初中化学实验探究物质的组成成分以及含量填空题

(10分)空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】图9是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。

（1）写出红磷燃烧的化学方程式。
（2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好，操作规范，用量筒测量进入瓶中水的体积，能粗略测得空气中氧气的含量。
【问题提出】有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测置结果与理论值误差较大。
【实验改进】
Ⅰ．根据铁在空气中生镑的原理设计图10实验装置，再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。

Ⅱ.测得实验数据如表4

【交流表达】
（1）铁生锈过程发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁 $\left[Fe\right(OH{)}_2]$，写出该反应的化学方程式。
（2）根据表4数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是(计算结果精确到0.1%)。
（3）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是：
①；
②。

实验室内有一包不纯的氯化钾粉末，含有的杂质可能是氯化铜、硝酸钾、硝酸钙、氯化钠、碳酸钠中的一种或几种，为确定其成分，进行如下实验。

（1）取少许该粉末，加入足量的蒸馏水，使其完全溶解，只得到无色澄清溶液。则杂质一定不含 　　。

（2）取（1）中无色溶液加入BaCl ₂溶液，产生白色沉淀，则杂质一定含有 　　。

（3）另称取14.9g该粉末于烧杯中，加入蒸馏水使其完全溶解，再加入足量的硝酸银溶液和稀硝酸，充分反应后生成28.7g白色沉淀，则杂质还一定含有 　　。通过以上三个实验还不能确定含有的杂质是 　　。

根据下图所示装置回答问题：

（1）写出下列仪器的名称：②      。
（2）用氯酸钾制取氧气，选择的发生装置是    （填装置编号下同）,反应的化学方程式是       。
（3）制取二氧化碳最好选择的发生装置是    ，与另一个装置相比，其优点是               。
（4）通过查阅资料得知：
①氨气（NH₃）是一种极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水；
②氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体。
化学中用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，则制取并收集氨气应选择的装置组合是     。请写出氨气和氧化铜反应的化学方程式                         。

化学反应往往伴随着一些现象发生，但二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应没有明显的现象。某小组的同学为了验证二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生了反应，他们分别设计了如下图所示的两种装置。请回答：


（1）照装置A挤压胶头滴管，可观察到U形管中的红墨水液面左高右低，甚至红墨水被吸入集气瓶中，原因是______________________，化学方程式为________________________________________。
（2）按照装置B，把胶头滴管中的NaOH溶液挤入烧瓶中，松开铁夹，此时可看到的现象是__________。
（3）现有石灰石、稀盐酸、NaOH溶液、澄清石灰水等药品，同学们设计了一个制取CO₂、并证明CO₂确实与NaOH溶液发生了反应的实验装置。请模仿图中的“图例”，在虚框中直接补画出完整的实验装置图。图中试管中的a溶液是_________，能证明CO₂确实与NaOH溶液发生反应的实验现象是_________________。
（4）为了进一步证实CO₂与NaOH溶液已经发生了反应，同学们又设计了如下方案：取（3）实验后的NaOH溶液，第一组同学滴加__________，现象为__________；第二组同学滴加__________，现象为__________。他们虽然看到的现象不同，但都能证实CO₂与NaOH溶液发生了反应。

已知某品牌膨松剂的成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种，某化学兴趣小组为确定该品牌膨松剂的成分，进行如下探究：

查阅资料：

①氨气水溶液呈碱性

②浓硫酸和碱石灰都可做气体吸收剂；浓硫酸能吸收氨气，不能吸收二氧化碳；碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体的混合物，不与氨气反应。

【设计实验】兴趣小组利用如下装置进行探究（装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量）；

依次连接A、C、D装置，点燃A处的酒精灯，将试管中的该膨松剂样品充分加热至完全反应后，通过观察到　　、　　现象可以证明该膨松剂中含有NaHCO₃和 NH₄HCO₃两种物质。其中装置C的作用是　　。

【拓展探究】为进一步确定该品牌膨松剂中 NaHCO₃和NH₄HCO₃的质量比，同学们取两份等质量的该品牌膨松剂样品，利用图提供的实验装置，设计并进行了如下两组实验：

序号	实验操作	测得数据
实验1	将其中的一份膨松剂样品加入A装置试管中，将A装置依次连接B、C装置，充分加热至膨松剂完全反应	装置C增重1.98g
实验2	将另一份膨松剂样品加入A装置试管中，将A装置依次连接C、B装置，充分加热至膨松剂完全反应	装置B增重0.34g

基于以上实验数据分析，该品牌膨松剂中 NaHCO₃和 NH₄HCO₃的质量比是　　。

【实验反思】小明认为以上拓展探究实验存在一定误差，导致误差的原因是　　（答一条即可）。

某溶液中可能含有盐酸、硫酸、硝酸钠、氯化铜中的一种或几种，为了探究其组成，取一定质量的该溶液，向其中逐滴加入氢氧化钡溶液，生成沉淀的质量与所加氢氧化钡溶液的质量之间的关系如图所示。请回答下列问题。

（1）该溶液中一定含有的溶质是 　　，可能含有的溶质是 　　。（均填化学式）

（2）请写出上述过程中发生中和反应的化学方程式 　　。

（3）当滴加氢氧化钡溶液至图中b点时，溶液中一定含有的溶质是 　　。（填化学式）

（4）所取溶液中含有氯化铜的质量为 　　。

煤燃烧后的产物主要是CO₂，也含有一定量的SO₂，还可能含有CO 。小明同学进行环境调查时发现：荆开火力发电厂（以煤为燃料）周围的树木已渐枯萎，发电厂排放的废气中也可能含CO 。他将收集的废气样品用下图所示装置恰当组合后进行检验，已知其中的药品均足量。请回答下列问题：

（1）上述装置中，仪器A的名称叫                ；
（2）你认为发电厂周围树木枯萎的原因可能是                                 ；
（3）为确定发电厂排放的废气中是否含CO ，请根据拟定的气体流向，确定并填写组合装置中各导管口（用代号表示）的连接顺序：
废气→（  ）→（  ）→（  ）→（  ）→（  ）→（  ）→尾气处理
（4）实验结果证明该发电厂排放的废气中含有CO 。则实验过程中与此相关的实验现象有                       ；                             ，上述现象对应的化学反应方程式依次为                  ；                             。
（5）请说明你对该实验尾气的处理方法                                。

某学生为了证明甲烷中含有碳、氢元素，设计并完成了如下实验方案，请你帮他完成下面的实验报告：
实验目的：证明甲烷中含有碳、氢元素
实验用品：火柴、盛有甲烷的贮气瓶、一个洁净干燥的小烧杯、澄清石灰水

实验步骤	实验现象	结 论
（1）点燃甲烷 （2）将光洁干燥的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方	现象	证明含有        元素
（3）将蘸有           的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方	现象	证明含有        元素

 

在研究酸碱中和反应时，某小组同学想证明：盐酸与氢氧化钠溶液混合后，虽然仍为无色溶液，但确实发生了化学反应。
①方案一：测定盐酸与氢氧化钠溶液混合前后的pH。
测定该盐酸的pH，pH     （16）  7 (选填“大于”、“等于”或“小于”)。将一定量的氢氧化钠溶液加入该盐酸中，混合后测定其pH大于7 ，此时该溶液中溶质是   （17）    。
结论：HCl与NaOH发生了中和反应。
②方案二：如图所示，乙烧杯中观察到   （18）   。
结论：HCl与NaOH发生了中和反应。
写出烧杯甲中反应的化学方程式:     （19）   。

CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原性，可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性，设计了下图所示的实验装置。请回答以下有关问题：

①CO气体能使人中毒，其原因是       ；
②实验开始时，先通入CO一段时间后，再加热，其原因是                   ；
③实验中图B处发生的现象是            。
④该装置中有一个明显的缺陷，请指出改正方法                        。

实验室有一包久置的生铁粉末（成分为碳、铁和氧化铁）。为测定各组分的质量分数，小怡取两份质量均为m的生铁粉末样品，分别进行如图实验。

Ⅰ．测定碳的含量

已知：过氧化氢溶液能将Fe²⁺转化为Fe³⁺。

（1）步骤①的具体实验操作中包括过滤，此操作中玻璃棒的作用是　　。

（2）生成滤渣丙的化学方程式为　　。

Ⅱ．测定氧化铁的质量分数

如图所示装置气密性良好。在硬质玻璃管中放入样品2，打开止水夹K，在球形干燥管出口处检验氢气纯净后，点燃酒精灯，待充分反应后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭止水夹K。

（3）打开止水夹K，观察到装置甲中的实验现象是　　。

（4）若无装置乙，会导致测得氧化铁的质量分数　　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（5）实验过程中无污染性气体生成，且实验结束，硬质玻璃管中剩余固体为单质铁，丁装置中浓硫酸质量比实验前增重了0.54g。则m＝　　g（结果精确到0.01）。

某兴趣小组在实验室相对封闭的装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的垃圾，对产生的废气成分（不考虑气态有机物）按如图所示的装置进行检验。

【实验研究】

拉动注射器，让废气依次通过装置。

【实验分析】

（1）能证明废气中有水蒸气存在的现象是　　；

（2）F处的大号注射器，可以引导气体流向，其另一个主要作用是　　；

【反思评价】

（3）小金认为，仅根据E中澄清石灰水变浑浊，无法确定一氧化碳的存在，其理由是　　；

（4）小金根据D中的粉末由黑色变为红色，得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不够严密，若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严密，还应添加的一个实验装置及位置是　　。

【实验结果】

经检验，废气中存在CO₂、CO、H₂O。

图一、图二是某兴趣小组探究金属、酸的化学性质时所做的两组实验。实验结束后，将两组实验试管中的物质分别全部倒入甲、乙两个洁净的烧杯中，据图回答：

（1）在图一所示的实验中，试管②中发生反应的化学方程式是　　。

（2）甲烧杯中的物质完全反应后，发现红色固体物质明显增多。下列说法正确的是　　（填序号）

A．试管②反应后的固体中一定不含铁

B．完全反应后，甲烧杯中的固体一定含有铁

C．完全反应后，甲烧杯的溶液中可能含有Cu²⁺

D．完全反应后，甲烧杯的溶液中一定含有Mg²⁺、Fe²⁺

（3）乙烧杯中的物质充分反应后，仅观察到有白色沉淀，无其他现象。则试管④反应后的溶液中的溶质共有哪些　　（写化学式）。

（4）将乙烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液中溶质成分进行了如下探究：

实验操作	实验现象	实验结论
步骤1：取少量滤液于试管中，向其中滴加足量硝酸钡溶液，	有白色沉淀生成	①生成的白色沉淀是　　（写 化学式，下同） ②滤液中的溶质共有哪些
步骤2：静置，向上层清夜中滴加无色酚酞试液	溶液变红

（5）在上述（4）的实验探究中，步骤1中加入足量硝酸钡溶液的目的是　　。

下列A ~ F是初中化学中的六个实验，请按要求填空：

（1）B中反应的化学方程式                 ，集气瓶中水的作用是                    。
（2）上述实验中不能达到实验目的的是      （填字母）。请选择其中一项说明改进措施      （注明改进对应的序号）。

如图为实验室中常见的气体制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器。试根据题目要求，回答下列问题：

（1）某同学以锌粒和稀盐酸为原料在实验室制备、收集纯净干燥的氢气，选择仪器连接装置后，检查装置的气密性。
①所选装置的连接顺序为                        。
②若要验证氢气的可燃性，在点燃氢气之前一定要                      。
③写出该同学制备氢气发生反应的化学方程式                      。
（2）若以H₂O₂溶液和MnO₂在实验室中制备干燥的氧气，并用来测定B装置中盛有的Cu和C混合物中Cu的含量，取a g混合物样品放入装置B的硬质玻璃管中，所选仪器连接顺序为：A—D—B—C，试回答下列问题：
①仪器D的作用是                                                 。
②仪器B中的现象是                                               。
③若通入足量氧气充分反应后，测得B装置中硬质玻璃管内固体的质量在反应前后无变化，则原混合物中Cu的质量是           g。（计算结果可为分数形式）
④欲用化学方法证明硬质玻璃管内的固体在通入氧气后完全发生了反应，请设计实验方案，并简述操作步骤、现象和结论                                            。