初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

在一次探究成果汇报课上，某同学展示了她的探究实验：取一瓶无色的硫化氢（H₂S）气体和一瓶无色的二氧化硫气体（SO₂），然后瓶口对瓶口抽去玻璃片放置（如图所示），一段时间后，两瓶的内壁上均出现水珠，并且有淡黄色的细微颗粒物附在瓶内壁上（已知是硫单质）。试分析此同学的探究活动取得了哪些成果。

叠氮化钠（NaN₃）被广泛应用于汽车安全气囊，某兴趣小组对其进行下列研究．
应用研究：
（1）汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN₃，迅速分解为Na、N₂，反应方程式为　         　．
制备研究：
（2）将金属钠与液态氨反应得NaNH₂，再将NaNH₂与N₂O反应可生成NaN₃、NaOH和气体X，该反应的化学方程式为2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+X，实验室检验X气体使用的试纸是湿润的　           　．
Na₂CO₃质量分数测定：工业级NaN₃中常含有少量的Na₂CO₃，为测定样品中Na₂CO₃的质量分数设计如图装置（已知H₂SO₄溶液与NaN₃，反应不生成气体）．

（3）装置A的作用是　         　．设计的实验步
骤为：①精确称量样品，检查装置气密性；②打开弹簧夹，鼓入空气，称量装置C；③关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞；④再打开弹簧夹，　      　；⑤再次称量装置C．计算碳酸钠含量至少需要测定　         　（填数字）个数据．根据制备反应，分析工业级NaN₃中含有Na₂CO₃的可能原因　         　．
NaN₃纯度测定：
精确称量0.140g NaN₃样品，设计如图装置，测定其纯度．已知2NaN₃→3N₂
（NaN₃中的N全部转化为N₂，其他产物略），反应中放出大量的热．
（4）检查该装置气密性的方法是连接好装置，从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做好标记，一段时间后，两边高度差　          　（填“变大”、“变小”或“不变”），说明气密性良好．
（5）使小试管中的NaN₃样品与M溶液接触的操作是　           　．

（6）使用冷水冷凝的目的是　     　．反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度，并使两边液面相平，反应后读数时，还需要进行的操作是　         　．
（7）常温下测得量气管读数为67.2mL（N₂的密度为1.25g/L），则实验中选用的量气管规格合适的是　  　（填字母序号）．
A.100mL   B.1L    C.2L
（8）计算NaN₃样品的纯度（写出计算过程）．

某化学课堂正在进行，以下是教学片断。请你参与他们的学习并完成相关任务。

【演示实验】老师按如图所示连接好装置，加入NaHCO ₃粉末，点燃酒精灯，对试管预热后集中加热，烧杯中澄清石灰水变浑浊，说明生成了CO ₂．继续加热至无气体产生后撤出导管，熄灭酒精灯。

【问题提出】实验后，同学们对试管中剩余的固体粉末产生了兴趣：剩余粉末由什么物质组成？

【猜想假设】在老师的指导下，同学们对固体粉末作出了如下猜想：

猜想一：NaOH；猜想二：NaOH和Na ₂CO ₃；猜想三：Na ₂CO ₃。

【实验探究】

实验方案	实验操作	实验现象
方案一	取适量粉末溶于水后向溶液中滴入2滴酚酞溶液，摇匀	溶液由无色变红色

小明根据实验现象认为猜想一成立。小组讨论后，大家认为小明的结论不合理，理由是 　　。

实验方案	实验操作		实验现象	实验结论
方案二	步骤一	取适量粉末溶于水后加 入过量的BaCl 2溶液		猜想一不成立
	步骤二	取步骤一的上层清液加入MgCl 2溶液2﹣3mL	无明显现象	猜想三成立

【评价交流】小华认为步骤二也可以用MgSO ₄代替MgCl ₂，大家不同意他的观点，理由是 　　。

【拓展延伸】请你总结上述实验成果，写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式 　　。

人类的生存离不开氧气。某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验。

探究一：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。
⑴如右图所示装置和药品进行实验，反应的化学式表达式是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
⑵小明同学认为可用铁丝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：　　　　
　   　　　　　　　　　　　　　。
(3)小芳同学用木炭代替红磷来测定空气中氧气的含量。结果却发现水几乎没有倒吸。小组内同学帮她仔细检查，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是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是：                            。
探究二：以下是该小组探究影响H₂O₂溶液反应速率部分因素的相关实验数据。

实验序号	H2O2溶液浓度%	H2O2溶液体积/mL	温度/℃	MnO2的用量/g	收集氧气的体积/mL	反应所需 的时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16 .75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

⑴写出实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气的化学式表达式：_________________。
⑵通过实验①和②对比可知，化学反应速率与____________有关；
从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：______________________。
⑶通过上述实验____（填“能”或“不能”）说明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反应速率。

实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。

   装置一                        装置二
（1）根据下表提供的实验数据，完成下表

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25 $mL$	15 $mL$	9 $mL$

（2）装置一和装置二中气球的位置不同，(填"装置一"或"装置二")更合理，理由是。
（3）若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21％)，可能的原因有哪些?（列举两条）；。

同学们已经学习了有关金属的一些知识，对金属的活动性顺序也有 了一定的认识。请运用所学知识参与以下探究并回答相关问题：
【 实验一】将4枚洁净无锈的铁钉分别放入图12中 a、b、c、d 4支试管中。

上述实验中，____________试管中的铁钉最易生锈。设计如图d实验的目的是________
________________________________________。铁生锈的主要原因是铁与       、
        等物质发生了复杂的化学反应。
【 实验二】为了探究Fe、Cu、Al三种金属的活动性顺序，小宁同学做了图13所示的实验.

（1）实验时，为了除去铝和铁表面的氧化物或污物，在插入溶液前应将               。
（2）实验时观察到的主要现象是                              。得出的结论是______________________________。写出其中一种金属与硫酸铜溶液反应的化学方程式                            。
（3）小成同学认为小宁同学设计的实验不能达到实验目的，原因是              
         ，因此另设计一个实验，才能得出正确的结论。请你设计一个实验并完成下表：

操 作	现   象	结   论
		三种金属活动性由强到弱的顺序是：Al  、Fe、Cu

下面是几位同学测量空气中氧气体积分数的四个实验，请你参与他们的探究：

[实验一]小强采用A图所示的装置进行实验：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推拉两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。
（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是                  。
[实验二]：小红采用B图所示的装置进行实验：实验过程如下：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5．
请回答下列问题：
（1）集气瓶中剩余的气体主要是              ，根据实验推断它的化学性质有          。
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于总容积的1/5 ，其原因可能是              。
（3）红磷燃烧的现象是                    ，其符号表达式为            
[实验三]小华同学打算采用C图所示的装置进行实验：锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好。装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。
请回答下列问题：
（1）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是___________________。
（2）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，②当注射器中的水还剩        mL时停止下流。
[实验四]小明用图D装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．
（1）冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是                         。
（2）若镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的          %,现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中还有         。

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                                  。