初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

松花皮蛋是我们喜爱的食品，制皮蛋料泥的原料主要是：生石灰、纯碱、草木灰（主要成分是K₂CO₃，实验中不考虑其它杂质）等，同学们对料泥进行了如下实验探究：

实验步骤	实验现象	实验结论
1、将原料按一定比例混合放入烧杯中，加适量的水搅拌、充分反应	，有白色沉淀生成	滤渣A中一定有           ．
2、将上述烧杯中的物质过滤、洗涤	得到白色滤渣A和无色滤液B
3、取少量滤渣A于试管中加水充分溶解，取上层清液滴加	上层清液由无色变成红色

小杰同学结合上述实验，推断出滤液B中的溶质是                    

学习碳酸钠知识时，老师做碳酸钠溶液和澄清石灰水反应演示实验，并对浑浊液过滤，得到澄清滤液。课堂上老师的提问和同学们的回答如图所示。

（1）请写出碳酸钠溶液和澄清石灰水反应的化学方程式是                     。
（2）假设你是丁同学，请你提出一个与甲、乙、丙同学不同的猜想，你的猜想是 。
（3）某同学认为乙同学的猜想不合理的，请帮他说明理由                     。
（4）甲同学针对自己的猜想进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气泡产生	猜想不成立

你认为甲同学的实验设计是否正确        ？其理由是              。
（5）请你设计实验，证明自己的猜想。

实验步骤	实验现象	实验结论

（6）若滤液含有Na⁺、OH^—和CO₃^2—的混合溶液，某同学加适量的CaCl₂除去CO₃^2—制得NaOH溶液。该方法是否正确      ？其理由是                    。

实验室有一瓶保管不当的试剂（如图），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究：

【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是   。
A．酸       B．碱     C．盐
【查阅资料】
Ⅰ．初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
Ⅱ． Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈碱性。
Ⅲ．测定室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下:

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	36	109	215	9．6

【得出结论】小华根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断，
这瓶试剂不可能是     。
【作出猜想】①可能是    溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl。
【设计并实验】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH>7，这瓶试剂不可能是。
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验：

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
取样于试管中， 滴加氢氧化钙溶液		猜想②正确 相关的化学方程式

【实验反思】
小华同学用上述溶液对实验室制取CO₂气体的废液进行后续探究，他向100克的废液中逐滴加入上述Na₂CO₃溶液。实验过程中加入Na₂CO₃溶液质量与产生沉淀或气体的质量关系如图1所示；加入Na₂CO₃溶液的质量与溶液的PH变化关系如图2所示

（3）小华同学所取废液中的溶质含            
（4）图1中b→c段反应过程中溶液的PH变化情况可用图2中   段表示
（5）图1中b和x的值分别为  克和 克

某学校研究小组对废干电池筒内的黑色物质（可能含有C、MnO₂、ZnCl₂、NH₄C1等）进行研究，实验过程如下：

（1）实验①②③中都使用了同一种玻璃仪器，它在操作②中的作用是      。
（2）实验③中发生的化学反应的方程式是           。
（3）实验④中发生的化学反应的方程式是            ，基本类型是       。
（4）ZnCl₂和NH₄Cl混合溶液中含有杂质CuCl₂，会加速对电池的腐蚀，欲除去CuCl₂，而不引入其他杂质，最好选用下列试剂中的   (填序号字母)。
A．NaOH      B．Zn     C．Fe       D．Na₂CO₃

某化学学习小组为比较镁和铝的金属活动性强弱设计了如下实验方案。
（1）实验准备：(1)用98％的浓硫酸配制l0％的硫酸溶液。现有烧杯、玻璃棒、量筒， 还需要的仪器有            ；
【方案一】在等质量的镁条和铝片的两支试管中，分别与相同体积相同质量分数的硫酸反应，观察到镁比铝反应更剧烈，说明                                                。
[反思]：有的同学认为这种方案不够合理，理由是_________________________________。
【方案二】（1）连接仪器组装成如右图所示实验装置。某学生用抽拉法检查该装置的气密性，发现被拉出的针筒活塞一段时间后又回到原来的位置，你认为该装置是否漏气?            。

（2）依次进行镁、铝与硫酸反应，写出镁与硫酸反应的化学方程式：                         ；
要比较两种金属活动性强弱，可以测定两种金属硫酸反应得到相同体积氢气所需要的时间；还可测定              。
[拓展] 镁与铝分别与足量的质量分数为l0％稀硫酸反应，如制得相同质量的氢气,则镁与铝的质量比为                 。(2分)
【方案三】请设计一个与上述实验不同的方案，比较镁和铝的金属活动性强弱：

10分）某兴趣小组的同学对一包久置的生石灰(CaO)干燥剂产生了好奇，于是他们对这包干燥剂的成分展开了探究。
【提出问题】这包干燥剂是否变质，成分是什么?
【猜想假设】猜想一：全部是CaO；     猜想二：是CaO和Ca(OH)₂的混合物；
猜想三：全部是Ca(OH)₂； 猜想四：是Ca(OH)₂和CaCO₃的混合物。
【实验探究】
（1）取部分该干燥剂于试管中，加水后无放热现象，说明这包干燥剂中不含 　  。
（2）继续向试管中滴加足量稀盐酸，有气泡出现，说明这包干燥剂中含有 　   。
（3）为了进一步确定这包干燥剂中有无其他成分，小组同学设计了以下三种方案。另取部分干燥剂于烧杯中，加水并搅拌，静置后取上层澄清溶液于3支试管中。请你参与实验，并填写表中的空白：

实验方案	方案一	方案二	方案三
实验操作
实验现象	澄清溶液变浑浊	溶液变   色

写出方案一中发生的化学反应方程式               。
【实验结论】通过以上实验探究，得出猜想             成立。
【拓展迁移】小组同学反思了生石灰干燥剂变质的原因，认识到实验室保存氧化钙应注意                            。

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究，请同学们一起参与此次探究之旅。
（1）探究一：判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和？
【方案设计】小丽、小林两位同学设计了如下方案进行探究：

方案设计者	方案步骤	方案预估现象	方案预估结论
小丽	用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照	pH=7	恰好完全中和
小林	取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液	有白色沉淀生产	盐酸过量，没有完全中和

【方案评价】请判断以上设计的两个方案中，           同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另一个方案错误的原因：                               。
（2）探究二：氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】小亮猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH
小丽猜想：溶质只有NaCl
小林猜想：溶质有NaCl、HCl
你的猜想：溶质有                         （填化学式）
小丽认为小亮的猜想是错误的，她的理由是                          。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整：

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入碳酸钠溶液		小林猜想正确
	有蓝色沉淀生成	你的猜想正确

 

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：              。

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                                            。