初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

某研究型学习小组的同学在用浓硫酸测定废锌片中锌的纯度时，没有将浓硫酸稀释直接处理废锌片发现产生的气体具有刺激性气味（废锌片中其它杂质不与硫酸反应），这种现象引起同学们的思考和研究。
【提出猜想】对产生的气体进行猜想：
猜想1：只有H₂；
猜想2：只有SO₂；
猜想3：可能是                 
小华认为不需做实验根据已有知识就可知道猜想1是错误的，他的依据是    。
【资料】①浓硫酸有强氧化性，其与活泼金属反应不生成氢气，② SO₂能使品红溶液褪色
【实验方案】研究性学习小组的同学设计下图所示的装置进行研究（夹持仪器已省略，假设装置中的反应都进行完全）。

根据实验现象小组得到共同结论是猜想3成立。
（1）  他们的实验现象是                                  
装置B中浓硫酸的作用是                                              （2）小华对实验结果产生疑问：
你认为小华产生疑问的依据是                     
你认为猜想3成立可能原因是：                                      
【拓展应用】
（1）稀硫酸与锌反应能产生氢气（Zn+H₂SO₄＝ZnS0₄+H₂ ↑），而浓硫酸与锌反应开始时不产生氢气（Zn+(浓)2H₂SO₄＝ZnS0₄+SO₂↑+2            ），
由此可知反应物相同，但           不同生成物也不同。
（2）取废锌片8g（废锌片中其它杂质不与硫酸反应）加入足量浓硫酸至固体质量不再减少为止，过滤，将滤液蒸干共得晶体16.1g，此废锌片的纯度是               。
（3）如果用浓硫酸来直接测定废锌片中锌的纯度时，尾气必须处理，可将尾气通入足量的石灰水里其反应方程式是                             。

实验是研究物质的性质及其变化规律的重要手段，请根据下述实验内容回答问题。

小资料：
1．白磷的着火点为40℃。
2．浓盐酸和浓氨水均是具有挥发性的无色液体，挥发出的氯化氢气体和氨气反应生成氯化铵。
（1）图A为测定空气中氧气含量的实验。锥形瓶内空气体积为220mL，注射器中水的体积为50mL，实验时先夹紧弹簧夹，将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，白磷燃烧的化学方程式为      。将锥形瓶从热水中取出，待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，可观察到的现象是        。
（2）图B为探究分子运动的实验，在玻璃管两端同时放入蘸有试剂的棉花，发现在玻璃管内形成了环状白烟且偏向蘸有浓盐酸的棉花一端。由此得到的结论是        。
（3）在验证二氧化碳与水反应实验中,为证明使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,使用如图C所示的装置,应采取的实验操作顺序是        (填数字序号,可重复选用)。
①从b端通氮气；②将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中；③从a端通二氧化碳；④从分液漏斗中滴加适量水

化学实验课上老师要求分组除去铁制品和锈铜币表面的锈层并对废液进行处理。请你参与并回答相关问题。
实验一：表面除锈
甲组：将锈铁器放入适量稀硫酸中，微热。观察到①溶液变成黄色，铁锈逐渐消失；②一段时间后，锈层完全消失，铁器表面有细小气泡产生；③黄色溶液逐渐变为浅绿色。
现象①发生的化学反应方程式为：____________________________________，②中铁器表面的气泡是________；大家对现象③不理解，老师补充说明了，金属铁具有还原性，能将正三价的铁离子还原成亚铁离子。
乙组：在锈铜钱中加入适量稀硫酸。观察到①绿色锈层很快消失，同时产生大量气泡，溶液变成蓝色；②将气体收集，通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。由此，小军等同学推断，绿色锈层中肯定含有的元素有_________________。
实验二：废液回收
废液桶中收集了溶有大量FeSO₄、CuSO₄的废水，若直接排放到下水道，不仅造成重金属污染而且浪费资源。小组讨论后设计了如下除去铜离子，回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案：

 
请完成下列有关问题：
(1)废水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中             性杂质除去。
(2)金属X是   ，其加入废水后发生反应的化学方程式为                           ；
溶液Y是     ，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为                   。
(3)从滤液中获取硫酸亚铁晶体的操作方法是           。

（一）小明和小亮同学在实验室帮老师配制石灰水时，将两药匙熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是小明认为熟石灰样品已经变质。小亮同学不同意他的判断，你认为小亮同学的理由         。同学们针对该熟石灰样品的成分展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告。
【提出问题】熟石灰样品的主要成分是什么？
【作出猜想】甲同学猜想是Ca(OH)₂；
乙同学猜想是CaCO₃
你认为是                      。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤。 向滤液中加入适量的        溶液；	；	乙的猜想不正确
向滤出固体中加入适量          溶液。	。	你的猜想正确

【拓展与应用】小组同学反思了熟石灰变质的原因，认识到实验室应       保存熟石灰。
（二）在做盐跟盐反应的分组实验时，第一组学生进行BaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应，第二组学生进行BaCl₂与Na₂SO₄溶液的反应。实验结束后，两组同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸中。浊液中白色沉淀物质
是          和          。（填物质的化学式）
化学兴趣小组对浊液进行过滤，探究滤液的成分。

【提出问题】滤液里除了NaCl外，还有什么物质？
【提出猜想】猜想①：       ；
猜想②：Na₂SO₄；
猜想③：Na₂CO₃；          
猜想④：Na₂CO₃、Na₂SO₄
【实验探究】
若现象a只有气泡产生，则猜想    可能成立；若现象b产生白色沉淀，然后加稀硝酸沉淀部分溶解，若沉淀全部不溶解，则猜想      成立。

化学小组用如图所示实验探究铁生锈的条件，其中A、B为敞口试管，C盖有严密的橡胶塞．A和B下层都装有煮沸过的蒸馏水，B的上层有植物油，C内是干燥的空气．（每支试管中均放有相同的铁钉）

（1）实验前将蒸馏水煮沸的目的是　                        　．
（2）通过对比　     　（填序号，下同）两个试管的现象说明铁生锈必需有氧气参加，通过对比　 　两个试管中现象．说明铁生锈必须有水参加．从而得出结论：铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果．
（3）某同学想探究一下铁钉在生锈过程中，蒸馏水中溶有NaCl，对生锈的影响，你帮他设计实验，写出实验方案．
（4）为了保护金属资源，除了防止金属被锈蚀外，写出一条措施　                       　．

某化学兴趣小组以A装置为核心装置设计了如图系列实验：（固定装置的仪器已省略）

按如图所示连接仪器，检查整套装置的气密性良好，添加药品，固定装置，进行实验。

（1）关闭K₂，打开K₁，将H₂O₂溶液缓缓滴入锥形瓶中，待D装置中出现连续均匀气泡时点燃C装置中的酒精灯，观察到V型管内a处的硫燃烧，现象是 　                　，试写出在D装置中反应的化学方程式 　              　，待V型管内的硫燃尽后仍要继续通一段时间的氧气，目的是 　                         　。

（2）打开K₂，关闭K₁，继续将H₂O₂溶液缓慢滴入锥形瓶，观察到装置E中

　              　（填现象），说明氢氧化钠和稀盐酸一定发生了反应。

（3）兴趣小组有同学提出疑问：E装置内反应后的废液中除酚酞以外还有哪些溶质呢？请你一起参与探究。

【作出猜想】

猜想一：NaCl

猜想二：NaCl和NaOH

猜想三：　          　。

【分析】以上有一种猜想一定错误，请写出错误猜想的序号及错误理由 　                                            　。

【资料】NaCl的水溶液呈中性。

【设计并进行实验】排除了错误猜想后，为了验证其余猜想，同学们进行了如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量E装置中的废液于试管中，并向其中加入①　           　。	②	猜想三正确

【交流反思】该废液未经处理不能随意倒入水池。

在我市贡井区、大安区交界处有个地名叫“石灰窑”，生产生石灰有悠久的历史。某校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂（如图），该校化学兴趣小组的同学在化学老师的指导下，对该生石灰取样开展了以下探究活动：

【提出问题】

生石灰样品的成分是什么？

【猜想假设】

生石灰样品的成分可能是CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃中的一种或几种。

【设计实验】

兴趣小组设计出如下实验进行探究。

	实验操作	实验现象	实验结论
（1）	取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁。	烧杯壁发热。	。
（2）	将（1）中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入 　   　。	溶液变红。	有Ca（OH）2
（3）	取（2）中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸。	。	有CaCO3

【反思评价】

（4）经过讨论，发现通过（2）不能得出样品中一定含有Ca（OH）₂，理由是 　               　。

（5）通过小组合作，最后得出样品中肯定含有CaO和CaCO₃，可能含有Ca（OH）₂。请写出生成CaCO₃的化学方程式 　                         　。

【应用交流】

（6）生石灰要 　   　保存。

【拓展延伸】

（7）兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是 　 　（填大写字母）。

A.ab段试管中液面逐渐上升

B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触

C.c点的对应操作是打开弹簧夹

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干个小组展开探究。以下是教学片断，请你参加学习并填写空格。

【演示实验】将一定质量的稀盐酸加入盛有NaOH溶液的小烧杯中。

【提出问题】实验中未观察到明显现象，某同学提出疑问：反应后溶液中溶质是什么？

【猜憲与假设】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下，请补上猜想二。

猜想一：只有NaCl

猜想二：　               　

猜想三：NaCl和HCl

猜想四：NaCl、NaOH和HCl

乙组同学认为有一种猜想不合理，不合理的猜想是 　   　，理由是 　        　。

【实验探究】

（1）丙组同学取烧杯中的溶液少许于试管中，滴加几滴CuCl₂溶液，　     　（填实验现象），证明溶液中一定没有NaOH。

（2）为了验证其余猜想，各学习小组利用浇杯中的溶液，并选用了老师提供的pH试纸、K₂CO₃溶液、AgNO₃溶液，进行如下三个方案的探究。

实验方案	测溶液的pH	滴加K2CO3溶液	滴加AgNO3溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对照比色卡，pH＜7		产生白色沉淀
实验结论	溶液中有HCl	溶液中有HCl	溶液中有HCl

【得到结论】通过探究，全班同学一致认为猜想 　   　正确。

【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论的活动过程给予肯定，同时指出（2）中存在两处明显错误。同学们经过反思发现以下两处错误：

①实验操作中的错误是 　                               　。

②实验方案中也有一个错误，错误的原因是 　                                 　。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂．因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究．Ⅰ、写出该中和反应的化学方程式：                 ．
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分．
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：可能是CaCl₂和Ca（OH）₂； 猜想二：可能只有CaCl₂；猜想三：              ．
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性．
【进行实验】实验步骤：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡
实验现象：               结论：猜想一不正确
实验步骤：实验步骤取少量烧杯内溶液于另一支 试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量
实验现象：               结论：猜想二不正确，猜想三正确．

某研究性学习小组对双氧水开展如下研究

（1）图1装置中仪器①的名称为               。
（2）小林同学将MnO₂与水泥按一定比例混合，制作成小块状固体，加入图2装置中制氧气，以方便实验结束回收二氧化锰。其中块状固体应放置在          处(填“A”或“B”)，二氧化锰的作用是         ，该装置中反应的文字表达式是                  。利用该装置反应一段时间后，需停止反应，其操作是                     ，原因是                  。
（3）小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时，能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?小亮对此展开探究。
第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10％、20％、30％、40％、50％的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的术条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象。小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验。三组实验的数据和现象见下表。

	第一组	第二组	第三组
集气瓶编号	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
收集的O2占容积的体积分数(％)	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39	34
带火星木条的状况	微亮	亮	很亮	复燃	复燃	很亮	很亮	复燃	复燃	复燃	很亮

请根据实验回答下列问题：
①本实验中使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：               (填“是”或“否”)。
②收集的氧气占容积的体积分数最低为              %时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数是               %(计算结果保留整数)。
③用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致，此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如右图所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，应将加热双氧水的最高温度控制在           ℃。

南南同学看到“好想你”红枣袋中装有一袋防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。南南和北北对这包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计如下实验进行探究。

【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃。
【实验探究】南南同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放于试管中，滴加足量的          。	固体逐渐消失，有无色气体产生，得到浅绿色溶液。	固体中一定含有    ， 一定不含Fe2O3。

北北同学认为南南同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是            ，并设计如下实验方案继续验证。

（1）步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎，其中研碎的目的是                。
（2）步骤②中固体溶解时放出大量热，由此可以判断固体中一定含有              。写出该过程中的化学方程式                            。
（3）步骤③中反应的化学方程式是                       。
北北同学对滤渣B又进行探究。

实验操作	实验现象	实验结论
① 取滤渣B于试管中，加入适量 ② 生成的气体通入	① ②该溶液变浑浊。	固体中一定含有CaCO3 和Fe2O3。

【实验结论】综合上述实验及所给数据，该久置固体中一定含有的物质是Fe、Fe₂O₃、CaO、CaCO₃。

某化学兴趣小组的同学在做完硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应实验后，对浑浊液过滤，得到无色澄清的滤液。
（1）对滤液中溶质的成分，同学们进行了如下猜想：
猜想一：硫酸钠   
猜想二：硫酸钠与氢氧化钠
猜想三：硫酸钠与硫酸铜
经过讨论，同学们一致认为猜想       不成立，理由是                        。
（2）请你选择一种可能的猜想，进行验证，简要写出实验步骤和现象。

某同学在电视寻宝节目中，看到一些铜制文物上有绿色的锈迹，并对绿色锈迹产生了探究兴趣。
【查阅资料】①绿色锈迹是碱式碳酸铜[]，受热易分解。
②无水硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝。
③碱石灰是和的固体混合物，与反应生成碳酸钠固体和水。
④氧化铜与稀硫酸反应生成蓝色溶液，碳粉不与稀硫酸反应也不溶解在稀硫酸中。
【发现问题】
查阅资料后，该同学将少量碱式碳酸铜放入试管中加热，发现试管中的固体由绿色变成黑色，同时试管壁
上有无色液滴生成。为了进一步确定碱式碳酸铜受热分解的产物，进行了如下探究：
探究一：碱式碳酸铜受热分解生成的黑色固体的成分。
【猜想与假设】该黑色固体可能是①碳粉；②           ；③碳和氧化铜的混合物。
【设计方案】请帮助该同学完成下述实验报告。

实验操作与现象	实验结论
	猜想②正确

探究二：碱式碳酸铜受热分解还会生成CO₂和H₂O。
【进行实验】选择如下图所示装置进行验证。

步骤一：连接A和B，打开活塞，通入一段时间的空气。
步骤二，关闭活塞，依次连接装置A→B→     →     （填“C”、“D”）。
步骤三：点燃酒精灯，观察到明显现象后，停止加热。
【解释与结论】
①当观察到                          ，说明碱式碳酸铜受热分解生成了和，写出C中反应的化学方程式                                       。
②受热分解的化学方程式                              。
【反思与评价】
上述装置中A的作用是                                           。

为验证混合气体由H₂、CO和HC1组成，请从下图中选用适当的实验装置设
计一个实验，并回答下列问题

（1）连接选用装置的正确顺序是(只要求写出图中装置的序号)          
（2）所用装置的连接顺序是(填各接口的字母，连接胶省略，装置之间用“→”连接)混合气体→                       。
（3）首先选用的装置的作用               ，第二步选用的装置的作用                          。
（4）简述尾气处理方法                           。

某学习小组在探究CO₂与NaOH溶液反应的实验中，先用铝制易拉罐收集满一罐CO₂气体，然后迅速向其中加入一定量的NaOH浓溶液，立即将易拉罐口封闭（不漏气），轻轻摇动易拉罐，发现易拉罐很快变瘪，但过一段时间后，易拉罐又重新鼓起来，（反应过程中温度的变化忽略不计）。
【提出问题】易拉罐为什么先瘪后鼓？
【分析猜想】易拉罐开始时变瘪的原因是  ⑴   （用化学方程式表示），易拉罐重新鼓起的原因是易拉罐中又生成了气体A，其成分极有可能是CO₂或H₂。
【查阅资料】①Na₂CO₃具有较强的热稳定性，只有在高温条件下才会分解：②铝单质比较容易被酸、碱腐蚀。
【设计方案并进行实验】为了检验铝制易拉罐中重新生成的气体成分，小组又进行如下实验，并记录了相应的实验现象：

实验步骤	实验现象	实验结论
打开，迅速用燃着的木条伸入罐口	发出“噗”的一声，产生淡蓝色火焰，片刻后熄灭。	说明罐中重新生成的气体A是 　⑵
②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，片刻后再加入少量的氢氧化钠溶液。	先加水，没有明显变化，后加入氢氧化钠溶液后产生无色无味的气体。	说明铝是否与水直接反应：　⑶（填“是”或“否”）铝能够与 　⑷　溶液反应。
③取少量易拉罐中反应后的溶液于试管中，加入过量的稀盐酸。	产生了无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。	说明原CO2气体被NaOH溶液吸收

【实验结论】①铝制易拉罐变瘪的原因是CO₂被NaOH溶液吸收，②铝制易拉罐重新鼓起的原因是铝与NaOH溶液反应产生了气体。
【反思评价】小组根据实验探究获得一条对金属铝化学性质的新认识：铝既能与盐酸反应也　⑸　。