初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

某实验小组的同学利用氢氧化钙溶液和稀盐酸进行酸碱中和反应的实验时，他们在向盛有氢氧化钙溶液的烧杯中滴加一定量的稀盐酸后，才发现忘记滴加了酸碱指示剂，此时，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中所含溶质的成分进行探究。
【提出猜想】
猜想一：溶质是 $CaC{l}_2$和 $Ca{\left(OH\right)}_2$
猜想二：溶质是 $CaC{l}_2$
猜想三：溶质是 $CaC{l}_2$和 。
【查阅资料】
① $CaC{l}_2$溶液呈中性;
②有关的化学反应:
a．氢氧化钙溶液和稀盐酸进行中和反应的化学方程式为： $Ca{\left(OH\right)}_2+2HCl=CaC{l}_2+2H_{2}O$

b．碳酸钠溶液和稀盐酸反应的化学方程式为： $N{a}_{2}C{O}_3+2HCl=2NaCl+C{O}_2\uparrow +H_{2}O$

c．碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应的化学方程式为： $N{a}_{2}C{O}_3+CaC{l}_2=2NaCl+CaC{O}_3\downarrow$

【实验设计与验证】
（1）小猛同学设计用无色酚酞溶液验证"猜想一"是否成立。取少量上述实验中烧杯里的溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞溶液，振荡，观察到溶液不变色。于是可以确定"猜想一"（填"成立"或"不成立"），其理由是 。
（2）小华同学设计用碳酸钠溶液验证"猜想二"和"猜想三"是否成立。取少量上述实验中烧杯里的溶液于试管中，并向试管中逐滴加入过量的碳酸钠溶液，观察到的现象是：先出现气泡，后有生成。于是可以确定成立。
【交流与反思】
经过同学们讨论和交流，发现只需用下列一种物质就能验证得出以上三种猜想中的哪一种猜想成立，请在下列物质的选项中选择出你认为合理的物质是（填序号）
A．锌粒           B．紫色石蕊溶液     C．二氧化碳

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。
一、为探究催化剂的种类对双氧水分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ．将3．0g 10%过氧化氢溶液与1．0g MnO₂均匀混合
Ⅱ．将x g10% H₂O₂溶液与1．0g CuO均匀混合
在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢。
（1）为了Ⅰ与Ⅱ中对比x的值应为                。
（2）甲选用下列装置测量产生O₂的快慢，正确的是            （填编号）。

二、探究影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下（常温通常指20℃）

实验	温度	药品	氧气体积/ml	反应所需时间/s
①	常 温	5% H2O2		0
常 温	5% H2O2	MnO2	125	20
②	常 温	5% H2O2	MnO2	125	20
热水中	5% H2O2	MnO2	125	18
③	常 温	5% H2O2	MnO2	125	20
常 温	30% H2O2	MnO2	125	5

（1）通过实验①对比可知，化学反应快慢与                  有关。
（2）通过对比实验           可知，反应物浓度大，反应速率快。
（3）除了上述的两个因素能影响化学反应快慢，你认为另一个影响因素是                 ，其关系是                。
（4）由上述实验可知温度、浓度、催化剂等都是影响化学反应速率，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是                         。

某校化学兴趣小组对苏打（ $N{a}_{2}C{O}_3$）和小苏打（ $NaHC{O}_3$）在生活中具有何作用，如何鉴别苏打和小苏打进行了如下的探究实验活动，请你参与他们的探究过程，并回答先关问题：
【查阅资料】
信息①：相同条件下，碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液碱性强
信息②： $NaHC{O}_3$在270℃时，完全分解转化成 $N{a}_{2}C{O}_3$，而 $NaHC{O}_3$不易分解
【实验过程】
（1）按有图所示进行实验，只观察到烧杯B中的石灰石变浑浊，小试管内壁出现水珠，写出小苏打分解的化学方程式。

（2）充分利用信息知识，区分无色 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液与 $NaHC{O}_3$溶液最简单的方用是。
A、加热       B、pH试纸       C、稀盐酸
【实验过程】
（3）可用小苏打治疗轻度胃酸（主要含盐酸）过多的病人，其原因是：。

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           ．

草木灰是农家肥料，主要含钾盐。请回答相关问题。
【分离提纯】
（1）在烧杯里放一定量的草木灰，加入水，同时用玻璃棒搅拌。浸出溶液中主要含有的金属阳离子是。
（2）把烧杯中的草木灰连同浸出液一起过滤。如果滤液仍然浑浊，处理的方法是。
（3）把滤液倒入蒸发皿里，加热，用玻璃棒搅拌。当蒸发到时，停止加热。
【成分探究】
取（3）所得的晶体少量溶于水，分到两支试管中。
（4）第一支：滴加盐酸，产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体。请写出化学方程式：
①加盐酸：；
②产生浑浊：。
（5）第二支：滴加酚酞溶液后，溶液变为色，说明溶液呈碱性。为证明溶液呈碱性是由 $C{O_3}^{2-}$引起的，再向试管中加入〔可供选择试剂：澄清石灰水、 $KCl$溶液（呈中性）、 $CaC{l}_2$溶液（呈中性）〕，此时发生反应的方程式为，当看到时即可证明。因此，草木灰（填"能"或"不能"）与铵态氮肥混合施用。

某实验小组的同学在整理实验仪器时，发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后，同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物（反应完全），从中可以回收得到MnO₂。小组同学将黑色固体取出，并对其进行了探究。
【查阅资料】①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾（KClO₃）固体的混合物制取氧气。其反应的文字表达式为：氯酸钾 氯化钾＋氧气。
②氯化钾溶于水，其水溶液呈无色；锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色。
③催化剂在化学反应前后，其质量和化学性质保持不变。
探究活动一：探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
【猜想】猜想一：过氧化氢制取氧气；
猜想二：氯酸钾制取氧气；
猜想三：                     制取氧气。
请写出猜想一制取氧气反应的表达式                                      ，
根据所学知识和以上信息判断，猜想一不成立，理由是                      。
【进行实验】取少量黑色固体于另一个烧杯中，加入足量蒸馏水溶解，振荡，过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
【得出结论】猜想       成立，理由是                                   。
探究活动二：探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
【猜想】猜想一：是反应物；猜想二：是催化剂。
【进行实验】

实验操作	实验现象
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热，把带火星的木条伸入试管。	固体融化，产生少量气体，木条上的火星变亮。
2、取12.25g氯酸钾和2.0g二氧化锰混合均匀后在试管中加热，把带火星的木条伸入试管。	___________________。
3、待反应完全后，将试管中的剩余物加足量的水溶解，过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。	称量固体的质量是_______g

【实验结论】猜想二成立，二氧化锰在反应中起到催化作用。
【反思与交流】小贝同学提出，前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用，因为没有证明二氧化锰的                     在反应前后不变。

为提高实验探究能力，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶久置出现变质硬化的氢氧化钙固体进行如下探究活动。
【探究活动一】试验硬化的氢氧化钙样品是否完全变质
（1）用化学方程式表示氢氧化钙变质的原因：。
（2）检验氢氧化钙样品是否完全变质，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取氢氧化钙样品少量，研细后加适量蒸馏水充分混合后静置，		该样品还含有氢氧化钙

【探究活动二】测定样品中含有的变质固体（以下用 $R$表示）的质量分数
取3克部分变质的氢氧化钙样品与足量的稀盐酸反应，测量生成气体的体积（气体不溶于植物油），从而计算出样品中R的质量，便可求出样品中 $R$的质量分数。实验装置（气密性良好）如图1所示。

（3）将稀盐酸滴入样品中，产生气体的化学方程式为，反应一段时间后，当观察到（填实验现象），才停止滴加稀盐酸。
（4）实验中量筒的作用是。
（5）实验结束后，量筒内进入水的体积如图2所示，其读数为 $mL$。已知在该实验条件下，生成气体的密度为2 $g/L$，通过计算，样品中 $R$的质量分数为。
（6）上述图1所示实验装置和相关试剂，用来实验测定样品中 $R$的质量分数是比较粗略的，请简要说明测定数据存在误差的原因：（写一个）。

化学中质量守恒定律是一个非常重要的定量定律．

（1）图1为托盘天平，使用托盘天平称物品的正确操作顺序为         （填序号）．
①调游码  ②放称量纸  ③称量物放左盘
④调零点  ⑤加质量大的砝码  ⑥加质量小的砝码
A．①②③④⑤⑥      B．④②③⑤⑥①     C．④⑤⑥①②③
（2）如图2装置中，称量小烧杯及其中所有物质的质量m₁，然后将小烧杯中的碳酸钠与盐酸完全混合，反应停止后，再称量小烧杯及烧瓶内物质的总质量为m₂，则m₁             m₂（填“=”“＞”“＜”），其原因是                ．根据以上实验探究可知，若用碳酸粉末与盐酸反应验证质量守恒定律，可选择下图中               （少选错选不给分）

（3）请从原子的角度解释质量守恒定律                  ．

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．
已知：在空气中，温度超过40℃，白磷（化学符号为P）就可以燃烧，与氧气反应生成五氧化二磷。
如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置．主要操作是：在实际容积为200mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃．

（1）请写出白磷与氧气反应的文字或符号表达式                     
（2）白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是               ；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为                       mL．
（3）集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起到的作用是               （填序号）
a．加快集气瓶冷却
b．液封导气管末端以防气体逸出
c．缓冲集气瓶内气压的骤然升高．
（4）下列对该实验的认识中正确的是_____________________．

A．白磷燃烧产生大量白色烟雾

B．燃烧匙中的白磷可以换成细铁丝

C．该实验可以说明氮气难溶于水

D．白磷的量不足会导致进入集气瓶中水的体积小于1/5．

（5）该实验的结论是                     

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。