初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

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___________________________________。

小明发现家中一枚戒指生满了铜绿，他和同学利用这枚戒指展开了研究性学习。
【查阅资料】真金在空气中不会生锈，生满铜绿的“金戒指”材质为铜锌合金；铜长期露置在潮湿的空气中能生成铜绿，其主要成分是碱式碳酸铜，碱式碳酸铜受热易分解生成CuO、H₂O和CO₂。据上述资料可推知，碱式碳酸铜由__________种元素组成。
【实验探究】将该枚戒指加入过量稀盐酸中，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为蓝绿色。
（1）小明认为：气体中除了含有CO₂，还可能含有少量__________。实验室常用__________的方法检验这种可能含有的气体。
（2）小红认为蓝绿色溶液中的溶质只有氯化锌。小华认为溶液中的溶质除了氯化锌外，还应该含有____________________。他取适量上述蓝绿色溶液，加入光亮的铁片，观察到了现象：①______________________________，②______________________________，证实了自己的观点。
（3）小娟取适量新制的FeCl₂溶液，加入锌粒，一段时间后，溶液颜色变浅。结合小华的实验可推知：铁、锌、铜三种金属的活动性由弱到强的顺序是________________________________________。

某食品包装中防腐剂的主要成分是铁粉和生石灰，某化学兴趣小组对一包久置的这种防腐剂固体样品进行探究。
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】常温下，铁与氯化铁在溶液中发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂和CaCO₃
【实验探究】方案一

实验操作	实验现象	解释或实验结论
取少量久置固体于试管中，加入足量的_________。	固体逐渐消失，有大量气泡产生，得到浅绿色溶液	固体中一定含有___ _，一定不含Fe2O3

有同学认为该方案并不能得出“一定不含Fe₂O₃”的结论，理由是：_____________________。
方案二：将久置固体研碎并用磁铁充分吸引，取剩余固体用足量蒸馏水溶解，过滤

实验操作	实验现象	解释或实验结论
1．取少量滤液于试管中，加入碳酸钠溶液	产生白色沉淀	反应的化学方程式是： ___________________
2．取滤渣于试管中，加入足量稀盐酸，将生成的气体通入澄清的石灰水	①固体逐渐消失，有大量气泡产生，得到黄色溶液 ②澄清的石灰水变浑浊	固体中一定含有______

【反思评价】通过以上实验，仍然不能确定是否含有的物质是______________________。

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）_____________________________。

某化学兴趣小组对课本介绍的三种金属Mg、Fe、Cu的金属活动性进行探究。
【提出假设】a：Fe金属活动性比Mg强，
b：Mg金属活动性比Fe强
【查阅资料】在相同条件下，金属与酸反应，产生气泡的速度越快，则该金属活动性越强。
【实验设计】同温下，取质量相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应，观察现象。
【回答问题】（1）三种金属加入盐酸前都先用砂纸将表面擦光亮，其目的是

A．除去氧化膜，利于直接反应	B．使表面不平整，易反应
C．使表面光亮，易观察现象	D．使反应金属温度相同，易反应

（2）填写下表中的有关现象和结论：

	Fe	Mg	Cu
与盐酸反应现象	放出气泡速度缓慢	放出气泡速度快	_________________
结  论	原假设中_______不正确（填“a”、“b”、“ab”），理由___                               ____；三种金属的金属活动性顺序为____＞_____＞______。

 

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。

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应后的产物。

（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___________________________________。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe₂O₃，理由是_______________________________。
【拓展】把赤铁矿冶炼成铁，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来，请写出化学反应方程式：______________________________________。

食品包装袋中常用脱氧剂。某化学兴趣小组将脱氧剂封口打开，将其倒在滤纸上，
观察到脱氧剂大部分为黑色粉末，其中还夹杂着少量红色粉末。
【提出问题】该脱氧剂中的黑色、红色粉末各是什么？
【提出猜想】黑色粉末可能含炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。红色粉末可能含有氧
化铁、铜粉中的一种或几种。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	取脱氧剂粉末加入足量稀硫酸	粉末几乎全部溶解，只有少量黑色粉末未溶解，有气泡产生，溶液变成黄色
②	去实验①的残渣灼烧，将内壁有澄清石灰水的小烧杯罩在上方	澄清石灰水变浑浊

【得出结论】由实验①②可知，脱氧剂中黑色粉末肯定含           。
脱氧剂中的红色粉末肯定不含         ，肯定含         ，写出相应的化学方程式          。
【拓展延伸】小明认为铁生锈时会消耗氧气，因此可用此脱氧剂（实验室可滴几滴水）测定空气中氧气的含量，装置如图所示。集气瓶的实际容积是150mL，量筒内盛100mL的水。当量筒内水面不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在73mL刻度处。由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是         。本实验的测量结果与理论值不一致，原因可是                                  。

小光同学学习化学后知道，镁在氧气中燃烧会生成白色的氧化镁固体。但他在空气中点燃镁条时，却发现在生成的白色固体中还夹杂着少量的淡黄色固体。
【提出问题】为什么会生成淡黄色固体?
【查阅资料】小光查阅资料，记录了下列几种物质的颜色：

物质	MgO	MgCl2	Mg3N2	Mg（NO3）2	MgCO3	Mg（OH）2
颜色	白色	白色	淡黄色	白色	白色	白色

其他同学认为不必查阅氯化镁的是_________________________；
【提出猜想】分析资料：小光认为淡黄色固体可能是由镁与空气中的____反应生成的；
【实验探究】小光设计实验证实了自己的猜想，他的方案可能是__________________；
【实验结论】根据小光的实验结果，写出镁条在空气中燃烧时发生的两个反应的化学方程_______________________、________________________；
【反思与评价】通过上述实验，你对燃烧的认识______________________________。

金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容。
（1）下图是铝的原子结构示意图。下列说法不正确的是     。

A．铝原子的质子数为13

B．在化合物中铝通常显+3价

C．铝是地壳中含量最多的元素

D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性

（2）某化学小组用一定量AgNO₃和Cu(NO₃)₂混合溶液进行了下图实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和实验探究。

【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？
【作出猜想】①只有Zn(NO₃)₂
②Zn (NO₃)₂、AgNO₃
③Zn (NO₃)₂、Cu(NO₃)₂
④Zn (NO₃)₂、AgNO₃、Cu(NO₃)₂
【交流讨论】不合理的猜想是         （填标号），其理由是        。
【实验探究】若猜想①成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整。

实验步骤	现    象	有关反应的化学方程式
取少量固体B， 滴加	有气泡产生

（3）下图是工业炼铁示意图。其中，焦炭的作用是燃烧提供能量和                   ；有铁生成的化学方程式为                          。

（4）某工厂利用废铁屑与废硫酸起反应来制取硫酸亚铁。现有废硫酸49 t（H₂SO₄的质量分数为10%），与足量废铁屑起反应，可生产硫酸亚铁的质量是多少？

【改编】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应后的产物。
（1）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________。
（2）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

Fe₃O₄+8HCl= FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O
【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引，那么该黑色固体不可能含有_______（化学式），
【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___________________________________。
【反思与交流】初中我们还学过通过_______________________________（化学方程式）得到Fe₃O₄。

【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。

(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。

杨明同学在阅读课外资料时了解到铁的氧化物有氧化铁、四氧化三铁（能被磁铁吸引）和黑色的氧化亚铁三种，这三种氧化物都能与酸发生反应而溶解。联系课堂上学过的知识，他提出了以下两个问题，请你与他一起探讨问题。
[问题1]铁燃烧的产物为什么不是Fe₂O₃呢？
[查阅资料]1．四氧化三铁和氧化铁的分解温度、铁的熔点见表；
2．氧化铁高温时分解成四氧化三铁和氧气
[理论探讨]根据实验现象，并结合下表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在___      __之间，在此温度范围内Fe₂O₃已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe₃O₄。

	Fe3O4	Fe2O3	铁
分解温度/℃	1538	1400	—
熔点/℃	—	—	1535

[拓展延伸]
（1）Fe₂O₃高温时会分解成Fe₃O₄和一种气体，请写出此反应的化学方程式                     。
（2）有些超市的食品密封包装袋内使用铁粉做双吸剂粉末，双吸剂的作用是           。
[问题2]实验室用一氧化碳在高温下还原氧化铁，实验结束后的固体生成物中除铁外还有可能含有其他铁的氧化物。为了进一步验证其固体成分，杨明同学又设计了如下实验：
[步骤一]将黑色固体研磨后，取少量加入足量稀盐酸溶液中固体全部溶解，观察到有气泡出现，溶液未变黄色，据此得出的结论是一定有            。
[步骤二]取步骤一研磨后的黑色固体用磁铁吸引，如果              ，说明黑色固体只有单质铁；
如果              说明黑色固体为单质铁和氧化亚铁。

(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。