第2节 化学研究些什么
一、选择题
1. 2020年12月27日23时44分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将遥感三十三号卫星送入预定轨道，发射获得圆满成功。此次任务还搭载发射了微纳技术试验卫星。下列过程中，一定涉及化学变化的是（ ）
A.加注燃料
B.火箭点火起飞
C.卫星与火箭分离
D.进入预定轨道
2.判断红磷燃烧是化学变化的主要依据是（ ）
A.发光
B.受热熔化
C.有白色固体生成
D.放热
3.诗人以独有的视角，将美妙的诗词赋予严谨的化学。下列诗句中包含化学变化的是（ ）
A.无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来
B.欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山
C.爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
D.飞流直下三千尺，疑是银河落九天
4.某化学兴趣小组通过微型实验探究蜡烛燃烧的产物，用数字化实验监测密闭容器内蜡烛燃烧时氧气、二氧化碳和水蒸气含量的变化，形成三条曲线，如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.用注射器抽气并振荡，可观察到澄清石灰水变浑浊
B.表示蜡烛燃烧产物的曲线是a和c
C.数字化实验能为科学探究提供更为直观的证据
D.此微型实验可得出蜡烛燃烧的部分产物
5.下列属于化学性质的是（ ）
A.挥发性
B.溶解性
C.可燃性
D.导电性
6.新冠肺炎疫情在全世界蔓延，是大自然向人类亮出的红灯警示，提醒人们要养成文明卫生、绿色健康的生活方式。75%的酒精可以有效灭活病毒，在居家及外出消毒中得到广泛应用。下列属于酒精的化学性质的是（ ）
A.具有可燃性
B.易挥发
C.沸点比水低
D.具有特殊香味
7.下列物质属于纯净物的是（ ）
A.洁净的空气
B.食盐水
C.冰水混合物
D.雪碧饮料
8.利用如图所示装置验证了空气中氧气的含量。下列叙述不正确的是（ ）
A.实验前需检查装置气密性
B.白磷的作用是消耗试管中氧气
C.白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹
D.最终量筒中液面约降至40 mL刻度线处
9.下列物质用途，主要利用其化学性质的是（ ）
A.用钨制作灯丝
B.用铝制作导线
C.石墨制铅笔芯
D.用焦炭冶炼铁
二、填空题
10.对于日常生活中的各种物质，我们可以按它们的性质不同进行区分。试区分下列物质，并写出根据什么性质区分该组物质以及该性质的类别（物理性质或化学性质）。
物质 利用的性质及性质类别
铁丝和铜丝
白醋和白酒
厨房中的白糖和精盐
三、综合题
11.认真观察图片，判断下列过程中各部分发生了什么变化。
（1）①中A处发生的变化是________（填“物理变化”或“化学变化”），理由是________。
（2）②中发生的变化是________（填“物理变化”或“化学变化”）。
（3）③中发生的变化是________（填“物理变化”或“化学变化”），可见发光、放热的变化________（填“一定”或“不一定”）是化学变化。
12.通常情况下，一氧化氮是一种难溶于水的无色气体，它的密度与空气相近。一氧化氮很容易和空气中的氧气反应，生成红棕色的二氧化氮气体。请回答下列问题：
（1）一氧化氮的物理性质是________________________________________；
（2）一氧化氮的化学性质是________________________________________。
13.九年级的几名同学对蜡烛火焰的焰心进行了以下探究，请你完成其中的一些步骤。
（1）点燃蜡烛，将一根小木条迅速平放入火焰中，约1 s后取出，现象如甲所示，这说明蜡烛________的温度最高。
（2）向焰心斜向插入一段玻璃管，发现玻璃管无明显现象，在玻璃管的上口点燃，产生火焰，这说明焰心物质________（填“具有”或“不具有”）可燃性。
（3）问题与猜想
[信息提示]蜡烛的主要成分是石蜡，石蜡为白色固体。
[提出问题]从玻璃管中导出的物质是什么？
[猜想与实验]
猜想 实验操作 实验现象 实验结论
猜想①：焰心气体含二氧化碳 在未点燃的玻璃管上口罩一个内壁涂有澄清石灰水的小烧杯 澄清石灰水不变浑浊 猜想①________（填“成立”或者“不成立”）
猜想②：焰心气体含石蜡蒸气 取一根较长的玻璃管，用湿冷毛巾包住中部，将玻璃管下端插入焰心，上端用火柴点燃 上端________火焰（填“有”或者“没有”） 猜想②成立
取下长玻璃管，打开湿毛巾 导管中部有________
14.利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验中，传感器记录集气瓶中气压随时间变化的情况如图所示。
（1）甲中红磷燃烧的文字表达式是________。
（2）燃烧结束，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，观察到的现象是________；由此得出结论：氧气约占空气总体积的________。
（3）乙中BC段气压变化的原因是________________________________；CD段气压变化的原因是________________________________。
（4）该实验中红磷需足量，目的是________；如果实验结果偏小，可能的原因有红磷不足、________________________________等。
15.为探究空气的组成，小明用A所示装置进行实验。
（1）实验时，取下橡胶塞，点燃红磷后迅速伸入集气瓶中并旋紧橡胶塞，这时看到的现象是________________，该反应的文字表达式为________________。
（2）小明又设计了如B所示的改进装置，其优点是________（写一点）。从理论上分析，玻璃管内液面最终将上升至________处（填“1”“2”“3”“4”），但实测结果液面往往偏低，其原因可能是________（写一条）。
（3）某同学用镁代替红磷做这个实验，实验完毕，冷却后进入集气瓶中水的体积大于集气瓶中空气总体积的，若装置气密性良好，则可能原因是________。
16.物质的性质与物质的变化及物质的用途的关系如下：
（1）请用下列两个叙述的序号填空：
a.氢气在空气中燃烧，说明氢气具有可燃性
b.镁粉能在空气中燃烧，发出耀眼的强光，可作照明弹
②________，③________
（2）请用除上述外的两个叙述填空：
①________________________________。
④________________________________。
17.化学小组受英国科学家法拉第《蜡烛的化学史》的启发，对蜡烛的燃烧过程进行了一次探究。
图1
图2
[查阅资料]
无水硫酸铜是一种白色粉末，具有吸水性，吸水后变为蓝色。
[进行实验]
序号 实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ 外焰处的铁纱铁纱窗出现红热的环，内焰及焰心处的铁纱窗无明显变化 ________ ________ ________
Ⅱ 伸入焰心的导 气管引出白烟，________ 焰心处有可燃 性物质
Ⅲ ________ ________ 蜡烛燃烧的产物中有水和二氧化碳
（1）实验I得到的结论是________________________________。
（2）补全实验Ⅱ的实验现象：________。
（3）实验Ⅲ中，硫酸铜粉末的作用是________________，得到“蜡烛燃烧的产物中含有二氧化碳”这一结论所对应的实验现象是________________。
[反思评价]
（4）实验Ⅲ是该小组同学对图2所示实验的改进，与图2所示实验相比，实验Ⅲ的优点是________________________________________。
18.空气中氧气含量测定的再认识。
[经典赏析]拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（装置如甲所示），通过该实验拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积________的结论。
[实验回顾]
（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量（装置如乙所示），兴趣小组用该方法测出的氧气含量常低于，其原因可能是________、________（写两点）。
（2）红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，造成的实验缺陷有：①测定结果不准确；②________。
[提出问题]能否设计一套实验装置以解决上述缺陷？
[实验改进]兴趣小组同学，设计了如丙所示装置。
[查阅资料]温度达到40℃白磷就能在空气中燃烧。
[实验准备]锥形瓶内空气体积为230 mL，注射器中水的体积为50 mL，该装置气密性良好。
[实验探究]装入药品，按丙所示连接好仪器，夹紧弹簧夹，先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。
[现象分析]
①锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃；
②整个实验过程中气球的作用是________；
③待白磷熄灭，锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象一：注射器中的水自动喷射出来，原因是________________________。现象二：当注射器中的水还剩约________mL时停止流下。
参考答案
一、选择题
1.答案：B
解析：加注燃料过程中没有新物质生成，属于物理变化；火箭点火发射过程中包含燃料的燃烧，有新物质生成，属于化学变化；卫星与火箭分离的过程中没有新物质生成，属于物理变化；火箭进入预定轨道的过程中没有新物质生成，属于物理变化。
2.答案：C
解析：化学变化的本质特征是产生了新物质，发光、受热熔化及放热都不能说明产生了新物质；有白色固体生成说明有新物质生成，发生了化学变化。
3.答案：C
解析：“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”涉及物质的燃烧与爆炸，有新物质生成，包含化学变化；其他诗句描述中都没有新物质生成，属于物理变化。
4.答案：B
解析：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，蜡烛燃烧会生成二氧化碳，用注射器在蜡烛外焰部位抽气并振荡，可观察到澄清石灰水变浑浊；蜡烛燃烧消耗氧气，生成二氧化碳和水，所以表示蜡烛燃烧产物的曲线是a和b；数字化实验为科学探究提供了更为直观的证据；由图示微型实验可得出蜡烛燃烧的部分产物。
5.答案：C
解析：挥发性、溶解性及导电性都不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质；可燃性是在化学变化中表现出来的性质，属于化学性质。
6.答案：A
解析：酒精具有的可燃性需要通过化学变化表现出来，属于化学性质酒精的挥发性、沸点比水低及有特殊香味都不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质。
7.答案：C
解析：洁净的空气中有氧气、氮气等，属于混合物；食盐水中有食盐和水等，属于混合物；冰水混合物中只有水一种物质，属于纯净物；雪碧饮料中有碳酸、水等，属于混合物。
8.答案：D
解析：实验前需检查装置气密性，以防止装置漏气造成实验结果不准确；白磷的作用是消耗试管中的氧气；白磷熄灭、试管冷却后再打开止水夹，以防止剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成实验结果偏小；氧气约占空气总体积的，130 mL空气中氧气的体积约为130 m×=26 mL，最终量筒中液面约降至24 mL刻度线处。
9.答案：D
解析：用钨制作灯丝是利用钨的熔点高，属于物理性质；用铝制作导线是利用铝的导电性，属于物理性质；石墨制铅笔芯是利用石墨质软，在纸上能留下痕迹，属于物理性质；用焦炭冶炼铁是利用焦炭的还原性，属于化学性质。
二、填空题
10.答案：颜色；物理性质 气味；物理性质 味道；物理性质（答案合理即可）
解析：铁丝呈银白色，铜丝呈紫红色，因此根据颜色即可区分铁丝与铜丝；白醋具有酸味，白酒具有特殊香味，因此通过气味可区分白醋与白酒；厨房中的白糖具有甜味，精盐具有咸味，因此通过品尝味道可区分白糖和精盐，但在实验室中不可用品尝味道的方式区分物质。颜色、气味、味道均属于物质的物理性质。
三、综合题
11.答案：（1）物理变化 没有新物质生成
（2）化学变化
（3）物理变化 不一定
解析：（1）①中A处只是物质的状态发生了改变，没有新物质生成，发生的是物理变化。（2）②中石蜡燃烧生成二氧化碳和水等新物质属于化学变化。 （3）③中没有新物质生成，发生的是物理变化，可见发光、放热的变化不一定是化学变化。
12.答案：（1）通常情况下是一种难溶于水的无色气体，它的密度与空气相近
（2）容易和空气中的氧气反应，生成红棕色的二氧化氮气体
解析：一氧化氮的状态、颜色、溶解性及密度，不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质；一氧化氮很容易和空气中的氧气反应，生成红棕色的二氧化氮气体，需要通过化学变化才能表现出来属于化学性质。
13.答案：（1）外焰
（2）具有
（3）不成立 没有 固体附着
解析：（1）点燃蜡烛，将一根小木条迅速平放入火焰中，约1 s后取出，观察到与外焰接触的部分变黑，而中间部位没有明显变化，说明蜡烛外焰的温度最髙。（2）向焰心斜向插入一段玻璃管，发现玻璃管无明显现象，在玻璃管的上口点燃，产生火焰，这说明焰心物质具有可燃性。（3）在未点燃的玻璃管上口罩一个内壁涂有澄清石灰水的小烧杯，观察到澄清石灰水不变浑浊，说明焰心气体不含二氧化碳。取一根较长的细玻璃管用湿冷毛巾包住中部，将玻璃管下端插入焰心，若猜想②成立，则上端用火柴点燃，不会产生火焰，取下长玻璃管，打开湿毛巾，导管中部会有固体附着。
14.答案：（1）红磷+氧气五氧化二磷
（2）水进入集气瓶至刻度1处 五分之一
（3）红磷燃烧放热导致瓶内气压增大 完全反应后氧气被耗尽，温度降低
（4）使氧气完全反应 装置漏气（或没有冷却至室温就打开弹簧夹等）
解析：（1）红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷。（2）打开弹簧夹，观察到的现象是水进入集气瓶至刻度1处，由此得出的结论是氧气约占空气总体积的五分之一。（3）BC段气压变化的原因是红磷燃烧放热，瓶内气压增大；CD段气压变化的原因是完全反应后氧气被耗尽，温度降低。（4）该实验中红磷需足量，目的是使氧气完全反应；如果实验结果偏小，可能的原因有红磷量不足、装置漏气或没有冷却至室温就打开弹簧夹等。
15.答案：（1）红磷继续燃烧，产生大量白烟 红磷+氧气五氧化二磷
（2）环保（或其他合理答案） 1 红磷的量不足（或其他合理答案）
（3）镁能与空气中的其他气体（如氮气）反应
解析：（1）红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，红磷燃烧时会产生大量的白烟。（2）改进的实验始终在密闭容器中进行，更环保；氧气约占空气总体积的五分之一，所以从理论上分析，液面会上升到刻度1处；若液面偏低，可能是红磷太少或是装置漏气等。（3）装置气密性良好，实验完毕，冷却后进入集气瓶中水的体积大于集气瓶中空气总体积的，可能原因是镁不仅能与氧气反应，还能与空气中的其他气体发生反应。
16.答案：（1）b a
（2）石蜡具有可燃性，因此其可在空气中燃烧 铜能用作导线，反映了其具有导电性（或其他合理答案）
解析：（1）氢气在空气中燃烧，说明氢气具有可燃性，体现了物质的变化反映物质的性质；镁粉能在空气中燃烧，发出耀眼的强光，可作照明弹，体现了物质的性质决定物质的用途。（2）物质的性质决定物质的变化，如石蜡具有可燃性，因此其可在空气中燃烧；物质的用途反映物质的性质，如铜能用作导线，反映了其具有导电性。
17.答案：（1）蜡烛火焰外焰的温度高于内焰及焰心的温度
（2）白烟燃烧
（3）检验蜡烛燃烧是否有水生成 澄清石灰水变浑浊
（4）能够同时检验是否有水和二氧化碳生成
解析：（1）由外焰处的铁纱窗出现红热的环，内焰及焰心处的铁纱窗无明显变化可知，蜡烛火焰外焰的温度高于内焰及焰心处温度。（2）伸入焰心的导气管引出白烟，白烟燃烧，说明焰心处有可燃性物质。（3）实验Ⅲ中，硫酸铜粉末的作用是检验蜡烛燃烧是否有水生成；得到“蜡烛燃烧的产物中含有二氧化碳”这一结论所对应的实验现象是澄清石灰水变浑浊。（4）实验Ⅲ的优点是能够同时检验是否有水和二氧化碳生成。
18.答案：[经典赏析]
[实验回顾]（1）没有冷却至室温就打开弹簧夹 装置漏气（或其他合理答案）
（2）污染环境
[现象分析]②缓冲作用 ③白磷燃烧消耗瓶中的氧气，使瓶中气压减小 4
解析：[经典赏析]通过实验拉瓦锡得出了氧气约占空气总体积的结论。[实验回顾]（1）实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量，测出的氧气含量常低于的原因可能是装置漏气、红磷量不足或没有冷却至室温就打开弹簧夹等。 （2）红磷在空气中点燃后才放入集气瓶内，造成的实验缺陷有燃烧匙伸入集气瓶中时导致部分气体受热膨胀逸出，使实验结果不准确，同时反应生成的五氧化二磷扩散到空气中会污染环境。[现象分析]②在整个实验过程中红磷燃烧放出热量，温度升高，锥形瓶中的气体膨胀，导致气球膨胀反应后，温度降低，锥形瓶中的氧气被消耗，装置内气压减小，气球缩小，因此气球起到缓冲作用。③白磷熄灭，锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到注射器中的水自动喷射出来，原因是锥形瓶中的氧气被消耗，装置内气压减小；氧气约占空气总体积的五分之一，因此进入锥形瓶中的水的体积约为230 mL×=46 mL，当注射器中的水还剩约50 mL-46 mL=4 mL时停止流下。
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