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 　　。

有一包固体，可能是Cu（NO₃）₂、K₂SO₄、KCl、K₂CO₃、KOH中的一种或几种组成。为了探究该固体的组成，某化学小组设计并开展以下实验：

已知，步骤I中固体全部消失，溶液呈蓝色，无气泡产生，步骤Ⅱ、Ⅲ中均可观察到有白色沉淀生成。

请回答下列问题：

（1）经推论，原固体中一定不含K₂CO₃，理由是　　

（2）原固体中一定含有的物质是　　。

（3）步骤Ⅱ中产生白色沉淀的化学方程式是　　。

（4）步骤Ⅲ所得蓝色滤液中一定含有的阳离子是　　。

设计方案是实验探究的保证，感悟方法是探究的根本目的。某合作学习小组开展了如下探究。

实验一：检验氢氧化钠溶液中是否含有氢氧化钙。

【分析】从组成上看，氢氧化钙和氢氧化钠都属于碱，它们在水溶液中都能解离出相同的　　（填符号），所以具有相似的化学性质。但由于解离出的Na⁺和Ca²⁺不同，所以性质也有不同。设计实验时可加入能解离出CO₃^2﹣的试剂利用CO₃^2﹣与Ca²⁺结合产生白色沉淀这一特殊现象予以检验。

【设计方案并实验】

	实验操作	现象	结论
方案一	取少量待测溶液于试管中，通入CO2	出现白色沉淀	氢氧化钠溶液中含有氢氧化钙
方案二	取少量待测溶液于试管中，滴加 　　溶液	出现白色沉淀

写出上述方案中出现白色沉淀的一个化学方程式　　。

【方法感悟】在检验物质时，要分析物质的组成和　　。据此选择加入恰当的试剂，最后根据不同现象得出结论。

【实验探究】

实验二：有一种白色固体，可能含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠和硝酸钡中的一种或几种，为探究其组成，某合作学习小组设计方案并进行了如图实验：

（1）上述实验中，过滤操作用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和　　。

（2）小晶同学通过上述实验推知：白色固体样品中一定不含有　　。

（3）为确定白色固体样品中可能存在的物质，小燕对沉淀C进行实验。

实验操作	现象	结论
取少量沉淀C于试管中，加入过量 　　。	有气泡产生，沉淀全部消失。	白色固体样品中一定含有 　　。

（4）小虎同学认为白色固体中还有物质不能确认其是否存在。其理由是（用化学方程式表示）：　　。如要确认，只需将上述实验方案中所加的一种试剂改为　　即可。

【方法感悟】若其他物质的存在对所检验的物质有干扰时，可先将干扰物质转化，再选择加入恰当的试剂，最后根据不同现象得出结论。

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：　　。

实验桌上现有包白色粉末，可能是氢氧化钠、硫酸钠、碳酸钠和氯化铜的两种或两种以上组成。现将其放入一干净的烧杯M中，加入足量的水后，固体全部溶解得到无色溶液，再滴加几滴无色酚酞，溶液变为红色。

为进一步确定白色粉末的成分，同学们进行了如下探究。

【查阅资料】碳酸钠溶液呈碱性；氯化钡溶液和硫酸钠溶液呈中性。

【讨论猜想】进过分析，针对白色粉末的组成，大家提出如下猜想：

小红：氢氧化钠、硫酸钠； 小华：氢氧化钠、碳酸钠；

小明：碳酸钠、硫酸钠；    小亮：氢氧化钠、碳酸钠和硫酸钠。

【实验探究】四位同学共同设计并进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
1．取烧杯M中的少量溶液于试管A中，向其中加入一定量的稀盐酸	溶液由红色变为无色且有气泡产生。	的猜想不正确
2．另取烧杯M中的少量溶液于另一试管B中，向其中加入过量氯化钡溶液。		小亮的猜想正确
3．继续向试管B中加入过量的稀盐酸

实验完毕后，同学们将试管A、B中的物质倒在同一烧杯中，然后过滤，滤液中除酚酞外一定还含有的溶质有 　 　。

实验室有一包白色粉末，可能含有CaCO ₃、BaCl ₂、Na ₂SO ₄、NaOH和NaCl中的一种或几种，为了确定其成分，某化学兴趣小组进行了如下探究。

实验前小组同学对五种物质从酸、碱、盐的角度进行了初步分类，其中CaCO ₃、BaCl ₂、Na ₂SO ₄、NaCl属于 　 　。

【查阅资料】BaSO ₄固体不溶于水，也不溶于稀盐酸。

【实验探究】甲同学设计了如下的实验方案。

实验步骤	实验现象	实验结论
a．取少量该粉末于试管中，加入足量水充分溶解	有白色沉淀	原粉末中一定含有CaCO 3
b．将步骤a试管中物质过滤，向滤液中滴加酚酞溶液	溶液变红	原粉末一定含有

乙同学认为甲同学步骤a的结论不一定正确，其理由是 　 　（用化学方程式表示）。他补充了如下实验，取白色沉淀于试管中，加入足量稀盐酸，观察到有气泡产生且 　 　。从而得出结论：步骤a中得到的白色沉淀全部是CaCO ₃。

丙同学取甲同学步骤b中已变红的溶液，向其中逐滴滴入稀硫酸，发现有白色沉淀生成且溶液褪色。溶液褪色的原因用化学方程式表示为 　 　。

【总结归纳】通过以上探究，原白色粉末中无法确定的成分是 　 　（填化学式）

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 　　。

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。

一包固体，可能含有镁粉、碳粉、氧化铜、氢氧化钠、氯化钾中的一种或几种。为探究固体的组成，某化学兴趣小组进行了如图所示实验：

请回答下列问题：

（1）该实验中生成白色沉淀滤渣乙的化学方程式为　　；

（2）原固体中一定不含有的物质是　　（写名称或化学式均可，下同），证据是　　；

（3）原固体中一定含有的物质是　　；

（4）实验结束后，该兴趣小组将滤液C和滤液D都倒入废液缸，有白色沉淀生成，上层清液E为蓝色，经检验，E中不含氯离子，则E中一定含有的溶质是　　。

小明同学将一定量的氢化钙（CaH ₂）加入到足量的Na ₂CO ₃溶液中，充分反应后过滤，分离出滤渣和滤液。

【提出问题】滤液中溶质的成份是什么？

【查阅资料】CaH ₂遇水迅速反应生成Ca（OH） ₂和H ₂．反应的化学方程式为 　　。

【结论推理】滤液中溶质一定有NaOH，可能有Na ₂CO ₃或 　　。

【实验验证】请结合题意，在下列表格的空白中填写恰当的内容。

实验方法	实验现象	实验结论
取滤液少许，向其中滴加 Na 2CO 3溶液。	无明显显现	（1）
（2） 　　。	有气体放出	滤液中有Na 2CO 3存在

【反思与拓展】

（1）如果要从上述滤液中以最小生产成本获得大量NaOH，你建议向滤液中加入适量的 　 ___ 　溶液。

（2）小明同学认为CaH ₂与水的反应是复分解反应。请谈谈你的看法并说明理由 　　。

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．

钠盐种类较多，在实验室里，钠盐通常都摆放在同一药品柜中，小华所在的化学兴趣小组在整理药品柜时，发现某种试剂瓶外壁两边贴上了新旧两个标签，分别是"Na ₂SO ₄溶液"、"Na ₂CO ₃溶液"，小华认为其原因是：Na ₂CO ₃溶液的试剂瓶混入了Na ₂SO ₄溶液，并加贴了新标签．该兴趣小组对溶液的成分进行了探究．请你完成以下探究过程，并将①～⑤处的答案填入答题卡相应位置．

【提出问题】 　　

【提出猜想】猜想Ⅰ：溶质仅为Na ₂SO ₄；

猜想Ⅱ：溶质仅为Na ₂CO ₃；

猜想Ⅲ：溶质为Na ₂SO ₄和Na ₂CO ₃．

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量样品于一只洁净试管中，加入足量稀硫酸		猜想Ⅰ不成立
2． 　　，向其中加入过量的BaCl 2溶液，过滤，向所得沉淀中加入足量稀硝酸	先产生白色沉淀；加入硝酸溶液后，有气泡产生，沉淀部分溶解	猜想 　　成立

【问题讨论】试写出加入BaCl ₂溶液后，生成不溶于硝酸的白色沉淀的化学方程式 　　．

小红同学进行酸碱中和反应的实验（如图所示）。她向氢氧化钠溶液中滴加一定量稀盐酸后，想起氢氧化钠溶液中事先没有滴加指示剂，为了确定盐酸与氢氧化钠的反应程度，她从烧杯中取了少量溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到试管中溶液颜色没有变化。于是她对烧杯中的溶液进行了以下探究：

（1）小红认为此时烧杯中的溶液可能有以下三种情况：

①盐酸与氢氧化钠恰好完全反应；②氢氧化钠有剩余；③盐酸过量。

小明同学却断定不可能"氢氧化钠有剩余"，他的理由是： 　                            ；

（2）他们共同设计了一个实验方案，欲对上述其他两种可能情况进行验证。请根据相关内容填写如表：

试验方法	可能观察到的现象	结论
将少量锌粒放入试管中，然后从烧杯中取适量溶液至试管中。	如果	则盐酸过量
	如果	则盐酸与氢氧化钠恰好完全反应

（3）经过讨论，他们认为利用下列几种物质代替锌粒，也可以达到验证目的。你认为其中不正确的是 　   （填序号）。

A．生锈的铁钉       B．碳酸钠粉末      C．硫酸钠粉末       D．氢氧化铜

（4）如图曲线能够表示小红所做试验中溶液pH变化趋势的是 　   （填序号）。

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　　。