初中化学实验探究物质的性质或变化规律试题

2021年全球新冠疫情形势依然严峻，除了打疫苗、戴口罩、勤洗手外，还需要科学、正确、安全地消毒。84消毒液、H₂O₂溶液都是常用的消毒剂，某兴趣小组对这两种消毒剂进行了如下探究活动：

【实验】取少量84消毒液置于试管中，滴加H₂O₂溶液，有大量气泡产生，经检验产生的气体是氧气；

【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）；

【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？

【作出猜想】

猜想一：NaClO类似分解H₂O₂溶液制取氧气时MnO₂的作用，作催化剂；

猜想二：NaClO与H₂O₂溶液发生化学反应，作 　             　；

【实验探究】

（1）按入图所示组装实验装置（固定装置省略），加入药品前的操作是 　           　。

（2）实验Ⅰ：按入图装置经注射器甲注入10mL水，观察到注射器乙活塞向右移动10mL；（忽略大气压、摩擦等其他因素对测量结果造成的影响，下同）

（3）实验Ⅱ：先向锥形瓶中加入20mL 84消毒液，再按如图装置将25mL H₂O₂溶液平均分5次经注射器甲注入锥形瓶中，待注射器乙活塞不再向右移动后，记录每次气体的总体积，数据见表：

/	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
H2O2溶液/mL	5	5	5	5	5
注射器乙中气体的总体积/mL	35	70	85	a	b

表中的数据a＝　   　；

【实验结论】根据表中数据判断 　    　（填“猜想一”或“猜想二”）是正确的，依据是 　                                                 　。

【反思评价】通过该实验说明消毒剂混用可能会影响消毒的效果，因此生活中在使用各种消毒剂时不能随意混用，应科学使用，注意安全。

实验室常利用下列装置制取并探究气体的有关性质，请你根据所学知识回答下列问题：

（1）仪器甲的名称是 　          　；

（2）氧气与世间万物如影随形，动植物呼吸、燃料燃烧、钢铁冶炼等都需要氧气，实验室利用B装置制取氧气时所发生反应的化学方程式为 　               　，若要收集一瓶干燥的氧气，装置接口连接顺序为b→　 　→　 　→　 　；

（3）甲烷是一种密度小于空气，难溶于水且具有可燃性的气体，实验室里也可利用上述装置通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取，则制取装置为 　   　。某同学将一定量的甲烷气体置于盛有氧气的密闭容器中点燃，反应结束后测得容器中CO和CO₂的总质量为37.6g，同时测得水的质量为36g，请根据数据写出该反应的化学方程式 　                               　。

该同学对甲烷的其它化学性质产生了兴趣：

【提出问题】甲烷除了可燃性外，还具有什么化学性质？

【查阅资料】无水硫酸铜遇水变成蓝色

【作出假设】甲烷具有还原性

【设计并进行实验】该同学按如图装置进行实验：

【实验现象与结论】

通入甲烷加热一段时间后才观察到A装置中黑色固体变为红色，B装置中无水硫酸铜变为蓝色，C装置中氢氧化钙溶液变浑浊。根据现象写出甲烷与氧化铜发生反应的化学方程式 　                　。通过实验证明，甲烷具有还原性。

【反思与评价】

实验时，先向装置中通入一段时间的氮气，再通入甲烷加热的目的是 　            　。

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）

小嘉用H₂O₂溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO₂，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H₂O₂溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H₂O₂溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。

【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢？

【建立假设】水可以降低H₂O₂溶液浓度，从而减缓反应速度。

【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H₂O₂溶液进行实验，观察并比较。

【实验结论】加水降低了H₂O₂溶液的浓度，使反应速度变慢。

【交流反思】

（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H₂O₂溶液的 　 　相同。

（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较 　                  　。

【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H₂O₂溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是 　                         　。

（1）除探究要素不同之外，其它条件都应该是相同的，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H₂O₂溶液进行实验，为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H₂O₂溶液的速度相同。

（2）图中实验，用量筒收集生成的氧气，判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较相同时间内收集到氧气的体积。

（3）利用如图装置，用3%的H₂O₂溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验，控制的变量是温度不同，进行该实验所基于的假设是水可以降低温度，减缓反应的速率。

故答案为：

市场上常见的苏打水有苏打气泡水和无汽苏打水两种。它们的主要成分中都含有碳酸氢钠，俗称小苏打，具有以下性质。

性质一：2NaHCO ₃ Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂↑（NaHCO ₃在50℃以上开始逐渐分解）

性质二：NaHCO ₃+HCl═NaCl+H ₂O+CO ₂↑

（1）苏打气泡水中含有大量二氧化碳，瓶盖一打开就有大量气泡产生，所以叫气泡水。无汽苏打水则不含二氧化碳，但小明认为他喝入体内也会产生二氧化碳，主要是利用了碳酸氢钠的性质 　     　（选填"一"或"二"），理由是 　                   　。

（2）小明查阅了相关资料想自制苏打水，于是购买了一袋小苏打，包装袋上标注的碳酸氢钠含量是99%。真的有这么高吗？小明取了10克小苏打样品放入装置，逐次加入稀硫酸进行实验，得到相关数据。请通过计算帮助小明判断包装袋上的标注是否准确。（2NaHCO ₃+H ₂SO ₄═Na ₂SO ₄+2H ₂O+2CO ₂↑）

序号	反应前	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀硫酸溶液质量/克	0	10	10	10	10	10
C装置中溶液总质量/克	100.0	101.1	102.2	103.3	104.4	105.0

（3）如果去掉装置B，测量结果将会 　 　（选填"偏大"或"偏小"）。

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 　       　。

炎热的夏季，游泳池成了人们消暑健身的热门场所，水质的安全也成为大家关注的话题。小丽和同学们对某室内游泳池的水呈蓝色的原因及水质安全展开了研究。请回答下列问题。

【查阅资料】

a.水对蓝光的反射和散射作用使水呈现蓝色，水越深，蓝色越明显。

b.游泳池的水质常规检验主要项目及限值如下表：

项目	浑浊度	pH值	尿素	总大肠菌群（36℃，24h）	游离性余氯	化合性余氯	水温
数值	≤1NTU	7.0﹣7.8	≤3.5mg/L	每100mL不得检出	（0.2﹣1.0）mg/L	≤0.4mg/L	23℃﹣30℃

【交流与讨论】小丽认为泳池水呈蓝色可能是因为加入了硫酸铜。

【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量泳池水于试管中，加足量 　    　溶液	无明显现象	泳池水中无Cu^2+
（2）另取少量泳池水于试管中，加稀盐酸，再加足量 　   　溶液	产生白色沉淀	泳池水中含有SO4^2^﹣

【实验结论】泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的。从微观角度分析，水分子本身 　   　（填“有”或“没有”）改变。写出一个步骤（2）中产生白色沉淀可能发生的化学反应方程式 　                     　。

【实验调查】同学们就泳池水净化问题走访了游泳馆的管理人员，得知：

a.泳池水通过循环净化的方式实现再利用，其工艺流程如图所示。

b.泳池水常见的水质问题是尿素含量超标。

（1）写出二氧化氯的化学式 　    　。

（2）加药装置中絮凝剂的作用是 　            　。

（3）提出一条降低泳池水中尿素含量的建议 　                        　。

3月16日，沙尘暴席卷我国西北地区，次日多地又遇到降雨。该地某校环境监测实践小组的同学们，对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及雨水酸碱度的异常变化产生了浓厚的兴趣，在老师的指导下，他们紧急立项，开启了项目性学习的探究之旅。

任务一：监测沙尘暴的成因

同学们参与当地环境监测。他们在10米高台上，利用“风向风速器”，测得风速为10m/s时，有大量的沙尘被卷入空中，能见度迅速降低。引发这一自然现象的根本原因是

　             　（写1条）。

任务二：分析沙尘暴的危害

当人暴露于沙尘天气中时，含有各种有毒的化学物质、病菌等的尘土可进入到口、鼻、眼、耳中引发各种疾病。除此之外沙尘暴还会产生的危害是 　            　（写1条）。

任务三：探究沙尘暴的成分

【信息检索】我国西北地区，含有大量钠盐的干涸盐湖和盐碱地总面积约有50万平方公里，为沙尘暴的形成埋下隐患。

【猜想假设】此次沙尘暴中可能含有碳酸钠等碱性物质。

【进行实验】取少量盐碱地的土壤与蒸馏水按1：5的质量比在烧杯中混合，充分搅拌后静置，取上层清液，用如图装置完成如下实验。

项耳	实验步骤	实验现象	实验结论
方案	①挤压胶头滴管a，滴入	产生白色沉淀	沙尘暴中含有Na2CO3，不含NaOH
	②挤压胶头滴管b，滴入几滴酚酞溶液	酚酞溶液不变色

【反思评价】

（1）步骤①中发生反应的化学方程式为 　                   　。

（2）自然界的土壤中通常不含NaOH，理由是 　                 　。

（3）若加入的X是 　        　（填化学式），则只能证明沙尘暴中含有Na₂CO₃，而不能确定是否含有NaOH。

任务四：评价雨水pH异常的原因

【数据监测】小组同学在老师的帮助下，从环保部门获得了当地雨水的pH数据。

测定时间	3月5日	3月17日	3月28日	3月31日
pH	5.57	5.73	5.60	5.59

【表达交流】3月17日，雨水pH出现异常的原因是 　                         　。

【检查进度】该项目性学习还没有进行的探究项目是 　                  　。

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

化学兴趣小组的同学们在进行“碱与酸碱指示剂反应”的实验时，将酚酞溶液滴入NaOH溶液中，溶液变成了红色，但过一会儿红色却消失了。于是，兴趣小组的同学们对这一异常现象进行了探究。

【提出问题】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色的原因是什么？

【猜想与假设】甲同学：酚酞与O₂发生了反应；乙同学：NaOH溶液与空气中的CO₂发生了反应；丙同学：与NaOH溶液浓度大小有关；你的猜想：　           　（写一条）。

【设计与实验】甲、乙、丙三位同学为了验证各自的猜想，设计并进行了如下实验，请你与他们一起探究。

（1）甲同学设计并完成如下实验：

实验步骤	实验目的	实验现象	实验结论
①取少量实验中的NaOH溶液于试管中，再加热煮沸。		溶液变红，过一会儿红色消失。	甲同学的猜想 　      　（填“正确”或“不正确”）。
②将①中的溶液冷却后滴入酚酞溶液，并滴一些植物油在其上方。

（2）乙同学设计如图1所示的装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，他认为自己的猜想正确，试管中反应的化学方程式为 　           　。丁同学认为乙同学的猜想不正确，理由是 　                    　，丁同学为了进一步探究试管中的溶液红色褪去的原因，用pH试纸测量试管中的溶液，结果pH＜7，说明溶液显 　 　性，造成试管中溶液红色褪去的原因可能是 　                               　。

（3）丙同学为了验证自己的猜想，使用色度传感器测量溶液颜色的变化（说明：溶液无色时，色度传感器测得的数值为100%）。他在三个专用容器中分别加入等量的5%、10%、20%的NaOH溶液，然后各滴加2滴酚酞溶液，同时放入色度传感器进行测量，测出溶液颜色的变化曲线如图2所示，由此判断自己的猜想正确。你能从变化曲线中总结出的规律有 　                                      　（写一条）。

【实验结论】滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色与NaOH溶液的浓度有关。

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。

化学社团的同学在探究金属化学性质时，进行了如图1所示的实验。

图1实验中观察到的现象是：锌片表面产生气泡，铜片表面 　 　。锌和稀硫酸反应的化学方程式为 　                           　。

实验过程中小辰意外发现：当两种金属发生触碰时（如图2），铜片表面产生了气泡。

【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应？产生的气体是什么？

【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想：

小知猜想是二氧化硫；小辰猜想是氧气；小彬猜想是氢气。

他们作出猜想的理论依据是 　               　。

【查阅资料】

（1）将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中，铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。

（2）二氧化硫能使品红溶液褪色。

【设计并进行实验】他们设计了图3装置进行实验，将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接，验证自己的猜想。

	实验操作	实验现象	实验结论
小知	连接导管a与导管d，向品红溶液中通入气体一段时间		小彬的猜想正确
小辰	选用正确方法收集气体一段时间后，向试管内伸入带火星的木条	木条不复燃
小彬	连接导管a与导管 　 　（填序号），收集气体后用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指点火	气体燃烧，听到轻微的“噗”声

【教师释疑】图1实验中，锌与稀硫酸反应，锌失去电子，酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。

【学生感悟】图3实验中，酸溶液中的氢离子从铜片表面获得 　 　（选填“锌”或“铜”）失去的电子生成了氢气。

【得出结论】图2中两种金属触碰后铜 　 　（选填“有”或“没有”）发生化学反应。

【延伸应用】制造钢制船闸门时，为防止铁被腐蚀，常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是 　 　。（填序号）

A.锌

B.铜

C.银

化学是一门以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。

（1）完成“探究某种盐的性质”实验，填写下表。

试管序号	甲	乙	丙
实验操作
实验现象	红色溶液	白色沉淀	无色气体
实验结论	该盐是 　       　（选填“NaCl”“Na2CO3”“Na2SO4”），其水溶液呈 　   　性。
实验解释	丙中发生反应的化学方程式：　            　。
实验计算	全班同学完成试管乙实验，共消耗质量分数为10.4%的BaCl2溶液50g，实验后最多收集到 　    　g白色沉淀。

（2）处理“CO₂的实验室制取与检验”实验废液。全班同学完成该实验共产生1000g含HCl废液（固体已除，大理石中杂质未参加反应），不能直接排放。

【实验方案】先测定废液中HCl的质量分数，再用熟石灰处理废液至中性。

【实验操作】

①称量 　 　g NaOH固体，溶解，配制30g 5%的NaOH溶液。

②取100mL小烧杯，倒入20g废液样品，插入pH计测定溶液的pH，向废液样品中逐滴加入5%的NaOH溶液。实验过程中溶液pH变化如图所示。

③投入 　 　g熟石灰处理剩余废液（写出计算过程）。

【实验反思】有同学提出也可以根据盐酸具有挥发性直接加热废液除去杂质HCl，并得到CaCl₂。写出你的观点及理由：　                         　。