初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

实验室中的药品一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$)固体的成分进行探究。
[查阅资料]

（1） $N{a}_2{O}_2$的化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应，相关反应的化学方程式为： $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2\uparrow$ $2N{a}_2{O}_2+2C{O}_2=2N{a}_{2}C{O}_3+O_2\uparrow$

（2） $CaC{l}_2$溶液为中性
[猜想]I：固体为 $N{a}_2{O}_2$、 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$的混合物
Ⅱ：固体为 $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$的混合物
Ⅲ：固体为 $NaOH$

Ⅳ：固体为 $N{a}_{2}C{O}_3$
[实验探究]

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量固体于试管中，加水振荡，直至完全溶解		猜想I不成立
②取少量①的溶液于试管中，滴加 $CaC{l}_2$溶液至过量		证明有 $N{a}_{2}C{O}_3$存在
③		证明有 $NaOH$存在
综合以上实验现象，说明猜想Ⅱ是成立的。

[反思评价]

（1）实验操作②中反应的化学方程式为

（2）实验操作②中"滴加 $CaC{l}_2$溶液至过量"的目的是

某化学兴趣小组获得两包制作"跳跳糖"的添加剂，一包是柠檬酸晶体，另一包是标注为钠盐的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水，混合后产生了使澄清石灰水变浑浊的气体，为确定白色粉末的化学成分，进行了以下探究：

【提出猜想】猜想1．碳酸钠；猜想2．碳酸氢钠；猜想3．碳酸钠和碳酸氢钠。

【查阅资料】①碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性；

②碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解。

【实验探究1】小亮、小刚分别对有关猜想设计方案并进行实验：

	实验操作	实验现象	实验结论
小亮	将白色粉末溶于水后用pH试纸测定其酸碱度	pH 　　7（填"＞"、"＜"或"＝"）	溶液呈碱性，猜想1成立
小刚	用右图所示的装置进行实验	试管A中有水珠产生，试管B中液体变浑浊	猜想2成立，试管B中反应的化学方程式为

【实验质疑】

（1）小红认为小亮的实验结论不正确，理由是 　　。（用文字叙述）

（2）小明认为小刚的实验并不能得出猜想2成立，理由是 　　。（用文字叙述）

【实验探究2】为了进一步确定白色粉末的化学成分，小戚称取10g白色粉末与足量稀盐酸反应，充分反应后生成二氧化碳的质量为m g，通过计算并分析实验数据确定猜想3成立，则m的取谊范围为 　　（计算结果用分数表示）。

【结论分析】探究后他们查到该白色粉末的成分为碳酸氢钠，那么你认为白色粉末中的碳酸钠是如何产生的？写出产生碳酸钠的化学方程式 　　。

某地盛产石灰石，石灰石的主要成分是碳酸钙，某节课上同学们对碳酸钙高温加热一段时间剩余固体的成分进行了探究。
【提出问题】剩余固体成分是什么？
【猜想与假设】A全部是碳酸钙    B                  C碳酸钙和氧化钙的混合物
【设计并完成实验】请填写（1）中结论和（2）中的实验步骤及实验现象

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量固体于试管中,加适量水振荡后静置,再滴几滴无色酚酞试液。	溶液变红	剩余固体成分中一定含有          。（填化学式）
（2）		剩余固体成分中一定含有碳酸钙。

 【实验结论】通过以上实验得出，原A、B、C三个假设中，假设       (填字母)成立。
【讨论交流】有同学提出证明实验（1）的结论可用“取少量固体于试管中，加适量水振荡，直接通入CO₂，看溶液是否变浑浊”的方案也行。你是否赞成他的观点，       原因是                                                                            

某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究：

（1）如上图甲所示装置和药品进行实验，集气瓶中发生反应的文字或符号表达式为               ，实验中可观察到红磷燃烧的现象是                     。
（2）该组同学做了6次实验，整理数据如下：

	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积（mL）	20	21	19	20	22	18

（注：集气瓶容积为100mL）通过6次实验，该组同学探究出氧气约占空气体积的             ，该组同学通过多次实验得出结论的目的是                     ，通过该实验还可以推断出集气瓶中剩余气体的物理性质是             ，化学性质是                。
（3）小林同学利用甲图装置测定空气中氧气的含量，下列操作会使测定结果偏小的是（填序号）
A.实验装置可能漏气
B．实验中所取的红磷过量
C.实验前没有将弹簧夹夹紧
D.红磷燃烧结束后，没等装置冷却就打开弹簧夹
（4）小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因是                 ，小强同学预先在集气瓶内加入       溶液反应后，用木炭做实验也收到了较好的效果。
（5）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过刚才实验的体积．小组内的同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题。你认为造成此现象的原因可能是                   。
（6）小组内同学查阅资料后知道白磷40℃即燃烧，燃烧产物与红磷相同，于是采用改进后的乙装置进行重新探究。主要操作是：在实际容积为100ml的集气瓶里先装进30ml的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃。
①白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是          ，若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为          ml。
②你认为集气瓶里预先装进的水有哪些作用？（       ）（填序号）
a.加快集气瓶冷却    b.液封导气管末端以防气体逸出    c.缓冲集气瓶内气压的骤然升高

鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液的实验结束后，小红同学将①、②两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中，看到烧杯内的废液变浑浊，过滤后，小红等几位同学对滤液的成分又进行了探究。

（1）指出有标号仪器的名称：_______。
（2）实验探究：
【猜想】 小红认为：只含氢氧化钠；
小明认为：
含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙；
小亮认为：含有氢氧化钠和碳酸钠；
还有可能是                            （你的猜想）。
【讨论】①三位同学的猜想，你认为是否有不合理，理由是                  。                                 。
②小红的猜想是滤液中只含氢氧化钠，他的这种猜想的推测思路是：
                                                             。
【实验设计】设计一个简单的实验证明你的猜想正确。

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，		你的猜想正确

【实验分析】小亮同学针对自己的猜想进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气泡产生	自己的猜想不成立

请你分析一下小亮同学验证自己的猜想所得出的实验结论是否正确：        ，
原因是：                                                     。

纳米零价铁（单质铁）在环保领域应用广泛，以菱铁矿（主要成分为FeCO ₃不考虑杂质）为原料，制备纳米零价铁的反应为：H ₂+FeCO ₃ $\frac{\underset{¯}{\mathit{高温}}}{}$ Fe+H ₂O+CO ₂．反应一段时间后，某学习小组对剩余固体的成分进行探究。

【提出问题】剩余固体的成分是什么？

【做出猜想】剩余固体的成分：

猜想一：Fe

猜想二：FeCO ₃

猜想三： 　　。

【实验探究】该学习小组利用如图装置，对剩余固体成分进行探究，实验操作及现象如图。回答下列问题。

（1）装置C中浓硫酸的作用是 　　；

（2）向装置A中加入稀硫酸后，A中产生气泡且溶液变为浅绿色，小芳同学判断猜想一正确，小刚同学认为小芳的判断不合理，理由是： 　　；

（3）装置B中溶液变浑浊，说明 　　；

（4）观察到装置D中黑色粉末变红色，反应的化学方程式是 　　。

【实验结论】猜想 　　正确。

【反思交流】如果将装置E去掉， 　　（填"能"或"不能"）验证剩余固体中含有Fe，理由是 　　。

实验是学习化学的一个重要途径。
（1）根据下图回答问题。

A                 B          C           D               E
①仪器a的名称是      。
②实验室用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置是     （填字母序号，下同），收集装置是    或E。用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为     。
（2）实验室配制50g 5%的氯化钠溶液的操作示意图如图所示。其中玻璃棒的作用是       。该实验的正确操作顺序为        （填字母序号）。

(9分)科学探究是奇妙的过程，请你一起参与下列有关过氧化氢溶液制备氧气的探究实验。
（1）问题1 过氧化氢溶液分解速率与催化剂种类有关吗？
在常温下，在相同质量、相同浓度的过氧化氢溶液中，分别加入1g二氧化锰和x g氧化铜，测量各生成一瓶（相同体积）氧气所需的时间。实验数据记录如下：

实验编号	Ⅰ	Ⅱ
反应物	5%过氧化氢溶液	5%过氧化氢溶液
催化剂	1 g 二氧化锰	x g 氧化铜
时 间	46 s	84 s

上述实验中可用排水法收集氧气，理由是              。实验Ⅰ反应的文字表达式是               ，若实验时忘了加入二氧化锰固体，结果是              。实验Ⅱ中x的值应为         。本实验中，与发生装置连接用来测量O₂体积的装置可以用下图中的          （填编号）。

实验结论1：                              。
（2）问题2 过氧化氢溶液分解速率与反应物浓度有关吗？
实验数据记录如下：

	双氧水的质量	双氧水的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生O2体积
Ⅰ	50.0g	1%	0.1g	9mL
Ⅱ	50.0g	2%	0.1g	16mL
Ⅲ	50.0g	4%	0.1g	31mL

实验结论2：在相同条件下，                             。
上述实验中除了量筒外还需用到的测量仪器有                    （写出其中一种）。
（3）影响过氧化氢溶液分解速率可能还与温度有关，请设计实验方案进行验证：             。

有一瓶气体，可能由O₂、CO、CO₂中的一种或几种组成为确定其组成，在老师的指导下，实验小组对该瓶气体进行了如下探究：

【查阅资料】脱氧剂（还原铁粉能够吸收氧气和水蒸气）。

【实验设计】用如图所示的装置进行实验（已略去夹持装置）。

【实验步骤】①检查装置气密性；②通入一定量氮气；③通入该气体，点燃酒精灯。

【实验现象】步骤③实验过程中，A装置无现象，B和F装置出现白色沉淀，E装置中出现光亮的红色物质。

【实验结论】该气体由 　                  　组成。

【实验反思】

（1）C装置的作用是 　                   　。

（2）步骤②通入一定量氮气的目的是 　                     　。

（3）E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为 　                   　。

乙醇俗称酒精，燃烧时放出大量的热，因而被用作酒精灯、火锅和内燃机等的燃料，工业上常用高粱、玉米等淀粉含量较高的物质发酵生产，属于可再生资源，为解决能源危机开辟了新的道路。某化学小组的同学对乙醇燃烧的产物产生兴趣，进行了如下探究。

【提出问题】乙醇燃烧生成哪些物质？

【猜想与假设】猜想一：CO、H ₂O；猜想二： 　             　；猜想三：CO ₂、CO、H ₂O。

【设计与实验】小组同学充分讨论后，决定选用如图药品和装置来验证上述猜想与假设。

（1）先将乙醇放入盛有一定量氧气的容器中燃烧，然后将燃烧产物通入上述装置，通入装置的顺序是 　             　（装置可以重复选用，也可以不选）。其中选用E装置的目的是 　              　。

（2）待燃烧产物将装置内空气排尽后，再点燃C装置中的酒精灯对固体进行加热。

【现象与结论】

实验中所选第一个装置观察到现象是 　          　，C中红棕色粉末变成黑色，D中澄清石灰水都变浑浊，由此推断猜想三成立。其中C装置内发生反应的化学方程式为 　                              　。

【反思与交流】

实验结束后，小组同学对实验结论进行了反思：甲同学发现含碳的化合物燃烧时，氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生；乙同学发现该实验的设计中有一个明显缺陷，该缺陷是 　                    　。

探究瓜子中二氧化硫的含量

有媒体报道：某品牌瓜子被查出二氧化硫残留量超标。为了测定购买的瓜子中二氧化硫的含量，小莉进行以下探究活动。

（1）查阅资料

①二氧化硫是无色气体，化学性质与二氧化碳相似，但能与氧气反应。

②二氧化硫可用作干果的防腐剂。我国食品添加剂标准规定，二氧化硫在干果中残留量≤0.4g/kg。

③在沸水浴加热的条件下，瓜子中的二氧化硫可以全部释放出来。

④氮气化学性质不活泼，一般条件下不和其它物质发生反应。

（2）实验 小莉利用如图所示装置进行实验。

①实验原理：乙装置用于吸收瓜子样品释放出的二氧化硫，碱溶液可选用 　　，发生反应的化学方程式为 　　；丙装置的作用是吸收氮气流带出的水蒸气，发生反应的化学方程式为 　　。

②实验步骤：

第一步：在U型管中放入瓜子样品500g，按图示连接好仪器，向其中通入氮气。

第二步：通入氮气一段时间后，称得乙、丙装置总质量为458.5g。

第三步：再次连接好仪器，持续通入氮气，同时向烧杯中加入沸水给瓜子加热，至二氧化硫释放完全。

第四步：实验结束后，称得乙、丙装置总质量为458.6g（假定实验中不产生其它与碱溶液及生石灰反应的气体）。

③实验结果：通过计算，该样品中二氧化硫的含量为 　　。

（3）交流

①在第一步中通入氮气的目的是 　　。在第三步中通入氮气的目的是 　　。

②实验过程中，为确保实验结果准确，下列措施正确的是 　　（填选项序号）。

A．碱溶液要过量

B．装置气密性要好

C．实验中不能直接给瓜子加热

D．瓜子样品必须干燥

③民以食为天，食以安为先，生活中下列做法正确的是 　　（填选项序号）。

A．含添加剂的食品，若符合国家标准可食用

B．以饮料代替饮用水

C．霉变的大米经过多次清洗后可食用

D．购买食品注意生产日期和保质期

④二氧化硫还可以与水反应，化学方程式是 　　。

如图为某同学所做的实验及现象。

（1）实验1发生反应的化学方程式为 　　。

（2）实验2生成Ca（HCO ₃） ₂．实验3发生反应的化学方程式为 　　，该实验说明CaCO ₃比Ca（HCO ₃） ₂热稳定性 　　（选填"强"或"弱"）。

（3）某地区硬水中溶有较多的可溶性Ca（HCO ₃） ₂、Mg（HCO ₃） ₂。

①生活中常用 　　来区分硬水和软水。

②煮沸硬水可降低水的硬度，同时生成难溶性混合物固体A。

【猜想】固体A中除CaCO ₃外，还含有：

猜想1：只含MgCO ₃

猜想2：只含Mg（OH） ₂

猜想3：MgCO ₃和Mg（OH） ₂

【实验】取10.0g干燥的固体A，加入足量的稀盐酸充分反应，产生4.4gCO ₂气体。

【结论】

①猜想1、2错误。其中判断猜想1错误的理由是 　　。

②猜想3正确，固体A中MgCO ₃和Mg（OH） ₂的质量比是 　　。

【拓展】在100℃时加热溶有较多Ca（HCO ₃） ₂、Mg（HCO ₃） ₂的硬水，1小时后得到CaCO ₃和Mg（OH） ₂•MgCO ₃•3H ₂O的固体混合物。写出Mg（OH） ₂•MgCO ₃•3H ₂O与稀盐酸反应的化学方程式： 　　。

馒头、面包等发面食品的一个特点是面团中有许多小孔，他们使发面食品松软可口。小明学习相关化学知识后，将家里制作馒头用的白色粉末带到实验室与兴趣小组的同学一起进行探究。

【初步探究】取少量白色粉末于试管中，加适量水，测得溶液的 pH＞7，说明溶液呈 　　性。

【提出问题】白色粉末成分是什么？

【查阅资料】

（1）碳酸钠、碳酸氢钠都可用于制作发面食品。

（2）碳酸氢钠不稳定，受热易分解生成二氧化碳和水等； 碳酸钠很稳定。

【猜想与假设】

猜想Ⅰ：碳酸钠

猜想Ⅱ：碳酸氢钠

【实验探究】甲乙兴趣小组设计不同实验方案进行探究。

甲组方案：如图1，取适量白色粉末于试管中，将导管伸入澄清石灰水，加热，澄清石灰水变浑浊，猜想Ⅱ正确。写出装置B中反应的化学方程式 　　。

乙组方案：用如图2所示装置作为反应容器，准确测量生成气体的体积以判断白色粉末的成分。

分别向盛有碳酸钠、碳酸氢钠和白色粉末的锥形瓶中，注入等体积、等浓度的足量的稀盐酸，记录如表：

实验编号	锥形瓶内物质[来源		最终得到 CO 2体积/mL
	名称	质量/g
①	碳酸钠	a	V 1
②	碳酸氢钠	a	V 2
③	白色粉末	m	V 3

实验①的化学反应方程式为 　　； 表中 m＝ 　　g； 根据上表中数据分析，猜想Ⅱ正确，判断的依据是 　　。

【反思应用】

（1）甲组方案中，无法判断白色粉末是否为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物；乙组方案可以判断，如果是两者的混合物，应该满足的条件是 　　。

（2）家中制作馒头、面包时，将面粉发酵（产生有机酸），再加入适量的碳酸氢钠，可以使馒头、面包松软。原因是 　　。

用图装置探究相关问题：

（1）检验装置的气密性。连接装置，关闭弹簧夹l、打开弹簧夹2。用酒精灯稍加热试管后，移去酒精灯，观察到现象：______________，说明装置气密性良好。
（2）取两套相同的装置，分别往试管中加入足量白磷、红磷后，连接仪器，关闭所有弹簧夹，再将两支试管同时放入同一热水中，观察到白磷燃烧，而红磷没有燃烧。可得到结论：
（3）试管中白磷燃烧一段时间后熄灭。撤去热水，仍关闭弹簧夹，待温度恢复到室温，打开弹簧夹2，可观察到的现象：让剩余白磷在水中继续燃烧的方法：
（4）请用该装置设计实验，探究影响燃烧剧烈程度的因素（其他用品自选）。
你的猜想：影响燃烧剧烈程度的一种因素是___________________。
实验设计（要求：写出操作步骤，描述控制变量具体方案）：__________________

呼吸面具中"氧气再生剂"的主要成分是淡黄色固体过氧化钠 $\left(N{a}_2{O}_2\right)$,使用后变成白色固体.某兴趣小组对白色固体的成分进行探究:
【查阅资料】 $2N{a}_2{O}_2+2C{O}_2=2N{a}_{2}C{O}_3+O_2$; $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=2NaOH+O_2\uparrow$

【提出猜想】根据呼出的气体中含有较多的.对白色固体作出如下猜想：
猜想Ⅰ:氢氧化钠 猜想Ⅱ:碳酸钠 猜想Ⅲ:氢氧化钠和碳酸钠
【实验验证】

实验操作	实验现象	实验结论
(1)取少量样品溶于水,加入适量;	产生白色沉淀;	该反应的化学方程式为;
(2)将上述反应后的混合物过滤,取滤液加入.	.	证明猜想Ⅲ正确

【得出结论】猜想Ⅲ成立．
【拓展应用】"氧气再生剂"的保存方法是．