初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

（本题共9分）碱式碳酸铜又称铜绿，是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质。某化学兴趣小组同学发现Cu₂(OH)₂CO₃受热分解后除生成CO₂和 H₂O外，试管中还有一些黑色粉末状固体。请结合所学知识，回答下列问题：
（1）若要证明有CO₂和H₂O生成，应选择下图的装置是     （填字母序号）；理由是             。

（2）探究黑色粉末的成分。
【猜想与假设】
该黑色粉末可能是①碳粉、②氧化铜、③       ；
小明同学经过认真分析，认为上述猜想       一定不正确（填序号）；其理由是        ；
【查阅资料】
a．碳粉与氧化铜均为不溶于水的黑色粉末；
b．氧化铜能与稀盐酸反应形成蓝色溶液；
c．碳粉既不与稀盐酸反应也不溶解在稀盐酸中。
【实验验证】
请你帮小组同学完成下述实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论
		猜想②正确

（3）铜绿[Cu₂ (OH)₂CO₃]受热分解的化学反应方程式：              。

（1）目前世界上一半以上的铜用于电力和电信工业，是因为铜具有      （填字母）

A．导热性

B．延展性

C．导电性

D．金属光泽

（2）我国第四套人民币的硬币从1999年开始发行，一元为钢芯镀镍（Ni）,五角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。在选择铸造硬币的材料时需要考虑的因素是有      （填一条即可）。
①镍能与盐酸或稀硫酸反应，生成可溶于水的正二价镍的化合物，并放出氢气。其反应没有铁与酸反应剧烈。镍与盐酸反应的化学方程式为           ．
②用镍片、硫酸亚铁溶液和         溶液做实验也能判断Ni 、Fe、Cu的金属活动性顺序。三种金属的活动性顺序为                    。
（3）若将一定质量的Zn放入CuCl₂和MgCl₂的混合溶液中，充分反应后过滤，所得滤液中一定含有的溶质是     。
（4）活动课上小明将一枚五角币放在酒精灯火焰上加热片刻，发现表面变黑。
【假设与预测】假设I．五角币加热变黑，是因为酒精灯内焰的黑烟附着在五角币的镀铜上；
假设II．五角币加热变黑，是因为五角币上的镀铜与______发生了化学反应。
【实验与事实】
实验一：用洁净的干布擦一擦五角币上的黑色物质，黑色物质不易被擦去；再另  取一枚五角币放在石棉网上，用酒精灯加热片刻，五角币也变黑。
实验二：取一块铜片放入小试管中并塞上橡皮塞，然后用酒精灯加热直至试管中铜      片变黑；再将铜片反转到另一面，加热片刻，铜片不再变黑。
【解释与结论】上述实验一和实验二证实，假设 __  ___   不成立。
【表达与交流】铜片在空气中加热，发生的化学反应方程式为___  ___   。

小明同学对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】
a.可能与硫酸的质量分数有关；
b.可能与锌的形状有关。
【查阅资料】
锌的化学性质比较活泼，在常温下的空气中，表面生成一层“保护膜”，可阻止进一步氧化。该“保护膜”可以和酸反应，但不产生氢气。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

实验编号	硫酸的质量分数（均取20mL）	锌的形状（均取1g）	氢气的体积(mL)（均收集3分钟）
①	20%	锌粒	31.7
②	20%	锌片	50.9
③	20%	锌粒	61.7
④	30%	锌片	79.9

（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式______________________________。
（2）小兵用图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是_______________________，氢气应从________（填e或f或g）管通入；

【收集证据】
（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是____________；
【得出结论】
（4）结论是_____________________________________________________；
【评价与反思】
（5）下表是小兵第①组实验的详细数据。

时段（均为1分钟）	第1分钟	第2分钟	第3分钟	第4分钟	第5分钟	第6分钟
H2的体积	3.1mL	16.7mL	11. 9mL	9.6mL	7.6mL	6.0mL

请描述锌与硫酸反应的先慢后快最后又变慢的原因___________________________；
（6）你认为锌与硫酸反应的快慢可能还受            因素影响？
（7）取某厂生产的生铁样品6g，与100g足量的稀硫酸充分反应后，称得剩余物质的总质量为105.8g。
①生成气体的质量为       克；
②该厂生产的生铁样品中铁的质量分数是多少？（写出具体的过程，结果精确到0.1%）
③该厂生产的生铁是否合格？          （填“合格”或“不合格”）

小明同学学习了金属的化学性质后，想对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】①可能与硫酸的质量分数有关
②可能与锌的形状有关
【设计并实验】小明用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

实验编号	硫酸的质量分数 （均取20ml）	锌的形状 （均取1g）	氢气的体积（ml） (均收集3分钟)
①	20%	锌粒	31.7
②	20%	锌片	50.9
③	30%	锌粒	61.7
④	30%	锌片	79.9

（1）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式                       。
（2）小明用如图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是                   ，氢气应从      （填e或f）管通入。

【收集证据】
（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是      。
【提出问题】（4）结论是                           。

生活中常遇见铜制品生锈的情况。活动课上，同学们设计实验对铜锈进行了如下探究活动。
探究活动一：验证铜锈的组成
【查阅资料】
① 铜锈为绿色，其主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃。
② 白色的硫酸铜粉末遇水能变为蓝色。
③ 碳不与稀硫酸反应。
④ 氧化铜为黑色固体，能与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液。
【进行实验1】
同学们设计了下图所示装置并进行实验。

实验操作	实验现象	实验结论
① 按上图组装仪器，装入药品。 ② 加热铜锈，直至不再有气体产生，停止加热。	绿色固体变为黑色；硫酸铜粉末变为蓝色；烧杯中液体变浑浊。	加热铜锈生成的物质有_____；铜锈由_____元素组成；烧杯中发生反应的化学方程式为______。
③ 冷却后，向试管中固体加入适量稀硫酸，稍加热。	黑色固体溶解，溶液变为蓝色。

探究活动二：探究铜生锈的条件
【进行实验2】
同学们进行了下面的4个实验，每天观察一次现象，一段时间后，发现只有实验4中的铜丝生锈了，且与水接触的部分生锈更明显。

只有氧气才能支持燃烧吗？某学习小组对这个问题进行如下探究。
【信息给予】钠是一种银白色的金属，能与空气中的氧气与水蒸气反应。

【提出问题1】除氧气外，是否还有其他物质也能支持燃烧。
【实验一】如图，向盛有金属钠（Na）的硬质玻璃管中通入纯净、干燥的CO₂，当观察到澄清石灰水中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入CO₂，钠剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后玻璃管中有黑色颗粒和白色固体生成。
【得出结论】二氧化碳          （“能”或“不能”）支持某些物质燃烧。
【反思评价】点燃酒精灯前，要先向玻璃管中通会二氧化碳，其目的是____     _____。
【提出问题2】黑色颗粒和白色固体是什么？
【猜想与假设】黑色颗粒可能是                       （用化学式填写）。
【实验二】如图，现象：黑色颗粒逐渐减少，澄清石灰水_________  __________。
【得出结论】实验二证明：黑色颗粒的猜想是正确的。
【猜想与假设】某同学对白色固体的成分做出猜想：（Ⅰ）碳酸钠  （Ⅱ）氢氧化钠。
你认为猜想         （填序号）一定是错误的，理由是                        。
【计算】在消毒剂高铁酸钠（化学式为Na₂FeO₄）中，①铁元素的化合价为         ；
②41.5克高铁酸钠与多少克二氧化碳中所含氧元素的质量相等？（列式计算）

某校研究性学习小组用如图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%．

（1）如图中A仪器的名称是    ，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是：                                             ．
（2）如镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的    %．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中肯定有    气体．
【发现问题】氮气是怎么减少的呢？
【查阅资料】镁条在氮气中燃烧，生成氮化镁Mg₃N₂固体，镁条还可以在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁．
【假设】氮气与镁条反应而减少．
（3）通过以上探究，你会发现测定空气中氧气含量选择可燃物的时候应注意：                                         ．

一般情况下，金属越活泼，与酸反应速度越快。为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢，某研究性学习小组设计了如下实验（如图所示）：

实验步骤：
①取A、B、C三支试管，分别加入2 mL浓度相同的盐酸溶液
②分别加入足量的、大小相等的Mg、Zn、Fe立即把三个相同
的气球分别套在各试管口上。实验预测与分析：
（1）写出锌与盐酸反应的化学方程式：_________________                  ________。
（2）气球膨胀速度最快的是______________。（填试管编号）
（3）该实验表明，实验室一般用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是        _。
（4）步骤②是实验获得成功的关键，你认为在操作过程中小组成员之间应该：________

某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体。针对这一现象，他们开展了如下探究活动。请仔细阅读并完成下列探究报告。
【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的。
【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据。
空气成分之一：             ，化学性质稳定，一般不与其他物质反应。
空气成分分之二：氧气，氧气与镁反应生成的氧化镁是白色固体。
空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；再向沸水中滴入无色酚酞试液，呈现红色，如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体。
空气成分之四：氮气、二氧化碳。猜想：可能是镁与N₂或CO₂反应生成黑色固体。
【实验一】镁带与氮气的反应
获取氮气
（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气，这种方法属于          变化，但在实验室里空气不易被液化。
（2）以下是获取氮气的方法及装置（装置中使用的固体药品均过量），其中得到氮气较纯的是          。（填字母）

二、燃烧镁带，观察现象
将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛N₂的集气瓶中，配内壁附着一层淡黄色的固体。
三、实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁（Mg₃N₂）。该反应的化学符号表达式是                                        。
【实验二】将燃着的镁带伸入盛CO₂的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体。CO₂与镁发生反应，根据所学知识猜想生成的黑色固体物质是           。
【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中CO₂反应产生的。

同学们在帮助老师整理实验室时，从1、2号橱窗中发现了两瓶失去标签的黑色粉末药品，并确定了这两瓶黑色粉末是木炭粉、铁粉、氧化铜、高锰酸钾中的两种。他们继续进行了分析、试验和反思：
【查阅资料】 $CuO$、 $F{e}_2{O}_3$等金属氧化物与酸反应，生成盐和水
（1）分析：小燕同学认为一定不是高锰酸钾，原因是；
（2）实验一：

实验操作
①取一种黑色粉末少许，加入到稀硫酸中	黑色粉末溶解，溶液颜色变	此粉末是氧化铜
②取另一种黑色粉末少许，加入到稀硫酸中	黑色粉末不溶解，没看到气体产生	此粉末一定不是铁粉

（3）反思：小华同学认为不做实验①，运用逻辑推理的方法也能得出其中之一是氧化铜的结论，原因是：；
（4）实验二：他们又进行了如下实验：将两种黑色粉末混合加热（实验装置如下图），发现黑色粉末逐渐变，澄清石灰水变。写出两种黑色粉末发生反应的化学方程式。

在生活中经常曝出某品牌金饰品掺假的事件，引起学生的好奇，某化学兴趣小组在老师的帮助下，对几种常见金属饰品所含的金属进行了相关的探究活动．
【提出问题】（1）怎样鉴别真假黄金？（2）怎样确定钯的金属活动性？
【查阅资料】
（1）假黄金通常是黄铜（ $Cu-Zn$合金）  （2）钯（ $Pd$）呈银白色，有金属光泽，可用作饰品
【实验药品】钯、铂（ $Pt$）、稀盐酸、硝酸银溶液和氯化钯（ $PdC{l}_2$）溶液
【实验探究】
（1）鉴别黄金样品的真假：取黄金样品于试管中，滴加稀盐酸后，观察黄金样品表面有气泡产生，该气体是（填名称），说明此样品为（填"真"或"假"）黄金．
（2）探究钯的金属活动性：依据生活经验，同学们猜测钯的活动性可能与银和铂相近，于是他们利用上述药品进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
把钯浸入硝酸银溶液中	无明显现象	钯的活动性比银
把铂浸入氯化钯溶液中		钯的活动性比铂强

初步得出结论：钯、银、铂的金属活动性由强到弱的顺序为．
【废液处理】
（1）转化成沉淀．小组同学所有液体倒入废液缺缸中，出现白色沉淀．写出产生该现象的化学方程式：（写出一个即可）．
（2）通过科学合理的方法进一步回收金属钯．

在学习了金属的化学性质后，小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】a．可能与硫酸的质量分数有关；b．可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式______________。
（2）小兵用下图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是__________________，氢气应从_______（填e或f或g）管通入。

【收集证据】
（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的
实验编号是_______，
【得出结论】
（4）结论是________________________________________________________。
【评价与反思】
（5）锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响？设计实验验证。
______________________________________________________________________。

(10分)某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究。
（1）常见金属活动性顺序如下，填写相应的元素符号：

金属活动性由强逐渐减弱 某同学用硫酸铜溶液把"铁刀变成铜刀"，其反应的化学方程式为，该反应的基本反应类型为。
（2）兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用图甲所示的装置进行实验，对生成气体的成分进行探究。

甲
[提出问题]生成的气体中是否含有一氧化碳?
[实验与讨论]
①打开 $K$，缓缓通入干燥的氮气一段时间。
②关闭 $K$，加热至一定温度使之反应，用气囊收集气体样品。
③除去气体样品中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，下列装置中最为合理的是。

[实验求证]
将除尽二氧化碳后的气体样品干燥，仍然用图甲所示的装置进行实验， $A$中的固体应选用，B中溶液为澄清石灰水，若 $A$中黑色固体出现了红色， $B$中澄清石灰水，可说明气体样品中含有一氧化碳。
[实验反思]
炭粉还原氧化铜的实验中，若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比(填"大于"、"等于"或"小于")3∶8。

现有下列试剂：硫酸铜溶液、硝酸银溶液、硫酸铝溶液、铜片、铝片。某校九年级1班化学兴趣小组设计了下列实验方案，请你和他们一起探究银、铝、铜三种金属的活动性强弱。

实验步骤	实验现象	实验结论
把铝片打磨后，放入装有a:___ ________烧杯中，观察	铝片表面覆盖一层b:	三种金属的活动性由强到弱的顺序为： e:
把铜片打磨后，放入装有c:___________烧杯中，观察	铜片表面覆盖一层d:

写出其中一个反应的化学方程式:                                            。

冬天，小方陪妈妈去医院打点滴，发现护士往输液管上放了一个纸包（如图所示），经询问得知它可以温暖输入人体中的液体。小方对包里的东西能产生热量感到很神奇，于是，他向护士要了一只用过的纸包，带回来进行了如下探究。

探究一：包里是什么物质。
他剪开纸包，发现里面是一些黑色粉末和暗红色粉末。
【提出猜想】纸包里的物质可能是炭粉、铁粉、氧化铁、氧化亚铁中某几种物质的混合物。
【查阅资料】氧化亚铁是一种黑色粉末，不溶于水。在空气中稍受热即被迅速氧化成四氧化三铁，铁的氧化物中只有四氧化三铁能被磁铁吸引。四氧化三铁与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。
【初步结论】根据资料知识，你认为纸包中的黑色粉末除了猜想物质以外，还可能含有        。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	将磁铁靠近粉末	黑色粉末部分被吸引，暗红色粉末不被吸引
②	取少量粉末加入足量稀盐酸	有气泡产生，底部有黑色不溶物

【得出结论】⑴该粉末中一定含有         。
⑵实验②中产生气泡的化学方程式是__________________________________________。
探究二：纸包为什么会放热。
【查阅资料】铁粉在空气中会发生缓慢氧化而放出热量，转化成氧化铁。
请你写出该反应的化学方程式                                        。
你若能正确完成下面的相关内容将奖励4分。但化学试卷总分不超过60分。
在上面的实验中还不能得出纸包中一定含有四氧化三铁。请你继续完成以下实验内容：

实验步骤	实验现象	结论
		纸包中含有四氧化三铁。