初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

某涂料添加剂M的成分为银、铝、锌中的一种，为确定其成分，取一定质量的M和稀硫酸进行实验。

①银、铝、锌的金属活动性由强到弱的顺序是　　。

②用如图1方法收集氢气，是因为氢气　　（选填“可溶”、“难溶”）于水；仪器Ⅰ的名称是　　。

③6.5g锌与足量稀硫酸完全反应，计算产生氢气的物质的量。（根据化学方程式列式计算）

④铝、锌分别与足量的稀硫酸反应。产生氢气的物质的量与消耗铝的质量关系曲线如图2所示，在图中画出产生氢气的物质的量与消耗锌的质量关系曲线。

⑤1.8g样品M与足量稀硫酸完全反应产生0.1mol氢气，则M的化学式是　　。

一种自加热食品包装中加热包的成分有：生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠、氯化钙、硫酸镁。使用时需向加热包加水，课堂上老师分别取适量加热包中的固体样品进行如图1实验：

（1）实验A中，将样品加入水里，触摸烧杯外壁发烫，其原因是　　。（用化学方程式表示）

（2）实验B中，将一定量稀盐酸加入锥形瓶中，剧烈反应，生成大量气体，学习小组同学对气体成分和锥形瓶内溶液进行探究。

Ⅰ、对气体成分进行探究。

[作出假设]假设一：只有H₂，假设二：只有CO₂，假设三：H₂和CO₂。

[实验验证]小明同学设计如图2实验，对气体成分进行探究。

①当气体通过甲时，澄清石灰水变浑浊，证明假设　　不成立。

②丁中出现　　的现象时，证明假设三成立。

③乙的作用是　　。

Ⅱ、对锥形瓶内的溶液进行探究。

实验后，小萍同学取少量锥形瓶内的溶液于试管中，向其中滴加NaOH溶液，开始一段时间无沉淀生成，其原因是锥形瓶内的溶液中存在　　。

[总结反思]通过以上探究，小林同学做了如下的反思归纳：

a．加热包应密封防潮保存

b．向用过的加热包内的固体中，加入过量稀盐酸后过滤，可以回收活性炭

c．能与水混合放出热量的物质均可用作加热包中的发热材料

你认为其中不正确的是　　（填字母）

化学课上，老师组织同学们观察铁丝、木炭、石蜡等物质分别在空气和氧气中反应的实验后，同学们分析总结出了燃烧的特征和定义，同时得出影响反应速率的因素之一是　　。为了激发学生的学习兴趣、拓展知识视野，老师又演示了如下实验：将打磨光亮的镁条在空气中点燃后迅速伸入充满二氧化碳的集气瓶中，观察到镁条继续燃烧，发出耀眼白光并伴有轻微爆炸声，集气瓶内壁上出现黑色颗粒，同时生成白色固体。同学们对该实验中生成的白色固体的成分进行了探究。

[猜想假设]猜想一：氧化镁

猜想二：碳酸镁

猜想三：氢氧化镁

猜想四：氧化镁和碳酸镁

同学们讨论后，一致认为猜想三不成立，理由是　　。

[实验验证]请你和同学们一起设计并完成实验。

实验操作	实验现象	实验结论
		猜想一成立

[反思交流]

（1）请你结合已有知识和实验探究过程，写出镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式　　。

（2）综合上述实验，你对燃烧或二氧化碳性质的新认识是　　（写一条）。

同学们在实验室用块状大理石和5%的稀盐酸反应制取CO₂，观察不到气泡产生时，发现固体还有剩余，对此进行探究（杂质不溶水且不与酸反应）

[提出问题[不再产生气泡的原因是什么？

[猜想假设]猜想一：盐酸已经完全反应；猜想二：剩余固体中无碳酸钙

猜想三：生成物或杂质附着在大理石表面，阻碍反应继续进行

[实验探究一]反应后溶液中是否有盐酸。

（1）小亮取上述反应后的清液，测得溶液pH＝2，说明溶液显　　性，由此得出猜想一不成立的结论。

（2）小慧认为此结论不够严谨，还应考虑生成物对溶液酸碱度的影响，补充了如下实验

①取洁净的烧杯，另配制　　溶液，测得溶液pH＝7

②取洁净的试管，加入适量水和紫色石蕊溶液，持续通入CO₂，发现溶液变为　　色。但小亮认为实验②不能说明CO₂对溶液酸碱度的影响，他重新改进了实验。

③另取洁净的试管，加入适量水，持续通入CO₂至饱和，测得溶液pH＝5.6。

由以上实验可知，该反应的生成物对溶液酸碱度影响不大，猜想一不成立，反应后的溶液中有盐酸。

[实验探究二]剩余固体中是否有碳酸钙。

小亮先振荡反应容器，使剩余固体和液体充分接触，观察到仍无气泡产生。再向容器中滴加少量5%的稀盐酸，又有气泡产生。一段时间后，不再产生气泡，仍有固体剩余。产生气泡的化学方程式是　　。

由以上实验可知，猜想二和猜想三不成立。

[得出结论]

根据以上实验探究，可得出影响反应能否进行的因素之一是　　。

[反思交流]小慧又提出，也可能是反应太慢，无法观察到气泡产生，她设计了如下对比实验：取出[实验探究二]所得的部分清液，放置一段时间后，测得pH为X，同时测得[实验探究二]容器中剩余清液的pH为Y，若X　　Y（填“＞”“＝”或“＜”），则她的猜想成立。

某化学兴趣小组利用所学知识制取氢氧化钠溶液。他们向盛有一定量碳酸钠溶液的烧杯中加入一定量的澄清石灰水，充分反应后过滤。甲同学认为滤液就是氢氧化钠溶液，其余同学不同意他的说法，大家一起展开探究。

[提出问题]滤液中的溶质成分是什么？

[猜想假设]猜想一：氢氧化钠

猜想二：氢氧化钠、氢氧化钙

猜想三：氢氧化钠、碳酸钠

猜想四：氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠

[讨论交流]大家一致认为猜想四不成立，请用化学方程式说明理由：　　。

[实验探究]甲、乙、丙三位同学分别取少量滤液于试管中，进行了下列实验。

	实验操作	现象	结论
甲同学	加入足量 稀盐酸	无明显现象	猜想一 成立
乙同学	加入碳酸 钠溶液	无明显现象	猜想一 成立
丙同学	加入无色 酚酞溶液	溶液变为红色	猜想一 成立

[实验评价]甲同学的实验只能证明滤液中不含　　；乙同学的实验只能证明猜想二不成立；丙同学的实验错误，原因是　　。

[得出结论]综合　　两位同学的实验和现象，可证明猜想一成立。

[反思迁移]①同学们经过讨论，提出用两种盐溶液及相应的实验操作，也可确定所得滤液中溶质的成分，这两种盐溶液可以是　　。

②在制取某物质时，除了根据反应原理设计实验，还需要注意　　。

在今年化学实验操作考试“探究纯碱的性质”中，同学们做了如图所示的四组实验，并将A、B、C、D四支试管中的废液全部倒入一个干净的大烧杯中。考试结束后，某兴趣小组发现大烧杯底部有沉淀，上层溶液呈红色。为了探究上层溶液的成分，进行了以下实验。

[提出问题]大烧杯中的上层溶液中除了含有水和酚酞外，还含有哪些离子？（假设难溶物质、水和酚酞均不会解离出离子）

[猜想假设]小明认为上层溶液中一定含有Na⁺、CO₃^2﹣、H⁺、Cl^﹣、Ba²⁺、Ca²⁺、OH^﹣七种离子，你认为上层溶液中含有的离子最多可能有几种，它们分别是　　（填离子符号）。

[分析讨论]（1）小红认为上层溶液中一定不含有H⁺，因为上层溶液呈红色。请你分析上层溶液中不含有H⁺的另外一个理由　　。

（2）小李取一定量的上层溶液于试管中，滴加几滴稀盐酸，发现无气泡产生，认为上层溶液中一定不含有CO₃^2﹣．小红认为他的结论不正确，原因是　　。

[设计实验]为进一步确定上层溶液中是否含有CO₃^2﹣，请你和小红一起参与下列探究：

实验操作	实验现象	实验结论
取大烧杯中上层溶液少许于一支试管中，滴加过量的BaCl2溶液，静置	① 　　 ②试管中的上层溶液仍是红色	①大烧杯中上层溶液中一定含有CO3^2^﹣ ②同时还能得出大烧杯中的上层溶液中一定含有离子是　　（填离子符号）

[实验结论]大烧杯中的上层溶液中一定含有的离子是　　（填离子符号）。

实验室有一份氯化钠和氯化钡混合物样品。兴趣小组同学设计了如下实验方案，分离提纯氯化钠并测定样品中氯化钠的质量百分含量，请回答下列问题：

（1）用托盘天平称量样品前对天平进行的第一步操作是　　。

₂₃溶液的目的是　　。该小组同学用如图所示装置进行操作Ⅱ，请指出操作中存在的两处错误：　　、　　。

（3）下列关于操作Ⅲ的说法正确的是　　（填序号）。

a．该操作中用到的玻璃仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿

b．该操作中用玻璃棒不断搅拌的目的是防止局部温度过高，造成液滴飞溅

c．当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热

d．停止加热后，立即将蒸发皿直接放在试验台上。

（4）样品中氯化钠质量百分含量为　　。

碳酸氢钠是小苏打的主要成分，在生产和生活中有许多重要的用途。化学课上，同学们为了解碳酸氢钠的性质，将一定质量的碳酸氢钠和稀硫酸混合，充分反应后，有气体逸出，写出该反应的化学方程式　　，同学们对反应后溶液中溶质的成分进行了探究：认为除一定含有硫酸钠外可能还含有其他成分，因此进行了猜想并做了如下实验：

[实验用品]pH试纸、锌片、氧化铜粉末、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液。

[猜想与假设]反应后溶液总溶质的可能组成成分。

猜想一：硫酸钠

猜想二：硫酸钠、碳酸氢钠

猜想三：硫酸钠、硫酸

[实验探究]同学们取反应后的溶液用不同方案进行如下实验，请根据结论完成如表实验现象中的空格。

实验方案	A	B	C	D
实验操作
实验现象		产生白色沉淀	试纸变色，对照标准比色卡，pH　　7
实验结论	猜想二不正确	猜想三正确	猜想三正确	猜想三正确

[得出结论]猜想三正确。

[评价反思]

（1）老师对同学们能用多种方案进行探究，并且得出正确的实验结论给予了肯定，同时指出探究中存在一处明显错误是：　　。

（2）有同学对实验方案B的结论提出了质疑，认为仅凭此现象不能得出猜想三正确，请说明理由　　。

[总结提高]依据所给实验用品，设计不同的方案确认猜想三是正确的，请你写出你的实验方案　　。

某同学设计如下实验，测定某品牌碳酸饮料中CO₂的含量，设计如下实验步骤：

①将250mL瓶装碳酸饮料放在冰箱中冷冻一段时间（未结冰）；

②将饮料从冰箱内取出，迅速加入质量分数为50%NaOH溶液5mL；倒转饮料瓶，轻轻震荡，然后放置恢复至室温，作待测液；

③按如图连接实验装置。取50mL待测液置于装置B的锥形瓶中，关闭开关K，打开分液漏斗的活塞，向锥形瓶中注入稀硫酸，至不再产生气泡，关闭活塞；

④打开开关K，向装置中鼓入空气，一段时间后，将C装置中的物质过滤，洗涤，烘干称量质量为0.394g。

资料：

①CO₂与足量Ba（OH）₂反应生成BaCO₃沉淀。

②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。

③实验中各种溶液的密度都视为1g/mL。

根据以上实验过程完成下列问题：

（1）上述实验过程中，C装置中的现象是　　。

（2）装置A中发生的化学反应方程式为　　，装置D的目的是　　。

（3）步骤①冷冻碳酸饮料的目的是　　。

（4）步骤④鼓入空气的目的是　　。

（5）根据题中提供的数据计算此品牌碳酸饮料中CO₂的含量为　　g/L．（加入的NaOH溶液的体积可忽略不计）

如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学欲利用其进行下列各化学实验。

（1）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂），在实验室中制备并收集干燥的氧气。按照要求设计实验装置，连接仪器，并检验装置的气密性。

①所选装置的连接顺序为　　（从左至右填写装置序号字母）。

②制取氧气所发生反应的化学方程式为　　。

③下列有关氧气制取和性质的叙述中，不正确的是　　（填写序号A、B、C，D之一）

A．实验室制氧气时，应先加入药品，再检査装置的气密性

B．在此反应前后，二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变

C．铁丝在纯氧中剧烈燃烧时，火星四射，生成黑色固体

D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体

（2）用干燥纯净的氧气对纤维素的组成进行分析探究实验（资料显示纤维素只含C、H、O三种元素）。所选装置按“氧气→D→A→C→碱石灰干燥管”的顺序连接（实验前检验装置的气密性，假设所发生的化学反应都完全充分进行）。装置D的玻璃管中放入纤维素试样的质量为wg，充分反应后，测得装置A的质量增加ag，装置C的质量增加bg，则纤维素中碳元素的质量分数为　　（计算结果用含字母的代数式表示）。

若实验中使用的氧气未干燥，这样测算出的纤维素中碳元素与氢元素的质量比与实际值比较将　　（填“偏大”“偏小”“基本一致”“无法确定”之一）

_xy1212为浓硫酸洗气瓶，实验前检验装置的气密性，假设所发生的化学反应都充分反应）。进行实验并记录实验数据，如下表所示：

装置编号	1中浓硫酸	D中玻璃管内固体	C中溶液
反应前质量	150g	14.4g	200g
反应后质量	152.7g	11.2g	213.2g

_xy中x：y＝　　（填写最简整数比）。

②从环保角度考虑，该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是　　。

小红在探究碱的化学性质时，将稀盐酸滴入到氢氧化钠溶液中，意外地发现有气泡产生，她认为氢氧化钠溶液已经变质。氢氧化钠溶液变质的原因是　　（用化学方程式表示）。

[提出问题]变质后的氢氧化钠溶液中的溶质是什么？

[猜想假设]小红对变质后的氢氧化钠溶液中的溶质成分做出了两种猜想：

猜想一：　　          猜想二：　　

[实验设计]为了验证上述猜想哪个正确，小红设计了如下方案：取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，观察溶液颜色的变化，可以得出结论。小敏认为小红的实验方案不合理，理由是　　。

[实验与结论]小敏另外设计实验方案并进行了探究，请你帮她完成下面的实验报告：

实验步骤	实验现象	结论
步骤1：取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，向其中滴加过量的氯化钙溶液并振荡	有白色沉淀产生	猜想一正确
步骤2：	）

步骤1反应的化学方程式是　　。

新华社2017年5月18日电，我国在南海海域成功连续8天稳定开采可燃冰（主要含甲烷水合物）。与煤、石油相比，可燃冰污染小、热量大，而且全球储量足够人类使用1000年。某化学兴趣小组对海洋资源产生浓厚的兴趣。于是他们查阅资料，得到下列信息：

（1）可燃冰埋藏于海底的沉积物和陆地冻土的岩石中；

（2）可燃冰开采难度大，如果气化后的甲烷逸散到空气中，将会加剧全球气候变暖；

（3）海水“晒盐”得到的盐叫粗盐，含有CaCl₂、Na₂SO₄等杂质。

他们分成两组对此进行探究：

Ⅰ组同学研究海底资源中的可燃冰，明确了两个问题：

（1）可燃冰在海底不燃烧的原因是　　；

（2）可燃冰形成的条件与　　、压强有关。

Ⅱ组同学研究海水物质资源中的主要化学成分，做了两个实验：

（1）模拟海水“晒盐”实验：将海水滴在玻璃片上，然后用吹风机吹干，产生白色固体，得到盐，这种结晶方法的原理是　　。

（2）模拟粗盐除杂实验：

[提出问题]如何将粗盐中的CaCl₂、Na₂SO₄杂质除掉

[可选试剂]稀H₂SO₄、稀HCl、NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液

[进行实验]

步骤	过程	现象	实验解析
第一步		产生白色沉淀	加入过量溶液Na2CO3的目的是
第二步		有气泡产生	化学反应方程式为
第三步	蒸发所得溶液	析出白色固体	得到较纯净的食盐

[反思与评价]浩瀚的海洋将为我们全人类贡献丰富的资源。

同学们：除了可燃冰、食盐以外，你还能从化学学科角度再说出一种你所知道的海洋资源吗？　　。

某校九年级"我们爱化学"活动小组的同学，探究了过氧化钠（Na ₂O ₂）与二氧化硫（SO ₂）反应后所得固体产物的成分，过程如下：

【查阅资料】过氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式为：2SO ₂+2Na ₂O ₂＝2Na ₂SO ₃+O ₂，2Na ₂SO ₃+O ₂＝2Na ₂SO ₄；SO ₂能使品红溶液褪色。

【提出猜想】猜想1：固体成分为Na ₂SO ₃

       猜想2：固体成分为Na ₂SO ₄

       猜想3： 　　

【实验探究】用如图所示的装置进行实验。打开A中分液漏斗的活塞，反应发生（产生足量的SO ₂）后，用带火星的木条检验从a处导出的气体，木条复燃。实验前称得Na ₂O ₂固体的质量为78g，充分反应后称得生成物固体的质量为134g。

【实验结论】（1）A是制取SO ₂气体的装置，反应的化学方程式与实验室制取CO ₂的化学方程式类似，请写出A中发生反应的化学方程式： 　　。

（2）由题中 　　的实验现象，可推测猜想2是错误的。

（3）装置B的作用是 　　；装置D的作用是 　　。

（4）根据反应前后固体的质量，可计算出Na ₂SO ₃的质量为 　　g，Na ₂SO ₄的质量为 　　g。

【总结提升】（1）若实验前称得Na ₂O ₂固体的质量为m ₁g，充分反应后称得生成物固体质量为m ₂g，则m ₂的取值范围是 　　（用含m ₁的关系式表示）

（2）请另外设计一种实验方案，定性验证过氧化钠与二氧化硫反应后所得固体产物的成分： 　　

某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分，提出了如下猜想：

a．可能是二氧化碳；

b．可能是一氧化碳。

并设计如图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：

Ⅰ．若澄清的石灰水变浑浊。则气体为二氧化碳；

Ⅱ．若澄清的石灰水不变浑浊。则气体为一氧化碳。

请你分析并回答：

（1）该同学的猜想是否严谨？请你说明理由：　　，　　；

（2）设计一个实验，验证（1）中你的理由。请简述你的实验方案　　；

（3）该实验装置存在的缺陷是　　；

（4）反应结束时，停止实验的操作步驟是　　；

（5）实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物，清洗试管①的方法是　　。

化学兴趣活动课中，同学们对过氧化钠可为潜水、宇航等缺氧环境工作人员提供氧气产生了浓厚的兴趣。他们在老师的指导下展开了以下探究活动。

同学们将纯净干燥的二氧化碳气体通过装有过氧化钠的实验装置后，发现除生成氧气外，还有固体物质存在。老师介绍说，二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气和一种初中化学常见的盐。

【提出问题】反应后的固体是什么？

【查阅资料】过氧化钠是一种淡黄色固体，化学式为Na₂O₂。

常温下过氧化钠能与水反应生成氢氧化钠和氧气，还能与盐酸等物质反应生成氧气。

【猜想】反应后的固体是：

I．碳酸氢钠；Ⅱ．碳酸钠；Ⅲ．碳酸钠和过氧化钠

【讨论交流】同学们通过讨论交流认为猜想Ⅰ肯定是错误的，其理由是：　　。

【实验探究】

	实验操作	实验现象	结论
步骤一	取少量反应后的固体于试管中，加入适量的水。	固体溶解，无气泡产生	猜想Ⅱ成立
步骤二	取少量步骤一所得溶液于试管中，加入稀盐酸。

写出二氧化碳与过氧化钠反应的化学方程式　　。

【反思】小华认为，直接向反应后的固体中加入稀盐酸就可以验证猜想。同学们认为这样做不合理，理由是　　。