初中化学化学性质与物理性质的差别及应用探究题

现有下列试剂：硫酸铜溶液、硝酸银溶液、硫酸铝溶液、铜片、铝片。某校九年级1班化学兴趣小组设计了下列实验方案，请你和他们一起探究银、铝、铜三种金属的活动性强弱。

实验步骤	实验现象	实验结论
把铝片打磨后，放入装有a:___ ________烧杯中，观察	铝片表面覆盖一层b:	三种金属的活动性由强到弱的顺序为： e:
把铜片打磨后，放入装有c:___________烧杯中，观察	铜片表面覆盖一层d:

写出其中一个反应的化学方程式:                                            。

冬天，小方陪妈妈去医院打点滴，发现护士往输液管上放了一个纸包（如图所示），经询问得知它可以温暖输入人体中的液体。小方对包里的东西能产生热量感到很神奇，于是，他向护士要了一只用过的纸包，带回来进行了如下探究。

探究一：包里是什么物质。
他剪开纸包，发现里面是一些黑色粉末和暗红色粉末。
【提出猜想】纸包里的物质可能是炭粉、铁粉、氧化铁、氧化亚铁中某几种物质的混合物。
【查阅资料】氧化亚铁是一种黑色粉末，不溶于水。在空气中稍受热即被迅速氧化成四氧化三铁，铁的氧化物中只有四氧化三铁能被磁铁吸引。四氧化三铁与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。
【初步结论】根据资料知识，你认为纸包中的黑色粉末除了猜想物质以外，还可能含有        。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	将磁铁靠近粉末	黑色粉末部分被吸引，暗红色粉末不被吸引
②	取少量粉末加入足量稀盐酸	有气泡产生，底部有黑色不溶物

【得出结论】⑴该粉末中一定含有         。
⑵实验②中产生气泡的化学方程式是__________________________________________。
探究二：纸包为什么会放热。
【查阅资料】铁粉在空气中会发生缓慢氧化而放出热量，转化成氧化铁。
请你写出该反应的化学方程式                                        。
你若能正确完成下面的相关内容将奖励4分。但化学试卷总分不超过60分。
在上面的实验中还不能得出纸包中一定含有四氧化三铁。请你继续完成以下实验内容：

实验步骤	实验现象	结论
		纸包中含有四氧化三铁。

“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                 。

勇往直前学习活动小组的同学正在做一个探究实验，他们准备了以下实验用品：铁
架台、干燥洁净的几支试管、洁净无锈的4枚铁钉、植物油、久置的蒸馏水、胶塞、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。

【分析思考】他们探究的问题是（1）_______________；
【实验准备】小冰检查实验用品时，发现有一种不符合实验要求，请你写出这种用品（2）_________________，
并提出你的解决办法（3）_________________________；
【实验观察】一切用品按要求准备就绪，同学们按照图
示进行了探究实验，B中植物油的作用是（4）________
________________________________________________，10天后，他们会观察
到的实验现象是（5）_________________________________________________。
【实验总结】铁生锈的条件是（6）_____________________________________。
【实验拓展】爱思考勤实践的小城补充了D试管中的实验，发现这只试管中的
铁钉锈蚀最严重，根据此实验和学过的金属的化学性质，小城知道，使用铁制
品时，要尽量避免与（7）___________物质接触；
【实验感悟】金属的锈蚀每时每刻都在发生着，金属的防护刻不容缓！

(11分)废铁屑的主要成份是铁，同时还有少量铁锈(Fe₂O₃)，动物饲料硫酸亚铁的生产工艺之一如下图所示：

（1）在反应器中发生反应的化学方程式除Fe₂(SO₄)₃＋Fe=3FeSO₄外还有：                    ；                                             。
（2）滤液M中肯定含有的溶质的化学式是                       ；
（3）在实验室中完成操作A的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和       ；
（4）滤液M经过操作B可得硫酸亚铁晶体(FeSO₄·7H₂O)。已知硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成如下表：

温度/℃	0	10	30	40	50	60	64	70	80	90
溶解度/g	15.6	20.5	33.0	40.4	48.8	55.0	55.3	50.6	43.7	37.2
析出晶体	FeSO4·7H2O	FeSO4·4H2O	FeSO4·H2O

根据溶解度表，硫酸亚铁晶体(FeSO₄·7H₂O)冷却结晶温度最高不超过      ℃；
（5）在化学反应中，若有元素化合价变化的反应定义为氧化还原反应。下列反应类型肯定是氧化还原反应的是    (填字母编号)；
A.化合反应          B.置换反应      C.分解反应      D.复分解反应
在氧化还原反应中，若有元素的化合价升高，必有元素的化合价降低，且元素化合价升降总数相等。
将无水硫酸亚铁(FeSO₄)隔绝空气加强热，分解产物有三氧化二铁和另两种氧化物，试写出该反应的化学方程式                                      。

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。

根据下图四个化学实验，回答问题：（提示：Cu与Zn的合金称为黄铜）

（1）描述实验a中的实验现象            。
（2）要证明Cu、Zn、Ag的活动性顺序，必须要做的实验是          （填实验序号）。
（3）在c实验后的剩余溶液中，一定有的溶质是            ，可能有的溶质是         ，为了确定可能有的溶质，可加入          （填选项序号）
Ⅰ．氯化钡溶液   Ⅱ．氢氧化铜   Ⅲ．氢氧化钠溶液   Ⅳ．锌粒
（4）为了测定d中稀硫酸的溶质质量分数，取20g该黄铜样品于烧杯中，向其中分4次加入该稀硫酸，充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：

	加入稀硫酸的质量（g）	充分反应后剩余固体的质量（g）
第1次	25	16.75
第2次	25	13.5
第3次	25	m
第4次	25	12.0

 
试回答下列问题：
Ⅰ．上述表格中m的值为              ；
Ⅱ．该稀硫酸的溶质质量分数是多少？（根据化学方程式计算）

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】用pH试纸测得氯化铁溶液pH约为2，说明氯化铁溶液中含有较多的         离子。

以下是某同学进行的两个实验探究
实验一：从含少量铜粉的银、锰（Mn）混合金属粉末中分离出贵金属，并获得一种盐晶体，将有关三种金属随意编号为：A、B、C，并设计了如下流程：

（1） A、B、C三种金属的活动性由强到弱的顺序为   
（2）金属C是   ，操作a的名称是   。
（3）已知A的硫酸盐中A元素显+2价，请写出步骤①的反应的化学方程式：   。
实验二：研究镁条与稀盐酸反应过程中的能量变化以及反应速率的变化步骤：

⑴ 实验前需对镁条进行打磨，目的是   ．
⑵ 检查图1装置的气密性。
⑶ 将镁条放入锥形瓶中，将注射器中的稀盐酸全部压入锥形瓶中，使之反应，发生反应的化学方程式为        。
⑷ 观察注射器活塞运动变化情况，绘制出注射器内收集到的气体体积变化与时间关系的图像如图2所示。则t₁～t₂时间内反应速率逐渐减慢的主要原因是   ．
t₂～t₃时间内注射器内气体体积逐渐减少的原因       。

现有银、铜、铁三种金属，某研究小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序，设计了三个实验：Ⅰ.将铁片浸入稀硫酸中；Ⅱ.将银片浸入稀硫酸中；Ⅲ.将铁片浸入硫酸铜溶液中。
(1)实验Ⅰ的现象是：有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色。反应的化学方程式为：_____________________________________________________；
反应产生的气体可用________的方法检验。
(2)上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序，请你补充一个实验来达到实验目的(写出实验操作和现象)____________________________。
根据以上研究，三种金属的活动性由强到弱的顺序是____________。
(3)将银、铜、铁中的两种金属分别放入________溶液中，即可验证这三种金属的活动性强弱。
(4)将铜片加热，铜片表面变黑。同学们设计如下实验证明此黑色物质是氧化铜。

①实验操作	②实验现象
剪下一片变黑的铜片，放入试管中，加入足量的______溶液	铜片表面的黑色物质全部消失，露出红色的铜，溶液变为________色

 

化学兴趣小组对“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】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）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                                                                。