初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分（锡纸中以一种金属为主，其它成分对实验无干扰），开展了以下探究活动。

【提出问题】锡纸中的金属是什么？

【建立猜想】根据锡纸有银白色金属光泽，并结合金属活动性、价格等因素，猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。

【探究过程】

步骤	活动内容	收集证据	分析并得出结论
步骤一	①查阅资料：金属锌在室温下很脆	锡纸未破损	锡纸中金属不是锌
	②取锡纸反复折叠
步骤二	用磁铁靠近锡纸	锡纸没有被磁铁吸引	锡纸中金属不是
步骤三	①取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到　　现象时，取出锡纸条并用蒸馏水清洗。 ②将处理过的锡纸条放入试管中，加入饱和硫酸锌溶液，静置观察。	②中锡纸条表面无明显现象	说明锡纸中的金属活动性比锌弱，则锡纸中金属不是铝，而是锡。

【交流评价】

小科对实验结论提出质疑：“无明显现象”并不代表没有发生反应，因为铝与硫酸锌反应[2Al+3ZnSO₄＝3Zn+Al₂（SO₄）₃]生成的金属锌为银白色，与铝颜色相同，因此无法得出结论。请在不改变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案，并根据预期结果得出相应结论：　；

　。

【继续探究】运用完善后的方案进行实验，分析实验结果，得出初步结论：锡纸中金属是铝。

浓硫酸与木炭在加热条件下可发生反应产生水和化学式为XO₂型的气体。某化学课外兴趣小组的同学对XO₂型气体的成分进行了实验探究。

[猜想]

（1）根据反应物组成元素及生成物的化学式类型，提出以下猜想：

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO2	只有　SO2	CO2和SO2都有

[查阅资料]将SO₂、CO₂气体分别通入下列溶液中产生的有关现象如表：

气体 溶液	SO2	CO2
品红溶液	褪色	不褪色
氯水（黄绿色）	褪色	不褪色
澄清石灰水	浑浊	浑浊

[实验探究]

实验一：

（2）将装置按甲→丙→（尾气处理）连接并进行实验。实验过程中观察到丙中溶液褪色，证明　　不成立（填“猜想1”、“猜想2”或“猜想3”）。

实验二：

（3）将装置按甲→乙→（尾气处理）连接并进行实验。实验过程中观察到乙中澄清石灰水变浑浊。根据此现象能否确定CO₂ 的存在，理由是　　。

实验三：

（4）将装置按甲→丙→丁→戊→乙→（尾气处理）连接并进行实验。实验过程中观察到丙、丁中溶液均褪色，戊中溶液颜色无变化，乙中澄清石灰水变浑浊。

①将反应后丁中溶液分成两等份分别置于两支试管中，并按如图所示操作进行实验。根据图中实验现象可判断反应后丁中溶液存在的离子有　　。

②丁中溶液的作用是　　。

[实验结论]

（5）　　（填“猜想1”、“猜想2”或“猜想3”）成立。

[问题讨论]

（6）在实验三中，若去掉装置戊，对实验结论　　（填“有”或“无”）影响，理由是　　。

草酸（H₂C₂O₄）存在于自然界的植物中，在170℃以上易分解。某校化学兴趣小组为确定草酸分解产物，做如下探究。

[提出问题]草酸的分解产物是什么？

[猜想与假设]猜想①CO CO₂

猜想②CO H₂O

猜想③CO₂ H₂O H₂

猜想④CO CO₂ H₂O

经小组同学分析得出上述猜想　　一定是错误的。

[查阅资料]无水硫酸铜是一种白色固体，遇水会变成蓝色。

[进行实验]该小组同学设计了如图的实验过程（部份固定装置已略去）。

实验步骤	实验现象	实验结论
将分解产物从左至右 依次通过各装置	A中无水硫酸铜变蓝 B中澄清石灰水变浑浊	猜想②错误
	F中无水硫酸铜　　 G中澄清石灰水变浑浊	猜想④正确
问题解答	（1）装置C的作用　　 （2）写出装置E中发生反应的化学方程式

[交流反思]为防止污染环境，该实验应增加尾气处理装置。

抛撒融雪剂可消融路面积雪。研究人员配制出A、B两组融雪剂，组成成分及质量分数如下表：

A组	B组
CH3COOK36% KH2PO414% CaCl214% MgCl236%	CH3COOK40% KH2PO414% CaCl215% KHCO331%

回答下列问题：

（1）A、B两组融雪剂相比较，　　组的CH₃COOK（乙酸钾）含量高。

（2）KH₂PO₄的相对分子质量为　　。

（3）B组融雪剂中，含氯的质量分数为　　（填计算结果）。

过氧化钙（CaO₂）是一种重要的化工产品，可用来改善地表水质、治理赤潮。过氧化钙产品中常含有氧化钙杂质。以下是某学习小组为测定过氧化钙产品纯度设计的实验，实验装置如图。

已知：CaO₂是一种白色粉末，微溶于水，易溶于稀盐酸，且发生反应：

CaO₂+2HCl═CaCl₂+H₂O₂

实验步骤：实验前称取产品及MnO₂共12.0g，先缓慢通入N₂一段时间后，加热铜网至红热，再缓慢滴入过量稀盐酸，直至A中样品完全反应。继续缓慢通入N₂，一段时间后停止加热，待C中铜网冷却后，停止通入N₂．将锥形瓶中的剩余物过滤，洗涤，干燥，得到滤渣2.0g。

回答下列问题：

（1）MnO₂与稀盐酸不反应。A中MnO₂的作用是　　。

（2）样品完全反应后，继续缓慢通入N₂的目的是　　。

（3）装置B的作用有：除去气体中的水蒸气、　　。

（4）实验测得C装置中铜网增重1.8g，该产品中过氧化钙的质量分数为　　。

I．下图为实验室制取并收集氧气的部分装置图，据图回答：

（1）写出编号a的仪器名称　　。

（2）若用B装置制取O₂，写出对应的化学反应方程式　　。

（3）若用D（装满水）收集O₂，则气体应从　　（填“b”或“c”）端导入。

Ⅱ．小军同学在实验室帮老师整理药品时发现NaOH溶液试剂瓶口有一些白色固体，于是产生好奇心：这白色固体是什么？他为此进行了如下探究。

[查阅资料]①NaOH在空气中变质不会生成 NaHCO₃；

②CO₂不溶解于饱和NaHCO₃溶液中，也不与NaHCO₃反应；

③Fe（OH）₃呈红褐色，难溶于水；BaCl₂溶液呈中性。

[提出猜想]猜想一：是NaOH 猜想二：是Na₂CO₃ 猜想三：　　。

[实验探究]小军进行了下列实验探究

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量白色固体于试管中，加水溶解，再加入足量BaCl2溶液	产生白色沉淀	猜想二正确
②过滤，在滤液中加入FeCl3溶液	无红褐色沉淀生成

[问题分析]实验操作①中加入足量BaCl₂溶液的作用是　　，实验操作②还有其他实验方案吗？如有，请写出一种实验方案（必须指明试剂和现象）　　。

为了提高实验结论的准确性，小军又设计了如图2所示的实验对该白色固体的性质进行进一步探究：

[实验现象]A中有大量气泡产生，C中实验现象是　　。

[实验结论]白色固体是Na₂CO₃。

[分析与反思]小军在与老师进行交流后得知，自己所设计的实验存在一定的缺陷，他对自己实验中存在的问题进行了反思：装置B中也能产生CO₂．写出装置B中产生CO₂的化学反应方程式：　　。改进措施：将浓盐酸换为稀盐酸。

半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H₂、CO、CO₂、N₂和水蒸气。某化学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分，设计的实验方案如图所示。

查阅资料可知碱石灰是CaO和NaOH的混合物。回答下列问题：

（1）A瓶中产生白色沉淀，证明半水煤气中含有　　，反应的化学方程式是　　。

（2）B装置的作用是　　。C装置的硬质玻璃管中发生置换反应的化学方程式是　　。

（3）证明半水煤气中含有H₂的现象是　　。

（4）证明半水煤气中含有CO的现象是　　。

（5）测定半水煤气中H₂、CO质量的实验方案如下：

若步骤Ⅳ中浓硫酸质量增加ag，步骤Ⅴ的KOH溶液质量增加bg，则半水煤气中H₂与CO的质量比为　　（用含字母a、b的代数式表示）。

某化学实验小组利用以下装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度，

向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体，假设赤铁矿中杂质不参与反应，请回答下列问题：

（1）实验开始时，先进行的操作是　　（填序号）

①通入一氧化碳   ②加热

（2）实验过程中观察到装置A中玻璃管内发生的现象　　。

（3）写出B装置发生的化学反应方程式是　　；装置C的作用是　　。

（4）从环境保护的角度看该实验存在的缺陷是　　。

（5）实验前称量赤铁矿的质量为20g，通入足量的一氧化碳完全反应后，B装置总质量增加了13.2g，则赤铁矿中氧化铁的纯度为　　。

有一包白色固体可能含有BaCl₂、Na₂CO₃、KCl、CuSO₄中的一种或几种，将固体取样溶于水得到无色溶液，取该溶液少许于试管中，加入稀盐酸，有气泡产生，完全反应后，继续加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成，则原固体中一定有　　，一定没有　　，产生气泡的化学方程式为　　。

（1）用稀盐酸和氢氧化钠溶液进行中和反应实验时，反应过程溶液pH变化曲线如图所示：

①该反应的化学方程式是 　　；

②该实验操作是将 　　（写溶质的化学式）溶液逐滴加入到另一种溶液中。

（2）若用稀硫酸代替（1）中的稀盐酸，将稀硫酸逐滴加入至盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，当滴加到一定量并充分反应时，请对烧杯中溶质成分进行探究。

【提出问题】此时烧杯中的溶质成分是什么？

【猜想与假设】Ⅰ：Na ₂SO ₄Ⅱ： 　　Ⅲ：Na ₂SO ₄和NaOH

【实验与探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量上述烧杯中的溶液于试管中，滴加 　    　溶液		猜想Ⅲ正确

某化学活动小组同学发现，不同物质在发生变化时，即使实验现象相同，其变化的实质也可能存在着本质的区别。

同学们利用如图所示的装置进行了以下两个实验。

实验Ⅰ：在集气瓶底部放入一定量的硝酸铵固体，再将注射器中的水注入瓶中，振荡。

实验Ⅱ：向充满二氧化碳的集气瓶中注入一定量的氢氧化钠溶液，振荡。

[现象分析]上述两个实验过程中，U形管中液面均出现　　（填“左高右低”或“左低右高”）现象，其中实验Ⅰ没有发生化学变化，实验Ⅱ发生了化学变化，其反应的化学方程式为　　。

[归纳总结]相同的实验现象既可以由物理变化引起，也可以由化学变化引起。

[拓展延伸]在探究白色固体的组成时，也需考虑相同现象是否存在着本质区别。

有一包白色固体，可能含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。为了探究白色固体的成分，同学们做了以下实验。

步骤1：甲同学取一定量的白色固体于试管中，加入一定量的水后振荡，触摸试管外壁，没有感觉到放热现象，说明白色固体中没有　　。

试管底部有白色不溶物，甲同学认为白色固体中一定含有碳酸钙，乙同学认为上述现象不足以证明碳酸钙的存在，其理由是　　。

步骤2：为进一步得出准确的结论，他们进行了下面所示实验。

实验操作	实验现象	实验现象
（1）将步骤1试管中物质过滤，向滤液中滴加　　。	溶液由无色 变成红色	白色固体中 含有
（2）向滤出的固体中加入足量的　　。	有气泡产生

某白色固体可能由BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃、Na₂SO₄中的一种或几种物质组成，某兴趣小组同学为确定该白色固体的成分，进行了如下实验探究请你参与并回答相关问题。

I．初步探究：小明同学设计的实验过程及现象如图所示。

[查阅资料]BaCl₂溶液显中性

[初步结论]

（1）原白色固体中一定有的物质是　　。

（2）M溶液中的溶质一定有　　，一定没有BaCl₂。

[交流讨论]小樱同学认为：无色溶液M变红色，说明溶液M中含有碱性物质，但不能由此推导出原固体物质中是否含有NaOH．若要进一步确定，需对溶液M继续进行探究。为此同学们进行了如下的探究：

Ⅱ．继续探究

[提出问題]无色溶液M中的碱性物质是什么？

[猜想与假设]猜想一：NaOH、Na₂CO₃；

猜想二：NaOH；

猜想三：　　。

[探究与结论]

实验步骤	实验现象	实验结论
A．取少量无色溶液M置于试管中，加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置。		猜想一正确
B．取少量实验A所得上层清液置于试管中，加入　　。	溶液由无色变成红色

步骤A中加入过量的BaCl₂溶液的目的是　　。

在老师的指导下，同学们通过交流、讨论、实验，圆满完成了这次实验探究活动。

某化学兴趣小组欲探究CO₂与NaOH溶液反应后所得溶液中的溶质组成。

[查阅资料]1．Na₂CO₃+CO₂+H₂O＝2NaHCO₃

2．NaHCO₃可以与碱溶液反应，生成Na₂CO₃

3．Ca（HCO₃）₂能溶于水

[提出合理猜想]猜想一：溶质为Na₂CO₃

猜想二：溶质为 NaHCO₃

猜想三：溶质为Na₂CO₃，NaHCO₃

猜想四：溶质为　　；

[验证猜想]假如猜想三成立，请你根据下列提供的试剂，完成实验报告。可选试剂：NaCl溶液、NaOH溶液、CaCl₂溶液、稀盐酸（每种试剂可重复选用）

实验步骤	实验现象	实验结论
①取反应后的溶液样品于试管中，滴加　　溶液		Na2CO3存在
②向步骤①的试管中继续添加①所滴加的试剂，直至　　，过滤后得滤液。	/	NaHCO3存在
③向步骤②所得的滤液中加入试剂	方法一： 加入；
	方法二： 加入　　。	有白色沉淀生成

“垃圾是放错位置的资源”，废旧金属的回收利用可节约资源、减少污染。为测定某废铜屑（含铜、铜锈、氧化锌）中铜元素的含量，以便合理回收金属，化学小组取一定质量的样品，分别用如下方法获取相关数据。

说明：铜锈的成分为碱式碳酸铜[Cu₂（OH）₂CO₃]；Cu₂（OH）₂CO₃ $\frac{\underset{¯}{△}}{}$2CuO+CO₂↑+H₂O；方法一所用部分装置如图；无水硫酸铜用于吸收水分。

（1）方法一中，过滤后所得滤液的溶质是　　；此步骤还可证明锌的金属活动性比铜强，理由是　　。

（2）结合图中装置，为测定废铜屑中铜元素的含量，方法一中需要称量并记录的数据有　　。实验中，待锥形瓶内的反应结束后，可用注射器向瓶内多次推入空气，其目的是　　。

（3）写出方法二中“……”处省略的两个实验步骤。

某校化学兴趣小组同学向盛有一定量生石灰的烧杯中加入碳酸钠溶液，充分反应后却至室温，过滤、洗涤、干燥，得到固体A和溶液B，并对固体A和溶液B的成分展开了探究。

上述实验中发生的化学反应有：

①CaO+H₂O＝Ca（OH）₂

②　　 （写化学方程式）。

探究活动1：固体A的成分是什么？

[猜想假设]小雨猜想是CaCO₃；小亮猜想是CaCO₃和Ca（OH）₂

小亮猜想含有Ca（OH）₂的理由是　　。

[实验验证]

1．小雨取少量固体A于试管中，加入足量的稀盐酸，有气泡产生。证明自己的猜想正确。

2．小亮取少量固体A于试管中，加入足量水振荡，静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液，观察到　　，证明自己的猜想正确。

[反思评价]同学们经过讨论后认为小雨的实验不足以确定固体A的成分，理出是　　。结合两位同学的实验，证明了小亮的猜想是正确的，由此确定了固体A的成分。

探究活动Ⅱ：溶液B中溶质的成分是什么？

[猜想假设]猜想一：NaOH

猜想二：NaOH Na₂CO₃

猜想三：NaOH Ca（OH）₂

[讨论交流]结合对固体A成分的探究，同学们认为猜想三是正确的，理由是　　。

[实验验证]取少量溶液B于试管中，滴加　　溶液，产生白色沉淀，证明猜想三正确。