初中化学实验探究物质的组成成分以及含量实验题

现有一包固体粉末，可能由NaOH、Na ₂SO ₄、Na ₂CO ₃、BaCl ₂、CuSO ₄中的一种或几种组成。

为探究其成分，某化学小组设计并进行了以下实验。（已知：BaCO ₃不溶于水，BaSO ₄不溶于水也不溶于酸）

（1）固体粉末中一定不含的是 　　，一定含有的是 　　。

（2）为确定该固体粉末中可能含有的物质，还需对溶液甲做进一步探究，请设计简单实验方案。（写出实验操作、现象及结论）

乙炔（C₂H₂）气体在空气中燃烧能产生高温火焰（氧炔焰），工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙（化学式为CaC₂）与水反应生成，同时生成一种白色固体。

【提出问题】白色固体是什么物质？

【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能：

猜想一：CaO；猜想二：　　；猜想三：Ca（OH）₂

他的依据是　　。

【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立，请用化学方程式说明猜想一不成立的原因　　。

【进行实验】（一）取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸至过量，始终没有观察到　　，证明猜想二不成立。

（二）取少量白色固体加入到水中，取上层清液，滴入　　溶液，有白色沉淀出现，证明猜想三成立。

【实验结论】白色固体是Ca（OH）₂。

【拓展应用】将碳化钙固体放入氯化铵溶液中充分反应后有气体生成，该气体的成分是　　（写化学式）。

（一）请结合下列实验装置，回答问题：

（1）以高锰酸钾为原料、利用A装置制取氧气的化学方程式为 　　。

（2）用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，选用的装置为 　　（填字母）。

（3）与集气瓶配套使用的玻璃片一般一面为光滑面，另一面为磨砂面，收集气体时用玻璃片的 　　盖好集气瓶（填"光滑面"或"磨砂面"）。

（二）题中制取CO ₂后残留的废液收集在学校实验室的废液缸中。某化学课外小组的同学想探究废液中溶质的成分，请我们共同参与探究并回答下列问题：

（1）[查阅资料]CaCl ₂溶液呈中性。

（2）[提出问题]废液中的溶质是什么物质？

（3）[作出猜想]猜想一：废液中的溶质只有CaCl ₂。

猜想二：废液中的溶质有CaCl ₂和 　　（填化学式）。

（4）【实验与结论】①甲同学取少量CaCl ₂溶液和废液分别加入到2支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞溶液做对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是甲同学认为猜想一是正确的。

②你认为甲同学的实验 　　（填"能"或"不能"）证明猜想是正确的，理由是 　　。

③如果要证明猜想一是正确的，你做对比实验时选择加入的试剂是 　　，实验时装有废液的试管中可能观察到的现象是 　　。

某日化学课上，老师出示了一瓶忘了盖瓶塞的氢氧化钠溶液，于是对该溶液的溶质成分，同学们一起进行了如下探究：

【猜想假设】猜想一：只有氢氧化钠； 猜想二：只有碳酸钠；猜想三： 　 　。

【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量待测溶液于试管中，向其中滴加足量稀盐酸	有气泡产生	猜想 　 　不成立
②取少量待测溶液于试管中，向其中滴加足量BaCl 2溶液，静置，向上层清液中滴加酚酞	有	猜想三成立；发生反应的化学方程式： 　 　。

【问题讨论】

小明同学提出，用Ba（OH） ₂溶液代替BaCl ₂溶液，其他条件不变，根据不同现象也可以加以区分。其他同学认为此方案不可行，原因是 　 　。

【反思交流】氢氧化钠溶液敞口放置容易变质，所以要 　 　保存。

有一包白色固体样品，可能由硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、氯化钡、氯化镁中的一种或几种物质组成，为探究该样品的组成，某小组取适量样品按下列流程进行实验。

请回答下列问题：

（1）过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 　　，其中玻璃棒的作用是 　　。

（2）滤渣a的成分是 　　，滤液中溶质的成分除氯化钠还有 　　，白色沉淀b的成份是 　　。

（3）若现象①"滤渣全部溶解"变为"滤渣部分溶解"，其他现象不变，则原样品中不能确定是否存在的物质是 　　。

现有一包黑色粉末，可能由铁粉、碳粉和氧化铜中的一种或几种物质组成。某化学兴趣小组对黑色粉末的成分进行探究并提炼其中的某种金属。

【提出问题】黑色粉末是什么？

【初步实验】把少许黑色粉末与足量稀盐酸混合，立即产生气泡，且反应后无固体剩余。

【查阅资料】①常温下碳的化学性质不活泼，不与稀盐酸发生反应。

②氢气具有还原性，可用于冶金工业。

【初步结论】黑色粉末可能是　　或　　。

同学们为了进一步确定黑色粉末的成分，进行了如下实验。

【设计实验】如图所示实验

【实验现象】试管底部有红色物质生成。

【实验结论】黑色粉末是　　，试管中发生反应的化学方程式为　　。

【拓展探究】为了提炼其中的某种金属，同学们取相同质量的黑色粉末，设计了如下两种实验方案：

（1）步骤2和步骤3中物质分离的操作名称是　　。

（2）方案中的五个步骤，其中不能说明铁的活动性比铜强的步骤是　　。方案中属于复分解反应的化学方程式为　　。

（3）D、E是同一种溶质形成的溶液，但不能判断其中溶质质量大小，理由是　　。

（4）请你分析哪种方案合理并说明理由　　。

已知：SiO₂不与稀盐酸反应。牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏对牙齿的摩擦和去污，牙膏摩擦剂一般由CaHPO₄、CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂中的一种或几种组成。牙膏中只有摩擦剂不溶于水。请回答下列问题：

（1）上述几种物质中属于盐的是CaCO₃和　 　（填化学式）；Al（OH）₃的名称是　 　。

（2）已知某品牌牙膏中的摩擦剂是CaCO₃、Al（OH）₃和SiO₂中的一种或两种，将适量的牙膏溶于水，静置后过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，没有观察到气泡，且有不溶物，则该牙膏中一定不含　 　，一定含　 　。

（3）用如图所示装置（夹持仪器略去）测定另一品牌牙膏中碳酸钙的含量。请回答下列问题：

①装置B中仪器X的名称是　　。

②装置A中滴加盐酸反应完全后，打开活塞K缓缓通入N₂，其作用是　 　。

③准确称取5.0g牙膏样品进行实验，测得B中沉淀质量为1.2g。则样品中碳酸钙的质量分数为　　。

新能源的开发和利用是人类社会可持续发展的重要课题。氢、氧燃料电池是一种新型能源，所用的氧气从空气中获得的方法是 　　。空气中的氧气按体积计算，大约是空气总体积的 　　。氢气可用天然气制取，这种方法制取的氢气中往往混有二氧化碳和一氧化碳，为了证明混合气体中H ₂、CO ₂、CO三种气体都存在，一化学实验小组设计以下实验。

【阅读提示】

①实验前，装置内的空气已排尽。

②实验过程中的尾气已处理。

③无水硫酸铜是白色粉末，吸水后变蓝。

请回答下列问题。

（1）A装置的作用是 　　。

（2）C装置中的实验现象是 　　。

（3）E装置中盛放的试剂应该是 　　，该装置中发生反应的化学方程式为 　　。

（4）证明氢气存在的实验现象是 　　。

（5）另一小组同学利用上述实验装置（把其中的E装置换成装有碱石灰的干燥管），仿照上述实验过程，通过定量的方法确定一氧化碳存在，记录实验数据如下：

（注：反应生成的水蒸气被D装置完全吸收，不考虑其他水蒸气对实验结果的影响）

实验前C装置玻璃管内固体总质量/g	m 1
实验后C装置玻璃管内固体总质量/g	m 2
实验前D装置总质量/g	n 1
实验后D装置总质量/g	n 2

利用如表数据，计算出能证明CO存在的质量关系是 　　。（用m ₁、m ₂、n ₁、n ₂表示）

在化学课上，老师带来一瓶未知溶液A，已知它是稀盐酸或稀硫酸中的一种，进行如下实验（图1）：

观察到烧杯中的现象是（1） 　　。

【提出问题】A是哪一种酸？

老师要求甲、乙同学从反应后的溶液B分别展开探究。

【猜想假设】甲同学：A是稀盐酸；乙同学：A是稀硫酸。

【实验探究】（如图2）

【评价交流】甲同学的实验（2） 　　（填"能"或"不能"）得出正确结论，乙同学的实验（3） 　　（填"能"或"不能"）得出正确结论。

实验3发生反应的化学方程式为（4） 　　，反应后所得溶液中一定含有的离子是（5） 　　。

【归纳总结】通过乙同学的实验可以得出：选择试剂鉴别溶液中的待测离子时，如果待测溶液中含有干扰离子，则应在鉴别前，先另选试剂将干扰离子变成（6） 　　除去。经讨论我们能够总结出，除去溶液中干扰离子的一般方法是：选择试剂将干扰离子变成（7） 　　除去。

某学习小组在实验室中看到氢氧化钠（固体）试剂瓶标签上标注着“NaOH含量不少于96.0%”，提出对氢氧化钠固体中主要含有的杂质成分进行探究。

【提出问题】氢氧化钠固体中主要含有什么杂质？

【查阅资料】工业制取NaOH的反应原理是2NaCI+2H₂O2NaOH+H₂↑+CI₂↑，然后蒸发溶剂获得氢氧化钠固体。

【提出猜想】氢氧化钠固体中主要杂质为NaCI和Na₂CO₃。

小组同学猜想含有NaCI的理由是原料中的氯化钠没有完全转化为氢氧化钠；含有Na₂CO₃的理由是　　。

【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤①：取少量固体样品溶于水。	固体溶解，溶液温度明显上升	猜想正确
步骤②：待步骤①中溶液冷却后，向溶液中滴加过量　　。	开始无明显变化，后产生气泡
步骤③：向步骤②所得溶液中滴加　　溶液。	产生白色沉淀

【实验反思】步骤②所得溶液中的溶质除NaCI外，还有　　。

小明在冬天输液时发现护士在输液管上加了一个如图所示的装置，护士告诉他这是一次性输液加热棒，可以消除药液温度与体温的差异。加热棒里的成分到底是什么呢？科学研究小组通过上网查阅资料发现：一次性输液加热棒内的主要成分是还原性铁粉、炭粉和氯化钠等物质。该加热棒内是否真的含有这几种物质呢？科学研究小组设计了如下实验：

（1）探究加热棒内是否含有氯化钠

①将加热棒内的物质放入烧杯中，加入足量的水充分溶解、过滤，得到滤渣和滤液。

②取适量滤液于试管中，滴加适量的硝酸钡溶液和稀硝酸，无明显现象，

　                         　（填写正确的实验操作及现象），证明滤液中含有Cl^﹣。

在老师的指导下通过进一步的实验证明滤液中还含有Na⁺，从而确定含有氯化钠。

（2）探究加热棒内是否含有铁粉

小明用磁铁靠近滤渣，发现部分黑色粉末被吸引。但被吸引的黑色物质也有可能是四氧化三铁。

小明通过如图装置探究黑色物质是否含有四氧化三铁，该物质鉴定的原理是：Fe₃O₄+4H₂3Fe+4H₂O。

当观察到 　                 　这一现象时，排除了四氧化三铁存在的可能性。

小英同学认为这还不能确定铁粉的存在，因为除了四氧化三铁外，钴粉、镍粉也是能被磁铁吸引的黑色粉末。研究小组的同学在查阅资料的基础上，进行如下实验：取适量被吸引的黑色物质于试管中，加入足量的稀盐酸，充分反应后，向试管中加入足量的过氧化氢溶液（能将Fe²⁺转化为Fe³⁺），然后滴加硫氰化钾溶液。溶液变为血红色，证明溶液中有Fe²⁺，得出加热棒中含有铁粉这一结论。

（3）探究加热棒内是否含有炭粉

点燃不能被吸引的黑色粉末，并将产生的气体通入足量澄清石灰水，石灰水变浑浊，得出加热棒内含有炭粉这一结论。请写出此操作过程中确认炭粉存在的化学方程式：　     　、　                        　。

综合上述实验，小明验证了加热棒内的主要成分。

加热棒为什么能够起到加热作用呢？小明还将进一步探究。

实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）进行实验。

已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质

②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物

③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：

2NaHCO ₃ Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂↑

探究过程如下：

Ⅰ．称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m ₁、m ₂；

Ⅱ．将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热

Ⅲ．待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却

Ⅳ．再次称量装置C、D的质量，分别为m ₃、m ₄

请回答下列问题

（1）装置A中碱石灰的作用是 　　

（2）装置C中所装药品为 　　

（3）装置D中发生反应的化学方程式为 　　

（4）装置E的作用 　　

（5）依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为 　　（用相关字母表示）。

（6）误差分析。按上述实验步骤测得该样品中小苏打的质量分数 　　（填"偏大""偏小"或"准确"），理由是 　　。

人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属．硅钢可用于制造变压器的铁芯，某化学兴趣小组的同学为了验证硅钢（主要含有Fe、C、Si），设计了如图的实验流程（有些反应的部分反应物和生成物已省略）．

查阅资料发现：常温下，单质硅（Si）不能与盐酸反应，但能与氢氧化钠溶液反应（Si+2NaOH+H ₂O═Na ₂SiO ₃+2H ₂↑）．

根据以上信息，回答下列问题：

（1）固体A的成分为 　　，E的化学式为 　　；

（2）滤液B中的金属阳离子为 　　；

（3）在过滤操作时，若发现滤液浑浊，应 　　；

（4）步骤⑤中发生的是化合反应，尝试写出其化学方程式 　　．

某混合气体由CO、CO ₂、SO ₂三种气体组成，某兴趣小组对此进行了相关实验：

【查阅资料】①SO ₂能使品红溶液褪色；②SO ₂易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色；③SO ₂能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；④CO和CO ₂均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。

【实验研究】为验证这三种气体同学们设计并进行如下实验：

【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。

（1）装置A的作用是 　　；

（2）能证明气体中含有CO ₂的现象是 　　；

【反思与评价】

（3）若装置按C→D→A→B→E的顺序连接，则无法验证的气体是 　　；

（4）有同学提出上述原装置中省略D装置也能达到实验目的，你认为该同学的设计有无道理并说明理由 　　。

合金中除含金属外，也可以含有非金属。已知某铝合金粉末除含铝、铜外，还含镁和硅中的一种或两种。小冬设计实验对该铝合金粉末进行探究。

【查阅资料】

（1）硅不能与盐酸反应。

（2）铜、镁不能与氢氧化钠溶液反应

（3）铝、硅能与氢氧化钠溶液反应且得到相同的气体。硅与氢氧化钠的溶液反应的方程式为

Si+2NaOH+H₂O＝Na₂SiO₃+2H₂↑，足量铝与氢氧化钠溶液反应后溶液的溶质为NaAlO₂，则铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为　　。

【提出猜想】

猜想一：该粉末中除含铝、铜外，还含有镁。

猜想二：该粉末中除含铝、铜外，还含有硅。

猜想三：该粉末中除含铝、铜外，还含有　　。

【设计实验】

	实验步骤	实验现象	实验结论
实验一	①取一定量的合金粉末，加过量 的　　，充分反应后过滤	粉末部分溶解，并有无色气体放出	粉末中还含有硅
	②取步骤①所得滤渣，加过量 的　　，充分反应	滤渣部分溶解，并有无色气体放出
实验二		略

【实验结论】猜想三正确。