初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

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　　。

Ca（OH）₂变质得到Ca（OH）₂和CaCO₃的混合物。李琳同学设计了如图的实验装置来测定CaCO₃的含量。她用气密性良好的装置装上药品并通一会儿N₂后关闭止水夹，再打开分液漏斗活塞。提示：碱石灰（可以吸收CO₂和H₂O）、浓硫酸均足量，稀盐酸不考虑其挥发性。

（1）通入N₂的原因之一是N₂的化学性质　　（填“活泼”或“不活泼”）。

（2）甲装置中发生中和反应的化学方程式为　　。

（3）浓硫酸的作用是　　。

（4）测定CaCO₃的含量需要测定两个物理量，其中一个物理量为样品的质量。

①另一个物理量为　　（填序号）。

A．滴下的稀盐酸质量

B．反应前后乙装置增加的质量

C．反应前后丙装置增加的质量

D．反应前后丁装置增加的质量

②若去掉丁装置，测得CaCO₃含量　　（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

③甲装置中反应结束后打开止水夹再通入一会儿N₂的目的是　　。

有一包白色粉末，可能由CuSO₄、Na₂SO₄、Na₂CO₃、BaCl₂、NaOH中的一种或几种组成，同学们查阅资料得知NaCl、CaCl₂、BaCl₂等溶液呈中性，经过思考，设计并进行了以下实验：

（1）白色粉末一定不含　　，可能含有　　。

（2）为了确定白色粉末的组成，还需要对无色滤液中呈碱性的物质进行探究。

[提出问题]无色滤液中呈碱性的物质是什么？

[猜想假设]猜想一：NaOH

猜想二：　　

猜想三：Na₂CO₃和NaOH

[进行实验]

实验步骤	实验现象	结论
1．取少量该溶液于试管中，滴入　　 溶液。		猜想三正确
2．静置上述溶液，取少量上层清液于另一试管中，滴入几滴　　溶液。

步骤1中发生反应的化学方程式为　　。

[得出结论]白色粉末的成分是　　。

某无色溶液X是碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠溶液中的一种或两种溶液的混合溶液。某兴趣小组的同学为探究无色溶液X的成分，开展了如下的探究活动，请你一同参与完成：

[查阅资料]获得如下信息：

1．氯化钙溶液呈中性，与碳酸氢钠溶液混合不发生反应。

2．NaHCO₃溶液呈碱性，与澄清石灰水反应生成白色沉淀。

[猜想与假设]针对无色溶液X中的溶质成分：

猜想一：含有Na₂CO₃

猜想二：含有 NaHCO₃

猜想三：含有　　；

猜想四：是其中两种成分的混合溶液

[实验方案设计]

序号	实验步骤	预设实验现象	预设实验结论
①	取样于烧杯中，滴入过量的氯化钙溶液，过滤	产生白色沉淀	猜想一
②	取①的滤液于试管中，滴入适量的氢氧化钙溶液		猜想二不正确
③	取①的滤液于试管中，滴入　　溶液	溶液变红色	猜想三正确

[综合结论]通过以上实验，得出无色溶液X是　　。

[实验反思与拓展]

类比资料信息，NaHCO₃与NaOH反应生成质量比为53：9的两种化合物，请写出反应的化学方程式　　。

（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

小晨同学从课外读物中得知：在加热条件下，钠与CO₂反应的产物可能有C、CO、Na₂CO₃、Na₂O．于是设计实验对产物成分进行探究。

[查阅资料]①BaCl₂溶液呈中性

②4Na+O₂＝2Na₂O

③Na₂O+H₂O＝2NaOH

④2Na+2H₂O＝2NaOH+H₂↑

⑤CO通入PdCl₂溶液中有黑色沉淀生成

[提出问题]在加热条件下，钠与CO₂反应的产物有哪些？

[猜想假设]猜想一：产物中一定有C

猜想二：产物中一定有CO

猜想三：产物中一定有Na₂CO₃

猜想四：产物中一定有Na₂O

[实验验证]用如图所示装置（夹持装置已略去）进行实验探究。

装置A中发生反应的化学方程式为　　；装置C的作用是　　。

序号	实验操作	实验现象	实验结论
（1）	待钠完全反应后，将装置D中的固体置于烧杯中，加蒸馏水溶解	有黑色不溶物	猜想　　正确
（2）	将实验（1）所得混合物过滤，取滤液加入过量BaCl2溶液		猜想三正确
（3）	\		猜想二正确

[反思与评价]小晨同学向实验（2）所得溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液呈红色。于是得出结论：在加热条件下，钠与CO₂反应一定产生Na₂O．该结论是否严谨？　　（填“是”或“否”），理由是　　。

某实验小组的同学在做氢氧化钙溶液与稀盐酸反应的实验时，忘记加入指示剂，为探究反应溶液中溶质的成分，又进行了以下实验探究。

[提出问题]反应后溶液中溶质是什么？

[假设猜想]猜想一：溶质是CaCl₂；      猜想二：溶质是CaCl₂和Ca（OH）₂

猜想三：溶质是　　； 猜想四：溶质是CaCl₂、Ca（OH）₂和HCl

[资料]CaCl₂溶液呈中性

同学们经过讨论，一致认为猜想　　是错误的，理由是　　；

[进行实验]

	实验操作	实验现象	结论
实验一	取少量反应后的溶液于试管中，滴入酚酞溶液		猜想二不成立
实验二	再取少量反应后的溶液与另一只试管中，加入少量铁粉		猜想三成立

[交流反思]边巴同学认为。只用下列一种试剂　　（填序号），也可以得出上述猜想三成立。

①AgNO₃②Fe₂O₃③NaOH

[拓展延伸]

（1）在判断反应后所得溶液中溶质成分时，既要考虑生成物，还要考虑　　；

（2）写出实验二中反应的化学方程式　　；

（3）倾倒猜想三的废液前，可向废液中加入足量　　并过滤，才能使废液中的溶质只含有CaCl₂。

某探究小组的同学通过查阅资料得知：在加热条件下，镁不仅能与水反应还能与氯化铵溶液反应。小组同学对此产生兴趣，他们将砂纸打磨过的镁条加入氯化铵溶液中并加热，迅速产生大量气体。为确定生成气体的成分，他们进行如下探究：

[查阅资料]

（1）镁与氯化铵溶液反应生成两种气体，每种气体只含有氮、氢两种元素中的一种或两种。

（2）镁与水在加热条件下反应生成氢氧化镁和氢气。

（3）氨气是一种极易溶于水的气体，能与酸反应。

[提出问题]该气体成分是什么？

[做出猜想]猜想一：H₂和N₂

猜想二：N₂和NH₃

猜想三：　　

[进行实验]

步骤一：小组同学闻气体气味，发现该气体有刺激性气味。则猜想　　不成立。

步骤二：同学们把产生的气体通入盛有水的A装置中除去　　，再将剩余气体依次通入B、C、D装置中，一会儿后，加热试管中的氧化铜，观察到B中溶液不变色，C中无明显现象，D中黑色粉末变成红色固体，试管口有小水珠。装置C的作用是　　（合理即可），装置D中发生反应的化学方程式为　　。

[得出结论]猜想　　成立。

[拓展延伸]经过讨论，小华同学认为用点燃木条检验气体的方法代替装置D也能达到相同的探究目的。你认为是否可行？　　（填“可行”或“不可行”）。

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　　。

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　　。

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）

科学探究是学习化学的重要方式，某兴趣小组在做完氯化钡溶液和硫酸钠溶液反应的实验后，欲探究反应后所得溶液中溶质的成分，请你和他们一起完成该探究方案。

（温馨提示：该实验过程中所用溶液的浓度较低，实验中若涉及硫酸钙、氢氧化钙等微溶物，均视为可溶物）

[提出问题]反应后所得溶液中溶质的成分是什么？

[做出猜想]猜想一：NaCl；           猜想二：NaCl和BaCl₂；

猜想三：NaCl和Na₂SO₄； 猜想四：NaCl、BaCl₂和Na₂SO₄。

经过讨论，大家一致认为猜想　　不合理，理由是　　（用化学方程式表示）。

[设计实验]

（1）取少量反应后的溶液于试管中，向其中加入适量　　（任写一种）溶液，若产生白色沉淀，则猜想二成立。

（2）取少量反应后的溶液于试管中，向其中加入适量　　（任写一种）溶液，若产生白色沉淀，则猜想三成立。

（3）如果（1）和（2）中均没有产生白色沉淀，则猜想一成立。

[交流反思]小组同学一致认为，探究反应后所得溶液中溶质的成分，除考虑生成的可溶物外，还需要考虑　　。

[拓展延伸]某同学提出了以下两种检验溶液中硫酸根离子的方法：

方法一：取少许待测液，先滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，继续滴加足量稀盐酸，振荡，沉淀不溶解，则待测液中一定含有SO₄^2﹣。

方法二：取少许待测液，先滴加足量稀盐酸，若无明显现象，继续滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，则待测液中一定含有SO₄^2﹣。

上述两种方法中，方法　　合理，另一种方法不合理的理由是待测液中若含有　　（填离子符号），也会产生相同的现象，从而得出错误的结论。

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

某粉末中含有氧化铜和氧化亚铁，可能含有少量的氧化铁。为了从粉末中得到铜并判断是否含有氧化铁，设计下列装置进行实验（装置气密性良好，实验所需试剂足量）。

资料：1、无水氯化钙常用作干燥剂。

2、无水硫酸铜为白色粉末，吸水后变成蓝色固体。

3、氢气和金属氧化物加热反应生成金属单质和水。

（1）装置B中的试剂是　　。从安全角度考虑，点燃酒精灯前，需要收集从装置E排出的气体并　　。写出装置C中硬质玻璃管内反应的一个化学方程式　　。

（2）加热，使粉末与通入的氢气充分反应：停止加热，持续通入氢气至固体冷却到室温。反应后从硬质玻璃管内的固体中得到铜的具体操作是　　。判断原粉末中是否含有氧化铁。如果加热前只称量装置D的质量，则固体冷却到室温后还需要称量　　；利用以上数据，写出推断是否含有氧化铁的过程。

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。