初中化学实验探究物质的组成成分以及含量实验题

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 　　．

PLA是一种新型可降解塑料，能有效缓解塑料垃圾造成的白色污染。已知PLA由碳、氢、氧三种元素组成，为了测定7.2gPLA样品氧元素的质量，某化学兴趣小组进行了以下探究。

【实验设计】查阅资料，无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色

将7.2gPLA样品充分燃烧，为分别吸收燃烧产物并通过清晰可见的现象检验吸收是否完全，以上实验装置正确的连接顺序是：A→ 　　→ 　　→ 　　→ 　　（填写装置的字母序号）。

【分析与结论】①实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是 　　。

②装置E的作用是 　　。

③正确连接装置后，确认气密性良好。充分燃烧7.2gPLA样品，测得相关实验数据见下表（已知燃烧产物被完全吸收，灰烬质量忽略不计）。

通过分析与计算，可知7.2gPLA样品中含有氧元素的质量为 　　克，该PLA样品中碳、氢、氧三种元素的原子个数最简整数比为 　　。

装置	B	C	D	E
实验前质量/g	160	150	150	100
实验后质量/g	163.6	150	163.2	100

铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。

（一）铁的应用和防护

（1）某麦片中含微量铁粉，食用后铁粉与胃酸反应转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为 　　。

（2）铁锈主要成分是Fe ₂O ₃•nH ₂O，铁生锈主要与空气中的 　　有关。

（3）如图实验说明NaCl在铁生锈中的作用是 　　。

（4）铁生锈的次要过程：Fe FeCO ₃•nH ₂O FeCO ₃

写出Fe转化为总反应的化学方程式 　　。

（5）为防止铁生锈，可对铁制品进行"发蓝"处理，使其表面生成致密氧化物（其中Fe、O元素质量比为21：8）保护膜，该氧化物的化学式为 　　。

（二）废铁的再利用

黄钠铁矾[NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z]是一种高效净水剂。用废铁屑（主要成分为Fe，含少量Fe ₂O ₃和FeCO ₃）制备黄钠铁矾的主要流程如图：

（1）将废铁屑研磨成粉末的目的是 　　。

（2）"酸溶"时H ₂SO ₄与Fe、FeCO ₃反应，还发生反应的化学方程式有 　　和Fe+Fe ₂（SO ₄） ₃＝3FeSO ₄。

（3）"转化1"发生反应的化学方程式为 　　。反应时温度不宜过高的原因是 　　。

（三）黄钠铁矾组成确定

称取9.70g黄钠铁矾，用如图装置进行热分解实验。

【资料】

①NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z在T ₁℃分解会生成H ₂O（气态），提高温度至T ₂℃继续分解产生SO ₃气体，并得到Fe ₂O ₃和Na ₂SO ₄。

②浓硫酸可用于吸收SO ₃。

（1）装配好实验装置后，先要 　　。

（2）分别控制温度在T ₁℃、T ₂℃对A中固体加热。

①控制温度在T ₁℃加热，实验后测得B装置质量增加1.08g。

②用D装置替换B装置，控制温度在T ₂℃，加热至反应完全。

③T ₁℃、T ₂℃时，加热后均通入一段时间N ₂，目的是 　　。

（3）反应完全后，将A装置中固体溶于足量水，过滤、洗涤、烘干得4.80g固体，将滤液蒸干得1.42g固体（不含结晶水）。

结论：NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z中，x：y：z＝ 　　。

反思：若该实验过程中缺少C装置，则x：z的值 　　（选填"偏大""偏小"或"不变"）。

某化学兴趣小组的同学学习"灭火器原理"后，设计了如图所示实验，并对反应后瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么？

【猜想与假设】

猜想1：废液中的溶质可能是NaCl、Na ₂CO ₃和HCl。

猜想2：废液中的溶质只有NaCl。

猜想3：废液中的溶质是NaCl和HCl。

猜想4：废液中的溶质是 　　。

【讨论与交流】

小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是 　　。（请用化学方程式说明）

【实验与结论】

（1）小亮同学为验证猜想3，取少量废液装入试管中，然后滴入酚酞溶液，发现酚酞溶液不变色，于是小亮认为猜想3正确。你认为他的结论 　　（填"正确"或"错误"），理由是 　　。

请你另设计实验方案验证猜想3：

实验步骤	实验现象	实验结论
		猜想3正确

（2）验证猜想4，可选用的试剂有 　　。

A．酚酞溶液    B．氢氧化钾溶液    C．稀硫酸      D．氯化钡溶液。

【拓展与应用】

若废液中的溶质是NaCl和HCl，根据HCl的性质，无需另加试剂，只要对废液进行 　　操作即可从废液中得到NaCl固体。

在学了生活中常见盐的性质以后，某校化学兴趣小组的同学开展了测定Na ₂CO ₃和NaCl混合固体中Na ₂CO ₃含量的探究实验，他们设计了如下的实验方案：

（1）如图甲所示（铁夹夹持的仪器是注射器），把一定量的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的二氧化碳气体的体积，检查该装置的气密性的方法是： 　　；

（2）小明同学提出用图乙代替图甲中的收集装置，则所测CO ₂气体的体积 　　（填"偏大"、"偏小"、"不变"）；有同学对乙装置中的缺陷提出三种改进方案。

A方案：将广口瓶中的水改为饱和的CO ₂水溶液；B方案：将广口瓶中的水改为氢氧化钠稀溶液；C方案：在广口瓶中的水面上覆盖一层植物油。你认为错误的方案是 　　（填字母代号）；广口瓶内原有的空气对实验结果 　　（填"有"或"没有"）影响；

（3）小宇同学用图丙装置测定CO ₂的质量。则图丙实验装置主要存在哪些缺陷？这些缺陷对实验结果有何影响？请写出其中两点主要缺陷及对实验结果的影响。

① 　　；② 　　。

有一包白色粉末，可能含有Ba（NO ₃） ₂、Na ₂SO ₄、Na ₂CO ₃、NaNO ₃中的一种或几种，为了确定其组成，实验小组设计并进行如表实验：

实验步骤	实验操作	实验现象
步骤1	取样品加入足量水，充分振荡，静置	有白色沉淀产生
步骤2	过滤后，往滤渣中加入过量的稀盐酸	沉淀全部溶解，并有气体产生

（1）实验中产生的气体是 　　；

（2）通过探究，得出的结论是 　　．

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）

一包固体粉末，可能含有Na ₂CO ₃、Fe ₂（SO ₄） ₃、NaCl、Na ₂SO ₄中的一种或几种，为探究其成分，设计以下实验进行探究：

（1）取少许固体粉末于试管中，加水使其充分溶解，得到无色溶液；

（2）取少量（1）中的溶液于试管中，滴加足量的Ba（NO ₃） ₂溶液，有白色沉淀产生，过滤；

（3）向（2）中的滤渣（白色沉淀）中加入足量的HNO ₃，有气泡产生，白色沉淀部分溶解．

【实验结论】：

a、固体粉末中一定不存在 　　，一定存在 　　、 　　，可能存在 　　；

b、写出（3）中反应的化学方程式 　　．

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 　　。

小苏打（NaHCO₃）和食盐NaCl是厨房中常用物质，现有一包白色固体，可能由NaHCO₃和NaCl中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。

（一）定性分析

【实验目的】确定白色固体的组成

【实验方案】

【实验结论】该白色固体 由NaHCO₃和NaCl两种物质组成

（1）基于上述实验结论，则步骤①中加入的过量稀酸应该是　　

（2）写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式　　

（二）定量分析

【实验目的】测定该白色固体中NaHCO₃的质量分数

为了测定该样品中NaHCO₃的质量分数，小吕、小周分别取a克该样品，设计了如下方案：

小吕方案Ⅰ：利用NaHCO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测定生成CO₂的质量，计算样品中NaHCO₃的质量分数

（3）小吕用下列装置完成本实验，装置的连接顺序是　　（填装置的字母编号，装置不重复使用）；

（4）D装置中的反应完全后，需再次通入空气，其目的是　　

小周方案Ⅱ：小周用沉淀法测定样品中的NaHCO₃的质量分数。操作流程如下：

（已知：NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O）

（5）为使定量分析更准确，在操作Ⅰ之前，需判断所加BaCl₂溶液是否过量，请你设计一个合理方案：　　。

某兴趣小组在准备化学实验基本技能考查时，对以下问题进行了探究。

Ⅰ．探究酸和碱能否发生反应

方案l：甲同学向盛有少量NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液，振荡，继续加入稀硫酸，观察到溶液由　　色变成无色。甲同学得出结论：酸和碱能发生反应。

方案2：乙同学取少量NaOH溶液，测得溶液pH为10，向该溶液中加入一定量稀硫酸后，测得溶液pH为9，乙同学发现溶液pH减小了，得出结论：酸和碱能发生反应。

交流讨论：大家同意甲同学的结论，对乙同学的实验过程提出质疑，溶液pH减小的原因还可能是稀硫酸中的水稀释了NaOH溶液；大家认为，乙同学向NaOH溶液中加入稀硫酸后，测得溶液的pH必须　　7（填“小于”或“小于或等于”）才能证明酸和碱能发生反应。

请写出稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式　　。

Ⅱ．探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分

丙同学对探究Ⅰ中甲同学实验后的无色溶液展开探究。

【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么？

【提出猜想】（l）Na₂SO₄；（2）Na₂SO₄和　　。

【设计实验】

	实验操作	实验现象	实验结论
方案1	向试管中加入少量锌粒，然后加入甲同学实验后的无色溶液	锌粒逐渐减少，有　　产生	猜想（2）成立
方案2	向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不断振荡试管	开始无明显现象，过一会发现　　。

【实验反思】为了验证猜想（2）成立，你认为还可以选择的药品是　　（填字母序号）

A．BaCl₂溶液        B．Cu        C．Fe₂O₃。

膨松剂是一种食品添加剂，某研究小组对膨松剂进行了如下探究

【趣味实验】

实验1：和面．向20g面粉中加入10mL水，制得的面团编为1号；向20g面粉中加入10mL水，再加入2g膨松剂M，制得的面团编为2号．

实验2：发面．将和好的2个面团放入微波炉中加热，几分钟后，取出面团，发现1号面团无明显胀大，2号面团明显胀大且手感比较松软．

【提出问题】膨松剂M的成分是什么？

【提出假设】

假设1：M是NH₄HCO₃；

假设2：M是NaHCO₃；

假设3：M是NH₄HCO₃和NaHCO₃

【实验探究1】

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	取少量M于试管中，加热一段时间	无刺激性气味 试管内壁有水珠 试管内有固体剩余	假设　　成立 假设　　不成立

【提出新问题】实验①试管中剩余固体是什么？

【实验探究2】

实验②：将实验①所得固体继续加热，无明显现象．冷却，向试管中加水，固体全部溶解，将所得溶液分为2份；向其中1份溶液中滴加稀盐酸，有气泡生成，将生成的气体通入澄清石灰水，有白色沉淀；向另1份溶液中滴加足量氯化钙溶液，有白色沉淀生成，静置，向上层清液中滴加2滴无色酚酞试液，溶液不变红．

【得出结论】

实验①试管中剩余固体是　　（填化学式）

【反思提高】

（1）NH₄HCO₃受热分解的化学方程式是　　．

（2）受热稳定性：Na₂CO₃　　（填“＞”“＝”或“＜”）NaHCO₃．

【拓展应用】

某品牌复配膨松剂N的配料为：磷酸二氢钙、碳酸氢钠和玉米淀粉，N遇水会发生如下反应：Ca（H₂PO₄）₂+2NaHCO₃═CaHPO₄↓+Na₂HPO₄+2CO₂↑+2H₂O；利用N和面和发面（加热）时，面团都会胀大．下列叙述正确的是　　（填序号）

a．常温下的溶解度：Na₂HPO₄＞CaHPO₄

b．碳酸氢钠在水溶液中遇到酸性物质能产生气体

c．根据上述反应，产生0.22gCO₂至少需要NaHCO₃的质量为0.42g．

碳酸钙、碱石灰（NaOH和CaO的混合物）等作为吸收剂可以对燃煤烟气进行脱硫处理，利用数字化实验可以来测定燃煤烟气中SO₂的含量，得到如图所示的SO₂含量与时间的关系曲线图

（1）由图可知，脱硫效率较高的吸收剂是　　（填名称）。

（2）实验时，称取的3份原煤的质量要相等，其目的是　　。

（3）利用碳酸钙吸收SO₂转化为CaSO₃，CaSO₃与空气中O₂反应转化为CaSO₄．写出CaSO₃转化为CaSO₄的化学方程式　　。

（4）利用碱石灰吸收SO₂时，下列措施能使脱硫效率提高的是　　（填序号）

a．将原煤与碱石灰粉碎，混合均匀

b．将碱石灰的用量适当增加

c．将时间300s变为500s

（5）利用碱石灰吸收1.28gSO₂时，碱石灰中的NaOH、CaO与SO₂反应转化为Na₂SO₃和CaSO₃，则理论上反应消耗碱石灰的质量（m）范围是　　。

兴趣小组实验中，将NaOH溶液滴入CuSO₄溶液中，结果溶液中生成了浅绿色的固体。于是，他们对该浅绿色固体的成分进行探究。

【查阅资料】

①NaOH与CuSO₄反应会生产Cu（OH）₂，也会生成Cu₄（OH）₄SO₄（碱式硫酸铜）。

②Cu（OH）₂在80℃会分解生成CuO。

③Cu₄（OH）₄SO₄不溶于水，能与酸反应，分解温度需300℃。

【猜想与假设】

猜想一：浅绿色固体为Cu（OH）₂。

猜想二：浅绿色固体为　　。

猜想三：浅绿色固体为Cu（OH）₂和Cu₄（OH）₄SO₄。

【获取事实与证据】

①取少量浅绿色固体放入试管中，加热至100℃，观察到黑色固体物质，说明浅绿色固体中存在　　。

②另取少量浅绿色固体放入试管中，加入足量稀硝酸，再滴加Ba（NO₃）₂溶液，出现白色沉淀，该白色沉淀是　　。

【结论】整个实验证明猜想　　正确。