初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

“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”）。

学习了金属的化学性质后，某兴趣小组进行了如下实验：将足量镁条加入到氯化铜溶液 中，观察到镁条表面有气泡产生，同时有红色固体附在镁条表面。
【提出问题】产生气体是什么物质? 有红色固体又是什么物质？
【查阅资料】在金属活动性顺序里，位于氢后面的金属Cu，在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应，但可以与稀硝酸反应，其化学方程式为：
3Cu+8HNO₃(稀)＝3Cu(NO₃)₂+2NO ↑ +4H₂O
反应生成的NO是无色、难溶于水的气体，在常温下与空气中的O₂迅速化合生成  N0₂，N0₂是红棕色、有刺激性气味的有毒气体。
【作出猜想】猜想一：气体可能是氢气、红色固体是金属氧化铁；猜想二：气体可能是氢气、 红色固体是金属铜；猜想三：气体可能是二氧化碳、红色固体是金属铜。
【交流讨论】大家思考后，一致认为猜想一和三不合理，其理由是_____________________。
【实验与结论】

实验步骤	现象	结论
（1）取少量红色固体于一支洁净的试管中，加入稀盐酸	__________________________________	猜想一不成立
（2）①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 ②取少量红色固体于一支洁净的试管中，加入稀硝酸	该气体能燃烧，且玻璃片上有______出现 红色固体溶解，得到蓝色溶液同时看到试管上部有红棕色气体产生	猜想二成立

【继续探究】
（1）用pH试纸测得氯化铜溶液pH约为4，说明氯化铜溶液中含有较多的________离子。
（2）取7.68g 红色固体，加入100g稀HNO₃溶液，如恰好完全反应，计算生成NO的质量(化学方程式见上)和反应前稀HNO₃溶液中溶质的质量分数。 (请写出计算过程)

为探究铁和铜的金属活动性顺序，请根据实验室现有的仪器和药品条件（如下所列），通过填写下表，完成对实验方案的构思。
【实验仪器】试管、胶头滴管、镊子
【实验药品】铁钉、铜片、稀硫酸、硫酸锌溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液

方案	所选药品	有关化学方程式
1
2

2014年央视 “3．15”晚会上曝出某品牌金饰品掺假的事件，引起同学们的好奇。小明同学拿来一片黄色的金属，和小军同学一起进行了相关探究活动。
【猜  想】①小明认为是黄金 ②小军认为是铜锌合金
【设计实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	取一小片黄色金属放在石棉网上用酒精灯加热	黄色的金属变黑
②	取一小片黄色的金属放入稀硫酸中

【得出结论】
（1）由实验①可知，猜想                 （填序号）正确；写出反应的化学方程式
                                           。
（2）实验②中的现象是                                  ，写出反应的化学方程式
                                                   。
【反思应用】假设你的观点和小军相同，请你选用一种类别不同于稀硫酸的试剂，再设计一个实验：取一小片黄色的金属放入                      溶液中，实验中观察到的现象是                 。

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。

材料：2013年12月2日，“嫦娥三号”探测器由长征三号运载火箭发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。12月15日晚，“嫦娥三号”着陆器和巡视器（玉兔月球车）成功分离，顺利互拍，任务取得圆满成功。长征三号运载火箭主要用于发射地球同步轨道有效载荷，它的一子级和二子级使用偏二甲肼（C₂H₈N₂)和四氧化二氮(N₂O₄)作推进剂，三子级则使用效能更高的液氢(H₂)和液氧(O₂)。
（1）“长征三号”三子级火箭用液氢做燃料，其反应的化学方程式为         ，使用液氢做燃料的优点有：         （填一条）。
（2）下列有关偏二甲肼（C₂H₈N₂)的叙述正确的是        

A．由2个碳原子，4个氢原子，一个氮分子组成

B．由碳、氢、氮三种元素组成

C．由2个碳原子，8个氢原子，2个氮原子构成

D．偏二甲肼中碳、氢、氮的原子个数比为1：4：1

（3）“玉兔”月球车(如图)主体为长方形盒状，车底安有六个轮状的移动装置，顶部两片太阳翼可以打开，太阳翼打开可将太阳能转化成         能，为“玉兔”提供能源的还有锂电池和核电池。“玉兔号”对“车轮”要求极高。月球车底盘和车轮由铝合金材料制成，这是由于铝合金具有质轻坚硬的特性。

（4）看见玉兔车金灿灿的车身后，小聪想到家里新换的水龙头。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，请你一同参加。
【知识回放】
金属活动性顺序：K Ca Na           Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu           Ag Pt Au。请你在横线上填写对应金属的元素符号。
【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

 
【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         。

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

 

金属材料被广泛的应用于我们的生活中，不仅是因为其物理性能优良，还与它们的化学性质密切相关。下面是小明同学设计测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录，请你一起探究。
【实验目的】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【所用试剂】稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
【实验过程】步骤Ⅰ 将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻，观察燃烧现象；
步骤Ⅱ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的稀硫酸的试管中；
步骤Ⅲ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中。
实验现象记录表

金属	空气	稀硫酸	硝酸银溶液
铁	－
铜	－	－
镁

 
【实验记录】用“”表示能观察到实验现象，用“－”表示观察不到实验现象(见表)。
(1)通过步骤Ⅰ可以得出三种金属中镁的金属活动性最强，判断依据是                         。
(2)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中，需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶质质量分数以外，还需要控制的条件是                           。写出镁和稀硫酸反应的化学方程式                                 ，此反应属于         。
【实验结论】金属铁、铜和镁的活动性由强到弱的顺序是             (用元素符号表示)。
【反思交流】若利用上述试剂制取氢气，小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应，而不选择金属镁和稀硫酸反应，他的理由是                       。

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)。

为探究铁和铜的金属活动性顺序，请根据实验室现有的仪器和药品条件（如下所列），通过填写下表，完成对实验方案的构思。
【实验仪器】试管、胶头滴管、镊子
【实验药品】铁钉、铜片、稀硫酸、硫酸锌溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液

方案	所选药品	有关化学方程式
1
2

 

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                        。

2014年12月28日，郑州地铁1号线投入试运营，不但缓解了市内交通压力，也改善了我市空气质量。
I．地铁站里氧气含量的测定
地铁站里氧气的含量应与地面保持一致。现有一瓶从地铁站里收集到的空气样品，康康利用如图实验装置测定样品中氧气的含量。请指出测定时需要注意的事项。（至少3条）

Ⅱ，铁的冶炼
地铁的修建需要大量的钢材。康康用下图装置模拟炼铁的化学原理，请写出反应的化学方程式：                                    。为了提高CO的利用率，你将怎样改进此装置？

Ⅲ．金属材料在地铁方面的应用 在地铁修建过程中使用了大量的金属材料
（1）地铁入口处的雨篷骨架用铝合金而不用纯铁的原因是         。
（2）钢轨用锰钢的原因是     。
（3）出口处的广告架是金属经焊接而成的，焊条的熔点     （填“＞”、“＝”或“＜”）组成焊条的纯属金属的熔点。
Ⅳ．金属的活动性
康康到工地了解了部分金属材料的防锈问题。技术人员告诉他，采用镀锌钢管做水管时，最好不要用铜质接头。为了探究这三种金属的活动性，康康把等表面积的铁片和锌片放入硫酸铜溶液中（如图所示）。

请回答：
（4）如何判断它们是否发生了化学反应？
（5）甲试管中反应前后溶液的质量（填“增重”、“不变”或“减轻”），乙试管中发生反应的化学方程式为                    。
（6）上述实验不能够完全证明三种金属的活动性，需要补充的实验操作是        。
Ⅴ．郑州地铁1号线每车次运送乘客约1800人，走同样的路线，CNG公交车每车次消耗天然气akg（以甲烷计算），每辆CNG公交车运送乘客以60名计。若乘CNG公交车的乘客均改乘地铁1号线，则地铁每运行一车次，可减少二氧化碳排放多少千克？ 

（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。

“五一”假期，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。

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）小兵用右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】（注意：若答对（5）（6）两小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分）
（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快慢的变化并解释原因_______________________________________________。
（6）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_______________________________。