初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作为反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置．假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：

（1）实验前，如何检查装置的气密性：                  ；
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹．可观察到的现象为：                 ；
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却．可观察到的现象为      ；
（4）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如：           ．

某小组同学探究二氧化碳（CO₂）、氨气（NH₃）分别与水反应后产物的酸碱性。他们收集了若干瓶CO₂和NH₃。
【确定标准】

老师指导该小组同学用自制的紫色石蕊试纸完成了如上图所示实验，确定检验酸碱性物质存在的标准。取三个洁净的表面皿，分别放上紫色石蕊试纸，向试纸上依次滴加稀盐酸、蒸馏水、氢氧化钠（碱）溶液，观察到三条试纸的颜色依次为红色、紫色和蓝色。
【实验过程】
（1）探究CO₂与水反应产物的酸碱性。该小组同学向一瓶CO₂中加入30 mL水，充分振荡。再取一个洁净的表面皿，放上一条紫色石蕊试纸，向试纸上滴加瓶中的液体，观察到紫色石蕊试纸变成红色，由此获得结论：瓶中液体里含有             性物质，发生反应的化学方程式为                 。
（2）探究NH₃与水反应产物的酸碱性。该小组同学用（1）的方法继续进行NH₃的实验，他们分析液体里含有碱性物质，观察到的现象是                ，分析依据是                 。
【实验反思】
有同学提出：仅用上述实验还不足以说明CO₂或NH₃与水发生了反应，还需补充一个对比实验，以NH₃为例，该对比实验的操作为            ，观察到的现象为               。

实验室利用下图实验装置进行实验，回答下列问题：


①上图中仪器a的名称为 （1）  。
②实验室用装置A制取氧气的化学方程式是   （2）    ，在上图右侧框内画出排气法收集氧气的装置示意图   （3）     。
③实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时选用B装置为反应装置。实验中，同学们发现不能得到平稳的氧气流。大家提出从两个方面加以改进：
一是把发生装置由B改为 （4）  （填字母编号），其理由是     （5）      。
二是将过氧化氢溶液加水稀释。若把50g 质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液，需加水的质量为 （6）  g。
④某同学为测定过氧化氢溶液中溶质质量分数，向过氧化氢溶液中加入二氧化锰制取氧气，相关数据如下：

反应前物质的质量／g	充分反应后物质的质量／g
过氧化氢溶液	二氧化锰	固体与液体混合物质量
68.0	0.1	66.5

请计算：
I．该同学制得氧气的物质的量为 （7）  mol；
II．该同学所用过氧化氢溶液的溶质质量分数。（根据化学方程式列式计算） （8）

某实验创新小组对木炭还原氧化铜的实验进行了改进，其操作步骤如下：
①取一片铜片，用砂纸除去其表面的氧化物使其表面呈光亮的紫红色；
②用酒精灯将上述铜片烧到红热后，立即伸入到集满氧气的集气瓶中，观察到的现象为：
铜片表面变成               色；
③在一支干燥的大试管中装入一定量的经烘干处理过的木炭粉，再将经②处理过的铜片部分埋入木炭粉中；
④按照右图所示的装置图连接好各种仪器；

⑤加热大试管，其中发生的反应的化学热方程式为：                      当观察到澄清石灰水            后，先移走导管，后停止加热；
⑥待试管冷却后，用镊子取出铜片，洗净后观察。回答下列问题：
（1）填写上述各空；
（2）②中用到的夹持仪器是                      (填名称)
（3）⑤中“先”、“后”颠倒，造成的后果是：                        。
（4）⑥中观察到的现象是：铜片表面埋入木炭粉的部分              。

为探究燃烧的条件，某同学查阅资料得知：白磷为白色蜡状固体，剧毒，不溶于水，着火点为40^oC；红磷的着火点为240^oC。然后按下图所示A装置进行实验。

（1）观察到的现象为：1铜片上的白磷和红磷分别是              ②水下的白磷          ；
（2）在使用组装好的B装置前，首先应该进行的操作是                        ，然后加入药品并将B和C装置连接，滴入双氧水，B装置中反应的化学方程式为                     ，C装置中的白磷燃烧。
（3）从以上实验分析可得出燃烧的条件为：可燃物、              和                。

完成细铁丝在氧气中燃烧的探究活动报告．
探究活动的名称：探究铁丝在氧气中燃烧．
实验所用仪器：集气瓶、           ．
操作步骤：
①先用砂纸将铁丝磨成光亮的银白色；②绕成螺旋状于一根火柴杆上；
③点燃火柴杆、将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中．火柴起           作用．
反应的现象是          ．
该反应的化学方程式为          ．
问题分析：
①用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能           ．
②某同学在实验时结果没有观察到细铁丝燃烧现象，实验失败的一种原因可能是           ．
小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究．下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录．请你分析完成下表：

物质	纯镁条	含碳0.05%的铁丝	含碳0.2%的铁丝	含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象	剧烈燃烧，发出耀眼白光，无光星	剧烈燃烧极少火星	剧烈燃烧少量火星

通过以上实验，说明铁丝燃烧时出现火星的现象是由于            ．

某化学兴趣小组的同学做完“大理石和稀盐酸制取二氧化碳的实验”后，将反应后锥形瓶中残留的废液过滤，并对滤液进行探究（已知大理石中所含杂质既不溶于水，也不与酸反应）。
【提出问题】滤液中所含溶质是什么？
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性
【猜想与假设】
猜想1：滤液中的溶质可能是CaCl₂和CaCO₃
猜想2：滤液中的溶质只有CaCl₂
猜想3：滤液中的溶质是
【讨论与交流】
小明认为猜想1无需验证就知道是错误的，他的理由是          。
【实验与结论】
（1）小亮同学为验证猜想2，取少量滤液装入试管中，然后滴入酚酞溶液，发现酚酞溶液不变色，于是小亮认为猜想2正确。你认为他的结论
（填“正确”或“错误”），理由是              。
（2）小美为验证猜想3，用洁净干燥的玻璃棒蘸取该滤液滴到湿润的pH试纸上，测得pH=4，她认为猜想3正确。对她的操作方法、测量结果及结论的评价，正确的是           。

A．方法不正确，结果偏小，结论正确

B．方法正确，结果偏大，结论不正确

C．方法不正确，结果偏大，结论正确

D．方法正确，结果偏小，结论不正确

（3）小丽选择了其他几种不同类别的物质来验证猜想3，也得出了结论，可供选择的试剂有：石蕊溶液、铜片、镁条、氧化钙、氧化铁、氢氧化钠、氢氧化铜、碳酸钠溶液、硝酸银溶液
请完成下表：

方案	试剂类别	选用试剂	实验现象	结论
A	指示剂	石蕊溶液	溶液变红	猜想3 正确
B	金属单质		固体表面产生气泡
C	金属氧化物	氧化铁
D		氢氧化铜	固体溶解，溶液变成蓝色
E	盐	硝酸银溶液	产生白色沉淀

【反思与评价】上述方案有错误及错误的原因是               （填写错误方案的序号，并解释其错误的原因）。
【拓展与延伸】
若猜想3成立，小丽认为无需另加试剂，只要对滤液进行                 操作即可除去杂质，从滤液中得到CaCl₂固体。
（4）小丽同学取了100g 滤液，逐滴加入溶质质量分数为10.0%的Na₂CO₃溶液。反应过程中加入的Na₂CO₃溶液的质量与溶液pH的关系如下图所示。

试回答下列问题：
① 写出首先发生的反应的化学方程式                  ；
② a点对应的溶液中溶质为          ；
③ 恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数为             。
（写出计算过程，结果精确到0.1%）

某化学兴趣小组用如图所示的实验装置，探究影响过氧化氢分解速率的因素。

（1）写出过氧化氢分解的化学方程式                 ；装置中使用注射器的优点是                   。
（2）下面是用上述装置实验时，收集的相关数据：

实验 序号	H2O2溶液浓度/%	体积/mL	MnO2的量/g	温度/℃	收集的体积/mL	反应所需的时间/s
①	5	2	0.1	20	4	18
②	10	2	0.1	20	4	6
③	5	2	/	20	4	64
④	5	2	/	60	4	25

从实验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          有关；
从实验对比可知，化学反应速率是否加MnO₂有关。
（3）发现问题：实验温度最难控制，反应一段时间后溶液的温度总是比起始温度高，说明反应         （填“放出”或“吸收”）热量
（4）继续探究：除了该实验小组探究过的因素以外，你若还有其他影响反应速率的因素及探究方法，请写在下面。

某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。请你参与完成：

（1）图一实验中水下白磷没有燃烧的原因是_________       将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使试管罩住白磷（如图三所示），结果观察到了“水火相容”的奇观，则大试管所装气体可能是_________         ；
（2）改进后的装置（如图二）与图一相比，其优点是_____________________．图二中红磷没有燃烧的原因是            ，欲使图二中的红磷着火，可将试管从水中取出并        后给试管加热。

某实验小组利用如图装置测量空气中氧气体积分数并取得成功．

【查阅资料】白磷着火点只有40℃；
【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？
【实验准备】连接仪器，检查                 ：
【实验探究】装入药品，按图连接好，夹紧弹簧夹（最初气球处于瘪的状态，锥形瓶内空气体积为230mL，注射器水的体积为50mL）
再将锥形瓶底部放入热水，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从是热水取出
【现象分析】
（1）将锥形瓶底部放入热水，白磷很快被引燃，但足量的白磷在锥形瓶未能全部燃烧，说明瓶剩余气体             （填写“支持”或“不支持”）燃烧，写出白磷燃烧的表达式：                        ；
（2）在整个过程，可观察到气球的变化是                        ；
（3）待白磷熄灭锥形瓶冷却到室温，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：
①注射器的水自动喷出来；导致这一现象的原因是                              ；②当注射器的水还剩下           mL时停止下流；
【得出结论】氧气约占空气体积的五分之一

某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：

【集体讨论】（1） 讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其它成分反应，而且生成物为固体。他们应该选择           。
A．蜡烛      B．红磷      C．硫粉
（2）为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证             。
（3）为了确保实验的成功，在装药品之前应该                            。
【分组实验】 在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
【数据分析】实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）

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

（4）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的             。

成功体验：某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时，发现实验台上摆放的药品中（如下图），有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损，于是决定对这瓶溶液进行实验探究：

【提出问题】这瓶溶液是什么溶液？
【获得信息】
1、 酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
2、 碳酸钠溶于水显碱性
【提出猜想】这瓶溶液是：猜想一：氯化钠溶液；猜想二：氢氧化钠溶液；猜想三：碳酸钠溶液。
【实验推断】
（1）小丽取样滴加无色酚酞试液，溶液呈红色，得出结论：该溶液不可能是           溶液，理由是                   ；
（2）小刚另取样滴加稀盐酸有            产生，反应的化学方程式为          ，小刚得出结论：该溶液是碳酸钠溶液。
（3）小青认为小刚的结论不完全正确，理由是                      。
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验：
【继续探究】
另取样加入过量的CaCl₂溶液，观察到有          产生，设计这一步骤的目的是          ；静置后，取上层清液，滴入酚酞试液，溶液呈红色。
【实验结论】这瓶溶液是                。
【探究启示】实验取完药品后应         。
【拓展迁移】
若该溶液与盐酸发生中和反应，恰好完全反应的微观过程如图所示，反应的实质表达式为：H⁺ + OH^- → H₂O，则反应后溶液中存在的阴、阳离子是         （填符号）；

【继续探究】
请写出实验中加CaCl₂溶液反应的实质表达式                  （用化学符号表示）

几名同学到农业科研实验室参观时发现有三瓶失去标签的化肥样品，据科研人员介绍是两种氮肥和一种钾肥，均是初中学过的化学肥料，分别是氯化铵、硫酸钾和一种未知固体，几名同学想探究具体是什么物质，并帮助科研人员贴上标签．

[提出问题]如何鉴别出三种固体肥料？
[实验探究]甲同学：取2号样品少许，加入熟石灰粉末，混合、研磨，嗅到有股刺激性的氨味，他认为2号样品一定不是硫酸钾，一定是氯化铵．
[反思与评价]请你评价甲同学的实验结论                     
[实验探究]乙同学：取少量三种样品分别加入水充分溶解后倒入三支试管中，先向各试管中滴加氢氧化钠溶液，并在试管口分别放一张湿润的红色石蕊试纸，其中2号、3号出现了相同现象，现象为                ，说明1号是硫酸钾．再向三支试管中加入硝酸钡溶液和稀硝酸，1号、3号中均出现白色沉淀．
[表达与交流]同学们经过讨论后认为，最简便的方法是将三种样品配制成溶液后，只需要滴加一种试剂        （填物质名称）就能将三种样品鉴别出来．
经过同学们的共同努力，鉴别出了三种化肥．请将三种化肥的化学式分别标在试剂瓶的标签中           ．

在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，
① 甲同学设计了如图1的实验方案：在集气瓶内放足量红磷，塞紧橡皮塞，用放大镜聚集太阳光来引燃红磷，待红磷火焰熄灭且集气瓶冷却至室温后，打开止水夹。如果实验成功，那实验过程中观察到的主要现象有        （11）          。

② 乙同学设计了如图2的实验方案：将足量镁粉点燃后放入钟罩装置进行实验，写出镁粉与氧气反应的化学方程式           （12）            。燃烧完毕冷却后水几乎占满整个钟罩，已知镁是一种很活泼的金属，请推测产生这一现象的可能原因        （13）         。如果将图2中镁粉换成碳粉进行相同实验，则  （14） （能或不能）用来测定空气中氧气的含量。

③ 丙同学设计了如图3的实验方案：反应容器是由两个针筒和中间的玻璃管组成的密闭系统，容器内留有30mL空气。加热等铜丝的温度升高后，交替缓缓推动两个注射器活塞，观察到亮红色的铜丝表面覆盖着一层黑色物质（反应方程式：2Cu+O₂     2CuO），实验数据记录如下：

反应前容器内空气体积	反应后容器内气体体积
30mL	X mL

I.反应后容器内气体体积X理论上为 （15）   mL。
II.如果反应结束后测得容器内气体体积为28mL，假设装置气密性完好，那造成实验有误差的原因可能是          （16）             （试举一个即可）。
④ 十八世纪法国化学家拉瓦锡为了研究空气的组成设计的实验如图4，实验原理是汞与氧气在加热条件下会反应生成红色的氧化汞粉末。当年拉瓦锡在观察到汞表面浮起红色渣滓后，还继续加热了12天才停止实验，他这样做的理由是         （17）           。

某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究。
（1）常见金属活动性顺序如下，填写相应的元素符号：

某同学用硫酸铜溶液把“把铁刀变成铜刀”，其反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，该反应的基本反应类型为＿＿＿＿＿＿＿＿＿．
（2）将一定质量的锌粒投入含有Cu（NO₃）₂和Fe（NO₃）₂的混合溶液中，充分反应后过滤，则滤渣中一定含有＿＿＿＿＿，可能含有＿＿＿＿＿＿．
（3）将等质量的镁、铁、锌三种金属分別放入三份溶质质量分数相等的稀盐酸中．生成H₂的质量与反应时间的关系如图所示．金属X是＿＿＿＿＿＿（填化学式，下同），反应后可能已经反应完的金属是＿＿＿＿＿＿，﹣定有剩余的金属是＿＿＿＿＿

（4）兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用图甲所示装置进行实验，对生成气体的成分进行探究．

【提出问题】生成的气体中是否含有一氧化碳？
【实验与讨论】
①打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，
②关闭K，加热至一定温度使之反应，用气囊收集气体样品．
③除去气体样品中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，下列装置中最为合理的是＿＿＿＿＿＿．（填字母）。（注：氢氧化钠能与CO₂反应，但不能与CO反应，CO₂的密度约1.5g/l，CO的密度约为1.25g/l）

【实验求证】
将除尽二氧化碳后的气体样品干燥，仍然用图甲所示的装置进行实验，A中的固体应选用＿＿＿＿＿＿＿，B中溶液为澄清石灰水，若A中黑色固体出现了红色，B中澄清石灰水＿＿＿＿＿＿＿＿＿，可说明气体样品中含有一氧化碳．
【实验反思】
经过一系列的实验后测得集气瓶中液体里含碳元素0.24g，量筒中液体的读数为96ml，则反应时消耗氧化铜的质量为＿＿＿＿g。