初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

某化学学习小组在学习常见的盐的性质后，完成了如下实验。该学习小组对废液杯上层清液的溶质的成分进行了探究。请完成以下探究过程，并将空白答案填入答题卡相应位置。

[提出问题]上层清液中含有什么溶质？

[作出猜想]Ⅰ溶质仅为　　（填化学式）；

Ⅱ溶质为KCl和BaCl₂

Ⅲ溶质为KCl和　　（填化学式）；

Ⅳ溶质为KCl和K₂CO₃

V溶质为KCl、K₂SO₄和K₂CO₃

[设计方案]

实验操作	现象	结论
取少量废液缸中上层清液，分装于甲、乙两支试管中	先向甲试管中滴加盐酸至过量	无明显现象	猜想Ⅳ、Ⅴ不正确
	再向乙试管中滴加 　　溶液（填化学式）		猜想Ⅱ正确

[交流反思]学习小组经过讨论认为：实验过程中无须使用AgNO₃溶液，其理由是　　（用文字表述）

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

有一包白色粉末，可能含有氢氧化钠、碳酸钠、氯化钙、碳酸钙中的一种或几种。为了确定其成分，某兴趣小组进行了如下实验（微溶性物质按可溶处理）。

[查阅资料]氯化钡溶液呈中性。

[实验探究]

实验一：取一定量白色粉末放入烧杯中，加入足量水，搅拌，静置，观察到烧杯中有白色不溶物。由此小明得出白色粉末中一定含有碳酸钙。

[讨论交流]有的同学对小明的结论提出了质疑，认为其结论不一定正确，理由是　　（用化学方程式表示）。

实验二：为进一步确定白色粉末成分，继续进行实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤Ⅰ：取实验一中的上层清液少量于试管中，加入过量的氯化钡溶液，过滤	产生白色沉淀	白色粉末中一定含有
步骤Ⅱ：取步骤Ⅰ中的滤液少量于试管中，滴加酚酞溶液		白色粉末中一定含有氢氧化钠

[实验结论] 综合以上探究， 同学们通过讨论确定了白色粉末的组成，其可能的组成有　　种情况。

[反思评价]（1）步骤Ⅰ中加入过量的氯化钡溶液的目的是　　。

（2）下列物质能替代步骤Ⅱ中酚酞溶液达到实验目的的是　　（填序号）。

①石蕊溶液

②氧化铜

③二氧化碳

④硫酸镁溶液

⑤稀盐酸

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

实验室有一包白色粉末，可能含有Na₂SO₄、Ba（NO₃）₂、K₂CO₃、KOH、CuSO₄、Mg（NO₃）₂和KC1中的一种或几种，为了确定其成分，某化学兴趣小组进行了如下实验探究。

[查阅资料]

CaCl₂溶液显中性；K₂CO₃和“纯碱”的化学性质极其相似；MgCO₃微溶于水，不考虑为沉淀。

[实验步骤]

步骤Ⅰ：取一定量样品于烧杯中，加足量水充分溶解，有白色沉淀产生，溶液呈无色。

初步结论：原粉末中一定不含　　。

步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ中的混合物过滤，进行下一步实验探究。

[实验探究一]

小明同学对步骤Ⅱ中过滤所得滤液设计了如下的实验探究方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
取一定量滤液于试管中，加入足量CaCl2溶液，充分振荡后，再滴加酚酞溶液。	溶液呈红色	由此确定原粉末中含有

请说明加入足量CaCl₂溶液的理由　　。

[猜想假设]

小红同学对步骤Ⅱ中过滤所得固体成分提出了如下猜想：

①Mg（OH）₂②BaSO₄③BaCO₃④Mg（OH）₂、BaSO₄     ⑤BaSO₄、BaCO₃

⑥Mg（OH）₂、BaCO₃    ⑦Mg（OH）₂、BaSO₄、BaCO₃

[实验探究二]

小红同学对猜想设计了如下的实验探究方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取一定量过滤所得固体于试管中，加入足量稀HCl，充分振荡	有气泡产生，沉淀完全溶解	上述猜想　　可能成立
（2）向（1）试管中，继续滴加足量的NaOH溶液	有白色沉淀产生	上述猜想　　一定成立

请写出（2）中产生白色沉淀的化学方程式：　　。

[归纳总结]通过上述实验验证，原粉末中仍不能确定的成分是　　。

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。

某学校九年级学生小明在化学实验室清点化学药品时发现一包粉末状固体，这包粉末状固体可能由碳酸钠、氯化钠、氢氧化钡、硫酸钠、硝酸铜中的一种或几种组成。为了检验其成分，小明做了如下实验：

（1）取少量粉末状固体于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，静置，发现烧杯底部有白色未溶固体A和上层无色清液B．小明根据上述现象确定粉末状固体中一定不含有的物质是　　（填物质的化学式）。

（2）进一步探究固体A的成分

[提出问题]固体A的成分是什么？

[猜想与假设]Ⅰ：BaCO₃    Ⅱ：　　Ⅲ：BaSO₄

[实验与探究]

实验步骤	实验现象	实验结论	相关化学方程式
取少量固体A于试管中，滴加过量的		猜想Ⅱ正确

根据上述实验结论，可以确定粉末状固体中一定含有　　。

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】反应后溶液中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的操作错误是　　。

（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，设计与上述实验不同的方案，确认猜想三是正确的，请你写出你的实验方案　　。

饮水安全是脱贫攻坚“两不愁、三保障、安全”的重要内容和指标，关乎百姓生命健康，必须对天然水进行净化达标后才能饮用。

（1）在净化水的过程中常用 　 　来吸附水中的色素和异味，用二氧化氯（ClO₂）消毒杀菌，二氧化氯中氯元素的化合价为 　 　。

（2）某同学在使用“除垢剂”去除热水瓶中的水垢时，发现有气泡产生。根据水垢的主要成分含有碳酸钙等物质，猜想到“除垢剂”的有效成分中可能含有酸。于是，他分别设计了在家庭中和实验室用两类不同物质且产生两种不同现象的实验方案验证自己的猜想，请完成实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论
家庭中：取适量“除垢剂”于瓷碗中，向其中加入 　 　。		“除垢剂”的有效成分中一定含有酸。
实验室：取适量“除垢剂”于试管中，向其中加入 　 　。

根据实验结论，得出使用“除垢剂”时的注意事项有 　             　（写一条）。

某工业铁红（Fe₂O₃）样品中可能混有一种黑色的金属氧化物杂质。根据工业制取铁红分析，该杂质可能是FeO或CuO，兴趣小组同学为探究样品中是否含有杂质及杂质的成分，进行如下实验。

（1）甲组同学分别取质量相等的样品和Fe₂O₃，加入试管Ⅰ、Ⅱ中，然后加入等体积稀硫酸进行如图对照实验，并得出结论：样品中不含杂质，你认为该结论　　（填“合理”或“不合理”。）

（2）乙组同学按下列步骤进行实验：

收集资料

①上述三种氧化物在加热条件下，都能与氢气反应得到相应的金属单质和水。

②三种氧化物中氧元素的质量分数由大到小的顺序为　　。

③铁粉中混有少量铜时，难以从金属颜色确定是否含有金属铜。

设计方案进行实验

乙组同学用如下图装置进行实验（碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体混合物）。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→F→　→　　→　　→B，检查装置气密性后，向各装置中加入药品，装置F中试剂X是　　溶液，装置C的作用是　　。

②下列实验操作步骤的合理顺序是　　（填写操作编号）。

a．加热装置D中反应管               b．检验H₂的纯度

c．打开装置A中分液漏斗活塞，向圆底烧瓶中加入稀盐酸

③该实验处理尾气的方法是　　。

实验分析与结论

乙组同学的两次实验数据如表：（两次实验工业铁红均与氢气完全反应）

实验编号	加入装置D中工业铁红的质量（g）	实验后装置E的增重（g）
1	8.0	2.6
2	16.0	5.2

①分析数据，你的实验结论是　　。

②请帮助乙组同学设计实验方案确认该样品中杂质的成分　　。

（写出操作、现象和结论，若该样品中不含杂质本题不必作答）

某混合气体中含有CO、CO₂、SO₂三种气体。某兴趣小组对此进行了探究。

[查阅资料]

Ⅰ．SO₂能使品红溶液褪色，易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，能与氢氧化钠溶液反应，能使澄清的石灰水变浑浊。

Ⅱ．CO和CO₂均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。

Ⅲ．CO与CuO反应的化学方程式为：CO+CuOCu+CO₂。

[实验探究]为验证这三种气体，同学们在老师指导下，设计并进行如下实验：

[事实与结论]通过实验验证了以上三种气体的存在，请完成下列空格：

（1）装置E的作用是　　。

（2）能证明气体中含有SO₂的现象是　　，含有CO₂的现象是　　。

[反思与评价]若将装置①和装置②互换，则无法验证的气体是　　（填写化学式）。

甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点，是一种新型甜味剂，我国是全国最主要的生产国，实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成，进行如下实验：

[提出猜想]甜叶菊苷由什么元素组成？

[进行实验]小晴取适量的甜叶菊苷按如图1进行操作，并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置与火焰上方。

[讨论交流]其他同学认为小晴的实验设计不严谨，原因是　　。经改进试验后，检验到甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳和水，由此确定甜叶菊苷中一定含有碳，氢元素。

[继续探究]为了进步确定其元素组成。利用如图2进行实验。（已知：装置中C中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳）

（1）实验前要通一会儿氮气，目的是　　。

（2）A装置中发生反应的化学方程式为　　。

[数据记录]4.02g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后，D装置增重2.7g，E装置增重8.36g。（产物被完全吸收）

[分析与讨论]数据分析：4.02g 甜叶菊苷中氧元素的质量为　　g，由此可以确定甜叶菊苷是由碳，氢，氧元素组成。

[反思评价]若没有F装置，对氧元素质量测定结果的影响是　　。 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

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　　。

如图为高炉冶铁、炼钢并用生产的钢来探究白铜成分的流程图。（已知硫酸镍的化学式为NiSO ₄）

（1）用高炉冶铁的主要反应原理是 　　（用化学方程式表示）。

（2）分析流程图，三脱装置中发生反应的基本反应类型是 　　。

（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中 　　（填一种仪器的名称）的作用。

（4）铁与镍相比，铁的金属活动性 　　镍（选填"＞"、"＝"或"＜"），判断依据是 　　（用化学方程式表示）。

（5）通过以上信息，得出白铜的成分是 　　，其硬度比纯铜 　　（填"大"或"小"）。

小洋同学看到妈妈在厨房拿食用碱水浸泡紫甘蓝时，紫甘蓝叶片边缘处变绿，感到很好奇。回到学校在老师的帮助下将紫甘蓝汁分别滴加到下列等体积、等浓度的五种溶液中，紫甘蓝汁显示的颜色如表：

物质	①稀HCl	②NaCl	③NaHCO3	④Na2CO3	⑤NaOH
颜色	红色	蓝紫色	蓝色	绿色	黄色

[查阅资料]

pH	＜7	7	7.5﹣9	10﹣11.9	12﹣14
颜色	红色	蓝紫色	蓝色	绿色	黄色

[提高认识]（1）紫甘蓝汁能作酸碱指示剂；

（2）上述五种溶液的pH值由大到小的顺序是　　（填序号）。

[实验探究]为了便于观察实验现象，老师提议在用稀盐酸中和氢氧化钠溶液时应选用酚酞试液作指示剂，但小洋和兴趣小组的同学在做该实验时忘加了指示剂，因此未观察到明显现象。则该反应的化学方程式为　　。

[提出问题]反应后溶液中溶质的成分有哪些？

[问题猜想]猜想一：NaCl    猜想三：NaCl，　　

猜想二：NaCl，NaOH        猜想四：NaCl，NaOH，HCl

兴趣小组的同学一致认为猜想四不合理，原因是　　。

[设计实验]

	步骤	现象	结论
方案一	取反应后的溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液。	石蕊溶液变红	猜想三成立
方案二 （写一种）	。	。
方案三	取反应后的溶液于试管中，向其中加入适量AgNO3溶液。	产生白色沉淀

[讨论交流]上述方案三不可行，原因是　　。

[拓展应用]人体胃酸过多时可用　　治疗。（化学式）（写一种）