初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

有一瓶久置的氢氧化钠溶液。
（1）氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，请写出相关反应的化学方程式：      。
变质后的产物俗称为          。
（2）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加无色酚酞试液，试液变红色，由此      （填 “能”或“不能”）得出氢氧化钠溶液变质。请说明判断的理由           。
（3）为探究氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质，设计如下表实验：
[提供信息]：a.在水中的溶解性：Ba(OH)₂可溶、Ca(OH)₂微溶、BaCO₃难溶；
b.BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、CaCl₂溶液、Ca(NO₃)₂溶液、NaNO₃溶液均显中性。

实验步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的     溶液，并不断振荡。	有     生成。	说明原溶液中一定有碳酸钠。
Ⅱ.取步骤Ⅰ试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液。	溶液变红色。	说明原溶液中一定有   。

 
由以上实验可知，氢氧化钠溶液    （填“部分”或“全部”）变质。

维生素C是生命活动中不可缺少的营养物质，不同的饮料中维生素C的含量不同。下面是小明同学运用学到的实验方法测定橙汁、果味饮料中维生素C的含量。
【实验目的】测定不同饮料中维生素C的含量。
【实验原理】
(1)维生素C是一种无色易溶于水的有机物，能与碘水反应，使碘水褪色；
(2)淀粉遇到碘水变          色。
【实验试剂】碘水、淀粉溶液、已知浓度的标准维生素C溶液、蒸馏水
【实验过程】
步骤1：在4支试管中分别盛有3.0 mL的下列物质：①蒸馏水，②标准维生素C溶液，
③橙汁，④果味饮料。分别向4支试管中滴加2滴淀粉溶液。
步骤2：用4支相同的胶头滴管分别向①～④支试管中逐滴滴加碘水至刚好变色，并记录滴数。
【实验记录】

测定物质	①	②	③	④
滴入碘水的数量(滴)	1	8	15	5

 
试回答下列问题：
(1)你认为小明测定的两种饮料中，                     的维生素C的含量较高；
(2)有的同学认为测定物质标准维生素C溶液是多余的，你认为呢?请说明理由：          
                                                                             ；
(3)化学实验需要控制变量。下列               （填序号）情况会影响到测定结果。
A．每次实验所用饮料的颜色不同        B．量取的被测试物质的体积不同
C．试管的大小不同                    D．没有用同一规格的胶头滴管滴加碘水
【回顾与反思】实验中所用的淀粉溶液的作用是                                。

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（Na₂O₂）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小蔡很感兴趣，于是他和同学们依据初中化学所学知识，进行如下实验探究：
【猜想】水与过氧化钠反应生成氧气并放出大量的热。
【实验探究】
实验一：探究水与过氧化钠反应有氧气生成并放出大量的热
（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。检验有氧气生成的方法是是      。

（2）能证明该反应能证明该反应放出大量热的实验现象是：          。
实验二：继续探究反应后生成的另一种物质是什么？
（3）小蔡取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的溶液呈            ______性，由此小蔡同学得出反应后生成的另一种物质是Na₂CO₃，你认为小蔡同学的结论________[填正确或不正确]，理由是__________。
（4）由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式_________。

(化学方程式2分，其余每空1分，共7分)某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取CO₂。请你参与下列的探究并回答问题。
【提出问题】上述人酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO₂?
【方案设计】大家经过讨论，一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取CO₂，你认为原因                               。讨论后大家设计了如下三个实验进行对比分析。

【实验与结论】⑴请你填写实验报告中①、②处的内容。

实验	实验现象	实验内容
A	剧烈反应，迅速放出大量气泡	反应速率过快，气体不便收集，不宜于实验室制取二氧化碳
B	产生气泡，速率迅速减慢，反应几乎停止。	无法持续产生CO2,不能用于实验室制取CO2
C	①	②

⑵根据探究结论，实验室制取二氧化碳的反应原理为                                
                                     ( 用化学方程式表示)。
【拓展与迁移】⑴由上述探究可知，在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集等。请你再写出一种需要考虑的因素：               
         。
⑵右图是一种灭火器的工作原理示意图，其中用碳酸钠和浓盐酸反应来产生CO₂的理由是 
             。

(8分)在化学实验探究课上，化学老师交给化学兴趣小组一包可能含有Na₂SO₄、NaNO₂(亚硝酸钠)、NaCl(至少含有两种物质)的白色粉末，请你和同学们一起参与探究该白色粉末的主要成分。
（1）提出问题：该白色粉末的主要成分是什么？
（2）查阅资料:

（3）提出猜想：猜想Ⅰ：只含有NaCl、Na₂SO₄
猜想Ⅱ：只含有NaCl、NaNO₂
猜想Ⅲ：只含有                       
猜想Ⅳ：含有NaCl、Na₂SO₄、NaNO₂
（4）进行探究

步骤	实验操作	实验现象	结论
一	取少量固体样品于两支试管中，加蒸馏水溶解，向试管1滴入无色酚酞溶液，向试管2滴入过量的氯化钡溶液。	试管1：溶液变红色 试管2：无明显现象	一定有         ， 一定没有        。
二	另取适量固体样品于试管中，加蒸馏水溶解，滴加硝酸 银溶液	有白色沉淀产生	一定有         。

（5）通过实验，猜想    成立。
（6）写出步骤二中发生的化学方程式                                    。
（7）拓展：粗盐中常含有可溶性和不溶性杂质，粗盐提纯的基本操作步骤是溶解、          、蒸发。

(13分)为确定木炭还原氧化铜后的固体成份，请你与兴趣小组的同学完成以下探究
【对固体猜想】
猜想I：全部是金属铜；           猜想Ⅱ：除铜外，还含有氧化铜；
猜想Ⅲ：除铜外，还含有木炭；     猜想Ⅳ：除铜外，还含有氧化铜、         。
【进行实验】实验流程见下图：

【问题与讨论】
(1)步骤②包括溶解、       两步操作，它们共同用到的玻璃仪器是烧杯、       。  
(2)C的化学式为        ，D的化学式为        ，由此推出固体B中含有         (写化学式)，步骤④发生反应的化学方程式为                                。
(3)结合(2)的结论推断：如果溶液A显蓝色，则溶液A的溶质的化学式为         ，说明样品中含有            ，则证明猜想             成立；如果溶液A无色，则证明猜想              成立。

（1）小明在学习中体会到：检验CO₂时总是用澄清石灰水，吸收CO₂时总是用NaOH溶液。
实验探究：在体积相同盛满CO₂的两集气瓶中，分别用注射器注入等体积的饱和石灰水和浓NaOH 溶液。实验装置和现象如图所示。
 
现象结论：根据甲装置中产生的实验现象，写出其中发生化学反应的方程式　　　　 　，解释通常用澄清石灰水而不用NaOH溶液检验CO₂的原因               ；吸收CO₂较多的装置是        。
（2）计算验证：另一位同学小白进行了下列计算：
问题假设：有含a克Ca(OH)₂的Ca(OH)₂溶液和含a克NaOH的NaOH溶液各100g，分别通入CO₂气体，生成CaCO₃和Na₂CO₃时，两种溶液吸收CO₂气体各多少克？
计算结果：Ca(OH)₂溶液吸收了44a/74克CO₂气体；NaOH溶液吸收了44a/80克CO₂气体（小白想：我只是比较两个结果，可以不约分）
计算结果分析：含等质量溶质的Ca(OH)₂溶液和NaOH溶液吸收CO₂，Ca(OH)₂溶液吸收的CO₂的质量多。
结论：吸收CO₂应该用饱和澄清石灰水。
思考评价：
小白的计算是否正确          ；
小白的计算结果分析是否正确：            ；
小白的结论是否正确：         ；理由：                      。
（3）现在由你来进行合理的计算验证，你的问题假设是：“       相等的Ca(OH)₂溶液和NaOH溶液，分别通入CO₂气体，生成CaCO₃和Na₂CO₃时，两种溶液吸收CO₂气体各多少克？”
具体计算时，你还需要的数据是                           。

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                                            。