初中化学重难题型题库-实验探究

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1、化学重难题型题库实验探究1.某工厂废水中含有Zn(NO 3)2、AgNO 3、 Cu(NO3)2 三种溶质。某兴趣小组的同学取少量废水样，静置，取上层清液，加入铁粉，充分反应后过滤，得到滤液甲和滤渣乙。请你参与完成以下探究（不考虑杂质干扰）。【提出问题】滤渣乙是什么？【作出猜想】猜想一：银猜想二：银和铜猜想三：银、铜和锌猜想四：银、铜和铁【交流讨论】大家经过讨论后，认为猜想三是错误的，理由是。【实验探究】设计实验探究滤渣乙的成分，请填写下列空白：取少量滤渣乙于试管中，加入稀盐酸，_，说明猜想四不成立。（ 2）为了进一步证明滤渣乙的成分，小组同学再次讨论一致认为：取少量滤渣乙，向其中加入 _，若

2、看到溶液由无色逐渐变蓝， 即可证明滤渣乙的成分。 该实验中反应的化学方程式为 _。（ 3）根据第（ 2）步确定的滤渣乙的成分来判断滤液甲中阳离子至少有 _种。【反思交流】 同种金属放入不同的金属盐溶液时， _的金属先被置换出来。【答案】【交流讨论】铁不与 Zn(NO3)2 反应，不能置换出锌【实验探究】（ 1）无气泡产生第1页共17页（ 2） 硝酸银溶液（或 AgNO 3 溶液）Cu+2AgNO 3=Cu(NO3)2+2Ag（ 3） 2【反思交流】金属活动性相对弱【解析】【交流讨论】因为在金属活动性顺序表中，铁排在锌后面，所以铁不能将锌从其盐溶液中置换出来，即滤渣中不会有锌，猜想三是错误的。【

3、实验探究】（ 1）取少量滤渣乙于试管中，加入稀盐酸，如果没有气泡生成，说明滤渣中不含铁，因为在银、铜、 铁三种金属中只有铁能与稀盐酸反应放出氢气。（2）排除了铁的存在后， 滤渣中可能只有银或有银和铜两种物质，要进一步证明滤渣乙的成分，需要加入一种能与铜反应的金属盐溶液，如有反应现象出现，则证明铜的存在。因此所加溶液是在金属活动性顺序中排在铜后面的金属盐溶液如硝酸银溶液。加入硝酸银溶液发生的反应是铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，现象是溶液由无色变为蓝色。（3）滤渣乙的成分为银和铜，则加入铁反应有两种情况。 第一种溶液中铜离子被全部置换出来，则溶液甲中阳离子为Zn2+ 、Fe2+，第二种情况，溶液中

4、铜离子被部分置换出， 则滤液甲中阳离子为Zn2+、Fe2+、Cu2+ ，故滤液甲中最少含2 种阳离子。【反思交流】由【实验探究】（2）知探究铜是否存在而无需探究银是否存在，说明了当一种金属放入不同的金属盐溶液时，金属活动性相对弱的金属先被置换出来。2.某实验学校的化学兴趣小组的同学在学习金属与盐溶液的反应时，做了金属镁与氯化铵溶液反应的实验，发现除生成一种盐外，还有气体生成。为确定生成气体的成分，小组同学开展了下列实验：【提出问题】该气体的主要成分是什么？第2页共17页【猜想与假设】生成气体可能是H2、 HCl 、NH 3 中的一种或几种。【查阅资料】 2NH3+H2 SO4= (NH4)2S

5、O4； NH3+HCl=NH 4Cl； 2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O【实验探究】（ 1）为确定是否含有HCl ，将气体通入酸化的硝酸银溶液中，当观察到 _，则该气体中无HCl 。（ 2）兴趣小组同学为了探究其他气体是否存在，他们设计了如下实验装置： A 装置是为了证明有NH 3，则 A 装置中可以观察到的现象是_； B 装置中浓硫酸的作用是 _； A 、B 实验装置能否对调，请说明理由 _； C 中玻璃管内观察到 _，证明有 H2。【实验结论】镁与氯化铵溶液反应生成一种盐、 NH 3 和 H2，写出化学方程式_。【反思与评价】实验小组的一个同学认为不需要单独检验HCl ，就能证明

6、 HCl不存在。请评价这种说法是否合理_（填 “是 ”或 “否”），理由是_。第3页共17页【答案】【实验探究】（1）无沉淀生成（或无明显现象） （2）溶液变红色吸收水蒸气和氨气不能对调，若对调A、 B 装置，由于浓硫酸会吸收氨气，则无法验证氨气的存在，且进入C 装置中的气体也没有干燥，影响实验效果黑色粉末逐渐变成红色，玻璃管内壁出现水珠【实验结论】 Mg+2NH 4 Cl=MgCl2+2NH 3H2【反思与评价】是氨气能和氯化氢反应生成氯化铵，所以二者不能共存【解析】【实验验证】（1）若该气体中无HCl ，将气体通入酸化的硝酸银溶液中， 无沉淀生成或无明显现象。（2） NH 3 和 H2O

7、反应生成氨水，氨水显碱性，能使酚酞溶液变红， A 中观察到溶液变红色，证明有NH3；浓硫酸的作用是吸收水蒸气和氨气；A 、B 装置不能对调，若对调A 、B 装置，由于浓硫酸会吸收氨气，则无法验证氨气的存在，且进入C 装置中的气体也没有干燥，影响实验效果； 加热条件下，氧化铜能和氢气反应生成铜和水，因此当观察到黑色粉末逐渐变成红色，玻璃管内壁出现水珠时，则可证明有H2。【实验结论】根据上述探究和质量守恒定律可知，镁与氯化铵溶液反应生成一种盐（MgCl 2）、NH 3 和 H2，所以化学方程式为Mg+2NH 4Cl=MgCl 2+2NH 3H2。【反思与评价】因为氨气能和氯化氢反应生成氯化铵，即氨

8、气不能和氯化氢共存， 实验中证明了有氨气，则说明没有 HCl ，所以不需要单独检验HCl ，就能证明 HCl 不存在。3.宝宝和贝贝同学对实验室久置的碱石灰样品产生了探究欲望，于是他们取少量样品进行了探究实验。【提出问题】宝宝和贝贝同学探究的目的是_。第4页共17页【网络资料】 CaCl2 溶液呈中性。常温下熟石灰固体微溶，溶于水放出的热量几乎察觉不到。新制的碱石灰是由CaO 和 NaOH 两种固体组成的，常作干燥剂。【猜想假设】该久置的碱石灰样品主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca(OH ) 2 、_和_。【实验探究】宝宝和贝贝同学为了验证上述猜想，他们探究实验设计步骤如下：宝宝取适量该样

9、品于试管中，加入少量水后试管外壁无热的感觉，说明样品中一定没有 _。继续加足量水，振荡，发现试管底部有白色沉淀，宝宝认为碱石灰样品中一定含有CaCO3，贝贝对宝宝的结论提出了疑问，贝贝提出了疑问的原因是 _（用化学方程式表示。）把过程所得物质过滤， 取适量的滤液于试管中， 然后往试管中滴加过量CaCl2溶液，出现白色浑浊。把过程所得物质进行过滤，用玻璃棒蘸取滤液滴到pH 试纸上，把 pH 试纸显示的颜色与 _对照，测得滤液的pH7。【解释与结论】根据以上探究：你认为该样品一定含有的物质是_；一定不含有的物质是 _。实验探究过程所得滤液中含有的溶质是_。【反思拓展】碱石灰的正确保存方法是_。【答

10、案】【提出问题】这包久置的碱石灰样品的主要成分是什么【猜想假设】CaCO3 Na2CO3【实验探究】 CaO、NaOHCa(OH)2Na2CO3=2NaOH+CaCO3标准比色卡【解释与结论】 Na2CO3、第5页共17页CaCO3CaO、NaOH、 C a(OH ) 2NaCl、CaCl2【反思拓展】密封，干燥保存【解析】【提出问题】根据【猜想假设】中提示的内容可知该实验探究的目的是这包久置的碱石灰样品的主要成分是什么。【猜想假设】因为碱石灰中的CaO在空气中可能会先跟空气中的水蒸气反应生成氢氧化钙，然后氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙； 碱石灰中的 NaOH 会与空气中的二氧化碳反

11、应生成Na2CO3，因此猜想碱石灰样品的主要成分可能还含有CaCO3 和 Na2CO3。【实验探究】因为 CaO 与水反应后会放出热量，NaOH 固体溶于水后也会放出热量，题目已知该样品加入少量水后试管外壁无热的感觉，说明样品中一定没有CaO和 NaOH；试管底部有白色沉淀还有可能是 Ca(OH)2 与 Na2CO3 发生化学反应生成的 CaCO3；使用 pH 试纸测定溶液的 pH，应该用 pH 试纸显示的颜色与标准比色卡对照，得出溶液的 pH。 【解释与结论】根据【实验探究】中的第步中滴加过量 CaCl2 溶液，发现白色沉淀，说明该样品一定含有 Na2 CO3，第步中测量滤液的 pH=7，说

12、明样品中没有 C a( OH ) 2 ，再根据【实验探究】 中的第步骤继续加足量水，振荡，发现试管底部有白色沉淀，说明该样品一定含有CaCO3；综合上述分析可知，该样品一定含有的物质是Na2CO3、CaCO3；一定不含有的物质是CaO、 NaOH、Ca(OH)2； Na2CO3 溶液与 CaCl2 溶液反应后会生成 NaCl，又因为 CaCl2 溶液是过量的，因此实验探究过程所得滤液中含有的溶质是 NaCl 和 CaCl2。【反思拓展】因为碱石灰样品会与空气中的水蒸气和二氧化碳反应而变质，因此保存碱石灰样品应该密封，干燥保存。4.某化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀（如图）的无色溶液，

13、他们第6页共17页对此产生了兴趣。【提出问题】这瓶溶液究竟是什么？【作出猜想】经过分析，大家一致认为这瓶溶液不可能是_（填序号），并作出了以下猜想。 A. 酸 B.碱 C.盐 D氧化物猜想一：可能是H2SO4 溶液；猜想二：可能是BaSO4 溶液；猜想三：可能是 (NH 4)2SO4 溶液；猜想四：可能是Na2SO4 溶液；猜想五：可能是CuSO4 溶液；【交流讨论】讨论后，大家认为猜想二和猜想五不成立，理由是_。【查阅资料】 Na2SO4 溶液为中性， (NH 4)2SO4 溶液为酸性。【实验探究】分别取少量待测液进行如下实验：实验滴加氢氧化钠溶紫色石蕊溶方案液后加热液实验操作实验无刺激性气

14、味的 _第7页共17页现象气体生成实验猜想三不成立猜想四不成结论立为了进一步验证猜想一是否成立，大家又进行了如下实验：实验方案加入 Na2 CO3 溶液加入铁粉实验现象产生气泡_实验结论猜想一成立，该溶液是H2SO4 溶液Na2CO3 溶液与 H2SO4 溶液反应的化学方程式为_。【反思评价】有同学提出，经过【交流讨论】环节后，只要给待测液中滴加氢氧化钡溶液并微热，即可得出结论。简述你的看法与理由。【答案】【作出猜想】 BD 【交流讨论】猜想二中BaSO4 不溶于水，无法形成溶液，猜想五中 CuSO4 溶液为蓝色【实验探究】 紫色石蕊溶液变红产生气泡，溶液由无色变成浅绿色Na2CO3 H2SO

15、4=Na2SO4 H2 OCO2 【反思评价】此法只能确定待测液是否为(NH 4)2SO4，不能确定是Na2SO4 溶液还是 H2SO4 溶液【解析】根据标签上的 “SO4”可得知，该瓶溶液不是碱和氧化物，只能是酸或者盐；由于这是一瓶无色溶液，所以不可能是猜想二和猜想五，猜想二中BaSO4不溶于水，无法形成溶液，猜想五中CuSO4 溶液为蓝色。向该溶液中滴加氢氧化钠溶液后加热，无刺激性气味的气体生成，说明不是猜想三；到此，还剩余两种猜想，再向该溶液中滴加紫色石蕊溶液，且猜想四不成立，说明猜想一成立，第8页共17页因此紫色石蕊溶液变红，继续加入铁粉，铁粉与稀硫酸反应产生气体，溶液由无色变成浅绿色

16、。5.实验室有一包白色固体混合物，化学兴趣小组对此产生好奇，为证明其组成，进行如下实验探究，请你参与并帮助完成：（ 1）老师告诉他们：可能由 BaCl2、CuSO4、Na2CO3、K 2SO4 等中的几种混合而成，兴趣小组取一定量该固体混合物加入足量的水，充分搅拌， 得到白色沉淀和无色溶液。据此得出，该固体混合物中一定含有_,一定没有 _。（ 2）【提出问题】该白色粉末还含有什么成分？（ 3）【猜想与假设】猜想 1：该白色粉末还含有Na2CO3；猜想 2：该白色粉末还含有K 2SO4；猜想 3：该白色粉末还含有 _。（ 4）【设计与实验】实验步骤实验现象将（ 1）得得到白色沉到的白色淀 A，无

17、色沉淀和无溶液 B实验结论据此推断 A 的组成成分可能有_种第9页共17页色溶液进行过滤向白色沉_化学方程式淀A中加_猜入过量的想 1成立盐酸溶液【实验结论】该白色粉末的主要成分是_。【反思评价】兴趣小组继续探究无色溶液B 的成分，取出无色滤液B 样品，滴加酚酞试液，溶液无现象，则滤液 B 的成分可能是（写出一种情况即可） 。2CuSO4【答案】（ 1） BaCl（ 3）【猜想与假设】2324Na CO、KSO（ 4）【设计与实验】实验步骤实验现象实验结论3沉淀完全溶解BaCO3+2HCl=BaCl2+H2 O+CO2【实验结论】 BaCl2Na2CO3【反思评价】 NaCl（或 NaCl 和

18、 BaCl2）【解析】（ 1）该固体混合物加入足量的水充分搅拌，得到白色沉淀和无色溶液。CuSO4 溶于水，形成蓝色溶液，由此可知，固体混合物中一定没有CuSO4 ；得到白色沉淀，说明混合物中有能够反应产生沉淀的物质。由题可知，BaCl2 与 Na2CO3第10页共17页或 K 2SO4 反应都能产生白色沉淀，故混合物中一定含有 BaCl2。（ 3）【猜想与假设】由题可知猜想 3 为：该白色粉末还含有 Na2CO3、K 2SO4。（ 4）【设计与实验】白色沉淀 A 可能是 BaCO3，可能是 BaSO4，也可能是 BaCO3 和 BaSO4 的混合物，据此推断 A 的组成成分可能有 3 种。碳

19、酸钡能被酸溶解，硫酸钡不溶于酸，题中向白色沉淀A 中加入过量的盐酸溶液，现象应是沉淀全部溶解，即猜想 1 成立，化学方程式为BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2 。【实验结论】该白色粉末的主要成分是BaCl2、Na2CO3。【反思评价】 NaCO3 溶液显碱性，取出无色滤液 B样品，滴加酚酞试液，溶液无现象，说明B 中不含2CO3，即Na2CO3Na完全反应， BaCl2 可能也恰好完全反应，也可能有剩余，则溶液B 中一定含有生成的 NaCl 和可能含有反应过量的BaCl2。故溶液 B 的成分可能是 NaCl 或 NaCl和 BaCl2 两种情况。6. 自行车车把上常镀有一层铬，小

20、芳发现在常见金属活动性顺序中没有铬，于是她和小组同学在实验室一起探究铬与常见金属铝和铜的活动性强弱。【资料】铬（ Cr）是一种银白色金属，在空气中能形成一层致密的氧化膜，可阻止铬进一步氧化；铬能与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸亚铬（CrSO4 ）溶液。【猜想】三种金属活动性强弱顺序为：CrAl Cu Al Cr Cu； _。【实验探究】第11页共17页实验一实验二实验方案铬片上有气泡产生，溶液现象无明显现象逐渐变成蓝色实验三实验四实验方案现象无明显现象【结论】猜想 2 正确【交流与讨论】（ 1）实验前所用的金属片都需用砂纸打磨，其目的是_。（ 2）实验四中反应的化学方程式为 _。（ 3）结合探究结论

21、，有同学提出上述四个实验可进行优化，只需选择三种药品，即可判断三种金属的活动性强弱，这三种药品是 _。【拓展】判断金属活动性顺序的方法： 一是根据金属能否与酸发生置换反应， 判断该金属在金属活动性顺序中位于氢前还是氢后；二是根据。【答案】【猜想】 Al CuCr 【实验探究】铝表面有红色物质附着，溶液由蓝色变成无色【交流与讨论】（ 1）除去金属表面的氧化膜及污物（ 2） 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu （ 3）铝片、硫酸铬溶液和铜片（或硫酸铝第12页共17页溶液、铬片和硫酸铜溶液）【拓展】金属能否与盐溶液发生置换反应，判断金属活动性的相对强弱【解析】【猜想】根据已有知识，铝的

22、金属活动性较铜强，所以铬可能比铝强，也可能介于铝和铜之间，还可能是比铜的还弱。【实验探究】实验一说明铝的活动性较铬强， 实验二说明铬在金属活动性顺序中位于氢之前，实验三说明铜在氢之后，实验四证明铝较铜活泼， 铝可将硫酸铜溶液中的铜置换出来，实验现象是铝表面有一层红色物质， 溶液由蓝色逐渐变成无色， 所以四个实验证明铝的活动性较铬强，铬的活动性较铜强。【交流与讨论】（ 1）由于铝和铬在空气中都易与氧气反应，在表面形成致密的保护膜，所以实验时需用砂纸将金属片打磨，除去金属表面的氧化物及污物；（2）铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜；（3）比较三种金属活动性强弱， 只用三种药品， 一般的思路是活动性最强和

23、活动性最弱的金属单质及活动性居中金属的盐溶液，或活动性最强和活动性最弱金属的盐溶液及活动性居中的金属单质，结合本次实验探究，根据三种金属的活动性顺序，可选择铝、铜和硫酸亚铬溶液，或铬、可溶性铝盐溶液、可溶性铜盐溶液。【拓展】判断金属活动性顺序的方法是通过比较金属能不能与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应，或利用金属能否与另一种金属的盐溶液发生置换反应进行确定。7.学习完 “酸、碱、盐的性质 ”后，老师将质量相等的4 种白色固体 NaOH、Na2CO3、CuSO4 、Ca(OH)2，摆放在实验桌上，让同学们区分。【查阅资料】 CuSO4 的水溶液呈蓝色， CuSO4 和 Na2CO3 反应会产生蓝色沉淀

24、。下面是 “奋进小组 ”同学们的探究过程：【设计实验方案】 同学们经过认真讨论， 一致认为用两步就可以鉴别出这四种固第13页共17页体，第一步分别取一勺固体（约1g）于试管中，加入适量的热水，充分震荡：能鉴别出的物质是 _和_。第二步只要加入盐酸， 根据现象就可鉴别。大家马上进行了实验操作， 发现剩余固体和盐酸反应都有气泡产生，这是什么原因呢？你的理由是。为了进一步证明剩余的白色固体成分，同学们进行了如下的实验，请你填写实验报告。【实验操作】实验操作实验现象结论步骤，取适量第均产生白色沉淀反应的化学方程式：一部实验后未鉴别出的溶液，加入过量的 _溶液，过滤步骤：分别取步一支试管溶液变你的结论是

25、骤中的滤液，滴_，一支试管溶_。加酚酞溶液液仍为无色【拓展反思】（）步骤加入过量试剂的目的是_。（）由以上分析可知，对于氢氧化钠溶液要_保存。 通过小组成员的共同努力， 圆满地完成了老师交给的任务。【答案】【设计实验方案】硫酸铜（或CuSO4）氢氧化钙或 Ca(OH)2氢氧化钠可能和空气中的二氧化碳反应已变质第14页共17页【实验操作】实验操作实验现象反应的化学方程式氧化钙（或氯化钡或硝酸钙或硝酸Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl 或 Na2CO3+BaCl2=BaCO3 +2NaCl或Na2CO3+Ca(NO3)2=CaCO3+钡）2NNO 3 或 Na2 CO3+Ba(NO3

26、)2=BaCO3 +2NNO3溶液变红的原物质是氢氧化钠，溶液红仍为无色的原物质是碳酸钠【反思】检验并除尽碳酸钠密封【解析】分别取一小勺固体（约1g）于试管中，加入适量的热水，这句话有两层含义：一个是在试管中进行，水的量不会很多；二是热水：氢氧化钙的溶解度常温下就很小（微溶于水，也就是说100g 水中最多溶解的溶质小于1g），且随着温度的升高溶解度减小， 所以装氢氧化钙固体的试管会出现浑浊，通过资料还知道装硫酸铜的试管会出现蓝色溶液，所以用水可以鉴别出的物质是：硫酸铜和氢氧化钙；剩余固体应该是氢氧化钠和碳酸钠，用盐酸鉴别， 有气泡产生的是碳酸钠，无明显现象的是氢氧化钠，但这两种固体和盐酸反应都

27、产生了气泡，说明氢氧化钠已经变质。如果是氢氧化钠变质了，可能还会残留一定量的氢氧化钠。第15页共17页所以问题转化成鉴别变质的氢氧化钠是部分变质还是全部变质。在碳酸钠存在时检验氢氧化钠，需要将碳酸钠除去，且不生成氢氧化钠。所以除去碳酸钠的试剂就一定是可溶性盐， 而且要能和碳酸钠反应生成沉淀，所以选择的试剂可以是氯化钙、氯化钡、硝酸钙、硝酸钡。过滤后如果有氢氧化钠则滴加酚酞溶液后溶液为红色，否则溶液为无色。步骤加入过量试剂的目的是检验并除尽碳酸钠。由上述分析可知， 氢氧化钠容易与空气中的二氧化碳发生反应而变质，所以要密封保存。8.小亮同学在学校实验室做细铁丝燃烧试验时，发现铁丝在氧气里燃烧时出现

28、了“红热球状物 ”于是他收集了一些球状物， 决定利用家庭现有物品探究球状物的成分。【实验用品】玻璃杯、铁锤、白醋等【实验过程】将球状物用铁锤砸碎。然后放入玻璃杯中， 并向玻璃杯中加入一定量白醋，观察到的现象是 _，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。【提出问题】铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3 呢？【查阅资料】（ 1）自然界中铁的氧化物主要是 Fe3O4 和 Fe2O3 两种（ FeO极易被氧化为 Fe2O3）；（ 2） Fe2O3 和 Fe3O4 的分解温度、铁的熔点见表：Fe3O4Fe2O3铁15381400分解温度 /1535熔点/（ 3） Fe2O3 高温时分解成 Fe3O4第16页共17页【理论分析】实验测定铁在氧气里燃烧的产物是Fe3O4，结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_之间，在此温度范围内_已分解。【实际应用】有些食品包装盒的透明盖内放有黑色的FeO 粉末，若粉末的颜色_，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理。【答案】【实验过程】冒出气泡（或有气体生成）【理论分析】 15351538Fe2O3【实际应用】变红第17页共17页