初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

小丽来到实验室，看到实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，于是对其是否变质产生了兴趣。她和同学们准备对这瓶固体进行探究。
【查阅资料】a．碳酸钠溶液显碱性，氯化钙溶液呈中性。
b．碳酸钠溶液与氯化钙溶液可以发生反应：Na₂CO₃ + CaCl₂＝CaCO₃↓+2NaCl。
【作出猜想】猜想1．固体没有变质
猜想2．固体部分变质
猜想3．           
【设计方案】

	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	取少量固体放入试管中，滴加几滴稀盐酸	无明显现象	猜想1正确
方案二	取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量澄清石灰水	产生白色沉淀	猜想2正确
取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液	溶液变为红色

同学们经过讨论，认为两个方案都不合理。方案一不合理的原因是        ；
方案二不合理的原因是        。同学们重新设计了方案并进行了实验。
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量	产生白色沉淀	猜想2正确
取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液

若猜想3正确，该实验的现象应该是         。
【继续探究】同学们继续探究该氢氧化钠固体样品中碳酸钠的质量分数。利用以下装置进行了实验。

你认为她们需要测的数据是         （填字母序号）。
a．固体样品的质量            b．碱石灰实验前后的质量 
c．浓硫酸实验前后的质量       d．氢氧化钠溶液实验前后的质量  
e．所用稀硫酸的质量
【实验反思】根据所得数据进行计算发现结果比实际偏小，原因可能是         。

一次性塑料包装袋造成的环境污染已经引起社会的高度关注，许多城市已经开始推广使用纸制食品袋。同学们经查阅资料得知，纸袋的组成成分中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素，于是他们利用以下装置进行实验测定。请回答下列问题：

(1)实验中C装置内发生反应的化学方程式为                          。
(2)实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是                         。
(3)为分别吸收纸袋充分燃烧的产物，并通过清晰可见的现象检验吸收是否安全高效，以上实验装置正确的连接顺序是A→(   )→(   )→(   )→(   )(填写装置的字母代号)
(4)将实验装置正确连接之后，确认气密性良好，充分燃烧16.2 g纸袋样品，测得相关实验数据见表(假定燃烧产物被完全吸收，灰烬质量忽略不计)

装置	实验前装置的质量	实验后装置的质量
B	200.0 g	200.0 g
C	210.0 g	234.2 g
D	220.0 g	229.0 g
E	210.0 g	212.2 g

 
通过分析和计算可推断得出，纸袋样品中       (填“含”或“不含”)氧元素，其碳、氢两种元素的原子个数的最简整数比为       。

下面是某兴趣小组同学做的3个小实验。根据实验内容回答下列问题。

序号	实验装置	实验操作	实验现象、解释或结论
（1）		①关闭活塞K,给木炭加热。 ②熄灭酒精灯,待木炭冷却后,打开活塞K,通入氧气。 ③点燃酒精灯,给木炭加热。	①木炭不燃烧。 ②木炭不燃烧。 ③木炭燃烧。 由此说明可燃物燃烧的条件是   。
（2）		打开分液漏斗的玻璃塞和活塞K，将稀硫酸注入小试管中。	观察到的现象是    ，由此说明二氧化碳的性质是        。
（3）		打开分液漏斗的玻璃塞和活塞K，将水注入人字形管中。	观察到的现象是   ，出现此现象的原因是        。

 

实验小组同学向盛有2 $ml$稀硫酸的试管中加入2 $ml$氢氧化钠溶液，未观察到明显现象。
【提出问题】两者是否发生了化学反应？
【实验探究】将盛有上述实验混合液的试管标为①，如图甲。
小华：测得实验所用稀硫酸的 $pH$＜7，试管①中溶液 $pH$＞7。于是得出结论：。
小敏：取两支试管，编号为②和③，分别加入稀硫酸和试管①中溶液各2 $ml$，逐滴滴加 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液至过量，实验过程与现象如图乙，由此他得出了与小华一样的实验结论。

【反思评价】小军认为小敏在实验设计中存在不够严密的地方，请帮他指出：。
【交流讨论】试管③中的溶液中有哪些溶质？同学们分析了两位同学的实验过程，一致认为没有 $H_{2}S{O}_4$，其理由是。在此基础上，同学们提出了二种推理：
推理1：含有 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $N{a}_{2}C{O}_3$和 $NaOH$

推理2：含有 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $N{a}_{2}C{O}_3$

正确的是推理(选填"1"或"2"）。

(8分)化学实验是学习化学的基础，请根据下列装置图回答问题。
 
A                 B          C
(1) A实验：把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，下层蜡烛先灭，说明二氧化碳具有           、            和          的性质，因此二氧化碳在实际生活中可用于灭火。
(2) B实验：有关反应的化学方程式为         ；烧杯中热水的作用是使白磷与空气隔绝和        ；通过该实验可得出燃烧需要三个条件：①可燃物②可燃物与         接触③温度达到         的结论。
(3) C实验：试管③实验的目的是探究铁钉在        的情况下是否生锈；试管①中的铁钉与水面接触的一圈最容易生锈，其原因是___________。

某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石与稀盐酸制取)，对反应后反应器中剩余溶液的溶质成分产生了兴趣。他们继续进行了如下实验探究。
【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，氯化钙溶液不显酸性。
【实验过程】
将剩余溶液倒入烧杯中，微热后冷却至室温。

	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。

化学兴趣小组同学对“铁生锈的条件”进行实验探究。
【进行实验】

实验	实验操作	实验现象	实验结论
1	A         B	一段时间后， A中铁丝表面有红色固体生成 B中铁丝无明显变化
2	C            D	一段时间后， C中 D中铁丝无明显变化	铁生锈需要与O2接触

某同学在家中发现，炒完菜的铁锅表面容易生锈。
【猜想与假设】可能是食盐对铁生锈的速率产生了影响。
【进行实验】该小组用实验装置E、F同时进行实验。其中集气瓶的容积相同，量筒内盛有等体积的水，F中集气瓶内另加入了某种物质。

实验装置	实验过程	实验结论
E                    F	一段时间后，打开止水夹，记录实验过程中量筒内剩余水的体积（每次测量时间间隔不等，实验数据见下表）。E中铁丝和F中另加入的物质表面均出现红色物质。	食盐可以加速铁的生锈

实验记录表

次数	1	2	3	4	5	6
量筒中剩余水的体积/mL	E	68	57	44	30	30	30
F	71	65	56	a	30	30

（1）实验装置F中，集气瓶内另加入的物质是                 。
（2）实验记录表中，a的取值范围是              。
【反思与应用】结合上述实验，谈谈你对家中铁锅使用的建议：              。

根据不同种金属与同种酸能否反应以及反应的剧烈程度，可判断金属的活动性。也可根据同种金属与不同种酸反应的快慢，来判断不同种酸的酸性强弱。
为比较盐酸和醋酸的酸性强弱，设计了如下实验方案。装置如右图所示（夹持和固定装置已略去）。

在两试管中分别加入过量镁条，同时将相同浓度的稀盐酸和稀醋酸注入相应试管中，观察产生氢气的速率和体积。
试回答下列问题：
（1）盐酸与镁反应的化学方程式为                   ，反应的基本类型为         。
（2）实验中收集到氢气的体积与时间的关系如图所示。分析图中曲线变化规律，可得出盐酸酸性比醋酸（填“强”或“弱”）       。

（3）实验中稀盐酸与镁条反应时，量筒中收集到氢气的体积比理论值高，可能的原因是       。
①反应放热                   ②试管中有氢气残留
③实验装置气密性不好         ④酸液进入试管，占据了一定的体积

某化学兴趣小组按照课本实验方法（如下图），做木炭与氧化铜反应的实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。

【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【查阅资料】铜有+1 和+2 两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4 或-4。
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为          。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象
更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
【分析与交流】
（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是          ；反应的化学方程式为                    。
（2）小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的好处是          。
【实验与结论】
同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙          后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，          （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是          （填“吸”或“放”）热反应。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。

为探究氢氧化钙溶液和稀盐酸反应所得溶液中溶质的成分，小鸣和同学们通过测定了反应后溶液的pH，得到了如图所示的pH曲线，请回答：

（1）由图可知该实验操作是将滴加到另一种溶液中；
（2）该反应的化学方程式为；
（3）实验过程中，小鸣取了a、b、c三处反应后的溶液于三个烧杯中，却忘了作标记，请你设计不同的方案（不再用测定pH的方法），探究三种样品分别属于哪处溶液。
【查阅资料】 $CaC{l}_2$溶液显中性， $CaC{l}_2+N{a}_{2}C{O}_3=CaC{O}_3\downarrow +2NaCl$。
【探究过程】
①分别取少量样品于三支试管中，加入酚酞试液，观察到其中一支试管内出现的现象。结论：该样品是a处溶液。
②为进一步确定b或c处溶液，又设计了以下方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
另取余下样品少量于两支试管中，分别滴加足量的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液。		该样品为b处溶液。
	该样品为c处溶液，并推知溶液中的阳离子有。

【反思评价】探究反应后溶液中溶质的成分，除了要考虑生成物之外，还要考虑。

请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
【研究课题】探究X物质的成分。
【查阅资料】（1）X物质可能由Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂、Ca(OH)₂、Mg(OH)₂、CaCO₃、BaCO₃中的一种或几种组成。
（2）X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀。
（3）相关物质的溶解性如下表：

物 质	Ca(HCO3)2	Mg(HCO3)2	Ca(OH)2	Mg(OH)2	CaCO3	BaCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	不溶

【设计并实施方案】
（1）由查阅资料可知X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂。
（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无       (填化学式)。
（3）乙同学设计了下列实验装置，想进一步确定X物质的成分。

其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，关闭活塞b，将50gX物质的粉末放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀硫酸，充分反应。
②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
③称量D瓶内物质明显增加的质量；
④继续鼓入空气，直至D瓶内物质质量不变；
⑤经称量，D瓶内物质增加的质量为20g。
【评价】（1）A瓶中的NaOH溶液起到            作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将          （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）分析X物质的可能组成是           （有几种写几种）。

碳酸钠、碳酸氢钠是中学常见的化合物。
探究一：碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应
如图所示，将两气球内的NaHCO₃和Na₂CO₃同时倒入试管中。已知盐酸足量，且装置气密性良好。

回答下列问题：
（1）碳酸钠俗名是      。
（2）实验过程中观察到的现象是：                                     。
（3）NaHCO₃和Na₂CO₃都能与盐酸反应产生二氧化碳、水和氯化钠。任写出其中一个反应的化学方程式                    。
（4）已知NaHCO₃、Na₂CO₃的相对分子质量分别为84、106，通过计算：实验结束后，         （填“A”或“B”）试管的气球更大。
探究二：碳酸氢钠、碳酸钠固体与酸反应的热效应
【发现问题】在探究一实验过程中用手触摸试管，发现盛NaHCO₃的试管温度降低，而盛Na₂CO₃的试管温度升高。
【猜想与推测】甲同学由此推测：NaHCO₃和盐酸反应为吸热反应，Na₂CO₃和盐酸反应为放热反应。
【实验与数据】乙同学认为甲同学推测不妥，通过以下多次实验后取平均值数据记录如下：

步骤①	步骤②	步骤③	步骤④	步骤⑤
测量10mL水温/℃	加入物质0.5 g	溶解后测量溶液温度t1/℃	静置一段时间后测量溶液温度t2/℃	加入20%盐酸10 mL反应后测量溶液温度t3/℃
20	NaHCO3	18.5	20.0	20.8
20	Na2CO3	23.3	20.0	23.7

【分析与结论】
（1）由步骤①～③比较得到的结论是                             。
（2）由步骤④～⑤比较得到的结论是：                                      。
（3）结合上面探究活动，你认为甲同学推测的不妥之处是           。

像科学家一样做科学
--探究胡萝卜汁对过氧化氢分解的催化作用
体育课上，小华不慎擦伤了皮肤，她用过氧化氢溶液对皮肤进行消毒时，惊奇地发现有嘶嘶的响声，并产生大量气泡。
小华通过查阅文献获得以下信息：
信息Ⅰ：人体皮肤细胞中存在一种叫做过氧化氢酶的物质，能加快过氧化氢分解反应的速率。
信息Ⅱ：胡萝卜汁等植物细胞中也含有过氧化氢酶。
信息Ⅲ：酶是动植物体内活细胞产生的具有催化作用的生物大分子，其催化作用受温度影响。
信息Ⅳ：在没有催化剂时，60℃以下，温度对过氧化氢的分解基本没有影响。
请你在小华探究的基础上，完成以下探究活动。
（1）胡萝卜汁对过氧化氢的分解是否有催化作用？
请完成下表中的实验报告（实验步骤中应包括使用的仪器、药品和实验过程）。

实验步骤	实验现象	实验结论
		胡萝卜汁对过氧化氢的分解有催化作用。 反应的化学方程式

（2）温度如何影响胡萝卜汁的催化作用？
药品： $3\%$过氧化氢溶液、新鲜胡萝卜汁、不同温度的水（ $0℃$、 $20℃$、 $35℃$、 $55℃$）。
仪器： $15mm\times 150mm$试管 $8$支， $250mL$烧杯 $4$只、 $10mL$量筒、秒表、温度计、刻度尺。
实验：如图所示，用提供的仪器和药品，按如下步骤进行实验：
①两支试管中分别盛有胡萝卜汁和3%过氧化氢溶液；
②将①中的试管放入盛有 $0℃$水的烧杯中，恒定试管及反应物的温度；
③ $5min$以后，把过氧化氢溶液倒入装有胡萝卜汁的试管中，稍微振荡，使胡萝卜汁跟过氧化氢溶液均匀混合；
④将③中的试管放回原烧杯，恒温 $6min$；
⑤用刻度尺测量试管中泡沫状混合物的高度；
⑥按上述步骤进行实验，分别测定 $20℃$、 $35℃$、 $55℃$时泡沫状混合物的高度。

每个温度下的实验重复 $3$次，取平均值，得到如下数据：

实验编号	反应物的温度	混合恒温6min时，泡沫的高度（cm）
A	$0℃$	$1.7$
B	$20℃$	$3.8$
C	$35℃$	$6.5$
D	$55℃$	$2.1$

请回答下列问题：
①为了测定实验准确性，该实验过程中还需要控制的条件有。
②请你在下面的直角坐标系中，绘制出泡沫的高度随温度变化而变化的曲线。
（要求：需表示出横坐标和纵坐标表示的数量级单位）
③关于温度对胡萝卜汁的催化作用的影响，你的结论是。

某无色溶液可能由盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种或几种混合而成。为探究其组成，小华同学进行了如下实验：
Ⅰ、取适量样品放入试管中，滴加酚酞溶液，溶液变成红色。再向试管中逐滴加入过量的氢氧化钙溶液，观察到有沉淀产生。过滤，所得滤液为红色。
(1)由实验Ⅰ中的现象可推断出样品中一定含有的物质是________(写化学式，下同)，一定不含有的物质是_________________；
为了进一步探究样品中可能含有的物质是否存在，小华继续进行了如下实验：
Ⅱ、取适量实验Ⅰ所得的红色滤液放入试管中，滴加过量的稀硝酸，溶液变为无色。再向试管中逐滴加入适量的硝酸银溶液至恰好完全反应，观察到有白色沉淀生成。过滤，所得滤液为无色。
Ⅲ、从稀硫酸、氢氧化钡溶液、氯化钡溶液、硝酸钾溶液中选择一种试剂，代替实验Ⅰ中的氢氧化钙溶液进行实验，其余的试剂及操作与实验Ⅰ的均相同。
通过实验Ⅱ和实验Ⅲ，小华得出结论：样品中可能含有的物质确实存在。
(2)实验Ⅱ所得无色滤液中，除酚酞以外，还含有的溶质为__________；
(3)实验Ⅲ中代替氢氧化钙溶液的试剂是____________溶液，可观察到的现象为_______________________。

小红同学为了探究二氧化碳与水反应的生成物，做了如下实验：向盛有石蕊试液的试管中通入二氧化碳，观察到紫色石蕊试液变成红色，为了探究是什么物质使紫色石蕊试液变红了，小红同学作了大胆猜想，并用石蕊试液染成紫色的干燥小花设计了下列四个实验方案来验证自己的猜想（如下图）

（1）请和小红仪器来完成下表：

猜想	实验方案	实验现象	结论
可能是CO2使石蕊变红	C	小花不变色
	B	小花不变色	猜想错误
可能是CO2和水发生反应的生成物使石蕊变红			猜想正确

（2）小红同学做了一个对比实验来确定CO₂于水反应生成具有酸性的物质，此对比实验方案是       （填上图中的实验方案序号），生成该酸的化学方程式为                                            。