初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

某化学兴趣小组的同学，通过咨询老师准备用亚硫酸钠溶液与浓硫酸反应来制备一定量的SO₂ （Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）＝Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O）。老师给他们提供了一瓶亚硫酸钠溶液并告知该瓶溶液放置时间可能较长，不知是否变质。兴趣小组的同学分成甲、乙两小组对该瓶亚硫酸钠溶液成分进行实验探究。

【提出问题】①该瓶溶液中溶质的成分是什么？

②该瓶溶液中亚硫酸钠的质量分数是多少？

【查阅资料】

（1）Na₂SO₃有较强还原性，在空气中易被氧气氧化：2Na₂SO₃+O₂═2Na₂SO₄；

（2）Na₂SO₃能与酸反应产生SO₂气体；

（3）SO₃^2﹣、SO₄^2﹣均能与Ba²⁺反应产生白色沉淀，BaSO₃可溶于稀盐酸。

【作出猜想】

猜想1：没有变质，成分是Na₂SO₃；

猜想2：完全变质，成分是Na₂SO₄；

你认为还可能有的猜想3　　。

【实验探究Ⅰ】甲、乙两组分别进行实验探究溶液是否变质：

小组	实验操作	现象	结论
甲组	取少量样品于试管中加入过量稀盐酸；	产生气泡	没有变质，还是Na2SO3
乙组	取少量样品于试管中加入氯化钡溶液，再加入足量稀盐酸。		已部分变质

【评价】有同学质疑甲组方案不合理，理由是　　。

【实验探究Ⅱ】

甲组设计如下实验测定Na₂SO₃溶液的溶质质量分数。（注：空气中二氧化碳的影响忽略不计）

（1）连好装置并检查装置气密性，在锥形瓶中放入126g该样品；

（2）实验前称量C装置的质量；

（3）关闭活塞K，用注射器推入浓硫酸至不再产生气泡；

（4）打开活塞K，缓缓鼓入一定量的氮气，关闭活塞K；

（5）再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g

由此，计算出该溶液中Na₂SO₃的质量分数为　　；

【解释】若没有进行第4步操作，则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的　　（填“偏小”或“偏大”）。

乙组仍使用第一次实验的原理，进行如下实验测定Na₂SO₃溶液的溶质质量分数。

第一步：称取试样ag；

第二步：在溶液中加入过量氯化钡溶液和足量稀盐酸；

第三步：过滤、洗涤、烘干沉淀；

第四步：称量沉淀的质量为bg；

第五步：计算溶液中Na₂SO₃的溶质质量分数。

试完成下列问题：

（1）加入氯化钡溶液过量的目的是　。

（2）第三步操作要洗涤沉淀的原因是　　。

【反思】由此可得出，保存亚硫酸钠时应　　。

固体混合物A可能含有CaO、NaCl、NH ₄Cl、Na ₂CO ₃、Na ₂SO ₄五种物质中的一种或几种，为确定其成分，按如图所示进行实验：

请回答下列问题：

（1）A中还不能确定是否存在的物质是 　　（填化学式）。

（2）气体B能使无色酚酞溶液变 　　（填"蓝色"、"红色"或"紫色"）

（3）②中生成白色沉淀F的化学方程式 　　。

（4）③中生成气体H的化学方程式 　　。

某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种。某兴趣小组利用图中的实验装置设计实验，探究气体的成分。请用符合题目要求的装置序号填空（装置可以重复使用，除杂试剂均足量）。

提示：CO+CuO Cu+CO ₂，H ₂+CuO Cu+H ₂O；无水硫酸铜粉末遇水变蓝色。

（1）若检验气体中是否存在水蒸气，可将该气体通入装置 　　。

（2）将气体依次通过装置 　　，可检验并除去该气体中的二氧化碳。

（3）若检验气体中是否存在一氧化碳，可将该气体依次通过装置 　　。

（4）将气体依次通过装置 　　，可一次性确定该气体的成分。

一包不纯的氯化钾粉末，所含杂质可能是氯化钠、硝酸钾、硝酸钙、氯化铜、碳酸钠中的一种或几种。为确定其成分，某兴趣小组的同学们进行如下实验：

（1）取少量该粉末于烧杯中，加蒸馏水，充分搅拌，得无色澄清溶液。

（2）取上述无色溶液少许于试管中，滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成。

（3）另称取14.9g该粉末于烧杯中，加入蒸馏水溶解，再加入足量的硝酸银溶液和稀硝酸，充分反应后生成28.7g白色沉淀。

根据上述实验判断，下列说法正确的是（　　）

A．杂质中可能含有硝酸钾、氯化钠

B．杂质中肯定不含硝酸钙、氯化铜、碳酸钠

C．杂质中肯定含有碳酸钠，可能含有氯化钠

D．杂质中肯定含有氯化钠、碳酸钠，可能含有硝酸钾

钠是一种活泼金属，常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑．在实验室，小亮先取定量的硫酸铜溶液于烧杯中，再取一小块钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，并对滤液的成分进行探究。

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

【查阅资料】Na₂SO₄溶液呈中性

【猜想与假设】猜想一：Na₂SO₄

猜想二：Na₂SO₄和NaOH

猜想三：　　

猜想四：Na₂SO₄、CuSO₄和NaOH

分析：小明认为猜想　　不合理，理由是　　（用化学方程式表示）。

【实验与验证】

实验	实验操作	实验現象	实验结论
实验一	取少量滤液于试管中，仔细观察现象	溶液为无色	猜想　　不成立
实验二	向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液		猜想二不成立
实验三	常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度	pH＝7	猜想　　成立

【拓展延伸】金属活动性顺序表中钠及前面的金属　　（填“能”或“不能”）把位于后面的金属从它们盐溶液里置换出来。

向Na₂CO₃溶液中加入一定量MgCl₂溶液，出现白色沉淀。某同学经过过滤、洗涤、低温烘干得白色固体，并进行如下探究：

【猜测】白色固体可能是：①MgCO₃；②Mg（OH）₂；③　　。

【资料】MgCO₃、Mg（OH）₂加热易分解，生成对应的两种氧化物。

【实验1】

（1）取适量白色固体，充分加热，将产生的气体通过装有无水硫酸铜的U形管，观察到现象为　　，则猜测①不成立。

（2）另取适量白色固体于试管中，加入　　，产生大量气泡，则猜测②不成立。有同学查阅资料得知上述固体应为碱式碳酸镁[aMgCO₃•bMg（OH）₂•4H₂O]，其不溶于水，加热易分解，工业上常用作阻燃剂。

【实验2】

（3）为进一步确定白色固体的组成，该同学取适量白色固体，充分加热至质量不再改变，并使产生的气体全部缓缓通过如图所示装置，测定生成气体的质量。

实验中浓硫酸的作用　　，浓NaOH溶液的作用　　。

实验数据：

①加热后剩余固体质量2.0g：②浓硫酸增重0.9g：③浓NaOH溶液增重1.76g。则a：b＝　　。

【拓展】

（4）如果将甲、乙装置顺序颠倒，则a：b的值会　　（填“变大”、“变小”或“不确定”）。

（5）写出该碱式碳酸镁受热分解的化学方程式　　。

（6）工业上用碱式碳酸镁作阻燃剂，其可能的原因有：①分解时吸热，降低了燃烧物的温度；②生成的二氧化碳、水等非可燃性气体，稀释了可燃物周围的氧气浓度；③　　。

现欲探究一固体混合物A的成分，已知其中可能含有Na₂CO₃、NaC1、Ba（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂四种物质中的两种或多种。按如图所示进行实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有可能发生的反应都恰好完全进行）。

试根据实验过程和发生的现象做出判断，填写以下空白：

（1）气体B的化学式为　　。

（2）写出实验过程①中生成沉淀D的一个化学方程式：　　。

（3）滤液E中肯定大量存在的酸根离子为　　（写离子符号）。

（4）混合物A中，还不能确定存在的物质是　　（写化学式），要进一步确定其是否存在，可用固体混合物A的样品进行再实验，请简要说明实验操作步骤、发生的现象及结论：　　。

小明在登山的过程中发现山上的岩石是红色的，他根据所学知识猜测岩石中可能含有氧化铁，为了验证猜想并到测定其含量，小明进行了以下探究：

【查阅资料】

①一定温度下，CH ₄可将Fe ₂O ₃还原为单质铁，若温度控制不当，还可生成少量的Fe ₃O ₄．②单质铁和Fe ₃O ₄均能被磁铁吸引。

【实验探究】

（1）小明利用A装置进行实验。在点燃酒精喷灯之前先通入一段时间CH ₄，目的是 　　。

（2）小明将A装置中得到的固体经过水洗、过滤、干燥处理后，再通过B装置进行实验，观察到仪器a中的现象为 　　，从而得出了岩石中含有氧化铁的结论。

（3）小明将反应后的B装置冷却到室温，根据量筒内水的体积V（产生气体的体积），通过有关计算求出了岩石中氧化铁的质量分数。

【评价反思】

实验后小明经过认真反思，认为：

（1）在实验中对甲烷的使用没有"物尽共用"，请你给出一条合理建议： 　　。

（2）若B装置的固体含有一定量的Fe ₃O ₄，则会导致测得的岩石中氧化铁的质量分数比实际含量 　    （填"偏高"、"偏低"或"不变"），请你利用处理后的固体，CuSO ₄溶液、磁铁等试剂及用品，结合资料所给信息，设计实验证明是否含有Fe ₃O ₄ ；                   

某固体物质可能含有氯化钾、硫酸铜、氢氧化钠、硝酸镁，硫酸钠中的一种或几种，为鉴定它们，做如下实验：

（1）将该固体物质全部溶解于水中，得到无色溶液a。

（2）取少量a溶液于试管中，向其中滴加少量硫酸铁溶液，产生红褐色沉淀。

（3）另取少量a溶液于试管中，向其中滴加少量的硝酸钡溶液，产生白色沉淀。

据此推断，该固体物质中一定含有（以下写化学式，下同）　　，一定不含有　　，可能含有　　。请写出步骤（2）中发生反应的化学方程式　　，步骤（3）中发生反应的化学方程式　　。

我市教育主管部门为了让同学们过好传统佳节一一端午节，特意将中考提前一天。化学兴趣小组的同学们为庆祝端午佳节，决定自己动手制作传统食品一一皮蛋。制作皮蛋料泥的原料主要有：生石灰、纯碱、草木灰（含K₂CO₃）等。将他们按一定比例混合加入适量水得到皮蛋料泥。料泥的主要成分是什么呢？同学们进行了如图所示的探究：

（1）步骤②的操作所需的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、　　；

（2）步骤③的现象说明滤渣中一定含有的物质为：　　；

（3）由上述实验现象推断，滤液中的溶质一定含有：　　；

化学兴趣小组在实验室发现一瓶氢氧化钠溶液，瓶口有少量白色固体且玻璃瓶塞打不开，这一情况激起了他们浓厚的兴趣，于是展开了如下探究：

【提出问题】瓶口白色固体的成分是什么？

【查找资料】（1）玻璃中含有二氧化硅（SiO ₂），试剂瓶身经抛光处理，不易反应，而瓶口和玻璃塞上的磨砂将二氧化硅裸露出来；

（2）二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应，SiO ₂+2NaOH＝Na ₂SiO ₃+H ₂O；

（3）硅酸钠（Na ₂SiO ₃）是一种白色固体，有很强的粘合性，可溶于水，溶液呈碱性；硅酸钠溶液能与强酸反应，如：Na ₂SiO ₃+2HCl＝2NaCl+H ₂SiO ₃↓（白色）；

硅酸钠溶液能与氯化钙溶液反应：Na ₂SiO ₃+CaCl ₂＝2NaCl+CaSiO ₃↓（白色）。

【作出猜想】白色固体的成分是：

Ⅰ．硅酸钠；

Ⅱ．硅酸钠和碳酸钠；

Ⅲ．硅酸钠、碳酸钠和氢氧化钠

【实验探究】取一定量白色固体溶于适量水中形成样品溶液，分组进行如下实验并相互评价：

	实验操作		实验现象	结论与评价
第1组			有气泡冒出且产生白色沉淀		同学们认为猜想① 　　不成立；写出生成气体的反应化学方程式：②
第2组	第一步		产生白色沉淀	第1组同学认为：此步骤还不能准确判断出原固体的成分。
	第二部		③	大家一致认为：猜想II成立。

【反思交流】

（1）有同学认为，第2组实验中不能用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，理由是：④ 　　；

（2）氢氧化钠溶液必须密封保存，且试剂瓶只能用橡胶塞。

某化学兴趣小组的同学在整理化学药品柜时，发现有一瓶标签受损的无色溶液（受损标签如图所示）。咨询实验老师得知，这瓶无色溶液是一种常用的盐溶液。小组同学对这瓶溶液进行了如下探究：

【提出问题】这瓶无色溶液是什么物质的溶液？

【猜想与假设】小组同学提出了如下假设：

①碳酸钠溶液；②硫酸钠溶液；③氯化钠溶液

【讨论交流】在老师的指导下，小组同学经过讨论，认为有一条假设不合理。

（1）请你指出不合理的假设并说明不合理的理由 　　。

【查阅资料】硫酸钡既不溶解于水又不溶解于酸；碳酸钠溶液呈碱性；Ba（OH） ₂的化学性∀质与 Ca（OH） ₂相似。

【进行实验】小组同学设计并进行了如下实验，请你完善小组同学的"相互评价"。

组次	实验操作	出现的现象与结论	同学相互评价
第 1 组		产生白色沉淀，第 1 组同学认为猜想②成立	第 2 组同学认为此方案结论不正确。 （2）你认为其理由是硫酸钡和 　都不溶于水。
第 2 组		试管中无明显现象，第2 组同学认为猜想 ②成立。	第3组同学认为此方案结论不正确。 （3）你认为其理由是 　　。
第 3 组		溶液无明显变化，第 3 组同学认为猜想②成立。	第 1 组同学认为此方案结论正确。 （4）你认为实验中用点滴板比试管具有更多的优点是 　　 （写 1 条即可）。

【实验反思】针对上述情况，小组同学总结了取用药品时的各种注意事项。

（5）你认为倾倒液体药品时，要注意标签 　　。

缺失标签的药品成分的探究 ； 液体药品的取用 ； 盐的化学性质 ； 书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

某实验小组的同学在学习了铁的冶炼后，想探究炼铁高炉排放出的高炉气体中含有污染环境的气体有哪些，请我们共同参与探究并回答下列问题：

【提出问题】高炉气体中含有污染环境的气体是什么？

【作出猜想】猜想一：只有CO；

猜想二：只有SO ₂；

猜想三：CO和SO ₂都有；

【查阅资料】二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊（与CO ₂相似），能使品红溶液褪色，可被酸性高锰酸钾溶液吸收。

【实验探究】该实验小组的同学组装了如图1装置进行实验。

（1）甲同学在实验中发现A中品红溶液褪色，高炉气体中含有气体 　　，B中酸性高锰酸钾溶液的作用是 　　，C 中品红溶液的作用是 　　；

（2）乙同学发现C中品红溶液没有褪色，E中澄清石灰水变浑浊，得出高炉气体中含有CO．丙同学认为乙同学的结论不正确，理由是 　　。

（3）该实验小组的同学经过讨论后，改进了实验装置，如图2所示。用氢氧化钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液的优点是 　　，写出SO ₂与 NaOH溶液反应的化学方程式 　　。

【实验结论】炼铁厂排放的高炉气体中含有有害气体CO和SO ₂，直接排放到空气中会污染环境，需达标后才能排放。

某化学兴趣小组同学，用盐酸和氢氧化钠进行"酸碱中和反应"的探究，进行一段时间后发现没有明显变化，询问老师才知道忘记滴加指示剂。因此，他们停止实验，并在老师的指导下对烧杯内的溶液中的溶质的成分进行探究。

【提出问题】该烧杯内的溶质是什么？

【猜想假设】猜想一：NaCl猜想二：NaCl和HCl

猜想三：NaCl和NaOH猜想四：NaCl、NaOH和HCl

同学们讨论后一致认为猜想四不合理，请你说出不合理的理由 　　（用化学方程式表示）。

【查阅资料】NaCl溶液呈中性。

【实验探究】兴趣小组甲、乙、丙三位同学分别设计了如下的实验方案，请你帮助他们完成实验报告的相关内容。

实验方案	实验现象	实验结论
甲同学取少量烧杯内的溶液于试管中，滴入酚酞试液	溶液无变化	猜想一成立
乙同学另取少量烧杯内的溶液于试管中，加入 　　。	有气泡生成	猜想二成立
丙同学另取少量烧杯内的溶液于试管中，滴加适量的CuSO 4溶液	没有蓝色沉淀产生	猜想 　　不成立

【评价反思】老师看了甲、乙、丙三位同学的实验报告，指出甲同学的实验结论不准确，请你分析甲同学实验结论不准确的原因： 　　。

【得出结论】猜想二成立

【拓展延伸】某同学在进行酸碱中和滴定实验时，测得溶液的pH变化如下图1所示，请回答下列问题：

（1）由图1可知，该同学实验操作是 　　。

A．将盐酸滴入氢氧化钠溶液中

B．将氢氧化钠溶液滴入盐酸中

（2）由图1可知，在b点处溶液中溶质是 　　。

（3）图2为盐酸和氢氧化钠溶液反应的微观过程，从微粒的角度分析，此反应的微观实质 　　（合理答案即可）。

某化学兴趣小组的同学学习"灭火器原理"后，设计了如图所示实验，并对反应后瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么？

【猜想与假设】

猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na ₂CO ₃和HCl。

猜想2：废液中的溶质只有NaCl。

猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl。

猜想4：废液中的溶质是 　　。

【讨论与交流】

小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是 　　。（请用化学方程式说明）

【实验与结论】

（1）小亮同学为验证猜想3，取少量废液装入试管中，然后滴入酚酞溶液，发现酚酞溶液不变色，于是小亮认为猜想3正确。你认为他的结论 　　（填"正确"或"错误"），理由是 　　。

请你另设计实验方案验证猜想3：

实验步骤	实验现象	实验结论
		猜想3正确

（2）验证猜想4，可选用的试剂有 　　。

A．酚酞溶液    B．氢氧化钾溶液    C．稀硫酸      D．氯化钡溶液。

【拓展与应用】

若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行 　　操作即可从废液中得到NaCl固体。