初中化学实验探究物质的组成成分以及含量填空题

小明利用如图所示的装置测定空气中氧气的含量（体积分数）。请根据他的操作回答下列问题：

（1）检查整个装置的气密性后，将c处的止水夹夹紧，点燃红磷后，迅速插入左边的广口瓶中；红磷燃烧时最明显的现象是____________________；红磷燃烧的文字表达式为                      。
（2）待燃烧停止，将c处的止水夹打开。结果发现烧杯中的水进入到广口瓶中,且占广口瓶体积的约1/8,则该同学测得的空气中氧气的体积分数为____________%。与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是______________．（填序号）
①红磷过量  ②装置漏气  ③没有冷却至室温就打开止水夹
（3）实验完毕后，剩余气体主要是            由此可推测出剩余气体具有哪些化学性质？           
（4）若将红磷换成木炭，该实验能否获得成功_______________（填“能”或“否”）？
（5）小刚进行了大胆改进，用图Ⅱ所示装置进行实验（试管的容积为45mL、注射器的针筒润滑性非常好，不考虑摩擦力），收到了良好的效果。点燃红磷前活塞在20ml刻度处。待红磷与氧气充分反应，且装置完全冷却后，注射器的活塞将停留在               ml刻度处（结果取整数）。

铜跟浓硫酸的反应原理是： $Cu+2H_{2}S{O}_4\left(浓\right)\stackrel{△}{=}CuS{O}_4+2H_{2}O+S{O}_2$↑。某小组同学用下图所示装置制取硫酸铜。请回答以下问题：

（1）图中 $B$装置用来收集 $S{O}_2$（已知 $S{O}_2$的密度大于 $C{O}_2$的密度），但未将导管画全，请在答题纸上将 $B$装置中的导管补画完整。
（2）图中 $C$装置的作用是防止氢氧化钠溶液倒吸入 $B$瓶中，装置 $D$的作用是.

（3）充分反应后，烧瓶中的铜片仍有剩余，那么硫酸是否也有剩余呢？该小组同学进一步研究：待烧瓶冷却后，将烧瓶中的混合物稀释、过滤，用滤液做了如下实验。
实验1：用 $pH$试纸测试滤液 $pH$，其 $pH$约为1；
实验2：取少量滤液于试管中，向试管中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀现象。
你认为，可说明硫酸有剩余。（选填"实验1"或"实验2"）
（4）以铜片与浓硫酸为原料用上述方法制取硫酸铜，存在的缺陷有（答出两点即可。）

为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放人试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：

（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20 ml刻度处推至15 mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明_________________；
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为____________________；
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到的现象为____________________。

测定空气中氧气的体积分数可以采用下图甲乙两种装置。乙装置可视为甲的改进装置，在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。
（提示：铜丝在空气中加热和氧气反应生成黑色固体氧化铜）

在甲装置实验过程中,红磷燃烧集气瓶中充满白烟，一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是____(14)___。
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象是_____(15)________
（4）从这个实验得出的结论是____________(16)__________
（5）写出红磷燃烧的化学表达式         (17)           
（6）在乙装置实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是       (18)      
（4）乙装置实验中测得实验结果如下：

反应前注射器内气体总体积	反应后注射器内气体总体积
25mL	22mL

 
由此数据可以推算出测定的空气中氧气的体积分数     (19)    2l％(填“>”、“＝”或“<”)。

请根据下图所示的实验装置图填空。

（1）指出图中标有数字的仪器的名称：①       ，②          ，③        ，④               。
（2）在实验室用高锰酸钾制氧气时应该选择的发生装置是      ，装置中还缺少一种实验用品_________,其作用是______________________________。写出反应的文字（或符号）表达式：                      。
（3）当用C装置制取氧气时，仪器③内盛放的液体是                ，反应文字表达式为_____________。
（4）在实验室制取并收集二氧化碳可选用           装置(填字母编号)，写出实验室制取二氧化碳反应的文字表达式：                    。验证二氧化碳收集满的方法是______________________________。
（5）氢气是一种密度比空气小的气体，难溶于水。实验室常用金属锌粒和稀硫酸在常温下反应来制取氢气。实验室制取氢气的发生装置可以选择上图中的_____装置，收集氢气可以选择上图中的___________装置。
（6）实验室用加热二氧化锰和浓盐酸混合物的方法制取氯气，应该选择的发生装置是______。
（7）下图所示装置也可以用来收集气体。如果用该装置收集二氧化碳，气体应该从___导管通入。如果用排水法收集氧气，应该先在该装置中__________,然后将氧气从___导管通入。

（8） 小宋同学对气体发生装置作了改进，设计了如下装置，如图(Ⅱ)所示。使用图(Ⅱ)装置制取CO₂，反应进行过程中，关闭该装置中的止水夹a后，可以观察到的现象__________________________________。

(9) 小亮同学也改进了气体发生装置，改进的装置如图(Ⅲ)所示，与C装置相比较，橡皮管的作用是_______________________________________________________。
(10)小明同学探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：

实验结论：在相同条件下，             ，双氧水分解得越快。

利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液，主要流程如下（反应条件已略去）：

已知：2Cu+2H₂SO₄+O₂2CuSO₄+2H₂O、Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu
（1）过程中 I中稀硫酸过量的目的是_____________．
（2）过程Ⅱ中分离操作的名称是_____________，在操作过程中使用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_____________，其中玻璃棒的作用是_____________．
（3）过程Ⅲ中有气体产生，该气体是_____________（填化学式）．
（4）A～E 中含铜、锌两种元素的物质有（填字母序号）_____________．
（5）过程Ⅲ中应经过_____________、_____________、_____________，从而得到纯净的海绵铜

氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物，制备特殊的陶瓷材料等。某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁（Mg₃N₂），并用实验方法测定氮化镁的纯度。
I．制备氮化镁
【查阅资料】
①(NH₄)₂SO₄+2NaNO₂2N₂↑+Na₂SO₄+4H₂O，该反应为放热反应。
②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气；稀硫酸能吸收氨气。
③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应。
【实验】
制备氮化镁的装置示意图如下：

（1）D装置的作用是                  ，G装置的作用是                 。
（2）E装置中发生反应的化学方程式为                                    。
（3）实验时先进行    （选填“A”或“E”）处加热，理由是               。
II．测定氮化镁的含量
氮化镁是浅黄色粉末，极易与水反应生成Mg(OH)₂沉淀和NH₃，反应的化学方程式为               ，氮化镁（Mg₃N₂）中氮元素的化合价是     。
【定性分析】
步骤一:取少量氮化镁样品于试管中，加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成。
步骤二:弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡。该步骤中产生气泡的化学方程式为                           。
【定量测定】
按下图实验装置进行实验：

（4）取氮化镁样品16g进行实验，I装置增重3.4g，求该样品中氮化镁的质量分数（请写出计算过程）。
（5）球形干燥管的作用是                                 。

某固体粉末由Mg、MgO和Mg（OH）₂中的一种或几种组成。某化学小组为了探究该固体粉末的成分，设计如图所示的装置（固定装置省略）

[信息资料]本实验条件下，氢气密度为0.09g/L。

[实验过程]

步骤Ⅰ：检查装置气密性，装入药品并连接仪器。

步骤Ⅱ：倾斜Y形管，使样品充分反应，测定生成气体的体积为55.6mL。

步骤Ⅲ：拆下装置，往Y形管内残余液中加入氢氧化钠溶液，至不再生产沉淀。经过滤、洗涤和干燥后，称得沉淀质量为2.90g。

[回答问题]

（1）该套装置气密性的检查方法是　                                         　。

（2）①使样品与硫酸充分反应的正确操作是　 　（填标号）。

A．硫酸溶液转移到样品中        B．样品转移到硫酸溶液中

②判断样品完全反应的现象是　                      　。

（3）根据实验结果分析：

①通过步骤Ⅱ推断，样品中一定含有的物质是　　。

通过步骤Ⅲ计算，样品中镁元素的总质量为　 　g。

②结论：该样品中的成分是　                　。

[反思]

（4）该化学小组同学经过讨论得到以下结论，正确的有　 　（填标号）。

A．利用该实验方案，能计算出样品中各物质的质量

B．实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量，确保样品完全反应

C．仅称量步骤Ⅱ中Y形管内药品减轻的质量，即能计算出样品中各物质的质量。

有三种白色粉末，分别是碳酸钡、硫酸钡和碳酸钠。请设计一个实验方案把这三种粉末区分开来。叙述实验操作、预期现象和结论。（实验室仅提供了稀盐酸、Na₂SO₄溶液、蒸馏水以及常用的实验仪器）

实验操作	预期现象与结论

 

为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下图所示的实验方案：
在一个隔热效果良好的容器上方安装一个可自由上下移动的活塞（活塞质量忽略不计，起始位置在5刻度处）。加热容器，使容器温度达到80℃（已知白磷燃烧所需的最低温度为40℃）。请回答：

（1）实验过程中，可以观察到：白磷剧烈燃烧,产生大量白烟,活塞先向      __移动，再向        移动，最后停在刻度                   处。
（2）发生反应的表达式为________              __。
（3）有位同学做此实验时活塞最终停在4.5处，请你分析造成这一现象的原因是____________             。

NaOH是重要的化工原料，研究其制备、检验、贮存及应用具有重要意义。

（1）工业上常用电解饱和食盐水的方法制取NaOH，反应的化学方程式为2NaCl+2H ₂O $\frac{\underset{¯}{\mathit{通电}}}{}$ 2NaOH+Cl ₂↑+X↑．X的化学式为 　 　。

（2）为了探究NaOH样品中是否存在NaCl、Na ₂CO ₃杂质，设计如下实验方法

注：AgCl是白色固体，难溶于水和稀HNO ₃

①乙中有无色无味气体产生，证明样品中含有Na ₂CO ₃．产生气体的化学方程式为 　                。

②试剂X为 　        溶液；可证明NaCl存在的现象是 　                。

（3）某兴趣小组试图通过测定生成的CO ₂质量，确定因久置而变质的NaOH固体中Na ₂CO ₃的质量分数，设计了图所示装置并进行如下实验：

步骤一：取一定质量的样品，加入气密性良好的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入足量的稀硫酸，称出装置总质量为m ₁。

步骤二：打开分液漏斗旋塞，逐滴加入稀硫酸，待气泡不再产生时，关闭旋塞，称出装置总质量为m ₂。

①球形干燥管中不用NaOH固体而用CaCl ₂固体的原因是 　                      。

②小明同学认为（m ₁﹣m ₂）即为生成的CO ₂质量，小红同学认为小明的想法不合理，理由是 　                                     。

（4）某工厂化验室用20%NaOH溶液洗涤一定量石油产品中残余H ₂SO ₄，共消耗NaOH溶液20g，洗涤后的溶液呈中性。这一定量石油产品中所含H ₂SO ₄的质量为 　     （写出计算过程，否则不得分）。

在一堂化学实验课上，老师为每组同学分别提供了一瓶氢氧化钠溶液，让他们用1%的稀盐酸来测定其溶质的质量分数。以下是几组同学的设想及做法：
（1）甲组同学的实验如下图所示:在烧杯中加入5g氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入1%的稀盐酸，并不断搅拌，至溶液颜色恰好变为无色为止。

请回答：
①酚酞溶液的作用是；       
②边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是。
③当溶液颜色恰好变为无色时，共用去了稀盐酸7.3g，则甲组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为（写出计算过程，结果用百分数表示）。
（2）乙组同学的设想是：在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液，用滴管慢慢滴入1%的稀盐酸，并不断搅拌，通过用pH试纸多次测定溶液pH的办法，达到实验目的。
①下列使用pH试纸的方法正确的是(填字母)。

A．	将pH试纸剪成几段节约使用
B．	将pH试纸直接插入待测液中
C．	将pH试纸放在干净的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上
D．	将pH试纸润湿后放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上

②由于用pH试纸需多次测定，较繁琐，且所测数值不够精确。在老师指导下，乙组同学取了5g氢氧化钠溶液进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图像（简单表示为下图）。

请回答：图中a点表示的含义是；b点溶液中含有的阳离子有（填离子符号）；乙组同学要计算出本组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是。
（3）丙组同学在滴加稀盐酸一段时间后，发现溶液中有少量气泡产生。这一"异常现象"激起了他们的探究欲望，通过实验证明：该组用的这瓶氢氧化钠溶液已经部分变质。
请用化学方程式表示其变质的原因；若要除去溶液中变质生成的杂质，请简要写出你的实验方案：。

请根据下图回答问题：

① 将图1和图6连接可以制取氧气，反应的化学方程式为                ，证明氧气已经集满的现象是              。若用图6收集一瓶含1/4空气的氧气，操作的方法是             。
② 图2中仪器A的名称为         ，它在装置中的主要作用是           。甲同学用图2和图         连接来制取二氧化碳，装置中加入盐酸的量至少要               。
③ 乙同学在图2基础上增加了一块带孔的隔板（如图3），则大理石应放在           处（填“a”或“b”），该装置中加入盐酸的量至少要               ；若加入盐酸过多，则有可能产生的后果是         ，要使反应停止，其操作是                。
④ 丙同学用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为            。反应前他事先往试管中加入了少量的水，甲同学由此产生了疑问，提出了猜想：
猜想1：加水可以起到稀释的作用，使反应速度变缓。
猜想2：……
甲同学根据猜想进行了实验：每次取15mL 15%的过氧化氢溶液，稀释成不同溶质
质量分数，在其他条件相同的情况下进行实验。记录数据如下：

实  验	1	2	3	4	5
过氧化氢溶液溶质质量分数	1%	3%	5%	10%	15%
MnO2粉末用量/g	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
收集到500mL气体时所用时间/s	560	186	103	35	12
反应后液体温度/℃	26	38	43	59	71

根据表中数据可知：过氧化氢溶液的溶质质量分数对反应速度的影响是            。
甲同学的猜想2是：加水可以            。

小明和小红对市场上销售的一种真空充气包装的形如小枕头“蛋黄派”发生了兴趣，如下图所示．他们查阅资料获知：这种真空充气包装技术，即将食品装入包装袋，抽出包装袋内空气，再充入某种气体，然后封口．它能使食品保持原有的色、香、味及营养价值，防止食品受压而破碎变形．那么，这是什么气体呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳．
请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤（方法、现象和结论）：

实验步骤	现象	结论
用注射器抽取袋内气体，然后通入澄清的石灰水。

 

某实验小组为了除去铜丝网上的黑色物质（CuO），进行铜丝网的回收再利用，制定了如下两种方案。请根据方案回答：（提示：黑色铜丝网是铜和氧化铜混合物）

（1）甲方案的玻璃管中发生反应的化学方程式是                        ，其中氧化铜失去氧，发生了      （填“氧化”或“还原”）反应。乙方案的烧杯中现象是                ，发生反应的化学方程式是_              。两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是               。
（2）若两种方案中加入的试剂均过量，则甲方案中回收的铜丝网的质量(填“<”、“>”、“=”)       乙方案中回收的铜丝网的质量。
（3）反应结束后，写出能证明乙方案中盐酸过量的实验操作和现象是              。
（4）若在乙方案反应后烧杯中的液体中加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为                     。