初中化学探究题

碳及许多含碳化合物不充分燃烧都要产生一氧化碳，一氧化碳是一种污染空气的有毒气体，它使人中毒的原因是                        ，通常采用燃烧法处理尾气中的一氧化碳。某同学对一氧化碳与一定量的氧气反应后所得的气体成分进行了如下实验探究：
【提出猜想】反应后气体的组成可能是：①CO和CO₂；②只有CO₂；
③                       。
【实验探究】该同学为了验证自己的猜想，用下列装置进行实验：

①装置B中氢氧化钠溶液的作用是                                          。
②装置A中出现的现象是                                          ，发生反应的化学方程式是                                                  ，用带火星的木条伸入D中出现的现象是                                                      。
【实验结论】通过实验验证，猜想③成立。

化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。请你参与完成：

【知识回忆】可燃物燃烧的必备条件是          ；
【交流讨论】（1）改进后的装置（如图二）与图一相比，其优点是      。欲使图二中的红磷着火，可将试管从水中取出并    后才能对试管加热；
（2）将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使管口罩住白磷（如图三所示），结果观察到“水火相容”的奇观，则大试管中所装置气体可能是      ；
【综合应用】“水火不相容”是指水能灭火，其实水有时也可以“生火”，比如金属钾遇水会产刻着火，因为钾遇水生成H₂和一种碱，该反应是     （填“吸热”或“放热”）反应，其生成的碱的化学式为     。

某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。请你参与完成：

【知识回忆】可燃物燃烧的必备条件是            ；
【交流讨论】（1）改进后的装置（如图二）与图一相比，其优点是           。欲使图二中的红磷着火，可将试管从水中取出并          后才能对试管加热；
（2）将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使试管罩住白磷（如图三所示），结果观察到了“水火相容”的奇观，则大试管所装气体可能是          ；
【综合应用】“水火不相容”是指水能灭火，其实水有时也可以“生火”，比如钾遇水会立刻着火，因为钾遇水生成H₂和一种碱，该反应是         （填“吸热”或“放热”）反应，其反应化学方程式为                         。

探究活动一：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。
（1） 该实验的目的是________、________。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是____ ___                                             _。
（2）若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H₂比乙装置中产生的H2质量________（填“多”、“少”或“相等”）。（可能用到的相对原子质量：H－1  O－16  Mg－24  Cl－35.5  Fe－56）
探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的质量分数，现有如下A、B两组实验方案。
（3）两种方案，你认为不能达到目的的是________（填“A”或“B”），理由是________。
（4）在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致测定的铁的质量分数________（填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法判断”）。

小林同学对A、B、C三种金属的活动性进行探究，他分别将A、B、C三种金属放入三支盛有相同溶质质量分数的稀盐酸中，记录的实验现象为：A、C都能与盐酸反应放出气体，B放入稀盐酸中无明显现象。根据小林同学的记录，你对A、B、C三种金属的活动性能作出的判断是：       、        。不能作出的判断的是          。要对A、B、C的金属活动性的相对强弱作出准确判断还需要做的实验是                     。

在研究“铁生锈的条件”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                                      。

2009年2月12日，我外交部就法国某公司拍卖我国两件重要文物兔首和鼠首(见右图)，发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权。目前我国正在积极追讨这两件文物。兔首和鼠首均为青铜器(铜、锡合金)，表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈(铜锈俗称铜绿)。为了弄清铜绿的组成和铜生成铜绿的条件，某化学实验小组进行了如下探究：
   
1．探究铜绿的组成
【查阅资料】 通过查阅资料知道：铜绿受热易分解。
【设计与实验】
(1)小芳从其它铜器上取下适量的干燥铜绿，按右图所示装置进行实验。在实验过程中，观察到：试管口内有水珠出现，说明了铜绿中含有氢、氧元素；澄清石灰水变浑浊，说明了铜绿中含有                 元素。
(2)小芳取下少量试管内反应后的剩余物，放入另一支试管中，滴人稀硫酸，充分反应后，溶液变蓝色，说明铜绿中含有                元素。
【实验结论】 铜绿是由铜、氢、氧和碳元素组成的。
2．探究铜生成铜绿的条件
【查阅资料】铜绿的化学式是Cu₂(OH)₂CO₃，它受热会分解生成三种氧化物。铜绿分解的化学方程式为                                  。
【猜想与假设】  据铜绿的组成和查阅的资料判断，铜绿可能是铜与氧气及         共同作用而形成的。
【设计与实验】 借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小梁设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如下图所示(所用铜片洁净、光亮，试管内的“  ”为铜片)：

实验较长时间后，发现            试管中铜片最先生锈(填试管字母编号)。
【评价与改进】 小区认为小梁设计的实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是(用图表示亦可)                                  。
【拓展与应用】
小明发现从不同地点收集到的两个铜器(一个是纯铜做的，一个是青铜做的)中，纯铜器的铜绿比青铜器的少，他据此分析认为青铜比纯铜易锈蚀。小明的分析是否全面?请你说明理由。
                                                                  。

铜器长期暴露在空气中会生成铜绿（俗称铜锈）。铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，碱式碳酸铜不稳定，受热分解成黑色固体物质、无色气体和水。这种黑色固体和无色液体的成分是什么呢？
查阅资料：碱式碳酸铜的化学式是Cu₂（OH）₂CO₃。稀硫酸能与Fe₂O₃、CuO等金属氧化物反应，生成盐和水。
提出猜想：某同学根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体、无色液体的成分做出了一下猜想：
①无色气体为二氧化碳；②黑色固体为氧化铜；③…
实验验证：实验装置如图。

在此实验装置中，大试管的管口略向下倾斜的目的是        。
验证①：若猜想①正确，实验过程中应该看到澄清的石灰水                          。 产生此现象的化学方程式是                                。在反应完全停止加热时，针对熄灭酒精灯和把导管移出液面这两步操作，你认为应该先进行的操作是                                。
验证②：从装置中取下大试管并冷却到室温，然后向大试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，静置后观察实验现象。若猜想②正确，观察到得实验现象应该是                      ，发生反应的化学方程式为                               。

金属钠很软，可以用刀切割。切开外皮后，可以看到钠具有银白色的金属光泽。钠是热和电的良导体。钠的密度是0.97g/cm³，比水的密度小，钠的熔点是97.81℃，沸点是882.9℃。将金属钠放入水中，可以反应生成NaOH和H₂；钠跟氧气混合加热生成淡黄色的过氧化钠（Na₂O₂）固体，钠跟CO₂在加热条件下反应生成碳酸钠和单质碳。
（1）试写出钠跟水反应的化学方程式    　　　　　　　　　　　　　　　　　   
（2）小刘同学用图A装置做钠跟氧气反应实验，观察到生成物中出现黑色固体，则该黑色固体是      （填化学式），试写出相应的化学反应方程式  　　　　　　      
_________________________________。

（3）为了探究黑色固体成分，小刘同学进行了下列探究。
探究反应中CO₂的
猜想①：CO₂的来源于   　　　　　　；猜想②：CO₂的来源于 　　　    ；
在上述两种来源中，       （填序号）是CO₂的主要来源。用图B和C装置实验的目的是　　                                          　　。

某工厂产生的铜屑中含有少最铁屑．现要回收利用其中的铜，需除去其中的铁屑，张山同学设计了甲、乙两个实验方案：

（1）以上两个实验方案中，从回收利用率角度考虑，你愿意选择              。
（2）两个方案中都有过滤操作，该操作中必须用到的玻璃仪器有                     
（3）写出两个实验方案中有关反应的化学方程式：
方案甲                                                                 
方案乙                                                                 
（4）你能否再设计一个不同原理的方案？写出你的方案                         
                                                                         

某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。提供的药品：铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
【做出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强，对3种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一：锰>铁>铜；
猜想二：铁>铜>锰；
猜想三：                                。
【设计实验】为了验证猜想成立，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案。
（1）第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象。
（2）第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入        中，观察现象。
（3）第三组验证猜想三。实验方案是（只用两个实验）：
                                                                       。
【实验及结论】各组通过实验和交流，确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是：                                                                    。
【拓展研究】随后同学们对探究金属活动性的方案涉及作了进一步研究。
为了验证甲、乙、丙、丁4种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：①把甲放入乙的盐溶液中；②把乙放入丙的盐溶液中；③把乙放入丁的盐溶液中；④把丁放入丙的盐溶液中。你认为哪个实验没有必要做？请说明理由。
                                                                       。

小青探究铜与稀硫酸在加热的条件下能否发生反应的实验时，发现加热沸腾一段时间后，溶液开始变色，同时产生较多的气泡。生成的是什么气体呢？
[提出猜想]①可能是H₂；②可能是O₂；③可能是SO₂
任何的猜想都要有依据，则小青提出猜想的依据是：          ____       。
[查阅资料]①铜与热的浓硫酸反应产生SO₂；②SO₂与Ca(OH)₂反应生成难溶的CaSO₃。
[实验验证]请你根据以下实验条件，设计实验验证小青的猜想，并将相关内容填在下表。
仅限选择的用品和试剂：试管；带火星的木条、澄清石灰水。

实验步骤	实验操作	预期现象和结论
第一步
第二步

 
[交流与讨论]经验证，猜想③正确，为此，小青作了如下解释：加热使溶液中的水不断蒸发，硫酸浓度逐渐增大，当达到一定浓度时，硫酸跟铜反应产生SO₂气体。你觉得小青的解释_______（填“合理”或“不合理”）。

(11分)钢铁、铝合金、铜制品等是应用广泛的金属材料。据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某校化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验：
(1)如图，取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几天后，他们会发现　▲　处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空气中生锈实际是铁和　▲　  、 　▲　　等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。

(2)一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu₂(OH)₂CO₃(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO₂参加反应。
请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式　　　　　　▲ 　　　　　　 。
(3)【查阅资料】孔雀石的主要成分是Cu₂(OH)₂CO₃，也可以表示成CuCO₃·Cu(OH)₂。与孔雀石相似，还有许多矿物可用xCuCO₃·yCu(OH)₂(x、y都是正整数)表示，石青就是其中的一种。
【实验探究】为了验证石青的组成成分，他们设计了如下实验，请你共同参与探究。

	实验操作	实验现象	结论
步骤l	取少量石青样品置于大试管中加入足量稀硫酸	(1)产生大量气体 (2)溶液呈蓝色	(1)石青中含有  ▲ 离子 (2)石青中含有  ▲ 离子
步骤2	取少量石青样品置于大试管中加热	(1)残留固体呈  ▲ 色 (2)大试管内壁  ▲	石青加热易分解

 
【反思与拓展】
①确定步骤1中产生气体成分的实验方法是             ▲           。
②根据以上探究，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和   ▲  的质量，就可确定石青的化学式(即确定x、y的值)。
③防止金属锈蚀的方法很多，如制成不锈钢、在金属表面      ▲      (任写一种方法)。

(8分)在日常生活中，我们发现切过咸菜的刀更容易生锈．而除锈用稀盐酸比稀硫酸快。为了进一步验证上述现象，某校师生做了以下相关分组实验，请你根据自己平时课堂学习的体验一起参与讨论并回答相关问题。
【步骤一】未打磨的铝片浸入氯化铜溶液中，迅速产生大量气泡和疏松的紫红色固体，并放热，片刻后溶液由蓝绿色变成无色。
(1)若要正视紫红色固体中是否含有氧化铜，可用   ▲   溶液(填一试剂)加以检验。
【步骤二】未打磨的铝片浸入硫酸铜溶液中，一段时间内没有明显现象。
(2)比较步骤一、二，你能得出的结论是：      ▲       。
【步骤三】打磨过的铝片浸入硫酸铜溶液中，其操作、现象和结论见下表。
(3)试将“影响因素”选项前恰当的字母序号填入答题卡指定位置。

实验操作	使用现象	对比结论
Ⅰ．一片用粗砂纸单向用力打磨3次，将其浸入硫酸铜溶液，片刻后用镊子取出。	现象一：粗砂纸打磨的在划痕处有少量气泡，附着少量疏松的紫红色固体。	现象一与现象二对比，说明 ①   ▲
现象二：粗砂纸打磨的片刻内现象不明显。
Ⅱ．一片用特细砂纸往复打磨数次，再将其浸入硫酸铜溶液，片刻后取出。	现象三：特细砂纸打磨的表面产生较多细小气泡，表面均匀附着紫红色固体。	现象三与现象一对比，说明 ②   ▲
现象四：特细砂纸打磨的表面一段时间内没有明显现象。	现象四与现象三对比，说明 ③   ▲

 
★影响因素：
A．打磨时用力程度及均匀程度不同
B．选用砂纸颗粒粗细程度不同
C．由于摩擦生热又形成了新的氧化膜
(4)比较步骤三各实验操作中用砂纸打磨的作用是：              ▲          。
(5)请仔细观察下图：

试从微观粒子变化的角度分析该反应的实质是：
                                       ▲                               。

木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。某兴趣小组的同学为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：
a、气体产物可能是二氧化碳；
b、气体产物可能是一氧化碳；
c、气体产物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合物。
（1）如果猜想a成立，写出气体产物通入澄清石灰水反应的化学方程式     。
（2）如果猜想b成立，写出木炭还原氧化铜反应的化学方程式     。
（3）同学们设计了如下图所示装置（铁架台已略去），通过实验探究气体产物的成分。

实验过程中观察到A、E装置中的澄清石灰水均变浑浊，C装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为     。
（4）有同学提出，从简约装置、节约实验药品的角度出发，上图装置可进行改进，去掉A、B、C装置，用如图所示的装置同样可以探究出该气体产物的成分。请你写出其实验操作过程（写出操作步骤，不需要写出现象和结论）      。