初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

小明同学在课外阅读中得知：钠是一种活泼金属，常温下能与氧气，水发生反应，其中钠与水反应的化学方程式为：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，在实验室，该同学选取50ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液于烧杯中，再取绿豆大小的钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和蓝色滤渣，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？

[查阅资料]已知Na₂SO₄的水溶液呈中性。

[猜想与假设]

猜想一：Na₂SO₄；

猜想二：　　；

猜想三：Na₂SO₄、CuSO₄；

猜想四：Na₂SO₄、CuSO₄、NaOH；

其中不合理的是　　；

[实验方案与验证]

实验	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取少量滤液于试管中，观察现象	溶液为无色	猜想　　成立
实验二	另取少量滤液于试管中，向其中滴加酚酞试剂	无明显现象	猜想　　成立
实验三	常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度	pH＝7	猜想　　成立

[拓展延伸]金属钠在运输、保存中应该注意　　。

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。

某化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气时，发现制得的气体有刺激性气味，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究．

[提出问题]氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？

[查阅资料]

1．氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在；

2．氯气（Cl₂）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝．

[猜想与假设]猜想一：该气体为O₂；猜想二：该气体为Cl₂；猜想三：该气体为　．

[实验探究]

序号	实验操作	实验现象	实验结论
1	小丽用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中	A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸不变色	猜想　　成立
2	小岚用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中	C中带火星木条复燃，D中淀粉碘化钾试纸	猜想三成立

[反思与评价]

1．小涛认为小丽的结论不正确，原因是　　．

2．还可用更简便的方法检验Cl₂的存在，该方法是　　．

[拓展应用]

1．若取氯酸钾和二氧化锰混合加热后的少量固体，加入足量水溶解，过滤，滤液成紫红色，该现象说明反应还生成了　　（填化学式）．

2．MnO₂不仅能作催化剂还可以作反应物，实验室通常用MnO₂与浓盐酸共热制取Cl₂．请完成该反应的化学方程式：MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underset{¯}{△}}{}$MnCl₂+　　+Cl₂↑．

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。

对放置一段时间后的生石灰样品进行实验。

①取少量样品放入水中，有较多热量放出，滴加酚酞后呈　　色。

②另取少量样品，进行实验：

Ⅱ中氢氧化钠与稀盐酸反应的化学方程式是　　。

Ⅲ是将CO₂通入B中，写出B中发生反应的化学方程式　　。

Ⅳ的操作名称是　　；C中一定含有的溶质是　　。

③由上述实验能确定原样品中含有的物质是　　。

某涂料添加剂M的成分为银、铝、锌中的一种，为确定其成分，取一定质量的M和稀硫酸进行实验。

①银、铝、锌的金属活动性由强到弱的顺序是　　。

②用如图1方法收集氢气，是因为氢气　　（选填“可溶”、“难溶”）于水；仪器Ⅰ的名称是　　。

③6.5g锌与足量稀硫酸完全反应，计算产生氢气的物质的量。（根据化学方程式列式计算）

④铝、锌分别与足量的稀硫酸反应。产生氢气的物质的量与消耗铝的质量关系曲线如图2所示，在图中画出产生氢气的物质的量与消耗锌的质量关系曲线。

⑤1.8g样品M与足量稀硫酸完全反应产生0.1mol氢气，则M的化学式是　　。

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）

化学课上，老师组织同学们观察铁丝、木炭、石蜡等物质分别在空气和氧气中反应的实验后，同学们分析总结出了燃烧的特征和定义，同时得出影响反应速率的因素之一是　　。为了激发学生的学习兴趣、拓展知识视野，老师又演示了如下实验：将打磨光亮的镁条在空气中点燃后迅速伸入充满二氧化碳的集气瓶中，观察到镁条继续燃烧，发出耀眼白光并伴有轻微爆炸声，集气瓶内壁上出现黑色颗粒，同时生成白色固体。同学们对该实验中生成的白色固体的成分进行了探究。

[猜想假设]猜想一：氧化镁

猜想二：碳酸镁

猜想三：氢氧化镁

猜想四：氧化镁和碳酸镁

同学们讨论后，一致认为猜想三不成立，理由是　　。

[实验验证]请你和同学们一起设计并完成实验。

实验操作	实验现象	实验结论
		猜想一成立

[反思交流]

（1）请你结合已有知识和实验探究过程，写出镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式　　。

（2）综合上述实验，你对燃烧或二氧化碳性质的新认识是　　（写一条）。

同学们在实验室用块状大理石和5%的稀盐酸反应制取CO₂，观察不到气泡产生时，发现固体还有剩余，对此进行探究（杂质不溶水且不与酸反应）

[提出问题[不再产生气泡的原因是什么？

[猜想假设]猜想一：盐酸已经完全反应；猜想二：剩余固体中无碳酸钙

猜想三：生成物或杂质附着在大理石表面，阻碍反应继续进行

[实验探究一]反应后溶液中是否有盐酸。

（1）小亮取上述反应后的清液，测得溶液pH＝2，说明溶液显　　性，由此得出猜想一不成立的结论。

（2）小慧认为此结论不够严谨，还应考虑生成物对溶液酸碱度的影响，补充了如下实验

①取洁净的烧杯，另配制　　溶液，测得溶液pH＝7

②取洁净的试管，加入适量水和紫色石蕊溶液，持续通入CO₂，发现溶液变为　　色。但小亮认为实验②不能说明CO₂对溶液酸碱度的影响，他重新改进了实验。

③另取洁净的试管，加入适量水，持续通入CO₂至饱和，测得溶液pH＝5.6。

由以上实验可知，该反应的生成物对溶液酸碱度影响不大，猜想一不成立，反应后的溶液中有盐酸。

[实验探究二]剩余固体中是否有碳酸钙。

小亮先振荡反应容器，使剩余固体和液体充分接触，观察到仍无气泡产生。再向容器中滴加少量5%的稀盐酸，又有气泡产生。一段时间后，不再产生气泡，仍有固体剩余。产生气泡的化学方程式是　　。

由以上实验可知，猜想二和猜想三不成立。

[得出结论]

根据以上实验探究，可得出影响反应能否进行的因素之一是　　。

[反思交流]小慧又提出，也可能是反应太慢，无法观察到气泡产生，她设计了如下对比实验：取出[实验探究二]所得的部分清液，放置一段时间后，测得pH为X，同时测得[实验探究二]容器中剩余清液的pH为Y，若X　　Y（填“＞”“＝”或“＜”），则她的猜想成立。

某化学兴趣小组利用所学知识制取氢氧化钠溶液。他们向盛有一定量碳酸钠溶液的烧杯中加入一定量的澄清石灰水，充分反应后过滤。甲同学认为滤液就是氢氧化钠溶液，其余同学不同意他的说法，大家一起展开探究。

[提出问题]滤液中的溶质成分是什么？

[猜想假设]猜想一：氢氧化钠

猜想二：氢氧化钠、氢氧化钙

猜想三：氢氧化钠、碳酸钠

猜想四：氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠

[讨论交流]大家一致认为猜想四不成立，请用化学方程式说明理由：　　。

[实验探究]甲、乙、丙三位同学分别取少量滤液于试管中，进行了下列实验。

	实验操作	现象	结论
甲同学	加入足量 稀盐酸	无明显现象	猜想一 成立
乙同学	加入碳酸 钠溶液	无明显现象	猜想一 成立
丙同学	加入无色 酚酞溶液	溶液变为红色	猜想一 成立

[实验评价]甲同学的实验只能证明滤液中不含　　；乙同学的实验只能证明猜想二不成立；丙同学的实验错误，原因是　　。

[得出结论]综合　　两位同学的实验和现象，可证明猜想一成立。

[反思迁移]①同学们经过讨论，提出用两种盐溶液及相应的实验操作，也可确定所得滤液中溶质的成分，这两种盐溶液可以是　　。

②在制取某物质时，除了根据反应原理设计实验，还需要注意　　。

在今年化学实验操作考试“探究纯碱的性质”中，同学们做了如图所示的四组实验，并将A、B、C、D四支试管中的废液全部倒入一个干净的大烧杯中。考试结束后，某兴趣小组发现大烧杯底部有沉淀，上层溶液呈红色。为了探究上层溶液的成分，进行了以下实验。

[提出问题]大烧杯中的上层溶液中除了含有水和酚酞外，还含有哪些离子？（假设难溶物质、水和酚酞均不会解离出离子）

[猜想假设]小明认为上层溶液中一定含有Na⁺、CO₃^2﹣、H⁺、Cl^﹣、Ba²⁺、Ca²⁺、OH^﹣七种离子，你认为上层溶液中含有的离子最多可能有几种，它们分别是　　（填离子符号）。

[分析讨论]（1）小红认为上层溶液中一定不含有H⁺，因为上层溶液呈红色。请你分析上层溶液中不含有H⁺的另外一个理由　　。

（2）小李取一定量的上层溶液于试管中，滴加几滴稀盐酸，发现无气泡产生，认为上层溶液中一定不含有CO₃^2﹣．小红认为他的结论不正确，原因是　　。

[设计实验]为进一步确定上层溶液中是否含有CO₃^2﹣，请你和小红一起参与下列探究：

实验操作	实验现象	实验结论
取大烧杯中上层溶液少许于一支试管中，滴加过量的BaCl2溶液，静置	① 　　 ②试管中的上层溶液仍是红色	①大烧杯中上层溶液中一定含有CO3^2^﹣ ②同时还能得出大烧杯中的上层溶液中一定含有离子是　　（填离子符号）

[实验结论]大烧杯中的上层溶液中一定含有的离子是　　（填离子符号）。

实验室有一份氯化钠和氯化钡混合物样品。兴趣小组同学设计了如下实验方案，分离提纯氯化钠并测定样品中氯化钠的质量百分含量，请回答下列问题：

（1）用托盘天平称量样品前对天平进行的第一步操作是　　。

₂₃溶液的目的是　　。该小组同学用如图所示装置进行操作Ⅱ，请指出操作中存在的两处错误：　　、　　。

（3）下列关于操作Ⅲ的说法正确的是　　（填序号）。

a．该操作中用到的玻璃仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿

b．该操作中用玻璃棒不断搅拌的目的是防止局部温度过高，造成液滴飞溅

c．当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热

d．停止加热后，立即将蒸发皿直接放在试验台上。

（4）样品中氯化钠质量百分含量为　　。

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]反应后溶液总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，设计不同的方案确认猜想三是正确的，请你写出你的实验方案　　。

某同学设计如下实验，测定某品牌碳酸饮料中CO₂的含量，设计如下实验步骤：

①将250mL瓶装碳酸饮料放在冰箱中冷冻一段时间（未结冰）；

②将饮料从冰箱内取出，迅速加入质量分数为50%NaOH溶液5mL；倒转饮料瓶，轻轻震荡，然后放置恢复至室温，作待测液；

③按如图连接实验装置。取50mL待测液置于装置B的锥形瓶中，关闭开关K，打开分液漏斗的活塞，向锥形瓶中注入稀硫酸，至不再产生气泡，关闭活塞；

④打开开关K，向装置中鼓入空气，一段时间后，将C装置中的物质过滤，洗涤，烘干称量质量为0.394g。

资料：

①CO₂与足量Ba（OH）₂反应生成BaCO₃沉淀。

②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。

③实验中各种溶液的密度都视为1g/mL。

根据以上实验过程完成下列问题：

（1）上述实验过程中，C装置中的现象是　　。

（2）装置A中发生的化学反应方程式为　　，装置D的目的是　　。

（3）步骤①冷冻碳酸饮料的目的是　　。

（4）步骤④鼓入空气的目的是　　。

（5）根据题中提供的数据计算此品牌碳酸饮料中CO₂的含量为　　g/L．（加入的NaOH溶液的体积可忽略不计）