初中化学实验探究物质的性质或变化规律实验题

某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：

①将有底的空纸筒盖上硬纸板，在电子秤上称得质量为5.39克；

②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体，盖上硬纸板，分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙，观察并记录读数变化；

③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。

回答下列问题：

（1）检验二氧化碳收集满的操作是 　                      　。

（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是 　                       　。

（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气，请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。（纸筒收集满氢气后的质量为5.30克）

小英设计了探究SO₂与AgNO₃溶液反应的实验。将SO₂通入质量分数为1.7%的AgNO₃溶液中，反应后过滤，得到无色溶液A和白色沉淀B。对体系中有关物质性质分析得知沉淀B可能为Ag₂SO₃、Ag₂SO₄或二者混合物。

【查阅资料】Ag₂SO₄为白色固体，微溶于水；Ag₂SO₃为白色固体，难溶于水，溶于过量的Na₂SO₃溶液。

【提出问题】白色沉淀B的成分是什么？

【猜想与假设】猜想一：仅有Ag₂SO₄

猜想二：仅有Ag₂SO₃

猜想三：　                       　

【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
取少量溶液A于试管中，滴加足量Ba（NO3）2溶液	无明显现象	猜想 　      　成立

【实验结论】SO₂与AgNO₃溶液反应生成一种酸和沉淀B，反应的化学方程式是 　            　。

【拓展延伸】

①另取溶液A，滴加足量Ba（NO₃）₂溶液，无明显现象，再加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀，原因是 　                           　。

②向盛有少量AgNO₃溶液的试管里滴入Na₂SO₃溶液至过量，实验现象是 　                      　。

化学是一门以实验为基础的科学。根据如图回答问题。

（1）仪器a的名称是 　    　。

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的化学反应方程式为 　      　，若用F装置收集氧气，当观察到 　          　的现象时再开始收集。

（3）甲烷是一种没有颜色、没有气味、难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，应选用的发生装置是 　 　（填标号，下同），若用G装置收集时，则气体要从 　   　端通入。

（4）A、B装置都可以制取氧气、二氧化碳和氢气，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是 　   　。

（5）生活中常用草酸溶液除铁锈和瓷砖上的污渍。草酸晶体加热会发生如下反应：H₂C₂O₄•2H₂OCO₂↑+CO↑+3H₂O。为检验分解后的产物，小赵设计了如图所示实验。回答下列问题。（白色的无水硫酸铜遇水变蓝）

①实验中证明有水生成的现象是 　           　。

②乙中澄清石灰水的作用是 　           　。

③要证明有CO生成，在不连接其他装置的情况下，可进行的操作是 　       　。

过氧化氢性质不稳定，易被某些含铜化合物催化分解。某化学兴趣小组探究过氧化氢与氢氧化铜混合产生气体的过程如下：

【查阅资料】

a．过氧化铜（CuO₂）为黄褐色固体

b．H₂O₂+Cu（OH）₂═CuO₂+2H₂O

【实验过程】

步骤一：制备氢氧化铜

向盛有5mL溶质质量分数为5%的氢氧化钠溶液的试管中，滴加少量硫酸铜溶液，产生蓝色沉淀。

步骤二：氢氧化铜与过氧化氢混合

向蓝色沉淀中逐滴滴入溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液直至过量，发现蓝色沉淀变为黄褐色沉淀，随后黄褐色沉淀迅速变为黑色沉淀，产生气泡且越来越快，最终试管中得到黑色沉淀。

分析实验过程，请完成下列问题：

（1）CuO₂中氧元素的化合价为 　 　，请写出产生蓝色沉淀的化学方程式 　                  　。为验证该气体是否为氧气，可以使用 　        　进行检验。

【提出问题】气泡越来越快的原因是什么？

【作出猜想】

（2）小组成员作出如下猜想：

猜想Ⅰ：Cu（OH）₂作为催化剂加快H₂O₂分解产生O₂；

猜想Ⅱ：CuO₂作为催化剂加快H₂O₂分解产生O₂；

猜想Ⅲ：　   　（填化学式）作为催化剂加快H₂O₂分解产生O₂。

【验证猜想】

①某同学立即否定猜想Ⅰ、Ⅱ，理由是 　                            　。

②简述验证猜想Ⅲ正确的实验方案 　                               　。

【反思拓展】

黄褐色沉淀遇到过氧化氢迅速变为黑色沉淀并产生气泡的化学方程式为 　        　。

某化学兴趣小组学习了金属、酸、碱、盐的知识后，对金属钠的性质开展了探究活动。

研究主题：钠与水反应、钠在空气中燃烧及其产物的性质研究。

相关信息：

①钠贮存在煤油中

②2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂

③2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑

④BaCl₂溶液pH＝7

（1）实验一：在盛有水的烧杯中滴入几滴酚酞试液，把一块绿豆大小的金属钠（用滤纸吸干表面的煤油后，用刀切去表面的外皮）投入烧杯中。观察到钠浮在水面上，熔化成闪亮的小球且在水面上迅速游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液呈红色。

①从实验现象可知，钠的物理性质有：A.固体；B.硬度小；C.密度比水小；D.　    　。

②烧杯中的溶质除酚酞外还含有　   　（填化学式）。

③取少量烧杯中的溶液于试管中，然后向试管中滴加某溶液至红色恰好消失（无其它现象），所得溶液中溶质不能与其它物质发生复分解反应，则滴加的是　   　（填化学式）溶液。

（2）实验二：另取一小块钠（如实验一处理）放在石棉网上灼烧，金属钠燃烧并产生黄色火焰，最后生成淡黄色固体Na₂O₂。将淡黄色固体露置于空气中，一段时间后变为白色粉末。同学们经过讨论，认为该白色粉末可能是：Ⅰ.NaOH；Ⅱ.Na₂CO₃；Ⅲ.　       　。

为确定该白色粉末的成分，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量白色粉末于试管中，加水溶解，滴加过量的 　   　溶液		综合实验现象判断，此白色粉末是Na2CO3
②静止后，向上层清液中滴加少量　   　溶液	无明显现象

许多化学反应无明显现象，氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应就是其中之一。

【提出问题】怎样证明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应？

【实验设计】同学们写出该反应的化学方程式 　               　，并根据该反应原理分别设计了图一、图二两个实验。

【实验验证】

（1）第一组同学按图一所示，将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起，认为二者发生了反应。第二小组同学认为该实验不严谨，理由是 　             　。于是同学们将该装置中氢氧化钠溶液换成 　          　，做了对比实验，证明二者发生了反应。

（2）第二组同学按图二所示，先将氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会打开止水夹，观察到 　                          　，也证明二者发生了反应。

【拓展延伸】同学们经过反思，设计并进行了图三所示的实验，观察到瓶中产生 　           　，再次证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应。

【归纳总结】通过以上实验，同学们经过讨论，认为对于无明显现象的化学反应，可以通过检验反应物减少和 　                      　两个不同的角度证明反应的发生。

【废液处理】实验结束后，同学们将上述实验中所有物质倒入同一洁净的烧杯中，得到无色澄清溶液，测得溶液的pH＜7，且含有毒的钡离子。从环保的角度考虑，需要向烧杯中加入适量的 　                  　（填一种具体物质），将废液处理达标后再排放。

铜及其化合物在生产生活中有重要应用。某同学对铜及某些含铜物质进行探究。

[温故如新]（1）在①CuO②Cu（OH）₂③CuCl₂④Cu₂（OH）₂CO₃[也可表示为CuCO₃•Cu（OH）₂]这4种物质中，属于碱的有 　 　（填序号））；除①CuO外，其余3种物质在常温下易溶于水有 　 　（填序号）。

（2）考古出土的春秋末期制造的青铜剑，历经2500余年，其表面且有一层薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。由此可知，青铜具有的特性有 　   　（任写一条）。铜器表面的薄锈是铜与空气中的氧气、水、　    　等物质发生反应所形成。

[提出问题]除H₂、CO能还原CuO外，是否还有其他气体能够还原CuO得到金属铜？怎样从含CuCl₂、FeCl₃的某工业废液中回收金属铜和FeCl₂溶液？

[查阅资料]a.通常状况下，氨气极易溶于水形成溶液；加热时，氨气能与CuO反应生成氮气和金属铜等，可用如图所示装置验证。b.在溶液中能发生反应2FeCl₃+Fe═3FeCl₂。

[进行实验1]（3）按图示连接装置，检查气密性后，加（通）入相关药品，后续操作均按规范要求进行，完成实验。

①将CuO粉末装入玻璃管A中的具体操作方法是 　                               　。

②实验时，在试管B中能够观察到的现象是有液体出现，该液体是 　   　（填“纯净物”或“混合物”）。

③从环保角度看该装置的不足之处是 　            　。

[进行实验2]（4）取适量含CuCl₂、FeCl₃的某工业废液样品，向其中加入过量铁粉并充分反应后，过滤，将滤渣和足量 　   　（填“稀盐酸”或“稀硫酸”）充分反应，再

　 　（填操作名称）、洗涤、干燥即可回收得到金属铜；所得滤液中含有需要回收的FeCl₂。

[拓展延伸]（5）已知：加热时，葡萄糖溶液与氢氧化铜悬浊液能发生反应。实验室可用CuSO₄溶液等物质检验葡萄糖的存在，具体实验过程为：在试管中加入2mL 10%NaOH溶液，滴加5% CuSO₄溶液5滴（每滴溶液按0.04mL计算。两种溶液的密度均按1g/mL计算），混合均匀，充分反应，得混合物A。再向上述试管中加入几滴10%葡萄糖溶液，并在酒精灯上加热至沸腾，片刻后生成红色沉淀B，检验完成。则混合物A显 　   　（填“中性”或“碱性”）；红色沉淀B是 　    　[填“CuO”或“Cu₂O”“或“Cu（OH）₂”]。

增氧剂可用于给鱼池增氧，某化学兴趣小组对某种增氧剂的增氧原理进行实验探究。

【查阅资料】该增氧剂的主要成分是过碳酸钠，过碳酸钠是一种白色晶体，化学式可以表示为2Na ₂CO ₃•3H ₂O ₂。过氧化氢溶液常温较稳定，能缓慢分解，受热容易分解。

【提出问题】增氧剂真的能增氧吗？

【初次探究】取少量增氧剂于试管中，加入足量蒸馏水，观察到固体完全溶解，形成无色溶液，无气泡产生；加热，产生大量气泡。

【作出猜想】该兴趣小组结合资料和实验现象推测增氧剂溶于水后生成Na ₂CO ₃和H ₂O ₂。

【再次探究】该兴趣小组进行如表实验：

实验操作		实验现象	实验结论
（1）	另取少量增氧剂于试管中，加入足量蒸馏水，待其完全溶解，再加入 　     　，将带火星的木条伸入试管内		溶液中含有H 2O 2。该操作中H 2O 2参与反应的化学方程式为
（2）	待步骤（1）完全反应后，将所得物质过滤，取少量滤液于另一支试管中，加入	产生白色沉淀	溶液中含有Na 2CO 3

【得出结论】该增氧剂的增氧原理为 　                　。

【评价反思】该增氧剂的保存方法为 　                 　。

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：　                         　。

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 　                      　。

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 　                　、 　                        　。

某校甲、乙兴趣小组的同学在“探究纯碱的性质”实验中，分别做了如图1所示的四组实验，并将四支试管中的所有物质分别倒入洁净的A、B烧杯中。实验结束后，甲、乙小组同学都观察到烧杯底部有固体不溶物，上层溶液呈红色。

【提出问题】烧杯中的上层溶液的溶质除酚酞外，还含有哪些？

【猜想假设】一定含有NaCl，可能还含有NaOH、Na₂CO₃、Ba（OH）₂、BaCl₂、Na₂SO₄中的一种或几种。小明同学猜想溶液中的溶质是酚酞、NaCl、Ba（OH）₂、Na₂SO₄。小红同学认为小明同学的猜想是错误的，理由是 　                   　。

【查阅资料】

①HNO₃与Na₂CO₃反应是分步进行的：Na₂CO₃+HNO₃═NaNO₃+NaHCO₃（先），NaHCO₃+HNO₃═NaNO₃+H₂O+CO₂↑（后）。

②BaCl₂溶液呈中性。

【实验探究】

甲组同学：

往A烧杯中逐滴滴入稀HNO₃，一段时间后，才观察到有气泡产生，溶液变无色。烧杯中固体不溶物的质量，随滴入稀HNO₃的质量变化关系如图2所示。请写出固体不溶物质量增加的反应的化学方程式：　                 　。由此得出溶液中的溶质是酚酞、NaCl、NaOH、　     　。

乙组同学：

实验操作	实验现象	实验结论
取B烧杯中的少量溶液于试管中，滴入足量的BaCl2溶液	生成白色沉淀，	溶液中的溶质是酚酞、NaCl、NaOH、Na2CO3
继续往上述试管中滴入足量的稀HNO3

【交流反思】

乙组同学经讨论后，一致认为：根据甲组同学所做实验的现象，无法确定溶液中的溶质是否存在NaOH，理由是 　                                   　（用文字叙述）。

在学习复分解反应发生的条件后，同学们利用已学知识，对稀盐酸与下表中的四种化合物的溶液之间能否发生反应作出判断。并进行实验验证：

物质	氢氧化钠溶液	硫酸钠溶液	碳酸钾溶液	硝酸银溶液
实验现象	无明显现象	无明显现象	产生气泡	产生白色沉淀
能否反应	能反应	不能反应	能反应	能反应

【提出问题】对于上述无明显现象的反应，如何设计实验进行验证？

【设计实验】为了验证氢氧化钠溶液与稀盐酸能发生化学反应，小刚设计了如下实验方案并进行实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
①将氢氧化钠溶液滴入盛有稀盐酸试管中，振荡	溶液呈无色	稀盐酸与氢氧化钠溶液能发生化学反应
②向步骤①所得无色溶液中滴加几滴酚酞溶液	溶液呈无色

【分析讨论】小刚设计的实验方案 　   　（填“可行”或“不可行”），说明理由：　                   。

【总结提升】通过以上实验分析，对于无明显现象的反应，验证思路可以是：

（Ⅰ）验证生成物是否存在。

（Ⅱ）验证 　     　是否消失。

【拓展迁移】（1）氢氧化钠溶液与稀盐酸发生反应的微观示意图如图所示，该反应的实质是 　                      　。写出另一个符合上述反应实质的化学方程式 　                                     　。

（2）将一定量的氢氧化钠溶液与稀盐酸混合，充分反应后所得溶液中溶质成分可能有

　 　种情况，具体的溶质组合情况分别是 　                             　（填化学式）。

在介绍氢气的制法时，老师告诉同学们，铝丝与一种可以用铁制容器盛装的溶液反应，也会生成氢气。

【提出问题】与铝丝反应的是什么溶液？

【交流讨论】分析后，大家一致认为该溶液不是稀盐酸或稀硫酸，原因是 　　。

同学们决定进一步探究。老师为同学们提供了该溶液。

【查阅资料】含有不同金属离子的溶液在灼烧时会产生不同颜色的火焰

钠	钙	钾
黄色	砖红色	紫色（透过蓝色钴玻璃）

【实验探究】

①小强取该溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液，发现紫色石蕊溶液变蓝。

②小明用铂丝蘸取该溶液在酒精灯火焰上灼烧，观察到火焰呈黄色。

③有同学提出应向该溶液中滴加稀盐酸，小美取该溶液于试管中，向其中加入足量的稀盐酸后，没有看到明显现象，这样做是为了排除 　　（填离子符号）的干扰。

【实验结论】该溶液为 　　溶液。

【交流反思】

①老师告诉同学们，铝与该溶液反应除了生成氢气外，还生成了一种含有AlO ₂ ^﹣的盐，请写出该反应的化学方程式 　　。

②金属铝的化学性质较活泼，而生活中使用的铝制品却耐腐蚀，原因是 　　。

某班同学为验证碳酸钠的化学性质，向盛有碳酸钠的试管中加入一定量的稀盐酸，迅速用带导气管的橡胶塞塞紧试管口，并将导管另一端通入盛有澄清石灰水的试管中（如图所示）。请回答下列问题：

（1）右侧试管中澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式　　。

（2）实验结束后，将两支试管中的所有物质倒入同一个废液缸中，充分反应后得到澄清溶液。同学们对废液中溶质的成分进行如下探究（忽略二氧化碳的影响）：

【提出问题】

废液中溶质的成分是什么？

【做出猜想】

猜想一：CaCl₂、NaCl和HCl

猜想二：CaCl₂、NaCl和Na₂CO₃

猜想三：　　；

【进行讨论】

经过讨论，同学们一致认为猜想　　是错误的。

【设计实验】请完成实验报告

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量废液于试管中，加入　　；		猜想一成立

【反思拓展】

最终同学们确认了废液中溶质的成分。若将废液直接排入铸铁管道引起的危害是　　，你认为该废液的处理方法是　　。