初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

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）

科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片断，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。

活动一

甲组同学向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现有气泡产生，于是，他们停止了滴加稀盐酸。经询问老师得知该氢氧化钠溶液已变质，请你用化学方程式表示其变质的原因　　。

活动二

乙组同学向盛有一定量的氢氧化钙溶液的烧杯中滴加稀盐酸，一会儿后发现忘记了滴加指示剂，因此，他们停止了滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究：

【提出问题】溶液中的溶质含有什么物质？

【作出猜想】猜想一：溶质只有CaCl₂

猜想二：溶质有CaCl₂和Ca（OH）₂

猜想三：溶质有　　

【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。

【方案设计】

方案	方法步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入无色酚酞溶液	酚酞不变色	猜想一正确
		酚酞变红色	猜想二正确
方案二	取少量烧杯内的溶液于试管中，加入		猜想三正确

【方案评价】小组同学通过讨论后认为：

（1）方案一能证明猜想二正确，但不能证明猜想一正确。

（2）方案二可行，但小组同学在记录时未记录完整，请你替他们补充完整。

【方案反思】（1）方案一不能证明猜想一正确的理由是酚酞在中性和酸性溶液中都不变色；

（2）某同学提出将方案一中酚酞溶液换成　　（填写一种试剂即可）同样可以得出猜想二正确。

活动三

甲、乙两组同学将各自烧杯内的剩余物倒入同一个洁净的大烧杯中，观察到先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将大烧杯中的混合物过滤，得到滤渣和滤液。同学们对滤液中溶质成分进行再探究。

大家经过讨论一致认为滤液中一定含有的溶质是　　，为了进一步验证可能存在的溶质，请你帮助设计实验并进行验证（任写一种可能情况）：

你的猜想	实验步骤	实验现象	实验结论
滤液中可能含有			猜想正确，滤液中含有该物质

在化学兴趣小组的活动中，老师让甲同学给大家表演了一个小魔术："清水变牛奶，牛奶变雪碧"。A、B、C三种溶液分别是稀盐酸、氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液中的某一种。

【实验活动】

[交流讨论]同学们根据新奇的现象展开了热烈的讨论。

乙同学："清水变牛奶"就是无色溶液中产生白色浑浊。

丙同学："牛奶变雪碧"就是白色浑浊消失，溶液中产生大量的气泡。

大家都点头认同。

[提出问题]甲同学：A、B、C分别是什么？为什么能出现上述现象呢？

[解释结论]丁同学：根据步骤2的现象可确定C为 　　（填名称）。

戊同学：产生步骤1现象的原因是 　　（用化学方程式表示），但还无法确定A、B各是什么。

[实验证明]己同学：另取A于试管中，把C滴加到A中观察到的现象如图2所示，因此他断定A是 　　（填化学式）溶液、同时也确定了B。

[深入交流]甲同学：步骤1加入B时，溶液中CO ₃ ^{2 ﹣}的数目变化趋势曲线应该是 　（如图3，填a或b）。

[总结归纳]上述实验活动涉及的这类化学反应，只有当两种化合物互相交换成分， 　　时，复分解反应才可以发生，除此之外还可能生成 　　，且反应前后没有 　　（答一点）。

小组活动结束，老师为同学们的探究意识和探究能力点赞。

做“中和反应”实验时，小聪同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀硫酸，一会儿后发现忘了滴加酸碱指示剂，于是他停止滴加稀硫酸。同学们对反应后溶液中含有哪些溶质展开了讨论。

[提出问题]上述实验中发生反应的化学方程为　　，那反应后溶液中的溶质是什么？

[提出猜想]猜想一：溶质是Na₂SO₄

猜想二：溶质是Na₂SO₄ 和NaOH

猜想三：溶质是　　

[查阅资料]Na₂SO₄ 溶液呈中性

[实验探究]小聪同学设计如下的实验方案

	方法步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，滴入几滴无色酚酞溶液	酚酞不变红色	猜想一正确 猜想二不正确
方案二	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中， 滴加BaCl2溶液	出现白色沉淀	猜想三正确
方案三	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量的黑色CuO粉末，振荡		猜想三正确

[方案评价]同学们对小聪的实验方案讨论后认为：

①方案一存在缺陷，该方案不能证明猜想一是正确的，其原因是　　。

②方案二也不能证明猜想三是正确的，理由是　　。

③同学们经过讨论，一致认为方案三能够证明猜想三是正确的，并讨论除此方案外，还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属或碳酸盐等物质进行证明。

[实验反思]在分析化学反应后所得物质成分时，还需考虑反应物的用量。

金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制，已成为现代高新技术的重要物质基础。

（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、　　等优点。

（2）镁和铝可熔炼成Mg₁₇Al₁₂镁合金，熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行的原因是　　（写其中一个化学方程式）。

（3）某废弃物中可能含有Cu、CuO、Mg、Zn中的一种或几种，为确定其成分并回收金属，取样品进行如图实验。

①步骤Ⅱ的操作是　　。

②步骤Ⅱ中产生的现象是　　。步骤Ⅲ中锌和稀硫酸反应的化学方程式为　　。

③若溶液C中只含一种溶质，则样品的成分是　　。

④通过测氢气的质量，也可确定样品的成分，则w的值为　　（用m和n的代数式表示）。

金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制，已成为现代高新技术的重要物质基础。

（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、　　等优点。

（2）镁和铝可熔炼成Mg₁₇Al₁₂镁合金，熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行的原因是　　（写其中一个化学方程式）。

（3）某废弃物中可能含有Cu、CuO、Mg、Zn中的一种或几种，为确定其成分并回收金属，取样品进行如图实验。

①步骤Ⅱ的操作是　　。

②步骤Ⅱ中产生的现象是　　。步骤Ⅲ中锌和稀硫酸反应的化学方程式为　　。

③若溶液C中只含一种溶质，则样品的成分是　　。

④通过测氢气的质量，也可确定样品的成分，则w的值为　　（用m和n的代数式表示）。

某化学兴趣小组在实验室发现一瓶混入Na₂CO₃的NaOH固体。于是他们对该固体中Na₂CO₃的含量进行探究。

[查阅资料]Ⅰ．碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物。

Ⅱ．无水硫酸铜是一种白色固体，遇水会变成蓝色。

[提出问题]该固体中Na₂CO₃的质量分数是多少？

[反应原理]碳酸钠与稀硫酸反应会生成CO₂，反应的化学方程式为　   　。

[制定计划]同学们设计了两种实验方案（装置气密性良好，浓硫酸、碱石灰均足量）。

方案甲：用图1所示装置测定反应后生成CO₂的质量。称取一定质量的样品于锥形瓶中，通入一段时间空气后，向样品中滴加稀硫酸，待样品反应完全，继续通入一段时间空气后，测出生成CO₂的质量，计算。

方案乙：用图2所示装置测定反应生成CO₂的体积。称取一定质量的样品，将样品和足量稀硫酸分别置于Y形管a、b处（此时量气管液面在零刻度处），倾斜Y形管，使反应发生，待样品反应完全，测出生成CO₂的体积，计算。

[分析与讨论]

（1）方案甲中，浓硫酸的作用是　 　；为测出生成CO₂的质量，需要在样品反应前后分别称量装置　 　（填装置序号）的质量。方案乙中，植物油的作用是　 　；反应结束后，应　 　，然后根据液面读出生成CO₂的体积。

（2）小红同学认为方案甲的装置设计还存在一个明显缺陷，可增加图3中的一个装置进行改进，改进后整套装置的连接顺序为　　（按气流方向填装置序号）。

（3）小青同学认为，还可以用“沉淀法”进行测定：称取一定质量的样品放入试管中，　                　，计算。

[进行实验]同学们在完善实验方案后，测出了该NaOH固体中Na₂CO₃的质量分数。

[反思与评价]设计实验方案应使实验简便、误差小。

小明发现某食品包装袋中有一个小袋，上面标有“成分：生石灰、铁粉；作用：防潮、防氧化”等字样。他想了解袋内粉末是否已失效，取少量粉末在水中充分溶解，滴入无色酚酞发现不变色。通过查阅资料获知，常温下铁在空气中不能反应生成Fe₃O₄和FeO，于是对粉末成分做出如下猜想：

猜想一：可能是CaCO₃和Fe；

猜想二：可能是CaCO₃和Fe₂O₃；

猜想三：可能是　　。

【实验设计】小明设计了如图所示的实验：

【实验与分析】

（1）向A装置中加入稀盐酸，B装置中出现浑浊现象，证明样品中含有CaCO₃。

（2）若粉末中含有Fe，装置E中应观察到的现象是　　。

【评价与反思】

上述实验中，如果将E装置去掉，是否还能验证粉末中含有Fe，请说明理由　　。

小明取一包某食品包装袋内的“脱氧剂“，查阅资料发现其成分除铁粉外，可能含有碳粉、Na₂CO₃、NaCl、Fe₂O₃等，为确定其成分，进行了如下实验：

（1）过滤操作中除了需带铁圈的铁架台、滤纸、玻璃棒外，还需要用到的仪器有　　。

（2）写出用pH试纸测定滤液pH的方法：　　。

（3）试剂X的名称是　　。

某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分（锡纸中以一种金属为主，其它成分对实验无干扰），开展了以下探究活动。

【提出问题】锡纸中的金属是什么？

【建立猜想】根据锡纸有银白色金属光泽，并结合金属活动性、价格等因素，猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。

【探究过程】

步骤	活动内容	收集证据	分析并得出结论
步骤一	①查阅资料：金属锌在室温下很脆	锡纸未破损	锡纸中金属不是锌
	②取锡纸反复折叠
步骤二	用磁铁靠近锡纸	锡纸没有被磁铁吸引	锡纸中金属不是
步骤三	①取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到　　现象时，取出锡纸条并用蒸馏水清洗。 ②将处理过的锡纸条放入试管中，加入饱和硫酸锌溶液，静置观察。	②中锡纸条表面无明显现象	说明锡纸中的金属活动性比锌弱，则锡纸中金属不是铝，而是锡。

【交流评价】

小科对实验结论提出质疑：“无明显现象”并不代表没有发生反应，因为铝与硫酸锌反应[2Al+3ZnSO₄＝3Zn+Al₂（SO₄）₃]生成的金属锌为银白色，与铝颜色相同，因此无法得出结论。请在不改变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案，并根据预期结果得出相应结论：　；

　。

【继续探究】运用完善后的方案进行实验，分析实验结果，得出初步结论：锡纸中金属是铝。

浓硫酸与木炭在加热条件下可发生反应产生水和化学式为XO₂型的气体。某化学课外兴趣小组的同学对XO₂型气体的成分进行了实验探究。

[猜想]

（1）根据反应物组成元素及生成物的化学式类型，提出以下猜想：

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO2	只有　SO2	CO2和SO2都有

[查阅资料]将SO₂、CO₂气体分别通入下列溶液中产生的有关现象如表：

气体 溶液	SO2	CO2
品红溶液	褪色	不褪色
氯水（黄绿色）	褪色	不褪色
澄清石灰水	浑浊	浑浊

[实验探究]

实验一：

（2）将装置按甲→丙→（尾气处理）连接并进行实验。实验过程中观察到丙中溶液褪色，证明　　不成立（填“猜想1”、“猜想2”或“猜想3”）。

实验二：

（3）将装置按甲→乙→（尾气处理）连接并进行实验。实验过程中观察到乙中澄清石灰水变浑浊。根据此现象能否确定CO₂ 的存在，理由是　　。

实验三：

（4）将装置按甲→丙→丁→戊→乙→（尾气处理）连接并进行实验。实验过程中观察到丙、丁中溶液均褪色，戊中溶液颜色无变化，乙中澄清石灰水变浑浊。

①将反应后丁中溶液分成两等份分别置于两支试管中，并按如图所示操作进行实验。根据图中实验现象可判断反应后丁中溶液存在的离子有　　。

②丁中溶液的作用是　　。

[实验结论]

（5）　　（填“猜想1”、“猜想2”或“猜想3”）成立。

[问题讨论]

（6）在实验三中，若去掉装置戊，对实验结论　　（填“有”或“无”）影响，理由是　　。

草酸（H₂C₂O₄）存在于自然界的植物中，在170℃以上易分解。某校化学兴趣小组为确定草酸分解产物，做如下探究。

[提出问题]草酸的分解产物是什么？

[猜想与假设]猜想①CO CO₂

猜想②CO H₂O

猜想③CO₂ H₂O H₂

猜想④CO CO₂ H₂O

经小组同学分析得出上述猜想　　一定是错误的。

[查阅资料]无水硫酸铜是一种白色固体，遇水会变成蓝色。

[进行实验]该小组同学设计了如图的实验过程（部份固定装置已略去）。

实验步骤	实验现象	实验结论
将分解产物从左至右 依次通过各装置	A中无水硫酸铜变蓝 B中澄清石灰水变浑浊	猜想②错误
	F中无水硫酸铜　　 G中澄清石灰水变浑浊	猜想④正确
问题解答	（1）装置C的作用　　 （2）写出装置E中发生反应的化学方程式

[交流反思]为防止污染环境，该实验应增加尾气处理装置。

抛撒融雪剂可消融路面积雪。研究人员配制出A、B两组融雪剂，组成成分及质量分数如下表：

A组	B组
CH3COOK36% KH2PO414% CaCl214% MgCl236%	CH3COOK40% KH2PO414% CaCl215% KHCO331%

回答下列问题：

（1）A、B两组融雪剂相比较，　　组的CH₃COOK（乙酸钾）含量高。

（2）KH₂PO₄的相对分子质量为　　。

（3）B组融雪剂中，含氯的质量分数为　　（填计算结果）。

过氧化钙（CaO₂）是一种重要的化工产品，可用来改善地表水质、治理赤潮。过氧化钙产品中常含有氧化钙杂质。以下是某学习小组为测定过氧化钙产品纯度设计的实验，实验装置如图。

已知：CaO₂是一种白色粉末，微溶于水，易溶于稀盐酸，且发生反应：

CaO₂+2HCl═CaCl₂+H₂O₂

实验步骤：实验前称取产品及MnO₂共12.0g，先缓慢通入N₂一段时间后，加热铜网至红热，再缓慢滴入过量稀盐酸，直至A中样品完全反应。继续缓慢通入N₂，一段时间后停止加热，待C中铜网冷却后，停止通入N₂．将锥形瓶中的剩余物过滤，洗涤，干燥，得到滤渣2.0g。

回答下列问题：

（1）MnO₂与稀盐酸不反应。A中MnO₂的作用是　　。

（2）样品完全反应后，继续缓慢通入N₂的目的是　　。

（3）装置B的作用有：除去气体中的水蒸气、　　。

（4）实验测得C装置中铜网增重1.8g，该产品中过氧化钙的质量分数为　　。

I．下图为实验室制取并收集氧气的部分装置图，据图回答：

（1）写出编号a的仪器名称　　。

（2）若用B装置制取O₂，写出对应的化学反应方程式　　。

（3）若用D（装满水）收集O₂，则气体应从　　（填“b”或“c”）端导入。

Ⅱ．小军同学在实验室帮老师整理药品时发现NaOH溶液试剂瓶口有一些白色固体，于是产生好奇心：这白色固体是什么？他为此进行了如下探究。

[查阅资料]①NaOH在空气中变质不会生成 NaHCO₃；

②CO₂不溶解于饱和NaHCO₃溶液中，也不与NaHCO₃反应；

③Fe（OH）₃呈红褐色，难溶于水；BaCl₂溶液呈中性。

[提出猜想]猜想一：是NaOH 猜想二：是Na₂CO₃ 猜想三：　　。

[实验探究]小军进行了下列实验探究

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量白色固体于试管中，加水溶解，再加入足量BaCl2溶液	产生白色沉淀	猜想二正确
②过滤，在滤液中加入FeCl3溶液	无红褐色沉淀生成

[问题分析]实验操作①中加入足量BaCl₂溶液的作用是　　，实验操作②还有其他实验方案吗？如有，请写出一种实验方案（必须指明试剂和现象）　　。

为了提高实验结论的准确性，小军又设计了如图2所示的实验对该白色固体的性质进行进一步探究：

[实验现象]A中有大量气泡产生，C中实验现象是　　。

[实验结论]白色固体是Na₂CO₃。

[分析与反思]小军在与老师进行交流后得知，自己所设计的实验存在一定的缺陷，他对自己实验中存在的问题进行了反思：装置B中也能产生CO₂．写出装置B中产生CO₂的化学反应方程式：　　。改进措施：将浓盐酸换为稀盐酸。