初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

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；
③CuO+H₂SO₄(稀)=CuSO₄+H₂O。
【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）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	猜想（1）正确
②①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

【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。

（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

 

(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                。

(15分)人类的生活和生产都离不开金属材料。
（1）铁是目前年产量最高的金属。
①高炉炼铁时需要的主要原料有铁矿石、焦炭、_______等。
②炼铁的反应原理主要是利用CO把铁从铁矿石中______出来（填“置换”或“还原”），表示该原理的化学方程式是__                _ _。
③下列说法正确的是__________________。（填字母序号）

A．铁生锈就是铁与空气中的氧气发生的化学反应

B．回收废旧金属有利于节约金属资源

C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成氧化铁

D．在铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳来配制农药波尔多液

（2）请你参与探究几种常见金属饰品所含金属的相关活动，并回答下列问题。
【提出问题】Ⅰ．怎样鉴别真假黄金？Ⅱ．怎样确定钯的金属活动性？
【查阅资料】假黄金通常是黄铜（Cu﹣Zn合金）；
钯（Pd）呈银白色，有金属光泽，可用作饰品
【实验药品】钯（Pd）、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，观察样品表面有气泡产生，说明此样品为   （填“真”或“假”）黄金，其中发生的反应方程式为________。
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    。(填“强”或“弱”)
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____        。
（3）现用一定量的AgNO₃和Cu(NO₃)₂混合溶液，进行了如图所示的实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和研究。

【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？
【作出猜想】
①只有Zn(NO)₃
②有Zn(NO₃)₂、AgNO₃
③有Zn(NO₃)₂、Cu(NO₃)₂
④有Zn(NO₃)₂、Cu(NO₃)₂、AgNO₃
【交流讨论】不合理的猜想是__ _____（填标号），其理由是____               ___。
【实验探究】根据下表中的实验步骤及现象，完成表中的实验结论

实验步骤	现象	实验结论
取少量固体B，滴加稀盐酸	有气泡产生	溶液A中的溶质成分符合猜想       _， 固体B中的金属成分有       _种。

 

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         ；

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                                          。

（本题7分）某校化学兴趣小组经查阅资料得知：铝是重要的轻金属，广泛应用于航空、电讯和建筑等领域。铝也有其特殊的性质：①铝的熔点是660℃，氧化铝的熔点高达2054℃。②铝虽比锌活泼，但是将铝和锌分别投入稀硫酸中，铝比锌反应慢得多。③尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(空气、水)隔绝，但“奇怪”的是铝制容器仍不能用来盛放和腌制咸菜。为此该小组进行了“铝表面氧化膜”的探究实验，其过程如下，请完成填空：
【实验1】用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片，放在酒精灯火焰上灼烧，铝片表面接触火焰的部分变暗片刻后变软；轻轻摇动，会左右摇晃，却不像蜡烛那样滴落。
问题：
（1）请写出在空气中灼烧铝片的化学方程式                           ；
（2）铝片接触火焰的部分不像蜡烛那样滴落的原因是                    。
【实验2】取2条未用砂纸打磨过的铝片，一片浸入CuCl₂稀溶液中，其表面很快析出较多红色粉末状固体；而另一片浸入CuSO₄稀溶液中现象一直不明显。
问题：试猜测产生这种现象差异的因素是
【实验3】用砂纸打磨一铝片使其表面较粗糙，再将其放入CuSO₄稀溶液中，直到2-3分钟后，铝片表面才有少量红色固体附着。
问题：试写出铝片表面附着红色固体的化学方程式：                       ；
【实验4】向实验2的CuSO₄稀溶液中滴入3-5滴NaCl稀溶液，铝片表面逐渐有红色固体析出。
【实验5】向实验2的CuSO₄稀溶液中滴入3-5滴Na₂SO₄稀溶液，铝片表面现象一直不明显。
问题：根据实验2、3、4、5的现象可以得出的结论是                    。

（本题共9分）碱式碳酸铜又称铜绿，是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质。某化学兴趣小组同学发现Cu₂(OH)₂CO₃受热分解后除生成CO₂和 H₂O外，试管中还有一些黑色粉末状固体。请结合所学知识，回答下列问题：
（1）若要证明有CO₂和H₂O生成，应选择下图的装置是     （填字母序号）；理由是             。

（2）探究黑色粉末的成分。
【猜想与假设】
该黑色粉末可能是①碳粉、②氧化铜、③       ；
小明同学经过认真分析，认为上述猜想       一定不正确（填序号）；其理由是        ；
【查阅资料】
a．碳粉与氧化铜均为不溶于水的黑色粉末；
b．氧化铜能与稀盐酸反应形成蓝色溶液；
c．碳粉既不与稀盐酸反应也不溶解在稀盐酸中。
【实验验证】
请你帮小组同学完成下述实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论
		猜想②正确

（3）铜绿[Cu₂ (OH)₂CO₃]受热分解的化学反应方程式：              。

（1）目前世界上一半以上的铜用于电力和电信工业，是因为铜具有      （填字母）

A．导热性

B．延展性

C．导电性

D．金属光泽

（2）我国第四套人民币的硬币从1999年开始发行，一元为钢芯镀镍（Ni）,五角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。在选择铸造硬币的材料时需要考虑的因素是有      （填一条即可）。
①镍能与盐酸或稀硫酸反应，生成可溶于水的正二价镍的化合物，并放出氢气。其反应没有铁与酸反应剧烈。镍与盐酸反应的化学方程式为           ．
②用镍片、硫酸亚铁溶液和         溶液做实验也能判断Ni 、Fe、Cu的金属活动性顺序。三种金属的活动性顺序为                    。
（3）若将一定质量的Zn放入CuCl₂和MgCl₂的混合溶液中，充分反应后过滤，所得滤液中一定含有的溶质是     。
（4）活动课上小明将一枚五角币放在酒精灯火焰上加热片刻，发现表面变黑。
【假设与预测】假设I．五角币加热变黑，是因为酒精灯内焰的黑烟附着在五角币的镀铜上；
假设II．五角币加热变黑，是因为五角币上的镀铜与______发生了化学反应。
【实验与事实】
实验一：用洁净的干布擦一擦五角币上的黑色物质，黑色物质不易被擦去；再另  取一枚五角币放在石棉网上，用酒精灯加热片刻，五角币也变黑。
实验二：取一块铜片放入小试管中并塞上橡皮塞，然后用酒精灯加热直至试管中铜      片变黑；再将铜片反转到另一面，加热片刻，铜片不再变黑。
【解释与结论】上述实验一和实验二证实，假设 __  ___   不成立。
【表达与交流】铜片在空气中加热，发生的化学反应方程式为___  ___   。

同学们通过实验来验证Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序。实验室提供的药品有：Cu(NO₃)₂溶液、AgNO₃溶液、Fe(NO₃)₂溶液、稀盐酸、铜丝、铁丝、银丝。
（1）小华同学设计并完成了如下实验：
①把铁丝插入装有稀盐酸的试管中； ②把铜丝插入装有稀盐酸的试管中；
③把银丝插入装有稀盐酸的试管中； ④把铜丝插入装有AgNO₃溶液的试管中。
观察到①中的实验现象是                                               ，④中的化学方程式是                         。你认为小华所做的实验             （填序号）是多余的。
（2）后来，小贝只选用了上述药品中的三种，通过两步实验，也达到了实验目的。他选用的三种药品是   （写出一种药品组合即可）。
小贝还想探究Zn、Fe、Cu的活动性顺序，设计了如图的两个实验：小贝以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是                                 。

小明同学对“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。
【查阅资料】
锌的化学性质比较活泼，在常温下的空气中，表面生成一层“保护膜”，可阻止进一步氧化。该“保护膜”可以和酸反应，但不产生氢气。
【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）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先慢后快最后又变慢的原因___________________________；
（6）你认为锌与硫酸反应的快慢可能还受            因素影响？
（7）取某厂生产的生铁样品6g，与100g足量的稀硫酸充分反应后，称得剩余物质的总质量为105.8g。
①生成气体的质量为       克；
②该厂生产的生铁样品中铁的质量分数是多少？（写出具体的过程，结果精确到0.1%）
③该厂生产的生铁是否合格？          （填“合格”或“不合格”）

小明同学学习了金属的化学性质后，想对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行探究。
【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】①可能与硫酸的质量分数有关
②可能与锌的形状有关
【设计并实验】小明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	30%	锌粒	61.7
④	30%	锌片	79.9

（1）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式                       。
（2）小明用如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）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      。
【提出问题】（4）结论是                           。

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                                      。

（1）目前世界上一半以上的铜用于电力和电信工业，是因为铜具有      （填字母）

A．导热性

B．延展性

C．导电性

D．金属光泽

（2）我国第四套人民币的硬币从1999年开始发行，一元为钢芯镀镍（Ni）,五角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。在选择铸造硬币的材料时需要考虑的因素是有     （填一条即可）。
①镍能与盐酸或稀硫酸反应，生成可溶于水的正二价镍的化合物，并放出氢气。其反应没有铁与酸反应剧烈。镍与盐酸反应的化学方程式为           ．
②用镍片、硫酸亚铁溶液和         溶液做实验也能判断Ni 、Fe、Cu的金属活动性顺序。三种金属的活动性顺序为                    。
（3）若将一定质量的Zn放入CuCl₂和MgCl₂的混合溶液中，充分反应后过滤，所得滤液中一定含有的溶质是     。
（4）活动课上小明将一枚五角币放在酒精灯火焰上加热片刻，发现表面变黑。
【假设与预测】假设Ⅰ.五角币加热变黑，是因为酒精灯内焰的黑烟附着在五角币的镀铜上；
假设Ⅱ.五角币加热变黑，是因为五角币上的镀铜与 ______发生了化学反应。
【实验与事实】
实验一：用洁净的干布擦一擦五角币上的黑色物质，黑色物质不易被擦去；再另取一枚五角币放在石棉网上，用酒精灯加热片刻，五角币也变黑。
实验二：取一块铜片放入小试管中并塞上橡皮塞，然后用酒精灯加热直至试管中铜片变黑；再将铜片反转到另一面，加热片刻，铜片不再变黑。
【解释与结论】上述实验一和实验二证实，假设 __  ___   不成立。
【表达与交流】铜片在空气中加热，发生的化学反应方程式为___  ___   。

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。