初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

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 　　。

某饮用水中含有较多的碳酸氢钙[Ca（HCO ₃） ₂]，属于硬水，煮沸时会有水垢生成，实验小组欲探究该水垢的主要成分．

【猜想与分析】分析Ca（HCO ₃） ₂与水的元素组成，该水垢的主要成分可能是 　　

Ⅰ；CaOⅡ．Ca（OH） ₂Ⅲ．CaCO ₃Ⅳ．Ca（OH） ₂和CaCO ₃

小强同学认为该水垢中不会存在CaO，理由是 　　．

【实验与事实】

实验		现象	解释或结论
实验一	将适量的水垢和水装入试管中，充分振荡后静置，用滴管取上层清液于小试管中，然后再向小试管中滴入紫色石蕊溶液	紫色石蕊溶液不变色	Ca（OH） 2微溶于水，其水溶液显碱性， 能使紫色石蕊溶液变蓝色，不变色说明水垢中一定没有
实验二	按如图所示方案进行实验	反应一段时间后水垢消失，溶液澄清；玻璃片上澄清石灰水变浑浊	石灰水变浑浊，说明有CO 2生成， 则水垢中一定含有

【原理与呈现】请用化学方程式表示实验二中有关反应的化学反应原理： 　；

【实践与应用】使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，长期饮用硬水对人体健康不利，在日常生活中，可使用 　　来检测饮用水是硬水还是软水．

娄底人在端午节有吃皮蛋的习俗。某化学小组的同学查阅资料后得知，腌制皮蛋的主要原料有：生石灰、纯碱和食盐。同学们向这三种物质中加入适量水，充分搅拌，过滤，对滤渣中溶质的成分进行探究。

小组同学讨论后一致认为，滤液中的溶质一定含有NaCl和　　。（写化学式）

【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质呢？

【作出猜想】

小林认为：还含有Ca（OH）₂

小方认为：还含有Na₂CO₃

小华认为：还含有Ca（OH）₂和Na₂CO₃

【交流讨论】经过进一步讨论，大家认为小华的猜想不合理，原因是：　　。（用化学方程式表示）

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
小林：取少量滤液于试管中，滴加足量的稀盐酸		小方的猜想正确
小方：取少量滤液于试管中，滴加 　　溶液	产生白色沉淀	小方的猜想正确
小华：取少量滤液于试管中，滴加Na2CO3溶液	无明显现象	小方的猜想正确

【交流谈论】同学们认为，通过小华的实验不足以得出其结论，原因是　　。

【继续探究】小明也取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，却没有看到明显现象，小明对此深感疑惑。

【解释评价】经老师的指导和大家的认真思考后终于找出了原因，你认为是　　。最后，老师对同学们这种严谨的科学态度给予了充分的肯定。

某实验小组的甲、乙两同学围绕Na₂CO₃进行了如图一所示的实验。实验结束后，丙同学把A、B两支试管中的物质倒入同一洁净的烧杯中（如图二），充分混合后发现白色沉淀明显增加。

（1）甲同学的实验完成后，A试管一定有剩余的物质是　　。

（2）乙同学的实验发生的化学方程式是　　。

小组同学将C中液体过滤后，对所得滤液的主要成分进行了如下探究：

【猜想与假设】实验小组的同学对滤液的成分作出了如下猜想：

猜想一：滤液中的溶质是NaCl、Na₂CO₃

猜想二：滤液中的溶质是NaCl、CaCl₂

猜想三：滤液中的溶质是NaCl、CaCl₂、HCl

猜想四：滤液中的溶质是NaCl

【讨论与交流】通过认真讨论，小组同学排除了其中一种不合理的猜想。

（3）你认为不合理的猜想是　　，理由是　　。

【进行实验】丁同学取少量滤液置于试管中，向试管中滴加一种物质，发现有无色气泡生成。

（4）你认为丁同学向滤液中滴加的物质是　　。

【实验结论】通过探究，小组同学得出了猜想一是正确的结论。

西藏芒康县通过晾晒盐井水提取粗盐的生产方式历史悠久。粗盐溶液过滤后仍含有多种可溶性杂质（氯化镁、氯化钙、硫酸钠等）。某化学拓展实验小组欲探究粗盐样品中可溶性杂质的成分，设计了如图所示的实验流程：

[实验分析]

（1）步骤①中加入适量氢氧化钠溶液的目的是　　。

（2）步骤③的白色沉淀是　　（填化学式）。

（3）乙同学认为步骤③中不需要加入足量稀盐酸，你是否同意他的观点？　　（填“同意”或“不同意”），请说明原因　　。

（4）根据以上实验信息，实验小组得出结论：此粗盐样品中含有的杂质是　　。

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）用锌和稀硫酸反应制取并收集干燥的氢气，然后进行氢气的可燃性实验。

①制取氢气所发生反应的化学方程式为 　　。

②进行氢气的可燃性试验，点燃氢气前，一定要 　　。

（2）以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。

①所选仪器的连接顺序为 　　（从左至右填写仪器序号字母）（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）。

②二氧化碳能够扑灭木材着火的根本原因是下列的 　　（填写序号A、B、C、D之一）。

A．二氧化碳密度比空气大

B．二氧化碳降低了可燃物的着火点

C．二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧

D．二氧化碳能与水反应

（3）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂），在实验室中制取氧气，并对某种塑料试样的组成元素进行分析探究实验（资料显示该塑料只含C、H、O三种元素），所选仪器按"B→A ₁→E→A ₂→C碱石灰干燥管"的顺序连接，（A ₁、A ₂为浓硫酸洗气瓶），实验前检验装置气密性。使一定量的该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据（假设发生的化学反应都充分反应）。

①在该装置中，洗气瓶A ₁、A ₂都吸收水分，其作用的不同之处是 　　。

②仪器E的大玻璃管中放入的塑料试样碎屑质量为m g，塑料试样充分燃烧后，测得仪器A ₂的质量增加a g，仪器C的质量增加b g，则在该塑料试样中氢、碳元素的质量之比为：氢元素的质量：碳元素的质量＝ 　　（计算结果用含a、b的代数式表示）。

已知某固体样品A可能是NH₄NO₃和MgCO₃或两者之一，另有一固体样品B，其中可能含有Na₂SO₄，BaCl₂，CuSO₄、KCl四种物质中的一种或多种．按如图所示进行探究实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）．

试根据实验过程和发生的现象，填写以下空白：

（1）将气体C通入紫色石蕊试液，试液变　　色．

（2）沉淀F的化学式为　　．

（3）溶液D中，一定存在的阳离子是　　（填写离子符号）．

（4）写出步骤③中生成沉淀I的化学方程式　　．

（5）在溶液H中，肯定存在的阴离子有　　种．

（6）固体样品B中，一定不存在的物质是　　（填写化学式），得出此结论的理由是：　　．

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 　　。

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：

甲、乙两名同学做了碳酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应的实验，反应后都进行过滤得到无色滤液，他们对自己得到的无色滤液中溶质的成分进行探究。请你一同参与他们的探究活动

[提出猜想]他们各自所得滤液中溶质的成分有如下几种可能：

A．NaOH         B．Na₂CO₃、Ba（OH）₂、NaOH       C．　　         D．Na₂CO₃和 NaOH

[讨论交流]上述猜想中，肯定不成立的是　　（填猜想序号），其理由是　　。

[实验探究]甲、乙两同学为了验证各自所得滤液的成分，分别进行了如下实验：

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取少量滤液于试管中，加入足量的　　溶液		滤液中溶质的成分与猜想C对应
乙同学	取少量滤液于试管中，加入足量的Na2CO3溶液	无明显实验现象	滤液中溶质的成分与猜想A对应

[反思与评价]经过讨论，大家一致认为甲同学的实验结论是正确的，乙同学的实验结论不一定正确，请你帮乙同学设计实验，进一步确定乙同学得到的滤液中溶质的成分。

实验操作及实验现象	实验结论
	滤液中溶质的成分与猜想　　对应

氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知：氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气。探究斯小组的同学把一定量的CaH₂ 加入Na₂CO₃溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验滤渣的成分是碳酸钙。

[提出问题]滤液中溶质的成分是什么？

猜想一：NaOH           猜想二：NaOH、Ca（OH）₂

猜想三：NaOH、Na₂CO₃     猜想四：NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂

经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因　　。

[实验验证]

实验	现象	结论
（1）取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想　　不成立
（2）另取少量滤液，向其中加入足量稀盐酸		猜想三成立

[反思与拓展]

（1）写出氢化钙（CaH₂）与水反应的化学方程式　　。

（2）若向NH₄Cl的溶液中加入一定量的CaH₂，充分反应，产生的气体有氢气和　　。

（3）登山运动员携带CaH₂作为能源提供剂与携带氢气相比，其优点是　　（写一条即可）。

某化学兴趣小组完成了下列两个实验：

实验1：用试管取一定量NaOH溶液，并滴加2滴酚酞溶液，再加入稀盐酸，红色恰好消失。

实验2：用试管取一定量澄清的石灰水，然后加入饱和的Na ₂CO ₃溶液。

实验结束后，把两支试管里的物质倒入同一烧杯，静置，烧杯中有白色沉淀，上层澄清液显红色。同学们欲对该澄清液成份进行探究，请你参与，完成下列问题：

【问题分析】

（1）实验1的目的是验证 　　（填化学原理）；

（2）实验2中产生白色沉淀的化学方程式 　　。

（3）澄清液显红色，说明该澄清液显碱性，其中溶质除一定有NaOH外，还可能含有 　　或 　　。

【实验验证】

①取澄清液，加入适量的CaCl ₂溶液，无明显现象，则澄清液中不含 　　；

②取澄清液，通入CO ₂气体，产生浑浊，写出产生浑浊的化学方程式 　　。

【交流反思】化学反应后形成的溶液中溶质的确定，既要考虑反应产物，也要考虑反应物是否过量。

某学习小组将足量Zn条插入一定量的浓H₂SO₄中，发现Zn表面有大量气泡产生。（注：随着反应进行，硫酸浓度逐渐变小）

【提出问题】气体的成分是什么？

【猜想假设】猜想一：只有SO₂

猜想二：只有H₂

猜想三：　　

【查阅资料】（Ⅰ）SO₂可以使品红溶液褪色

（Ⅱ）SO₂可以和碱性溶液反应

（Ⅲ）H₂+CuO $\frac{\underset{¯}{△}}{}$Cu+H₂O

【实验探究】用如图装置验证猜想（部分夹持仪器省略）

【方案设计】

主要实验步骤	主要现象	解释或结论
①打开止水夹，先通入一段时间N2	/	/
②关闭止水夹，将足量Zn条下放，浸入浓硫酸中，点燃E装置处酒精灯	B装置处品红溶液褪色 E装置处	猜想三成立
③结束实验	/	/

【表达交流】

（1）在步骤①中，通入N₂的目的是：　　。

（2）请你设计一个实验，用化学方法证明E装置中CuO未完全反应。

实验步骤	实验现象	结论
		CuO未完全反应

【反思拓展】

（1）请你根据上述实验探究，补充Zn与浓硫酸反应的化学方程式

Zn+2H₂SO₄═ZnSO₄+SO₂↑+　　。

（2）已知Al与H₂一样，在加热条件下能与CuO发生化学反应，请写出该反应的化学方程式　　。

碳铵是一种常用的化肥，它在常温下易分解，某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问，进行了如下探究。

【查阅资料】氨气具有刺激性气味，极易溶于水，其水溶液呈碱性：氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝：氨气不与碱石灰反应。

Ⅰ、检验溶液中的阴、阳离子。

取少量碳铵放入试管中，加入盐酸，把生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。再另取少量碳铵放入试管中，加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，石蕊试纸变蓝色。

（1）根据实验现象，推测碳铵中所含有的阴离子可能是　　和　　（填离子符号）。

（2）根据实验现象，碳铵与浓NaOH溶液加热反应生成了　　（填化学式）气体。

Ⅱ．测定碳铵中C元素和N元素质量比。在此过程中，用到如图1所示装置，请回答：

（3）给碳铵固体加热时，试管口略向下倾斜的原因是　　。

（4）从安全和环保的角度考虑，本实验可以用如图1所示的气球来收集尾气，还可以选用如图2所示的　　（填序号）装置来处理尾气。

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　　。