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 　　．

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 　　。

某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：

（1）装置A的作用是 　                                　。

（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是 　                             。

（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是 　       　。

A．足量的氢氧化钠浓溶液

B．浓硫酸

C．水

（4）写出尾气处理的一种方法：　                      　。

（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 　　。

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　　。

子琛做“将浓硫酸滴到一块小布上”的实验，发现生成的炭上冒“白烟”，推测炭能与浓硫酸反应。欲探究其生成物成分，通过简单分析及实验确定无H₂和O₂，因此继续进行如下探究。

【查阅资料】①SO₃能被浓硫酸及水吸收

②SO₂性质：能使品红褪色，能被高锰酸钾溶液吸收，能使澄清石灰水变浑浊

③CO可与PdCl₂溶液反应：PdCl₂+CO+H₂O═Pd（黑）↓+2HCl+CO₂；不与KMnO₄溶液反应

【提出猜想】生成物的成分可能为ⅠH₂O、CO、SO₂ⅡH₂O、CO₂、SO₂ⅢH₂O、CO、CO₂、SO₂

【实验验证】子琛设计了如下实验：

【分析讨论】

（1）请根据实验目的，按气流从左到右的方向将实验仪器组装完整：A→　　→　　→D→　　。

（2）装置E中所加药品是　__，作用是　　。

（3）装置C中②的作用是除去SO₂气体，则③试管中品红溶液的作用是　　。

（4）若D中澄清石灰水变浑浊，方程式为　　。

（5）实验结束冷却后，从实验安全角度考虑，清洗装置A中试管时不能直接向其中加水冲洗，原因是　　。

【实验结论】实验观察到的部分现象是：B中未见黑色沉淀，则猜想　　正确，写出炭与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式　　。

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　　。

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 　　。

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　　。

化学兴趣小组同学取一定量碳酸钙固体，高温煅烧一段时间后冷却，对剩余固体成分进行如下探究。

【提出问题】剩余固体的成分是什么？

【猜想与假设】Ⅰ．全部是氧化钙Ⅱ．　　Ⅲ．全部是碳酸钙

【实验探究】

（1）甲同学取一定量的剩余固体于试管中，加入一定量的水振荡，有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体有碳酸钙。乙同学认为上述实验不足以证明剩余固体中含有碳酸钙，其理由是　　。

（2）乙同学取一定量的剩余固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁感觉发热，据此得出猜想Ⅲ　　（填“成立”或“不成立”）。乙同学继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有气泡产生，认为猜想Ⅰ成立。丙同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅰ成立，其理由是　　。

（3）丙同学设计实验证明了猜想Ⅱ成立。丙同学的实验方案是　　（要求写出实验的操作和现象）。

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。

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：　　。

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 　偏大　（填"偏大""偏小"或"准确"），理由是 　　。