初中化学质量守恒定律科学探究题专题训练含答案.docx

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初中化学质量守恒定律科学探究题专题训练含答案

初中化学质量守恒定律科学探究题专题训练含答案

姓名：

__________班级：

__________考号：

__________

一、科学探究题（共10题）

1、

（1）请写出镁条燃烧的化学方程式：

____________。

（2）同学们通过称量发现：

在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。

有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。

你认为出现这样实验结果的原因可能是____________。

（3）小红按如图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。

【提出问题】黄色固体是什么？

【查阅资料】I。

氧化镁为白色固体：

Ⅱ.镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体：

Ⅲ.氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

【作出猜想】黄色固体是Mg3N2。

【实验探究】设计实验，验证猜想：

实验操作

实验现象

结论

______

______

______

【反思与交流】

I.氮化镁中氮元素的化合价是___________。

Ⅱ.空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中的燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是___________。

2、乙醇俗称酒精，燃烧时放出大量的热，因而被用作酒精灯、火锅和内燃机等的燃料，工业上常用高粱、玉米等淀粉含量较高的物质发酵生产，属于可再生资源，为解决能源危机开辟了新的道路。

某化学小组的同学对乙醇燃烧的产物产生兴趣，进行了如下探究。

【提出问题】乙醇燃烧生成哪些物质？

【猜想与假设】猜想一：

CO、H2O；猜想二：

___________；猜想三：

CO2、CO、H2O。

【设计与实验】小组同学充分讨论后，决定选用下列药品和装置来验证上述猜想与假设。

（1）先将乙醇放入盛有一定量氧气的容器中燃烧，然后将燃烧产物通入上述装置，通入装置的顺序是___________（装置可以重复选用，也可以不选）。

其中选用E装置的目的是___________。

（2）待燃烧产物将装置内空气排尽后，再点燃C装置中的酒精灯对固体进行加热。

【现象与结论】

实验中所选第一个装置观察到现象是___________，C中红棕色粉末变成黑色，D中澄清石灰水都变浑浊，由此推断猜想三成立。

其中C装置内发生反应的化学方程式为___________。

【反思与交流】

实验结束后，小组同学对实验结论进行了反思：

甲同学发现含碳的化合物燃烧时，氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生；乙同学发现该实验的设计中有一个明显缺陷，该缺陷是___________。

3、某校化学兴趣小组利用如下装置（部分固定装置已略去）制备氮化钙，并探究其化学式（实验式）。

（1）按图连接好实验装置。

检查装置气密性的方法是_____。

（2）反应过程中末端导管必须插入试管A的水中，目的是_____。

（3）制备氮化钙的操作步骤是：

①打开活塞k并通入N2；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，_____；④拆除装置，取出产物。

（4）数据记录如下：

空硬玻璃管质量m0/g

硬玻璃管与钙的质量m1/g

硬玻璃管与产物的质量m2/g

114.8

120.8

122.2

①计算得到化学式（实验式）CaxN2，其中x=_____。

②若通入的N2中混有少量O2，如上计算得到的x_____3（填写“＞”、“=”、“＜”，判断依据是：

_____。

4、骗子往往披着科学的外衣，而科学可以给我们一双明辨是非的眼睛。

例如：

有人提出使用“高科技的添加剂”可以使水变成汽油，小明同学在学习过物质构成的奥秘后，认为可以用物质组成的观点解开这个骗局。

（提出问题）根据水的组成和汽油的组成判断，水是否可以变成汽油

（猜想与验证）

（1）确定水的组成。

实验装置示意图如图所示：

对两支试管中的气体进行检验，发现试管1收集到的气体是______，试管2收集到的气体是______（写化学式）；

电解水反应的化学方程式：

______。

实验结论：

水是由氢氧两种元素组成的。

（2）确定汽油的成分。

操作如下：

实验步骤

实验现象

结论

①点燃使用汽油作燃料的油灯。

②将光洁干冷的烧杯罩在油灯火焰上方

现象：

光洁干冷的烧杯内壁有水雾生成

证明汽油在空气中燃烧后的产物中有______（填化学式）

③将内壁蘸有______的杯罩在油灯火焰的上方

现象：

烧杯内壁出线浑浊物

证明汽油在空气中燃烧后的产物中有CO2

（实验结论）汽油中一定含有______元素，可能含有______元素。

汽油和水的组成元素不同。

5、根据以下实验方案，“探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”，请将你的思考及实验结果写在短线处。

（猜想假设）：

猜想1：

相等猜想2：

______

（实验探究）：

实验方案

方案一

方案二

实验装置

实验过程

分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡

取下烧杯，将铁钉浸到硫酸铜溶液中，观察到的现象是______、溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；再将其放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。

取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针______（填“向左”或“向右”或“不”）偏转。

写出该反应的化学方程式______

（反思评价）

你认为猜想______是错误的，其原因是______。

6、因发现青蒿素而获诺贝尔奖的科学家屠呦呦还发现了双青蒿素。

查阅资料可知，双青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成。

为测定双青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比，兴趣小组进行了以下探究。

（设计实验）兴趣小组设计并进行了如下图一所示的实验。

（装置气密性良好）

将7.1g双青蒿素放在装置C的玻璃管中，燃烧至无固体灰分残留。

（1）装置A、B中盛放的试剂分别是______（填序号）。

①足量NaOH溶液、足量浓硫酸②足量浓硫酸、足量NaOH溶液

（2）装置F可吸收从装置E的气流中带出来的少量水蒸气，生石灰与水蒸气发生反应的化学方程式是______。

（记录数据）加热前，先通入空气一段时间，再称量装置D的质量、装置E和F的总质量（反应前的质量）。

双青蒿素完全反应后，停止加热，继续通入空气一段时间，再次称量装置D的质量、装置E和F的总质量（反应后的质量）。

实验数据如右表所示。

装置

反应前的质量/g

反应后的质量/g

D

74.7

80.1

E和F

80.3

96.8

（实验结论）（3）根据表中数据分析，双青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比是______。

（拓展分析）（4）双青蒿素分子中碳、氢、氧三种原子的个数比是______。

（实验反思）（5）实验过程中加热前要先通入空气一段时间，该操作的作用是______。

（6）有同学建议，为使实验结果更准确，需要在装置C和D之间增加图二所示的装置，其目的是______。

7、已知Mg能在CO2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CO2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。

全属钠还可以与水剧烈反应，放出氢气。

②Na2CO3溶液显碱性；CaCl2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CO2气体。

步骤2：

将燃烧的钠迅速伸入集气瓶中，观察到钠在CO2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CO2，可利用装置B除去CO2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CO2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CaCl2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CO2中燃烧的化学方程式______。

8、小华将浸泡过硫酸铜溶液后晾干所得的蓝色滤纸放在酒精灯火焰上，观察到滤纸并不会立即燃烧，而是由蓝变白后才燃烧。

他好奇地发现在燃烧后的灰烬中有少量红色固体，于是进行多次重复试验，收集到一定量的红色固体后进行了相关探究。

（提出问题）红色固体是什么物质？

它是如何产生的？

（查阅资料）①蓝色CuSO4•5H2O在200℃左右失水生成白色CuSO4，CuSO4在500℃左右开始分解生成CuO和另一种非金属化合物A。

②温度超过1000℃，CuO会分解生成氧化亚铜（Cu2O）；Cu2O是红色固体，能与稀硫酸发生如下反应：

Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O。

（提出猜想）猜想I：

红色固体是Cu：

猜想Ⅱ：

红色固体是Cu2O；猜想Ⅲ：

红色固体是____。

（实验探究）操作1：

取少量红色固体在酒精灯外焰上灼烧，红色固体出现变黑现象。

操作2：

取少量红色固体于试管中，加入稀硫酸，固体不溶解，溶液无色。

（得出结论）操作1证明猜想____不能成立。

操作2证明猜想____也不能成立。

由此确定，红色固体是____。

（拓展反思）

（1）经过晾干的硫酸铜蓝色滤纸放在火焰上不能立即燃烧，是因为____。

（2）滤纸主要含碳、氢、氧三种元素，红色固体应该是滤纸在燃烧过程中产生的碳或一氧化碳与CuO发生反应的结果。

其中，一氧化碳与CuO反应的化学方程式为____。

（3）若CuSO4受热分解前后各元素的化合价保持不变，则A的化学式为____。

（4）我国古代采用煅烧绿矾法制硫酸。

若在空气中进行煅烧，可发生的反应之一是4FeSO4+O2

2X+4A，则X的化学式为____，X的主要用途是____（写一条）。

9、2017年5月，我国在南海海域成功开采天然气水合物可燃冰。

可燃冰是甲烷与水在低温、高压的条件下形成的无色、冰状固体，是最具发展前景的能源之一。

可燃冰主要成分是CH4·nH2O，在开采过程中，甲烷泄漏，会导致严重温室效应。

某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：

（提出问题）甲烷燃烧后生成哪些物质？

（查阅资料）含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝。

（猜想与假设）甲CO2、H2O；乙CO、H2O；丙NH3、CO2、H2O；丁CO2、CO、H2O。

你认为____同学的猜想是错误的。

（实验探究）为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下列装置，进行验证：

（1）A、B装置的顺序不能颠倒，原因是__________。

（2）实验中用纯净O2而不用空气的原因是__________。

（3）实验中观察到A中_______，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断_____同学猜想成立。

（4）请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式：

__________

（反思与交流）燃气热水器必须安装在浴室外非密闭空间的原因是__________。

10、达州盛产天然气，有“中国气都”之称的美誉。

天然气的主要成分是甲烷（CH4），我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：

（提出问题）：

甲烷燃烧后生成哪些物质？

（查阅资料）：

含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝。

（猜想与假设）：

甲：

CO2、H2O； 乙：

CO、H2O；丙：

NH3、CO2 、H2O；丁：

CO2 、CO、H2O。

你认为_______同学的猜想一定是错误的，理由是________________。

（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）A、B装置的顺序能否颠倒？

（填“能"或“否”）________,实验中用纯净O2而不用空气的原因是______________________。

（2）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中黑色粉末变成红色，由此推断___同学猜想成立。

（3）请写出B中澄清石灰水变浑浊、C中黑色粉末变成红色的化学方程式：

___________、________________。

（反思与交流）：

为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是_______________。

============参考答案============

一、科学探究题

1、【解析】

【分析】

【详解】

（1）镁在空气中燃烧生成氧化镁，该反应的化学方程式为：

；

（2）镁在空气中燃烧，产生大量白烟，部分生成的氧化镁散逸到了空气中，故在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量；

（3）实验探究：

氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故可取少量固体于试管中，加入适量的水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，现象为：

产生大量气泡，湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明黄色固体是氮化镁；

反思与交流：

I.氮化镁中镁元素显+2价，设氮元素的化合价是x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：

（+2）×3+2x=0，x=-3；

Ⅱ.空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中的燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，是因为相同条件下，氧气比氮气活泼，镁更易与氧气发生反应；

2、CO2、H2O BDECD（或BDEC或BDEACD或BDEAC） 除尽CO2气体（能强调到完全吸收CO2的答案均可）变成蓝色Fe2O3＋3CO

3CO2＋2Fe没有尾气处理装置（其他合理答案均可）

【解析】

猜想与假设：

乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水，故猜想二：

CO2、H2O；

设计与实验：

装置连接的顺序是检验是否有水生成，检验是否有二氧化碳生成，除去二氧化碳气体，检验燃烧是否完全，是否有一氧化碳生成，此过程中可以除去水，也可以不用除去水，故通入装置的顺序是BDECD（或BDEC或BDEACD或BDEAC），选用E装置的目的除尽CO2气体；

现象与结论：

实验中所选第一个装置观察到现象是变成蓝色，C中红棕色粉末变成黑色，D中澄清石灰水都变浑浊，由此推断猜想三成立。

其中C装置内氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：

Fe2O3＋3CO

3CO2＋2Fe；

反思与交流：

含碳的化合物燃烧时，氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生，氧气不充足时会生成一氧化碳，一氧化碳有毒，会污染环境，故该实验的设计中有一个明显缺陷是没有尾气处理装置。

3、关闭活塞k，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬玻璃管，若导管末端有气泡冒出，撤去酒精灯冷却后，在导管内形成一段水柱，则证明装置的气密性良好   防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，生成氧化钙，引入杂质   继续通入氮气，将末端导管从试管A中撤出水面，再熄灭酒精灯3＜   因为钙的总量不变，含有氧化钙的氮化钙总质量增大，钙与氮（不纯）元素的质量比减小，其个数比也变小，所以x值会减小

【分析】

（1）利用装置内空气受热时膨胀，若在插入水中的导管末端观察到气泡冒出，且在停止受热后又出现导管内形成一段水柱的现象，可检测装置的气密性；

（2）反应产生的尾气氮气不能与水反应也不能溶于水，把导管插入水中可以防止空气从导管进入装置而造成氧气与钙发生反应；

（3）为防止钙与空气中氧气等发生反应，制备氮化钙时应先通入氮气排出装置内空气，然后点燃酒精灯加热进行反应；待反应结束后，为防止水倒流，在将导管从试管内水中撤出前应继续通入氮气，撤出导管后再熄灭酒精灯；最后拆除装置，取出产物；

（4）由实验数据表中数据m1、m2与m0的差，计算参加反应钙的质量及生成氮化钙的质量，根据反应的化学方程式，由两物质的质量计算氮化钙化学式中x值。

【详解】

（1）将活塞k关闭，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬玻璃管，管内空气受热膨胀，若在导管末端观察到有气泡冒出，且在撤去酒精灯冷却后，装置内气体体积减小，导管内形成一段水柱时，可判断装置气密性良好；

（2）导管插入水中，可以防止空气从导管进入装置而与钙发生反应，所以，反应过程中末端导管必须插入试管A的水中目的是：

液封，防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置；

（3）为防止试管内的水倒流，反应结束后，需要继续通入氮气，将末端导管从试管A中撤出水面，再熄灭酒精灯；

（4）①参加反应钙的质量＝120.8g﹣114.8g＝6g，反应生成氮化钙的质量＝122.2g﹣114.8g＝7.4g；

解得：

x＝3

②因为钙的总量不变，含有氧化钙的氮化钙总质量增大，钙与氮（不纯）元素的质量比减小，其个数比也变小，所以x值会减小。

若通入的N2中混有少量O2，如上计算得到的x＜3。

故答案为：

（1）关闭活塞k，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬玻璃管，若导管末端有气泡冒出，撤去酒精灯冷却后，在导管内形成一段水柱，则证明装置的气密性良好；

（2）防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，生成氧化钙，引入杂质；

（3）继续通入氮气，将末端导管从试管A中撤出水面，再熄灭酒精灯；

（4）①3；

②＜；因为钙的总量不变，含有氧化钙的氮化钙总质量增大，钙与氮（不纯）元素的质量比减小，其个数比也变小，所以x值会减小。

4、氧气H22H2O

2H2↑+O2↑H2O澄清石灰水碳、氢氧

【详解】

（1）实验装置如图所示：

通电一段时间后，试管1和试管2中所收集的气体体积比约为1：

2；所以试管1中的气体是氧气，试管2收集到的气体是氢气，水在通电的条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式：

2H2O

2H2↑+O2↑；

（2）①点燃使用汽油作燃料的油灯；②将光洁干冷的烧杯罩在油灯火焰上方；现象是：

烧杯壁上有水雾；证明汽油在空气中燃烧后的产物中有水；③将内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在油灯火焰上方，现象是：

澄清石灰水变浑浊；证明汽油在空气中燃烧后的产物中有二氧化碳；

[实验结论]由实验可知，汽油的组成元素为：

一定有碳元素和氢元素，可能含有氧元素；汽油和水的组成元素不同，水不能变成汽油。

5、不相等铁钉表面有红色物质析出不向右

2因反应没有在密闭容器中进行，使生成的二氧化碳气体逸出，再称量时质量减少（只要答出“反应没有在密闭容器中进行”或者“生成的二氧化碳气体逸出”均参照给分）

【详解】

猜想假设：

该实验的目的是探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等，故猜想1：

相等；猜想2：

不相等；

实验探究：

方案一：

实验过程：

铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故观察到：

铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；

再将其放回托盘天平，该反应无气体生成，天平的指针不偏转；

方案二：

取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针向右偏转，因为碳酸钠与稀盐酸反应生成了氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，散逸到了空气中，该反应的化学方程式为：

；

反思评价：

猜想2是错误的，因为反应没有在密闭容器中进行，使生成的二氧化碳气体逸出，再称量时质量减少。

6、①

45:

6:

20

排除装置中空气含有二氧化碳和水蒸气的干扰将青蒿素不充分燃烧生成一氧化碳进行转化，减少实验误差

【详解】

（1）空气中含有二氧化碳和水蒸气，会干扰实验结果的测定；故装置A、B需要除去两者，氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、浓硫酸可以吸收水，且气体应该先除杂后干燥防止气体带出氢氧化钠溶液中的水，故装置A、B盛放的试剂分别是①足量NaOH溶液、足量浓硫酸，选①。

（2）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，

。

（3）装置D中浓硫酸吸收生成的水，装置增加质量就是生成水的质量80.1-74.7=5.4g；装置E、F可以吸收生成的二氧化碳气体及从装置E的气流中带出来的少量水蒸气，装置E和F的总质量增加就是生成二氧化碳的质量96.8-80.3=16.5g；反应前后元素种类质量不变，双青蒿素中碳、氢质量等于生成二氧化碳、水中碳、氢元素质量，分别为

、

，则7.1g双青蒿素中氧元素质