初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

有位化学教师在实验室取用生石灰时，发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂（如图）。某化学兴趣小组的同学在该老师的指导下，对该生石灰样品开展了以下探究活动。

[提出问题]生石灰样品的成分是什么？

[作出猜想]生石灰样品的成分可能是CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃中的一种或几种。

[实验探究]小华同学设计如下实验进行探究。

实验	实验操作	实验现象	实验结论
①	取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯壁。	烧杯壁发热
②	将①中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入　　。	溶液变红	有Ca（OH）2
③	取②中的少许滤渣于试管中，向其中滴加少量稀盐酸。		无CaCO3

[交流讨论]

（1）同学们经过讨论，发现通过实验②不能得出样品中一定含有Ca（OH）₂，理由是　　。

（2）小红同学提出实验③结论也不正确。他改进实验③，并通过实验证明生石灰样品中含有碳酸钙，他改进实验③的操作内容是　　。

（3）通过小组合作，最后得出样品中肯定含有CaO和CaCO₃，可能含有Ca（OH）₂．请写出生成CaCO₃的化学方程式　　。

[反思应用]

（1）生石灰要　　保存。

（2）设计和分析实验时，要充分考虑反应物的量和生成物等因素对实验结论的干扰。

（3）要确定样品中是否含有氢氧化钙，还需要学习更多化学知识才能解决。

某溶液中溶质可能是HCl、Na₂CO₃、H₂SO₄、CuCl₂中的一种或多种，为探究溶质的成分，兴趣小组的同学向盛有一定量样品的烧杯中逐滴加入Ba（OH）₂稀溶液，产生沉淀的质量与加入Ba（OH）₂溶液质量的变化趋势如图所示。下列有关说法不正确的是（　　）

A．原溶液中一定没有Na₂CO₃和H₂SO₄

B．b点对应烧杯内溶液中只有一种溶质

C．c点对应烧杯内溶液中的阴离子只有OH^﹣

D．沉淀出现前烧杯内溶液的pH不断增大

课外实验具有趣味性、实践性等特点。鸡蛋壳成分的探究过程如图，其中正确的是（　　）

A．实验①证明蛋壳成分是CaCO₃

B．实验②可证明蛋壳中含钙元素

C．实验③得到的固体能与水反应

D．实验中每步操作都是规范的

小洋同学看到妈妈在厨房拿食用碱水浸泡紫甘蓝时，紫甘蓝叶片边缘处变绿，感到很好奇。回到学校在老师的帮助下将紫甘蓝汁分别滴加到下列等体积、等浓度的五种溶液中，紫甘蓝汁显示的颜色如表：

物质	①稀HCl	②NaCl	③NaHCO3	④Na2CO3	⑤NaOH
颜色	红色	蓝紫色	蓝色	绿色	黄色

[查阅资料]

pH	＜7	7	7.5﹣9	10﹣11.9	12﹣14
颜色	红色	蓝紫色	蓝色	绿色	黄色

[提高认识]（1）紫甘蓝汁能作酸碱指示剂；

（2）上述五种溶液的pH值由大到小的顺序是　　（填序号）。

[实验探究]为了便于观察实验现象，老师提议在用稀盐酸中和氢氧化钠溶液时应选用酚酞试液作指示剂，但小洋和兴趣小组的同学在做该实验时忘加了指示剂，因此未观察到明显现象。则该反应的化学方程式为　　。

[提出问题]反应后溶液中溶质的成分有哪些？

[问题猜想]猜想一：NaCl    猜想三：NaCl，　　

猜想二：NaCl，NaOH        猜想四：NaCl，NaOH，HCl

兴趣小组的同学一致认为猜想四不合理，原因是　　。

[设计实验]

	步骤	现象	结论
方案一	取反应后的溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液。	石蕊溶液变红	猜想三成立
方案二 （写一种）	。	。
方案三	取反应后的溶液于试管中，向其中加入适量AgNO3溶液。	产生白色沉淀

[讨论交流]上述方案三不可行，原因是　　。

[拓展应用]人体胃酸过多时可用　　治疗。（化学式）（写一种）

某校化学实验室有一包固体废弃物，可能由铁粉、碳粉、碳酸钠、氧化铜、氯化钠、氢氧化钾中的一种或几种组成。为确定其成分，同学们取样进行了如图实验：

【实验一】

（1）操作Ⅰ的名称是 　　。

（2）向固体A中加入足量稀盐酸充分反应，没有气泡冒出，固体未完全溶解，溶液由无色变成蓝色，说明原废弃物中一定有 　　（填化学式，下同），一定没有 　　，发生反应的化学方程式是 　　。

【实验二】

步骤一：

步骤二：

取混合物D中的上层清液少许，滴加酚酞溶液，溶液变红。

（3）混合物D中有白色沉淀，则原废弃物中有 　　，发生反应的化学方程式是 　　。

（4）向混合物D中加过量稀硝酸的现象是 　　，加入稀硝酸后一定发生反应的化学方程式是 　　（写一个）。

（5）混合物F中有白色沉淀，其上层清液中一定含有的溶质是 　　。

【反思与交流】

（6）小鹏对实验二进行了反思，发现混合物D的上层清液中能使酚酞变红的物质的可能组合一共有 　　种，所以原废弃物中还有物质不能确认是否存在。为了确认其是否存在，且不影响其他物质的检验，需要对步骤一中某一种试剂的使用做出如下修改： 　　。

实验室有一包粉末状固体，老师说可能含硫酸铜、碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。某兴趣小组为探究其成分做了以下实验：

（1）取少量固体于试管中，向其中加入过量稀盐酸，充分反应后，产生气体X，得到无色溶液A．气体X的化学式为　　。

（2）取少量无色溶液A于试管中，向其中滴加过量的硫酸镁溶液，产生沉淀，过滤后得到滤液B．根据操作（1）和（2）的现象可知原固体中一定不含　　；若向滤液B中逐滴滴加氢氧化钠溶液至过量，在此过程中观察到的现象是　　。

（3）另取少量固体，向其中加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到滤液C，向滤液C中通入少量二氧化碳，有白色沉淀产生，则滤液C中的溶质肯定含有　　。

通过实验，兴趣小组的同学确定了该固体的组成。

实验室有一包久置的生铁粉末（成分为碳、铁和氧化铁）。为测定各组分的质量分数，小怡取两份质量均为m的生铁粉末样品，分别进行如图实验。

Ⅰ．测定碳的含量

已知：过氧化氢溶液能将Fe²⁺转化为Fe³⁺。

（1）步骤①的具体实验操作中包括过滤，此操作中玻璃棒的作用是　　。

（2）生成滤渣丙的化学方程式为　　。

Ⅱ．测定氧化铁的质量分数

如图所示装置气密性良好。在硬质玻璃管中放入样品2，打开止水夹K，在球形干燥管出口处检验氢气纯净后，点燃酒精灯，待充分反应后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭止水夹K。

（3）打开止水夹K，观察到装置甲中的实验现象是　　。

（4）若无装置乙，会导致测得氧化铁的质量分数　　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（5）实验过程中无污染性气体生成，且实验结束，硬质玻璃管中剩余固体为单质铁，丁装置中浓硫酸质量比实验前增重了0.54g。则m＝　　g（结果精确到0.01）。

科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片断，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。

活动一

甲组同学向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现有气泡产生，于是，他们停止了滴加稀盐酸。经询问老师得知该氢氧化钠溶液已变质，请你用化学方程式表示其变质的原因　　。

活动二

乙组同学向盛有一定量的氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现忘记了滴加指示剂，因此，他们停止了滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究：

【提出问题】溶液中的溶质含有什么物质？

【作出猜想】猜想一：溶质只有CaCl₂

猜想二：溶质有CaCl₂和Ca（OH）₂

猜想三：溶质有　　

【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。

【方案设计】

方案	方法步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液	酚酞不变色	猜想一正确
		酚酞变红色	猜想二正确
方案二	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入		猜想三正确

【方案评价】小组同学通过讨论后认为：

（1）方案一能证明猜想二正确，但不能证明猜想一正确。

（2）方案二可行，但小组同学在记录时未记录完整，请你替他们补充完整。

【方案反思】（1）方案一不能证明猜想一正确的理由是酚酞在中性和酸性溶液中都不变色；

（2）某同学提出将方案一中酚酞溶液换成　　（填写一种试剂即可）同样可以得出猜想二正确。

活动三

甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将大烧杯中的混合物过滤，得到滤渣和滤液。同学们对滤液中溶质成分进行再探究。

大家经过讨论一致认为滤液中一定含有的溶质是　　，为了进一步验证可能存在的溶质，请你帮助设计实验并进行验证（任写一种可能情况）：

你的猜想	实验步骤	实验现象	实验结论
滤液中可能含有			猜想正确，滤液中含有该物质

某化学兴趣小组在进行酸碱中和反应的实验时，先向烧杯中加入适量稀盐酸，并滴加几滴酚酞溶液，然后用滴管慢慢滴入稀氢氧化钠溶液，并不断搅拌，一会儿后停止滴加氢氧化钠溶液，观察到烧杯中溶液为无色。同学们对反应后的溶液M的成分进行如下探究：

【猜想假设】

猜想Ⅰ：氢氧化钠过量，溶液M呈碱性。

猜想Ⅱ：氢氧化钠与盐酸恰好完全中和，溶液M呈中性。

猜想Ⅲ：　　。

同学们经过讨论后认为猜想Ⅰ不正确，其理由是　　。

【实验探究】

（1）为了验证自己的猜想，小明设计了实验方案一：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量溶液M于试管中，滴加紫色石蕊溶液	溶液显　紫　色	猜想Ⅱ正确

（2）小强设计了实验方案二：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量溶液M于试管中，滴加硝酸银溶液和稀硝酸	产生白色沉淀	猜想Ⅲ正确

【分析评价】同学们对小强的实验方案进行了分析，认为他的实验结论不正确。如果猜想Ⅱ正确，按照方案二的实验操作，也会生成白色沉淀，此时发生反应的化学方程式为　　。

【再次探究】

如果要验证猜想Ⅲ正确，可以设计实验方案三：取少量溶液M于试管中。然后分别加入下列物质进行实验，能观察到明显现象并得出正确结论的是　　（填序号）。

①锌粒 ②铜丝 ③二氧化碳 ④氧化铁 ⑤氢氧化钾 ⑥硫酸铜 ⑦碳酸钙 ⑧硝酸铵

【拓展应用】若将等质量、等质量分数的氢氧化钾溶液与硝酸溶液混合。充分反应，则所得溶液中含有的溶质是　　。

小明想探究家中厨房用某种洗涤剂的成分，他将洗涤剂的粉末带到学校寻求老师的帮助。在老师指导下，小明讲行了大胆的猜想与实验：

[提出问题]洗涤剂中主要含有哪些物质？

[做出猜想]小明根据所学酸碱盐知识做出以下猜想：

猜想一：可能含有CO₃^2﹣，猜想二：可能含有　　，猜想三：可能含有CO₃^2﹣和OH^﹣。

[进行实验]实验一：取少量粉末，加水溶解得到无色溶液，滴加紫色石蕊溶液后，溶液变为　　色，说明洗涤剂的溶液显碱性。

实验二：取少量粉末，滴加足量的稀盐酸，有无色无味气体产生。将生成气体通入澄清石灰水，观察到　　，证实洗涤剂中含有CO₃^2﹣。

[查阅资料]小明查阅资料得知（1）该洗涤剂中含有Na₂CO₃、NaOH等；（2）Na₂CO₃溶液显碱性。

[小结反思]实验二中产生气体的化学方程式为　　。

[实验验证]该洗涤剂中还含有NaOH。

实验三中可选试剂：

A．BaCl₂溶液

B．Ba（OH）₂溶液

C．NaCl溶液

D．稀盐酸

E．石蕊溶液

F．酚酞溶液

实验三：取少量粉末，加水配成溶液，加入稍过量的　　（选填字母编号，下同），产生了白色沉淀，再加几滴　　，溶液变为红色，证实洗涤剂中还含有NaOH。

[实验结论]该洗涤剂中含有Na₂CO₃和NaOH。

做“中和反应”实验时，小聪同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀硫酸，一会儿后发现忘了滴加酸碱指示剂，于是他停止滴加稀硫酸。同学们对反应后溶液中含有哪些溶质展开了讨论。

[提出问题]上述实验中发生反应的化学方程为　　，那反应后溶液中的溶质是什么？

[提出猜想]猜想一：溶质是Na₂SO₄

猜想二：溶质是Na₂SO₄ 和NaOH

猜想三：溶质是　　

[查阅资料]Na₂SO₄ 溶液呈中性

[实验探究]小聪同学设计如下的实验方案

	方法步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，滴入几滴无色酚酞溶液	酚酞不变红色	猜想一正确 猜想二不正确
方案二	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中， 滴加BaCl2溶液	出现白色沉淀	猜想三正确
方案三	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量的黑色CuO粉末，振荡		猜想三正确

[方案评价]同学们对小聪的实验方案讨论后认为：

①方案一存在缺陷，该方案不能证明猜想一是正确的，其原因是　　。

②方案二也不能证明猜想三是正确的，理由是　　。

③同学们经过讨论，一致认为方案三能够证明猜想三是正确的，并讨论除此方案外，还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属或碳酸盐等物质进行证明。

[实验反思]在分析化学反应后所得物质成分时，还需考虑反应物的用量。

金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制，已成为现代高新技术的重要物质基础。

（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、　　等优点。

（2）镁和铝可熔炼成Mg₁₇Al₁₂镁合金，熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行的原因是　　（写其中一个化学方程式）。

（3）某废弃物中可能含有Cu、CuO、Mg、Zn中的一种或几种，为确定其成分并回收金属，取样品进行如图实验。

①步骤Ⅱ的操作是　　。

②步骤Ⅱ中产生的现象是　　。步骤Ⅲ中锌和稀硫酸反应的化学方程式为　　。

③若溶液C中只含一种溶质，则样品的成分是　　。

④通过测氢气的质量，也可确定样品的成分，则w的值为　　（用m和n的代数式表示）。

金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制，已成为现代高新技术的重要物质基础。

（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、　　等优点。

（2）镁和铝可熔炼成Mg₁₇Al₁₂镁合金，熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行的原因是　　（写其中一个化学方程式）。

（3）某废弃物中可能含有Cu、CuO、Mg、Zn中的一种或几种，为确定其成分并回收金属，取样品进行如图实验。

①步骤Ⅱ的操作是　　。

②步骤Ⅱ中产生的现象是　　。步骤Ⅲ中锌和稀硫酸反应的化学方程式为　　。

③若溶液C中只含一种溶质，则样品的成分是　　。

④通过测氢气的质量，也可确定样品的成分，则w的值为　　（用m和n的代数式表示）。

金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制，已成为现代高新技术的重要物质基础。

（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、　　等优点。

（2）镁和铝可熔炼成Mg₁₇Al₁₂镁合金，熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行的原因是　　（写其中一个化学方程式）。

（3）某废弃物中可能含有Cu、CuO、Mg、Zn中的一种或几种，为确定其成分并回收金属，取样品进行如图实验。

①步骤Ⅱ的操作是　　。

②步骤Ⅱ中产生的现象是　　。步骤Ⅲ中锌和稀硫酸反应的化学方程式为　　。

③若溶液C中只含一种溶质，则样品的成分是　　。

④通过测氢气的质量，也可确定样品的成分，则w的值为　　（用m和n的代数式表示）。

某化学兴趣小组在实验室发现一瓶混入Na₂CO₃的NaOH固体。于是他们对该固体中Na₂CO₃的含量进行探究。

[查阅资料]Ⅰ．碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物。

Ⅱ．无水硫酸铜是一种白色固体，遇水会变成蓝色。

[提出问题]该固体中Na₂CO₃的质量分数是多少？

[反应原理]碳酸钠与稀硫酸反应会生成CO₂，反应的化学方程式为　   　。

[制定计划]同学们设计了两种实验方案（装置气密性良好，浓硫酸、碱石灰均足量）。

方案甲：用图1所示装置测定反应后生成CO₂的质量。称取一定质量的样品于锥形瓶中，通入一段时间空气后，向样品中滴加稀硫酸，待样品反应完全，继续通入一段时间空气后，测出生成CO₂的质量，计算。

方案乙：用图2所示装置测定反应生成CO₂的体积。称取一定质量的样品，将样品和足量稀硫酸分别置于Y形管a、b处（此时量气管液面在零刻度处），倾斜Y形管，使反应发生，待样品反应完全，测出生成CO₂的体积，计算。

[分析与讨论]

（1）方案甲中，浓硫酸的作用是　 　；为测出生成CO₂的质量，需要在样品反应前后分别称量装置　 　（填装置序号）的质量。方案乙中，植物油的作用是　 　；反应结束后，应　 　，然后根据液面读出生成CO₂的体积。

（2）小红同学认为方案甲的装置设计还存在一个明显缺陷，可增加图3中的一个装置进行改进，改进后整套装置的连接顺序为　　（按气流方向填装置序号）。

（3）小青同学认为，还可以用“沉淀法”进行测定：称取一定质量的样品放入试管中，　                　，计算。

[进行实验]同学们在完善实验方案后，测出了该NaOH固体中Na₂CO₃的质量分数。

[反思与评价]设计实验方案应使实验简便、误差小。