初中化学实验探究物质的组成成分以及含量实验题

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 　 　。

某化学活动小组在一次实验中进行如图所示实验：

此时观察到U型管左右两侧产生的现象分别是　　；实验后，小组同学充分振荡U型管，发现管内仍有白色固体残留，将混合物过滤后，同学们对滤液成分产生了浓厚的兴趣，于是进行了进一步的探究活动。

【提出问题】：滤液中可能含有哪些溶质？

【猜想与假设】猜想一：溶质为NaCl

猜想二：溶质为NaCl和BaCl₂

猜想三：溶质为NaCl、BaCl₂和HCl

【评价与交流】：你认为以上猜想　　不合理，理由是　　；则你的猜想为　　；

【实验探究】小红为了验证滤液成分，取滤液于试管中，向其中滴加少量的硫酸钠溶液，观察到无明显现象。由此得出结论：猜想一成立，小刚认为小红的结论不严密，因为　　。

为验证你的猜想请填写如表

实验过程	实验现象	实验结论
		你的猜想成立

【归纳与总结】：通过上述实验我们能够总结出：在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时，除了考虑生成物外，还要考虑　　。

某化学活动小组在一次实验中进行如图所示实验：

此时观察到U型管左右两侧产生的现象分别是 　　；实验后，小组同学充分振荡U型管，发现管内仍有白色固体残留，将混合物过滤后，同学们对滤液成分产生了浓厚的兴趣，于是进行了进一步的探究活动。

【提出问题】：滤液中可能含有哪些溶质？

【猜想与假设】猜想一：溶质为NaCl

猜想二：溶质为NaCl和BaCl ₂

猜想三：溶质为NaCl、BaCl ₂和HCl

【评价与交流】：你认为以上猜想 　　不合理，理由是 　　；则你的猜想为 　　；

【实验探究】小红为了验证滤液成分，取滤液于试管中，向其中滴加少量的硫酸钠溶液，观察到无明显现象。由此得出结论：猜想一成立，小刚认为小红的结论不严密，因为 　　。

为验证你的猜想请填写如表

实验过程	实验现象	实验结论
		你的猜想成立

【归纳与总结】：通过上述实验我们能够总结出：在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时，除了考虑生成物外，还要考虑 　　。

学校在进行消防演练过程中，老师带领学生使用干粉灭火器进行模拟灭火演练。化学兴趣小组收集灭火后残留的白色固体，探究其成分。（不考虑杂质的影响）

【查阅资料】①干粉灭火器的主要成分是NaHCO₃；②2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；

③碳酸氢钠与氯化钙不发生反应。

请写出干粉灭火器的灭火原理：　　。

【提出猜想】猜想一：固体成分为Na₂CO₃；     猜想二：固体成分为NaHCO₃；

猜想三：固体成分为　　。

【实验验证】

步骤	现象	结论
小明同学取少量白色固体于试管中，加水溶解，再滴入无色酚酞溶液	无色酚酞溶液变红	猜想一成立

【提出质疑】小红认为小明得出的结论不准确。小红知道NaHCO₃在医疗上是治疗胃酸过多症的一种药剂，推测NaHCO₃的水溶液可能显　　性，并通过实验得到了验证。

小明和小红继续实验探究：

步骤	现象	结论
1．取少量白色固体加热，将生成的气体通入澄清石灰水中。	澄清石灰水变浑浊	固体中含有NaHCO3，写出石灰水变浑浊的化学方程式：　　。
2．另取少量的有色固体加水溶解，向所得溶液中滴入氯化钙溶液。		固体中含有Na2CO3，写出发生反应的化学方程式：　　。

【得出结论】猜想三成立。

【反思交流】师生通过交流又设计了另一种实验方案。

实验装置	步骤	现象	结论
	m的数值为　　g；将注射器内等质量分数的足量稀盐酸同时加入试管中，关闭弹簧夹，观察现象。	甲、乙、丙的三支试管中均有气泡产生，U型管右侧液面均升高，待反应结束后液面由高到低的顺序为　　。	猜想三成立

【拓展延伸】掌握和运用定性和定量分析的方法有利于我们认识化学反应过程，更有助于解决生活、生产实践中的问题。

兴趣小组设计如下实验证明某混合气体中可能含有CO、CO ₂、H ₂（实验过程中装置气密性良好）。温馨提示：白色硫酸铜粉末遇水变蓝色。

（1）A中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有 　　；

（2）B的作用是 　　，写出B中反应的化学方程式： 　　；

（3）实验时小明发现C中黑色固体变红，D中白色粉末变蓝，于是得出混合气体中含有H ₂，小红认为小明的结论不严密，理由是 　　。

（4）如图所示的装置被称作"万能瓶"，它在化学实验中有广泛的应用。除用于洗气、验证气体的功能外，还有 　　功能。（答出一点）

为测定某硫酸铜样品中硫酸铜的含量（杂质不溶于水，不含铜元素，不与其他物质发生反应），进行了如下实验

（1）上述实验过程中发生反应的化学方程式为 　　。

（2）根据已知条件列出求解C烧杯中参加反应的硫酸铜质量（X）的比例式 　　。

（3）配制上述实验所用的氢氧化钾溶液，需要质量分数为20%的氢氧化钾溶液的质量为 　　。

（4）样品中硫酸铜的质量分数为 　　。

（5）D烧杯溶液中溶质的质量分数为 　　。

（6）若用湿法冶金的方法冶炼出100kg含杂质4%的铜，需要这种硫酸铜的质量为 　　。

梧州市某中学化学兴趣小组的同学查资料知道，乙醇（分子式为C ₂H ₆O）俗称酒精，通常情况下化学性质稳定，在一定条件下能与氧气反应。现对乙醇与氧气反应进行探究。

【探究活动一】

同学们把绕成螺旋状的红色铜丝在酒精灯的外焰上灼烧到通红，取出铜丝，发现表面变黑，趁热插入装有无水乙醇的试管中（如图），铜丝很快变为红色，并闻到刺激性气味。重复上述操作多次，得到A溶液；经称量，实验前后铜丝质量不变。

铜丝灼烧后生成的黑色物质是 　　，铜丝除了给反应加热外，还起到 　　作用。

【提出问题】生成的刺激性气味的气体是什么？

【猜想与假设】有同学提出刺激性气味的气体可能是：

猜想一：SO ₂

猜想二：CO ₂

猜想三：醋酸（C ₂H ₄O ₂）

【讨论与结论】同学们讨论后发表看法：

小吴认为猜想一不正确，判断的依据是 　　

小周认为猜想二也不正确，判断的依据是 　　

小施认为猜想三有可能正确，原因是醋酸具有挥发性，并有刺激性气味。

【探究活动二】

小施同学设计实验验证后，发现猜想三也不正确。请补充完成小施的实验操作和现象：取少量A溶液加入试管中，然后 　　。

【讨论与结论】

老师提示这种刺激性气味气体来源于易挥发的B物质，其相对分子质量为44，且含有C、H、O三种元素（氢元素的质量分数不超过20%），由此可推知物质B的分子式为 　　。

【拓展活动】

（1）同学们再取少量A溶液加入试管中，加少量无水硫酸铜固体，变蓝色（已知：乙醇、B物质遇无水硫酸铜均不显蓝色），说明乙醇在一定条件下与氧气的反应有 　　生成。

（2）乙醇在微生物（醋酸菌）作用下与氧气反应能生成醋酸，写出该反应的化学方程式 　　。

兴趣小组在做完盐的性质实验后，发现一瓶碳酸钠固体可能混入了氯化钠，硫酸钠中的一种或两种，为此，他们对这瓶固体的成分进行了探究．

【实验验证】

实验现象	现象	结论、分析及化学方程式
（1）取少量该样品于烧杯中，加入适量的水，溶解，得到溶液A	/	/
（2）取少量溶液A于试管中，滴入过量的稀硝酸，再滴入过量的硝酸钡溶液，充分反应后，静置		说明该固体中混有硫酸钠．写出证明有硫酸钠存在的化学方程式
（3）取步骤（2）中的上层清液于试管中，滴入几滴硝酸银溶液	有白色沉淀生成	说明该固体中 　还混有氯化钠　，实验结束所得溶液中一定含有的阳离子是

【实验反思】步骤（2）中滴入过量稀硝酸的目的是 　 　

【实验拓展】兴趣小组还想测定该固体中碳酸钠的质量分数，利用如图所示的实验装置（气密性良好）进行实验，每一步反应均完全进行．

（1）为达到实验目的，首先称取一定质量的该固体样品放入装置甲中，然后进行有关实验操作，正确的顺序是 　 　（填序号，可重复）

a．称量装置丙

b．打开弹簧夹，通入足量的氮气，关闭弹簧夹

c．打开分液漏斗的活塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞

（2）装置乙的作用是 　 　．

某校化学兴趣小组在做溶液的导电性实验时，发现了以下一些问题：

（1）不是所有的溶液都能导电。下列物质溶于水后形成的溶液不能导电的是 　　。

A．硫酸          B．氢氧化钾        C．碳酸钠         D．乙醇

（2）同学们在做氯化钠溶液的导电性实验时，不仅看到灯泡亮了，还观察到两根石墨电极上都出现了气泡。于是他们对气泡的成分产生了浓厚兴趣，决定进一步探究。

【提出问题】

氯化钠溶液通电时，石墨电极上生成了哪两种气体？

【查阅资料】

氯气（ Cl ₂）是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。

【提出猜想】

猜想一：H ₂和O ₂；

猜想二：O ₂和Cl ₂；

猜想三 　　。

【设计实验】

实验步骤	实验现象	解释或结论
①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色	a试管收集到黄绿色气体，b试管收集到无色气体。	通过对气体颜色的分析，说明猜想 　 　（填"一"或"二"或"三"）肯定是错误的
②用拇指堵住b试管，移近点燃的酒精灯，松开拇指	听到轻微的爆鸣声	证明b试管中收集的气体为

【实验结论】

实验证明：猜想三成立。实验完成后，同学们用pH试纸测出通电后的溶液呈碱性。

请写出氯化钠溶液通电时发生反应的化学方程式 　　。

【讨论交流】

实验结束后，老师和同学们在一起进行交流。老师肯定了实验结论的同时还告诉大家：氯化钠溶液通电时所发生的反应是氧化还原反应。在氧化还原反应中，有元素化合价升高，必定有元素化合价降低。从氧化还原反应原理考虑，就可以判断出猜想 　 　（填"一"或"二"或"三"）是错误的，其中原因是 　　。

此外，老师还提出这样一个问题请大家思考：通电一段时间后，氯化钠溶液的浓度有所降低。若要恢复为原氯化钠溶液的浓度，只需向通电后的溶液中加入 　　（填物质的名称）即可。

某化学兴趣小组的同学探究木炭还原氧化铜的实验，实验装置如图。实验时，a中的固体由黑色变红色，b中的试管内产生气泡和白色沉淀。

【査阅资料】氧化亚铜（Cu₂O）是红色固体，能与稀硫酸发生如下反应：Cu₂O+H₂SO₄＝Cu+CuSO₄+H₂O．【提出问题】已知实验后a中的红色固体含有单质铜，是否还含有氧化亚铜（Cu₂O）呢？

【实验验证】取a中的红色固体少量于试管中，加入　　溶液，试管中出现　　，证明固体中确实含有Cu₂O。

【提出问题】木炭还原氧化铜产生的气体是什么？

【提出猜想】猜想一：CO₂ 猜想二：CO 猜想三：　　

【提出质疑】甲同学认为猜想二不正确，他的理由是　　。

【验证猜想】乙同学将木炭还原氧化铜产生的气体通入灼热的氧化铜粉末中，黑色固体变红，证明猜想　　是正确的，该反应的化学方程式为　　。

【交流反思】兴趣小组认为上图装置不够完善，为了防止尾气对空气的污染，应该把上图装置中的b部分装置换成下列　　装置（填字母序号）。

我市某校化学兴趣小组利用图装置进行“硫燃烧现象及酸雨危害模拟”实验，

（1）按图装置连接仪器，装好药品，塞紧胶塞；

（2）用放大镜聚强光引燃硫粉，可观察到硫粉燃烧时发出明亮的　　色火焰

（3）冷却后，用注射器向广口瓶中喷水，可观察到：

①绿叶变黄     ②小烧杯里收集到一定量的液体；    ③氧化铜粉末逐渐消失，溶液变成蓝色。

（4）取出小烧杯里收集到的液体进行检验，结果该溶液为酸性（样品）

【提出问题】小烧杯里刚收集到的样品中溶质是什么？

【查阅资料】①SO₂易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处；②H₂SO₃易被氧化物为H₂SO₄；

③BaSO₃不溶于水，能与盐酸反应；BaSO₄既不溶于水，也不溶于盐酸。

【作出猜想】

猜想Ⅰ：样品中溶质含有H₂SO₃；猜想Ⅱ：样品中溶质含有H₂SO₄；猜想Ⅲ：样品中溶质含有　　（填化学式）

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
向刚收集到的样品中滴加过量的Ba（OH）2溶液，过滤	有白色沉淀生成	猜想　　正确
向白色沉淀中加入足量的	沉淀不溶解

【交流讨论】

（1）向刚收集到的样品中滴加过量的Ba（OH）₂溶液的目的是　　

（2）酸雨能腐蚀金属制品，从基本反应类型上看主要反应属于　　

【拓展延伸】

SO₂气体可用氢氧化钠溶液吸收，反应原理是　　（用化学方程式表示）

某化学兴趣小组学习碱的性质后，到实验室做实验。小明将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后无明显现象，然后向得到的溶液中滴加CaCl ₂溶液，产生白色沉淀；小杰做的实验和小明一样，但没有出现白色沉淀。他们为了查明原因，查阅资料：①CO ₂与NaOH反应的产物与反应物的量有关，少量CO ₂得到Na ₂CO ₃，过量CO ₂得到NaHCO ₃，反应的化学方程式：CO ₂+2NaOH＝Na ₂CO ₃+H ₂O，Na ₂CO ₃+CO ₂+H ₂O＝2NaHCO ₃；②Ca（HCO ₃） ₂溶于水，溶液呈碱性；③CaCl ₂溶液呈中性：④Na ₂CO ₃、NaHCO ₃溶液都呈碱性，都能与酸反应；⑤铝、锌、铁、铜的盐溶液与NaHCO ₃溶液混合会产生沉淀。

他们对CO ₂与NaOH溶液反应后，溶液中溶质是什么进行探究。

【猜想与假设】猜想①Na ₂CO ₃；猜想②NaHCO ₃；猜想③Na ₂CO ₃、NaOH；猜想④ 　　。

【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
（1）取适量反应后的溶液于试管中，加入适量的CaCl 2溶液，振荡；再加入	无明显现象；有气泡产生。	猜想②成立，反应的化学方程式 　　。
（2）取适量反应后的溶液于试管中，加入过量的CaCl 2溶液，振荡；过滤，取滤液于另一支试管中，滴加 　　。	产生白色沉淀； 　　。	猜想③成立

【继续探究】将4.0gNaOH固体溶解在100mL水中，然后通入4.0g二氧化碳气体，充分反应后，所得溶液的溶质是 　　。

某实验小组的同学在做酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液中加入一定量的稀盐酸后，发现忘记了滴加酸碱指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯中溶液的溶质成分进行探究。

【提出问题】该烧杯中溶液的溶质是什么？

【猜想】猜想一：只有CaCl ₂；猜想二： 　　；猜想三：含有CaCl ₂和Ca（OH） ₂；猜想四：含有CaCl ₂、HCl和Ca（OH） ₂。

同学们讨论后一致认为猜想四不合理，理由是 　　。

【查阅资料】氯化钙溶液呈中性

【进行实验】同学们设计可如下不同的实验方案，证明猜想二是成立的。请你帮他们填写有关实验步骤或实验现象。

方案	实验步骤	实验现象
方案一	取少量溶液于试管中，滴加紫色石蕊溶液	紫色石蕊溶液变红色
方案二	取少量氧化铜粉末于试管中，加入一定量的烧杯中的溶液	黑色粉末逐渐溶解，溶液变蓝色
方案三	取少量烧杯内溶液于另一支试管中，加入 　碳酸钠溶液等	产生气泡

【反思交流】

要使烧杯内溶液的溶质只含CaCl ₂，需要除去杂质，其中的一种方法是向烧杯中加入过量的 　　，然后过滤，该除杂原理用化学方程式表示为 　　。

兴趣小组的同学用如图所示的装置进行草酸晶体分解实验的研究，为了测定铁红中铁元素的质量分数，并进行草酸晶体分解实验，请你参与过程分析

【查阅资料】

（1）实验室常用氢氧化钠溶液除去二氧化碳，用澄清石灰水检验二氧化碳。

（2）草酸晶体（H ₂C ₂O ₄•3H ₂O）在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为H ₂C ₂O ₄•3H ₂O CO ₂↑+CO↑+4H ₂O。

【Ⅰ：问题讨论】

（1）实验前应该先 　　

（2）进入D装置的气体是纯净、干燥的CO，则A，C装置中的试剂依次是 　　、 　　（填名称）；

（3）写出A装置中发生反应的化学方程式 　　；

（4）B装置的作用是 　　；

（5）对D装置加热前和停止加热，都要进入过量的CO，其作用分别是：①加热前 　　；②停止加热后 　　；

（6）证明草酸晶体分解产物中存在CO的现象是 　　；

【Ⅱ：实验评价】

反思：请指出上述实验装置的一个明显缺陷 　　。

某化学兴趣小组围绕“酸和碱的中和反应”的学习，进行了如下实验：

实验一：取5mL氢氧化钠溶液于烧杯中，滴入几滴酚酞溶液，可观察到现象为　　，然后加入稀盐酸，用玻璃棒搅拌，溶液褪为无色，有关的反应方程式为　　。

实验二：对实验一反应后溶液中的溶质进行探究。

【提出猜想】

猜想一：只有NaCl

猜想二：有NaCl和NaOH

猜想三：有NaCl和HCl

你认为猜想　　不合理，其理由是　　。

【设计实验】

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入		猜想三成立

【拓展应用】我国土壤的酸碱性有“南酸北碱”之说法，你认为需向酸性土壤中加入　　进行改良。