初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

菱铁矿和赤铁矿一样，也是工业上冶炼铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁，为测定碱式碳酸亚铁[xFeCO₃•yFe（OH）₂•zH₂O]的组成，华雪同学在老师的指导下设计了如图实验装置：

【查阅资料】

a．碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO₂和H₂O。

b．FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，可被氧化成四氧化三铁。

c．石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO₂和H₂O

【实验步骤】

（1）检查装置的　　后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。

（2）　　，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。

（3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是　　。

（4）再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下

	装置C/g	装置D/g	装置E/g
加热前	200.00	180.00	180.00
加热后	200.36	180.88	180.00

（5）图，分析表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H₂O的质量为　　g，CO₂的质量为　　g，装置E的作用是　　。

【实验结论】

在xFeCO₃•yFe（OH）₂•zH₂O中，氢原子与氧原子的个数之比为　　。

【实验反思】

（1）装置A的作用是　　。

（2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO．也可能全部是Fe₃O₄．还可能是　　。

（3）为了得到装置B中残留固体的组成，华雪同学称得装置B中残留固体质量为2.24g后，通过计算可知：残留固体的组成及各成分的质量为　　。

由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析探究（资料显示该塑料只含C、H两种元素），他们设计了如图所示的实验装置，使该塑料试样在纯氧中燃烧，观察实验现象，分析有关数据，推算元素含量。

A          B        C        D       E
(1)仪器B的作用是                         。
(2)仪器E中的现象是                            。
反应的化学方程式：                                         ；
(3)仪器F的作用是                         。
(4)若仪器C的玻璃管中放入的塑料试样质量为W g，塑料试样充分燃烧后，若仪器D增重a g，则W g该塑料试样中含氢元素的质量为       g（计算结果可为分数形式）
(5)若装置中没有连接仪器B，将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果          （填“偏小”、“偏大”、“无影响”中之一）。

某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验．
【提出问题】①氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计并完成实验】
Ⅰ．将3．0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ．将3．0g氯酸钾与1．0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ．将x g氯酸钾与1．0g氯化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
Ⅲ中x的值应为           ，将实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明                  ，将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若称量得到1．0g黑色粉末，再将黑色粉末和xg氯酸钾混合加热，现象与实验Ⅲ相同，此步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后             和                 都不变．
【结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂，请写出实验Ⅲ中的化学反应文字表达式                                    
【实验反思】实验Ⅱ和Ⅲ对比是为了证明                         
【提出问题】②双氧水分解速度还和什么因素有关
【设计并完成实验】

	双氧水的质量	双氧水的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生产生O2体积
Ⅰ	50．0g	1%	0．1g	9mL
Ⅱ	50．0g	2%	0．1g	16mL
Ⅲ	50．0g	4%	0．1g	31mL

本实验中，测量O₂体积的装置是                 （填编号）

【结论】在相同条件下，双氧水的浓度越大，双氧水分解得越                。

某实验小组欲以某浓度的盐酸和大理石为原料，利用图I所示装置制备并检验二氧化碳。
已知：二氧化碳在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解度很小

（1）盐酸与碳酸钙反应的化学方程式为      。
（2）实验前，根据二氧化碳与石灰水的反应，该小组同学预测在B中应观察到的现象是      。
（3）实验开始后，B中并未观察到明显现象。经讨论后，该小组同学在A、B装置之间增加了C装置，重新开始实验，在B中观察到了预期现象。请结合化学方程式并用文字说明C装置的作用：      。
（4）将C装置中装满饱和碳酸氢钠溶液，即可用于收集二氧化碳，则二氧化碳应从      （填a或b）口进入C。

有人提出运用高科技可以使水变成汽油，小明认为可以用物质组成的观点揭开这个骗局。以下是小明的实验探究过程。
【提出问题】根据水的组成和汽油的组成判断，水是否可以变成汽油？
【猜想与验证】（1）探究水的组成。实验装置示意图如图：

（1）通电一段时间后，经过检验可知，试管A中的气体是              。该反应的符号表达式为             。该实验说明：水是由           组成的（写名称）。
（2）探究汽油的组成。
实验操作如下：

实验步骤	实验现象	实验目的
①点燃使用汽油作燃料的油灯
②将光洁干冷的小烧杯罩在油灯火焰的上方	现象：小烧杯内壁出现小水珠	证明汽油在空气中燃烧后的产物中有水
③将内壁蘸有     的小烧杯罩在油灯火焰的上方	现象：	证明汽油在空气中燃烧后的产物中有二氧化碳

 
该实验说明：汽油的组成中肯定含有的元素有              （写元素符号）。
【得出结论】因为汽油和水的组成元素不同，所以水不能变成汽油。

（1）甲同学为探究“物质燃烧的条件”，同时点燃小木条和小煤块，发现小煤块点燃所需时间长，原因是      。
（2）乙同学在点滴板的空穴中滴加氢氧化钠溶液，再滴加无色酚酞试液，观察现象。用白色点滴板代替试管进行相关实验的优点是      （一点即可）。
（3）根据下图所示制取气体的装置，回答下列问题（装置选择用序号填写）：


①a仪器的名称是   。
②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，选用的发生和收集装置是          ，反应的化学方程式为         。
③加热高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为             ；如用C装置收集氧气，观察到           ，表示氧气已满；反应完成后，要从剩余固体中回收二氧化锰，应进行溶解、     、洗涤干燥等操作。

科学探究是奇妙的过程，请你一起参与实验探究，并填写下列空白：
晓岚同学用双氧水清洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥板上，发现有大量气泡产生。他联想到自己曾经用二氧化锰作过氧化氢分解的催化剂。
【提出问题】她想，水泥块能否也可作过氧化氢分解的催化剂呢？于是她就找一些水泥块并用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥，进行以下探究。
【猜想】水泥块         （填“能”或“不能”）作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】

实验内容	实验步骤	实验现象	实验结论
实验一	。	木条不复燃	常温下过氧化氢溶液分解很慢
实验二	在装有过氧化氢溶液的试管中加入水泥块，然后将带火星的木条伸入试管中	木条复燃	。

【结论】水泥块能加快过氧化氢分解的速率，水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。
【交流与反思】（1）云海同学认为，仅凭上述两个实验还不能证明水泥块能作过氧化氢分解的催化剂，他觉得需要增加一个探究实验，探究                  。
实验步骤：①准确称量水泥块的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二里的物质进行过滤、洗涤、干燥、称量；④对比反应前后水泥块的质量。
【分析】如果水泥块反应前后质量不变，则说明水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。
（2）但欢乐同学认为，要证明晓岚的猜想，云海的补充实验还是不足够，还需要再补充一个探究实验，探究                               

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．

某兴趣小组同学阅读课外资料得知：很多因素都能影响过氧化氢分解速度。于是，
同学们探究影响过氧化氢分解速度的某种因素。
【实验过程】实验数据记录如下：

	过氧化氢溶液的质量	过氧化氢溶液的浓度	MnO2的质量	测量数据
Ⅰ	50．0g	1%	0．1g	9 mL
Ⅱ	50．0g	2%	0．1g	16 mL
Ⅲ	50．0g	4%	0．1g	31 mL

 
【实验分析】
（1）过氧化氢分解的化学方程式为                  。
（2）表格中的“测量数据”的指的是：相同时间内               _。
（3）本实验中，测量O₂体积的装置是   （填编号）。

【实验结论】
在相同条件下                      。
【交流评价】
（1）甲同学提出在上述实验中测量      同样能得出相同的结论。
（2）乙同学提出用下图装置进行实验，通过比较         也能达到实验目的。

【实验反思】
除了上述因素会影响过氧化氢分解速度外，      _（写一种）也会影响过氧化氢分解速度，你的实验方案是                                  。