初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干个小组展开探究。以下是教学片断，请你参加学习并填写空格。

【演示实验】将一定质量的稀盐酸加入盛有NaOH溶液的小烧杯中。

【提出问题】实验中未观察到明显现象，某同学提出疑问：反应后溶液中溶质是什么？

【猜憲与假设】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下，请补上猜想二。

猜想一：只有NaCl

猜想二：　               　

猜想三：NaCl和HCl

猜想四：NaCl、NaOH和HCl

乙组同学认为有一种猜想不合理，不合理的猜想是 　   　，理由是 　        　。

【实验探究】

（1）丙组同学取烧杯中的溶液少许于试管中，滴加几滴CuCl₂溶液，　     　（填实验现象），证明溶液中一定没有NaOH。

（2）为了验证其余猜想，各学习小组利用浇杯中的溶液，并选用了老师提供的pH试纸、K₂CO₃溶液、AgNO₃溶液，进行如下三个方案的探究。

实验方案	测溶液的pH	滴加K2CO3溶液	滴加AgNO3溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对照比色卡，pH＜7		产生白色沉淀
实验结论	溶液中有HCl	溶液中有HCl	溶液中有HCl

【得到结论】通过探究，全班同学一致认为猜想 　   　正确。

【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论的活动过程给予肯定，同时指出（2）中存在两处明显错误。同学们经过反思发现以下两处错误：

①实验操作中的错误是 　                               　。

②实验方案中也有一个错误，错误的原因是 　                                 　。

小刚同学在学习化学知识后，知道进入久未开启的菜窖可能造成死亡。于是他和小强一起对自家久未开启的菜窖内的气体成分进行了探究。

【提出问题】菜窖内气体的成分是什么？

【查阅资料】蔬菜在一定条件下发酵生成气体，其成分可能含有CO ₂、CH ₄等。

【猜想与假设】小刚认为菜窖内的气体含有CO ₂和CH ₄。

【实验探究】他们对菜窖内的气体进行取样按图所示装置进行实验

（1）若装量A中澄清石灰水变浑浊，证明气体样品中含有 　　

（2）装置B内发生反应的化学方程式为 　　

（3）装置D内浓硫酸的作用是 　　

（4）E处观察到干燥冷烧杯内壁有 　　出现，待火焰熄灭后，把烧杯迅速倒转过来，立刻向烧杯内倒入少量澄清石灰水并振荡，石灰水变浑浊，证明气体样品中含有 　　。E处气体燃烧的化学方程式为 　　

【实验结论】气体样品中含有CO ₂和CH ₄，小刚的猜想正确。

【反思与评价】

（5）小强观察上述实验装置发现：装置A和装置C完全相同，他认为可以取消装置C．你是否认同 　　（填"认同"或"不认同"）理由是 　 　。

（6）根据上述实验探究结果，气体样品中含有CO ₂，由于二氧化碳 　  ，所以进入久未开启的菜窖前，应向菜窖内通入大量的空气。

NaOH是重要的化工原料，研究其制备、检验、贮存及应用具有重要意义。

（1）工业上常用电解饱和食盐水的方法制取NaOH，反应的化学方程式为2NaCl+2H ₂O $\frac{\underset{¯}{\mathit{通电}}}{}$ 2NaOH+Cl ₂↑+X↑．X的化学式为 　 　。

（2）为了探究NaOH样品中是否存在NaCl、Na ₂CO ₃杂质，设计如下实验方法

注：AgCl是白色固体，难溶于水和稀HNO ₃

①乙中有无色无味气体产生，证明样品中含有Na ₂CO ₃．产生气体的化学方程式为 　                。

②试剂X为 　        溶液；可证明NaCl存在的现象是 　                。

（3）某兴趣小组试图通过测定生成的CO ₂质量，确定因久置而变质的NaOH固体中Na ₂CO ₃的质量分数，设计了图所示装置并进行如下实验：

步骤一：取一定质量的样品，加入气密性良好的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入足量的稀硫酸，称出装置总质量为m ₁。

步骤二：打开分液漏斗旋塞，逐滴加入稀硫酸，待气泡不再产生时，关闭旋塞，称出装置总质量为m ₂。

①球形干燥管中不用NaOH固体而用CaCl ₂固体的原因是 　                      。

②小明同学认为（m ₁﹣m ₂）即为生成的CO ₂质量，小红同学认为小明的想法不合理，理由是 　                                     。

（4）某工厂化验室用20%NaOH溶液洗涤一定量石油产品中残余H ₂SO ₄，共消耗NaOH溶液20g，洗涤后的溶液呈中性。这一定量石油产品中所含H ₂SO ₄的质量为 　     （写出计算过程，否则不得分）。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂．因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究．Ⅰ、写出该中和反应的化学方程式：                 ．
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分．
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：可能是CaCl₂和Ca（OH）₂； 猜想二：可能只有CaCl₂；猜想三：              ．
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性．
【进行实验】实验步骤：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡
实验现象：               结论：猜想一不正确
实验步骤：实验步骤取少量烧杯内溶液于另一支 试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量
实验现象：               结论：猜想二不正确，猜想三正确．

在我市贡井区、大安区交界处有个地名叫“石灰窑”，生产生石灰有悠久的历史。某校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂（如图），该校化学兴趣小组的同学在化学老师的指导下，对该生石灰取样开展了以下探究活动：

【提出问题】

生石灰样品的成分是什么？

【猜想假设】

生石灰样品的成分可能是CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃中的一种或几种。

【设计实验】

兴趣小组设计出如下实验进行探究。

	实验操作	实验现象	实验结论
（1）	取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁。	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，向其中滴加足量稀盐酸。	。	有CaCO3

【反思评价】

（4）经过讨论，发现通过（2）不能得出样品中一定含有Ca（OH）₂，理由是 　               　。

（5）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 　                         　。

【应用交流】

（6）生石灰要 　   　保存。

【拓展延伸】

（7）兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是 　 　（填大写字母）。

A.ab段试管中液面逐渐上升

B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触

C.c点的对应操作是打开弹簧夹

某小组同学探究二氧化碳（CO₂）、氨气（NH₃）分别与水反应后产物的酸碱性。他们收集了若干瓶CO₂和NH₃。
【确定标准】

老师指导该小组同学用自制的紫色石蕊试纸完成了如上图所示实验，确定检验酸碱性物质存在的标准。取三个洁净的表面皿，分别放上紫色石蕊试纸，向试纸上依次滴加稀盐酸、蒸馏水、氢氧化钠（碱）溶液，观察到三条试纸的颜色依次为红色、紫色和蓝色。
【实验过程】
（1）探究CO₂与水反应产物的酸碱性。该小组同学向一瓶CO₂中加入30 mL水，充分振荡。再取一个洁净的表面皿，放上一条紫色石蕊试纸，向试纸上滴加瓶中的液体，观察到紫色石蕊试纸变成红色，由此获得结论：瓶中液体里含有             性物质，发生反应的化学方程式为                 。
（2）探究NH₃与水反应产物的酸碱性。该小组同学用（1）的方法继续进行NH₃的实验，他们分析液体里含有碱性物质，观察到的现象是                ，分析依据是                 。
【实验反思】
有同学提出：仅用上述实验还不足以说明CO₂或NH₃与水发生了反应，还需补充一个对比实验，以NH₃为例，该对比实验的操作为            ，观察到的现象为               。

某白色固体由BaSO₄、BaCO₃、Na₂CO₃、Ba（OH）₂中的三种物质组成。为确定其成分，某同学设计并完成如下实验，请把表格中的内容补充完整。（已知：BaSO₄不溶于稀盐酸）

序号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
操作
现象	有气泡产生，固体有剩余	有气泡产生	产生白色沉淀，溶液最终显 　　色
结论或解释	原白色固体中含有	原白色固体中含有Na2CO3：生成气体的化学方程式为	原白色固体中含有BaCO3．

请根据下图回答问题：

① 将图1和图6连接可以制取氧气，反应的化学方程式为                ，证明氧气已经集满的现象是              。若用图6收集一瓶含1/4空气的氧气，操作的方法是             。
② 图2中仪器A的名称为         ，它在装置中的主要作用是           。甲同学用图2和图         连接来制取二氧化碳，装置中加入盐酸的量至少要               。
③ 乙同学在图2基础上增加了一块带孔的隔板（如图3），则大理石应放在           处（填“a”或“b”），该装置中加入盐酸的量至少要               ；若加入盐酸过多，则有可能产生的后果是         ，要使反应停止，其操作是                。
④ 丙同学用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为            。反应前他事先往试管中加入了少量的水，甲同学由此产生了疑问，提出了猜想：
猜想1：加水可以起到稀释的作用，使反应速度变缓。
猜想2：……
甲同学根据猜想进行了实验：每次取15mL 15%的过氧化氢溶液，稀释成不同溶质
质量分数，在其他条件相同的情况下进行实验。记录数据如下：

实  验	1	2	3	4	5
过氧化氢溶液溶质质量分数	1%	3%	5%	10%	15%
MnO2粉末用量/g	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
收集到500mL气体时所用时间/s	560	186	103	35	12
反应后液体温度/℃	26	38	43	59	71

根据表中数据可知：过氧化氢溶液的溶质质量分数对反应速度的影响是            。
甲同学的猜想2是：加水可以            。

兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。

【提出问题】白色不溶物是什么物质？

【猜想与假设】

猜想①是Mg（OH） ₂

猜想②是MgCO ₃

猜想③是Mg（OH） ₂和MgCO ₃的混合物

【查阅资料】

1.MgCO ₃、Mg（OH） ₂加热易分解，分别生成两种氧化物。

2.白色无水硫酸铜遇水变蓝。

3.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。

【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。

【实验现象】装置A中 　     　，装置B中 　    　。

【实验结论】猜想③正确。请写出Mg（OH） ₂受热分解的化学方程式 　             　。

【拓展探究】直接向白色不溶物中滴加足量 　             　，也能检验MgCO ₃的存在。

同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究。

称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。

【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。

【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg（OH） ₂•yMgCO ₃表示，则x：y＝ 　    　。

【反思评价】实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是 　    　（填序号）。

①只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量

②去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量

③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量

有一包从海水中获得的粗盐，已经经过初步提纯。课外活动小组对它的成分进行探究，并将粗盐进一步提纯。

一些物质的溶解性

	OH^﹣	Cl^﹣	SO4^2^﹣	CO3^2^﹣
H^+		溶、挥	溶	溶、挥
Na^+	溶	溶	溶	溶
Ca^2+	微	溶	微	不
Ba^2+	溶	溶	不	不
Mg^2+	不	溶	溶	微

探究过程：

Ⅰ.探究一：这包粗盐中可能有的杂质是CaCl₂和MgCl₂。

现用实验验证这种假设：取样品并溶解，加入数滴NaOH溶液，无明显现象，说明粗盐中无 　   　；另取样品并溶解，加入数滴碳酸钠溶液，有白色沉淀生成。

实验证明：这包粗盐中含有的杂质是 　   　。

Ⅱ.探究二：这包粗盐中NaCl的质量分数。按下面步骤进行实验：

①称取ag的样品；

②将样品加水溶解，制成粗盐溶液；

③向粗盐溶液中加入过量的某种试剂，过滤，得到沉淀和滤液；

④将③中所得沉淀洗涤后小心烘干，称量得到bg纯净固体M；

⑤向③中所得滤液逐滴滴入稀盐酸，直到不再产生气泡为止后，移入蒸发皿蒸发，称量得到cg纯净固体N。

（1）②③⑤的步骤中，都使用到同一仪器是 　 　；它在步骤②和⑤中的操作方法相同，但目的不同，在步骤②中的目的是 　    　。

（2）步骤③中加入的试剂是 　    　；目的是 　    　。

（3）根据以上实验可知粗盐中NaCl的质量分数为 　   　（用含字母的代数式表达）。

某化学兴趣小组以A装置为核心装置设计了如图系列实验：（固定装置的仪器已省略）

按如图所示连接仪器，检查整套装置的气密性良好，添加药品，固定装置，进行实验。

（1）关闭K₂，打开K₁，将H₂O₂溶液缓缓滴入锥形瓶中，待D装置中出现连续均匀气泡时点燃C装置中的酒精灯，观察到V型管内a处的硫燃烧，现象是 　                　，试写出在D装置中反应的化学方程式 　              　，待V型管内的硫燃尽后仍要继续通一段时间的氧气，目的是 　                         　。

（2）打开K₂，关闭K₁，继续将H₂O₂溶液缓慢滴入锥形瓶，观察到装置E中

　              　（填现象），说明氢氧化钠和稀盐酸一定发生了反应。

（3）兴趣小组有同学提出疑问：E装置内反应后的废液中除酚酞以外还有哪些溶质呢？请你一起参与探究。

【作出猜想】

猜想一：NaCl

猜想二：NaCl和NaOH

猜想三：　          　。

【分析】以上有一种猜想一定错误，请写出错误猜想的序号及错误理由 　                                            　。

【资料】NaCl的水溶液呈中性。

【设计并进行实验】排除了错误猜想后，为了验证其余猜想，同学们进行了如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量E装置中的废液于试管中，并向其中加入①　           　。	②	猜想三正确

【交流反思】该废液未经处理不能随意倒入水池。

实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品，为探究样品中的成分，小科进行如下实验：

（1）操作①是加水充分溶解，操作②的名称是 　   　。

（2）沉淀B的化学式是 　    　。

（3）小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠，请你评价小科的判断是否正确，并说明理由 　                                                 　。

有一包白色固体混合物，可能由NaCl、CuSO₄、Na₂CO₃、Na₂SO₄、BaCl₂、NaOH中的一种或几种组成，为确定其组成，兴趣小组同学进行下列实验：

（1）取少量固体溶于足量的水过滤得到白色固体A和无色滤液B，则原固体中一定不含有 　    　。

（2）向白色固体A中加入足量的稀盐酸，固体全部溶解，且有气泡生成，则原固体中一定有 　     　，一定不含有 　   　。

（3）小红同学取少量滤液B，滴加无色酚酞试液，溶液变红，她认为原固体中一定含有NaOH。你同意小红的观点吗？　 　（填“是”或“否”）。

（4）小雪同学另取一份滤液B，加入足量的BaCl₂溶液，观察到有白色沉淀生成，再向上层清液中滴加无色酚酞试液，溶液变红，则原固体中一定含有 　   　。

（5）以上实验不能确定的物质是 　   　。

氢化钙（CaH₂）是种白色细颗粒状固体，能与水发生剧烈反应，其反应的化学方程式为：CaH₂+2H₂O＝Ca（OH）₂+2H₂↑，常用作登山运动员的能源提供剂。某化学实验小组为了探究氢化钙的性质，将一定量的CaH₂加入到碳酸钠溶液中，立即产生大量气泡，且溶液变浑浊。充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，滤渣的主要成分是　　（填写化学式）。

为进步确定滤液中所含溶质的成分，他们进行了以下实验探究。

【提出猜想】猜想一：NaOH：猜想二：NaOH和Na₂CO₃；

猜想三：　　；    猜想四：NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂

经过分析，大家一致认为上述猜想　　不需要验证，肯定是错误的，原因是　　（用化学方程式表示）。

【实验探究】

方案一：取一定量的滤液于试管中，往其中滴加少量稀盐酸，无明显实验现象。

方案二：取一定量的滤液于另一试管中，往其中滴加氯化钡溶液，观察到有白色沉淀产生。

【讨论交流】根据实验现象，得出猜想　　是正确的。请解释方案一中无明显现象的原因是　　。

【拓展探究】上述小组同学将5g氢化钙样品（所含杂质不参与反应也不溶于水）加入到50g碳酸钠溶液中，充分混合后，恰好完全反应。实验测得反应过程中产生气体的质量为0.4g。计算：

（1）样品中CaH₂的质量分数为　　。

（2）原碳酸钠溶液中溶质的质量为　 。

（3）反应后溶液中溶质的质量分数为　　。（计算结果保留一位小数）

冬天饶老师配值了一瓶澄清石灰水，到了夏天石灰水变浑浊了，瓶壁和瓶底出现了少量白色固体，同学们就此白色固体的成分探究如下：

（1）猜想：①可能含有碳酸钙，生成碳酸钙的化学方程式为　　．

②可能含有的另一种物质是　　，出现该物质的原因可能是温度升高，该物质的溶解度减小，结晶析出．

（2）同学们通过实验证明了猜想②中物质的存在，请你也设计一个实验予以证明．