初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

小维与家人聚餐时，对火锅燃料"固体酒精"产生了好奇，于是他与同学对其成分进行如下探究。

【查阅资料】（1）该固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成的。

（2）氯化钙、氯化钡溶液均呈中性。

【提出问题】（1）酒精中是否含有碳元素？

（2）固体酒精中氢氧化钠是否变质？

【作出猜想】猜想一：酒精中含有碳元素。

猜想二：固体酒精中氢氧化钠已变质。

【实验探究】（1）如图1所示进行实验，发现澄清石灰水 　　，可得出酒精中含有碳元素的结论。

（2）取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现杯底有白色沉淀。取沉淀于试管中加入稀盐酸，固体溶解并有气泡产生，则生成气体的化学方程式 　　。

【实验结论】（1）酒精中含有碳元素。

（2）固体酒精中氢氧化钠已经变质。

【拓展延伸】为进一步确定固体酒精中是否还含有氢氧化钠，小维与同学继续探究。

（1）他另取少量固体酒精，加水溶解后，取上层清液，滴加酚酞溶液，酚酞溶液 　　，于是得出固体酒精中还含有氢氧化钠。

（2）小维的同学认为他的实验不能证明固体酒精中一定有氢氧化钠剩余，理由是 　　。

（3）他们另取上层清液，加入足量的氯化钡溶液，充分反应后滴加氯化铁溶液，生成红褐色沉淀，他们一致认为固体酒精中氢氧化钠有剩余。

【反思交流】（1）实验中，加入足量氯化钡溶液的目的是 　　。

（2）实验室中氢氧化钠应 　　保存。

某同学对蜡烛的燃烧进行探究：
①点燃一支蜡烛，用一只烧杯倒扣在燃着的蜡烛上，蜡烛燃烧片刻后熄灭，如实验一。
②再点燃蜡烛，然后吹灭，看到烛芯产生一缕白烟，用火柴点燃白烟，蜡烛重新被引燃，如实验二。
③将粗细均匀的木条水平放在蜡烛的火焰上，稍加热后观察木条燃烧现象，如实验三。

（1）操作①中，蜡烛能燃烧片刻的原因是__________________________。
（2）操作②中，关于白烟的成分，有同学做出了下列猜想：A、白烟是水蒸气；B、白烟是石蜡固体小颗粒；C、白烟是二氧化碳。你认为上述猜想有道理的是（填序号）____________，理由是__________________________。
（3）该同学在做实验一的过程中，发现罩在火焰上方的烧杯内壁被熏黑，你认为她的以下做法中不合适的是（  ）
A．反复实验，并观察是否有相同现象
B．查找资料，了解石蜡的主要成分，探究生成的黑色固体是什么
C．认为与本次实验目的无关，不予理睬
D．询问老师或同学，讨论生成黑色物质的原因
（4）木条处于外焰的部分最先变黑，说明蜡烛的外焰温度最______________。

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　　。

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。

某化学活动小组在一次实验中进行了如图1所示实验，先向A中注入一定量氯化铁溶液。再注入一定量硫酸钠溶液，此过程中观察到的现象是（1） 　　。小组同学对无色溶液B产生了浓厚的兴趣，进行了进一步的探究活动。

【提出问题】B中含的离子有什么？

【实验探究】

【评价交流】甲同学结论（2） 　　（填"正确"或"错误"）；乙同学的探究过程不正确，理由是（3） 　　。

【实验结论】结合上述实验最终确定B中含有（4） 　　（填离子符号），不含（5） 　　（填离子符号）。

【归纳总结】由甲、乙、丙同学实验对比得出，确定溶液中可能存在的不同离子是否存在的方法是：可根据待测离子与所加试剂反应（6） 　　。确定出存在的离子，同时推测出与（7） 　　。

学校化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢（H₂O₂）分解的催化剂后，
想再探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他
们的探究过程，并填写下列空白。
【提出问题】Al₂O₃能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？
【作出猜想】Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】

	实验步骤	实验现象	实验结论
实验一	A____________	有少量气泡 木条不复燃	常温下过氧化氢溶液分解速率很慢。
实验二	在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，然后将带火星的木条伸入试管中	产生大量的气泡 木条复燃	B__________

【得出结论】Al₂O₃能加快过氧化氢的分解速率，故Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂。
【反思提高】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明Al₂O₃能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验：
实验三：
【实验目的】探究                。
【实验步骤】①准确称量Al₂O₃（少量）的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤，               ，称量；④对比反应前后Al₂O₃的质量。
【交流讨论】如果Al₂O₃在反应前后质量不变，则说明Al₂O₃可以作过氧化氢分解的催化剂。
【提出新的问题】但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要再增加一个探究实验：探究             。

现有一包白色粉末，可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠、硫酸铜中的一种或几种，某化学小组为确定其成分，做了以下探究：

【查阅资料】硫酸钠、氯化钡溶液均呈中性。

（1）步骤Ⅰ：取少量固体于烧杯中，加足量的水，搅拌，过滤，得到白色沉淀和无色滤液。

步骤Ⅱ：取步骤Ⅰ所得的白色沉淀于试管中，加入过量的稀硝酸，沉淀全部溶解，有气泡产生，得到无色澄清透明的溶液。

根据上述两步实验，小组同学认为白色粉末中一定不含有的物质是 　　，同时确定了白色粉末中一定含有的物质，并写出了步骤Ⅰ中产生白色沉淀的化学方程式是 　　。

（2）为了进一步确定白色粉末中可能含有的物质，小组同学利用步骤Ⅰ所得的滤液继续探究。

【讨论猜想】小组同学对滤液中溶质成分做出了多种猜想，其中滤液中含有三种溶质的猜想分别是：

猜想一： 　　；猜想二： 　　。

【实验探究】小组同学共同设计如下方案来证明诸多猜想中猜想二成立，请完成下列表格：

实验步骤	实验现象	实验结果
		猜想二成立

【实验结论】小组同学通过以上探究，最终确定了白色粉末的成分。

只有氧气才能支持燃烧吗？某学习小组对这个问题进行如下探究。
【信息给予】钠是一种银白色的金属，能与空气中的氧气与水蒸气反应。

【提出问题1】除氧气外，是否还有其他物质也能支持燃烧。
【实验一】如图，向盛有金属钠（Na）的硬质玻璃管中通入纯净、干燥的CO₂，当观察到澄清石灰水中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入CO₂，钠剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后玻璃管中有黑色颗粒和白色固体生成。
【得出结论】二氧化碳           （“能”或“不能”）支持某些物质燃烧。
【反思评价】点燃酒精灯前，要先向玻璃管中通会二氧化碳，其目的是____      _____。
【提出问题2】黑色颗粒和白色固体是什么？
【猜想与假设】黑色颗粒可能是             （用化学式填写）。
【实验二】如图，现象：黑色颗粒逐渐减少，澄清石灰水_________   __________。
【得出结论】实验二证明：黑色颗粒的猜想是正确的。
【猜想与假设】某同学对白色固体的成分做出猜想：（Ⅰ）碳酸钠  （Ⅱ）氢氧化钠。
你认为猜想          （填序号）一定是错误的，理由是                          。

某化学兴趣小组围绕"酸和碱的中和反应"的学习，进行了如下实验。

实验一：5mL氢氧化钠溶液于烧杯中，滴入几滴酚酞溶液，可观察到现象为 　 　，然后加入稀盐酸，用玻璃棒搅拌，溶液褪为无色，有关的反应方程式为 　 　。

实验二：对实验一反应后溶液中的溶质进行探究。

【提出猜想】

猜想一：只有NaCl

猜想二：有NaCl和NaOH

猜想三：有NaCl和HCl

你认为猜想 　 　不合理，其理由是 　 　。

【设计实验】

实验操作	实验现象	实验结论
取反应后的溶液于试管中，加入		猜想三成立

【拓展应用】我国土壤的酸碱性有"南酸北碱"之说法，你认为需向酸性土壤中加入 　 　进行改良。

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）：__________________