初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

草酸（H₂C₂O₄）又名乙二酸，是一种有机酸，易溶于水，广泛存在于植物源食品中。草酸不稳定，在浓硫酸的催化作用下，草酸固体受热分解生成碳的氧化物和水。某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究：

[提出问题]生成物中有哪几种碳的氧化物？

[实验猜想]猜想1：只有CO；

猜想2：只有　　（填化学式）；

猜想3：含有CO和CO₂。

[设计实验]基于猜想3，根据CO和CO₂的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：

[实验探究]

（1）观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO₂气体生成，请写出A装置中的化学反应方程式：　　；

（2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO：

①C装置澄清石灰水不变浑浊，F装置中出现　　的现象；

②E装置中出现　　的现象。

[实验结论]通过实验探究证明：猜想3成立。

草酸分解的化学方程式是　　。

[问题讨论]

（1）B装置的作用是　　；

（2）C装置的作用是　　；

（3）该试验装置的设计还有一处明显不足（实验前已排尽装置内的空气），请提出改进措施　　（任写一条）。

化学课上同学们观察了老师的演示实验．

【演示实验】想盛有少量NaOH溶液的试管中滴加CuSO ₄溶液．下课后，同学们发现静置后的试管底部是蓝色沉淀，上层是无色溶液，在老师的指导下进行实验．

【提出问题】上层无色溶液中的溶质是什么？

【猜想假设】猜想（1）溶质是Na ₂SO ₄

猜想（2）溶质是Na ₂SO ₄和CuSO ₄

猜想（3）溶质是Na ₂SO ₄和 　　（填化学式）．

【查阅资料】Na ₂SO ₄显中性

【讨论交流】经过讨论后，大家一致认为猜想（2）不成立，理由是 　　

【实验探究】同学们分组进行如下实验探究．

	选择的试剂	实验操作	实验现象	实验结论或原理
第一组	酚酞试剂		溶液变红	1．由第一、第二组探究实验可得：猜想 　　成立； 2．第二组探究实验中发生的化学方程式为
第二组	CuSO 4溶液		生成蓝色沉淀
第三组	X溶液		…

【反思与拓展】经过讨论后，同学认为还可以滴加其他试剂到上层无色溶液中，也能得到同样的结论．

你认为第三组滴加的X溶液还可以是 　　（写一种即可）．

铜是一种常见的金属，在生活、生产中有广泛的应用．

（1）电气工业上常用铜作电缆的内芯，是利用铜具有良好的 　　性；

（2）铜是一种不活泼的金属，但铜制品长期露置在潮湿空气中，表面变绿色，即生成了"铜绿"[化学式：Cu _x（OH） _yCO ₃]．

小明和小丽为了探究"铜绿"的组成，查阅资料："铜绿"受热易分解生成CuO、CO ₂和H ₂O．他们进行如下实验：称取22.2克"铜绿"，充分加热至固体质量不再改变，把产生的气体全部依次通过足量浓硫酸和足量氢氧化钠的溶液，发现浓硫酸增重1.8克，氢氧化钠溶液增重4.4克．

根据以上实验．他们推断出：x＝ 　　，y＝ 　　；铜与潮湿空气中变成"铜绿"的化学方程式是 　　；

（3）小明和小丽分别取24.0克氧化铜，用CO还原制铜，小明得到19.2克红色固体，小丽得到20.8克红色固体．他们质疑：为什么两人得到的红色固体质量不相等？

查阅资料：

Ⅰ．CO还原CuO时也可产生红色的氧化亚铜（Cu ₂O）

Ⅱ．Cu ₂O+H ₂SO ₄（稀）═Cu+CuSO ₄+H ₂O

他们分析推断：

①一致认为 　　（填"小明"或"小丽"）的产物中没有Cu ₂O；

②用CO还原a克Cuo得到红色固体b克，若红色固体为Cu和Cu ₂O的混合物，则a与b的数量关系是 　   ；

③还可以简单的实验验证红色固体是否有Cu ₂O，请简述操作、现象及结论： 　　．

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。

有一包白色的粉末，是（NH ₄） ₂SO ₄、NaCl、BaCl ₂、Na ₂CO ₃、Na ₂SO ₄中的一种或几种，为确定白色粉末的成份，进行如下探究：

（1）取适量白色粉末与熟石灰混匀、共热，没有任何异味产生，说明原白色粉末一定不存在 　　，其理由是 　　；

（2）另取适量白色粉末加入足量的水，搅拌，得到白色沉淀和无色溶液，可推测原白色粉末中一定含有 　　；

（3）取（2）中的白色沉淀，往其中加入过量的稀盐酸，产生大量的气泡，白色沉淀全部消失，说明原白色粉末中一定还含有 　　，一定不含有 　　，写出产生白色沉淀的化学方程式 　　；

（4）取（2）中的无色溶液蒸干，得固体物质，此固体物质的成份可能有 　　种组成情况．

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）。

已知某水泥样品的主要成分是氧化钙、二氧化硅，并含有一定量的氧化铝、氧化镁等金属氧化物。国家标准实验中测定水泥中钙含量的方法之一是通过高锰酸钾对CaC₂O₄进行滴定。其流程如图：

已知：①二氧化硅既不溶于水也不与酸反应。

②氨水显碱性，化学性质与氢氧化钠相似。

（1）pH＝5.5的溶液显　　（填“酸”、“碱”或“中”）性。

（2）水泥样品中加入盐酸的目的是　　。

（3）步骤Ⅰ与步骤Ⅱ中涉及的操作名称是　　，固体A的化学式为　　，固体B中含有物质的化学式为　　（任写一个）。

（4）步骤Ⅲ中生成CaC₂O₄的化学方程式为　　。

火锅是我国独创的美食，历史悠久。火锅常用的一种燃料是固体酒精。某化学兴趣小组的同学对“固体酒精”产生了好奇，对其成分进行探究。请你回答下列问题。

[查阅资料]

a．固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成。

b．氯化钙、氯化钠溶液均呈中性。

[提出问题]

①酒精中是否含有碳元素？

②固体酒精中的氢氧化钠是否变质？

[实验探究]

①按图所示进行实验，发现烧杯内壁有一层白膜，可得出酒精精中含有碳元素的结论，理由是　　。

②取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现烧杯底部有白色沉淀，请用化学方程式表示该沉淀是如何形成的：　　由此说明氢氧化钠已变质。

③为进一步确定氢氧化钠的变质程度，分组进行探究。

甲组同学取烧杯上层清液于两支试管中，按如图所示进行实验。

实验方案
实验现象	溶液变红	产生
实验结论	清液中有氢氧化钠	清液中有碳酸钠

乙组同学认为甲组实验不能证明清液中一定有氢氧化钠，理由是　　。他们另取烧杯中上层清液，加足量氯化钡溶液，充分反应后，静置，取上层清液，滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红。

[反思交流]乙组实验中加足量氯化钡溶液的目的是　　。

[实验结论]小组同学经过讨论，一致认为该固体酒精中的氢氧化钠部分变质。

实验室有一包白色粉末，可能由Na₂SO₄、Na₂CO₃、CuSO₄、NaOH，BaCl₂中的一种或几种组成。为探究其组成设计并进行了以下实验：

步骤一：取少量白色粉末于烧杯中，加入足量的水溶解，并用玻璃棒充分溶解，搅拌、过滤，得到无色滤液和白色沉淀。

步骤二：取少量无色滤液于试管中，向其中加入　　，溶液变红。

步骤三：向白色沉淀中加入足量的稀盐酸沉淀全部溶解。

请分析上述实验现象，回答下列问题

（1）白色粉末中一定不含　　，可能含有　　。

（2）请写出生成白色沉淀的化学方程式　　。

[提出问题]溶液中显碱性的物质是什么？

[作出猜想]猜想I：Na₂CO₃   猜想Ⅱ：NaOH 猜想Ⅲ：　　。

[查阅资料]同学们查阅资料得知NaCl、BaCl₂溶液呈中性

[进行实验]

取步骤一中的无色滤液于试管中滴加过量的BaCl₂溶液观察到　　的现象，说明白色粉末中含有碳酸钠；静置后，再向该试管中滴加酚酞溶液，溶液变红，说明白色粉末中还含有　　。

[得出结论]（3）该白色粉末的成分是　　。

化学小组的同学在收集满CO₂的集气瓶中放入燃烧的钠，钠继续燃烧，充分反应后生成黑色的碳和一种白色固体。

（1）对于白色固体的成分，有下列猜想：①氧化钠；②碳酸钠；③氧化钠和碳酸钠的混合物；④氢氧化钠；⑤碳酸氢钠。

指出以上不合理的猜想并说明理由　　。

（2）请设计实验方案证明猜想②正确，猜想①、③均不正确。（提示：氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠；碳酸钠溶液呈碱性。）

（3）写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式　　。

完成下列探究实验．

（1）小然同学设计探究分子运动的实验如图1，请按要求完成下列各小题：

①滴入适量浓氨水后，观察到酚酞试纸，原因是　　．

②放入少量生石灰的作用是　　，试写出发生的化学反应方程式　　．

（2）有一袋白色粉末，甲同学认为是碳酸钙；乙同学认为是碳酸钠；丙同学认为是碳酸氢钠；丁同学认为是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物．为了探究该白色粉末的成分，进行了以下实验：

①将少量白色粉末放入水中搅拌，观察到　　，说明甲同学的猜想不正确．

②室温时，分别向盛有碳酸氢钠、碳酸钠和白色粉末样品的锥形瓶中注入等体积、足量的10%的盐酸，记录如下表：

实验编号	锥形瓶内物质	最终得到CO2体积/mL
	名称	质量/g
Ⅰ	碳酸氢钠	0.10	V1
Ⅱ	碳酸钠	0.10	V2
Ⅲ	白色粉末	0.10	V3

[解释与结论]

③实验I的化学方程式为　　；

④表中V_1　＞V₂（填“＞”、“＜”或“＝”）；

⑤若V₁＞V₃＞V₂，则白色粉末物质为　　．

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

某同学查阅资料得知，实验室常用电石（主要成分CaC₂）与水反应制取乙炔（C₂H₂），反应的化学方程式为：CaC₂+2H₂O═Ca（OH）₂+C₂H₂↑（电石中的杂质不溶于水且不与水反应，也不与Na₂CO₃反应）。在实验室中，该同学把一定量的CaC₂加入Na₂CO₃溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，并对滤液的成分进行探究。

[提出问题]：滤液中溶质的成分是什么？

[猜想与假设]：猜想一：NaOH、Na₂CO₃

猜想二：NaOH

猜想三：NaOH、Ca（OH）₂

[分析与推理]：

分析一：若猜想一成立，说明实验中加入的CaC₂量少，CaC₂与水反应生成的Ca（OH）₂与Na₂CO₃反应后，Na₂CO₃剩余。

分析二：若猜想二成立，说明实验中加入的CaC₂与水反应生成的Ca（OH）₂与Na₂CO₃恰好完全反应后。

分析三：若猜想三成立，说明实验中加入的CaC₂量多，CaC₂与水反应生成的Ca（OH）₂与Na₂CO₃反应后，Ca（OH）₂剩余。

由以上分析可推知：反应后滤液中一定存在的溶质是　　（填化学式，下同），可能存在的溶质是　　和　　。对可能存在的溶质，需要进一步实验验证。

[设计并实验]

实验序号	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取少量滤液于试管中，向其中加入过量稀盐酸	无气泡产生	猜想　　不成立
实验二	另取少量滤液于试管中，向其中滴入适量碳酸钠溶液		猜想三成立，发生反应的化学方程式为

[拓展延伸]

若向CuCl₂溶液中加入少量CaC₂，充分反应，可观察到有气泡产生，同时出现蓝色的　　（填化学式）沉淀。实验室保存电石应注意　　。

2017年5月，我国在南海海域成功开采天然气水合物﹣可燃冰，可燃冰是甲烷与水在低温、高压的条件下形成的无色、冰状固体，是最具开发前景的能源之一。可燃冰的主要成分是CH₄•nH₂O，在开采过程中若甲烷泄漏，会导致严重温室效应。某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：

[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质？

[查阅资料]含碳元素的物资完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。

[猜想与假设]

甲 CO₂、H₂O                       乙 CO、H₂O

丙 NH₃、CO₂、H₂O           丁 CO₂、CO、H₂O

你认为　　同学的猜想是错误的。

[实验探究]为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下列装置，进行验证：

（1）A、B装置的顺序不能颠倒，原因是　　。

（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是　　。

（3）实验中观察到A中　　，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断　　同学猜想成立。

（4）请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式　　。

化学活动课上同学们对金属的性质及合金的成份进行了探究，请你参与。

（1）取等质量的金属，分别加入足量稀硫酸，完成如表四组实验。

药品/序号	A	B	C	D
金属	铜粉	锌粉	锌粉	镁粉
稀硫酸	9.8%硫酸	19.6%硫酸	9.8%硫酸	9.8%硫酸

①写出实验中一个反应的化学方程式　　。

②根据表中　　实验（选填序号），即可判断Mg、Cu、Zn三种金属的活动性顺序。

（2）探究合金的成份，某合金可能由Mg、Cu、Zn、Al四种金属中的两种组成。

[提出问题]合金由哪两种金属组成？

[实验探究]①取该合金m₁g，在足量氧气中反应，生成固体质量为m₂g，m₁和m₂的关系如图所示，则（m₂﹣m₁）g表示的意义是　　。

②再向m₂g的固体中加入稀硫酸，微热，固体全部溶解，得溶液M，继续进行如下实验，补充完成内容。

实验操作	实验现象	结论和化学方程式
向M中加入ag铁粉、搅拌		化学方程式：　　 M中的溶质：
过滤，把所得固体洗涤、干燥，称其质量也为ag，并向此固体中加入稀硫酸	无明显现象

[分析结论]③若m₁＝4，m₂＝7.2，结合上述实验分析，合金的成份是　　。

（3）根据上述实验总结金属的化学性质　　。