初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

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）

某化学小组对石灰石灼烧后得到的固体进行相关探究。

成分分析

（1）检验灼烧过程中产生的新物质

①根据已有知识和经验判断：石灰石灼烧后固体中含有CaO，判断的依据是　　（用化学方程式表示）。

②设计实验方案进行验证：

实验内容	实验现象	实验分析
取灼烧后固体放入盛有冷水的烧杯中，充分搅拌静置后，取少量上层澄清的液体置于试管中，向其中滴加2滴酚酞试液	溶液由无色变为　　色	反应后生成碱，请写出该反应的化学方程式：

（2）检验灼烧后固体中是否含有CaCO₃

向盛有灼烧后固体的烧杯中滴加稀盐酸，有气泡产生，证明　　。

数据分析

用反应前后质量差计算灼烧后固体中CaCO₃的质量分数

化学小组设计以下两个实验方案，方案中反应前后质量差分别用m₁与m₂表示。（两方案中实验操作误差忽略不计，取用的灼烧后固体成分均匀、质量相等，固体中除CaO、CaCO₃其余成分均不发生反应，所用稀盐酸经估算确保足量）

实验方案	数据测量	数据处理
	反应前	反应后	反应前后质量差
方案一：取灼烧后固体放入烧杯中，加入稀盐酸充分反应，不再产生气泡	灼烧后固体的质量、所用稀盐酸质量	烧杯中剩余物质的质量	m1
方案二：取灼烧后固体继续灼烧，至固体的质量不再改变	灼烧后固体的质量	剩余固体的质量	m2

结合信息，比较m₁与m₂的关系。请写出两种不同猜想并分别说明理由。

猜想1及理由：　　。

猜想2及理由：　　。

经分析选择合理的实验方案，进行计算……

拓展研究

如图的酒精灯和酒精喷灯是常用的加热仪器，请回答下列问题：

（1）酒精灯是玻璃仪器，火焰温度通常可达300～500℃，　　（填“焰心“、“内焰”或“外焰”）温度最高。熄灭酒精灯的方法是　　，采用此方法灭火的原理是　　。

（2）酒精喷灯一般是铜质仪器，火焰温度通常可达800﹣1000℃．使用酒精喷灯时应先向引火碗内注入 $\frac{2}{3}$容量的酒精，用火柴将引火碗内酒精点燃，点燃引火碗内酒精的目的是　　、　　。

水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠（aNa₂CO₃•bH₂O₂）。

某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备、成分测定及增氧原理进行了如下探究。

【查阅资料】①过氧碳酸钠有Na₂CO₃和H₂O₂的双重性质；50℃开始分解。

②过氧碳酸钠在异丙醇（有机溶剂）中的溶解度较低。

Ⅰ．“鱼浮灵”的制备。

实验室用Na₂CO₃与稳定剂的混合溶液和30%的H₂O₂溶液反应制备过氧碳酸钠，实验装置如图所示。

（1）反应温度不能超过20℃的原因是　　。

（2）反应结束后，停止搅拌，向反应液中加入异丙醇，静置过滤、洗涤、干燥，获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的　　。

Ⅱ．“鱼浮灵”的成分测定。

【定性检测】检测过氧碳酸钠溶液中的成分。

（3）请补充完成下列实验报告中的相关内容。

实验序号	实验步骤	实验现象	解释或结论
①	取样，加入MnO2粉末，用带火星的木条伸入试管内	木条复燃	反应的化学方程式
②			溶液中含有Na2CO3

【定量研究】测定“鱼浮灵”中过氧碳酸钠的组成。

实验③：称取一定质量的“鱼浮灵”样品于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量Ba（OH）₂溶液，过滤、洗涤、干燥，得到碳酸钡（BaCO₃）固体3.94g。

实验④：另称取相同质量的“鱼浮灵”样品于锥形瓶中，加入足量稀硫酸，再逐滴加入高锰酸钾溶液，充分反应，消耗KMnO₄的质量为1.896g，该反应的原理是：2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂↑+8H₂O。

（4）计算确定过氧碳酸钠（aNa₂CO₃•bH₂O₂）的化学式（写出计算过程）。

Ⅲ．“鱼浮灵”的增氧原理。

研究小组通过测定常温下相同时间内水溶液中溶解氧的变化，探究CO₃^2﹣、OH^﹣对H₂O₂分解速率的影响，设计了对比实验，实验数据记录如下表。

编号	①	②	③	④	⑤
试剂	H2O	4%H2O2溶液	Na2CO3固体 4%H2O2溶液	NaOH溶液 4%H2O2溶液	NaOH溶液 4%H2O2溶液
pH	6.96	6.01	8.14	8.15	9.26
溶解氧 （mg•L^﹣^1）	5.68	6.44	9.11	9.12	10.97

（5）由实验②可知，常温下，过氧化氢水溶液呈　　（填“酸性”“中性”或“碱性”）。

（6）过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是　　。

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）。

化学兴趣小组的同学们在老师的带领下走进实验室，开展实验活动。

（1）实验室依次编号为1、2、3、4的药品柜中，分别存放常见的酸、碱、盐和酸碱指示剂。小刚欲使用熟石灰，他需从　　号柜中取出。

（2）小刚发现盛放Na₂CO₃与NaCl两种溶液的试剂瓶标签脱落，为鉴别两种溶液，分别取样于试管中，加入无色酚酞溶液，若为Na₂CO₃，则观察到溶液变为　　色。

（3）小文从柜中取出标有“10% NaOH溶液”的试剂瓶，取少量样品加入试管中，向其中滴入稀盐酸，发现产生气泡，判断该NaOH溶液中有Na₂CO₃，用化学方程式表示NaOH溶液变质的原因：　　。

小文同学对变质的NaOH溶液进行如下一系列实验，实现药品再利用。

I．测定NaOH溶液中Na₂CO₃的质量分数

[实验操作]取40.0g 10%的NaOH溶液样品进行如图所示的实验。

[数据处理]

①所取用盐酸（溶质质量分数7.3%）的质量理论上不少于　g。

②如图中，反应前后天平示数相差1.1g，计算NaOH溶液中Na₂CO₃的质量分数（写出计算过程）。

Ⅱ．变质的NaOH溶液再利用

小文将剩余NaOH溶液倒入烧杯中，加入经计算所需的熟石灰粉末，充分搅拌、静置，过滤，得到NaOH溶液和滤渣。充分搅拌的主要目的是　　。

（4）实验结束后，同学们将实验产生的废液和废渣倒入指定的烧杯中，得到无色溶液和白色沉淀，溶液中除一定存在的溶质外，可能存在的溶质是　　。

同学们再次实验，确认成分后，对废液回收利用，绿色排放。

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．

科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某校化学兴趣小组的同学做实验，向盛有少量NaOH溶液的试管中通入CO₂，未看到明显的实验现象。同学们对NaOH与CO₂能否反应进行验证，并对废液的成分进行探究。

活动一

同学们经过讨论，设计了甲装置并进行实验，请你把实验现象补充完整。

实验步骤	实验现象	猜测
如图甲，向集满二氧化碳的软塑料瓶中滴加足量的氢氧化钠溶液，振荡		①CO2溶于NaOH溶液中 ②CO2与NaOH反应

活动二

兴趣小组的同学对猜测②进行如下探究实验

（1）取软塑料瓶中的液体于三支试管中，三位同学分别完成如图所示实验。

（2）同学们观察到A试管中有气泡冒出，B、C试管中均有白色沉淀生成。请你写出A试管中生成气体的化学反应方程式　　。

（3）以上三个实验均能证明CO₂与NaOH发生了反应。请写出甲装置中发生反应的化学方程式　　。

活动三

实验结束后，同学们将三支试管中反应后的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中（如图），充分搅拌、静置，观察到烧杯内上层是无色溶液，下层有白色沉淀。请你分析烧杯上层溶液中一定不含有的离子是　　（填离子符号）。小组同学对烧杯内上层溶液中可能含有的离子进行如下探究。

[提出问题]烧杯内上层溶液中可能含有哪些离子？

[猜想与假设]上层溶液中可能含有OH^﹣、CO₃^2﹣、Ca²⁺中的一种或几种。

[进行实验]

实验步骤	实验现象	实验结论
①取烧杯内无色溶液少许于试管中，滴加　滴加过量的氯化钙溶液　，静置	有白色沉淀生成	有CO3^2^﹣、无Ca^2+
②取①中反应后的上层清液少许于试管中，滴加　硫酸铜溶液　（指示剂除外）	蓝色沉淀生成	有OH^﹣

[反思评价]

（1）经过综合分析，最终确定烧杯内上层溶液中一定存在的离子有　　（填离子符号）。

（2）将烧杯内的物质过滤，滤渣回收，向滤液中加入适量的　　（填名称）进行处理后再排放，可以有效防止水体污染。

获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后，学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员提供了少量气体样品，进行成分探究。兴趣小组经资料查询，通常瓦斯气体可能含有CO、CO₂、CH₄等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种，小组组长初步设计了如下实验方案供大家讨论：

（已知：CH₄+4CuO $\frac{\underset{¯}{△}}{}$4Cu+CO₂+2H₂O）

（1）同学甲认为，氧化钙的作用是防止空气中的CO₂和H₂O对实验造成干扰，小组成员一致同意；

（2）同学乙认为，若装置C中CuO变红，则除了甲烷与CuO可能发生反应外，还可能发生的反应是　　（用化学方程式表示）；

（3）同学丙认为，欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重，说明混合气体中含有CH₄的思路不严密，认为需要在　　（填序号）间再增加一个D装置（编号为F），才能证明含有CH₄；

（4）同学丁认为，B装置可有可无。说说你的看法和理由：　　；

（5）同学戊认为，该装置存在着　　重大安全隐患，小组成员一致同意。

综合上述讨论，兴趣小组将经过安全处理后的混合气体，通过改进后的装置进行了实验探究，请根据实验现象和数据填写结论：

装置	实验现象/数据	实验结论
A	石灰水变浑浊	通过实验现象和数据，小组成员一致认为该气体样品中含有　　。
B	无明显现象
C	黑色粉末变成红色
D	装置D增重3.6g
E	装置E增重4.4g

已知相同条件下，气体体积比等于气体分子个数之比。现有20mL O₂、CO、CO₂的混合气体，在密闭容器中用电火花引燃，充分反应后恢复到原来状态，体积减少了2mL，再通过足量NaOH溶液后又减少10mL，最后剩余气体能使带火星的木条复燃。原混合气体中O₂、CO、CO₂的体积比可能是（　　）

A．1：6：3B．3：5：2C．3：1：6D．5：2：3

某学习兴趣小组研究发现铜锈[Cu ₂（OH） ₂CO ₃]在加热后，除有CO ₂和水蒸气产生外，在试管的底部还有黑色的粉末生成，他们通过实验研究了黑色粉末的成分和所产生的气体。请填空。

（1）提出问题：黑色粉末是什么？

（2）猜想：黑色粉末可能是：

a．炭粉      b．氧化铜      c． 　            

（3）查阅资料：炭粉和氧化铜均为黑色粉末，其中炭粉不与稀硫酸反应，也不溶于稀酸，而氧化铜可与稀酸反应而溶解。写出氧化铜和稀硫酸反应的化学方程式： 　                   。

（4）设计实验方案：向试管中的黑色固体滴加足量的 　           （填"化学式"）溶液，充分反应后，观察固体的溶解情况和所得溶液的颜色。

（5）现象与结论：

如果猜想a正确，则现象为 　                   ；若现象是 　            ，则猜想b正确；假如现象为 　              ，则猜想c正确。

实验室有一瓶标签模糊的烧碱溶液，小杰设计实验测定了其溶质质量分数．请根据如图所示的实验过程和提供的数据进行分析和计算．（注：滴入酚酞试液的质量忽略不计）

（1）将稀盐酸逐滴滴入锥形瓶的过程中，应边滴加边摇动锥形瓶，当观察到溶液颜色恰好 　　时，停止滴液，反应所消耗稀盐酸的质量为 　　g．

（2）通过计算确定该瓶烧碱溶液的溶质质量分数．（写出计算步骤）

（3）问题讨论：小红做同样的实验得到的结果比小杰得到的结果偏小，从实验操作的角度分析产生这种误差的原因可能是 　　（填写一条即可）

某研究性学习小组通过查阅资料获知以下信息：将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的氢氧化钠溶液中，在溶液中先后发生以下两个化学反应：

2NaOH+CO ₂＝Na ₂CO ₃+H ₂O （先发生反应）

Na ₂CO ₃+CO ₂+H ₂O＝2NaHCO ₃（后发生反应）

同学们开展了下列探究活动：

【提出问题】将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的氢氧化钠溶液中，反应后所得溶液中溶质的成分有哪些？

【猜想假设】Ⅰ．NaOH 和Na ₂CO ₃；

Ⅱ．只有 Na ₂CO ₃；

Ⅲ． 　　；

Ⅳ． 　　．

【实验探究】将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的某氢氧化钠溶液中，再将反应后所得溶液按下列流程进行实验并测出相关数据：

小资料：碳酸盐一般不易溶于水，如 CaCO ₃难溶； 碳酸氢盐绝大多数易溶于水，如 Ca（HCO ₃） ₂易溶．

【获得结论】根据上述信息，分析反应后所得溶液中溶质的成分并计算溶质的质量，将结

果填入下表：

溶质的化学式	溶质的质量/g

②如果溶质的成分只有一种，请填写在第一行；如果溶质的成分有两种，请分别在两行中各填写一种物质．

铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。

（一）铁的应用和防护

（1）某麦片中含微量铁粉，食用后铁粉与胃酸反应转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为 　　。

（2）铁锈主要成分是Fe ₂O ₃•nH ₂O，铁生锈主要与空气中的 　　有关。

（3）如图实验说明NaCl在铁生锈中的作用是 　　。

（4）铁生锈的次要过程：Fe FeCO ₃•nH ₂O FeCO ₃

写出Fe转化为总反应的化学方程式 　　。

（5）为防止铁生锈，可对铁制品进行"发蓝"处理，使其表面生成致密氧化物（其中Fe、O元素质量比为21：8）保护膜，该氧化物的化学式为 　　。

（二）废铁的再利用

黄钠铁矾[NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z]是一种高效净水剂。用废铁屑（主要成分为Fe，含少量Fe ₂O ₃和FeCO ₃）制备黄钠铁矾的主要流程如图：

（1）将废铁屑研磨成粉末的目的是 　　。

（2）"酸溶"时H ₂SO ₄与Fe、FeCO ₃反应，还发生反应的化学方程式有 　　和Fe+Fe ₂（SO ₄） ₃＝3FeSO ₄。

（3）"转化1"发生反应的化学方程式为 　　。反应时温度不宜过高的原因是 　　。

（三）黄钠铁矾组成确定

称取9.70g黄钠铁矾，用如图装置进行热分解实验。

【资料】

①NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z在T ₁℃分解会生成H ₂O（气态），提高温度至T ₂℃继续分解产生SO ₃气体，并得到Fe ₂O ₃和Na ₂SO ₄。

②浓硫酸可用于吸收SO ₃。

（1）装配好实验装置后，先要 　　。

（2）分别控制温度在T ₁℃、T ₂℃对A中固体加热。

①控制温度在T ₁℃加热，实验后测得B装置质量增加1.08g。

②用D装置替换B装置，控制温度在T ₂℃，加热至反应完全。

③T ₁℃、T ₂℃时，加热后均通入一段时间N ₂，目的是 　　。

（3）反应完全后，将A装置中固体溶于足量水，过滤、洗涤、烘干得4.80g固体，将滤液蒸干得1.42g固体（不含结晶水）。

结论：NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z中，x：y：z＝ 　　。

反思：若该实验过程中缺少C装置，则x：z的值 　　（选填"偏大""偏小"或"不变"）。

某化学拓展课堂的主题是：探秘氯化钠样品。

主题Ⅰ：探究氯化钠样品中杂质的成分

已知所提供的氯化钠样品中，可能含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙中的一种或几种杂质。甲同学的实验探究过程记录如下：

根据以上实验信息，甲同学得出结论：此氯化钠样品中含有的杂质是硫酸钠。

[实验分析]

（1）步骤①中加入适量NaOH溶液的目的是　　。

（2）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？　　（选填“同意”或“不同意”），请说明原因　　。

主题Ⅱ：测定氯化钠样品中氯化钠的质量分数

确定了氯化钠样品中杂质的成分后，甲同学对样品中氯化钠的质量分数进行测定。称取20.0g氯化钠样品于烧杯中，加足量的水充分溶解，再向其中加入氯化钡溶液至不再产生沉淀为止，沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量，其质量为2.33g。请计算该样品中氯化钠的质量分数。（写出计算步骤，计算结果精确到0.1%）

如图1是某品牌化肥标签，为了验证该化肥的含氮量，分析和实验如下：

（1）通过列式计算判断此标签是否有错误。（计算结果保留至0.1%）

（2）根据国家标准碳铵化肥中碳酸氢铵含量不得低于95%．某实验小组为了验证该化肥是否合格，利用图2装置进行了三次试验（假设杂质不发生反应），实验结果如下：

实验次数	1	2	3	平均值
样品的质量/g	16.0	16.0	16.0	16.0
浓硫酸增加的质量/g	3.41	3.39	3.40	3.40

①小华同学认为反应后浓硫酸增加的质量是氨气的质量，反应为2NH₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄．根据小华的分析，该化肥中碳酸氢铵的质量分数为　　（计算结果保留至0.1%）。

②小青同学认为小华的计算结果不能说明该化肥是否合格，理由是　　。根据小青的分析，列式计算该化肥中碳酸氢铵的质量分数，并判断该化肥是否合格。（计算结果保留至0.1%）