初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

某白色固体可能由氢氧化钡(化学式为 $Ba(OH{)}_2$)、氢氧化钠中的一种或两种组成。为确定该固体物质的成分，某化学兴趣小组进行下列探究活动，请你认真阅读有关信息，回答相关问题。
【查阅资料】(1) $Ba(OH{)}_2$是一种强碱，具有NaOH相似的化学性质。
(2)部分酸、碱、盐的溶解性如下表所示：

【提出猜想】猜想I ：该固体是 $NaOH$

猜想Ⅱ：该固体是 $Ba(OH{)}_2$
猜想Ⅲ：该固体是 $Ba(OH{)}_2$、 $NaOH$的混合物
【设计实验】

【问题讨论】
(1)实验步骤①中发生反应的化学方程式为。
(2)实验步骤②得出的实验结论(填"正确"或"不正确")。
(3)如果在上述实验中用稀硫酸代替硫酸钠溶液，实验步骤和实验现象均相同，你可以判断出猜想是成立的。

实验室有-瓶久置于空气中已经变质的过氧化钠( $N{a}_2{O}_2$)，乐乐设计了以下实验方案探究其成分。请你跟他一起完成实验并填写相关内容。
【查阅资料】
(1) $N{a}_2{O}_2$化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应。
相关反应： $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2$↑
$2N{a}_2{O}_2+2C{O}_2=2N{a}_{2}C{O}_3+O_2$

(2) $BaN{O}_3$溶液、 $NaN{O}_3$溶液均为中性溶液
【猜想】 猜想Ⅰ： $N{a}_2{O}_2$、 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$

猜想Ⅱ： $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$           
猜想Ⅲ： $N{a}_{2}C{O}_3$

【实验推断】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量固体的于试管中，加水振荡制直至完全溶解。		猜想Ⅰ不成立。
②取少量①的溶液于试管中，滴加过量的 $Ba(N{O}_3{)}_2$溶液。		证明有 $N{a}_{2}C{O}_3$存在。化学反应方程为：
③取少量②的溶液于试管中，滴加无色酚酞试液。	酚酞试液变红	证明存在。
结合以上实验现象，说明猜想Ⅱ是成立的。

某兴趣小组的同学探究浓硫酸与铁定（碳素钢）反应后产生气体的成分．
【查阅资料】①Fe与浓H₂SO₄反应，加热，有SO₂生成
②C与浓H₂SO₄反应，加热，有CO₂和SO₂生成
③SO₂可使澄清石灰水变浑浊
④SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能
⑤SO₂可与酸性KMnO₄溶液反应使其褪色，而CO₂不能
⑥碱石灰的主要成分为NaOH和Cao
【实验探究】
（1）称取24.0g铁钉放入60.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到的溶液X并收集到气体Y．甲同学通过实验测定并推知气体Y中SO₂气体的体积分数为66.7%．同学们认为气体Y中还可能还有H₂和Z气体，则Z气体可能是_______．探究实验的主要装置如图所示：

（2）装置A中试剂的作用是____________．
（3）为确认Z的存在，需要将装置甲（如图所示）接入上述装置的（填编号）     之间．装置甲中的液体名称是                 ．

（4）实验中，如果观察到装置D中           ，且装置E中           ，则可确认Y中还有H₂气体．
（5）如果需要测定限定体积气体Y中H₂的含量（H₂约为0.01g）．除可用测量H₂体积方法外，     （选填：“能”或“不能”）用称量上图中装置D、装置E的质量变化的方法，通过计算说明你判断的理由．

小军家的下水管道堵了。爸爸买回一种"管道通"，使用后堵塞的管道畅通无阻了。小军对此很好奇，于是想探究"管道通"中的物质成分。
【提出问题】"管道通"中的物质是什么？
【查阅资料】主要内容如下。
（1）下水管道里的淤积物主要为油污、食物残渣、毛发等。
（2）氢氧化钠是强碱，能去除油污，腐蚀毛发一类的东西，常用于疏通管道。
（3）铝粉为银灰色固体。铝与酸、碱溶液都能反应放出氢气，反应时放出大量热。
①铝与盐酸反应的化学方程式是。
②铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是.

【猜想与验证】小军打开一盒"管道通"，内有一袋白色固体颗粒和一袋银灰色粉末。
（1）猜想：白色固体颗粒为氢氧化钠。

实验操作	实验现象
①将几粒白色固体颗粒放在表面皿上，放置一会儿。	。
②将适量白色固体颗粒放入盛有适量水的试管中，并用手触摸试管外壁。	试管外壁发烫。
③向步骤②得到的溶液中放入一段羊毛线，加热一段时间。	羊毛线逐渐消失。

结论：白色固体颗粒为氢氧化钠。
（2）猜想：银灰色粉末为铝粉。

实验操作	实验现象
①按照下图安装两套仪器。
②一套仪器中加入银灰色粉末和稀盐酸；另一套仪器中加入银灰色粉末、。	都产生大量无色气体，试管外壁温度明显升高。
③待导管口有气泡均匀持续冒出时，分别收集1试管气体，验纯。	用拇指堵住试管口，移近酒精灯火焰，松开拇指，发出轻微的。
④在导管口点燃气体。	火焰颜色为。

【结论】银灰色粉末为铝粉。
【应用】使用管道通时，先将其中银灰色粉状固体添加于被堵塞的管道中，然后再加入白色固体颗粒，倒入一杯水，堵上管道口。一会儿，管道内发生化学反应。根据题目信息，推测管道内的反应现象是。
【反思】①老师告诉小军，氢氧化钾和氢氧化钠的性质非常相似。要确认猜想（1）是否正确，还需要学习如何检验钠元素的存在。
②根据本实验分析，使用"管道通"时，应注意的事项有（填一条即可）。

鉴别稀盐酸、稀硫酸、 $Ba{\left(OH\right)}_2$ $N{a}_{2}C{O}_3$、 $FeC{l}_3$五瓶无标签的溶液。
（1）通过观察溶液的直接鉴别出 $FeC{l}_3$溶液；
（2）小刚利用 $FeC{l}_3$溶液分别与其他四种溶液混合，现象如右图所示：试管A中出现红褐色沉淀，B中既有红褐色沉淀有有气泡产生，C、D中取用原溶液是。他将C中溶液倒入A中，观察到红褐色沉淀溶解且有白色沉淀产生，则试管C所的原溶液是；

（3）下强取除 $FeC{l}_3$溶液外的其他四种溶液各少量（可多次取用），将每种溶液分别与另外三种溶液一一混合，同样达到了鉴别的目的。则他鉴别出 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液所依据的实验现象是

"在学校的元旦联欢会上，某同学表演了'水能生火'的魔术．他向包有过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$)粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来．"小颖看到这段话后非常感兴趣，她和同学们一起对该问题进行了一系列的探究．
[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？
[猜   想]①可能有一种气体和另一种物质生成②反应过程中可能有能量变化
[设计装置]如图所示

[实验探究]
实验一：探究反应后生成的气体是什么？
（1）打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃．说明生成的气体是；
（2）实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因：实验二：探究反应后生成的另一种物质是什么？
（1）小明猜想另一种物质是 $N{a}_{2}C{O}_3$，小军认为不可能．为了证实小军的看法，请你设计一个证明 $C{O_3}^{2-}$不存在的实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
		生成物中没有 $C{O_3}^{2-}$

（2）小军取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现试管中的溶液变成红色，说明反应后所得的溶液呈性；

"牛肉面"是兰州的风味小吃之一，其制过程中加入了一种叫做"蓬灰"的和面剂。"蓬灰"是蓬草烧制而成的灰。某校化学兴趣小组的同学对"蓬灰"的化学成分及化学性质很感兴趣，于是进行了一些实验探究。请你帮他们填充下列实验过程的表格。
【查阅资料】含有钾元素的化合物，灼烧时火焰呈紫色。
【实验过程】

实验步骤与方法	实验现象	实验结论
（1）测 $pH$：取少量"蓬灰"样品于试管中，加入适量的水溶解，
(2)灼烧：用铂丝蘸取少量"蓬灰"溶 液并灼烧	火焰呈紫色
(3)检验 $C{O_3}^{2-}$：取少量"蓬灰"固体于试管中，向其中滴加， 将生成的气体通人澄清的石灰水		"蓬灰"中含有 $C{O_3}^{2-}$

小组同学讨论后一致认为"蓬灰"的主要成分是碳酸钾。

同学们在实验室发现了三种金属--铝、铁、铜，其中一块铜片生锈了，表面附有部分铜绿[铜绿的主要成分是 $C{u}_2(OH{)}_{2}C{O}_3$]，他们的实验探究过程如下：
（1）铜绿是铜与空气中的氧气、水和（填化学式）共同作用的结果。
（2）为探究铝、铁、铜的活动性顺序，某同学设计了一组实验：①铝片浸入稀硫酸中；②铜片浸入稀硫酸中；③铝片浸入氯化亚铁溶液中，这组实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序。请你补充一个实验来达到实验目的（写出实验步骤、现象）。
（3）他们还想用加热的方法除去铜绿，加热时却发现铜片表面全部变黑。经查阅资料知道：①铜绿受热分解会生成黑色的氧化铜  ②酒精在不完全燃烧时会生成炭黑  ③炭黑与稀硫酸不以应。
a、他们提出猜想：该黑色物质可能是氧化铜，也可能是氧化铜和的混合物。
b、设计了下述实验方案，用于检验黑色物质。

实验步骤	实验现象	结论
剪下一片变黑的铜片，放入盛有足量稀硫酸的试管中，微热	铜片表面黑色固体全部消失，露出红色的铜，溶液变色。	此黑色固体是（填化学式）

阿里木和李明两位同学发现实验台上有序摆放整齐的药品中(见下图)，有一瓶标签破损的试剂，他们很感兴趣并进行了探究。

【提出问题】这瓶标签破损的试剂是什么溶液？
【作出猜想】
(1)阿里木猜想：可能是 $NaOH$溶液；
(2)李明猜想：可能是 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液；
(3)你的猜想：可能是溶液(任写一种)。
【实验验证】
(1)阿里木在玻璃上放一小片pH试纸，将被测液滴到试纸上，并把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，得出pH＝10.3，他判断这瓶试剂是碱性溶液。你认为下列对阿里木的操作方法、测量结果及实验结论的评价中，正确的是(填字母)。友情提示：表中""表示正确；""表示错误。

(2)假设阿里木和李明两位同学中有一位的猜想是正确的。李明同学为验证自己的猜想，选择上图中某种试剂进行了如下实验。请你帮他完成下列实验报告。

【实验拓展】假如阿里木同学在实验中所使用的pH试纸是事先用蒸馏水润湿的，则会造成测量结果(填"偏大""偏小"或"不变")。

用熟石灰膏粉刷墙壁一段时间后，表面变硬，某化学兴趣小组中的王明同学认为是水分蒸发的原因，是物理变化；李刚同学则认为是熟石灰与空气中的二氧化碳接触生成了碳酸钙，是化学变化。(已知常温下氢氧化钙的溶解度为 $0.18g$。) 为证明上述变化的真实原因，他们共同进行了如下探究：  
第一步：取墙壁硬块样品少量研磨成粉末状，将粉末移至烧杯中加适量水搅拌、过滤，得到滤液和滤渣。李刚根据得到的滤渣推断自己的结论正确。你认为李刚的推断是否严谨?
，理由是。
第二步操作是：，
若看到现象为，证明该固体中含有碳酸钙。
第三步：取少量滤液于试管中，滴入试液，如果看到滤液颜色变为，则证明氢氧化钙部分转化为碳酸钙。

下表是某城市某日空气质量报告：

某研究性学习小组对表中首要污染物 $S{O}_2$：导致酸雨的成因进行探究。
(提示： $S{O}_2$：是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，易溶于水，具有与 $CO$相似的化学性质)
【探究实验】实验一：用下图所示装置进行实验。

(1) $A$装置的作用是 $S{O}_2$气体。
(2)实验过程中， $B$装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化， $C$装置内湿润的蓝色石蕊试纸变红色，说明 $S{O}_2$与水反应生成一种。
(3) $D$装置的作用是，发生反应的化学方程式是。
实验二：往盛有水的烧杯中通人 $S{O}_2$气体，测所得溶液的 $pH$7(填">""="或"<")，然后每隔l小时测定其 $pH$，发现 $pH$逐渐变小，直至恒定，说明烧杯中溶液被空气中的氧气氧化最终生成 $H_{2}S{O}_4$。
【查阅资料】 $S{O}_2$形成酸雨的另一途径： $S{O}_2$与空气中的 $O_2$在飘尘的作用下反应生成 $S{O}_3$(飘尘的质量和性质在反应前后不发生变化)， $S{O}_3$溶于降水生成 $H_{2}S{O}_4$。在此过程中飘尘作。
【探究结论】 $S{O}_2$与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。该市可能易出现酸雨。
【模拟实验】(1)由于食醋和酸雨的酸度( $pH$)差不多，因此酸雨对大理石的作用可以通过大理石碎片放在醋中来模拟。当把2.0 $g$大理石碎片放在醋中一整夜后，取出固体干燥称重，其质量可能是(醋酸钙易溶于水)。

A．

小于2.0 $g$

B．

正好2.0 $g$

C．

大于2.0 $g$

(2)这组学生还做了另一个实验，即将大理石碎片放在蒸馏水中过夜，其实验的目的是.

【知识联想】 $S{O}_2$具有与 $CO$相似的化学性质，根据右图给出的 $S{O}_2$及其化合物问的相互转化关系回答： $X$的化学式是，写出 $X$与 $N{a}_{2}S{O}_3$反应的化学方程，反应类型是。

兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【猜想】Ⅰ：固体是 $NaOH$；
Ⅱ：固体是 $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$；
Ⅲ：固体是。
【查阅资料】 $N{a}_{2}C{O}_3$的水溶液呈碱性。 $NaCl$、 $CaC{l}_2$、 $BaC{l}_2$的水溶液均呈中性。
【实验】为确认猜想Ⅱ正确，请你完成下列实验方案。

【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)。

(6分)化学兴趣小组的同学做中和反应实验。在烧杯中加入一定量的氢氧化钡溶液后滴入几滴酚酞试液，再向烧杯中加入一定量的稀硫酸。用玻璃棒充分搅拌后过滤，得白色沉淀和无色液体。
【提出问题】无色液体是什么物质？(不考虑指示剂)
【猜想】Ⅰ. ……；Ⅱ. 无色液体是Ba(OH)₂溶液；Ⅲ. 无色液体是H₂SO₄溶液。
【实验探究】
(1)请你也加入兴趣小组一起探究，完成猜想Ⅰ_____________________________________
(2)猜想Ⅱ是否正确并说明理由___________________________。
(3)针对猜想Ⅲ，请你设计实验验证是否正确。

【拓展应用】
(4)请举例说明中和反应在生产生活中的应用_______________________________________

一种"环保石头纸"开始被人们使用，其主要成分是碳酸钙。某班同学对它产生了浓厚的兴趣，把"环保石头纸"带到实验室，完成了如右图所示的两个实验。请回答问题：

(1)实验一：试管中产生大量的气泡，烧杯中澄清的石灰水变浑浊，请写出"环保石头纸"与稀盐酸发生反应的化学方程式(假设"环保石头纸"中的其他成分既不溶于水，又不与盐酸发生反应)；
(2)实验二：试管中有白色沉淀产生。小刚同学想探究该实验反应后溶液中溶质的成分。
提出猜想：
猜想①： $NaCl$、 $CaC{l}_2$和 $HCl$；

猜想②： $NaCl$；

猜想③： $NaCl$和 $CaC{l}_2$。

同学们经过讨论排除了猜想，理由是。
有同学认为小刚的猜想不全面，又提出猜想④： $NaCl$和 $N{a}_{2}C{O}_3$，并通过实验验证了该猜想成立。请你将实验报告补充完整。

实验操作	实验现象	实验结论
取实验二反应后的上层清液少量于试管中，滴加少量．		猜想④成立

(3)实验结束后，未经处理的废液(填"能"或"不能")直接倒入下水道。

探究1。物质的回收和利用
某化学探究小组的同学从实验废液中回收铜，得到的铜粉样品中含有少量的铁粉。为了除去铁粉，同学们设计了两个实验方案：
方案一：铜样品过滤洗涤干燥
方案二：铜样品过滤洗涤干燥
（1）对于上述两个方案，你的评价是：                       。（写一条）
（2）写出其中的一个反应化学方程式：                         。
（3）在干燥时，有同学提出用酒精灯加热将铜粉烘干。小明马上提出反对意见，其理由是
（用化学方程式表示出来）                                 。
探究2:物质的鉴别和提纯
实验操作考试时，小王同学用稀盐酸、BaCl₂溶液、酚酞溶液来检验四瓶无标签的溶液：Na₂CO₃、NaCl、Na₂SO₄、澄清石灰水。
（1）请你帮助小王同学完成澄清石灰水的鉴别：

（2）实验结束后，他将废液倒入同一烧杯中，发现废液为红色且呈浑浊状态，则使废液呈
红色的离子是        （写离子符号）。废液中一定不含有的溶质是（写化学式）       。
（3）小王同学想提纯烧杯中含有的氯化钠，他提出以下方案：
①加入过量的BaCl₂溶液，
②加入过量的Na₂CO₃溶液，其目的是除去可能存在的                       和过量的
BaCl₂。
③过滤，
④向滤液中逐滴加入盐酸至                                        为止，其目的是除去                                           ；
⑤蒸发结晶，即得氯化钠。
（4）写出上述实验过程中的一个有沉淀生成的化学方程式：
                                                             。