初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

2017年5月，我国在南海海域成功开采天然气水合物﹣可燃冰，可燃冰是甲烷与水在低温、高压的条件下形成的无色、冰状固体，是最具开发前景的能源之一。可燃冰的主要成分是CH₄•nH₂O，在开采过程中若甲烷泄漏，会导致严重温室效应。某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：

[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质？

[查阅资料]含碳元素的物资完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。

[猜想与假设]

甲 CO₂、H₂O                       乙 CO、H₂O

丙 NH₃、CO₂、H₂O           丁 CO₂、CO、H₂O

你认为　　同学的猜想是错误的。

[实验探究]为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下列装置，进行验证：

（1）A、B装置的顺序不能颠倒，原因是　　。

（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是　　。

（3）实验中观察到A中　　，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断　　同学猜想成立。

（4）请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式　　。

化学活动课上同学们对金属的性质及合金的成份进行了探究，请你参与。

（1）取等质量的金属，分别加入足量稀硫酸，完成如表四组实验。

药品/序号	A	B	C	D
金属	铜粉	锌粉	锌粉	镁粉
稀硫酸	9.8%硫酸	19.6%硫酸	9.8%硫酸	9.8%硫酸

①写出实验中一个反应的化学方程式　　。

②根据表中　　实验（选填序号），即可判断Mg、Cu、Zn三种金属的活动性顺序。

（2）探究合金的成份，某合金可能由Mg、Cu、Zn、Al四种金属中的两种组成。

[提出问题]合金由哪两种金属组成？

[实验探究]①取该合金m₁g，在足量氧气中反应，生成固体质量为m₂g，m₁和m₂的关系如图所示，则（m₂﹣m₁）g表示的意义是　　。

②再向m₂g的固体中加入稀硫酸，微热，固体全部溶解，得溶液M，继续进行如下实验，补充完成内容。

实验操作	实验现象	结论和化学方程式
向M中加入ag铁粉、搅拌		化学方程式：　　 M中的溶质：
过滤，把所得固体洗涤、干燥，称其质量也为ag，并向此固体中加入稀硫酸	无明显现象

[分析结论]③若m₁＝4，m₂＝7.2，结合上述实验分析，合金的成份是　　。

（3）根据上述实验总结金属的化学性质　　。

某化学兴趣小组发现铜片在加热的条件下可以与浓硫酸反应，产生气泡并闻到刺激性气味，铜片溶解，溶液呈蓝色，请你参与实验探究。

【查阅资料】SO₂是一种无色，有刺激性气味，有毒的气体。

（1）【提出问题】产生的气体是什么？

（2）【提出猜想】猜想一：SO₂；猜想二：SO₂和H₂。

（3）你认为猜想二　　（填：“正确”或“错误”）。

（4）提出问题】蓝色溶液的溶质是什么？

（5）【提出猜想】猜想一：CuSO₄；猜想二：CuSO₄和H₂SO₄。

（6）【进行实验】取一定量反应后的溶液进行稀释，并分装在A、B两支试管中，然后进行下列实验，并完成如表：

步骤	实验操作	实验现象	实验结论
步骤一	在试管A中加入少量的CuO粉末	①	溶液中含有H2SO4
步骤二	在试管B中加入过量的NaOH溶液	②	溶液中含有CuSO4

（7）【探究结论】通过实验，猜想二正确。

（8）写出步骤一发生反应的化学方程式：　　。

（9）完成并配平方程式：□Cu+□H₂SO₄（浓）　 　。

（10）【反思评价】根据化学方程式：小王认为工业上可以用铜和浓硫酸反应大量制取硫酸铜，小李认为不适宜，理由是　　。

有一包固体X，可能由NH₄NO₃、FeCl₃、NaOH、Na₂SO₄、CaCO₃、Ba（NO₃）₂中的两种或两种以上物质组成。为探究其成分，进行如下实验：

（1）取少量固体X与熟石灰研磨，无氨味。则原固体中一定不含　　。

（2）另取少量固体X按图中的甲进行实验。

①操作a的名称是　　，由甲实验判断，原固体中一定不含　　。

②取白色沉淀B于烧杯中并逐滴加入稀硝酸，烧杯中固体质量随滴入稀硝酸质量的变化如图乙所示。则白色沉淀B的成分为　　，图乙中c点时烧杯中的溶液一定含有的阳离子是　　。

（3）为进一步探究原固体X的组成，取无色溶液A，向其中通入CO₂气体，产生白色沉淀，由此判断固体X中还含有　　。

甲班学生做完实验室制备氧气和还原金属氧化物的实验后，剩余物质倒入同一废液缸里。乙班课外兴趣小组同学进行了如图所示的探究。（二氧化锰在常温下不和酸反应）请回答：

（1）步骤①的操作名称是　　，所用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和　　。

（2）由步骤②实验现象推知，甲班同学制取氧气所用的固体反应物是　　（写化学式）。

（3）由步骤④所得溶液加入氢氧化钠可得红棕色沉淀，该反应的化学方程式为　　。

（4）由步骤③产生的气体判断固体A中一定含有　　（写名称）；综合步骤③④现象推理，固体A中还可能含有的物质是　　（写至少两种物质的化学式）。

（5）根据上述实验和分析判断固体C是　　（写化学式）。

某化学兴趣小组同学对家用普通干电池中含有的物质产生了浓厚的兴趣。他们剥开电池时闻到氨味且发现有黑色物质。

[提出问题]为什么有氨味？黑色物质的成分是什么？

[猜想假设]能闻到氨味说明含有铵盐（如NH₄Cl）；黑色固体可能有铁粉、氧化铜或二氧化锰。

[实验探究]同学们分别设计实验进行探究。

实验I．小聪取适量黑色物质与　　混合置于研钵内研磨，嗅到强烈氨味，再用湿润的红色石蕊试纸检测，观察到试纸变蓝，证明黑色物质中含有铵盐。

实验II．小敏将黑色物质加入适量的水中搅拌溶解，静置后　　，取不溶物进行实验。

实验步骤	实验现象。实验结论
1、取适量黑色滤渣装入试管中，再加入过量稀盐酸	无气泡生成，溶液不变色
2、取适量黑色滤渣装入另一支试管中，再加入　溶液，向上述试管中伸入带火星的小木条。		黑色粉末中含有二氧化锰

[交流讨论]

步骤2中发生反应的化学方程式为　　。

学校实验室的废液缸中收集了学生在实验室制取CO ₂后残留废液．某化学课外小组的同学想探究废液中溶质的成分，请我们共同参与探究并回答下列问题：

【提出问题】废液中的溶质是什么物质？

【作出猜想】甲同学认为废液中的溶质只有CaCl ₂．你认为还可能含有的溶质是 　　（化学式）．

【査阅资料】CaCl ₂溶液呈中性．

【实验与结论】①甲同学取少量CaCl ₂溶液和废液分别加入到2支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞试液做对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是甲同学认为自己的猜想是正确的．

②你认为甲同学的实验 　　（填"能"或"不能"）证明他的猜想，理由是 　　．

③如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是 　　，实验中可能观察到的现象是 　　．

【拓展与应用】①若实验证明你的猜想是正确的，想要处理废液只得到CaCl ₂溶液，应向废液中加入过量的 　　，反应完全后过滤．

②通过以上探究，你认为实验室的废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是 　　．

有一包固体粉末，可能含有铜、氧化铁、氯化钠、硫酸钠、硫酸铜中的一种或几种，为确定其成分进行如下实验，现象如图所示（部分生成物未标出）：

根据实验过程中的现象判断：

（1）固体B的成分是　　（填化学式，下同）；a、b、c含同一操作，其名称是　　；

（2）固体粉末中一定不含有的物质是　　，可能含有的物质是　　；

（3）写出反应③的化学方程式　　。

某化学探究小组欲制取少量氢氧化钠溶液．他们把饱和石灰水加入盛有碳酸钠溶液的烧杯中，经充分搅拌、过滤，得到样品溶液．

（1）写出反应的化学方程式：       ；

（2）小组同学对得到的样品溶液是否为纯净的氢氧化钠溶液产生怀疑，决定对其溶质成份进行探究．

【提出猜想】

猜想一：只含氢氧化钠

猜想二：含有氢氧化钠、氢氧化钙

猜想三：含有氢氧化钠、碳酸钠

【实验探究】小组同学发现，只要用反应物（饱和石灰水和碳酸铵溶液）就可以验证猜想．他们取少量样品溶液进行下列实验：

实验操作	实现现象	实验结论
① X是		猜想二不正确
② Y是		猜想三正确

【交流讨论】甲同学认为要验证猜想二不正确，也可往样品溶液中通入       ；受该同学的启发，小组同学认为要验证猜想三正确，也可以在样品溶液中滴加盐酸．

【实验评价】乙同学往样品溶液中滴入盐酸，刚开始没有观察到明显现象，试分析原因       ．

有一包白色固体样品，可能含碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钠中的一种或几种。小科同学为探究其成分做了以下试验：

Ⅰ．取少量固体样品于烧杯中，先加足量水溶解，再加入足量的BaCl₂溶液，有白色沉淀产生；

Ⅱ．继续向烧杯中滴加稀盐酸并不断搅拌，烧杯内固体质量随加入稀盐酸质量的变化如图所示。

请回答下列问题：

（1）AB段观察到的现象是　　

（2）C点时，溶液中一定含有的溶质是　　。

有一黑色粉末物质可能由氧化铜、木炭、二氧化锰中的两种或三种组成。某兴趣小组对该粉末的成分进行了如下探究和验证。

【提出问题】该黑色粉末含有哪些成分？

【做出猜想】大家认为黑色粉末的组成共有下面四种可能：

猜想1：木炭和氧化铜；

猜想2：木炭和二氧化锰；

猜想3： 　　；

猜想4：氧化铜、木炭、二氧化锰。

【查阅资料】1．常温下碳、氧化铜、稀硫酸均不与二氧化锰反应；

2．MnO ₂不能燃烧。

【探究验证】

步骤	实验操作	实验现象	结论	理由
（1）	取少量黑色粉末放入试管，加入足量的稀硫酸，振荡	黑色粉末部分溶解		相关反应方程式
（2）	将（1）反应后的物质过滤，干燥，取一部分滤渣放入横口试管中加强热，并不断鼓入空气	有火星产生	原混合物中含有
（3）	①将（2）所得另一部分滤渣加入5%的过氧化氢溶液	有大量能使带火星的木条复燃的气体产生	原混合物中含有
	②向（2）所得滤液中加入5%的过氧化氢溶液	有大量能使带火星的木条复燃的气体产生

【结论】上述猜想中正确的是 　　。

实验室有一包固体混合物，可能由Fe（OH）₃、KOH、Ba（OH）₂、K₂CO₃、C、Cu、CuO中的三种物质组成．某校化学兴趣小组的同学为了探究其成分，设计了如图实验流程：

请回答下列有关问题：

（1）无色溶液II中所含阳离子的符号是　　．

（2）有色固体a与稀硫酸反应的化学方程式为　　．

（3）有色固体b在空气中加强热时发生反应的化学方程式为　　．

（4）这包固体混合物的成分是　　．

生石灰常用作食品干燥剂，其包装上除了表明主要成分为生石灰外，还提醒了人们注意不可食用、不可浸水、不可开袋、儿童勿喷。甲、乙两同学想知道刚从食品袋中取出的生石灰的成分，进行了如下探究：

【提出问题】生石灰干燥剂中含有哪些物质？

【猜想与假设】猜想Ⅰ．含有氧化钙[CaO]、氢氧化钙[Ca（OH）₂]；

猜想Ⅱ．含有氧化钙[CaO]、碳酸钙[CaCO₃]；

猜想Ⅲ．含有含有氧化钙[CaO]、氢氧化钙[Ca（OH）₂]、碳酸钙[CaCO₃]。

【活动与探究】甲、乙两同学为了验证猜想，进行如下实验。

甲同学实验：取少量样品于试管中，加入适量的水充分反应后，再滴加几滴无色酚酞试液，可观察到溶液呈红色。

乙同学实验：取少量样品于试管中，加入足量的稀盐酸，有无色无味气体产生，该气体能使澄清石灰水变浑浊。

【结论与反思】（1）猜想　　错误。（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）

（2）甲同学实验中发生的反应的方程式：　　，溶液变红色的原因：　　。

（3）乙同学检验气体的方程式：　　。

（4）乙同学认为甲同学的实验是多余的，因为：　　。

【拓展应用】甲、乙最终无法确定该生石灰干燥剂的成分，实验失败，丙同学认为可以通过定量实验来确定，在定量实验时，一定要用到的实验操作是：　　。

某化学兴趣小组用一定浓度的稀盐酸和含杂质5%（杂质不与盐酸反应）的石灰石制备CO₂，他们选择的制取和收集装置如图所示。请按要求回答问题和探究：

（1）装置A中仪器a的名称是　　，若要制取并收集干燥的CO₂，导管的连接顺序是　　。

（2）若消耗的石灰石为100g，理论上可得到CO₂　　g（精确到0.1），但实际收集到的CO₂质量与理论值不符，原因可能是　　（填一种）。

（3）探究装置A中残留液的溶质成分。

【提出问题】残留液中含有哪些溶质？

【查阅资料】CaCl₂溶液呈中性。

【思考判断】残留液中一定含有的溶质是　　（填物质名称），可能含有的溶质是HCl。

【实验验证】同学们通过多种实验方法，均验证了残留液中的溶质有HCl，请完成下表。

	实验操作	现象（数据或化学方程式）	结论
方法一	用酸碱指示剂测定溶液的酸碱性，所选择的指示剂为　　。	现象：	残留液中的溶质有HCl
方法二	用pH试纸测定溶液的pH。	pH　　7 （填＞、＝或＜）
方法三	用化学药品检测，且发生了复分解反应，可能选用的药品为　　（填一种物质的化学式）。	现象：　　 化学方程式：

水煤气是我国某些地区的一种常用的生活燃料，大量生产水煤气的方法是：将高温水蒸气通入灼热的焦炭（假设焦炭中无其它参加反应的杂质），在700℃﹣800℃之间，生成碳的氧化物和氢气，某兴趣小组为探究水煤气的组成成分，设计了如图所示的装置：

请你和他们一起完成下列活动[提示：①CuSO ₄（白色）+5H ₂O═CuSO ₄•5H ₂O（蓝色）；②假设每一步都充分反应]：

（1）实验中，发现装置B中的澄清石灰水变浑浊，则装置B中发生的一个反应的化学方程式是 　　

（2）装置F中的白色粉末变蓝，则装置E发生的一个反应的化学方程式是 　　。

（3）装置F，G 　　（填"能"或"不能"）调换，其原因是 　　。

（4）实验中，发现装置A、F中的白色粉末变蓝，装置B、G中的澄清石灰水变浑浊，则水煤气的组成成分是 　　。