初中化学实验题

科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。学习小组对蓝绿色碱式碳酸铜晶体[Cu₂（OH）₂CO₃]的性质进行实验探究，并基于证据进行推理分析。

Ⅰ.探究碱式碳酸铜受热的变化

【设计实验】学习小组设计了如图装置（夹持仪器已略去），并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。

注：无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝。

【实验过程】①在装置丙导管a处连接一导管，并插入水中，微热试管，观察到 　                   　，说明整套装置的气密性良好。

②按图示加入样品和试剂，加热一段时间后，试管中固体变黑，澄清石灰水变浑浊。

【实验分析】（1）装置乙中的现象是 　                  　。

（2）装置丙中发生反应的化学方程式为 　                          　。

（3）根据现象可知，碱式碳酸铜受热可分解，分解产物有CO₂、CuO、　        　。

（4）装置乙、丙位置不能互换的理由是 　                              　。

Ⅱ.探究碱式碳酸铜与酸的作用

【实验过程】取少量样品于试管中，加水，固体不溶解。继续加入足量稀硫酸，有气泡产生，得到蓝色溶液。

【实验结论】碱式碳酸铜能与硫酸发生反应，生成的盐为 　   　。

【拓展延伸】碱式盐在生活中应用广泛。碱式氯化铝[Al₂（OH）Cl₅]是一种高效净水剂。已知碱式氯化铝与盐酸发生反应生成盐和常见的溶剂，则此反应的化学方程式为：　                         　。

为了参加2023年5月举行的化学实验操作考试，各学校积极组织了实验操作训练。小姚同学完成了“稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水的鉴别”实验，请你帮他完成实验报告的填写。

【实验题目】稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水的鉴别

【实验目的】选择合适的指示剂鉴别稀盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水

【实验仪器】小试管5支、试管刷等

【实验药品】随机编号为A、B、C的三种待测液，酚酞试液（装于滴瓶），石蕊试液（装于滴瓶）

【实验过程】

（1）

实验步骤	实验现象	实验结论
①分别取A、B、C待测液 $1-2mL$于三支试管中，分别滴入 $1-2$滴石蕊试液，振荡。	B中的石蕊试液变_____，另外两支试管中的液体呈蓝色、紫色，但颜色相近。	鉴别出B是_____，A、C无法准确鉴别。
②另取A、C待测液 $1-2mL$于两支试管中，分别滴入 $1-2$滴酚酞试液，振荡。	C中的酚酞试液变_____，A中无明显现象	鉴别出C是_____，A是蒸馏水。

【交流反思】

（2）小峰同学认为，只用酚酞试液也能完成该实验，他设计方案并完成了实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
①分别取A、B、C待测液 $1-2mL$于三支试管中，分别滴入 $1-2$滴酚酞试液，振荡。	C中液体呈红色，A、B中无明显现象	鉴别出C
②将①中的红色液体分为两等份，_____。	观察到其中一支试管有明显的现象：_____。	发生反应的化学方程式为_____，鉴别出A、B．

图甲为某小组设计的物质关系框架图。图中A、B、C、D、E、F为初中化学常见的六种物质，其中A能使带火星的木条复燃，B和F的组成元素相同，F有毒性，侯德榜先生为D物质和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献，E为汽车用铅酸蓄电池中含有的酸。（图中用“—”表示两种物质间能发生反应，“→。”或“”表示两种物质间能单向或双向转化，部分反应物和生成物及反应条件、转化及反应关系已略去，图中部分反应需要在溶液中进行，物质是溶液的只考虑溶质）。

请回答下列问题：

（1）分别写出B、E物质的化学式。B：　 　，E：　 　。

（2）E的稀溶液与D溶液反应的实验现象为 　             　。

（3）D与熟石灰在溶液中反应可以生成C，其反应类型为 　   　。

（4）图乙上方的蓝色火焰是F与A发生反应产生的，此反应的化学方程式为 　                 　。

“天宫课堂”上航天员做的泡腾片实验，让同学们再次感受到化学的魅力。泡腾片中含有碳酸钠或碳酸氢钠等物质，化学兴趣小组决定对它们的某些性质进行探究。

实验一：探究碳酸钠和碳酸氢钠溶液的酸碱度

【实验探究1】用pH试纸测得等浓度的碳酸氢钠溶液的pH为9，碳酸钠溶液的pH为11。

【实验结论1】两者均显碱性，且溶液碱性较强的是 　 　。

实验二：探究碳酸钠和盐酸的反应

【实验探究2】向盛有碳酸钠溶液的烧杯中，逐滴加入一定浓度的稀盐酸并充分搅拌，测得pH变化与时间的关系如图1所示。观察到ab段无气泡产生，从b点开始产生气泡。经测定b点溶质只有碳酸氢钠和氯化钠，c点pH为7。

【实验结论2】碳酸钠和盐酸的反应是分两步发生的，ab段发生反应的化学方程式为 　 　，c点溶液中的溶质为 　 　。

实验三：探究碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性

【查阅资料】①碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、水和二氧化碳；②碳酸钠受热不分解。

【实验验证】取一定量的碳酸氢钠放入试管中加热，如图2所示。

【交流反思】试管A管口向下倾斜的原因是 　 　，试管B中出现 　 　现象，证明有二氧化碳生成。

【实验结论3】碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠。

【拓展应用】溶洞内钟乳石的形成原理与碳酸氢钠受热分解相似﹣﹣溶有碳酸氢钙[ $Ca（HC{O}_3{）}_2$]的地下水，遇热或当压强突然变小时，碳酸氢钙会分解成碳酸钙沉积下来，天长日久就形成了千姿百态的钟乳石。请写出碳酸氢钙分解的化学方程式 　。

已知Mg能在CO ₂中燃烧，根据金属活动性顺序表，Na的金属活动性比Mg强，说明Na也能在CO ₂中燃烧。为了验证，实验小组进行了以下实验探究：

【查阅资料】

①金属钠性质活泼，常温下，金属钠极易与氧气反应，生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。

②Na ₂CO ₃溶液显碱性；CaCl ₂溶液显中性。

【实验探究一】

步骤1：打开活塞，让A装置中产生的气体依次通过B、C，收集一瓶纯净的CO ₂气体。

步骤2：将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO ₂中继续燃烧，发光放热，冷却后观察到瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质。

【问题讨论】

（1）为获得纯净的CO ₂，可利用装置B除去CO ₂中混有的 　 　；装置C中盛放的试剂是 　    　。

（2）步骤2中生成的黑色固体成分是 　 　。

【初步结论】Na能在CO ₂中燃烧。

【提出问题】白色物质是什么？

【猜想与假设】猜想一：氧化钠；

猜想二：碳酸钠；

猜想三：氧化钠和碳酸钠的混合物；

猜想四：氢氧化钠。

（3）大家讨论后一致认为猜想四是错误的，理由是 　                                　。

【实验探究二】对白色物质是什么进行实验探究，方案设计如下：

方案1：取该样品少量于试管中，加入适量的水。振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色。结论：白色物质中一定有氧化钠。

方案2：取该样品少量于试管中，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出。

结论：白色物质中一定有 　    　。

方案3：取该样品少量于试管中，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的氯化钙溶液，出现白色沉淀，过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，无明显现象。

【反思与评价】

（4）甲同学思考后提出方案1得出的结论不正确，其理由是 　                 　。

（5）请将方案2结论补充完整： 　           。（填化学式）

（6）方案3中加入过量CaCl ₂溶液的目的是 　           　。写出此反应的化学方程式 　                    　。

【实验结论】

（7）综上所述，你认为猜想 　 　成立。

（8）请写出Na在CO ₂中燃烧的化学方程式 　                      　。

请结合下列实验装置图及所给信息回答问题。

已知实验室制取气体的相关信息如下：

①锌粒与稀硫酸反应制取 $H_2$。

②亚硫酸钠固体和浓硫酸常温下反应制取 $S{O}_2$。 $S{O}_2$是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水。

③ $N{H}_4\mathit{Cl}$固体与 $\mathit{Ca}（\mathit{OH}{）}_2$固体共热制取 $N{H}_3$。 $N{H}_3$是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。

（1）实验室制取以上三种气体，发生装置可选用B的有 　 　（填化学式）。

（2）实验室制取 $H_2$的化学方程式为 　，可选用 　 　（填字母序号）收集 $H_2$（填所有可用装置）。

（3）将 $S{O}_2$气体通入紫色石蕊溶液中，看到液体变红，说明 $S{O}_2$与水反应生成 　 　（填物质类别），可用 　 　（填试剂名称）干燥 $S{O}_2$。

（4）实验室制取并吸收多余 $N{H}_3$，装置接口连接顺序为 　 　。

金属、酸、碱、盐在工农业生产中应用广泛，某化学兴趣小组进行相关实验。

（1）探究不同条件下金属铜与硫酸反应的情况如下：

组别	①	②	③	④
H 2SO 4质量分数	20%	98%	20%	98%
反应条件	常温	常温	加热	加热
反应现象	无现象	无现象	无现象	溶液变蓝，有气泡产生

如表④发生反应方程式为：Cu+2H ₂SO ₄（浓） CuSO ₄+2H ₂O+X↑。X的化学式为 　    　；硫酸铜溶液中的阴离子是 　    　（写离子符号），从上述对比实验中，你对铜与硫酸反应有什么新的认识 　                                     　。

（2）实验室欲配制40g质量分数为5%的Na ₂CO ₃溶液，应选择 　    　（10mL、50mL、100mL）的量筒来量取水的体积。

（3）现有下列BaCl ₂、K ₂CO ₃、NaOH三种溶液，请你选择一种常见试剂鉴别这三种溶液，写出相关化学方程式 　                　、 　                        　。

某校化学兴趣小组的同学和老师一起整理实验台时，发现有一瓶未盖瓶塞且失去标签的无色溶液，据老师回忆：可能是 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液和 $NaOH$溶液中的一种。于是同学们对这瓶溶液的成分进行探究。

【提出问题】这瓶溶液的成分是什么？

【查阅资料】氯化钙和氯化钠的水溶液呈中性。

【设计实验】

方案	实验操作	实验现象	实验结论
1	取少量样品于试管中，滴加紫色石蕊溶液	若	该溶液是 $NaOH$溶液
2	取少量样品于试管中，滴加稀盐酸	若有气泡产生	该溶液是 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液

【交流讨论】

（1）小李认为方案1的结论不合理，理由是 。

（2）写出方案2中有气泡产生的化学方程式　 　 。

【实验探究】

老师指出方案2也不够严谨。经讨论后，小组同学按以下步骤进行实验：

（1）取适量样品于试管中，加入过量的氯化钙溶液，充分反应后过滤，得到白色沉淀A和滤液B；

（2）向滤液B中滴加无色酚酞溶液，溶液变红色。

加入过量氯化钙溶液的目的是　 　；滤液B中的溶质为　 　。

【实验结论】这瓶溶液的原溶液是NaOH溶液，且溶质已部分变质。

【拓展延伸】

（1）取完药品后，应　 　 。

（2）检验滤液B时，下列能代替酚酞溶液的有　 　（填序号）。

①氧化铜

②铁丝

③硫酸镁溶液

图1是实验室制取常见气体的装置，图2是探究铁生锈条件的实验装置，回答下列问题。

（1）用大理石和稀盐酸制取 ${\mathrm{CO}}_2$的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，发生装置是＿＿＿＿＿（填字母序号）。

（2）加热高锰酸钾制取 $O_2$的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，收集装置是＿＿＿＿＿（填字母序号），检验 $O_2$的方法是＿＿＿＿＿。

（3）装置F中分液漏斗内的试剂是＿＿＿＿＿，打开活塞，缓慢滴加试剂，持续反应5分钟后，装置G中的现象是＿＿＿＿＿，达到实验目的。

（4）火星的大气中含有大量 ${\mathrm{CO}}_2$，科学家认为人类未来建设火星基地时，能利用火星大气中的 ${\mathrm{CO}}_2$制取 $O_2$，理论依据是＿＿＿＿＿。

小明按如图所示进行趣味实验，将U形管开口端放入烧杯内，观察到溶液进入U形管并流入另一端。

（1）烧杯内的溶液呈_____色。

（2）二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_____。

（3）U型管开口端放入烧杯后，管内气体压强_____（选填“增大”“不变”或“减小”），溶液在管内上升并流入另一端。

电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙，能减少碳排放，助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。

（1）传统方法： $CaC{O}_3$在 $900℃$以上完全分解生成 $CaO$和__________（填化学式）。

（2）新方法：

i.电解水属于_____反应（填基本反应类型），反应前后氢元素的化合价_____（填“升高”“降低”或“不变”）。

ii.反应器1：一定的 $H_2$环境及较低温度下 $CaC{O}_3$可与 $H_2$反应生成 $CaO、CO$和 $H_{2}O$。 $CO$与 $H_{2}O$的分子个数比为_______。

$CaC{O}_3$还可以直接分解。反应器1中 $CO$、 $C{O}_2$的含量随反应温度的变化如下图所示。________ $℃$时，抑制 $C{O}_2$生成的效果最好。

iii.反应器2：一定条件下， $CO$与 $H_2$发生化合反应生成甲醇（ $C{H}_{3}OH$），化学方程式为_________ 。

（3）与传统方法相比，新方法的优点有__________________________（写两条）。

定律是对自然现象或关系的描述，通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料：

（1）玻义耳实验中，金属灰增加的质量是 　 　；

（2）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有 　 　（填字母）；

A.要善于总结前人的成果和经验

B.实验的成功与否，取决于药品的选择

C.定量方法是科学研究的重要方法

受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。

（3）在白磷燃烧前后质量测定实验中（如图），气球的作用有 　 　；

（4）小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路 　 　。

实验是科学探究的重要手段。如图是实验室制取气体的常用装置，请回答有关问题：

（1）仪器①的名称 　 　。实验室利用高锰酸钾制取氧气的装置中，试管口略向下倾斜的原因是 　 　。

（2）实验室里，在常温下用硫化亚铁固体和稀硫酸反应来制取硫化氢气体。通常情况下，硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，能溶于水，密度比空气的大。实验室制取硫化氢气体应选用的发生装置是 　 　（填序号），收集装置是 　 　（填序号）。

如图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：

（1）图中仪器①的名称是 　 　；

（2）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式是 　 　；

（3）实验室制取二氧化碳，可选用的收集装置是 　 　，若将产生的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变红色，其原因是 　 　（写出化学方程式）；

（4）实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体在加热条件下制取甲烷，应选用的发生装置是 　 　；若用 F 装置收集甲烷，则气体从导管口 　 　进（填“a”或 b ）。

有一瓶因久置而失去标签的无色溶液、为鉴定该溶液的成分,小亮进行了下面的实验：

（1）取一支洁净试管，倒入3~5mL待测溶液，滴加2~3滴石蕊试液，石蕊试液变红色，该溶液呈 　   　(填“酸性”“碱性”）；

（2）另取一支洁净试管，倒入3~5mL待测溶液，加入几粒锌粒后有气泡冒出，该溶液一定是 　 　溶液；

（3）要确定该溶液是稀硫酸还是稀盐酸，小亮还需要补充的实验是：

实验步骤	现象	实验结论