初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

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。

京京在做金属与盐溶液的实验时,意外发现铝放入硫酸铜溶液后产生了无色无味气体,于是对此进行探究。
【提出猜想】①欢欢认为该气体可能是氧气②迎迎认为该气体可能是氢气③晶晶认为该气体可能是二氧化硫。欢欢认为晶晶的猜想错误，理由是                   。
【进行探究】

实验操作	实验现象	结论
①__________________________	木条不复燃	欢欢猜想不成立
②用尖嘴导管将气体导出并引燃，同时在上方放一块干冷的玻璃片		迎迎猜想成立

【反思与探究】铝为什么能与硫酸铜溶液反应产生该气体?京京思考除与水有关外，还与什么粒子有关呢？资料表明硫酸铜在水中会产生铜离子和硫酸根离子。为此京京又进行以下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
把铝丝放入20%的Na2SO4溶液	无气泡产生
	有气泡产生	产生气泡与铜离子有关

由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有           物质。

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：                                         ．

下面是一些关于铁的实验研究，试按要求填空。

（1）模拟工业炼铁(装置图如右图)：在硬质玻璃管内加入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出装置内空气后，再用酒精喷灯加热A处药品。
① 硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为：                 。
② 试管B中发生反应的化学方程式为：                  。
③ 该装置的主要缺点是                 。
（2）铁锈蚀的探究
某化学兴趣小组进行家庭化学实验“探究铁锈蚀的原因”，设计如下图所示。他们预设的实验结果是仅有图Ⅲ中的铁钉生锈。但经过一周时间的观察，他们发现三支试管中铁钉都生锈了。

老师在听取了同学汇报后，做了如下实验帮助同学分析原因：取4份等量自来水样，经过不同的方法处理后，用数字传感器测定水样中的溶解氧，并进行如上图(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的实验。
水样溶解氧数据如下：

自来水	1号水样	2号水样	3号水样	4号水样
处理方法	不处理	煮沸 密封迅速冷却	煮沸 密封自然冷却	煮沸 敞口冷却
溶解氧(mg/L)	5.37	0.52	0.66	3.44

[教师实验的现象记录(部分)]用2号水样进行的如图Ⅱ的实验中：一天后，铁钉有轻微生锈，从第二天到第七天，铁锈不再增加。
参考所给数据分析：①学生实验中：图Ⅰ中铁钉生锈的原因可能是                  ；
图Ⅱ中铁钉生锈的原因可能是                   。
②教师实验所记录的实验现象的原因可能是                     。

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。

(5分)某化学兴趣小组的学生，发现金属R不在初中学到的金属活动性顺序表中，该小组为了了解R与常见金属铝、铜的金属活动性顺序，进行如下探究活动：
【作出猜想】他们考虑到铝的活动性比铜强，对三种金属的活动性顺序作出如下猜想：
猜想一：Al>Cu>R，猜想二：       ，猜想三：R> Al>Cu，
【查阅资料】R是一种银白色的金属，在R的盐溶液中只有+2价R的盐溶液呈蓝色，常温下铝的表面会形成一层致密的氧化膜；硫酸铝、氯化铝、硝酸铝的溶液均为无色。
【实验探究】为了探究哪一种猜想成立，甲、乙、丙三位同学分别针对猜想一、猜想二、猜想三设计实验方案并展开实验探究。

猜想	主要操作	主要现象	实验结论
猜想一	打磨R丝，并将其插入到硫酸铜溶液中.	R丝表面覆盖了一层红色的物质.	猜想一   (填“成立”或“不成立”)
猜想二	打磨粗细相同的R丝、铝丝、铜丝，分别将它们插入到体积相同、溶质质量分数也相同的稀硫酸中.	①R丝表面产生气泡缓慢，溶液由无色逐渐变成蓝色. ②铝丝表面产生气泡较快. ③铜丝表面没有气泡产生.	猜想二成立.
猜想三	将打磨过的铝丝插入到 溶液中.	无明显现象.	猜想三成立

【交流反思】究竟哪种猜想成立？三位同学经讨论交流，发现丙同学在实验前没有打磨铝丝，这可能会导致实验结论错误。于是他们先打磨铝丝，再将其插入到丙同学做实验用过的溶液中，一段时间后，溶液的颜色      ；进而确认猜想三不成立，猜想二成立。
【归纳总结】探究结束后，他们总结得出：通过金属与      反应或金属与盐溶液反应可以比较金属活动性强弱。

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．

(5分) 中央电视台举办的“3．15”晚会，曝出某品牌金饰品掺假的事件，引起同学们的好奇。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（PdCl₂）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，观察到黄金样品表面有气泡产生，该气体是           ，说明此样品为                 （选填“真”或“假”）黄金。
（2）探究钯的金属活动性
依据生活经验，同学们猜想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	．	钯的活动性比银弱
把铂浸入氯化钯溶液中	无明显现象	钯的活动性比铂          ．

 
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。小组同学将所有液体倒入废液缸中，出现白色沉淀。
（2）通过科学合理的方法进一步回收金属钯。

(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。

(9分)某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种，硫酸铜溶液中可能混有硫酸。
【提出猜想】
①生成的气体可能是SO₂或O₂或H₂。
【查阅资料】
①SO₂与二氧化碳化学性质相似，如它也能使澄清石灰水变浑浊。
②浓硫酸具有强烈的吸水性，可做气体的干燥剂。
③H₂与CO均可以还原金属氧化物。
【方案设计】甲同学设计了如下实验方案，验证猜想的气体。

甲同学认为：若观察到                                   ，则气体为SO₂。
若观察到                                                ，则气体为O₂。
【实验探究】
①实验开始时，应先将收集到的气体从a处通入一段时间后，再点燃 C 处酒精灯。
这样操作的目的是                                             。
②实验过程中发现 A 装置中溶液不变浑浊， C 装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，试管壁上有水滴生成；
【实验结论】①生成的气体是          。
②铁放入该硫酸铜溶液中所发生反应的化学方程式为                。
【实验反思】
乙同学认为甲同学的实验方案操作复杂，他只需一盒火柴即可确定该气体成分。你认为乙同学的实验方案是                。

最近，国外研究人员发明了一种在锌原子周围聚合咪唑钠（C ₃H ₃N ₂Na）和苯并咪唑（C ₇H ₆N ₂）两种有机物的新型玻璃，与硅原子周围聚合各种无机物的传统玻璃相比，具有更好的透光性和延展性。

（1）硅元素与锌元素之间最根本的区别是 　　不同。

（2）新型玻璃具有更好的延展性，这属于物质的 　　（选填"物理"或"化学"）性质。

（3）请列式计算咪唑钠（C ₃H ₃N ₂Na）中碳元素的质量分数。

用久置的镁条做实验时，需要用砂纸把表面的灰黑色打磨掉，直到露出光亮的银白色。实验小组同学对镁条表面“灰黑色外衣”的成分进行如下探究。
【提出问题】镁条表面“灰黑色外衣”的成分是什么？
【猜想与假设】
Ⅰ.是镁与空气中的氧气反应生成的氧化镁。
Ⅱ.是镁与空气中的二氧化碳反应生成的黑色碳单质。
Ⅲ.根据铜锈的成分是碱式碳酸铜，推测镁条表面的“灰黑色外衣”是镁在潮湿的空气中生锈得到的碱式碳酸镁。
同学们经讨论，从颜色上否定了只含有氧化镁，因为氧化镁是_____________。
【查阅资料】
① 碱式碳酸镁的性质有：受热可分解；常温下能与稀硫酸反应。
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，但与浓硫酸在加热条件下能反应并生成CO₂、SO₂和H₂O。
同学们认为碳与浓硫酸反应生成三种产物的共同点是              （答出一点即可）。
【进行实验】
（1）同学们用久置的镁粉进行了如下实验。

实 验 装 置
实 验 现 象	①无水硫酸铜粉末逐渐由白色变为蓝色 ②澄清石灰水变浑浊
结 论	久置的镁粉中除镁元素外，还含有的元素是 久置的镁粉中含有碱式碳酸镁

（2）同学们发现，经加热一段时间后，试管中镁粉会突然“噗”地燃烧起来，出现红热，很快停止，并有黑色固体粘附在试管壁上。
①将试管取下，冷却后加入足量稀硫酸，大部分固体溶解，并有气泡出现，但黑色固体没有消失。请写出有气体生成的一个反应化学方程式__________________。
②将实验①试管中的混合物进行_________________（填操作名称），除去其中溶液，向黑色固体中加入浓硫酸，加热。黑色固体全部溶解，得澄清溶液并伴有刺激性气味的气体产生。
实验（2）说明，镁在CO₂中可以燃烧，生成了碳单质。
【实验结论】
综合上述实验现象，实验小组认为镁条表面“灰黑色外衣”中含有碳和碱式碳酸镁。
【反思与评价】
有的同学提出，实验（2）不足以证明镁条表面“灰黑色外衣”中含有碳，他的理由是_____________。

将一小块银白色的金属钠放置在空气中会发生下列变化：
钠（ $Na$）钠的氧化物氢氧化钠溶液白色固体
【提出问题】：常温下钠与氧气反应，产物有哪些？
【查阅资料】：钠的氧化物，除氧化钠（ $N{a}_{2}O$）外还有过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$），氧化钠与过氧化钠都能与水发生反应，方程式如下： $N{a}_{2}O+H_{2}O=2NaOH$； $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2\uparrow$【作出猜想】：常温下钠与氧气反应的产物．
猜想1： $N{a}_{2}O$，
猜想2： $N{a}_2{O}_2$，
猜想3：      
【实验探究一】：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水		猜想1正确

【继续探究】：钠在空气中放置一段时间得到白色固体的成分
【作出猜想】
猜想一： $N{a}_{2}C{O}_3$
猜想二： $N{a}_{2}C{O}_3$和 $NaOH$

【实验探究二】：

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量白色固体加入足量	产生白色沉淀	白色固体成分 $N{a}_{2}C{O}_3$和 $NaOH$
2．过滤、取少量滤液加入

【实验反思】
（1）类比氧化铜与盐酸的反应，写出氧化钠与盐酸反应的化学方程式                。
（2）过氧化钠也能与盐酸反应，方程式为： $2N{a}_2{O}_2+4HCl=4NaCl+2H_{2}O+X$，X的化学式为   。
（3）能与酸反应只生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物，请判断 _{$N{a}_2{O}_{2 }$}      碱性氧化物（填"是"或"不是"）。

某同学在电视寻宝节目中，看到一些铜制文物上有绿色的锈迹，并对绿色锈迹产生了探究兴趣。
【查阅资料】
①绿色锈迹是碱式碳酸铜[Cu₂(OH)₂CO₃]，受热易分解。
②无水硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝。
③碱石灰是CaO和NaOH的固体混合物，NaOH与CO₂反应生成碳酸钠固体和水。
④氧化铜与稀硫酸反应生成蓝色溶液，碳粉不与稀硫酸反应也不溶解在稀硫酸中。
【发现问题】
查阅资料后，该同学将少量碱式碳酸铜放入试管中加热，发现试管中的固体由绿色变成黑色，同时试管壁上有无色液滴生成。
为了进一步确定碱式碳酸铜受热分解的产物，进行了如下探究：
探究一：碱式碳酸铜受热分解生成的黑色固体的成分。
【猜想与假设】该黑色固体可能是①碳粉；②          ；③碳和氧化铜的混合物。
【设计方案】请帮助该同学完成下述实验报告。

实验操作与现象	实验结论
	猜想②正确

探究二：碱式碳酸铜受热分解还会生成CO₂和H₂O。
【进行实验】选择如下图所示装置进行验证。

步骤一：连接A和B，打开活塞，通入一段时间的空气。
步骤二，关闭活塞，依次连接装置A→B→   →    （填“C”、“D”）。
步骤三：点燃酒精灯，观察到明显现象后，停止加热。
【解释与结论】
①当观察到                         ，说明碱式碳酸铜受热分解生成了CO₂和 H₂O，写出C中反应的化学方程式                                      。
②Cu₂(OH)₂CO₃受热分解的化学方程式                              。
【反思与评价】
上述装置中A的作用是                                          。

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。