初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

小明和小红对市场上销售的一种真空充气包装的形如小枕头“蛋黄派”发生了兴趣，如下图所示．他们查阅资料获知：这种真空充气包装技术，即将食品装入包装袋，抽出包装袋内空气，再充入某种气体，然后封口．它能使食品保持原有的色、香、味及营养价值，防止食品受压而破碎变形．那么，这是什么气体呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳．
请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤（方法、现象和结论）：

实验步骤	现象	结论
用注射器抽取袋内气体，然后通入澄清的石灰水。

 

某固体粉末由Mg、MgO和Mg（OH）₂中的一种或几种组成。某化学小组为了探究该固体粉末的成分，设计如图所示的装置（固定装置省略）

[信息资料]本实验条件下，氢气密度为0.09g/L。

[实验过程]

步骤Ⅰ：检查装置气密性，装入药品并连接仪器。

步骤Ⅱ：倾斜Y形管，使样品充分反应，测定生成气体的体积为55.6mL。

步骤Ⅲ：拆下装置，往Y形管内残余液中加入氢氧化钠溶液，至不再生产沉淀。经过滤、洗涤和干燥后，称得沉淀质量为2.90g。

[回答问题]

（1）该套装置气密性的检查方法是　                                         　。

（2）①使样品与硫酸充分反应的正确操作是　 　（填标号）。

A．硫酸溶液转移到样品中        B．样品转移到硫酸溶液中

②判断样品完全反应的现象是　                      　。

（3）根据实验结果分析：

①通过步骤Ⅱ推断，样品中一定含有的物质是　　。

通过步骤Ⅲ计算，样品中镁元素的总质量为　 　g。

②结论：该样品中的成分是　                　。

[反思]

（4）该化学小组同学经过讨论得到以下结论，正确的有　 　（填标号）。

A．利用该实验方案，能计算出样品中各物质的质量

B．实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量，确保样品完全反应

C．仅称量步骤Ⅱ中Y形管内药品减轻的质量，即能计算出样品中各物质的质量。

小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣，包装蛋糕的塑料袋被气体充得鼓鼓的，看上去好像一个小“枕头”。他们认为这种包装技术，主要是为了延长蛋糕的保质期，同时避免蛋糕被压变形。那么，这是什么气体呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳。
（1）请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出实验步骤：          。
（2）小明的猜想如果正确，现象应是                   。
（3）你认为食品充气包装，对所充气体的要求是①          ②            。

小华同学发现自家的水壶用久以后底部会附着一层白色固体，查阅资料后得知，水在加热或长久放置时，溶于水中的可溶性钙和镁的化合物会生成沉淀（水垢），于是他邀请同学小雪进行了以下实验探究。

探究一：自家的井水是软水还是硬水？

取少量井水样品于试管中，加入　　，振荡，出现大量浮渣，由此得出结论：自家的井水属于　　。

探究二：白色固体的主要成分是什么？

[假设与猜想]猜想Ⅰ：CaCO₃。

猜想Ⅱ：　　（填化学式）。

猜想Ⅲ：CaCO₃和Mg（OH）₂。

[实验与探究]取少量白色固体样品（不考虑杂质和微溶物对实验的影响）于试管中，向其中加入足量稀盐酸，白色固体溶解，有　　产生，根据以上现象，小华认为：猜想Ⅰ正确。小雪认为小华的结论不严谨，理由是　　。经过两人反复讨论，进一步设计了如下实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
取上述实验中的上层清液于试管中，滴加足量NaOH溶液	无明显现象	猜想Ⅰ成立
		猜想Ⅲ成立

[拓展与迁移]取含有MgCl₂和HCl的混合溶液165.8g于烧杯中，向其中缓慢加入200g溶质质量分数为8%的NaOH溶液，恰好完全反应后过滤得到沉淀和滤液，其中滤液的质量为360g。请计算：

（1）生成沉淀的质量是　　克。

（2）原混合溶液中，MgCl₂的质量是多少？（请写出具体的计算过程，下同）

（3）恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量分数是多少？（结果保留至0.1%）

某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
一、为探究催化剂的种类对双氧水分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ．将3．0g 10%过氧化氢溶液与1．0g MnO₂均匀混合
Ⅱ．将x g10% H₂O₂溶液与1．0g CuO均匀混合
在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢。
（1）为了Ⅰ与Ⅱ中对比x的值应为                。
（2）甲选用下列装置测量产生O₂的快慢，正确的是            （填编号）。

二、探究影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下（常温通常指20℃）

实验	温度	药品	氧气体积/ml	反应所需时间/s
①	常 温	5% H2O2		0
常 温	5% H2O2	MnO2	125	20
②	常 温	5% H2O2	MnO2	125	20
热水中	5% H2O2	MnO2	125	18
③	常 温	5% H2O2	MnO2	125	20
常 温	30% H2O2	MnO2	125	5

（1）通过实验①对比可知，化学反应快慢与                  有关。
（2）通过对比实验           可知，反应物浓度大，反应速率快。
（3）除了上述的两个因素能影响化学反应快慢，你认为另一个影响因素是                 ，其关系是                。
（4）由上述实验可知温度、浓度、催化剂等都是影响化学反应速率，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是                         。

碱式碳酸镁[Mg₂（OH）₂CO₃]和过氧化镁（MgO₂）都是重要化工原料。

Ⅰ．以Mg₂（OH）₂CO₃为原料，制备产品MgO₂的步骤如下：

（1）煅烧：煅烧Mg₂（OH）₂CO₃得到三种氧化物，其中一种常温下是气体，且能使澄清石灰水变浑浊，煅烧时反应的化学方程式为　　。

（2）转化：向所得固体中加双氧水充分搅拌，发生反应MgO+H₂O₂＝MgO₂+H₂O，温度升高，说明该反应　　热量（填“放出”或“吸收”）。其他条件相同，煅烧温度、煅烧时间不同，所得MgO对MgO₂产率（产率＝×100%）的影响分别如图1所示，则最佳的煅烧温度为　　℃、煅烧时间为　　小时。

（3）分离：得到产品。

（4）测定：假设产品中仅少量MgO，某小组设计图2装置，通过测定生成O₂体积，计算MgO₂的质量分数。

已知：a．MnO₂与稀盐酸不反应             b．MgO₂+2HCl＝MgCl₂+H₂O₂

          c.2MgO₂2MgO+O₂↑        d．MgO+CMg+CO↑

①仪器M的名称是　　，MnO₂的作用是　　。

②相同条件下，　　能使测定结果更准确。（填图2中“装置A”或“装置B”）

③实验室用溶质质量分数为37%、密度是1.18g•mL^-1的浓盐酸配制10%的稀盐酸110g，需要水　　mL．（水的密度是1g•mL^﹣1，计算结果保留一位小数）

④经讨论，该小组又设计了下列3种方案，分别取5.0g产品进行实验，能确定MgO₂质量分数的是　　。（填序号）

a．加热，使MgO₂完全分解，测出剩余固体的质量

b．与足量炭粉在高温下充分反应，测出生成Mg的质量

c．先加足量稀盐酸，再加足量NaOH溶液，充分反应，测出Mg（OH）₂质量

Ⅱ．MgCl₂是制备Mg₂（OH）₂CO₃的原料，现用含碳酸镁84%的菱镁矿制备MgCl₂，反应如下：MgCO₃+Cl₂+COMgCl₂+2CO₂（设杂质不参加反应）。生产19吨MgCl₂需要这样的菱镁矿多少吨？（写出计算过程）

某实验小组的同学在整理实验仪器时，发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后，同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物（反应完全），从中可以回收得到MnO₂。小组同学将黑色固体取出，并对其进行了探究。
【查阅资料】①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾（KClO₃）固体的混合物制取氧气。其反应的文字表达式为：氯酸钾 氯化钾＋氧气。
②氯化钾溶于水，其水溶液呈无色；锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色。
③催化剂在化学反应前后，其质量和化学性质保持不变。
探究活动一：探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
【猜想】猜想一：过氧化氢制取氧气；
猜想二：氯酸钾制取氧气；
猜想三：                     制取氧气。
请写出猜想一制取氧气反应的表达式                                      ，
根据所学知识和以上信息判断，猜想一不成立，理由是                      。
【进行实验】取少量黑色固体于另一个烧杯中，加入足量蒸馏水溶解，振荡，过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
【得出结论】猜想       成立，理由是                                   。
探究活动二：探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
【猜想】猜想一：是反应物；猜想二：是催化剂。
【进行实验】

实验操作	实验现象
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热，把带火星的木条伸入试管。	固体融化，产生少量气体，木条上的火星变亮。
2、取12.25g氯酸钾和2.0g二氧化锰混合均匀后在试管中加热，把带火星的木条伸入试管。	___________________。
3、待反应完全后，将试管中的剩余物加足量的水溶解，过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。	称量固体的质量是_______g

【实验结论】猜想二成立，二氧化锰在反应中起到催化作用。
【反思与交流】小贝同学提出，前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用，因为没有证明二氧化锰的                     在反应前后不变。

果蔬洗盐既能去除水果和蔬菜表面的农药，又能杀菌、去小虫，近几年比较流行。某品牌果蔬洗盐常温下为白色固体，小敏取用时不小心将其洒落在天然气的火焰上，发现火焰呈黄色，这引起了小敏探究其成分的兴趣。

【查阅资料】1.钠及其化合物灼烧时火焰呈黄色。

2.农药大多数呈酸性。

【提出猜想】猜想一：碳酸钠

猜想二：碳酸氢钠

猜想三：碳酸钠和碳酸氢钠的混合物

小敏做出以上猜想的依据是 　                        　。

【查阅资料】碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳、碳酸钠和水。

【进行实验】

实验步骤	实验现象	分析与结论
①取一定量果蔬洗盐加热至固体质量不再改变，将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中	有气体生成，澄清石灰水中产生白色沉淀	生成气体的化学方程式：　      　，该品牌果蔬洗盐中含有
②将①加热后残留固体全部溶于水，加入足量氯化钙溶液	产生白色沉淀	/
③分别测量①和②产生沉淀质量	①中产生沉淀2.5g，②中产生沉淀质量	该品牌果蔬洗盐中含有碳酸钠

【继续探究】

小敏想到妈妈以前常用食盐水洗水果，猜想该品牌果蔬洗盐中还可能含有氯化钠。她向其水溶液中加入　   　至溶液呈酸性，再加入 　   　溶液，观察到有白色沉淀生成，证明有氯化钠。

【拓展延伸】

该品牌果蔬洗盐不可直接食用，使用后，要用清水冲洗。

已知Mg能在CO ₂中燃烧生成碳和一种白色固体物质，某化学兴趣小组用如图所示装置制备CO ₂并对Mg在CO ₂中燃烧生成的白色固体物质进行探究．

实验过程：连接好装置并检查装置的气密性，装入药品，打开活塞，让A中产生的气体依次通过B，C，待气体充满集气瓶后，用坩埚钳夹住8﹣10cm长的用砂纸打磨干净的镁条，将镁条点燃后迅速插入到正不断通入CO ₂的集气瓶中，待剧烈反应平息后，关闭活塞，即可看到集气瓶内壁和底部有白色固体和黑色物质出现．

查阅资料：①饱和NaHCO ₃溶液可以吸收HCl而不吸收CO ₂；②MgO、Mg（OH） ₂、MgCO ₃均为白色固体．

（1）仪器a的名称是 　　．

（2）装置B中发生反应的化学方程式是 　　，装置C的作用是 　　

（3）检验D中集气瓶已经充满CO ₂的方法是 　　

（4）白色固体物质是什么？甲同学提出了三种猜想：

猜想Ⅰ：白色固体物质是MgO

猜想Ⅱ：白色固体物质是Mg（OH） ₂

猜想Ⅲ：白色固体物质是MgCO ₃

①上述猜想中，你认为不合理的猜想是 　　（填Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ），理由是 　　．

②乙同学取D中的白色固体于试管中，向其中加入足量的稀硫酸，固体溶解，无气泡产生，据此可知猜想 　　（填Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ）是合理的，则镁在D中发出反应的化学方程式是 　　．

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．