题型03 科学探究题-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级化学上学期期末真题分类汇编（湖北专用）

专题12 实验与探究题 内容概览 考点01 课内实验探究题 考点02 课外实验探究题 考点01 课内实验探究题 1．（2023-2024九上·湖北襄阳市襄州区·期末）小思同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后，对废液中溶质的成分产生了兴趣．请你一同参与探究并回答下列问题： 提出问题】废液中的溶质是什么物质？ 【作出猜想】小思同学认为废液中溶质只有氯化钙。 你认为还可能有的溶质是　 　（填化学式）。 【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 【实验与结论】（1）小思同学取少量废液与试管中，滴入几滴无色酚酞试液后，酚酞不变色．于是小思同学认为自己的猜想是正确的。 （2）你认为小思同学的实验不能证明他的猜想，理由是　 　。 （3）如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是　 　。 A. 石蕊 B. 酚酞 C. Na2CO3 D. NaOH 【拓展与应用】（1）实验证明你的猜想是正确的．要想处理废液只得到氯化钙溶液，应向废液中加足量或过量的（ ） A．Na2CO3 B．CaCO3 （2）通过以上探究，如果该废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害　 　（写一条）． 【交流与反思】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑反应物是否剩余（环境污染问题）。 2．（2023-2024九上·湖北荆州市公安县·期末）为探究碳及其氧化物的某些性质，用如图装置进行实验。（B、D装置内药品均足量） （1）装置A中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为　 　。 （2）实验过程中，装置B、D中均可观察到澄清的石灰水变浑浊，但它们在功能上有区别，其中装置B的作用是　 　。 （3）装置D中发生反应的化学方程式为　 　。 （4）实验过程中，C中体现出的一氧化碳的化学性质是　 　，用化学方程式表示为：　 　。 （5）若反应后装置C中固体减轻的质量为4g，则装置D增加的质量为　 　。 3．（2023-2024九上·湖北黄石市黄石港区·期末）兴趣小组设计如下实验证明某混合气体中可能含有CO、CO2、H2（实验过程中装置气密性良好）。温馨提示：白色硫酸铜粉末遇水变蓝色。 （1）A中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有　 　； （2）B的作用是　 　，写出B中反应的化学方程式：　 ； （3）实验时小明发现C中黑色固体变红，D中白色粉末变蓝，于是得出混合气体中含有H2，小红认为小明的结论不严密，理由是　 　。 （4）如图所示的装置被称作“万能瓶”，它在化学实验中有广泛的应用。除用于洗气、验证气体的功能外，还有　 　功能。（答出一点） 4．（2023-2024九上·湖北仙桃市·期末）为探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组进行了探究。 【提出问题】影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素有哪些？ 【猜想与假设】甲同学：　 。 丙同学：溶液温度；乙同学：酸的浓度。 【设计实验】小组同学将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验。 【实验验证】写出大理石与稀盐酸反应化学方程式：　 　；比较下表是同学进行的探究记录，请完善表格。 实验目的 对照组 实验现象 实验结论 探究温度对于反 应速率的影响 ①和 　 　。 　50℃水浴中冒出气泡的速率快　 温度越高化学反应速率越快 　 　 ③和④ 实验③产生气泡速率比实验④快 　 　 考点02 课外实验探究题 5．（2023-2024九上·湖北鄂州市·期末）在老师的指导下，化学兴趣小组利用下列装置进行了“可燃物燃烧的条件”的探究实验。 [实验目的]探究可燃物燃烧的条件 [实验步骤]①将所需仪器按照装置图连接起来； ②打开K1和K2，向上拉动任意一支注射器的活塞； ③将实验所需药品加入对应的仪器中； ④将装有适量白磷的具支试管放入冷水中； ⑤打开K1，关闭K2，往装置甲中加入适量的双氧水； ⑥关闭K1，打开K2，往装置乙中加入适量的盐酸； ⑦将装有适量白磷的具支试管放入80℃的热水中； ⑧打开K1，关闭K2，往装置甲中加入适量双氧水； ⑨关闭K1，打开K2，往装置乙中加入适量的盐酸。 [问题解答] （1）实验步骤②的目的是 　 　。 （2）在实验步骤⑥中，具支试管中氧气已经排尽的实验现象是 　 。 （3）能看到白磷燃烧起来的实验步骤是 　 　（填序号）。 [实验结论] （4）可燃物燃烧必须同时满足两个条件：与氧气接触、　 　。 6．（2023-2024九上·湖北荆门市·期末）可燃冰是一种新型能源，在我国南海储量很高，其主要成分为甲烷（CH4）。 （1）纯净的CH4气体在空气中燃烧的化学反应方程式为 　 　。 （2）CH4能还原CuO，某化学兴趣小组同学设计实验探究CH4还原CuO的反应。 【提出问题】CH4还原CuO的反应产物是什么？ 【查阅资料】①白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色。 ②气体从溶液中出来一般都会带出部分水蒸气 【实验探究】 ①在点燃B处酒精灯之前先通入甲烷气体的作用 　 　； ②点燃酒精灯一段时间后B装置内的现象 　 　，证明有铜生成； ③反应过程中，C装置中的现象 　 　，证明有水生成； ④D装置内澄清石灰水变浑浊，证明有 　 　生成； ⑤请根据以上信息写出CH4还原CuO的化学反应方程 　 　； 【交流反思】小组中某同学认为将C和D装置交换也能得到相同的结论，小组同学经讨论后否定了其观点，理由是：　 　。 7．（2023-2024九上·湖北孝感市·期末）秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题，助力美丽乡村建设。沼气的主要成分是CH4，可能含有CO2、CO。小涵与小明采集了某沼气池中的气体样品，探究该沼气中是否含有CO2和CO。 【查阅资料】①CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；CuO+COCu+CO2 ②氢氧化钠溶液能够吸收CO2，浓硫酸能够吸收水。 【设计实验】小明与小涵设计并进行了如图所示的实验（装置气密性良好：忽略装置内空气中的水蒸气）。 【实验分析】 （1）实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处的酒精灯，其目的是排尽装置内的空气，从安全角度看可以防止 　 　。 【定性分析】 （2）观察到装置A中的澄清石灰水变浑浊，小明认为沼气中含有 　 　，请写出装置A中发生的化学方程式 　 　。 （3）观察到装置D中的黑色固体变红，小涵认为沼气中含有CO，小明经分析认为小涵的结论不严谨，理由是 　 　。 【定量分析】 （4）小涵想通过装置D中固体减少的质量（即参加反应的CuO中氧元素的质量）和装置E增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。反应结束后，测得装置D中固体减少的质量是a，装置E增加的质量是b。经分析沼气中含有CO，则a与b之间满足数学关系为 　 　。 【问题解决】 （5）上述装置中气球的作用是 　 　。 1．（2023-2024九上·湖北大冶市·期末）某兴趣小组同学设计并进行了如图所示实验探究CO2的相关性质。为避免盐酸挥发出的HCl对实验的干扰，选用稀硫酸与碳酸钠反应制取CO2。 （1）写出装置A中仪器a的名称　 　。 （2）实验中装置B内浓硫酸的作用是　 　。 （3）对比装置C与D中的实验现象，观察到干花不变色，湿花变红色，可得出的结论（用化学方程式表达）　 　。 （4）通入CO2后，观察到装置E中的现象为　 　。 （5）依据装置F中观察到点燃的蜡烛由低到高依次熄灭，可得出CO2的性质有　 　。 2．（2023-2024九上·湖北监利市·期末）天然气的主要成分是甲烷（CH4）化学小组同学对甲烷燃烧的产物进行如下探究。 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】 1.含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO 2.无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色 【猜想与假设】 甲：CO2、H2O 乙：CO、H2O 丙：NH3、CO、H2O 丁：CO2、CO、H2O 【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置： （1）同学们一致认为丙同学的猜想是错误的，理由是 　 　。 （2）实验中使用纯净O2，而不用空气的原因是 　 　。 （3）实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红棕色粉末变成黑色，由此推断 　 　同学猜想成立。 【反思与交流】 （1）若A、B装置的顺序不能颠倒，否则不能验证生成物种是否有 　 　。 （2）为避免有毒气体污染环境，使用含碳元素的燃料时，应注意的问题是 　 　。 3．（2023-2024九上·湖北仙桃市·期末）关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识燃烧 （1）酒精、煤（含硫）、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有现象的是 　 　（填字母序号）。 A．发光 B．产生有刺激性气味的气体 C．产生使澄清石灰水变浑浊的气体 D．放热 （2）写出酒精（C2H5OH）完全燃烧的化学方程式 　 　。 【任务二】探究燃烧的条件及质量变化 （3）该小组同学按下列实验步骤开展探究。 步骤1：室温下，按如图组装装置，检查气密性，装入药品，称量装置总质量为m1g。 步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。 步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。 ①上述实验中，步骤4观察到的现象是 　 　；能证明燃烧需要氧气的实验步骤对照组是 　 　。 ②m1、m2、m3的大小关系是 　 　。 【任务三】再探铁的燃烧 （4）查阅文献：颗粒直径为20～30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。结合已有知识，回答下列问题： ①影响铁燃烧的因素有 　 　（至少答出2点）。 ②铁与氧气反应的条件不同，产物不同。 4．（2023-2024九上·湖北潜江市·期末）我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。 【活动一】调查碳循环 （1）观察图，自然界中消耗二氧化碳的途径有 　 　（写一条即可）。 （2）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：①减少碳排放；②　 　。 （3）调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是 　 　（填序号）。 A．严禁使用化石燃料 B．改进技术，提高能效 C．捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理 【活动二】计算碳转化 （4）基于元素守恒，小组同学推测可以将二氧化碳转化为更高价值的物质，实现二氧化碳的再利用。我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇（化学式为C2H5OH）的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为2CO2+6RC2H5OH+3H2O，其中R的化学式为 　 　。 5．（2023-2024九上·湖北武汉市·期末）聚乙烯纤维可用于生产各种工业用纺织品。实验室有一袋聚乙烯纤维，其主要成分是聚乙烯，还含有少量水和无机盐。化学兴趣小组用如图所示装置测定该聚乙烯纤维中各组分的质量分数。 查阅资料：聚乙烯的化学式为（C2H4）n，其中碳、氢元素的质量比为（12×2n）：（1×4n）＝6：1。聚乙烯充分燃烧生成二氧化碳和水，不充分燃烧生成一氧化碳和水。 取mg该聚乙烯纤维样品进行实验，打开分液漏斗的活塞加入一定量的过氧化氢溶液后关闭活塞。实验过程中观察到装置丙放CuO处有红色固体生成，样品燃烧完后只剩下灰烬（不参加反应的无机盐）。实验结束后测得装置丁、戊的质量在反应前后分别增加了m1g、m2g。（浓硫酸可以吸水，碱石灰可以吸收二氧化碳和水。装置气密性良好，夹持装置略去，装置丙处的CuO、装置乙、丁、戊、己中试剂均足量） 回答下列问题： （1）该聚乙烯纤维样品属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）装置甲中产生氧气反应的化学反应方程式为 　 　。 （3）该聚乙烯纤维样品中聚乙烯的质量分数为 　（用代数式表示）。 （4）与聚乙烯样品反应的氧气质量为ag，则a的取值范围是 　 　（用代数式表示）。 （5）下列有关说法正确的是 　 　（填标号）。 ①样品燃烧完后关闭电炉，还要继续通一段时间氧气 ②若将装置丁和戊的位置互换，也能达到实验目的 ③若无装置乙，会导致测得的该聚乙烯纤维样品中水的质量分数偏大 ④若无装置己，会导致测得的该聚乙烯纤维样品中水的质量分数偏大 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 实验与探究题 内容概览 考点01 课内实验探究题 考点02 课外实验探究题 考点01 课内实验探究题 1．（2023-2024九上·湖北襄阳市襄州区·期末）小思同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后，对废液中溶质的成分产生了兴趣．请你一同参与探究并回答下列问题： 提出问题】废液中的溶质是什么物质？ 【作出猜想】小思同学认为废液中溶质只有氯化钙。 你认为还可能有的溶质是　 　（填化学式）。 【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。 【实验与结论】（1）小思同学取少量废液与试管中，滴入几滴无色酚酞试液后，酚酞不变色．于是小思同学认为自己的猜想是正确的。 （2）你认为小思同学的实验不能证明他的猜想，理由是　 　。 （3）如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是　 　。 A. 石蕊 B. 酚酞 C. Na2CO3 D. NaOH 【拓展与应用】（1）实验证明你的猜想是正确的．要想处理废液只得到氯化钙溶液，应向废液中加足量或过量的（ ） A．Na2CO3 B．CaCO3 （2）通过以上探究，如果该废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害　 　（写一条）． 【交流与反思】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑反应物是否剩余（环境污染问题）。 【答案】【作出猜想】HCl 【实验与结论】（2） 盐酸显酸性，不能使酚酞试液变色；（3）AC 【拓展与应用】（1）B （2）腐蚀下水道 盐酸能和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，显酸性的溶液能够腐蚀下水道； 【解析】【作出猜想】 小明同学认为废液中溶质只有氯化钙．你认为还可能有的溶质是氯化氢，化学式是HCl。 【实验与结论】 （2）你认为小明同学的实验不能证明他的猜想，理由是盐酸显酸性，不能使酚酞试液变色． （3）如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是石蕊试液，实验中可以看到的现象是石蕊试液变红色；还可以是碳酸钠，碳酸钠遇到盐酸会生成二氧化碳气体． 【拓展与应用】 （1）实验步骤是：向废液中加入碳酸钙，当不再产生气泡时，停止加入碳酸钙，过滤既得只含有氯化钙的废液。故填：B。 （2）通过以上探究，如果该废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是腐蚀下水道。 2．（2023-2024九上·湖北荆州市公安县·期末）为探究碳及其氧化物的某些性质，用如图装置进行实验。（B、D装置内药品均足量） （1）装置A中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为　 　。 （2）实验过程中，装置B、D中均可观察到澄清的石灰水变浑浊，但它们在功能上有区别，其中装置B的作用是　 　。 （3）装置D中发生反应的化学方程式为　 　。 （4）实验过程中，C中体现出的一氧化碳的化学性质是　 　，用化学方程式表示为：　 　。 （5）若反应后装置C中固体减轻的质量为4g，则装置D增加的质量为　 　。 【答案】（1）C+CO22CO； （2）除去混在一氧化碳中的二氧化碳； （3）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O； （4）还原性，CO+CuOCu+CO2； （5）11g 【解析】（1）由图示可知，反应物是碳和二氧化碳，生成物是一氧化碳，所以方程式是：C+CO22CO； （2）二氧化碳能与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，所以装置B的作用是除去混在一氧化碳中的二氧化碳； （3）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，所以方程式是：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O； （4）C中一氧化碳与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，体现了一氧化碳的还原性，反应的化学方程式是：CO+CuOCu+CO2； （5）装置C中固体减轻的质量为氧化铜中氧元素的质量，则装置D增加的质量是生成的二氧化碳的质量，氧化铜中氧元素的质量是生成的二氧化碳中氧元素质量的一半，所以二氧化碳中氧元素质量为8g，所以生成的二氧化碳的质量为：＝11g。 3．（2023-2024九上·湖北黄石市黄石港区·期末）兴趣小组设计如下实验证明某混合气体中可能含有CO、CO2、H2（实验过程中装置气密性良好）。温馨提示：白色硫酸铜粉末遇水变蓝色。 （1）A中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有　 　； （2）B的作用是　 　，写出B中反应的化学方程式：　 ； （3）实验时小明发现C中黑色固体变红，D中白色粉末变蓝，于是得出混合气体中含有H2，小红认为小明的结论不严密，理由是　 　。 （4）如图所示的装置被称作“万能瓶”，它在化学实验中有广泛的应用。除用于洗气、验证气体的功能外，还有　 　功能。（答出一点） 【答案】（1）二氧化碳；（2）吸收二氧化碳，2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O； （3）若混合气体中含有一氧化碳，在通入氢氧化钠溶液时混入了水蒸气，也能使C中黑色固体变红，D中白色粉末变蓝； （4）收集气体 【解析】（1）由于二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水，由A中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳； （2）由于二氧化碳能与氢氧化钠反应，所有B的作用是：吸收二氧化碳，B中反应的化学方程式：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O； （3）由于一氧化碳具有还原性，水能使白色硫酸铜粉末变蓝色，所以实验时小明发现C中黑色固体变红，D中白色粉末变蓝，于是得出混合气体中含有H2，小红认为小明的结论不严密，理由是：若混合气体中含有一氧化碳，在通入氢氧化钠溶液时混入了水蒸气，能使C中黑色固体变红，D中白色粉末变蓝。 （4）如图所示的装置被称作“万能瓶”，它在化学实验中有广泛的应用。除用于洗气、验证气体的功能外，还有收集气体功能等。 4．（2023-2024九上·湖北仙桃市·期末）为探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组进行了探究。 【提出问题】影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素有哪些？ 【猜想与假设】甲同学：　 。 丙同学：溶液温度；乙同学：酸的浓度。 【设计实验】小组同学将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验。 【实验验证】写出大理石与稀盐酸反应化学方程式：　 　；比较下表是同学进行的探究记录，请完善表格。 实验目的 对照组 实验现象 实验结论 探究温度对于反 应速率的影响 ①和 　 　。 　50℃水浴中冒出气泡的速率快　 温度越高化学反应速率越快 　 　 ③和④ 实验③产生气泡速率比实验④快 　 　 【答案】【猜想与假设】反应物的接触面积； 【实验验证】CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； 实验目的 对照组 实验现象 实验结论 ③ 50℃水浴中冒出气泡的速率快 探究反应物的接触面积对于反 应速率的影响 反应物的接触面积越大化学反应速率越快 【解析】【猜想与假设】根据影响化学反应速率的因素可知，反应物的接触面积不同，反应速率也不会不同；故填：反应物的接触面积； 【实验验证】碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，对应的化学方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； 实验目的 对照组 实验现象 实验结论 探究温度对于反 应速率的影响 ①和③ 50℃水浴中冒出气泡的速率快 温度越高化学反应 速率越快 探究反应物的接触面积对于反 应速率的影响 ③和④ 实验③产生气泡速率比实验④快 反应物的接触面积越大化学反应速率越快 考点02 课外实验探究题 5．（2023-2024九上·湖北鄂州市·期末）在老师的指导下，化学兴趣小组利用下列装置进行了“可燃物燃烧的条件”的探究实验。 [实验目的]探究可燃物燃烧的条件 [实验步骤] ①将所需仪器按照装置图连接起来； ②打开K1和K2，向上拉动任意一支注射器的活塞； ③将实验所需药品加入对应的仪器中； ④将装有适量白磷的具支试管放入冷水中； ⑤打开K1，关闭K2，往装置甲中加入适量的双氧水； ⑥关闭K1，打开K2，往装置乙中加入适量的盐酸； ⑦将装有适量白磷的具支试管放入80℃的热水中； ⑧打开K1，关闭K2，往装置甲中加入适量双氧水； ⑨关闭K1，打开K2，往装置乙中加入适量的盐酸。 [问题解答] （1）实验步骤②的目的是 　 　。 （2）在实验步骤⑥中，具支试管中氧气已经排尽的实验现象是 　 。 （3）能看到白磷燃烧起来的实验步骤是 　 　（填序号）。 [实验结论] （4）可燃物燃烧必须同时满足两个条件：与氧气接触、　 　。 【答案】（1）检查装置气密性； （2）澄清石灰水变浑浊； （3）⑧； （4）温度达到可燃物的着火点。 【解析】（1）实验步骤②中，打开K1和K2，向上拉动任意一支注射器的活塞，如果活塞能回到原位，说明装置气密性良好，故目的是：检查装置的气密性； （2）在实验步骤⑥中，关闭K1，打开K2，往装置乙中加入适量的盐酸，碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故澄清石灰水变浑浊，说明具支试管中氧气已经排尽； （3）实验步骤⑦中，将装有适量白磷的具支试管放入80℃的热水中；此时白磷温度达到了着火点，实验步骤⑧中，打开K1，关闭K2，往装置甲中加入适量双氧水，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气，此时白磷与氧气接触，温度达到了着火点，燃烧，故能看到白磷燃烧起来的实验步骤是⑧； （4）实验步骤⑤中白磷与氧气接触，温度没有达到着火点，不燃烧，步骤⑧中白磷与氧气接触，温度达到了着火点，燃烧，对比⑤⑧可得出燃烧需要温度达到可燃物的着火点，步骤⑨中白磷温度达到了着火点，但是隔绝氧气，不燃烧，对比步骤⑧⑨，说明燃烧需要与氧气接触。 6．（2023-2024九上·湖北荆门市·期末）可燃冰是一种新型能源，在我国南海储量很高，其主要成分为甲烷（CH4）。 （1）纯净的CH4气体在空气中燃烧的化学反应方程式为 　 　。 （2）CH4能还原CuO，某化学兴趣小组同学设计实验探究CH4还原CuO的反应。 【提出问题】CH4还原CuO的反应产物是什么？ 【查阅资料】①白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色。 ②气体从溶液中出来一般都会带出部分水蒸气 【实验探究】 ①在点燃B处酒精灯之前先通入甲烷气体的作用 　 　； ②点燃酒精灯一段时间后B装置内的现象 　 　，证明有铜生成； ③反应过程中，C装置中的现象 　 　，证明有水生成； ④D装置内澄清石灰水变浑浊，证明有 　 　生成； ⑤请根据以上信息写出CH4还原CuO的化学反应方程 　 　； 【交流反思】小组中某同学认为将C和D装置交换也能得到相同的结论，小组同学经讨论后否定了其观点，理由是：　 　。 【答案】（1）CH4+2O2CO2+2H2O。 （2）①排出装置中的空气，防止发生爆炸。 ②黑色固体变红色。 ③白色固体变蓝色。 ④二氧化碳。 ⑤4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。 【交流反思】气体先通过澄清石灰水时带出水蒸气，影响对水的检验。 【解析】（1）纯净的CH4在空气中燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学反应方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O。 （2）①在点燃B处酒精灯之前先通入甲烷气体的作用：排出装置中的空气，防止发生爆炸。 ②点燃酒精灯一段时间后B装置内黑色固体变红色，是因为氧化铜和甲烷反应生成了铜，证明有铜生成。 故③反应过程中，C装置中白色固体变蓝色，是因为硫酸铜和水反应生成了五水硫酸铜，证明有水生成。 ④D装置内澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。 ⑤根据以上信息可知，加热条件下氧化铜和甲烷反应生成铜、水和二氧化碳，反应的化学反应方程式为：4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。 故【交流反思】小组中某同学认为将C和D装置交换也能得到相同的结论，小组同学经讨论后否定了其观点，理由是气体先通过澄清石灰水时带出水蒸气，影响对水的检验。 7．（2023-2024九上·湖北孝感市·期末）秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题，助力美丽乡村建设。沼气的主要成分是CH4，可能含有CO2、CO。小涵与小明采集了某沼气池中的气体样品，探究该沼气中是否含有CO2和CO。 【查阅资料】①CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；CuO+COCu+CO2 ②氢氧化钠溶液能够吸收CO2，浓硫酸能够吸收水。 【设计实验】小明与小涵设计并进行了如图所示的实验（装置气密性良好：忽略装置内空气中的水蒸气）。 【实验分析】 （1）实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处的酒精灯，其目的是排尽装置内的空气，从安全角度看可以防止 　 　。 【定性分析】 （2）观察到装置A中的澄清石灰水变浑浊，小明认为沼气中含有 　 　，请写出装置A中发生的化学方程式 　 　。 （3）观察到装置D中的黑色固体变红，小涵认为沼气中含有CO，小明经分析认为小涵的结论不严谨，理由是 　 　。 【定量分析】 （4）小涵想通过装置D中固体减少的质量（即参加反应的CuO中氧元素的质量）和装置E增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。反应结束后，测得装置D中固体减少的质量是a，装置E增加的质量是b。经分析沼气中含有CO，则a与b之间满足数学关系为 　 　。 【问题解决】 （5）上述装置中气球的作用是 　 　。 【答案】（1）防止甲烷不纯，加热时发生爆炸； （2）二氧化碳；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O； （3）甲烷也能将氧化铜还原为铜； （4）； （5）收集尾气，防止污染空气。 【解析】（1）甲烷和一氧化碳均为可燃性气体，不纯时加热均会发生爆炸，则实验开始时要先通一会儿气体样品，要先通一会儿气体样品，防止气体不纯发生爆炸。 （2）由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则A装置中的澄清石灰水变浑浊，则说明沼气中含有二氧化碳；二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。 （3）由于甲烷与一氧化碳均能将氧化铜还原为铜，则观察到装置D中的黑色固体变红，不能证明一定含有一氧化碳。 （4）浓硫酸具有吸水性，则E装置增加的质量即为生成的水的质量，又由于一氧化碳还原氧化铜不生成水，则设甲烷与氧化铜反应时，固体减少的质量为x，则 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O 固体减少的质量 320 256 36 320﹣256 b x 解得x＝，由于一氧化碳也能还原氧化铜，则固体减少的质量a＞。 （5）一氧化碳有毒，会污染空气，则尾部气球的作用为收集尾气，防止污染空气。 1．（2023-2024九上·湖北大冶市·期末）某兴趣小组同学设计并进行了如图所示实验探究CO2的相关性质。为避免盐酸挥发出的HCl对实验的干扰，选用稀硫酸与碳酸钠反应制取CO2。 （1）写出装置A中仪器a的名称　 　。 （2）实验中装置B内浓硫酸的作用是　 　。 （3）对比装置C与D中的实验现象，观察到干花不变色，湿花变红色，可得出的结论（用化学方程式表达）　 　。 （4）通入CO2后，观察到装置E中的现象为　 　。 （5）依据装置F中观察到点燃的蜡烛由低到高依次熄灭，可得出CO2的性质有　 　。 【答案】（1）分液漏斗； （2）干燥气体； （3）CO2+H2O═H2CO3； （4）石灰水变浑浊； （5）密度比空气的大，不能燃烧，也不能支持燃烧。 【解析】（1）装置A中仪器a的名称是分液漏斗。 （2）浓硫酸具有吸水性，实验中装置B内浓硫酸的作用是干燥气体。 （3）对比装置C与D中的实验现象，观察到干花不变色，湿花变红色，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为CO2+H2O═H2CO3。 （4）通入CO2，二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，观察到装置E中石灰水变浑浊。 （5）下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，说明了CO2密度比空气的大；蜡烛熄灭，说明了二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧。 2．（2023-2024九上·湖北监利市·期末）天然气的主要成分是甲烷（CH4）化学小组同学对甲烷燃烧的产物进行如下探究。 【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？ 【查阅资料】 1.含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO 2.无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色 【猜想与假设】 甲：CO2、H2O 乙：CO、H2O 丙：NH3、CO、H2O 丁：CO2、CO、H2O 【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置： （1）同学们一致认为丙同学的猜想是错误的，理由是 　 　。 （2）实验中使用纯净O2，而不用空气的原因是 　 　。 （3）实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红棕色粉末变成黑色，由此推断 　 　同学猜想成立。 【反思与交流】 （1）若A、B装置的顺序不能颠倒，否则不能验证生成物种是否有 　 　。 （2）为避免有毒气体污染环境，使用含碳元素的燃料时，应注意的问题是 　 　。 【答案】（1）反应物中不含有氮元素，不能生成氨气； （2）空气中含有水蒸气和二氧化碳，影响对产物的检验； （3）丁； 【反思与交流】 （1）水； （2）提供充足的氧气。 【解析】（1）丙同学的猜想是错误的，理由是根据质量守恒定律，化学变化前后，元素的种类不变，反应物中不含有氮元素，不能生成氨； （2）实验中使用纯净O2而不用空气的原因是空气中含有水蒸气和二氧化碳，影响对产物的检验； （3）实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，说明反应生成水，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，说明反应生成二氧化碳和一氧化碳，由此推断丁同学猜想成立； 【反思与交流】 （1）若A、B装置的顺序颠倒，气体通过溶液时带出水蒸气，顺序后不能验证是否生成水； （2）为避免有毒气体污染环境，使用含碳元素的燃料，应提供充足的氧气。 3．（2023-2024九上·湖北仙桃市·期末）关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。 【任务一】认识燃烧 （1）酒精、煤（含硫）、天然气是生活中常见的燃料，下列不属于三者燃烧共有现象的是 　 　（填字母序号）。 A．发光 B．产生有刺激性气味的气体 C．产生使澄清石灰水变浑浊的气体 D．放热 （2）写出酒精（C2H5OH）完全燃烧的化学方程式 　 　。 【任务二】探究燃烧的条件及质量变化 （3）该小组同学按下列实验步骤开展探究。 步骤1：室温下，按如图组装装置，检查气密性，装入药品，称量装置总质量为m1g。 步骤2：将锥形瓶浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤3：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶；打开止水夹K1和K2，从K1处缓慢通入约50mL氧气，再关闭K1和K2，称量装置总质量为m2g。 步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象。 步骤5：取出装置，恢复至室温并擦干锥形瓶，称量装置总质量为m3g。 ①上述实验中，步骤4观察到的现象是 　 　；能证明燃烧需要氧气的实验步骤对照组是 　 　。 ②m1、m2、m3的大小关系是 　 　。 【任务三】再探铁的燃烧 （4）查阅文献：颗粒直径为20～30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。结合已有知识，回答下列问题： ①影响铁燃烧的因素有 　 　（至少答出2点）。 ②铁与氧气反应的条件不同，产物不同。 【答案】（1）B；（2）C2H5OH+3O22CO2+3H2O； （3）①白磷燃烧，产生白烟；步骤2和步骤4； ②m1＞m2＝m3； （4）铁的颗粒大小；可燃物与氧气的接触面积。 【解析】（1）A、三种物质燃烧都会发光，选项A不符合题意； B、酒精燃烧生成二氧化碳和水，不产生刺激性气味气体，含硫的煤燃烧会产生刺激性气味气体二氧化硫，天然气燃烧生成二氧化碳和水，不产生刺激性气味气体，选项B符合题意； C、三种物质燃烧都是放热反应，会放出热量，选项C不符合题意； D、三种物质燃烧都生成二氧化碳，可使澄清石灰水变浑浊，选项D不符合题意； （2）酒精与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O； （3）①燃烧需要氧气，因此需要对比实验，锥形瓶内有氧气时，温度达到着火点，白磷燃烧，因此看到步骤2中白磷不燃烧，说明二氧化碳不能使白磷燃烧，步骤4中气体换为氧气，此时就可以使白磷燃烧，产生白烟，证明燃烧需要氧气的是步骤2和步骤4； ②二氧化碳相对分子质量比氧气大，因此等体积的气体，二氧化碳质量大于氧气质量，白磷质量前后都不变，因此m1＞m2，点燃白磷燃烧，吸收氧气，反应前后遵守质量守恒定律，所以m2＝m3，由此可知m1＞m2＝m3； （4）铁在空气中不能燃烧，颗粒直径为20～30nm的铁粉，在空气中会发生自燃，说明了影响铁燃烧的因素有：铁的颗粒大小；颗粒直径为20～30nm的铁粉，在空气中会发生自燃生成氧化铁。该反应说明影响铁燃烧的因素有：可燃物与氧气的接触面积。 4．（2023-2024九上·湖北潜江市·期末）我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动，请回答下列问题。 【活动一】调查碳循环 （1）观察图，自然界中消耗二氧化碳的途径有 　 　（写一条即可）。 （2）基于“碳循环”视角，实现“碳中和”可以从两方面进行：①减少碳排放；②　 　。 （3）调查发现，我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响，下列措施不可行的是 　 　（填序号）。 A．严禁使用化石燃料 B．改进技术，提高能效 C．捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理 【活动二】计算碳转化 （4）基于元素守恒，小组同学推测可以将二氧化碳转化为更高价值的物质，实现二氧化碳的再利用。我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇（化学式为C2H5OH）的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为2CO2+6RC2H5OH+3H2O，其中R的化学式为 　 　。 【答案】（1）光合作用或海水吸收； （2）增加碳的吸收或增加二氧化碳消耗； （3）A； （4）H2。 【解析】（1）如图所示，自然界中光合作用能消耗二氧化碳，且海水能吸收二氧化碳； （2）要想实现“碳中和”，既要减少碳排放，又要增加碳吸收； （3）A、目前使用的主要能源为化石燃料，不能完全禁止，该选项措施不可行； B、改进技术，提高能效，能减少二氧化碳的排放，该选项措施可行； C、捕集能源使用过程中生成的二氧化碳，进行封存处理，能减少二氧化碳的排放，该选项措施可行。 （4）化学反应前后，原子的种类和个数不变，等号右边C、H、O的个数分别为2、12、4，等号左边除6R外，C、H、O的个数分别为2、0、4，则6R中含有12个氢原子，即R的化学式为H2。 5．（2023-2024九上·湖北武汉市·期末）聚乙烯纤维可用于生产各种工业用纺织品。实验室有一袋聚乙烯纤维，其主要成分是聚乙烯，还含有少量水和无机盐。化学兴趣小组用如图所示装置测定该聚乙烯纤维中各组分的质量分数。 查阅资料：聚乙烯的化学式为（C2H4）n，其中碳、氢元素的质量比为（12×2n）：（1×4n）＝6：1。聚乙烯充分燃烧生成二氧化碳和水，不充分燃烧生成一氧化碳和水。 取mg该聚乙烯纤维样品进行实验，打开分液漏斗的活塞加入一定量的过氧化氢溶液后关闭活塞。实验过程中观察到装置丙放CuO处有红色固体生成，样品燃烧完后只剩下灰烬（不参加反应的无机盐）。实验结束后测得装置丁、戊的质量在反应前后分别增加了m1g、m2g。（浓硫酸可以吸水，碱石灰可以吸收二氧化碳和水。装置气密性良好，夹持装置略去，装置丙处的CuO、装置乙、丁、戊、己中试剂均足量） 回答下列问题： （1）该聚乙烯纤维样品属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）装置甲中产生氧气反应的化学反应方程式为 　 　。 （3）该聚乙烯纤维样品中聚乙烯的质量分数为 　（用代数式表示）。 （4）与聚乙烯样品反应的氧气质量为ag，则a的取值范围是 　 　（用代数式表示）。 （5）下列有关说法正确的是 　 　（填标号）。 ①样品燃烧完后关闭电炉，还要继续通一段时间氧气 ②若将装置丁和戊的位置互换，也能达到实验目的 ③若无装置乙，会导致测得的该聚乙烯纤维样品中水的质量分数偏大 ④若无装置己，会导致测得的该聚乙烯纤维样品中水的质量分数偏大 【答案】（1）混合物； （2）2H2O22H2O+O2↑； （3）； （4）≤a≤； （5）①③。 【解析】（1）由题干信息可知，实验室有一袋聚乙烯纤维，其主要成分是聚乙烯，还含有少量水和无机盐，则该聚乙烯纤维样品属于混合物； （2）装置甲中产生氧气的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气和水，化学反应方程式为2H2O22H2O+O2↑； （3）戊装置的作用是吸收反应生成的二氧化碳，则戊装置增加的质量是二氧化碳的质量，根据碳元素质量守恒可知，二氧化碳中碳元素的质量等于聚乙烯中碳元素的质量，则该聚乙烯纤维样品中聚乙烯的质量分数为×100%＝； （4）由第（3）小问可知，聚乙烯的质量为×mg＝g，聚乙烯充分燃烧生成二氧化碳和水，不充分燃烧生成一氧化碳和水，设聚乙烯完全燃烧需要氧气的质量为x，不完全燃烧需要氧气的质量为y， （C2H4）n+3nO22nCO2+2nH2O 28n 96n g x x＝ （C2H4）n+2nO22nCO+2nH2O 28n 64n g y y＝ 与聚乙烯样品反应的氧气质量为ag，则a的取值范围是≤a≤； （5）①样品燃烧完后关闭电炉，还要继续通一段时间氧气，防止丁中的浓硫酸倒吸，造成事故，故说法正确；②若将装置丁和戊的位置互换，二氧化碳和水同时被戊装置吸收，无法进行计算，故说法错误；③若无装置乙，过氧化氢生成的水也会被丁装置吸收，导致测得的该聚乙烯纤维样品中水的质量分数偏大，故说法正确；④若无装置己，无装置会吸收空气中的二氧化碳和水，会导致测得生成二氧化碳的质量偏大，则该聚乙烯纤维样品中聚乙烯的质量分数偏大，该聚乙烯纤维样品中水的质量分数偏小，故说法错误。 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$