初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

某固体粉末可能含有氯化镁、硫酸钠、硝酸钠、硫酸铜和碳酸钙中的一种或几种，为确定其成分，某化学实验小组同学进行了如下实验。

回答下列问题：

（1）白色沉淀C是 　　（填化学式）。

（2）反应①的化学方程式为 　　。

（3）原固体粉末中一定含有的物质是 　　（填化学式），一定不含的物质是 　　（填化学式）。

现有一包固体粉末，可能是由CaCO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄、NaCl、Ba（NO₃）₂中的一种或几种组成。为确定其成分，进行下列实验（微溶物质按可溶处理）。

①取少量固体粉末于试管中，加足量的水溶解，静置后得到白色沉淀A和无色溶液B；

②过滤，将白色沉淀A放入试管中，滴加过量的稀硝酸，有气泡产生，沉淀部分溶解；

③取无色溶液B少许于试管中，滴加过量的稀硝酸，有气泡产生，得到溶液C；

④在溶液C中滴加硝酸银溶液，有白色沉淀产生。

以下说法正确的是（　　）

A．白色沉淀A的成分是BaSO₄和CaCO₃

B．该固体粉末中乙一定有CaCO₃、Na₂SO₄、Na₂CO₃和Ba（NO₃）₂

C．无色溶液B中的溶质一定有NaNO₃、Na₂CO₃和NaCl

D．该固体粉末中一定有Na₂SO₄、Ba（NO₃）₂和Na₂CO₃，可能有CaCO₃和NaCl

有一包白色粉末，可能含有氢氧化钠、碳酸钠、氯化钙、碳酸钙中的一种或几种。为了确定其成分，某兴趣小组进行了如下实验（微溶性物质按可溶处理）。

[查阅资料]氯化钡溶液呈中性。

[实验探究]

实验一：取一定量白色粉末放入烧杯中，加入足量水，搅拌，静置，观察到烧杯中有白色不溶物。由此小明得出白色粉末中一定含有碳酸钙。

[讨论交流]有的同学对小明的结论提出了质疑，认为其结论不一定正确，理由是　　（用化学方程式表示）。

实验二：为进一步确定白色粉末成分，继续进行实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤Ⅰ：取实验一中的上层清液少量于试管中，加入过量的氯化钡溶液，过滤	产生白色沉淀	白色粉末中一定含有
步骤Ⅱ：取步骤Ⅰ中的滤液少量于试管中，滴加酚酞溶液		白色粉末中一定含有氢氧化钠

[实验结论] 综合以上探究， 同学们通过讨论确定了白色粉末的组成，其可能的组成有　　种情况。

[反思评价]（1）步骤Ⅰ中加入过量的氯化钡溶液的目的是　　。

（2）下列物质能替代步骤Ⅱ中酚酞溶液达到实验目的的是　　（填序号）。

①石蕊溶液

②氧化铜

③二氧化碳

④硫酸镁溶液

⑤稀盐酸

在化学反应中，由于参加化学反应物质的质量不同，产物可能有所不同。

[已有知识]碳与氧气发生化学反应，当氧气充足时，产物是 　　；当氧气不充足时，则能产生有毒气体 　　。

[查阅资料]澄清石灰水与碳酸氢钠溶液反应时，由于参加化学反应的物质化学计量数之比不同，生成的产物可能不同。请完成下列空格中的化学方程式。

	Ca（OH） 2与NaHCO 3化学计量数之比	产物	化学反应方程式
反应一	1：1	CaCO 3、NaOH、H 2O	Ca（OH） 2+NaHCO 3═CaCO 3↓+NaOH+H 2O
反应二	1：2	CaCO 3、Na 2CO 3、H 2O	Ca（OH） 2+2NaHCO 3═CaCO 3↓+Na 2CO 3+2H 2O
反应三	1：1.5	CaCO 3、NaOH、Na 2CO 3、H 2O

[产物探究]某兴趣小组在老师的指导下欲对上述反应三得到的相关产物进行探究，请帮助完成下列问题。

可选试剂：稀盐酸、Ba（OH） ₂溶液、BaCl ₂溶液、无色酚酞溶液。

信息资料：BaCl ₂溶液呈中性、碳酸钡为白色不溶物。

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤l：将Ca（OH） 2与NaHCO 3按化学计量数1：1.5 混合，在水溶液中使其充分反应	产生白色沉淀	产物中有碳酸钙
步骤2：将步骤1所得混合物静置，取少量上层清液于试管中，向其中加入 　               。		产物中有碳酸钠
步骤3：将步骤2所得混合物静置，取少量上层清液于试管中，向其中滴加 　　。		产物中有氢氧化钠

[深入思考]有的同学认为在上述步骤2中也可以加入氯化钙溶液来证明产物中有碳酸钠，请说出你的观点并解释： 　　。

某粉末中含有氧化铜和氧化亚铁，可能含有少量的氧化铁。为了从粉末中得到铜并判断是否含有氧化铁，设计下列装置进行实验（装置气密性良好，实验所需试剂足量）。

资料：1、无水氯化钙常用作干燥剂。

2、无水硫酸铜为白色粉末，吸水后变成蓝色固体。

3、氢气和金属氧化物加热反应生成金属单质和水。

（1）装置B中的试剂是　　。从安全角度考虑，点燃酒精灯前，需要收集从装置E排出的气体并　　。写出装置C中硬质玻璃管内反应的一个化学方程式　　。

（2）加热，使粉末与通入的氢气充分反应：停止加热，持续通入氢气至固体冷却到室温。反应后从硬质玻璃管内的固体中得到铜的具体操作是　　。判断原粉末中是否含有氧化铁。如果加热前只称量装置D的质量，则固体冷却到室温后还需要称量　　；利用以上数据，写出推断是否含有氧化铁的过程。

某小组发现实验室中盛放氧化钙的塑料瓶膨胀破裂。设计实验探究瓶中固体的成分。

步骤Ⅰ：取一定质量的固体平铺于试管中，通入足量水蒸气。一段时间后，将固体充分干燥并称量，质量不变。

步骤Ⅱ：另取等量固体于试管中，加水振荡，静置后观察到有白色沉淀。向试管中滴加酚酞试剂。上层清液变红。再加入稀盐酸，溶液由红色变为无色，有气泡产生，沉淀消失。

（1）用化学方程式表示塑料瓶膨胀破裂的主要原因　　。

（2）由步骤Ⅰ推断固体中一定没有的物质是　。步骤Ⅱ最后所得溶液中溶质的可能组成是　　（酚酞除外）。分析上述实验过程及现象，确定该固体的成分是　　。

（3）上述实验中，通过测定某些量，还能确定固体中各成分的质量比。若选择加入一种过量的其它类别物质的溶液代替稀盐酸，也能达成此目的，加入的溶液是　　；确定该溶液过量，所选的试剂是　　。

学校化学兴趣小组的同学对酸碱中和反应进行探究：

[提出问题]氢氧化钠与盐酸能否发生反应？

[查阅资料]NaCl溶液显中性。

[进行实验]甲、乙两组同学分别进行实验，甲组同学先向试管中加入约2mL氢氧化钠溶液，再滴入酚酞溶液，溶液变红，然后逐滴滴入稀盐酸，边滴加边振荡，直到溶液恰好变为无色。

[实验结论]氢氧化钠与盐酸 　能　（填"能"或"不能"）发生反应。

[发现问题]乙组同学在滴入稀盐酸的过程中，观察到有气泡产生，所以确定本组所用氢氧化钠溶液已变质，其变质的原因是 　             （用化学方程式表示）。

[猜想与假设]同学们对变质的氢氧化钠溶液的溶质成分进行探究。

猜想Ⅰ：只有碳酸钠

猜想Ⅱ： 　                 

[查阅资料]CaCl ₂溶液、Ca（NO ₃） ₂溶液都呈中性。

[进行实验]实验过程如图：

回答下列问题：

（1）适合操作（一）的X溶液是 　　。

A．Ca（OH） ₂溶液

B．CaCl ₂溶液

C．Ba（OH） ₂溶液

（2）根据（1）中所选的X溶液，生成沉淀C的化学方程式为 　　。

（3）过滤操作中玻璃棒的作用是 　　。

（4）操作（二）可以为：取少许溶液D于试管中，滴加酚酞溶液，若溶液 　　则猜想Ⅱ成立。

[实验反思]通过本实验同学们认识到，氢氧化钠溶液必须 　　保存。

皮蛋是我国一种传统风味蛋制品。某化学课外小组的同学查阅资料后得知，腌制皮蛋的主要原料有：生石灰、纯碱和食盐。同学们向这三种物质中加入足量水，充分搅拌，过滤，对滤液中溶质的成分进行探究。

小组同学讨论后一致认为，滤液中的溶质一定含有NaOH和　　（填化学式）。一定含有NaOH的原因是①CaO+H₂O═Ca（OH）₂；②　　（用化学方程式表示）。

【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质？

【作出猜想】猜想①：Ca（OH）₂

猜想②：Na₂CO₃

【实验探究】同学们分别设计了如下两种方案并进行实验：

方案一：甲同学取少量滤液于试管中，通入二氧化碳气体，没有观察到明显现象。从而得出猜想②成立。同学们一致认为，通过该实验不足以得出其结论，原因是　　。

方案二：乙和丙同学分别取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸。乙同学观察到　　，证明猜想②正确。丙同学却没有观察到明显现象，你认为原因可能是　　。

【拓展延伸】证明猜想②正确后，同学们想进一步通过实验证明滤液中存在NaOH．于是，继续进行如下探究：

【查阅资料】氯化钡溶液显中性。

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
步骤Ⅰ：取少量滤液于试管中，滴加过量氯化钡溶液，静置	有白色沉淀产生	滤液中含有NaOH
步骤Ⅱ：取步骤Ⅰ中的上层清液少量于试管中，滴加酚酞溶液

【反思评价】丁同学认为步骤Ⅱ中的酚酞溶液也可用硫酸镁溶液替代，你是否同意他的观点，并说明理由：　　。

西藏芒康县通过晾晒盐井水提取粗盐的生产方式历史悠久。粗盐溶液过滤后仍含有多种可溶性杂质（氯化镁、氯化钙、硫酸钠等）。某化学拓展实验小组欲探究粗盐样品中可溶性杂质的成分，设计了如图所示的实验流程：

[实验分析]

（1）步骤①中加入适量氢氧化钠溶液的目的是　　。

（2）步骤③的白色沉淀是　　（填化学式）。

（3）乙同学认为步骤③中不需要加入足量稀盐酸，你是否同意他的观点？　　（填“同意”或“不同意”），请说明原因　　。

（4）根据以上实验信息，实验小组得出结论：此粗盐样品中含有的杂质是　　。

某教师在进行“常见的碱”的教学时做了以下演示实验：取少量纯净的氢氧化钠固体于50mL干燥的烧杯中，置于电子天平上。一段时间后，氢氧化钠固体表面出现了液体，天平示数增加。取下烧杯，将其放置在空气中。一周后，向烧杯中加适量水配制成溶液，取少量烧杯中的溶液于试管中，滴加足量稀盐酸，观察到有气泡冒出。

[交流与解释]

（1）氢氧化钠固体表面出现液体是因为氢氧化钠吸收空气中的水分而潮解。

（2）电子天平示数增加的原因除了吸收水分以外，还有另一个原因是　　（用化学方程式表示）。

教师安排兴趣小组同学对烧杯中的溶液是否还含有氢氧化钠进行了以下探究。

[作出猜想]猜想一：有氢氧化钠

猜想二：没有氢氧化钠

[查阅资料]BaCl₂溶液、NaNO₃溶液、Ba（NO₃）₂溶液均呈中性。

[进行实验]小明同学取少量烧杯中的溶液于试管中，滴入几滴无色酚酞，观察到溶液变红，小明同学认为猜想一成立。

[交流与评价]小玲同学认为小明同学的结论不一定正确，原因是　　。于是，小玲同学继续进行探究。

[进行实验]

实验操作	实验现象	实验结论
小玲同学在小明同学所做实验后的溶液中，滴入足量的Ba（NO3）2溶液，		猜想一成立

[反思与拓展]

（1）根据氢氧化钠固体易潮解的性质，可用氢氧化钠固体作某些气体的　　。

（2）另取少量烧杯中的溶液进行以下实验，也能证明猜想一成立的是　　（填序号）。

A．先加足量稀盐酸，再滴加紫色石蕊溶液

B．先加足量BaCl₂溶液，静置，取上层清液，再滴加CuCl₂溶液

C．先加足量Ca（OH）₂溶液，静置，取上层清液，再滴加酚酞溶液

D．先加足量Ba（NO₃）₂溶液，静置，取上层清液，再滴加FeCl₃溶液

小组同学收集了某种铝制易拉罐，剪成条状并打磨后进行如图所示实验，发现纯铝片表面有划痕。

[发现问题]根据所学知识，合金的硬度比组成它的纯金属硬度更　　，结合上述现象，可得出该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外，还含有什么金属呢？

[查阅资料]①铝制易拉罐中的主要成分是铝，可能还含有镁、铁。

②铝能与氢氧化钠溶液反应：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应。

[作出猜想]该易拉罐的金属组成除铝外，可能还含有镁、铁中的一种或两种。

[实验设计]小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验：

实验步骤	实验现象	解释与结论
（1）取一定量的样品于烧杯中，加入足量的　　溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥；	固体表面有大量气泡产生；过滤后得到黑色粉末。	样品中含铝
（2）取少量上述黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸。	有气泡产生，溶液变成浅绿色。	样品中含铁，发生反应的 化学方程式为　　。

[实验结论]小明得出该易拉罐是由铝和铁组成。

[反思评价]其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨，理由是　　；大家认为应该补充下列实验：取步骤（1）中少量黑色粉末于试管中，加入某种金属的盐溶液后，如果无现象产生，则小明的结论正确。你认为加入的盐溶液中阳离子对应的金属理论上可以是　　（填一种即可）。

[拓展应用]如图为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”，废弃易拉罐应放入标有　B　（填序号）图标的垃圾桶内。

酸碱中和反应是初中阶段重要的一类反应，请你一起参与探究。

【实验探究Ⅰ】在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加50mL一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，观察到溶液的温度　　，由此现象小李同学得出两者能发生反应的结论。通过查阅相关资料后，小张同学发现此结论不够严谨，设计了下列3个对比实验：

①50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。

②50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合，测量溶液温度的变化。

③50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合，测量溶液温度的变化。

用数字化实验技术测得3个实验，溶液温度随时间变化的关系如图所示。

（1）由图可知，盐酸、氢氧化钠溶液稀释时均　　（填“放热”或“吸热”），但它们稀释时温度的变化量远　　两溶液混合时温度的变化量。

（2）从微观角度分析，此中和反应的温度变化主要是由于　　（填离子符号）两种离子发生反应放出热量的缘故。

[实验探究Ⅱ]

（1）在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2～3滴酚酞试液，再逐滴加入一定浓度的盐酸，并用玻璃棒搅拌，溶液颜色由红色刚好变为无色时，可说明两者发生了反应。该反应的化学方程式为　　。

（2）取一定量反应后的无色溶液加热蒸发，在蒸发的过程中，“意外”发现溶液由无色又变成红色。同学们对红色溶液中溶质的成分（酚酞除外）进行再探究。

查阅资料：酚酞在pH＜8.2的溶液中呈无色，在8.2＜pH＜14的溶液中呈红色。

作出猜想：猜想一：NaCl

猜想二：NaCl、NaOH

猜想三：NaCl、NaOH和Na₂CO₃

同学们讨论后一致认为猜想　　是错误的，理由是　　。

实验验证：取样，滴加　　，无气泡产生，猜想三错误。

原因分析：反应后无色溶液中仍存在少量NaOH，加热蒸发，当溶液的pH在　　范围内，溶液的颜色变红。

总结反思：向某碱性溶液中滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡后溶液的颜色　　（填“一定”或“不一定”）变红。

实验室中，小阳同学用一定量生石灰处理含有盐酸的废液，充分反应后得到无色溶液，现邀请大家对该无色溶液中溶质成分进行探究，请你参与并完成相关问题。

[提出问题]小阳同学处理废液后所得无色溶液中溶质成分是什么？

[查阅资料]CaCl₂溶液显中性

[猜想与假设]同学们通过讨论，提出了以下三种猜想。

猜想①溶质为CaCl₂

猜想②溶质为CaCl₂和HCl

猜想③（1）溶质为　　

[实验探究]三组同学分别取适量无色溶液进行探究。

组次	实验操作	实验现象与结论	小组同学相互评价
第1组		试管内溶液仍为无色，第1组同学认为猜想①成立	第2组同学认为此方案结论不正确，（2）因为此方案只能确定猜想　　不成立。
第2组		试管内产生的现象是（3）　　，第2组同学认为猜想②成立。	第1组同学认为此方案结论正确，但若不是猜想②成立，用此方案无法区分猜想①和③
第3组	…………．	………．	大家一致认为此方案能一次性确定哪一个猜想成立，且操作简便。

（4）你认为第3组同学的实验方案可能是　　。

[实验总结]综合上述实验探究情况，大家一致认为小阳同学处理的废液还不合格，直接倒入下水道会造成铸铁管道腐蚀等，所以需将废液进一步处理后再排放。

[拓展提升]含有盐酸的废液除了可以用生石灰处理外，（5）还可以从下列试剂中选择适量　　（填字母代号）处理达标后排放。

a．木炭

b．熟石灰

c．大理石

实验是学习化学的一条重要途径。请回答问题：

（1）如图一，观察到蜡烛燃烧时火焰分为a、b、c三层，其中温度最高的是　　（填字母序号）。

（2）如图二，取一个冷而干燥的小烧杯罩在火焰上方，观察到烧杯内壁出现　　，快速倒转烧杯，倒入少量澄清石灰水，振荡，观察到澄清石灰水变浑浊。由此可知，蜡烛燃烧后的产物一定有H₂O和　　（填化学式）。

（3）如果用一个大烧杯扣住蜡烛（如图三），一段时间后，观察到蜡烛熄灭，说明燃烧需要　　。

（4）为测定某有机物的组成（如图四），往装置中先通入一段时间干燥的氮气，再将6.4g样品在氧气中燃烧后的产物（样品无剩余）依次通过装置A、B、C、D（装置中涉及的每步反应均反应完全），结果发现装置A增重7.2g，装置C增重8.8g。试分析：

①装置A中利用了浓硫酸的　　。

②装置B中红色粉末变成黑色的原因是　　（用化学方程式表示）。

③装置C中反应的化学方程式为　　。

④由此可知，该有机物化学式中碳、氧原子的个数比为　　（填最简整数比）。

某学校九年级学生小明在化学实验室清点化学药品时发现一包粉末状固体，这包粉末状固体可能由碳酸钠、氯化钠、氢氧化钡、硫酸钠、硝酸铜中的一种或几种组成。为了检验其成分，小明做了如下实验：

（1）取少量粉末状固体于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，静置，发现烧杯底部有白色未溶固体A和上层无色清液B．小明根据上述现象确定粉末状固体中一定不含有的物质是　　（填物质的化学式）。

（2）进一步探究固体A的成分

[提出问题]固体A的成分是什么？

[猜想与假设]Ⅰ：BaCO₃    Ⅱ：　　Ⅲ：BaSO₄

[实验与探究]

实验步骤	实验现象	实验结论	相关化学方程式
取少量固体A于试管中，滴加过量的		猜想Ⅱ正确

根据上述实验结论，可以确定粉末状固体中一定含有　　。