第10讲 实验与探究-全国初中化学竞赛试题(原卷版)

全国初中化学竞赛试题精编

第10讲实验与探究

一、选择题

1.（2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）化学实验操作对实验结果有重要影

响。下列检验装置气密性的操作不正确的是

2.（2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）如图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管

中吸入某种液体，平底烧瓶中充入（或放入）另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间

后两装置中的气球都明显胀大（忽略液体体积对气球体积的影响）o则滴管和烧瓶中用试剂可

能是

甲乙

选项甲乙

A稀硫酸和铜片水和C02

B双氧水和Mn02NaOH溶液和CO2

CNa£O3溶液和稀硫酸NaOH溶液和CO

DH0和硝酸银溶液和IIC1

2NH3

A.AB.BC.CD.D

3.（陕西省咸阳市泾阳县2020-2021学科竞赛）不能通过气压的变化控制反应的发生和停

止的装置是

4.（2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）下列说法正确的是

A.用适量的水可以区分硝酸镂固体和氢氧化钠固体

B.铁丝空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体

C.用汽油能除去衣服上的油污，是因为汽油有乳化的功能

D.用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入盛满CO2的集气瓶中，纸花变成红色

5.（江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛）已知浓硫酸有吸水性，用下图实验装置

制取干燥的气体正确的是

ABCD

大理石锌粒双氧水二氧化镐

X

与盐酸与稀硫酸与二氧化镒与氯酸钾

Y水浓硫酸浓硫酸浓硫酸

Z0

co2Hz0：

A.AB.BC.CD.D

6.下列各图所示装置的气密性检查中，装置一定漏气的是（)

上下

移动

两

、

端港

面水

平

2溶液

Ca（OH）

0%的

配制2

A.①

顺序

活动性

金属的

银三种

铜、

铁、

验证

B.②

应

的热效

和反应

验证中

C.③

爆炸

能发生

粉粉尘

验证面

D.④

灰

澄清石

饱和的

有少量

口瓶中

，广

体甲

有液

管中

，滴

固体乙

盛放着

管中

小试

示，

图所

8.如

浊，

变浑

灰水

到石

可看

会儿

过一

中，

加到乙

把甲滴

）。当

水中

石灰

澄清

没在

部浸

管底

水（试

）

是（

确的

法正

列说

析下

你分

象请

上现

据以

。根

胀大

气球

右侧

碳酸钙

盐酸和

别是稀

一定分

、乙

A.甲

氧化钠

水和氢

分别是

有可能

、乙

B.甲

学变化

生了化

定是发

浊，一

变浑

灰水

C.石

D.当把甲滴加到乙中广口瓶内的气压降低

9.（河南鹤壁市鹤山区2021-2022上学期九月优生对抗赛）某同学要用托盘天平称量2.5g

食盐（1g以下用游码），在加入食盐后发现指针向左偏转，这时他应该（）

A.减少药品B.移动游码

C.向右盘中加祛码D.调节天平的平衡螺母

10.以下各装置能完成相应实验的是（）

MnO：CuO

6%HQ

1溶液

①检查装置的气密性②收集氧气③比较催化效果

A.只有①②B.只有③④C.只有①④D.只有②

11.（河南鹤壁市鹤山区2021-2022上学期九月优生对抗赛）某学生用量筒量取液体时，将

量筒平放，且面对刻度平视测量.初次视线与量筒内液面最低处保持水平，读数为20mL.倒

出部分液体后，俯视凹液面最低处，读数为5mL,则该学生实际倒出液体的体积（）

A.等于15B.小于15C.大于15D.无法确定

12.（河南鹤壁市鹤山区2021-2022上学期九月优生对抗赛）某同学用托盘天平称取食盐时,

把食盐放在右盘里，法码放在左盘中，读数为10.5g（1g以下使用游码），那么该同学实际

称量食盐的质量为

A.10gB.9.5gC.9gD.10.5g

13.某学生用量筒量取液体，将量筒平放且面对刻度线，初次仰视量筒内液体的凹液面，读

数为amL；随后又倒入部分该液体后，向下俯视凹液面最低处，读数为bmL,则该学生

第二次倒入液体的实际体积是（）

A.大于（b-a）mLB.等于（b-a）mL

C.小于（b-a）mLD.无法确定

14.对于化学反应，我们不但要考虑加入的试剂，还要考虑环境中的其他物质对化学反应的

影响。教材中“木炭还原氧化铜”的实验（如图），下列说法错误的是（）

试管CA+章CuO*~

-试管B

丑_澄清的

J一石灰水

用木炭还原氧化铜

A.试管A中，除C、CuO外，还可能有氧气参与反应

B.除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的一氧化碳不能还原氧化铜

C.要排除环境对该反应的影响，还可以采取抽成真空（或充入氮气等保护气体）等措施

D.进入试管B的气体，除二氧化碳外，还可能有氧气或空气、氮气、一氧化碳

15.如图为改良版的“验证二氧化碳化学性质”的实验装置。用一根铁丝穿4片紫色石蕊试

纸，按图示将稀硫酸和水滴加到相应的试纸上，下列说法错误的是（）

B.若将稀硫酸换成稀醋酸也可以得到符合题意的实验结果，因它们都属于酸

C.该实验证明二氧化碳能与石蕊发生反应生成红色物质

D.该实验的优点是将四个实验改成一个实验，对比性强

16.草酸（HC0J受热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。为验证草酸分解产物，将产物持

续通入下列装置。对该实验的分析正确的是（）

无水硫酸铜澄清石灰水澄清石灰水

①②③④

A.该实验中①、②装置可以互换

B.若③中停止加热，④中液体会倒吸入硬质玻璃管中

C.反应结束后，③中的固体物质一定属于混合物

D.若分解产物停止通入时，③中生成的铜不会变成氧化铜

17.如图所示图1为一氧化碳还原氧化铜的实验，图2为碳还原氧化铜的实验，其中澄清石

灰水足量：（）

图1

①两个实验中都可观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊；

②两个实验都可以根石灰水不冒气泡的现象判断反应已经结束

③两个实验均应防止石灰水倒吸

④两个实验发生的反应中，c、co都得到氧，发生还原反应；

⑤两个实验的相关反应中，c、Cu、0三种元素的化合价都发生改变；

⑥两个实验中固体减少的质量均为产生气体的质量

⑦两个实验中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大；

⑧图1中，若取氧化铜样品质量为m,充分反应后，玻璃管内的固体质量减少了n,则样品

中氧化铜的质量分数为出X100%（杂质不参加反应），澄清石灰水增加的质量为

11m

lln

T

A.2个B.3个C.4个D.5个

18.（2022年江西赣州市会昌县研学监测）气体制备装置中不能“随开随制，随关随停”

19.（2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）关于实验室用MnOz与KC10：,制取氧气的说法正确

的是

A.不使用MnO?做催化剂该反应也能发生

B.收集氧气后能直接凑到集气瓶口去闻

C.MnOz参与了反应过程

D.在KClOs中加入少量KMnO「也能加快该反应速度，说明KMnO,也是该反应的催化剂

二、填空简答题

20.（河南鹤壁市鹤山区2021-2022上学期九月优生对抗赛）我们已经知道空气的主要成分

是氮气和氧气，如甲、乙两图所示为测定空气中氧气含量的实验装置示意图，图乙中玻璃管

里的活塞可以活动，活塞的左端管内有密封的空气，活塞右端的玻璃管口跟空气相通，实验

开始前活塞处在刻度5cm处.请按要求填空.

(1)实验结束并恢复至室温时，活塞应停在约_____cm处.

(2)图乙比图甲的优点是________________________________

(3)甲图集气瓶内的水的作用是________________________________________

21.(江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛)菱铁矿和赤铁矿一样，也是工业上冶炼

铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁，为测定碱式碳酸亚铁

[xFeCOjyFe(OH)『zH。的组成，华雪同学在老师的指导下设计了如图实验装置：

碱石灰

ABCDE

【查阅资料】a.碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO?、HQ。

b.FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，可被氧化成四氧化三铁。

c.碱石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO2和友0,浓硫酸可吸收出0。

【实验步骤】(1)检查装置气密性后，称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中。

(2)打开弹簧夹K,鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。

(3)关闭弹簧夹K,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K,缓缓通

空气一段时间，这样操作的目的是o

再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下

装置C/g装置D/g装置E/g

加热前200.00180.00180.00

加热后200.3618088180.00

(4)分析图、表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H#的质量为g,

CO?的质量为_____g,装置E的作用是.

【实验结论】在xFeCOsfFe（Oil）2"氏0中，氢原子与氧原子的个数之比为。

22.美美同学在开展研究性学习时，做了一个有关物质溶解和物质发生化学反应过程中能量

变化的探究实验，装置如图所示。试管A、B中分别盛有两种不同的无色液体，U形管内均

为品红溶液。

（1）若试管A中的无色液体是水，向试管A中加入适量烧碱，则U形管的a、b两端液面的

变化是：b端液面（填“升高”“降低”或“不变”）,产生此现象的原因

是O

（2）若试管B中的无色液体是稀硫酸，向试管B中加入镁条，看到试管B中产生大量无色

气泡，且U形管a、b两端液面的变化与（1）相同，则产生此现象的原因

是O

（3）通过本实验的探究，再结合所学知识，我们可以得出的结论是。

23.下面是某小组进行的“哪些因素影响固体物质在水中的溶解度”的实验探究，请你完成

探究报告。

（探究实验）哪些因素影响固体物质在水中的溶解度？

（1）溶质种类的影响：

在实验中要改变的因素是：溶质的种类；要保持不变的因素是：o

（2）（实验步骤）30℃时，用量筒各取5mL蒸储水分别加入到①、②两支试管中，再分别加

入KNO3、Ca（OH）?各2g振荡，观察各物质溶解情况。

（实验现象）试管①中KNO：,全部溶解，试管②中有部分Ca（0H）2未溶。

（实验结论）在保持不变的情况下，不同种类的物质在水中的溶解度一般

（选填“相同”或“不同”）。

（3）温度的影响（以KN03为例）：

在实验中要改变的因素是;要保持不变的因素是。

（4）（实验步骤）用量筒各取5mL蒸储水，分别加入①、②二支试管中，再加入5gKNQ,晶

体，将试管①保持在常温下，将试管②加热并保持在60℃,振荡，观察各试管中KNOs的溶

解情况。

（实验现象）试管①中有部分KNO：,未溶，试管②中KN03全部溶解。

（实验结论）在不同下，同种固体物质在水中的溶解度不同。

24.（2022山东省第三届学科素养知识竞赛）自然界的一切事物中，唯有水最珍贵。水是生

命之源，我们要保护每一滴水。我们生活中的可用水，自来水厂功不可没。某自来水厂进化

河水为自来水，部分工艺流程如图:

X试剂

河水

（I）已知X试剂和河水未发生化学反应，则X试剂的俗名为。

（2）净化后的水是（选填“纯净物”、“混合物”或“固液混浊态”）净化

后的水不可以直接饮用，我们需要,得到的产物为Y试剂。

（3）被称为“绿色氧化剂”的过氧化氢（H。），俗称双氧水，是一种无色液体，常用作氧

化剂、消毒杀菌剂和漂白剂等。在较低温度下和少量催化剂（如MnO?）条件下，它能迅速分

解，所到的气体和Y试剂电解产生的其中一种气体相同。当过氧化氢接触二氧化铳后，反应

便立即开始并不能人为控制其速度。如果稍改变你所选择的装置,便可控制其反应的速度。

请从图2的仪器中选择一种仪器更换你选择的装置中的一种仪器，以达到控制反应速度的目

的.你选择的仪器是（填序号），它更换原装置中的控制

反应速度的原理是:。

图1图2

（4）天然气、沼气的主要成分是ZW”它的化学性质和Y试剂电解产生的其中一种气体相

似。实验室用无水醋酸钠和碱石灰固体混合物加热制取Z»若用此法制取ZW.„其气体发生

装置选择C,可采用或收集。

25.（2022山东省第三届学科素养知识竞赛）如图所示，A-F均为初中化学常见试剂，A和

B由两种相同的元素组成，C和D均为气体单质，气体C被誉为“21世纪的新能源”,E为

黄色粉末，部分条件省略。

(1)A为一，生成F的现象为—一。

(2)B分解为C和D的方程式为。

(3)如图所示为“联合脱硫脱氮技术”，处理物质SO?和NO,转化为CaSCh和Ca(NO2)2

过量石灰乳

①写出反应釜I的化学反应方程式：。

②请写出反应釜II的现象：»

③请写出NO?的作用：。

26.(2022年江西赣州市会昌县研学监测)根据下列装置，回答问题:

F

（1）写出图中标号①仪器的名称：。

（2）实验室里常用H。和MnO,来制取0”二氧化镐特制成大颗粒状，应选用的发生装置为

图中的（填字母，下同），该装置的优点是；若用装置E收集①，则气体

应从导管一（填"a”或"b”）端进入。

（3）实验室常用MnOa与浓盐酸反应制备Ck,其反应方程式为：

MnC）2+4HCl（浓）=MnC12+5T+2H2。，写出浓盐酸一条特性，发生装置应

选择,操作顺序依次是。（填序号）

A.向烧瓶中加入MnOz粉末B.加热C.向烧瓶中加入浓盐酸D.检查装置气

密性

该制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应所需盐酸的最低浓度，某探究小组的方案

为：取定量反应残余液与足量AgNOs溶液反应，称量生成沉淀的质量。此方案（填

“可行”或“不可行”），原因是；涉及的化学方程式为。

（4）工业常需分离H?、CO?的混合气体。某同学采用装置F分离，操作步如下：

步骤1：关闭活塞B,打开活塞A,通入混合气体，可收集到。

步骤2：然后，（填操作），又可收集到另一种气体。

27.（2022江苏盐城市射阳县综合素质能力竞赛）化学是一门以实验为基础的科学.根据

下图回答问题。

置收集氧气，当观察到导管口的现象时再开始收集。

（3）①甲烷是一种难溶于水、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。

②可燃冰是CH,在海底低温和高压作用下形成的被H20分子形成的笼包裹的结晶物质。

A.可燃冰样品常存放于液氮储存罐中，其原因是。

B.可燃冰有多种结构，某结构可燃冰的化学式为CH「9HQ,分析其结构发现：平均34个

分子构成6个笼，每个笼只容纳一个CII,或IIQ分子，这6个笼内容纳的CH,与1M）分子

个数比是______（填最小整数比）。

（4）①下图中H是小组同学组装的实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置的优点是

为了解装置具有该优点的原因，他们在装置E中连接压强传感器（如图I）,从而

测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图J）.下列说法正确的是（填序号）。

一一

压

强

用

感

器

一

A.ab段试管中液面逐渐上升

B.be段石灰石与稀盐酸脱离接触

C.c点的对应操作是打开导管上的活塞

②实验后的溶液显酸性，说明实验中稀盐酸过量，为了得到纯净的CaCk溶液，可加入稍过

量的（填化学式），然后过滤即可。

28.（2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）亚硝酸钠是实验室常用的试剂，实验室一般用

亚硝酸钠溶液与氯化镂溶液反应来制取弗。N2的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与

H,部分化合生成N%。下图为制取少量NHs的装置（制取H2的装置已略去）：

NaNO：

溶液­

NH4cl

溶液一

（1）C装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为。

（2）反应时用和此的最佳质量比是。如果按此比例进行反应，反应时，D中导

管口是否会逸出气泡？（已知N%极易溶于水，其水溶液呈碱性），如有请说明逸出气泡的

原因：。

（3）B中浓硫酸的作用是。

（4）用实验方法证明确实有Ng生成：。

29.（2022年福建省龙岩市永定区科学素养竞赛）“长征五号”火箭是中国迄今运载能力最

大的火箭，目前已经成功完成“嫦娥五号”探测器、中国空间站天和核心舱等的发射任务。

（1）“长征五号”的第一、二子级火箭用偏二甲胱（CAN,）和四氧化二氮（NA）做推进剂,

该反应的能量转化形式是,反应的化学方程式为GH此+2NO=3N2+4H20+2X,则X的

化学式是_______。

（2）“长征五号”的第三子级火箭采用液氢、液氧做推进剂。制取与储存氢气是氢能源利用

领域的研究热点。

I.制氢：铁酸锌（ZnFezO,）可用于循环分解水制氢气。如图所示，制氢过程中，ZnFe。的

作用是，该循环制氢中不断消耗的物质是（填化学式）。

ZnFezCU循环制氢体系贮氢反应

II.贮氢：请写出反应③的化学方程式。氢化物MgHz与水反应生成一种碱，并释

放出出,其化学方程式为________。

Ill.如图是氢气和氧气在密闭容器中燃烧的微观示意图：

请回答：从微观角度看，变化I和变化n的本质区别是

（3）“嫦娥五号”的任务之一是探明月壤成分，以探索未来新能源。月壤中含有丰富的氨-3,

氮-3是世界公认的高效、清洁、安全的核聚变发电燃料。下列关于氨-3的叙述正确的是

A.其原子核内质子数为3B.其原子核外电子数为2

C.其相对原子质量约为2D.其化学性质肯定比较活泼

30.（2022年福建省龙岩市永定区科学素养竞赛）NaNOz溶液和NIL,C1溶液可发生反应：

NaN02+NH£l=N2t+NaCl+2H为探究反应速率与NaNO2溶液浓度的关系，利用下图装置（夹

持仪器略去）进行实验。实验步骤：往A中加入一定体积（V）的一定浓度的NaNOz溶液、

一定浓度的NH£1溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入一定浓度

的醋酸（可加快反应速率）。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体。用秒

表测量收集lO.OmLNz所需的间，重复多次取平均值（t）»

搅拌子

回答下列问题：

(1)仪器A的名称为。

(2)检查装置气密性的方法：关闭止水夹K,。

(3)若需控制体系的温度为36℃,采取的合理加热方式为一

(4)探究浓度对反应速率影响。实验数据如下表所示。

V/mL

实验

t/s

编号

NaNOz溶液NHX1溶液醋酸水

14.0V,4.08.0332

26.04.04.0v2150

38.04.04.04.0m

412.04.04.0037

已知：NaNOz的浓度扩大1倍，反应速率(t/s)扩大2倍。回答下仞问题:

VF,V2=,m=o

31.(2022年福建省龙岩市永定区科学素养竞赛)某化学兴趣小组以二氧化碳为主题开展

了一系列项目化学习。

任务一：实验室制取CO?

(1)实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，写出该反应的化学方程式。

任务二：探究能否用排水法收集CO,

(2)利用图I、图I［所示的两套装置分别收集CO2,再通过氧气传感器测出瓶中残留氧气含

量，并由此计算出CO,含量如下表所示，请完成下列表格(精确到1%)。

身黑寻田■NaOH溶游-NaOH溶液

图1图2图3

收集方法氧气含量二氧化碳含量结论

向上排空气法6.6%69%

能用排水法收集二氧化碳

排水法4.2%—

（3）图1将燃着的镁条放入二氧化碳气体中，发现镁条剧烈燃烧。你对燃烧条件有何新的

认识（写出一点即可）。

（4）如图2安装好装置，挤压胶头滴管，使少量氢氧化钠溶液进入烧瓶，打开止水夹，观

察到烧杯中的氢氧化钠溶液进入烧瓶，形成喷泉，出现此现象的原因是（用化学方程式表示）

O实验结束后，取少量烧瓶内的溶液于试管中，再滴加2滴无色酚醐，观察到溶液变

________色。

（5）图3装置，要形成喷泉怎么操作，写出操作过程。

（6）查阅资料：Na2CO3+CO2+Il2O=2NaIICO；„向10g8%的NaOH溶液中通入一定量CO?后，所得

溶液中的溶质有0.53gNa£03和0.84gNaHC（）3,则参加反应的C02的质量是g。

32.（2022年福建省龙岩市科学素养大赛）甲、乙两小组同学分别用下图所示装置（夹持

仪器已略去）做兴趣实验。

Q4W

\J

/\NaOH溶'液

B

(1)甲组实验:

①在A装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗中注入稀盐酸，连接A、B装置，打开a、c,

关闭b,向B中集气瓶内充入气体，检验集气瓶中气体已收集满的方法是。

②关闭a、c,打开b,用冷毛巾捂住B中集气瓶，一段时间后，观察到B装置中的现象是

(2)乙组实验：

【资料】氯化氢气体和氨气均极易溶于水，且两者反应生成白色固体氯化镀(NH,C1)«_

①在c右端的导管口套一个气球，在A的锥形瓶中放入浓盐酸，向长颈漏斗中注入浓硫酸，

有HC1气体产生，待A中的空气被排净后，连接A、B装置，打开a、c,关闭b,气球微微

鼓起。产生IIC1气体的原因是0

②关闭a,将A中的药品替换为NaOH固体和浓氨水，待A中的空气被排净后，连接A、B装

置，打开a,一段时间后关闭a,B中集气瓶内有白烟产生。冷却至室温后气球恢复原状。

关闭c打开b,B中导管内的液面无任何变化。产生上述现象