初中化学探究题

白磷、红磷都是可燃物，都可以在一定条件下燃烧。以下是利用它们的可燃性进行的三个实验，请分别回答问题。

实验1                    实验2                     实验3
（1）通过实验1可以探究燃烧的条件。烧杯中放有热水，a、b、c处分别放有药品，实验中只有a处的白磷燃烧。a与c对比、a与b对比，说明燃烧需要的条件是可燃物与氧气接触和       ，白磷燃烧的化学方程式为          。
（2）通过实验2可以测定       。待集气瓶中的红磷熄灭，冷却后打开弹簧夹，当观察到         的现象时，可达到该实验目的。
（3）通过实验3可以验证质量守恒定律。实验前将白磷放入锥形瓶中，称量装置的总质量，引燃白磷，待反应后再称量装置总质量，发现托盘天平保持平衡。整个实验过程中气球会出现的现象是          。
综合分析上述三个实验，以下说法正确的是               。（填①～⑥序号）
①实验1中的热水只起隔绝空气的作用
②实验2中红磷可以换成木炭
③实验2若未达到实验目的，可能是由于装置气密性不好
④实验2中两容器中水所起的作用相同
⑤实验3中的气球起到了防止锥形瓶内的烟气与外界交换的作用
⑥实验3锥形瓶内事先放少量细沙的作用是防止瓶底炸裂

(8分)某化学兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结合装置图，回答下列问题：

(1)写出图中标号仪器的名称：a              ，b              。
(2)用B装置制氧气的化学方程式为               ，可选用C装置收集氧气，其原因是              。
(3)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH₃)，应选择的发生装置是               (填上图字母)。
(4)该小组设计了如下图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。

①当打开K₁、关闭K₂时，利用I、Ⅱ装置，可进行的实验是         (填字母)。
a．大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
b．锌与稀硫酸反应制取氢气
②当打开K₂、关闭K₁时，可以利用Ⅰ、Ⅲ装置制得二氧化碳并验证其性质。若要证明二氧化碳能与水发生反应，应向烧杯的水中加入                   ，Ⅲ中发生反应的化学方程式是                              。

在学习中我们了解到常用制取氧气的方法有如图所示的四种：

请回答问题：
（1）属于工业制取氧气的方法是（填“甲、乙、丙、丁” ）               ；
（2）写出甲方法制取氧气的文字表达式                          ；
（3）某化学兴趣小组的同学，利用下列仪器进行实验（所有装置的气密性都已检查完毕）

①把过氧化氢溶液缓缓加入盛有二氧化锰的容器中制取并用排气法收集氧气，完成该实验你所选用的仪器有                           （填字母）。写出发生反应的文字表达式                           。这种方法与“把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中制氧气”相比有              的优点。
②某同学继续探究“红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解反应的催化剂？”实验步骤和现象如下：
a、他分别向两支试管中加入相同的过氧化氢溶液，向其中一支试管加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢，发现加入红砖粉末的试管中反应较快。
b、将反应较快的试管内固体过滤出来，洗涤、烘干、称量。
c、用称量后的固体重复步骤a的实验，现象与步骤a完全相同。
试回答：步骤a中他除了选用试管外还用到上面列出的仪器有___________（填字母）。步骤c的实验目的是______________________________________。该学生认为通过上述实验已证明红砖粉末可以作过氧化氢分解反应的催化剂，但老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤，请指出来_________________。
（4）按绿色化学的要求你认为四种制取氧气的方法较好的是____________方法。（填“甲、乙、丙、丁” ）

下图是实验室制取气体常用的实验装置，回答下列有关问题：

（1）请写出图中标有字母的仪器名称：a                b           
（2）实验室制取二氧化碳应选用的发生装置是         （填字母序号，下同），收集装置是         。检验二氧化碳是否已集满的方是                                   。
（3）实验室若用装置B制取氧气，发生反应的化学方程式为                          。
（4）某活动小组对教材中一氧化碳的化学性质实验并不太满意，于是决定进行创新设计。经查阅资料得知：甲酸（HCOOH）在浓硫酸催化及加热的条件下分解生成一氧化碳气体和水，实验室常用此方法制取一氧化碳。在老师的指导下，同学们设计了一氧化碳的制取、可燃性及还原性的综合实验方案（如下图）。

根据题目提供的信息及实验装置图，完成下面相关各项。
①写出实验室制取一氧化碳的化学方程式：                        。
②写出A、B、C各处的实验现象及反应的化学方程式

	实验现象	化学方程式
A
B
C

③说出你对该实验设计的评价（优、缺点），并阐述你的观点：                 
                                                                           。

实验室中，利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。

⑴写出带标号的仪器的名称：①          ；②         。
⑵向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是                   。
⑶实验室若用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置是        ；用双氧水制氧气的化学方程式为                                              ；
⑷能用C装置收集的气体，必须具备的性质是                        ；
⑸乙炔又称电石气，是一种无色、无味、密度比空气略小，不溶于水的气体；工业上常用它燃烧产生的高温来切割和焊接金属；实验室用电石（固体）与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的发生装置是          ；收集装置是         （此空2分，回答不全将酌情扣分）。

下列装置常用于实验室制取气体。根据给出的装置回答下列问题：

A             B              C            D        E       F         G       H
（1）指出编号仪器名称：①                 ；②                 。
（2）实验室利用A装置制取氧气，反应原理用化学方程式表示为                      。利用C装置收集氧气的最佳时刻是                              。用收集到的氧气完成硫粉燃烧实验后，还需向集气瓶内加入适量氢氧化钠溶液，目的是                           （用化学方程式表示）。
（3）制取并收集二氧化碳应选择的装置是                 （从A——E中选择），使用该套装置制取气体的突出优点是                 ，该反应原理用化学方程式表示为                                             。若改用F装置收集二氧化碳，则气体应从     端进入。制得的二氧化碳中常含有少量的氯化氢气体与水蒸气，欲使个G、H装置将以上杂质气体除去，则装置正确的连接顺序是：混合气体→                （用端口字母表示）。
（4）将纯净的二氧化碳气体通入盛有蒸馏水的洗气瓶一段时间后，测得该装置中溶液的pH、
          （填“＞”、“＜”或“=”）7，对该现象的合理解释为                 （用化学方程式表示）。

2012年1月，广西河池宜州市境内龙江河发生了镉浓度超标事件。根据该事件某化学活动小组开展了一次关于金属镉与铜、银活动性顺序的探究及镉污染事故处理方法的研讨活动。
查阅资料：①镉（Cd）是一种银白色金属，在化合物中通常表现为+2价  ②水体中镉元素通常以氯化镉的形式存在      ③氯化镉能溶于水，氢氧化镉难溶于水
（一）金属镉与铜、银活动性顺序的探究

实验步骤	实验现象	实验结论
取适量镉、铜、银于试管中，加入足量	镉表面有气泡产生，铜、银表面无气泡产生	镉的活动性顺序大于铜与银
取适量铜于试管中，加入少量硝酸银溶液	，                      。	铜的活动性顺序大于银

实验结论：活动性顺序：镉＞铜＞银
（二）对镉污染事故处理方法的讨论
小聪认为可用向受污染河段抛撒过量烧碱固体的方法除去氯化镉，反应原理用化学方程式表示为                                  。小敏认为该方案虽然有效，但有缺陷，原因是                                。受小聪与小敏启发，你认为可以用         （写俗称）代替烧碱。

小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：

加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。
小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。  
【实验记录】

实验步骤	实验现象	化学方程式
取一只250 mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中	木炭燃烧得更旺	化学方程式I

表中，化学方程式I是         。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实
验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是         。
实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，进行实验，并重复多次。

（250 mL 集气瓶）
【实验记录】

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性		装置的气密性良好
②	加入药品，将装置连接固定
③	打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b	A中水进入到B中，B中水的体积为200 mL。	收集200 mL气体（由压强差引起的误差忽略不计）
④	用凸透镜聚光引燃白磷	燃烧，产生大量白烟
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温， 进行操作I	现象I	小丽收集的气体不是纯净的氧气

表中，操作I是         ；现象I是         。
【数据记录】   

实验次序	1	2	3	4	5
B中剩余水体积/mL	100	42	39	41	38

【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为         % 。
【实验反思】
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于         （填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）导致第1组数据产生较大误差的可能原因是         。

小明在网络中看到镁是航空工业的重要材料，欲通过实验探究镁的性质。
（1）小明推测镁能与O₂反应、与稀盐酸反应、与硫酸铜溶液反应，他的依据是         。
（2）小明设计了如下实验对假设进行验证。
①取一支试管，放入一根镁条，加入一定量稀盐酸，观察到有无色气体产生，发生反应的化学方程式为         。将镁条换为铁丝，重复上述操作，可观察到产生气体的速率         （填“变快”、“变慢”或“不变”）。
②另取一支试管，放入一根镁条，加入一定量硫酸铜溶液，观察到镁条表面有少量气泡产生，且有黑色物质生成。
（3）镁条与硫酸铜溶液反应的现象让小明感到困惑，他去图书馆查到相关资料：
资料1：硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸；
资料2：当金属粉末颗粒很小时，容易成为黑色；
资料3：实验过程中发生了一系列复杂的反应，生成的黑色粉末可能是CuO、Cu
中的一种或两种。
①镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为         。
②小明进一步设计实验确定黑色粉末的成分，请在下表中补全实验方案。

实验操作	实验现象	结论
将黑色粉末过滤、晾干后，分成两份
将其中一份装入硬质玻璃管中，向其中通入CO后，加热，并将生成的气体通入澄清石灰水中	澄清石灰水 变浑浊	结论I
将另一份置于坩埚中，称其质量为m1，在空气中加热一段时间后冷却，称其质量为m2。	现象I	黑色粉末中含Cu

表中，结论I是         ；现象I是         。

根据下图回答问题。

（1）实验仪器a的名称是         。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为     ，所选用的发生装置是   （填字母序号）。
（3）用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为         。收集一瓶二氧化碳所选用的装置为         （填字母序号）。收集二氧化碳时，需要验满，具体操作是将燃着的木条放在瓶口，若观察到         ，说明瓶中已充满二氧化碳。

下图所示的一组实验可用于研究燃烧的条件（夹持固定装置略去）。

已知白磷的着火点为40℃，红磷的着火点为240℃。
（1）在如图1所示的实验中，分别用玻璃棒蘸取酒精和水，再在酒精灯火焰上加热，片刻后移开，实验现象如下：

实验用品	现象
蘸有酒精的玻璃棒	产生火焰
蘸有水的玻璃棒	无明显变化

从观察到的实验现象得出燃烧应具备的条件是         ，写出此实验中发生反应的化学方程式         。
（2）在如图2所示的实验中，a、b两处放有少量白磷，c处放有少量红磷，当看到a处白磷燃烧、c处红磷不燃烧时，估计温度计示数一定在          ℃以上，此现象能够说明燃烧应具备的条件是         。
（3）除上述两个条件外，燃烧还应具备的条件是         ；在图2所示的实验中，能说明该条件的实验现象是         。

在学习金属时，老师布置同学们对家中的各种金属进行调查，为了找到更多种类的金属，小涛向父母求助，从爸爸的化验室拿到了金属锰（Mn），从妈妈的首饰盒里找到了纯钯（Pd）戒指与吊坠。课上交流时大家对这两种金属在金属活动性顺序中的位置产生了兴趣。

Mn	Pd

（1）小昕同学仔细观察后提出了初步猜想：
由于有的锰锭上已经覆盖了红褐色的锈，而经过长时间佩戴的钯金戒指还很光亮，所以
         相对活泼一些。
（2）设计并进行实验：

实验目的	实验操作	实验现象
验证两种金属的活动性强弱	（Ⅰ）取少量PdCl2溶液于小烧杯中，用镊子加入一小块金属锰。	有黑色粉末生成，溶液由无色变为浅粉色（MnCl2）。
（Ⅱ）取相同的稀硫酸于两个小烧杯中，分别放入两种金属。	其中一支烧杯中有气体产生，溶液变为浅粉色，另一个烧杯中无明显现象。

（3）初步结论：猜想成立；实验①（Ⅱ）中发生反应的化学方程式为_________________。
（4）小柱同学进一步设计并进行实验：

实验目的	实验操作	实验现象
②	（Ⅰ）取少量CuSO4溶液于一个小烧杯中，用镊子加入金属      ，一段时间后取出冲洗。	无明显现象。
（Ⅱ）取少量AgNO3溶液于另一个小烧杯中，用镊子加入金属钯，一段时间后取出冲洗。	无明显现象。
（Ⅲ）取少量PdCl2溶液于第三个小烧杯中，加入老师提供的Pt丝。	无明显现象。

（5）结论：钯在金属活动性顺序中应该排在     和     之间。
（6）反思：根据上述实验，判断金属活动性强弱的两种方法为            。
（7）应用：根据总结出的方法，完成下列实验方案。（要求采用与（4）中不同的方法）

实验目的	实验操作	实验现象和结论
探究Mn和Zn的金属活动性强弱

过氧化钠(Na₂O₂)是一种黄色固体。某次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na₂O₂固体的棉花放入右图烧杯中，缓慢倒人CO₂后发现处于下位的蜡烛先熄灭，上位的后熄灭，同时又惊奇的发现棉花燃烧起来。

I．实验过程中“下位的蜡烛先熄灭，上位的后熄灭”的现象
说明二氧化碳具有的性质是______________________。
Ⅱ．棉花为什么会燃烧呢?小组同学联想起物质燃烧的相关知识，推理出棉花要燃烧，除了我们已知“棉花是可燃物”之外，还需满足的条件为_________________________________。
【提出问题】在实验中是如何给棉花燃烧提供上述条件的呢?
【查阅资料】2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+O₂↑；  2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；
白色的无水硫酸铜遇水会变呈蓝色。

【设计实验】经过讨论后，小组同学设计了如下图的实验进行探究。
【实验步骤】 (1)按上图装配好装置，并检查其气密性；
(2)将相关的试剂放入对应的仪器中；
(3)推动注射器的活塞，把稀盐酸注入锥形瓶内，并固定活塞位置；
A中发生的反应方程式为________________________；
(4)一段时间后，在a处放置一根带火星的小木条，观察现象。
【实验现象】 (1)C中干燥管中没有出现蓝色
(2)a处带火星的小木条复燃；
(3)D处烧杯中水的温度升高。
【实验分析】 (1)B装置的作用是____________；为什么要有此装置__________________；
(2)C装置的作用是_________________；
(3)D装置的烧杯内水温升高的原因是_____________________________。
【实验结论】 “小木条复燃”说明了Na₂O₂和CO₂反应产生了氧气并放出热量；满足了棉花燃烧的条件，棉花的主要成分为纤维素，可用(C₆H_l0O₅)_n来表示，试写出纤维素完全燃烧的方程式___________________________________________________。

实验室有下列仪器和高锰酸钾、氯酸钾、石灰石、二氧化锰、稀盐酸五种药品及木块、火柴等实验用品。某化学兴趣小组想利用这些仪器和药品制取一些常见的气体，请回答下列问题：

（1）写出仪器①的名称：① _____________。
（2）王明用氯酸钾制取氧气，他应选用上述仪器中的__________，(填仪器标号)，还需要补充的仪器是_______，此方法反应原理（用化学方程式表示）是_______________________________；检查该装置气密性的方法是__________________________________________________________。
（3）刘俊要制取和收集二氧化碳，他已经选用了①和⑤，则他还需选用的仪器是__________ （填仪器标号）；同学们认为仪器⑤也可以用④代替，其优点是____________________________，该装置还可以用来制取的一种常见气体是_________。

同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
（1）填表

实验步骤	观察到的现象
① 在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。
② 在①所得的溶液中，插入       ，充分作用。	无明显现象
③ 在②所得的溶液中插入       ，充分作用。

结论：金属活动性Al ＞ Fe ＞ Cu
(2) 将铝丝插入前应进行的操作是                                           ；
（3）小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出Al ＞ Fe ＞ H ＞Cu的结论。小华要补充的实验是                                             ；
（4）小强同学认为要得到Al ＞ Fe ＞ H ＞Cu的结论，不必做补充实验，只需将小刚同学方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的顺序是               。