初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

经实验可知，硫酸铜溶液加到过氧化氢溶液中，也会产生大量的气泡．硫酸铜溶液中有三种粒子（H₂O   SO₄^2﹣   Cu²⁺），小明想知道硫酸铜溶液的哪种粒子能使过氧化氢分解的速率加快，请你和小明一起通过下图所示的三个实验完成这次探究活动，并填写空白：

（1）你认为最不可能的是哪一种粒子？             。理由是                    。
（2）要证明另外两种粒子能否加快过氧化氢分解的速率，还需要进行实验②和③：在实验②中加入稀硫酸后，无明显变化，说明           不起催化作用；在实验③中加入             后，会观察到大量气泡，证明起催化作用的是                          。
（3）如果要确定硫酸铜是催化剂，还需通过实验确认它在化学反应前后                    。

一次趣味化学活动中，王老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液，如图所示。要求同学们进行探究：确认这瓶溶液究竟是什么溶液？

【提出猜想】王老师提示：这瓶无色溶液只能是下列四种溶液中的一种：①硫酸镁溶液；②硫酸钠溶液；③硫酸溶液；④硫酸铵溶液
【查阅资料】
①常温下，相关物质的溶解度如下：

物质	MgSO4	Na2SO4	(NH4)2SO4	H2SO4
溶解度	35.1g	19.5g	75.4g	与水任意比互溶

 
②(NH₄)₂SO₄的水溶液显酸性
（1）【实.验探究】小明对王老师的提示进行了评价不可能是Na₂SO₄，原因是                          。
（2）为确定其它几种猜想是否正确，小明同学继续进行探究：

实验操作	实验现象	实验结论
①取该溶液少许于试管中，向其中滴加几滴           溶液	溶液中有白色沉淀生成	猜想①成立
②用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上，并跟标准比色卡对照	溶液pH小于7	猜想③成立

 
小雅对小明实验操作②的结论评价是         ，理由是                       _；
（3）请你设计实验方案，确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告：

实验操作	实验现象	实验结论
取该溶液少许于试管中， ①                       ②将湿润的红色石蕊试纸放在试管口	①产生有刺激性气味的气体 ②	猜想④成立，该反应的化学方程式为

 

某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后（用石灰石和稀盐酸制取），对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣，他们继续进行了以下实验探究．
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙．但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明．若剩余溶液显酸性（含有 $H^{+}$），说明含有氯化氢．
【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氢氧化钙微溶于水，氯化钙溶液呈中性．
【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中，微热后冷却到室温．

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加	现象：溶液变为红色	溶液显酸性（含有 $H^{+}$）；溶质中有氯化氢．
乙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量锌粒	现象：反应的化学方程式是：
丙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量石灰石	现象：

【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体，同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的（填化学式），经、蒸发等操作后即可完成．

小明在实验室验证盐酸化学性质时，将碳酸钠溶液倒入装有稀盐酸的烧杯中看到有气泡产生．为了解两种物质间的反应情况，他决定从反应后溶液中溶质的组成入手进行探究．
（1）小明对反应后溶液溶质组成了两种猜想，请你再补充一种猜想
猜想1：溶质为 $NaCl$和 $N{a}_{2}C{O}_3$;

猜想2：溶质为 $NaCl$和 $HCl$;

猜想3：溶质为.

（2）比较三种猜想，说明你提出猜想3的理由：.

（3）小明设计两个不同的实验方案，用两种方法验证了猜想2成立．按要求填写下表．

	实验操作	实验现象	实验结论
方法一	取少量反应后溶液，加入		猜想2成立
方法二	取少量反应后溶液，加入硝酸银溶液		猜想2成立

（4）反思与评价：
你认为方法二是否正确，说出理由：．

气体的密度容易受温度和压强的影响．为了测量常温常压下氧气的密度，在老师的指导下，小明进行了如下实验：
步骤一：检查发生装置的气密性．
步骤二：往烧瓶中装入适量的二氧化锰粉未．关闭分液漏斗的活塞，并将适童的过氧化氢溶液倒人分液漏斗中，测出发生装置的总质量为 $m_1$克．
步骤三：取一个集气瓶，用记号笔在适当位置做标记，将水注入集气瓶到标记处，用量筒测出这些水的体积为 $V_0$毫升．再将集气瓶灌满水倒扣在水槽中等待收集．
步骤四：打开活塞，滴入过氧化氢溶液，同时干始收集气休．调节集气瓶在水中的上下位置，当集气瓶内、外的液面相平且刚好达到标记处时（如图）．暂停反应．
步骤五：重复步骤四，再收集9瓶气体．
步骤六：称出反应后发生装置的总质量为 $m_2$克．
（1）小明通过该实验，测得氧气的密度是克/毫升．
（2）步骤四中，控制集气瓶内、外液而保持相平的目的是．
（3）如果实验中装置气密性不良，将对测得的密度值有何影响？请说明理由．

碘是人体必须的微量元素，海带因富含碘元素而成为补碘的常用食物之一．小李想设计实验验证海带中含有碘元素．他查阅了相关资料，得到以下信息：
①碘化钠（ $NaI$）与氯化钠性质相似，两者的溶液都是盐溶液，碘化银为黄色难溶于水的固体．
②工业上将适量氯气通人无色碘化钠溶液就能置换出单质碘，溶液变为棕黄色．
③少量碘（（ $I_2$）溶于水的溶液，能使淀粉溶液变蓝，碘的化合物不能使淀粉溶液变蓝．
④灼烧海带后残留的灰烬中含有可溶性碘化钠、氯化钠等化合物．
小李的实验步骤如下：
将海带灰用蒸馏水充分浸泡后过滤，得滤液；然后用以下3种方法，去检验海带灰中是否含有碘元素．
方法一：取滤液，通入适量氯气后与淀粉糊混合，观察是否变蓝．
方法二：取滤液，通入适量的氯气，观察溶液有无颜色变化．
方法三：取滤液，和淀粉糊混合，观察是否变蓝．
请回答下列问题：
（1）氯气和碘化钠反应的化学方程式：．
（2）上述3种方法中，方法是一定不可行的，说出不可行的理由：。
（3）取滤液，滴人硝酸银溶液，若观察到，则证明滤液中含碘离子．

碳酸氢钠（ $NaHC{O}_3$）俗称"小苏打"，在生活中用途广泛．某化学实验小组的同学对碳酸氢钠的性质进行探究．
【探究实验1】碳酸氢钠溶液的酸碱性
用试管取适量碳酸氢钠溶液，滴加酚酞试液，振荡，溶液变浅红色．结论：．
【探究实验2】能与酸反应
取适量碳酸氢钠加入试管中，滴加稀盐酸，再把燃着的木条迅速伸入试管，木条熄灭，碳酸氢钠和盐酸的化学反应方程式：．
【探究实验3】能与碱反应
查阅资料： $NaHC{O}_3+NaOH=N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O$；氢氧化钙微溶于水．用试管取适量碳酸氢钠溶液，滴加氢氧化钠溶液，无明显现象．（提示：可以选择 $CaC{l}_2$溶液做试剂，通过证明有 $N{a}_{2}C{O}_3$生成，从而证明二者发生了反应）如图，两位同学分别进行了甲、乙两个实验．回答下列问题：

比较甲、乙两个实验的目的性区别是；
有同学提出两个实验都不足以证明有 $N{a}_{2}C{O}_3$生成，其理由；要证明有 $N{a}_{2}C{O}_3$生成，还需要进行的操作是．

通过一年的化学学习，我们已经了解了常见金属在溶液中的活动性顺序．铬（ $Cr$）是重要的金属材料，越来越受到人们的关注．某化学兴趣小组对Cr，Al，Cu的金属活动性顺序进行了探究，过程如下：
【提出假设】（1）对三种金属的活动性顺序提出的三种可能的假设：
a． $Al＞Cr＞Cu$    b． $Cr＞Al＞Cu$   c．

【设计实验】同温下，取大小相同的打磨过的金属薄片，分别投入到体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录如下：

金属	Cr	Al	Cu
与盐酸反应发生现象	气泡产生缓慢，金属逐渐溶解	气泡产生激烈，金属迅速溶解	无气泡产生，金属无变化

【控制实验条件】（2）打磨三种金属发生的是变化；上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是．
【得出结论】（3）原假设中正确的是（填假设中a，b或c）．写出铬（铬与盐酸反应后显+2价）与盐酸反应的化学方程式．
【结论应用】（4）根据探究结果，在 $CuC{l}_2$和 $AlC{l}_3$的混合液中加入一定量的金属铬，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入盐酸，无明显现象。

小明家的新房装修，瓦工师傅用石灰浆（主要成分是氢氧化钙）抹墙．收工时瓦工师傅把未用完的石灰浆用沙土盖上，以备第二天再用，这样做的目的是防止石灰浆因变质而失效．
（1）请你根据所学知识写出石灰浆变质的化学方程式．
（2）小明想通过实验验证石灰浆的变质情况，请你帮助小明完成以下实验．

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加一定量水充分溶解后，过滤	取少量滤渣于试管中，加入足量		该石灰浆部分变质
取少量滤液于试管中，滴入无色酚酞试液

（3）由此小明联想到实验室里的一些药品必须密封保存．实验室中必须密封保存的药品可分为以下几类：
①药品能与空气中的成分发生反应，如澄清的石灰水；
②药品具有挥发性，如；
③，如浓硫酸．

氧化铜能与多种物质反应，能否与氨气（ $N{H}_3$）反应呢？在老师的指导下，某同学进行了探究．（注：无水硫酸铜遇水变蓝）
【实验设计】按图设计组装好仪器，检查气密性，装入药品．

【进行实验】
（1） $A$中氧化铜全部转化成光亮的红色固体
（2） $B$中 $U$形管内物质变蓝；
（3） $C$中集气瓶内收集到一种无色气态单质，该气体用排水法收集的理由是。
（4）从 $C$中水槽里取适量液体于试管内，向试管里滴入无色酚酞试液，溶液呈色，原因是。
【实验结论】氧化铜和氨气发生反应，化学方程式是。
【继续探究】（1）测得有关数据如下表

质量	实验前	实验后
氧化铜粉末+玻璃管	$65.6g$	$59.2g$

（2） $A$中玻璃管内的反应证明，氨气的化学性质与有相似之处（填物质化学式）

某小组同学用盐酸和氢氧化钙，对酸和碱的中和反应进行探究．请你参与．
甲同学向装有氢氧化钙溶液的烧杯中加入盐酸，无明显现象．结论：两种物质未发生反应．
乙同学向滴有酚酞的氢氧化钙溶液的试管中慢慢滴加盐酸，溶液由色变为无色．结论：两种物质发生了反应．反应的化学方程式为．
大家认为乙的实验证明盐酸与氢氧化钙发生了中和反应．并对甲的实验继续探究．
[提出问题]甲实验后的溶液中有什么溶质？
[作出猜想]猜想一，只有 $CaC{l}_2$；猜想二有 $CaC{l}_2$和 $Ca{\left(OH\right)}_2$；猜想三，有 $CaC{l}_2$和 $HCl$．
[实验探究]为验证猜想，丙同学设计了方案1和方案2，并按方案进行实验．

方案编号	方案1	方案2	方案3
实验操作（分别取少量甲实验后的溶液于试管中）
实验现象	对比标准比色卡：pH＜7	产生白色沉淀
实验结论	溶液中有 $HCl$	溶液中有 $CaC{l}_2$

[实验结论]丙认为猜想三正确．
[实验评价]丙的实验操作和方案中有不足之处，其不足之处是．
大家讨论后通过方案3即证明了猜想三正确，其实验中应观察到的现象为．
[实验拓展]为节约资源和避免实验废液对环境污染，小组同学将方案1和方案3及甲实验后烧杯中剩余溶液混合（混合时未见明显现象），并对混合液中的盐分离回收，请将相关内容填入下表．

要分离的盐	所用试剂	主要操作

草酸亚铁晶体( $Fe{C}_2{O}_4·2H_{2}O$)是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料。某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后固体产物的组成。探究过程如下：
【查阅资料】
1. 草酸亚铁晶体热分解的气体产物是 $H_{2}O$、 $CO$、 $C{O}_2$
2. 白色的无水 $CuS{O}_4$遇水蒸气会变成蓝色
【实验设计】

（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是。
（2）可选择以下实验装置中的(选填："甲"或"乙")作为虚线中的"热分解装置"。

【问题讨论】
（3）D中浓硫酸的作用是，实验过程中观察到B中白色无水 $CuS{O}_4$变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中（填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是 $H_{2}O$、 $C{O}_2$、 $CO$。

（4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是。
（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有 $CO$，则需在C和D装置之间增加盛有(填物质的名称或化学式)溶液的洗气瓶。
【数据分析】
（6）称取3.60g草酸亚铁晶体( $Fe{C}_2{O}_4·2H_{2}O$，相对分子质量180)用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如下图所示，请分析该图回答下列问题：

①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为。
②3000℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式或名称 。（请写出计算过程）

某化学兴趣小组探究 $N{H}_{4}Cl$、 $CaC{l}_2$、 $NaCl$三种物质溶于水过程中的热量变化．
【药品器材】
水、 $N{H}_{4}Cl$、 $CaC{l}_2$、 $NaCl$；
烧杯、药匙、玻璃棒、量筒、温度计等．
【实验探究】
三种物质各取1药匙于烧杯分别溶于水，另还有一个烧杯只加水，用温度计测量液体温度，并记录有关数据如下：

实验	水的体积	所加物质	测量液体温度（℃）
实验1	50 $mL$	$N{H}_{4}Cl$	15
实验2	50 $mL$	$CaC{l}_2$	28
实验3	$X$	$NaCl$	21
实验4	50 $mL$	无	22

【数据分析】
（1）表中 $X$为 $mL$．
（2）比较实验2与实验4，可获得结论是．
（3）如果要生产一种"冰袋"用于冷敷，上述三种物质中最合适的是．
【反思提升】
（4）经讨论认为本实验操作中存在缺陷，它是（填选项，可多选）．

A．

实验操作过程没有采取较为严格的保温措施

B．

加入物质的质量可能不相等

C．

加入物质的种类不一样

李兴同学将 $BaC{l}_2$溶液与 $H_{2}S{O}_4$溶液混合，得到一种浊液，该反应的化学方程式为。李兴又将浊液过滤，并探究滤液的成分。
【提出猜想】
猜想1：滤液里的溶质只有 $HCl$；
猜想2：滤液里的溶质有 $HCl和H_{2}S{O}_4$；
猜想2：滤液里的溶质有 $HCl$和。
【设计验证实验】
操作I：滤液验证猜想2
操作II：滤液验证猜想3
其中操作不能达到实验目的，应该将药品更换成（填序号）。

A．	$AgN{O}_3$溶液	B．	$BaC{l}_2$溶液
C．	$NaHC{O}_3$固体	D．	金属铝

四硫化钠（ $N{a}_2{S}_4$）固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数，反应原理为： $2N{a}_2{S}_4+O_2+2H_{2}O=8S\downarrow +4NaOH$。
【实验资料】
①受热时，会与空气中的水蒸气反应，生成少量有毒气体硫化氢（水溶液呈酸性）。
②硫代硫酸钠（ $N{a}_2{S}_2{O}_3$）可溶于水，常温下与 溶液不反应。
【实验过程】
①碳酸钠、硫粉混合后置于试管中，加热（如图1所示，夹持装置已略去），制得 $N{a}_2{S}_4$，反应 $4N{a}_{2}C{O}_3+12S+X\stackrel{∆}{=}2N{a}_2{S}_4+2N{a}_2{S}_2{O}_3+4C{O}_2$， $X$的化学式为，蘸有浓 $NaOH$溶液的棉花的作用是。

②冷却后，取下棉花，入置一段时间，再向该试管中加入 $10ml$水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据 $h_1$（如图2所示）
③将该试管插入水中（如图3所求），按下橡胶塞，观察到，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据 $h_2$，理论上 $h_1:h_2$＝

④按照①--③再重复实验 $2$次。 $3$次实验数据如下表所示。

	第1次	第2次	第3次
$h_1/cm$	$11.0$	$11.4$	$11.6$
$h_2/cm$	$8.7$	$9.1$	$9.2$

【解释与结论】根据第1次实验数据，计划空气中氧气的体积分数为 $\%$（结果精确到 $0.1\%$）
【反应与评价】若实验过程②中，取下棉花后，未放置一段时间即进行后续操作，会影响测定结果，请说明有何影响，并阐述理由：。