初中化学探究题

某实验小组的同学在加热铜与浓硫酸的混合物实验时，发现生成了一种无色有刺激性气味的气体和蓝色溶液，进行如下探究活动．
[查阅资料]①某些不活泼的金属(如铜)能与一些强氧化性的酸(如浓硫酸)发生反应，生成水而不生成氢气，同时生成二氧化硫和铜盐．
②硫酸铜溶于水后，溶液呈酸性．
[知识回顾]铜、银_______(能、不能)与稀硫酸、盐酸反应产生氢气．
[分析讨论]⑴对于生成的蓝色溶液，小东认为可能是Cu(NO₃)₂溶液，小楠认为不可能是Cu(NO₃)₂溶液，而可能是硫酸铜溶液，小楠的理由是                     ．
⑵写出铜与浓硫酸共热的化学方程式                           ．
⑶小东根据化学方程式说，该方法适用于以铜为原料大量制取硫酸铜，小田认为不适宜，你能说出小田的一个理由吗                            ．
[提出问题]上述蓝色溶液中有无硫酸剩余？
[实验论证]小坤认为可向蓝色溶液中滴加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生，经大家讨论后，该方案被否定，你觉得否定该方案的理由是                    ．
[反思评价]⑴有同学提问：为什么不可以用石蕊试液来进行检验？你的回答是             ．
⑵同学们发现:将足量的铜和足量的浓硫酸置于容器中加热,一段时间后,反应会逐渐变慢,最后反应停止,你能说出反应停止的原因吗？                    ．

在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）。某化学兴趣小组提出可以用含铜废料制备胆矾(CuSO₄·XH₂O)。
查阅资料：（1）过氧化氢在常温下会缓慢分解为氧气和水。对其水溶液加热、光照或加催化剂（如MnO₂）都会促进其分解。
（2）CuSO₄·XH₂O可溶于水，在加热时会生成CuSO₄和H₂O。
I、硫酸铜的制备
方案1：甲同学根据已学知识，提出了制备硫酸铜方案：

方案2：乙同学根据查阅资料找到了一种工业制备硫酸铜的流程：

(1)写出上述方案中的②处铜或铜的化合物有关的化学反应方程式是：              。
(2)从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为方案     （填1或2）更合理。理由是：     。
(3)方案2中，加入H₂O₂后要求温度控制在50℃到60℃加热的可能的原因为       。
(4)若上述方案所用的稀硫酸是在实验室中由稀释浓硫酸得到，在稀释浓硫酸时的操作是： 　
　                                     。
(5)兴趣小组同学一致指出，将滤液经蒸发、降温结晶等操作后，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得硫酸铜晶体。晶体采用酒精淋洗的优点是  。
II、硫酸铜晶体(CuSO₄·xH₂O)中结晶水(xH₂O)含量的测定
学习小组取12.5g硫酸铜晶体(CuSO₄·xH₂O)进行热分解，获得相关数据，并绘制成固体质量一温度的关系如图。

(1)在加热过程中，随着水分的失去，固体颜色将由蓝色逐渐变为     色，最终变为黑色；
(2)650℃以上时，硫酸铜固体就会发生分解，生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气，此反应的化学方程式为            ；
(3)根据图中数据，计算CuSO₄·xH₂O中x的值为     。（请写出计算过程）
(4)若将4.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了0.4g后质量不再改变，写出剩余固体的化学式：            。
Ⅲ、硫酸铜的应用
波尔多液是用硫酸铜和石灰乳配成的一种天蓝色、粘稠的悬浊液，其有效成分是Cu₄(OH)₆SO₄，其中铜元素的化合价为     。碱式盐可以写成盐和碱的形式，例如碱式碳酸铜可以写成CuCO₃·Cu(OH)₂，则Cu₄(OH)₆SO₄可以写成盐和碱的形式为      ，其杀菌机理可看作是Cu^2＋使病原菌失去活性，这说明病原菌的主体是     （填一种有机物名称）。

油价的持续“高烧”和环境问题，国家决定推广乙醇汽油的使应用。（1）某同学对乙醇溶液是否呈现碱性产生了兴趣：
[提出问题]乙醇化学式为C₂H₅OH，含有“氢氧根”，所以猜测它的水溶液应该显碱性。
[实验设计及操作1]取乙醇溶液少量于试管中，滴加无色酚酞溶液，观察到溶液为      色，则说明乙醇溶液不显碱性。为什么乙醇溶液不呈现碱性呢？
[解释与结论]通过乙醇溶液的导电性实验，可知乙醇溶液几乎不导电。说明乙醇溶液中不含自由移动的离子，即不含     （写出离子符号），所以乙醇溶液不显碱性。
（2）I．乙醇燃烧时如果氧气量不足，可能还有CO生成。用以下装置确证乙醇燃烧产物有CO和CO₂，应将乙醇燃烧后的产物依次通过（按气流从左至右顺序填装置编号）     ，正确连接后的装置仍存在不足，请指出其不足之处          。

II．装置②中氢氧化钠溶液的作用是      ；写出装置①中所盛溶液名称是      ，写出③中发生反应的化学方程式                            
III．与乙醇结构相似的化合物还有甲醇（CH₃OH）、丙醇（C₃H₇OH）、丁醇（C₄H₉OH）…等，这类物质称为醇类，则含8个碳原子的醇的化学式为       。

通过对化学的学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，请结合下图回答有关问题：

（1）请写出图中标号仪器的名称：②            
（2）某同学在实验室制取二氧化碳，写出反应化学方程式                          ，要得到一瓶干燥的二氧化碳气体，所选装置的连接顺序是         （填装置大写字母），可选用           作干燥剂。
（3）写出用A装置制取氧气的化学方程式                                   。
（4）下图是用燃烧方法测定空气中氧气含量的实验，试管容积为30mL。实验前，反复推拉注射器活塞，活塞都回到原处。此现象说明                。实验开始时注射器活塞前沿停在20 mL刻度处，充分反应后待试管冷却，打开弹簧夹，注射器活塞前沿将停在     mL刻度处。

某化学兴趣小组根据下图所示装置进行实验制取气体的探究。请回答：
⑴仪器①的用途是                   ，仪器②的名称是        。
⑵若用石灰石和稀盐酸制取干燥的CO₂，应选择的装置组合是      (用字母代号填空，且按气流从左到右组合)。

某校“我与化学”活动小组在探究活动中要制取一定量的氨气。该小组查阅资料可知：
①常温下NH₃是一种无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小。
②氯化铵固体和熟石灰粉末在加热条件下生成氨气
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ CaCl₂ + 2NH₃↑+ 2H₂O
根据以上信息和如下图所示装置，完成下列空白：

制取氨气发生装置是            （填序号），制取氨气收集装置是            （填序号）。
NH₃水溶液呈碱性，能使湿润的紫色的石蕊试纸变成蓝色。收集氨气时，检验氨气集满的方法是（写出实验操作及现象）                            。
NH₃具有还原性，加热条件下能够还原氧化铜得到单质铜。判断反应发生的现象是            。
B装置可用于实验室制取氧气，其化学方程式是                            。

某化学兴趣小组为测定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，设计了几种实验方案。请你参与并完善下列方案中的试剂（每种方案只需列出所用试剂）。
方案一：Fe、Ag、                     ；
方案二：Cu、                、AgNO₃溶液；
方案三：Fe、Cu、AgNO₃溶液、                 。

在化学实验技能考试中，有一题目是鉴别氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液，某同学进行了如下图所示的实验。

⑴写出试管②中反应的化学方程式：                                           。
⑵当看到不同现象时停止通气体，将两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中，并将废液进行过滤，同学们对滤液成分进行了探究。
【提出问题】滤液中除水外还含有哪些物质？
【查阅资料】①氯化钙溶液呈中性；
②Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
【猜想假设】 甲同学认为：只含有氢氧化钠
乙同学认为：只含有碳酸钠；
丙同学认为：含有氢氧化钠和氢氧化钙；
丁同学认为：含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙；
你认为还可能是                          （写一种猜想）。
【分析讨论】你认为哪位同学的猜想不合理并说明理由                              。
【实验设计】设计一个简单的实验证明你的猜想正确。

实验步骤	实验现象	实验结论
取滤液于试管中，		猜想正确

【实验分析】甲同学针对自己的猜想进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入少量稀盐酸	无明显现象	猜想成立

你认为甲同学对实验结果判断是否正确？请说明理由。
                                                              
【反思拓展】
下列实验方法可以区分氢氧化钠和氢氧化钙两种固体的是         （填字母）。
A.放置在空气中       B.观察颜色       C.加水溶解       D.利用溶解性

请根据下列装置图回答问题：

（1）A中制取气体的化学方程式为_________            ___________________； A装置还可用于实验室制取另一种气体的化学方程式为                                。
（2）B中，将二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有______           ____        ___性质，这一性质在实际生活中的应用为___        ____。
（3）小明按C图实验时，集气瓶底部炸裂，其可能的原因是___               ____。
（4）小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。他将镁和不同含碳量的铁 (镁和铁直径均为0. 4mm)放入氧气中燃烧，并将现象记录在下表中。

物质	镁	含碳0.05％的铁	含碳0.2％的铁	含碳0.6％的铁
燃烧时 的现象	剧烈燃烧，发出 耀眼白光，无火星	剧烈燃烧 极少火星	剧烈燃烧 少量火星	(未填)

①你认为表中未填的实验现象是                                              。
②造成铁丝在氧气中燃烧时火星四射的主要原因是                              。

小张同学在课外活动中探究金属的化学性质，进行了右图所示的实验，并根据实验得出了下列结论：Ⅰ．金属都能与空气中的氧气反应；Ⅱ．部分金属能与稀盐酸发生置换反应。
⑴小张同学的结论Ⅰ不正确。你认为具体的理由是         。
⑵小张同学的结论Ⅱ中的“部分金属”指的是               。
⑶根据你已有的知识，请你补充金属的另外一点化学性质              。


⑷小张同学通过查阅资料还发现，不同金属锈蚀的条件不同。铁锈的主要成分是Fe₂O₃·xH₂O，铜锈（铜绿）的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃。由此可判断铁生锈、铜生锈的相同条件是必须同时接触水和氧气；铜生锈条件还需要接触     。

（1）写出右图1中的仪器名称           ，               。                  
（2）右图2是课本上的一个重要探究性实验，请说出由该实验得出的两个重要结论是：
                                                         ；
                                                         。

某化学兴趣小组进行了识别化肥的探究活动，他们对氯化铵、碳酸氢铵、硫酸钾、磷矿粉四种化肥的实验探究步骤如下：
（1）步骤一：取上述四种化肥各少量分别放入试管，观察，从外观上即可与其他化肥区别出来的是                。
（2）步骤二：在装有另外三种化肥的试管中，分别加入少量稀盐酸，有气体产生的且
是       。
（3）步骤三：再分别取少量未区别出的另外两种化肥于研钵中，各加入少量熟石灰粉末，混合、研磨，有刺激性气味气体放出的是        。因此可知，在使用该类化肥时，要避免
与         （填“酸”或“碱”）性物质混合施用，以防降低肥效。

小苏试图研究CO的还原性，通过查阅相关资料，了解到下列信息：草酸(H₂C₂O₄）与浓硫酸混合加热会产生CO反应如下：


于是她设计了下图的实验装置。
完成下列问题：
（1）图A是利用草酸制取CO的发生装置。根据实验原理，应选择  ▲ 图（填“甲”、“乙”、或“丙”）。
（2）装置C的作用是       ▲     。（3）为检验装置D中产生的气体，E装置中的液体应为  ▲ 。

(10分）在研究“铁生锈的条件及防治”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
《实验目的》铁生锈条件的探究。
《实验内容》取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。

实验①                   实验②                实验③
《实验现象》实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
《实验结论》铁生锈实际上是铁与空气中的      、     （填名称）发生反应的结果。
《实验思考》
（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的     。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和             两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是                                。
（4）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是                             。
（5）为了防止钢铁锈蚀，人们常将铁制成不锈钢，不锈钢属于__________（填“纯净物”或“混合物”）。此外还可以采用在铁器表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，此方法能防止锈蚀的原理是__      _        ____。
（6）媒体报道每年因生锈而浪费的钢铁非常严重，请你用方程式表达如何用稀硫酸处理铁锈（Fe₂O₃）                                        。

为探究酒精灯火焰不同部位的加热效果，小亮同学取来3支试管，分别编号为A、 B、 C。向试管内各加入 3 mL 水，进行了如下实验：
（1）把A试管底部放在酒精灯火焰上方约3 cm处加热；
（2）把B试管底部放在酒精灯外焰部分加热；
（3）把C试管底部放在酒精灯灯芯处加热。实验结果如下表：

试管编号	A	B	C
水沸腾所用时间（/s）	90	30	45

 
由此小亮同学得出的结论是         ，根据他的这一结论你对用酒精灯加热的建议是：