初中物理实验探究

1.（16分）化学变化是有条件的。

某小组同学探究I-与金属阳离子的氧化还原反应，实验过程如下。

已知同浓度的稀溶液中氧化性：(1)根据实验I和Ⅱ，请回答下列问题。

①由“黄色立即加深”初步判断有I2生成，选择（填试剂）进一步证实生成了I2。

②写出Fe3+与I-反应的离子方程式，该条件下氧化性：Fe2+I2（选填“>”或“<”）。

③实验Ⅱ的目的是____。

(2)实验Ⅳ中Cu2+与I-反应的离子方程式是，甲同学得出氧化性：Cu2+ >I2。

(3)乙同学认为甲同学的结论不合理，分析原因：实验Ⅲ应有I2生成，但却生成了Agl沉淀，因此推测实验Ⅳ中I2的生成，与Cul沉淀有关，故不能确定氧化性：Cu2+>I2，并用右图装置进行验证。

K闭合后，较长时间发现两侧溶液均无明显变化。

乙同学为了进一步判断Cu2+和I2的氧化性强弱，将左侧电极改为Cu电极，并向右侧溶液中加入少量（填试剂），发现指针偏转，且左侧溶液颜色加深，证明该条件下氧化性：Cu2+ I2（选填“>”或“<”）。

(4)该小组同学进一步分析认为，实验Ⅲ没有发生2Ag++ 2I-=2Ag+I2的反应，原因是生成AgI 沉淀，反应物浓度迅速降低，不利于该反应进行；请分析实验Ⅳ发生氧化还原反应的原因是____。

2．（13分）某实验小组探究过量甲醛与新制氢氧化铜的反应，探究过程如下：（一）提出猜想（1）甲同学通过查阅资料，提出猜想1和猜想2。

猜想1：HCHO + Cu(OH) 2 Cu + CO↑+ 2H 2O 猜想2：HCHO + 4Cu(OH)2 + 2NaOH 2Cu 2O + Na 2CO 3 + 6H 2O猜想1和猜想2均体现了甲醛的 性。

（2）乙同学类比乙醛与新制氢氧化铜的反应，提出猜想3。

用化学方程式表示猜想3： 。

（二）进行实验，收集证据已知：可用银氨溶液检测CO ，反应为CO + 2Ag(NH 3)2OH 2Ag↓+ (NH 4)2CO 3 + 2NH 3。

实验在如下装置中进行。

反应结束后，A 中生成紫红色固体沉淀物，C 中银氨溶液无明显变化，气囊略鼓起。

（3）配制银氨溶液所需的试剂是 。

（4）装置B 中水的作用是 。

（5）甲同学取A 中反应后溶液加入到足量稀盐酸中，无明显现象。

乙同学另取该溶液加入到BaCl 2溶液中，产生大量白色沉淀。

实验方案明显不．合理．．的是 （填“甲”或“乙”），理由是 。

（6）已知Cu 2O Cu + CuSO 4。

丙同学通过实验证明生成的紫红色固体沉淀物是Cu ，其实验方案为 。

（三）得出结论（7）写出过量甲醛与新制氢氧化铜可能发生反应的化学方程式 。

3.(16 分)实验小组探究KI 与Cu(NO 3)2 的反应，进行实验一:8mL 0.5mol/L CuSO 4溶液溶液6mL 37% HCHO 溶液水银氨溶液 气囊 AB C 稀硫酸 △ △实验一注: 本实验忽略Cu2+在此条件下的水解。

(1)取棕黄色清液，加入少量______溶液(试剂a)，清液变为______色，说明生成了I2。

(2)探究生成I2的原因。

①甲同学进行如下实验: 向2mL Imol/LKI 溶液中加入1mL______溶液( 硝酸酸化，pH=1.5 )，再加入少量试剂a，观察到与(1)相同的现象。

甲同学由此得出结论: 实验一中生成I2的原因是酸性条件下，NO3- 氧化了I-。

②乙同学认为仅由甲同学的实验还不能得出相应结论。

他的理由是该实验没有排除____氧化I-的可能性。

③若要确证实验一中是NO3-氧化了I-，应在实验一的基础上进行检验______的实验。

(3)探究棕黑色沉淀的组成。

①查阅资料得知: CuI 为难溶于水的白色固体。

于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设:a.CuI吸附I2；b.______吸附I2。

为证明上述假设是否成立，取棕黑色沉淀进行实验二:实验二已知: CuI难溶于CCl4；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(无色)；Cu++2S2O32-=Cu(S2O3)23-(无色)。

由实验二得出结论: 棕黑色沉淀是CuI吸附I2形成的。

②现象ⅲ为______________。

③用化学平衡移动原理解释产生现象ii 的原因:________________。

④由实验二可推知，Cu(NO3)2与KI 反应过程中，一定发生的反应的离子方程式为______。

4.（12分）实验小组探究铝片做电极材料时的原电池反应，设计下表中装置进行实验并记录。

（1）实验1中，电解质溶液为盐酸，镁条做原电池的 极。

【实验2】将实验1中的电解质溶液换为NaOH 溶液进行实验2。

（2）该小组同学认为，此时原电池的总反应为2Al + 2NaOH + 2H 2O2NaAlO 2 + 3H 2↑，据此推测应该出现的实验现象为 。

实验2实际获得的现象如下：（3）i 中铝条表面放电的物质式溶解在溶液中的O 2，则该电极反应式为 。

（4）ii 中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因是 。

【实验3和实验4】为了排除Mg 条的干扰，同学们重新设计装置并进行实验3和实验4，获得的实验现象如下：煮沸冷却后的溶液（5）根据实验3和实验4可获得的正确推论是 （填字母序号）。

A. 上述两装置中，开始时铜片表面得电子的物质是O 2B. 铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关C. 铜片表面产生的气泡为H 2D. 由“铝条表面气泡略有减少”能推测H +在铜片表面得电子（4）由实验1~实验4可推知，铝片做电极材料时的原电池反应与与 等因素有关。

5．（2+−−资料： [Fe(NO)]在溶液中呈棕色。

（1）研究现象a 中的黄色溶液。

①用______溶液检出溶液中含有Fe 3+。

②甲认为是O 2氧化了溶液中的Fe 2+。

乙认为O 2不是主要原因，理由是______。

③进行实验Ⅱ，装置如下图。

左侧烧杯中的溶液只变为黄色，不变为棕色，右侧电极上产生无色气泡，经检验该气体为NO 。

产生NO 的电极反应式是______。

实验Ⅱ的目的是______。

（2）研究现象a 中的棕色溶液。

①综合实验Ⅰ和实验Ⅱ，提出假设：现象a 中溶液变为棕色可能是NO 与溶液中的Fe 2+或Fe 3+发生了反应。

进行实验Ⅲ，证实溶液呈棕色只是因为Fe 2+与NO 发生了反应。

实验Ⅲ的操作和现象是______。

②加热实验Ⅰ中的棕色溶液，有气体逸出，该气体在接近试管口处变为红棕色，溶液中有红褐色沉淀生成。

解释产生红褐色沉淀的原因是______。

（3）研究酸性条件下，溶液中Fe 2+与NO 2−、NO 3−的反应。

①ⅰ中溶液变为棕色的离子方程式是______、______。

②ⅲ中出现棕色的原因是______。

实验结论：本实验条件下，溶液中NO 2−、NO 3−的氧化性与溶液的酸碱性等有关。

6.（16分）碳酸亚铁（白色固体，难溶于水）是一种重要的工业原料，可用于制备补血剂乳酸亚铁，也可用作可充电电池的电极。

某研究小组通过下列实验，寻找利用复分解反应制备FeCO 3的最佳方案：（1）实验I 中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示，请补全反应：Fe 2++ + +H 2O Fe(OH)3 + HCO 3− （2）实验II 中产生FeCO 3的离子方程式为 。

（3）为了探究实验III 中NH 4+所起的作用，甲同学设计了实验IV 进行探究：实验IV 中加入Na 2SO 4固体的目的是 。

对比实验II 、III 、IV ，甲同学得出结论：NH 4+水解产生H +，降低溶液pH ，减少了副产物Fe(OH)2的产生。

乙同学认为该实验方案不够严谨，应补充的对比实验操作是： ，再取该溶液一滴管，与2mL 1mol/L NaHCO 3溶液混合。

（4）小组同学进一步讨论认为，定性实验现象并不能直接证明实验III 中FeCO 3的纯度最高，需要利用如图所示的装置进行定量测定。

分别将实验I 、II 、III 中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量，然后转移至A 处的广口瓶中。

① 补全A 中装置并标明所用试剂。

②为测定FeCO3的纯度，除样品总质量外，还需测定的物理量是。

（5）实验反思：经测定，实验III中的FeCO3纯度高于实验I和实验II。

通过以上实验分析，制备FeCO3实验成功的关键因素是。

7．（10分）某小组同学进行实验研究FeCl3溶液和Na2S溶液的反应。

【实验一】已知：FeS、Fe2S3均为黑色固体，均能溶于盐酸。

H2S气体有臭鸡蛋气味。

同学们对黑色沉淀的成分提出两种假设：ⅰ．Fe3+与S2−反应直接生成沉淀Fe2S3。

ⅱ．Fe3+被S2−还原，生成沉淀FeS和S。

甲同学进行如下实验：根据上述实验现象和资料，甲得出结论：黑色沉淀是Fe2S3。

（1）0.1 mol·L− 1 Na2S溶液的pH为12.5。

用离子方程式表示其显碱性的原因：_______。

（2）乙认为甲的结论不严谨，理由是________。

（3）进一步研究证实，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。

Na2S溶液呈碱性，FeCl3溶液与其反应不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是________。

【实验二】（4）进一步实验证实，步骤I中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3，黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应。

步骤I中黑色沉淀溶解的反应的离子方程式是________。

（5）根据以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与________相关。

8．（ 14分）某实验小组研究溶液中AgNO 3和Na 2S 的反应。

（1）用离子方程式解释Na 2S 溶液pH > 7的原因：________。

（2）实验小组同学认为黑色沉淀中可能含有Ag 2O 、Ag 2S 或Ag ，设计实验验证。

已知：i ．浓硝酸能将Ag 2S 转化为Ag +和24SO -；ii ．Ag 2O 能溶解在浓氨水中形成银氨溶液，而Ag 2S 和Ag 均不能。

① 设计并实施如下实验，证实沉淀中含有Ag 2S 。

试剂1和试剂2分别是_________、_________。

现象1和现象2分别是_________、_________。

② 设计并实施如下实验，证实沉淀中不含有．．．Ag 2O ，将实验操作和现象补充完整。

③ 经检验，沉淀不含．．有．Ag 。

（3）实验小组同学认为AgNO 3溶液具有氧化性，在一定条件下能够氧化Na 2S ，设计实验进行研究（实验装置如右图所示），测得电压为a （a 0>）。

对AgNO 3溶液中氧化2S -的物质进行推测：假设1：10.1 mol L -⋅的AgNO 3溶液中Ag +氧化了2S -；假设2：10.1 mol L -⋅的AgNO 3溶液中3NO -氧化了2S -。