中加入过量的        （填化学式），反应完全后过滤，就可得到只含CaCl₂一种溶质的溶液．

实验室利用如图装置进行组合，制取并收集氧气。

（1）写出标注仪器的名称：a，b

（2）若选择①与⑤组合制取并收集氧气，反应的化学方程式是，实验结束时，应先，再停止加热．
（3）制取并收集干燥的氧气，下列组合可行的是（填选项，可多选）．

A．

①③④

B．

②③④

C．

①③⑤

D．

②③⑤

（4）选择装置②制氧气，分液漏斗盛装的药品是 过氧化氢溶液．

某化学兴趣小组的同学对实验室制取二氧化碳及相关性质进行一系列的探究活动。
（1）气体制取
按如图1所示的制取装置进行实验。

①写出有标号仪器的名称：a,b。
②实验室制取二氧化碳的反应化学方程式是。
③实验室收集二氧化碳的方法是，原因是。
（2）实验研究
【提出问题】实验室制取二氧化碳时能否采用排水法收集？
【设计实验】
实验一：向一个充满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶。可观察到塑料瓶，说明二氧化碳能溶于水。
实验二：先用集气瓶装满一瓶蒸馏水（pH=7．0），然后按如图2所示组装组装并进行实验，再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH。

①装置B中碳酸氢钠溶液的作用是。
②测得烧杯中液体的pH<7．0，说明溶液呈酸性，原因是。
【实验结论】实验室制取二氧化碳不宜采用排水法收集。
【拓展延伸】某同学先对图2装置做了以下改进：将装置C中的部分蒸馏水换成植物油，将烧杯换成量筒（如图3所示），然后利用改进后的装置测定收集到二氧化碳的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：

①，②。（合理即可）

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）

如下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学欲利用其进行下列各探究实验。

（1）以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为（从左至右填写仪器序号字母）（提示：挥发出的少量 $HCl$气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）。
②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为③若将二氧化碳气体通入酚酞试液中，试液显色。
（2）用一氧化碳气体（含少量水蒸气）测定某铁的氧化物（ $F{e}_x{O}_y$）的元素组成比例，并验证反应中气体生成物的性质。所选仪器按A1 -----B-----C----- A2顺序连接（A1、A2为浓硫酸洗气瓶），并检验装置的气密性，所设计的实验装置中气体流向是从左向右。
①反应前大玻璃管中加入铁的粉末状氧化物( $F{e}_x{O}_y$)试样的质量为ag，实验结束后，继续通入一氧化碳气体，直至大玻璃管冷却。这时测量到E处大玻璃管中粉末状固体的质量减少了bg，试推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比值：x/y=．（用含a和b的代数式表示）。（设所发生的反应均完全进行）
②将少量二氧化碳通入大量澄清石灰水中，出现白色浑浊，且溶液质量减小。试解释溶液质量减小的原因:．
③对于该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是

氯气(Cl₂)是黄绿色气体、有毒、溶于水；溶于水的氯气部分以Cl₂分子存在于溶液中，部分与水发生如下反应：Cl₂＋H₂O＝HCl＋HClO。请回答：

（1）实验室若利用反应“2KMnO₄＋   HCl(浓)＝5Cl₂↑＋2MnCl₂＋2KCl＋8H₂O”来制取氯水，则其发生装置应采用图1中的      （填字母），图1C中的仪器X的名称是     。假定发生装置中空气已排净，则从其中出来的气体中除氯气外还有(写化学式)     和      。
（2）某同学欲探究氯水的成份，利用图2装置制备少量氯水。其中甲的作用为               ，氯水在装置        获得(用甲、乙、丙填空，下同) ，多余无用的装置为         。
（3）新制氯水是浅黄绿色溶液，其中溶质有HCl、      和       。

4月23日同学们进行了物理化学实验考查。化学实验有“实验室制取二氧化碳气体、收集和验满”和“配制50g6％的NaCl溶液”两实验供抽选。
【检查药品与仪器】小文同学抽到了“二氧化碳的制取、收集和验满”实验。下图是实验桌上摆放好的该实验所需的用品。实验前小文发现其中缺少了一种实验仪器和一种药品，请你写出所缺仪器的名称______；所缺药品是__________；写出该实验反应的化学方程式_________________．

【实验操作】下图是小文实验时的主要步骤，这些步骤的正确顺序是__________（填字母标号），其中操作有误的是__________（填字母标号）。

【反思】氨气极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700体积的氨气，溶解时氨气与水反应生成一水合氨，溶液显碱性。氨气的密度比空气小。实验室制氨气的反应如下：2NH₄Cl（固体）+Ca（OH）2（固体）2NH₃↑+CaCl₂+2H₂O。能否用实验室制取二氧化碳的发生装置制氨气?______（填“能”或者“否”），实验室氨气的收集方法是_________。

下列实验装置是初中化学实验室常用装置。根据你的实验操作体会和认识，回答下列问题：

（1）选择B与       组合成装置可制取干燥的氧气。
（2）选B作制取气体的发生装置，应满足的条件是                。
（3）选A制取气体应满足的条件是                               。
（4）若用F装置收集二氧化碳，从发生装置产生的二氧化碳应从F的___   _（填“左”或“右”）端通入，用来检验二氧化碳是否集滿的操作是              。