初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

小明发现家中一枚戒指生满了铜绿，他和同学利用这枚戒指展开了研究性学习。
［查阅资料］
①真金在空气中不会生锈，生满铜绿的“金戒指”材质为铜锌合金；
②铜长期露置在潮湿的空气中能生成铜绿，其主要成分是碱式碳酸铜[Cu₂(OH)₂CO₃]，
碱式碳酸铜受热易分解生成CuO、H₂O和CO₂。据上述资料可推知，碱式碳酸铜
由        种元素组成。
［实验探究］
将该枚生满铜绿的戒指加入过量稀盐酸中，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为蓝绿色。
（1）小明认为：气体中除了含有CO₂外，还可能含有的气体是           。产生该气体的化学反应方程式为                       。
（2）小华认为蓝绿色溶液中除含有氯化锌外，还应该含有      、     。他取适量上述蓝绿色溶液，加入光亮的铁片，观察到了现象：①          ，②           ，从而证实了自己的观点。
（3）小娟取适量新制的FeCl₂溶液，加入锌粒，一段时间后，溶液颜色变浅。发生反应的化学方程式为                         。结合小华的实验可推知：铁、锌、铜三种金属的活动性由弱到强的顺序是            。
（4）小明想进一步探究“金戒指”中铜元素的质量分数，取一枚同材质的“金戒指”，
称得质量为3.8g。在老师的指导下，将“金戒指”经浓硝酸氧化、碱化等步骤处
理后，最终得到纯净的氧化铜，称得质量仍然为3.8g（实验过程中铜元素损失忽
略不计）。则“金戒指”中铜元素的质量分数是多少？（写出计算过程）

小明同学在一本化学资料中发现KClO₃晶体在MnO₂的催化下，能分解生成O₂和氯化钾，于是提出疑问，CuO能催化KClO₃的受热分解反应吗？于是设计了以下实验：
[实验方案] ①任取2份氯酸钾，分别放于两支试管中，仅向其中一支试管中加入m克CuO； ②将上述盛有KClO₃的两支试管，在相同条件下同时加热，并使产生的气体通入水中，观察产生气泡的速率 , 比较产生气体的速率；③充分反应后冷却，将放入CuO的试管内固体残余物加水溶解，滤出不溶物，洗涤并干燥； ④观察滤出固体物质的颜色状态为黑色固体。 ⑤将滤出固体与碳粉混合后，在密闭容器中加热，将所产生的气体通过澄清石灰水，观察现象黑色固体变为红色，石灰水变浑浊 。
[交流讨论] （1）步骤：①②的目的是通过对比实验，探究          
在第三步过滤操作中用到的玻璃仪器为     、        、         
（3）步骤⑤的目的是证明                               
（4）小红认为小明实验中有缺陷，请你帮小红改进实验中的不足之处：            、                          

小亮在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，滴加盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。
【探究目的】探究所得溶液的酸碱性
【提出猜想】所得溶液可能呈碱性，也可能呈      性，还可能呈      性。
【实验验证】

实验操作	实验现象	结论
用试管取该溶液1-2mL，滴入1-2滴无色酚酞试液，振荡	无色酚酞试液变	溶液呈碱性
无色酚酞试液不变色	溶液呈

 
【分析与思考】
⑴若溶液呈碱性，则溶液中使其呈碱性的离子是（填写微粒符号），为避免碱性溶液污染环境，小亮对所得溶液进行了如下处理：向溶液中滴加          溶液，溶液变为        色，再逐滴加入
          溶液，直到                   为止。然后把溶液倒入蒸发皿中加热，得到氯化钠晶体，该过程涉及的化学方程式为                      。
⑵若无色酚酞试液不变色，为了进一步确定溶液的酸碱性，小亮提出了以下方案：
方案一：取样，加入碳酸钙，若观察到               ，则所取溶液呈酸性；若无明显现象，则呈中性。该反应的化学方程式为                                  。
方案二：取样，加入金属锌，若有气泡产生，则所取溶液呈酸性，该反应的化学方程式为                                  ；若无明显现象，则呈中性。
方案三：取样，加入             ，若溶液变为黄色，则所取溶液呈酸性，该反应的化学方程式为                                  ；该反应常用于                。若无明显现象，则呈中性。

小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物质作催化剂。于是，他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验。

序号	KClO3的质量	其他物质的质量	温度	氧气的体积	反应所需时间
①	2.0g		330℃	100mL	T1
②	2.0g	CuO   0.5g	330℃	100mL	T2
③	2.0g	MnO2  0.5g	330℃	100mL	T3
④	2.0g	MnO2        g	380℃	100mL	T4

 
若t₁     t₂（填“＞”、“＝”、“＜”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的___________和________________不变。
你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是                    。
实验④中MnO₂的质量为    g，若t₃＞t₄，则化学反应快慢与温度的关系是                  。
（4）写出实验④所涉及的化学方程式                                 。

同学们在学习了木炭还原氧化铜的实验后，联想到单质碳的一些化学性质，对反应后的气体成分产生了疑问，某学习小组对该反应产物中的气体成分进行了探究。
〔猜 想〕
①气体产物全部是CO₂ ②气体产物全部是CO ③气体产物            
〔查阅资料〕 CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
〔设计实验〕根据各自的猜想，他们共同设计了如下图的实验装置进行探究。

〔现象与分析〕 

现象	结论
如果装置B                ， 装置C无现象	则猜想①成立
如果装置B无现象，装置C	则猜想②成立
如果装置B          ，装置C____________	则猜想③成立

 
〔结论〕实验现象证明猜想③成立，同学们的疑问是合理的。
〔反思〕
（1）同学们对CO产生的原因进行了分析：
①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；
②原因二：反应C+2CuO2Cu+CO₂↑中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应，产生了CO；
请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理______________________________________________。
（2）根据上述实验，请你归纳出单质碳在工业上的重要用途                  

实验室中有一瓶标签受损的无色液体，如图所示．这瓶无色液体是什么呢？实验员老师告诉大家，该液体目前只能是过氧化氢溶液和蒸馏水中的一种．

（1）大家讨论后一致认为不可能是蒸馏水，理由是                     。
（2）为确定该液体成分，同学们继续进行了如下实验探究：

实验操作	实验现象	实验结论

【反思交流】
（3）大家认为标签受损的原因可能是                               。
（4）通过学习大家知道我国淡水资源缺乏，而海水淡化是未来生活一种重要来源。自然界中的溴元素绝大多数存在于海洋中，其元素符号为Br，根据中文名称 “溴”推测：该元素位于元素周期表     （填“左侧”、“右侧”或“中部”）。
（5） 小明同学从水产市场带回一瓶浑浊的海水，他要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水．其实验过程如下所示。请你参与实验并回答：

1） 加入絮凝剂A的作用是                     ，操作①的名称是        。
2）下列对该操作①过程及结果描述正确的是（  ）（填编号）
A．此过程发生的是物理变化          B．该操作是利用颗粒大小不同将混合物分离
C．该操作之后得到的“水”仍是咸的  D．该操作之后得到的“水”可以饮用
3）请仔细观察下面三幅图。

在上述实验过程中操作② 应选用三幅图中的装置是      （填序号），
操作③ 应选用的装置是       （填序号）。

以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据（常温通常指20℃；“浓度”指溶质的质量分数）

实验序号	过氧化氢溶液浓度/%	过氧化氢溶液质量/g	温度/℃	二氧化锰用量/g	氧气体积/ml	反应所需时间/s
①	5	12	20	0．2	125	11
②	30	12	20	0．2	125	2
③	30	12	40	/	125	148
④	30	12	90	/	125	82

 
（1）通过实验①和②对比可知，化学反应快慢与         有关；
（2）通过对比实验    和   可知，化学反应快慢与温度的关系是                 。
（3）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是                 。

化学是以实验为基础的自然科学，通过实验现象的观察和分析得到结论。结合下列实验回答问题。

图A所示实验集气瓶中的现象是：铁丝在氧气中剧烈燃烧，__________，放出大量的热，有黑色固体生成，该反应的符号表达式是_____________。
图B所示实验可观察到酚酞溶液由________色变为__________色，该实验中没有涉及的性质是_________（填字母）。
A．氨分子是不断运动的    B．氨分子有一定质量  C．浓氨水具有挥发性
图C所示实验用于测定空气中氧气的含量。红磷在空气中燃烧的符号表达式是______________，关于该实验的下列说法中正确的是__________（填字母）。
A．实验时红磷一定要足量          B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹       D．最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积
E． 该实验必须检查装置的气密性

乙炔（C₂H₂）气体和氧气反应能产生高温火焰，工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙（块状固体，化学式为CaC₂）与水反应生成，同时生成一种白色固体。
【查阅资料】电石主要成分为碳化钙（CaC₂），它没有可燃性。
【提出问题】白色固体是什么物质？
【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能：
猜想一：CaO；猜想二：                   ；猜想三：Ca(OH)₂。
他的依据是                                                              。
【交流反思】经过同学们交流讨论，认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是：
                                                                       。
【进行实验】
（一）取少量白色固体放入试管中，滴加稀盐酸，没有观察到                    ，证明猜想二不成立。
（二）取少量白色固体加入到水中，取上层清液，通入                           ，有白色浑浊出现，证明猜想三成立。该反应的化学方程式为：                                               。
结论：白色固体是Ca(OH)₂。
【拓展应用】某市一辆满载电石的货车遇大雨引发熊熊大火，其中的可燃物是________，且该反应放出大量热，使可燃物达到_______________。
【交流反思】通过上述实验可知，电石在保存和运输时的注意事项__________________

小明、小华、小林和小军四位位同学利用下图所示装置在实验室制取O₂和CO₂，并对它们的有关性质进行研究，请回答下列问题。

（1）小明同学用KMnO₄固体制取O₂，应选用上图中的        装置（填编号），该反应的化学方程式为                               ；该反应的基本反应类型__________当O₂收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作方法是__________
（2）小华同学用浓HCl（具有挥发性）与大理石在C装置中反应，制取CO₂并检验其有关性质，观察到烧杯中紫色石蕊试液变红，对这一现象的解释不合理是       （填序号）。
a.产生的CO₂直接使石蕊试液变红
b.产生的CO₂与H₂O反应生成H₂CO₃，使石蕊试液变红
c.挥发出的氯化氢溶于水，使石蕊试液变红
（3）小林同学用A装置制取氢气，他需要做的改动是__________________，点燃氢气前一定要_______________________。写出氢气燃烧的化学方程式__________________。
（4）小军也用A装置制取氧气，分别倒入适量的6%、15%的双氧水，再加入等量的MnO₂，各收集一集气瓶气体，发现浓度大的先收集满。由此可以得出，其它条件相同时，化学反应速率与反应浓度的关系是__________________。

将一张滤纸（组成元素为C、H、O）用FeCl₃浓溶液浸润，在酒精灯上烘干后点燃，滤纸变黑、红热，最终转化为黑褐色物质。针对该黑褐色物质，甲同学认为其中含有单质铁；乙同学则认为不含单质铁。为验证各自的猜想，他们进行了如下探究：
（1）甲同学将黑褐色物质放入稀盐酸中，发现有连续的微小气泡产生。如果黑褐色物质中含有单质铁，则反应的化学方程式为        。
（2）乙同学提出疑问：（1）中实验产生的气泡也可能是滤纸碳化后吸附的空气。为此，甲同学又做了（1）中实验的对比实验：        ，观察到有微小气泡产生，但很快停止。证明（1）中实验产生的连续的微小气泡是由铁与稀盐酸反应产生的。
（3）通过以上探究，乙同学赞同甲同学的观点，在甲同学的启发下，乙同学提出了另一种证明黑褐色物质中含有单质铁的方法：将黑褐色物质放入硫酸铜溶液中，观察到           现象，说明其中含有单质铁。

为探究二氧化碳的性质，某同学设计了如图所示的实验：

（1）写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式：         。
（2）用注射器注入稀盐酸，一段时间后，可观察到在1、2两处中有一处有明显的现象发生，该实验现象是        。
（3）3处的澄清石灰水变浑浊，这是由于       的缘故。

某校研究性学习小组在学习了双氧水分解制氧气的实验后，知道催化剂(Mn0₂，)能改变化学反应速率。到底Mn0₂是不是该反应的催化剂以及还有哪些因素与化学反应速率有关呢?
【小组讨论】：小明同学观点：化学反应速率与反应物的质量分数有关；
小红同学观点：化学反应速率与反应温度有关；
小峰同学观点：化学反应速率与         有关。
【设计实验】：为了验证他们的观点，设计并进行了以下实验：

（1）请你写出实验中所发生的化学反应方程式                        ；
（2）____实验证明小明的观点是正确的，_______实验证明小红的观点是正确的。

A．①和②

B．②和③

C．③和④

D．①和④E.②和⑤

（3）由以上实验能得出：其他条件相同时，反应温度越高或反应物的质量分数越大，则反应速率       ;
（4）加入Mn0₂后，H₂0₂分解的速率大大提高，为了证明Mn0₂是该反应的催化剂，必须检验其质量没有改变，可通过      (填操作名称)将其分离出来称量，同时还应检验其         没有改变。

同学们对美术组的环保石头纸（主要成分为碳酸钙，加入适量聚乙烯和少量胶合剂）展开探究：
[拓展实验一] 探究影响石头纸与盐酸反应快慢的因素
（1）甲、乙两同学设计实验如下：

	甲	乙
实验过程
现象	试管①、②、③中产生气泡快慢的顺序为： ①＞②＞③。
分析结论	Ⅰ 碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为                               Ⅱ 对比甲同学实验①②可知，               ，化学反应的速度越快； Ⅲ 对比甲同学实验        （填实验序号）可知，反应物的接触面积越大，反应速率越     。 Ⅳ乙同学的实验中，数据记录纸上应该连续记录的实验数据是           和         。

[拓展实验二] 测定石头纸中碳酸钙的质量分数
（2）甲组同学的方法是：（同温同压下，不同气体混合后体积等于混合前各气体体积之和。）将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO₂的体积，再换算为质量，最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量。下图(Ⅰ)为石头纸与稀盐酸反应的装置，图（Ⅱ）用于测量CO₂的体积。接仪器，夹紧弹簧夹，向a中加入一定量的水，如果a、b中有稳定的高度差，说明：装置（I）气密性         （选填“良好”或“漏气”）

② 图（Ⅱ）装置中油层的作用是_                  ；
③ 反应停止后，        （填序号）可使反应前后 
油层上方气体压强和外界大气压相同，此时
排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。
A．水平移动量气管        
B．上下移动量气管       

如图是初中化学部分重要实验的装置图，试回答下列问题：

（1）写出一种用图一装置可以制取的气体　       　，验满方法为　             ；检查该装置气密性的方法是：                                                   。
（2）图二是测定空气中氧气含量的实验．将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是     ，足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体     燃烧（填“支持”或“不支持”）。写出白磷燃烧的化学方程式：                 。
（3）图三可以用来检验二氧化碳，使用时瓶中装的试剂是        （写名称），二氧化碳从  （填字母编号）管口通入。
（4）图四是模拟工业炼铁的实验装置，玻璃管中的现象是                             ，反应方程式是                    ，装置后面气球的作用　                   ．