初中化学实验探究物质的组成成分以及含量实验题

某混合气体可能有CO₂、CO、H₂中的一种或几种，某学习小组的同学为了研究气体的组成，设计了如图装置进行实验（夹持装置已省略）。实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变红色，D中的固体有白色变蓝色，F装置中有水流入烧杯。

在反应前后对C、D装置进行了质量的测量（各步反应均完全），测量结果如表：

反应前后	反应前	反应后
C装置中试管与固体的总质量（克）	a	c
D装置中U形管与固体的总质量（克）	b	d

请分析回答下列问题：

（1）请写出A装置中反应的化学方程式　　。

（2）一定能证明混合气体中有氢气存在的实验现象是　　

（3）F装置的作用：①“抽气”；②　　

（4）证明原混合气体中有CO存在的定量关系是　　（用字母a、b、c、d表示。）

某兴趣小组同学欲探究NaOH溶液与CO ₂气体的反应，设计如图所示实验装置：

（1）若导管a与b连接，将分液漏斗中的NaOH溶液注入锥形瓶，关闭分液漏斗上的活塞，振荡，然后打开导管上的活塞，观察到的实验现象是 　 　，CO ₂与NaOH反应的化学方程式是 　 　；

（2）探究反应后锥形瓶内溶液中溶质的成分：

已知Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂═2NaHCO ₃

NaHCO ₃+NaOH═Na ₂CO ₃+H ₂O

【提出猜想】Ⅰ．NaOH和Na ₂CO ₃；Ⅱ． 　 　；

Ⅲ．NaHCO ₃；Ⅳ．Na ₂CO ₃和NaHCO ₃．

【查阅资料】①Ca（OH） ₂与Na ₂CO ₃、NaHCO ₃均能反应且有白色沉淀生成；

②CaCl ₂与Na ₂CO ₃能反应且有白色沉淀生成，与NaHCO ₃不反应；

③NaHCO ₃溶液显碱性，可与酸反应生成CO ₂气体．

【设计实验】限选试剂：Ca（OH） ₂溶液、CaCl ₂溶液、稀盐酸、酚酞试液．

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量反应后溶液于试管中，加入足量的 　 　振荡	产生白色沉淀	猜想Ⅲ不成立
2．将操作Ⅰ所得混合物过滤，向滤液中加入足量的 　 　，振荡		猜想Ⅳ成立

【拓展应用】联想到空气中有CO ₂，所以实验室中的氢氧化钠溶液应 　 　保存．

"84"消毒液在日常生活中使用广泛，具有漂白、杀菌、消毒功效。某化学兴趣小组对一瓶敞口久置的"84"消毒液成分产生兴趣，在老师的指导下，展开探究。

【提出问题】该敞口久置的消毒液中溶质有哪些？

【查阅资料】"84"消毒液主要成分是次氯酸钠（NaClO）和氯化钠，NaClO为有效成分，有腐蚀性并易与空气中CO ₂反应（2NaClO+CO ₂+H ₂O═2HClO+Na ₂CO ₃）。NaClO溶液、HClO都具有漂泊、杀菌、消毒功效。HClO不稳定，受热或光照会发生分解。

【分析讨论】小组同学经过讨论，认为该消毒液中的溶质一定有 　　。可能还有NaClO、Na ₂CO ₃、HClO中的一种或多种。

【实验过程】Ⅰ：向装入有色布条的试管中加入适量该消毒液试样，布条长时间不褪色。

Ⅱ：另取适量该消毒液试样于试管中，加入足量氯化钙溶液，静置，观察到的现象为 　　。

【得出结论】实验过程Ⅰ中有色布条不褪色，说明该消毒液试样中的溶质不含 　　。实验过程Ⅱ中反应的化学方程式为 　　。综上所述，该消毒液试样中的溶质为 　　。

【交流反思】生活中，"84"消毒液贮藏时应注意 　　；一般不要"84"消毒液对蔬菜、水果进行消毒，其原因可能是 　　。

【拓展延伸】（1）次氯酸钠与稀硫酸可发生复分解反应，化学方程式为 　　

         （2）次氯酸钠与盐酸反应可生成有毒的氯气，日常生活中"84"消毒液不能与洁厕灵（主要成分为盐酸）混合使用。

莫凡同学完成镁与稀盐酸反应的实验后，观察到有灰白色沉淀生成的"异常"现象，引起了他的兴趣，并进行了以下探究。

【初步探究】出现灰白色沉淀是否为偶然现象。

【实验Ⅰ】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带，现象如下：

实验组别	A	B	C	D
镁带长度	1cm	2cm	3cm	4cm
沉淀量	无沉淀生成	少量沉淀	沉淀较多	沉淀很多

【实验结论】并非偶然，据表分析， 　　是实验出现"异常"的主要因素。

【再次探究】该沉淀的成分

【猜想假设】猜想1：Mg；猜想2：MgCl ₂

【实验Ⅱ】

序号	实验操作	实验现象	实验结论
①	取1g样品，加入足量 　　，振荡	未见气泡	猜想1错误
②	取1g样品，加入5mL蒸馏水，振荡	沉淀未溶解	猜想2错误
③	取1g MgCl 2固体，加5mL蒸馏水，振荡	固体全部溶解

【交流讨论】

（1）莫凡同学做出猜想Ⅰ的依据是他认为反应物Mg过量，作出猜想2的依据是他认为生成物MgCl ₂ 　　。

（2）从实验设计的角度讲，实验③的作用是 　　。

【深入探究】该沉淀的物质组成

【查阅资料】

灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁，它存在多种组成，化学式可表示为Mg _x（OH） _yCl _z•nH ₂O[即每份Mg _x（OH） _yCl _z结合了n份H ₂O]，它受热分解可产生氧化镁、氯化氢和水。

【实验Ⅲ】

洗去沉淀表面杂质并室温晾干，取其7.07g，用如图装置（夹持仪器未画出）按照正确的操作步骤进行实验，待反应停止后，测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g，装置B的质量增加了2.34g。

【问题讨论】

（1）反应停止后，应继续通入N ₂一段时间，目的是 　　。

（2）该沉淀中，镁、氯的离子个数比n（Mg ²⁺）：n（Cl ^﹣）＝ 　　。

（3）若沉淀Mg _x（OH） _yCl _z•nH ₂O中，n＝5，则X、Y、Z的数值依次为 　　。

在探究氢氧化钙与稀盐酸中和反应实验时，忘记了滴加酚酞溶液，无法判断反应进行到何种程度，同学们决定对反应后溶液中溶质的成分进行探究．写出该化学反应的方程式 　　．

【提出问题】反应后溶液中的溶质是什么？

【做出猜想】猜想一：CaCl ₂和Ca（OH） ₂   猜想二：CaCl ₂和HCl    猜想三： 　　

请将猜想三补充完整，并说出你猜想的理由是 　　．

【设计方案】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量反应后的溶液于试管中，滴加酚酞试液		猜想一不正确
②另取少量反应后的溶液于试管中，加入		猜想二不正确

【拓展与应用】举例说明中和反应在日常生活和工农业生产中的应用 　　（答一点即可）

（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 　　。

实验室保存有一瓶淡黄色固体药品，标签上的药品名称为“过氧化钠（Na₂O₂）”，但是已经过了保质期。某化学兴趣小组想知道这瓶固体究竟含有哪些物质。他们在老师的指导下进行了实验探究，请你完成兴趣小组的下列实验报告。

【查阅资料】

Ⅰ．过氧化钠是一种淡黄色固体，常用在呼吸面具和潜艇中制造氧气。其原理是：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂ 2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑

Ⅱ．常温常压下，O₂和CO₂的密度分别为1.3g/L、1.8g/L。

【分析猜想】

（1）该小组同学认为，不用做实验，仅由查得的资料和所学知识就可推断该固体一定含有Na₂O₂．理由是　 　。

（2）进一步对固体成分提出以下猜想：

Ⅰ．只有Na₂O₂；Ⅱ．含有Na₂O₂和Na₂CO₃两种物质；

Ⅲ．含有　　两种物质；Ⅳ．含有　　。

【实验操作】

首先按如图连接好装置。用电子秤称取 1.00g 固体样品置于干燥的仪器 X 中，向分液漏斗中加入一定量的蒸馏水。

（3）仪器X的名称是　 　。打开分液漏斗活塞，将蒸馏水加入仪器X中。反应完全后（无固体剩余），注射器内收集到80.0mL气体，说明样品中含有　 　g Na₂O₂（计算结果保留到小数点后两位）。

（4）更换注射器后，再通过分液漏斗向仪器X 中加入足量稀盐酸，溶液中出现气泡，最终注射器内收集气体的质量为 0.11g。由此可知，样品中含有　　，该物质的质量为　　（计算结果保留到小数点后两位）。

【得出结论】

（5）通过以上实验操作得出结论，猜想　　是正确的（填序号）。

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　　。

氢氧化钠是重要的工业原料，也是实验室的常用药品。小明和小芳做了如下探究：

（1）小明查阅资料得知，氢氧化钠溶液露置在空气中容易变质，其变质的化学方程式　　。

（2）小明向氢氧化钠溶液中加入稀硫酸，该中和反应的实质是　　。然后，对反应后废液的溶质进行了如下探究：

【提出问题】氢氧化钠溶液和稀硫酸反应后，溶质是什么？

【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性

【猜想假设】猜想Ⅰ硫酸钠和氢氧化钠；猜想Ⅱ硫酸钠和硫酸；猜想Ⅲ　　。

【设计实验】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量废液于试管中，滴入几滴酚酞试液	溶液无明显变化	猜想　　不成立
②另取少量废液于试管中，滴入几滴氯化钡溶液		猜想Ⅱ成立

【反思与评价】小芳认为实验操作②得出的结论不成立。为了证明猜想Ⅱ成立，可以向废液中加入少量氧化铜粉末，原因是　　（用化学方程式表示）

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　　。

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。

如图1是实验室制取气体的部分装置，请回答下列问题：

（1）写出仪器a的名称　　。

（2）氢气是最理想的燃料。通常状况下，氢气密度比空气小，难溶于水。欣悦同学用锌粒与盐酸反应制取氢气，选择的装置组合是　　（填字母），该发生装置的优点是　　，若用F装置排空气法收集氢气，气体应从　　端进入（填b或c）。

【提出问题】①导出的气体除H₂外，还有哪些气体？

②氢气具有可燃性外，还具有什么化学性质？

【设计实验方案】欣悦同学按如图2装置进行实验（假设每个装置中气体都完全反应或吸收）。

【实验现象和结论】

实验现象	实验结论
甲装置中的白色固体变成蓝色	气体中有H2O
乙装置中产生	气体中有HCl
丁装置中玻璃管内红色粉末变成黑色、戊装置中白色固体变成蓝色	H2能与Fe2O3反应 丁装置中玻璃管内反应的化学方程式 为

【交流总结】

①根据丁装置中实验现象，说明氢气具有　　性。

②丁装置加热前通入H₂的目的是　　。

某实验小组同学用氢氧化钡溶液与稀盐酸进行酸碱中和反应实验。如图，反应一段时间发现未滴加酸碱指示剂，此时停止加入稀盐酸，立即向烧杯内滴加酚酞试液，振荡后溶液呈无色。实验结束后，他们对烧杯内的溶液的成分进行探究。（提示：BaCl₂溶液呈中性）

【提出问题】该溶液中溶质是什么？

【猜想与假设】猜想一：BaCl₂猜想二：BaCl₂：Ba（OH）₂

猜想三：　　

【分析讨论】该溶液中滴加酚酞试液不变色，说明溶液不显碱性，猜想二不成立。

【进行试验】

实验步骤	实验现象	实验结论
取该溶液少量于试管中，加入Na2SO4溶液	产生白色沉淀	猜想三成立
另取该溶液少量于试管中，

【反思评价】分析反应后溶液中溶质的成分时，需要考虑的因素有　　。

在化学实验探究课上，化学老师交给某学习小组一包白色粉末，并提示该粉末由Na₂SO₄、NaNO₂（亚硝酸钠）、NaCl中的一种或几种组成．该小组同学们探究该白色粉末组成的实验过程如下：

【查阅资料】1．亚硝酸盐能溶于水．

2．Na₂SO₄、NaNO₂、NaCl的部分性质如表：

化学式	水溶液的酸碱性	与稀盐酸作用	毒性
NaNO2	碱性	产生棕红色气体	有
NaCl	中性	不反应	无
Na2SO4	中性	不反应	无

【实验探究】

限用以下试剂：蒸馏水、酚酞溶液、氯化钡溶液、硝酸银溶液、稀盐酸．

步骤	实验操作	实验现象	实验结论
步骤一	取少量白色粉末加入试管中，加蒸馏水溶解，滴加入氯化钡溶液．	无现象	①
步骤二	在步骤一所得的溶液中滴加入硝酸银溶液．	有白色沉淀产生	一定有NaCl
步骤三	②	③	一定有NaNO2

【讨论】有同学提出步骤二的实验结论不一定正确，理由是④　　．请你重新设计实验证明步骤二的结论正确：⑤　　．

【反思】检验物质时，一定要注意加入试剂的相互影响！

某化学兴趣小组的同学在做氢氧化钙与盐酸中和反应的实验时，忘记滴加指示剂，因而无法判断酸碱是否恰好完全反应。于是他们对反应后溶质大胆提出猜想，进行了以下探究，请你和他们一起完成下列实验报告。

[提出问题]：该溶液中的溶质含有哪些成分？

[查阅资料]：CaCl₂溶液呈中性

（1）[猜想与假设]：猜想Ⅰ：溶液中的溶质只有　　

                 猜想Ⅱ：溶液中的溶质有CaCl₂ HCl

                 猜想Ⅲ：溶液中的溶质有CaCl₂ Ca（OH）₂

                 猜想Ⅳ：溶液中的溶质有CaCl₂ Ca（OH）₂ HCl

（2）该写出该反应的化学方程式　　。经过讨论，同学们直接得出猜想　　是不正确的。为了验证余下的哪一个猜想是正确的，同学们又做了以下实验。

（3）[进行实验]

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量反应后的溶液于试管中，滴加酚酞试液		理想Ⅲ不正确
②再另取少量反应后的溶液于另一支试管中，向里面加入适量CaCO3	有气泡生成	猜想　　不正确 猜想　　正确

（4）有气泡生成的化学方程式为　　

（5）[拓展]还可以单独用下列哪种物质来证明上述猜想是正确的　　

A，CuO       B．AgNO₃        C．Cu           D．NaOH

反应的化学方程式为　　。