初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学欲利用其进行下列各化学实验。

（1）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂），在实验室中制备并收集干燥的氧气。按照要求设计实验装置，连接仪器，并检验装置的气密性。

①所选装置的连接顺序为　　（从左至右填写装置序号字母）。

②制取氧气所发生反应的化学方程式为　　。

③下列有关氧气制取和性质的叙述中，不正确的是　　（填写序号A、B、C，D之一）

A．实验室制氧气时，应先加入药品，再检査装置的气密性

B．在此反应前后，二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变

C．铁丝在纯氧中剧烈燃烧时，火星四射，生成黑色固体

D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体

（2）用干燥纯净的氧气对纤维素的组成进行分析探究实验（资料显示纤维素只含C、H、O三种元素）。所选装置按“氧气→D→A→C→碱石灰干燥管”的顺序连接（实验前检验装置的气密性，假设所发生的化学反应都完全充分进行）。装置D的玻璃管中放入纤维素试样的质量为wg，充分反应后，测得装置A的质量增加ag，装置C的质量增加bg，则纤维素中碳元素的质量分数为　　（计算结果用含字母的代数式表示）。

若实验中使用的氧气未干燥，这样测算出的纤维素中碳元素与氢元素的质量比与实际值比较将　　（填“偏大”“偏小”“基本一致”“无法确定”之一）

_xy1212为浓硫酸洗气瓶，实验前检验装置的气密性，假设所发生的化学反应都充分反应）。进行实验并记录实验数据，如下表所示：

装置编号	1中浓硫酸	D中玻璃管内固体	C中溶液
反应前质量	150g	14.4g	200g
反应后质量	152.7g	11.2g	213.2g

_xy中x：y＝　　（填写最简整数比）。

②从环保角度考虑，该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是　　。

实验室制取气体常用的发生装置如图所示，回答下列问题。

（1）小刚选择A装置作为制取氧气的发生装置，反应的化学方程式为　　，小明选择B装置也能作为制取氧气的发生装置，其理由是　　。与A装置相比，B装置具有的优点是　　。

（2）某实验小组的同学们在进行“二氧化碳的实验室制取和性质”的实验活动时，选取上述装置制取二氧化碳气体后，产生了许多废液。于是他们在课外兴趣小组活动时对废液的成分进行了如下探究：

[提出问题]废液的主要成分是什么？

[猜想与假设]小红的猜想：废液中只有CaCl₂；小丽的猜想：废液中还有HCl。

[查阅资料]CaCl₂溶液呈中性。

[设计与实验]①小红做了一组对比实验：取等质量的废液和CaCl₂溶液分别于两支试管中，各滴加2滴酚酞溶液后，发现溶液都不变色，认为自己的猜想是正确的。大家经过讨论，认为小红的猜想不正确，理由是　　。

②针对小丽的猜想，同学们进行了如下实验探究：

实验方案	一	二	三
实验操作
预期的现象	与标准比色卡对比pH＜7		白色沉淀
实验结论	废液中含有HCl	废液中含有HCl	废液中含有HCl，反应的化学方程式为　　。

③小牛对上述探究活动思考后，认为利用酸的化学性质还可以设计不同方案探究小丽的猜想：

操作步骤	预期的现象	实验结论
取适量废液于试管中，加入　　。		废液中含有HCl

[解释与结论]同学们根据以上实验，讨论得出废液的主要成分是CaCl₂和HCl。

[评价与反思]实验结束后，同学们对探究活动进行了如下反思：

①小强认为方案一中存在操作错误，错误的操作是　　。

②小敏认为方案三不足以证明废液中含有HCl，理由是　　。

③大家一致认为实验后的废液不能直接排放，理由是　　（写一点）。要想从废液中得到CaCl₂固体，可采用的方法是　　。

小红在探究碱的化学性质时，将稀盐酸滴入到氢氧化钠溶液中，意外地发现有气泡产生，她认为氢氧化钠溶液已经变质。氢氧化钠溶液变质的原因是　　（用化学方程式表示）。

[提出问题]变质后的氢氧化钠溶液中的溶质是什么？

[猜想假设]小红对变质后的氢氧化钠溶液中的溶质成分做出了两种猜想：

猜想一：　　          猜想二：　　

[实验设计]为了验证上述猜想哪个正确，小红设计了如下方案：取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，观察溶液颜色的变化，可以得出结论。小敏认为小红的实验方案不合理，理由是　　。

[实验与结论]小敏另外设计实验方案并进行了探究，请你帮她完成下面的实验报告：

实验步骤	实验现象	结论
步骤1：取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，向其中滴加过量的氯化钙溶液并振荡	有白色沉淀产生	猜想一正确
步骤2：	）

步骤1反应的化学方程式是　　。

某白色固体甲的主要成分为NaCl，可能含有MgCl₂、KCl、BaCl₂和NaOH中的一种或几种杂质，为检验白色固体甲的成分并除去其中杂质，进行如下实验：

（1）写出生成白色固体丙的化学方程式　　；

（2）向无色溶液D中加入过量稀盐酸的目的是　       ；

（3）分析上述实验可知，白色固体甲中一定没有的物质是　　；

（4）若用上述实验中的A、B、C、D四种溶液鉴别稀H₂SO₄和NaOH溶液，分别取样后，按如图所示操作进行实验，就能达到鉴别目的是实验　　。

新华社2017年5月18日电，我国在南海海域成功连续8天稳定开采可燃冰（主要含甲烷水合物）。与煤、石油相比，可燃冰污染小、热量大，而且全球储量足够人类使用1000年。某化学兴趣小组对海洋资源产生浓厚的兴趣。于是他们查阅资料，得到下列信息：

（1）可燃冰埋藏于海底的沉积物和陆地冻土的岩石中；

（2）可燃冰开采难度大，如果气化后的甲烷逸散到空气中，将会加剧全球气候变暖；

（3）海水“晒盐”得到的盐叫粗盐，含有CaCl₂、Na₂SO₄等杂质。

他们分成两组对此进行探究：

Ⅰ组同学研究海底资源中的可燃冰，明确了两个问题：

（1）可燃冰在海底不燃烧的原因是　　；

（2）可燃冰形成的条件与　　、压强有关。

Ⅱ组同学研究海水物质资源中的主要化学成分，做了两个实验：

（1）模拟海水“晒盐”实验：将海水滴在玻璃片上，然后用吹风机吹干，产生白色固体，得到盐，这种结晶方法的原理是　　。

（2）模拟粗盐除杂实验：

[提出问题]如何将粗盐中的CaCl₂、Na₂SO₄杂质除掉

[可选试剂]稀H₂SO₄、稀HCl、NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液

[进行实验]

步骤	过程	现象	实验解析
第一步		产生白色沉淀	加入过量溶液Na2CO3的目的是
第二步		有气泡产生	化学反应方程式为
第三步	蒸发所得溶液	析出白色固体	得到较纯净的食盐

[反思与评价]浩瀚的海洋将为我们全人类贡献丰富的资源。

同学们：除了可燃冰、食盐以外，你还能从化学学科角度再说出一种你所知道的海洋资源吗？　　。

某校九年级"我们爱化学"活动小组的同学，探究了过氧化钠（Na ₂O ₂）与二氧化硫（SO ₂）反应后所得固体产物的成分，过程如下：

【查阅资料】过氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式为：2SO ₂+2Na ₂O ₂＝2Na ₂SO ₃+O ₂，2Na ₂SO ₃+O ₂＝2Na ₂SO ₄；SO ₂能使品红溶液褪色。

【提出猜想】猜想1：固体成分为Na ₂SO ₃

       猜想2：固体成分为Na ₂SO ₄

       猜想3： 　　

【实验探究】用如图所示的装置进行实验。打开A中分液漏斗的活塞，反应发生（产生足量的SO ₂）后，用带火星的木条检验从a处导出的气体，木条复燃。实验前称得Na ₂O ₂固体的质量为78g，充分反应后称得生成物固体的质量为134g。

【实验结论】（1）A是制取SO ₂气体的装置，反应的化学方程式与实验室制取CO ₂的化学方程式类似，请写出A中发生反应的化学方程式： 　　。

（2）由题中 　　的实验现象，可推测猜想2是错误的。

（3）装置B的作用是 　　；装置D的作用是 　　。

（4）根据反应前后固体的质量，可计算出Na ₂SO ₃的质量为 　　g，Na ₂SO ₄的质量为 　　g。

【总结提升】（1）若实验前称得Na ₂O ₂固体的质量为m ₁g，充分反应后称得生成物固体质量为m ₂g，则m ₂的取值范围是 　　（用含m ₁的关系式表示）

（2）请另外设计一种实验方案，定性验证过氧化钠与二氧化硫反应后所得固体产物的成分： 　　

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　　。

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　　。

某化学兴趣小组为研究酸的化学性质，他们将一定量稀硫酸加入到盛有少量CuO的试管中，观察到黑色粉末全部溶解，溶液呈 　　色，该反应的化学方程式为 　　。为进一步确定反应后所得溶液中的溶质成分，他们进行了以下实验探究。

【提出猜想】猜想一： 　　；猜想二：H ₂SO ₄和CuSO ₄

【资料查询】CuSO ₄溶液呈弱酸性，加入Zn粒时有极少量的气体产生。

【实验探究】为了验证猜想，该兴趣小组的同学设计了如下实验方案。

方案一：取所得溶液少许于试管中，滴入石蕊试液，振荡，若观察到溶液显红色，则猜想二正确。

方案二：取所得溶液少许于另一支试管中，加入足量Zn粒，若观察到产生大量气体、 　　等现象，则猜想二正确。

【讨论交流】A、经过讨论，大家一致认为方案一是错误的，其理由是 　　。

B、要使由H ₂SO ₄和CuSO ₄组成的混合溶液中的溶质只有CuSO ₄，可向其中加入过量的 　　（填序号）。

a、CuO       b．Cu（OH） ₂    c、Cu          d．Cu（NO ₃） ₂

【拓展探究】某混合溶液由硫酸和硫酸铜溶液组成。上述小组同学又进行了如下实验：取124.5g该混合溶液于烧杯中，然后将120gNaOH溶液分六次加入其中，毎次充分反应后称量所得溶液的质量，所测数据如下表所示。

	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	第6次
加入NaOH溶液的质量/g	20	20	20	20	20	20
反应后溶液的质量/g	144.5	164.5	179.6	189.8	200	220
每次产生沉淀的质量/g	0	0	m	n	9.8	0

计算：

（1）上述表格中产生沉淀的质量：m＝ 　　，n＝ 　　。

（2）所加NaOH溶液中溶质的质量分数。

（3）第5次加入NaOH溶液充分反应后所得溶液中溶质的质量分数。

娄底人在端午节有吃皮蛋的习俗。某化学小组的同学查阅资料后得知，腌制皮蛋的主要原料有：生石灰、纯碱和食盐。同学们向这三种物质中加入适量水，充分搅拌，过滤，对滤渣中溶质的成分进行探究。

小组同学讨论后一致认为，滤液中的溶质一定含有NaCl和　　。（写化学式）

【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质呢？

【作出猜想】

₂

₂₃

₂₂₃

【交流讨论】经过进一步讨论，大家认为小华的猜想不合理，原因是：　　。（用化学方程式表示）

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
小林：取少量滤液于试管中，滴加足量的稀盐酸		小方的猜想正确
小方：取少量滤液于试管中，滴加 　　溶液	产生白色沉淀	小方的猜想正确
23溶液	无明显现象	小方的猜想正确

【交流谈论】同学们认为，通过小华的实验不足以得出其结论，原因是　　。

【继续探究】小明也取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，却没有看到明显现象，小明对此深感疑惑。

【解释评价】经老师的指导和大家的认真思考后终于找出了原因，你认为是　　。最后，老师对同学们这种严谨的科学态度给予了充分的肯定。

某化学课外活动小组的同学在学习《化学》下册77页的资料卡片“石笋和钟乳石的形成”时，发现难溶于水的CaCO₃当遇到溶有CO₂的水时，会反应生成溶解性较大的Ca（HCO₃）₂：【CaCO3+CO2+H2O═Ca（HCO3）2】．联想到实验室检验CO₂时，将气体通入澄清石灰水中．若长时间往澄清石灰水中通入CO₂会产生什么样的现象呢？小组决定用小烧杯盛装一定量的氢氧化钠溶液并不断通入二氧化碳气体进行探究

【提出问题】氢氧化钠溶液中通入二氧化碳一段时间后，溶液中含有什么溶质？

【查阅资料】

（1）通入少量的二氧化碳时，NaOH与CO₂反应的化学方程式为：　　．

（2）通入过量CO₂时，反应的化学方程式为：Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃．

（3）碳酸氢盐都是可溶于水的．BaCO₃难溶于水且是白色固体．

（4）Na₂CO₃、NaHCO₃溶液呈碱性，BaCl₂显中性．

【提出猜想】

（1）溶质为NaOH和Na₂CO₃；

（2）溶质为Na₂CO₃；

（3）溶质是　　（填化学式）；

（4）溶质全都是NaHCO₃．

【设计实验方案】

实验步骤	实验现象	实验结论
①用试管取少量小烧杯中反应后的溶液，滴加几滴　　试液（填酸碱指示剂）	溶液变红色	该溶液显碱性
②将小烧杯中反应后剩下的溶液进行称量，然后滴加过量的BaCl2溶液	有 　　生成	猜想（4）不成立
③取步骤②中的上层清液，滴入稀盐酸	有气泡冒出	猜想（1）和（2）不成立

【得出结论】猜想（3）成立．

【讨论交流】

（1）有同学提出实验步骤①是多余的．你认为该实验设计是否需要？并说明理由　　．

（2）将实验步骤②剩下混合物进行　　（填操作名称）、洗涤、干燥、称量，发现所得沉淀质量等于步骤②中所称量的溶液质量的十分之一，判断氢氧化钠溶液中通入二氧化碳一段时间后，溶液中 Na₂CO₃的质量分数约为　　．

A.4.26%   B.5.38%   C.3.43%.10%

【反思应用】

验证二氧化碳性质时，如果长时间向澄清石灰水中通入二氧化碳会看到什么样的现象呢？请你描述一下　　．

工业上常用电解饱和食盐水的方法制取烧碱，某化学兴趣小组为了探究久置的工业烧碱的成分，进行了如下实验：

（1）取少量样品于烧杯中，向其中加入过量稀盐酸，观察到有气泡产生，说明样品中含有 　　，该反应的化学方程式为 　　，接着又向烧杯中继续加入硝酸银溶液，出现了白色沉淀，甲同学立刻得出结论：样品中还含有氯化钠，乙同学对该结论提出了质疑，认为不一定含有氯化钠，理由是 　　；

（2）丙同学认为除了需要确认是否含有氯化钠外，还需要确认样品中是否含有氢氧化钠，于是，大家又进行了以下实验：

①另取少量样品溶解于水，向其中加入过量硝酸钙溶液，产生白色沉淀，然后过滤、洗涤；

②向滤液中加入足量稀硝酸，再滴入硝酸银溶液后产生白色沉淀；

③向滤渣中加少量水后滴入酚酞，溶液变红．

由此判断，滤渣中的物质是 　　（填化学式）．

（3）根据以上经验，得出的结论正确的是 　　（填序号）

A．	样品中无NaCl
B．	样品中只有NaOH和Na 2CO 3
C．	样品中无NaOH
D．	样品中有Na 2CO 3、NaOH和NaCl．

某同学在课外阅读中得知：实验室用电石（主要成分CaC ₂）与水反应制取乙炔（C ₂H ₂）反应的方程式为CaC ₂+2H ₂O＝Ca（OH） ₂+C ₂H ₂↑．在实验室中该同学把一定量的CaC ₂加入Na ₂CO ₃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

猜想二：NaOH，Ca（OH） ₂

猜想三：NaOH，Na ₂CO ₃

【设计并实验】

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，向试管这滴入适量的碳酸钠溶液		猜想二不成立
实验二	另取少量滤液于试管中，向其中加入过量稀盐酸	产生气泡	猜想 　　成立

写出实验二中产生气泡的化学方程式： 　　

【拓展延伸】

①若向Cu（NO ₃） ₂溶液中加少量CaC ₂，充分反应，产生的现象是 　　．

②实验室保存电石应注意 　　．

某化学小组的同学用锌粒与如图1中的硫酸溶液（部分标签被腐蚀）反应时，发现有气泡产生，并闻到有刺激性气味，他们对此气体的成分进行了探究。

[提出问题]锌粒加入硫酸溶液反应生成的气体是什么？

[查阅资料]

①浓硫酸也可以与锌粒发生反应，但不会生成氢气，也不会生成氧气，能生成二氧化硫气体。

②二氧化硫有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种红色素）溶液褪色。

③浓硫酸有吸水性，常用作干燥剂

④氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫，并生成亚硫酸钠（Na₂SO₃）和水

[提出猜想]

甲同学认为：气体可能是H₂；

乙同学认为：气体可能是SO₂；

丙同学认为：气体还可能是　　。

[实验探究]为了验证上述猜想，同学们在老师的指导下设计了如图2的装置（部分夹持器材略去，假设每个能发生的反应都能完全进行）进行探究：

（1）图中a仪器的名称是　　，D处气体发生装置，可选图中的　　（填字母序号）

（2）实验开始后，观察到E中品红溶液褪色，证明气体中含有　　。

（3）H装置的作用是　　，写出发生反应的化学方程式　　。

（4）G装置加热一段时间后，观察到的现象是　　，证明气体中含有氢气。

[实验结论]　　同学的猜想是正确的。

[反思与交流]

（5）锌与浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫，为何反应过程中又产生氢气了呢？用文字简述原因　　。

（6）锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以生成硫酸锌，如果需要制取硫酸锌，往往选用锌与稀硫酸反应，其优点是　　（答案合理即可）

钙元素是一种重要的金属元素，它形成的物质种类很多。

（1）氢化钙（CaH₂）固体是登山运动员常用的能源提供剂。

某实验探究小组的通许通过查阅资料得知：CaH₂能与H₂O反应生成Ca（OH）₂和H₂，请你写出该反应的化学方程式　　。

（2）生石灰溶于水可制得熟石灰，该反应过程中能量的变化是　　（填“吸热”或“放热”），实验室可以用　　测定其溶液的酸碱度。

（3）实验探究小组将Na₂CO₃溶液滴加到Ca（OH）₂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？

[做出猜想]

猜想一：NaOH                  猜想二：NaOH和Ca（OH）₂

猜想三：NaOH和　　 猜想四：NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂

经过讨论，大家认为猜想四不合理，原因是　　。

[实验过程]

实验步骤	现象	结论
实验Ⅰ：取滤液，向其中滴入适量Na2CO3溶液		猜想二不成立
实验Ⅱ：另取滤液，向其中加入足量	产生气泡	猜想 　　成立

[拓展延伸]在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑　　。