初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

某同学利用以下药品：长、宽和厚度均相同的锌片、铁片与铜片、稀硫酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液、锌粉，进行锌、铁、铜的金属活动性顺序探究等实验。
（1）实验前，用砂纸打磨金属片的目的是   ；
（2）根据实验目的，该同学设计了实验I、Ⅱ两种合理的方案，如图1所示：

若X、Y是两种不同的试剂，则X、Y中溶质的化学式依次为   、   ；
（3）实验后，该同学将硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液混合在一起，发现溶液呈现青色。他又用混合液分别进行以下实验：
A．向混合液中加入过量锌粉，搅拌，溶液颜色的变化为：青色变浅至   色，最终变为无色；
B．向混合液中插入锌片，待其浸没部分表面完全变色后，溶液仍为青色，取下锌片表面附着的粉末，经检验其组成为铁和铜。和老师一起分析粉末中存在铁的原因：
①反应生成了铁，写出该反应的化学方程式：   ；
②铜和锌构成原电池，电子转移过程中亚铁离子得到电子变成铁单质；
（4）如图2所示，该同学用导线将锌片和铜片连接起来，接入电流表，然后把它们一起插入硫酸铜溶液中，该实验的现象为：
①电流表指针是否发生偏转   （选填“是”或“否”）；
②铜片表面变粗。

（1）探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素。反应过程中，用前10min内收集的氢气体积比较反应的快慢。控制其他条件相同，进行下表四组实验，获得数据如下表。

实验编号	试剂	前10 min 内产生的氢气体积(mL)
不同纯度的锌	不同体积和浓度的稀硫酸
a	纯锌	30 mL 30 %	564.3
b	含杂质的锌	30 mL 30 %	634.7
c	纯锌	30 mL 20 %	449.3
d	纯锌	40 mL 30 %	602.8

①比较实验a和实验b，可以得到的结论是               。
②为了研究硫酸浓度对反应快慢的影响，需比较实验   和实验   （填编号）。
③控制其他条件相同，需控制的条件是              （例举一种条件即可）。
（2）利用锌皮和稀硫酸制取氢气，并测定锌皮中锌的质量分数
制取氢气的实验操作有：
a.收集气体；
b.向锥形瓶里装锌皮；
c.连接仪器，检查装置气密性；
d.向长颈漏斗中注入稀硫酸；
e.装配仪器。
正确的操作顺序为       。
（3）测定锌皮中锌的质量分数：已知该锌皮中含有少量杂质铁，将该锌皮放入如下图所示的盛有稀硫酸的锥形瓶中，多次实验后，取平均值所得数据如下表：

反应前	充分反应后装置及反应剩余物质质量
装置和足量的稀硫酸质量	锌皮质量
342.2g	15.8g	357.5g

 

铁盒罐头过期会出现“胖听”现象（内部产生大量气体，底和盖向外鼓胀），一般分为两类：
（1）化学性“胖听”：一般是铁皮与罐内酸性物质反应产生气体．
（2）生物性“胖听”：一般是罐内物质腐败所致．
用金属针头钉入罐头内，将气体导出进行如下实验，请填写下列实验报告：

实验内容	实验现象	化学方程式	属于何种“胖听”
（1）点燃导出气体，罩上玻璃杯	玻璃杯内壁有         出现
（2）导出气体通入澄清的石灰水中	石灰水变

 

课外小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验：他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后堆放在石棉网上，在其中插入烧红的玻璃棒，反应立即发生。拿掉玻璃棒后，反应继续剧烈进行，反应过程中有少量刺激性气味的气体x产生。反应结束后，都得到了黑色固体。老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引，而小科的却会被磁铁吸引。
（1）铁和硫的反应是(填"放热"或"吸热"）反应。
（2）气体 $x$的化学式为。
（3）对比老师的实验结果，小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。小科想验证是否有铁剩余。
老师启发小科：硫化亚铁能与稀硫酸反应，产生硫化氢气体，该气体能被氢氧化钠溶液吸收。于是，小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验，如果 $a$处有水压出，就能验证有铁剩余。

①小科依次连接各装置的导管口： $e\to b\to a$。(填" $c\to d$"或" $d\to c$"）
②老师指出设计不够合理，不能就此验正猜想。请你帮小科说出不够合理的原因：。
于是小科改进了实验设计，继续进行探究…

小红发现，金店里有两种不同的“白金”，单价相差悬殊，小红很好奇，打算进行研究。
【查阅资料】市场上所谓的“白金”通常有两种，一种是金、镍、铜、锌的合金，称为白色金；另一种是铂金，铂是一种银白色的贵重金属，用于耐腐蚀的化学仪器及首饰等，俗称“白金”，元素符号Pt。小红结合化学课上学习的金属活动性顺序，展开了下列实验活动。
(1)鉴别两种白金，她的方法可能是________________________；
(2)探究Zn、Ni(镍)、Cu的活动性顺序。
【做出假设】对三种金属的活动性顺序提出可能的假设①Zn＞Ni＞Cu；②Zn＞Cu＞Ni你觉得还有其他的可能性吗？请把它们写出来(一种即可)
假设：③______________________…………
【查阅资料】小红同学查阅了部分含镍化合物的溶解性如下表所示，且得知镍能与酸反应。

	OH^-	NO3^-	SO4^2-	Cl^-
Ni^2+	不	溶	溶	溶

 
【设计实验】同温下，取大小、厚度相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象。
【记录现象】请帮助小红把实验现象填写完整

金属	Ni	Zn	Cu
与盐酸反应的现象	气体产生缓慢， 金属逐渐溶解	气体产生迅速， 金属迅速溶解

 
【得出结论】原假设中正确的是__________(填序号)，写出镍与盐酸反应的化学方程式：___________________________。
【结论应用】①根据探究结果，请你预测镍与硫酸铜溶液____________(填“能”或“不能”)反应，理由是____________________。
②除小红的实验设计外，你能否像小红一样，设计另一组实验，也这样依次验证上述假设的正确与否，你的设计所用到的一组物质的化学式是__________(写出一组即可)。

化学实验室要从X、银、铜、锌四种金属混合物中分离某贵重金属。流程如下：

请回答：
（1）四种金属的活动性顺序由强到弱的是                              ；
（2）写出步骤②中产生气体的化学方程式                              ；
（3）写出步骤③中的反应现象                                        ；
（4）滤液C中一定含有的溶质是           可能含有的溶质是         ；

小红和她的同学学习了金属活动性及稀硫酸的一些性质后，对铜与浓硫酸能否发生反应产生了兴趣，并进行了如下探究：
【提出问题】猜想Ⅰ：铜与浓硫酸不能反应；
猜想Ⅱ：铜与浓硫酸能反应，且可能生成氢气。
【实验探究】实验Ⅰ：在一支试管中加入一小片铜，再加入少量的浓硫酸，放置一段时间，试管中无现象；
实验Ⅱ：再给上述试管加热，试管中产生有刺激性气味的气体，将反应后的溶液小心地注入到盛有少量水的烧杯中，溶液呈现出明显的蓝色。
【分析猜想】（1）溶液呈蓝色，说明生成了                         
（2）根据实验现象及已有的知识推断，产生的气体不可能是氢气，很可能是一种含硫元素的气体。
【查阅资料】（1）常见的含硫元素的气体有二氧化硫和硫化氢。
（2）二氧化硫和二氧化碳相似，都能和氢氧化钠等碱溶液反应生成盐和水。
（3）二氧化硫能使品红溶液褪色，加热，又能恢复原来的红色。硫化氢不能使品红溶液褪色。
（4）二氧化硫和硫化氢均有毒。
【实验探究】为了检验产生的有刺激性气味的气体的成分，小红和她的同学进一步实验：将产生的气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热，溶液又恢复了红色。
【实验结论】（1）在常温下，铜与浓硫酸不能反应。
（2）在加热条件下铜与浓硫酸反应产生的气体是       ，此反应还生成了水，请写出该反应的化学方程式                  ；
（3）浓硫酸与铜加热时能反应，而稀硫酸与铜即使加热也不能反应，由此说明：物质的化学性质除了与物质本身的性质有关外，还可能与溶液中溶质的       有关。
【拓展延伸】为了防止污染空气，小红和她的同学采用氢氧化钠溶液来吸收多余的气体，请写出该反应的化学方程式                        。

追求真理、勇于探究是青年学生践行社会主义核心价值观中“敬业”内涵的体现。在央视CCTV—2《是真的吗？》的报道中，主持人用1．5V电池和口香糖中的“锡纸”取火，用剪刀将“锡纸”剪成中间窄两头宽的长条，将宽的两头连接电池两极，不一会“锡纸”从窄的中间部分开始燃烧起来（如图）。

请你探究
[提出问题]①为什么“锡纸”从窄的中间部分开始燃烧起来?
②“锡纸”是锡还是铝?
[反思交流]“锡纸”从中间开始燃烧，说明窄的中间部分比宽的部分先满足的燃烧条件是（1）        ；
[设计实验]“锡纸”是锡还是铝？小明设计了如下实验，你看到（2）________________现象，证明锡纸是铝而不是锡。上述化学反应方程式为（3）___________________________________。
 
[反思交流]“锡纸”是铝箔，上述实验至少能归纳出铝箔的两点物理性质是（4）_____________________；铝箔在空气中用火烧，难以点燃，原因是（5）______________________________；
你对用铝箔包装糖果有什么看法（6）_____________________________。

（2013吉林）2013年中央电视台举办的“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。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。

小聪同学家新换了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬（Cr）与常见金属铁、铜的活动性强弱，邀请你一同参加。
【作出猜想】
猜想1.Cr>Fe>Cu；    猜想2. Fe>Cu >Cr；    猜想3.你的猜想是          。
【查阅资料】
（1）铬是银白色有光泽的金属，在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
（2）铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（CrSO₄）溶液。
【设计与实验】
小聪同学取大小相等的三种金属片，用砂纸打磨光亮；再取三支试管，分别放入等量的同种稀硫酸。

【结论与解释】
（1）小聪得到的结论是猜想      正确。
（2）实验前用砂纸打磨金属片的目的是                             。
【知识运用】
将铬片投入FeSO₄溶液中，反应      （填“能”或“不能”）进行。若能进行，
请你写出反应的化学方程式                                      。

某化学兴趣小组的学生研究过量的炭粉与Fe₂O₃在高温条件下反应的气体产物成分。探究过程如下：
（1）提出假设：气体产物全部是CO₂。
（2）查阅资料：a．氮气不能与炭粉及Fe₂O₃反应。
b．高温下可以发生下列反应：2Fe₂O₃+3C4Fe+3CO₂↑  C+CO₂2CO
（3）设计方案：将一定量氧化铁在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应。用实验中实际测得产生气体的质量，与理论计算得到的CO₂的质量进行比较。
（4）实验装置：如右图所示。

（5）实验操作：
①称量：反应前Fe₂O₃的质量3.20 g；炭粉的质量2.00g；玻璃管C的质量48.48 g。反应后玻璃管与残留固体共52.24 g。
②加热前先通一段时间氮气，再夹紧弹簧夹T，点燃酒精喷灯加热。
（6）问题分析：①用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是                 。
②加热前先通一段时间氮气的目的是                 。
③理论计算：若氧化铁与炭粉反应的气体产物全部是CO₂，求3.20 g氧化铁完全反应时生成CO₂的质量。（写出计算过程）
④根据实验数据计算实验中实际获得气体的质量。（写出计算过程）
（7）结论：原假设          （能、不能）成立，理由是             。
（8）兴趣小组成员小聪想到家里新换的水龙头。他从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬（Cr）与常见金属铁、铜的活动性强弱，请你参与。
【作出猜想】
猜想1：Cr>Fe>Cu；    猜想2：Fe>Cu >Cr；    猜想3：你的猜想是            。
【查阅资料】
①铬是银白色有光泽的金属，在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
②铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（CrSO₄）溶液。
【设计与实验】
小聪同学取大小相等的三种金属片，用砂纸打磨光亮；再取三支试管，分别放入等量的同种稀硫酸。

实验	试管1	试管2	试管3
实验 操作
实验 现象	铁片表面产生气泡较慢，溶液变为浅绿色	铬片表面产生气泡较快，溶液变成为蓝色	铜表面无气泡

【结论与解释】
①小聪得到的结论是猜想        正确。
②实验前用砂纸打磨金属片的目的是                  。
【知识运用】
将铬片投入FeSO₄溶液中，反应         （填“能”或“不能”）进行。若能进行，请你写出化学方程式                   。

（1）考古人员在发掘出来的文物中，发现金手镯完好无损，铜镜面有少量钢锈，铁器表面则锈迹斑斑．根据以上现象，你能得到的结论是      ．
（2）铁器生锈是铁与      共同作用的结构，写出防止铁制品生锈的一种方法      ．
（3）请你设计一个实验方案，比较铝、铁、铜的金属活动性强弱      ．

常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反虚后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。
（2）探究生成的气体是什么？
用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______________。
（3）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe₃O₄；猜想二：剩余固体是_____________。
【实验探究】

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。

【改编】铜制器物在潮湿环境中表面会产生绿色的锈迹，俗称铜绿。某化学学习小组对铜绿成分产生了浓厚兴趣。
【提出问题】铜绿中除铜元素外还有其它什么元素？
【查阅资料】①无水硫酸铜遇水变蓝色；②碳与一般的酸不反应；
【实验探究】该小组同学找到了一些铜绿粉末并进行了如下实验：

【观察分析】A装置中绿色粉末变为黑色；B装置中无水硫酸铜变为蓝色；
C装置中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为            。
【实验结论】铜绿中除铜元素外还有          和碳等元素。
【交流讨论】根据铜绿的组成，小组同学对A装置中产生的黑色粉末的成分有如下两种不同的猜想：
（1）全部为CuO     
（2）全部为C  
（3）CuO和C的混合物
【深入探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量黑色粉末于试管中，滴加足量的稀硫酸	①固体全部溶解，溶液颜色变蓝	猜想（1）正确
②取少量黑色粉末于试管中，滴加足量的稀硫酸	②	猜想（2）正确
③取少量黑色粉末于试管中，滴加足量的稀硫酸	③(2分)	猜想（3）正确

【实验结论】化学学习小组同学通过实验证明猜想（1）正确。
【反思应用】根据铜绿中所含元素，可知铜生锈不仅与空气中的氧气、水有关，还可能与空气中的        等有关；要保护博物馆里的青铜器，减缓生锈，我们可以减少青铜器与           接触。

“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性，是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层，这层膜的厚度是判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮镀锌层的厚度，查阅了资料，并设计了下面的实验方案。
【查阅资料】
A.锌既能与酸反应，也能与碱溶液反应。与碱溶液反应的化学方程式为：
Zn+2NaOH+2H₂O=Na₂[Zn（OH）₄]+H₂↑
B. ZnCl₂、FeCl₂都能与NaOH溶液反应，生成难溶于水Zn（OH）₂和Fe（OH）₂。
C. Zn（OH）₂既可以溶于酸也可以溶于碱，Fe（OH）₂则只能溶于酸。
【问题讨论】在铁皮表面镀锌是为了        。（填字母）
a.锌没有铁活泼，镀在铁的表面可防止生锈
b.锌比铁活泼，并且在空气中容易形成致密的氧化膜，防止生锈

图1                      图2
【设计实验】
（1）甲同学设计的方案是将镀锌铁皮浸泡在盐酸中,先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉，通过测量因产生气体而形成差量计算出锌的质量，然后再计算得到锌层的厚度（如图1）。但是乙同学回顾起上课时老师演示的“用足量盐酸除铁锈”的实验现象，马上对甲同学的方案的可行性提出了异议，乙同学的理由是        。该实验中锌镀层已完全反应的标志是        。
（2）乙同学拟通过称量镀锌铁皮和氧化铁的质量，计算锌皮的厚度。方案如下图所示：

步骤②中加入足量氢氧化钠溶液的目的是                       。
（3）丙同学拟通过测量镀锌铁皮与某溶液反应产生气体的体积来计算锌层的厚度，装置如
图2所示。
Ⅰ.为了尽可能减少误差，仪器A中盛放的是镀锌铁皮，仪器B中最好盛放       。
A.氢氧化钠溶液   B.浓硫酸   C.浓盐酸   D.稀硫酸
Ⅱ.检查量气装置气密性：连接好装置，关闭弹簧夹，从量气管注水，若观察到    ，说明该量气装置气密性良好。
Ⅲ.检查气密性后，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录量气管中的液面位置；②待A中不再有气体产生并恢复至室温；③由B向A中滴加足量某溶液；④上下移动量气管，使干燥管和量气管中液面相平。上述操作的顺序是    （填序号）。
Ⅳ.若分液漏斗上方不连接导管a，则测出气体体积会        （选填“偏小”、“偏大”或“没有影响”）。