初中化学解答题

某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行如下探究。

[知识回忆]碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO $\frac{\underset{¯}{\mathit{高温}}}{}$2Cu+CO₂↑，理论上碳和氧化铜的质量比为　　。

[作出猜想]产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。

[实验探究]小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物（不考虑其中杂质），分别进行实验，部分实验现象记录如下：

实验序号	m（C）：m（CuO）	实验后A处试管中固体颜色	C处导管口的现象
1	1：8	红色固体中有少量黑色固体	尾气燃烧
2	1：9	红色固体中有较少量黑色固体	尾气燃烧
3	1：10	红色固体中有很少量黑色固体	尾气不燃烧
4	1：11	红色固体中有极少量黑色固体
5	1：12	红色固体中无黑色固体	尾气不燃烧
6	1：13	红色固体中有较多黑色固体	尾气不燃烧

[交流讨论]

（1）推测实验4中“C处导管口的现象”是　　。

（2）上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1：10～1：12之间，可观察到黑色固体明显变红，同时还可减少　　（填化学式）排放，防止空气污染。

（3）检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是　　，观察到的现象是　　。

[反思评价]分析发现，实验5中m（C）：m（CuO）比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因：　　（写一个即可）。

根据如图回答有关问题：

（1）图一中仪器①的名称是　　。

（2）实验室用A装置制氧气的化学方程式为　　。欲收集一瓶较纯净的氧气，可从图一中选择的收集装置是　　（填字母）。

（3）图二中E是小组同学组装的实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置的优点是　　；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置E中连接压强传感器（如图F），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图G）。下列说法正确的是　　（填序号，双选）。

Ⅰ．ab段试管中液面逐渐上升

Ⅱ．bc段石灰石与稀盐酸脱离接触

Ⅲ．c点的对应操作是打开弹簧夹

设计实验、动手操作、观察现象、记录信息、提炼证据、进行推理、形成结论是化学学习的重要方法。

（1）学习化学概念“饱和溶液”﹣﹣﹣实验“KNO₃溶于水”

[实验用品]KNO₃（研磨处理）、水、玻璃棒、三脚架、石棉网、酒精灯、烧杯等。

[实驰探究]在室温20℃下。向小烧杯中加入20mL水，按下表中设计的操作步骤进行实验。

实验序号	实验步骤	实验现象	实验推理	实验结论
Ⅰ	加入2g KNO3，搅拌	全部溶解	不一定形成饱和溶液	在一定温度下，一定量水中不能无限制地溶解溶质
Ⅱ	再加入5g KNO3，搅拌	部分溶解
Ⅲ	加热，搅拌	解	不一定形成饱和溶液	KNO3的溶解度随温度的升高而　　。
Ⅳ	再加入5g KNO3，搅拌	全部溶解	不一定形成饱和溶液
Ⅴ	放在冷水的大烧杯中冷却	析出晶体	一定形成饱和溶液	KNO3可用　　的方法结晶 增加溶剂的质量，可将饱和溶液转化为不饱和溶液
Ⅵ	，搅拌	全部溶解	一定形成不饱和溶液

[实验反思]

①KNO₃预先研磨处理的目的是　　。

②实验步骤　　（填实验序号，下同）中KNO₃的溶质质量分数最大。

③比较实验步骤　　中观察到的实验现象，经分析推理。可得出将KNO₃饱和溶液转化为不饱和溶液的另一种方法，即升高饱和溶液的温度。

（2）应用化学知识“身边的化学”﹣﹣﹣体验“家庭燃料的变迁”

[文献资料]

①天然气和煤都是　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源；天然气的主要成分是　　（填化学式）。

②我国近50年来家庭燃料变迁：煤或木柴→液化石油气或管道煤气→天然气。

③CO₂能产生　　效应，SO₂易导致酸雨。

④充分燃烧天然气和煤各lkg产生CO₂和SO₂的质量如图所示。

[证据推理]各级政府推广“利用天然气代替煤作家庭燃料，分析文献资料可知实施该项举措的科学依据是　　。

[联系实际]为防止燃气泄漏造成危险，使用天然气的家庭“将报警器安装位置确定在燃气灶附近墙壁的上方”，这是基于天然气具有　　的性质。

[反思拓展]保护生态环境是建设“人类命运共同体”的重要组成部分，我国科学家正在利用和开发H₂等新能源，在一定程度上减少对环境的污染。请再列举一例可利用的新能源：　　。

某同学对碳酸钠、碳酸氢钠的组成及某些性质进行探究。

[认识组成]（1）由化学式Na₂CO₃、NaHCO₃可知，两者含有的元素差别是　　；从构成离子的层次看，酸根离子分别是CO₃^2﹣、HCO₃^﹣，依据酸根离子它们都可统称为　　（填“碳酸盐”或“钠盐”）。

[比较性质]（2）为比较室温是20℃时Na₂CO₃、NaHCO₃与水混合的变化，按图1进行实验，先向两支试管中分别加入各约1g Na₂CO₃、NaHCO₃，再分别滴入几滴水，振荡后将温度计插入其中，发现盛有Na₂CO₃的试管中温度计的示数高于20℃，盛有NaHCO₃的试管中温度计的示数低于20℃；再向两试管中各加入约5mL水和2滴酚酞试液，振荡后液体均呈红色。则NaHCO₃与水混合时　　（填“放出”或“吸收”）热量，NaHCO₃溶液显　　（填“酸性”或“碱性”）。

[提出问题]（3）Na₂CO₃、NaHCO₃还有什么不同性质？

[查阅资料]NaHCO₃受热易分解生成Na₂CO₃、H₂O和CO₂．Na₂CO₃受热不易分解。可用图2装置验证。

[进行实验]按图2连接装置，检查气密性后，分别装入相关药品（试管甲、乙中的固体质量应相等）。后续实验均按规范要求进行，完成实验。

①若要使实验效果更理想，则甲中应装入　　（填“Na₂CO₃”或“NaHCO₃”）。

②完成实验后，待试管冷却至室温，若甲、乙试管里剩余固体的质量分别用m（甲）、m（乙）表示，则m（甲）　　（填“＞”或“＝”或“＜”）m（乙）。

[拓展应用]（4）若把碳酸和NaHCO₃比较，受热容易分解的是　　（填“碳酸”或“NaHCO₃”）。除去Na₂CO₃粉末中混有的少量NaHCO₃的方法是　　。

（5）研究表明，Na₂CO₃在水中溶解时能生成自由移动的离子，且Na₂CO₃溶液中还含有很少的HCO₃^﹣，在Na₂CO₃溶液中存在的带负电荷的离子有HCO₃^﹣、　　、　　（填离子符号）。

请根据如图1实验装置图回答问题：

（1）实验室制取二氧化碳的发生装置是　　（填字母），反应的化学方程式为　　。

（2）实验室用装置A加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为　　，在试管口放置蓬松的棉花团的目的是　　。用排空气法收集氧气时，检验是否收集满的操作方法是　　。

（3）已知：通常状况下，二氧化硫气体的密度比空气大，易溶于水，能与水反应生成亚硫酸。实验室常用亚硫酸钠与硫酸在常温下反应制取SO₂。

①实验室制取SO₂的发生装置可用　　（填字母），收集SO₂的装置可用　　（填字母）。

② 如图2所示，把充满SO₂的试管倒立在滴有紫色石蕊的水中，可看到的现象是试管内　　且液体变为红色，其中液体变为红色的原因是液体中产生了　　（填物质的化学式）。

酸碱中和反应是初中阶段重要的一类反应，请你一起参与探究。

【实验探究Ⅰ】在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加50mL一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，观察到溶液的温度　　，由此现象小李同学得出两者能发生反应的结论。通过查阅相关资料后，小张同学发现此结论不够严谨，设计了下列3个对比实验：

①50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。

②50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。

③50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化。

用数字化实验技术测得3个实验，溶液温度随时间变化的关系如图所示。

（1）由图可知，盐酸、氢氧化钠溶液稀释时均　　（填“放热”或“吸热”），但它们稀释时温度的变化量远　　两溶液混合时温度的变化量。

（2）从微观角度分析，此中和反应的温度变化主要是由于　　（填离子符号）两种离子发生反应放出热量的缘故。

[实验探究Ⅱ]

（1）在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2～3滴酚酞试液，再逐滴加入一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，溶液颜色由红色刚好变为无色时，可说明两者发生了反应。该反应的化学方程式为　　。

（2）取一定量反应后的无色溶液加热蒸发，在蒸发的过程中，“意外”发现溶液由无色又变成红色。同学们对红色溶液中溶质的成分（酚酞除外）进行再探究。

查阅资料：酚酞在pH＜8.2的溶液中呈无色，在8.2＜pH＜14的溶液中呈红色。

作出猜想：猜想一：NaCl

猜想二：NaCl、NaOH

猜想三：NaCl、NaOH和Na₂CO₃

同学们讨论后一致认为猜想　　是错误的，理由是　　。

实验验证：取样，滴加　　，无气泡产生，猜想三错误。

原因分析：反应后无色溶液中仍存在少量NaOH，加热蒸发，当溶液的pH在　　范围内，溶液的颜色变红。

总结反思：向某碱性溶液中滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡后溶液的颜色　　（填“一定”或“不一定”）变红。

铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀和盐酸除锈时的反应进行了探究。

Ⅰ探究不同条件下铁钉的锈蚀

取四枚铁钉，按第图1所示进行实验。一天后观察到的现象如下表所示。

试管	a	b	c	d
实验现象	铁钉表面无明显变化	铁钉表面无明显变化	蒸馏水和空气交界处铁钉出现轻微锈蚀	食盐水和空气交界处铁钉出现较多锈蚀

（1）由试管a、b、c中的现象可知铁钉锈蚀的条件是　　。

（2）由试管c、d中的现象可以得出的结论是　　。

（3）切过咸菜的菜刀不及时处理，易生锈。防止切过咸菜的菜刀生锈，处理的方法是　　。

Ⅱ探究盐酸除锈时的反应

步骤1 将一枚表面部分锈蚀的铁钉置于试管中，向其中加入稀盐酸至浸没铁钉。观察到铁钉表面的铁锈逐渐消失，无锈处有气泡产生，溶液变为黄色。

步骤2 将“步骤1”中装有铁钉和盐酸的试管长时间放置后，观察到铁钉变细，溶液变为浅绿色。

[提出问题]①“步骤1”中铁锈消失发生了什么反应？

②“步骤2”中试管长时间放置后，溶液为什么会变色？

[查阅资料]①铁锈中主要含有Fe₂O₃；

②FeCl₃溶液呈黄色，FeCl₂溶液呈浅绿色；

③K₃[Fe（CN）₆]溶液为黄色，FeCl₃溶液遇K₃[Fe（CN）₆]溶液不变色，FeCl₂溶液遇K₃[Fe（CN）₆]溶液会生成蓝色沉淀。

[实验分析]铁锈消失是因为Fe₂O₃与盐酸发生了反应，该反应的化学方程式为　　。

[提出猜想]对于问题②，实验小组提出如下两个猜想：

猜想1：溶液变色是FeCl₃与铁钉表面产生的气体反应所致；

猜想2：溶液变色是FeCl₃与铁钉反应所致。

[实验验证1]对“猜想1”进行验证的实验过程用如图2所示装置进行实验，……。

（1）仪器X的名称为　　。

（2）实验是验证　　（填气体的化学式）与溶液中的FeCl₃是否发生反应。

[实验验证2]请设计实验对“猜想2”进行验证，简述实验过程（包括操作、可能的实验现象和对应的结论）：　　。（实验中必须用到K₃[Fe（CN）₆]溶液、FeCl₃溶液和铁钉）

图中A～I是初中化学常见的物质，其中D为单质，其余均为化合物。A是一种铁的氧化物，其中各元素的原子个数比为2：3；B在固态时可用于人工降雨；E是生物体内含量最多的物质，也是中和反应的生成物之一；I是大理石的主要成分；反应①和反应②的基本反应类型相同。图中“﹣”表示两端的物质间能发生化学反应；“→”表示物质间存在转化关系；部分反应物、生成物或反应条件已略去。

（1）写出化学式：A　　，I　　。

（2）写出E→D反应的化学方程式　　。

（3）写出F→C反应的化学方程式　　。

（4）G与H反应的基本反应类型为　　。

化学丰富了人类的生活。

（1）下列是与人类的生产、生活密切相关的物质：A．碳酸氢钠 B．木炭 C．氮气 D．硬铝。选择相应物质的字母填空：

①　　可用于制造飞机

②　　可用作冰箱除味剂

③　可用于治疗胃酸过多症

④　　可用作焊接金属时的保护气

（2）我国科学家屠呦呦因为对青蒿素的研究取得巨大成就而荣获了诺贝尔奖。她用乙醚代替水成功提取出青蒿素，说明研究青蒿素在不同的　　（选填“溶质”或“溶剂”）中的溶解性很有价值。为了提高药物在水中或油中的溶解性，对其进行了分子结构修饰，说明了物质的　　决定物质的性质。

（3）结合二氧化碳的性质、灭火的原理，分析二氧化碳灭火器可用来扑灭纸质图书档案失火的主要原因。　　。

对金属材料的研究，在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。

（1）金属的化学性质。

完成下列反应的化学方程式：

①镁与氧气反应　　。

②锌与盐酸反应　　。

③铁与硫酸铜溶液反应　　。

（2）金属的获得。

①金属氧化物加热分解。

加热氧化银得到银和氧气，写出该反应的化学方程式　　。

②一定条件下，金属化合物与一些具有还原性的物质发生反应。在高炉内，把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是　　。写出氢气还原氧化铜的化学方程式，并计算若80g氧化铜与氢气完全反应生成铜，理论上最多可得到铜的质量是多少？（在答题卡上写出计算过程）

③电解法冶炼。

工业上可以利用电解熔融氯化钠得到钠和氯气，该反应的基本反应类型是　　。

黄铜是由铜和锌组成的合金，可用于制造钱币、机器零件等。利用黄铜制造各种物品的过程中，会产生大量的黄铜渣，主要含有Zn、Cu、ZnO、CuO．一种利用黄铜渣获取金属铜和硫酸锌溶液的实验流程如图：

（1）下列关于黄铜的说法正确的是　　。

a．黄铜不能被腐蚀

b．黄铜的硬度比铜大

c．黄铜的熔点比锌高

（2）“酸溶”过程中有气体生成，写出生成该气体的化学方程式：　　。

（3）“置换”过程中需要加入过量Zn的目的是　　。

（4）为进一步提高原料利用率，得到更多的铜和硫酸锌溶液，需要对流程中的“滤渣”进行处理，向滤渣中缓慢加入　　（选填“稀硫酸”或“稀盐酸”）并不断搅拌，观察到　　时停止加入，过滤。

（5）上述流程中，能判断锌的金属活动性比铜强的事实是　　（任写一条）。

实验创新可以使现象更明显，操作更简便。Y型管的使用能增强实验的对比性，增添实验的趣味性。某化学兴趣小组同学利用Y型管设计了如图三个实验进行探究活动，请回答下列问题。

（1）据如图1所示实验，其设计的目的是　　。一段时间后，观察到Y型管右侧湿润的蓝色石蕊试纸变红，写出发生反应的化学方程式　　。

（2）如图2所示实验中，一段时间后，缓慢倾斜Y型管，将右侧的稀硫酸部分倒入左侧，依据　　（填实验现象），可得出结论：Zn的金属活动性比Cu强。

（3）如图3所示实验中，根据Y型管左右两侧现象对比，可得到的实验结论是　　。该实验中，Y型管顶端气球的主要作用是　　。

化学是一门以实验为基础的科学。根据如图所示的装置，回答下列问题。

（1）图中标有序号①的仪器名称是　　。

（2）实验室用A装置制取氧气，发生反应的化学方程式是　　，在试管口放棉花团的作用是　　。

（3）用双氧水制取氧气，探究石蜡燃烧的产物，应选择装置B与　　、　　（填字母）组合。收集过程中，检验氧气集满的方法是　　。

2020年6月23日，我国长征五号B运载火箭搭载第55颗北斗导航卫星发射成功，北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

Ⅰ．火箭中液氢燃料通过氢泵涡轮高速输送到发动机燃烧室，与液氧混合燃烧产生推动力。该反应的化学方程式为　　。

Ⅱ．人造地球卫星的结构材料常用镁合金等，金属镁可从海水中提取，工艺流程如图：

（1）粗盐经过溶解、过滤、蒸发后得到的精盐是　　（选填“纯净物”或“混合物”）。

（2）反应②的过程是　　（选填“放热”或“吸热”）过程。

（3）“母液”中含MgCl₂，以上①～④步化学反应中未涉及的反应类型是　　。

a．化合反应

b．分解反应

c．复分解反应

d．置换反应

（4）已知某海域海水中总的含盐量约为3.5%，盐中镁元素的质量分数约为3.7%，则海水中镁元素的质量分数约为　　（保留两位有效数字），由此可知，用海水晒盐后剩余的“母液”来提取镁，而不直接用海水的主要原因是　　。

化学兴趣小组的同学模仿工业高炉炼铁原理，在如图1所示装置中用CO还原CuO制取金属Cu。

（1）装置中气球的作用是　　。

（2）实验开始前，需要先通一段时间CO，然后开始加热，当观察到澄清石灰水　　的现象，说明CO与CuO已经发生反应。

（3）为确定反应的最佳温度，兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分，实验结果如图2所示（该图谱可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同），据图回答下列问题：

①400℃时，反应的固体产物中含有Cu和　　。

②500℃时，该反应的化学方程式为　　。

③用CO还原CuO制取纯净的Cu，反应温度至少要控制在　　℃以上。