初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

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铁溶液中，观察到镁条表面有气泡产生，一段时间后，有黑色固体粉末生成。
【提出问题】产生气体是什么物质?
【作出猜想】猜想一：可能是氧气；猜想二：可能是氢气；猜想三：可能是二氧化碳。
【交流讨论】大家思考后，一致认为猜想三不合理，其理由是_____________________。
【实验与结论】

实验步骤	现象	结论
①先用试管收集该气体，再将带火星的木条伸入试管		猜想一不成立
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	该气体能燃烧，且玻璃片上 有         出现	猜想二成立

【继续探究】某同学想探究黑色粉末可能是铁，你想到的物理方法是             。

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：________

同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
（1）填表

实验步骤	观察到的现象
①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。	_
②在①所得的溶液中，插入        ，充分作用。	无明显现象
③在②所得的溶液中插入      ，充分作用。

结论：金属活动性Al ＞ Fe ＞ Cu
（2）将铝丝插入前应进行的操作是                                           ；
（3）小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出Al ＞ Fe ＞ H ＞Cu的结论。小华要补充的实验是                                       ；
（4）小强同学认为要得到Al ＞ Fe ＞ H ＞Cu的结论，还要做将铝丝插入稀盐酸的实验，你认为（是否）    有必要做补充实验，原因是                             。

化学兴趣小组的同学对实验室一瓶没有标签的银白色金属X，展开探究活动。
【实验目的】X金属活动性顺序中的相对位置关系。
【实验探究】取形状、大小相同的X、Cu 、Zn三种金属薄片，用砂纸打磨光亮，分别放入三份等体积、等质量分数的稀硫酸溶液中，观察现象。

实验	X放入稀硫酸中	Zn放入稀硫酸中	Cu放入稀硫酸中
实验现象	金属X表面产生气泡缓慢	金属锌表面产生气泡较快	金属铜表面无气泡

【实验结论】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置由弱到强的是          。
【问题与思考】用砂纸打磨金属片的目的是          。
【拓展探究】
（1）兴趣小组的同学将锌片放入一定量和混合溶液中，反应一段时间后，过滤，对蓝色滤液的组成进行探究。
（2）猜想：①滤液中的溶质为硝酸锌和硝酸铜；
②滤液中的溶质为硝酸锌、硝酸铜和硝酸银。
（3）请你完成下面实验，验证猜想②成立。

实验操作	实验现象	实验结论
取少量的滤液于试管中，在滤液中加入          。		猜想②成立

【归纳总结】锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是       。

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。

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．

在学习金属的性质时，老师拿来了三种外观酷似金、银、铜的样品，同学们对样品进行以下探究：
①用锤子砸"金"，样品粉碎；
②加入稀盐酸："金"和"铜"没有现象，"银"有大量气泡产生；
③测定密度："金" $4.9g/c{m}^3$，"银" $7.1g/c{m}^3$，"铜" $7.5g/c{m}^3$．
④查阅几种常见金属的密度，如下表：

金属	金	银	铜	铁	锌
密度（g/cm^3）	19.3	10.5	8.9	7.9	7.1

（1）根据以上探究，确定"金"是假的理由有哪些？推测"银"可能是什么金属，依据是什么？
（2）已知"铜"只有表面镀了一薄层致密的铜，内部是锌．若不粉碎"铜"，选用稀硫酸和锌粉，测定一定质量"铜"样品中铜的质量，设计实验方案．

暖水瓶内胆玻璃上镀有一层银，某活动小组利用废弃的暖水瓶内胆设计如图所示实验（其中分离混合物的操作已略去）。

资料：Ag+2HNO₃（浓）=AgNO₃+NO₂↑+H₂O   3Ag+4HNO₃（稀）=3AgNO₃+NO↑+2H₂O
⑴根据资料，不考虑反应速率的差异，实验时选用浓硝酸还是稀硝酸？说明理由。
⑵滤渣成分可能存在多种情况，推断其中成分最简单的滤渣对应的滤液中溶质的组成。
⑶设计实验对成分最复杂的滤渣进行验证，填写实验报告。

滤渣成分	实验操作及现象

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。
______________________________________________________________________。

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．偏二甲肼分子中碳、氢、氮的原子个数比为1：4：1

（3）“玉兔”月球车（下图）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。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

 
【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                  。

(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。

探究活动一：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。

① 该实验的目的是   ⑻    、  ⑼      。
两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是   
   ⑽        。
② 若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H₂ 比乙装置中产生的H₂质量    ⑾     （填“多”、“少”或“一样多”）。
探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的质量分数，现有如下A、B两组实验方案。
A：称取一定质量的样品，加入足量的稀盐酸，搅拌、过滤、洗涤、干燥、称量所得固体质量。
B：称取一定质量的样品，加入一定量的硫酸铜溶液，搅拌、 过滤、洗涤、干燥、称量所得固体质量。
③ 两种方案，你认为不能达到目的是  ⑿ （填“A”或“B”），理由是  ⒀     。
④ 在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致测定的铁的质量分数  ⒁   （填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法判断”）。