初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

小军同学在学习酸碱盐有关知识时，对一些沉淀物质的颜色产生了兴趣。老师告诉他氢氧化铜是蓝色、氢氧化铁是红褐色，让他自己探究氢氧化亚铁的颜色。下面请你和他一起探究。
[查阅资料]
（1）铁有两种氢氧化物，它们可以分别由相对应的可溶性盐与碱溶液反应而制得。
（2）氢氧化亚铁在空气中立即被氧化。
（3）硫酸铜溶液是蓝色，硫酸亚铁溶液是浅绿色。
[提出猜想]
氢氧化亚铁是浅绿色。
[实验过程]
在2支试管里分别加入少量FeCl₃和FeSO₄溶液，然后滴入NaOH溶液，观察现象。请补充完成下表：

	FeCl3溶液	FeSO4溶液
滴入NaOH溶液的现象	生成红褐色沉淀	先生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀。
化学方程式	基本反应类型属于         反应。	FeSO4+2NaOH = Fe(OH)2↓+Na2SO4 Fe(OH)2 +        +  H2O =         (完成并配平此方程)

 
[学习交流]
（1）氢氧化亚铁是           色而不是浅绿色。
（2）小军联系到CO₂与C的反应，认为FeCl₃溶液可以转化为FeCl₂溶液。你认为小军的理由是                                                                。

小华同学用排水法收集了一大瓶沼气池中气体(图1中的A)，为了弄清它的成分，进行了有关实验。请你与他一起完成以下探究活动：
【对气体猜想】猜想I：全部是CH₄；   猜想Ⅱ：全部是CO；
猜想Ⅲ：是CO和CO₂的混合气体； 猜想Ⅳ：是CH₄和CO₂的混合气体。
【实验和推断】将A中的气体依次通入B、C中，在D处点燃。
    
A          B           C        D        ①       ②       ③
图1                                图2
(1)要将A中的气体通入后面的装置中，应选图2中的         (填序号)“注水装置”。
(2)若B中石灰水变浑浊，则说明A中的气体中含有              气体。
(3)装置C作用是                             。
(4)若D处倒扣的是涂有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊，且B中无明显现象，则“猜想    ”可能成立；若D处倒扣的是干冷的大烧杯，杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想I、Ⅳ”可能成立，另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有CH₄，理由是          
                                   ；要排除这种干扰可采取的措施是            
                                              。
(5)采取(4)中的排除干扰措施后：若D处分别倒扣干冷的烧杯和涂石灰水的烧杯，分别出现水雾和浑浊，且B中也出现浑浊，则证明“猜想          ”成立。

细心的同学发现在加热硫酸铜晶体时，会闻到刺激性气味，这引起了同学们的兴趣。难道生成的硫酸铜粉末受热后还能分解？那分解的产物是什么呢？
通过查阅资料，同学们了解到：
1、硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体。气体是由SO₂、SO₃、O₂中的一种或几种。受热时
温度不同，生成的气体成分也不同。
2、SO₂、SO₃都能被碱石灰吸收。
3、SO₂、SO₃都能被氢氧化钠溶液吸收。
【提出猜想】根据质量守恒定律猜测气体的成分：
I． 只含   ▲  一种；    II．含有SO₂、O₂二种；   III．含有SO₂、SO₃、O₂三种。
【设计实验】利用下图装置加热硫酸铜粉末直至完全分解

A                   B          C        D
【获取事实】
（1）用带火星的木条伸入集气瓶D，发现木条能复燃，说明气体中含有   ▲  。
（2）已知硫酸铜粉末质量为10.0克，完全分解后，各装置的质量变化关系如下表所示：

装置	A（试管+粉末）	B	C
反应前	42.0克	75.0克	140.0克
反应后	37.0克	79.5克	140.0克

 
请通过计算，推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式是哪一个 ？   ▲     
A.3CuSO₄△3CuO+SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑    B. 4CuSO₄△4CuO+2SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑
C.5CuSO₄△5CuO+SO₃↑+4SO₂↑+2O₂ ↑   D. 6CuSO₄△6CuO+4SO₃↑+2SO₂↑+O₂↑

下图甲是氢气和氧化铜反应的实验，下图乙是木炭和氧化铁反应的实验。

(1)、在上述两个实验中，氢气和木炭表现出相同的化学性质是         性。
(2)、实验步骤的先后次序非常重要，比如甲实验中，反应前必须先通氢气后点燃酒精灯，否则易发生爆炸；反应结束后必须先         后         ，否则生成的红色的铜会变成黑色。
(3)、某同学正确操作做完乙实验后，发现澄清石灰水变浑浊，试管中粉末全部变为黑色，取少量黑色粉末，加入足量稀硫酸充分振荡，但她惊讶地发现黑色粉末没有溶解，试管中 也未产生预期的气泡，这说明该反应并没有生成               
(4)、该同学查阅资料，得到关于铁的氧化物如下信息：

根据以上信息，试写出乙实验试管中反应的化学方程式                                        
经分析后，该同学试着提高反应温度后，实验出现了预期的现象。
                                                               

为了减轻酸雨的危害，我国研发了“海水法烟气脱硫工艺”。其工艺流程大致是：
I、从高处喷淋下的海水(pH=8.1-8.3)洗脱从下而上燃煤烟气中的SO₂, (SO₂+H₂O=H₂SO₃ H₂SO₃是弱酸），海水变为弱酸性；
Ⅱ、.将洗过烟气后的海水与氧气充分接触，发生下列反应：
4NaC1＋O₂十2H₂SO₃ ==2Na₂SO₄＋4HC1
III.再将与氧气充分接触的海水跟大量天然海水混合等措施，使各项指标接近天然海水后再排放。
(1)、在坐标图中画出“海水法烟气脱硫工艺”全过程中海水的pH依次变化大致趋势。
(2)、工艺流程中天然海水接触烟气后变为弱酸性，这说明在此过程中海水中的      离子和H₂SO₃电离出的氢离子发生了反应。
(3)、若要测定海水中Na₂SO₄含量，实验操作步骤是：
取少量被测海水，测定            、加入足量的           溶液（写化学式）、再加入稀硝酸、过滤、洗涤、烘干、称量沉淀质量。

某同学看到装有薯片的包装袋总是鼓鼓的，里面充有气体，他进行了如下探究：

（1）他提出的问题是        。
（2）其他同学一致认为该实验方案是不合理的，正确的实验方案是：将收集的气体     ，观察现象。

某实验小组对“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠（Na₂O₂）颗粒的装置”感到非常好奇，设计实验进行探究。
【提出问题】过氧化钠是否为一种制氧剂？与人呼出的哪种气体发生反应？
【查阅资料】① 人呼出的气体中主要成分是N₂、O₂、CO₂和水蒸气等。
② CO₂ + 2NaOH        Na₂CO₃ + H₂O。
【提出猜想】过氧化钠与人呼出的N₂或CO₂或水蒸气反应并生成氧气。
【进行实验】
实验Ⅰ：验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气。
（1）实验操作如右图所示。

（2）实验现象及结论：观察到________现象，判断过氧化钠与氮气没有发生反应。
实验Ⅱ：验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气。
（1）同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。其中A装置的作用是________，发生的变化是________变化。

（2）实验现象及结论：带火星的木条复燃；过氧化钠与水蒸气发生反应并生成氧气。
实验Ⅲ：验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。
（1）同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。

（2）实验记录

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性。 向装置中加入药品。		装置的气密性良好。
②	打开分液漏斗活塞，向A装置中缓慢加入稀盐酸。	A装置中观察到的现象有________，C装置中有气泡出现。	A装置中发生反应的化学方程式为________； C装置作用是_______。
③	一段时间后用带火星的木条在D内进行检验。	带火星的木条复燃。	过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。

 
【实验反思】
（1）根据实验Ⅱ和Ⅲ，过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后，还产生了另一种物质，该物质是________（填“单质”或“化合物”）。
（2）某同学对实验Ⅲ的设计提出疑问：该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应，你认为他的理由是________。

某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。

【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？
【查阅资料】小华查阅资料，得到关于铁的氧化物如下信息：

铁的氧化物	Fe2O3	Fe3O4	FeO
颜色	红	黑	黑
物理性质	不能被磁铁吸引	能被磁铁吸引	不能被磁铁吸引
化学性质	可溶于酸	常温下不溶于稀酸	可溶于酸，但不生成气体

 
【提出猜想】（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉。为了证明自己的猜想小明设计了如上图的实验，该实验中，小明加入的X溶液是       ；实验过程中操作Ⅰ是       这个实验基本操作。
小华根据小明的实验认定小明的猜想是错误的，理由是                         。
（2）小华根据资料提出了自己的两个猜想，请结合所学知识补充余下的一个猜想。
猜想①：黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成
猜想②：黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成
猜想③：                                      
【实验探究】

方案	实验操作	可能的现象	结论
①	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引		猜想①正确
②	适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末部分被吸引	猜想②正确
③			猜想③正确

 
【反思评价】小娟认为方案②中得出的结论不正确，其理由是                     。
【得出结论】黑色粉末A是铁和氧化亚铁的混合物。
小华想测定黑色粉末A中铁的质量分数，设计了如下实验：
取8g黑色粉末A加入50g足量的稀硫酸，充分反应后称量，剩余物质的质量为57.8g，则该黑色粉末A中铁的质量分数是多少？（写出计算过程）

．(9分)海水是一种重要的自然资源。以下是我市对海水资源的部分利用。
(1)从海水中获取淡水。常用的操作方法是　　　　　　。
(2)从海水中获得氯化钠。将海水进行   可得到粗盐；为除去粗盐中含有
的SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺等杂质，^-有如下操作：①溶解；②加过量的Na₂CO₃溶液； ③加过量的BaCl₂溶液；④加适量的盐酸；⑤加过量NaOH溶液；⑥蒸发结晶；⑦过滤。正确的操作顺序是            　　　　　　 。(用序号填一种合理组合)。
(3)从海水中得到金属镁。下图是从海水中提取镁的简单流程。

上述过程中，沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为　　　　　　，由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。海水本身就是含有MgCl₂的溶液，它与通过步骤①、②得到的MgCl₂溶液有何不同：　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)海水“制碱”。下图是海水“制碱”的部分简单流程。

步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　    、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳。如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低。这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

某同学做“证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，并收集纯净的气体”的实验。设计了如下方案进行实验：

A                 B               C             D           E
（1）写出所标仪器的名称：①       、②         。  
（2）描述A中发生的现象：                      。
（3）根据我们所学的知识，你认为A装置和    装置相连并产生什么现象时就足以说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐？  ；写出该装置中发生反应的化学方程式：    。
（4）该同学想要收集一瓶纯净的该气体，进一步验证它的性质。连接上述装置的顺序是：（填写各接口字母）   。其中，C装置的作用是：   ；写出有关反应的化学方程式：  。
（5）写出用A装置还可以制取的日常生活中一种常见气体的化学反应方程式：         。并说出它的一个重要用途               。

在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO₂的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么？
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是          ，白色物质可能是Na₂O或           ；
乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的，其理由是                    。
【查阅资料】氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠：Na₂O + H₂O = 2NaOH
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。

实验方案	实 验 操 作	实验现象	结 论
方案1	取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品 全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质 为Na2O
方案2	①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液	出现白色沉淀	白色物质 是
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液	无明显现象

 
【反思评价】丙同学认为方案1得到的结论不正确，理由是                         。
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为                                。
通过以上探究，你还能获得哪些结论，请写出两条。（答对本小题将奖励4分，但全卷总分不超过60分）
②                                                                        ，
②                                                                       。

某兴趣小组对4瓶无色溶液Na₂CO₃溶液、NaOH溶液、Ca(OH)₂溶液、稀盐酸进行鉴别。
甲同学利用紫色石蕊试液进行鉴别

实验步骤	现象与结论
①用4支试管，分别取少量的不同溶液，各滴加紫色石蕊试液	1支试管中出现红色，则原溶液是
②另用3支试管，分别取少量未确定的溶液，各滴加步骤①检验出的溶液。	1支试管中有气泡产生，则原溶液是Na2CO3溶液
③另用2支试管，分别取少量未确定的溶液，	1支试管中有白色沉淀析出，则原溶液是Ca(OH)2溶液，1支试管中无现象，则原溶液是NaOH溶液

 
乙同学不用其他试剂进行鉴别

同学	实验操作	现象	结论
小敏	用3支试管分别取少量不同的溶液，各滴加剩余的另一种溶液	1支试管中有气泡产生，其余2支试管中无现象	所滴加的溶液是稀盐酸
小红	1支试管中有白色沉淀析出，其余2支试管中无现象	所滴加的溶液是Na2CO3溶液
小刚	……	……

 
乙组同学经过交流后发现，根据小红与小敏的实验现象，     的结论是错误的。如果小刚所滴加的是NaOH溶液，则他的实验现象是            

小明和小丽对蓝色的硫酸铜溶液很感兴趣，他们设计如下实验探究其相关性质并对反应后所得物质进行分析和处理。

⑴我能写出其中两个不同基本反应类型的化学方程式：①________；②________。
⑵实验完毕，小明和小丽各自将三个反应所得到的物质混合、过滤，得到甲、乙两种无色溶液。小明取少量甲溶液于试管中，滴加紫色石蕊溶液，试管中溶液呈紫色。则甲溶液中一定含有的溶质是________(填化学式，下同)，可能含有的溶质是________或________。
小丽对乙溶液进行了探究，发现乙溶液中含有氯化钾、硫酸钾和氢氧化钾。她说：我还能设计如下实验，在步骤①、②、③每次用一种无色溶液除去乙溶液中一种物质，且每步均有白色沉淀生成，最后得到纯净的硝酸钾晶体。

在步骤⑦中进行的操作是________，步骤③、⑥所加物质分别是________、________ (填化学式，下同)，固体E的成分有________。

某化学实验小组实验结束时，将含有CuSO₄、ZnSO₄、FeSO₄的废液倒在废液缸里，为回收有关金属和盐，同学们设计了如下实验方案：

试回答：
(1)步骤①中锌粉必须过量的原因是                                         。
(2)写出步骤①中任一反应的化学方程式                                         。
(3)要检验步骤④中加入的稀硫酸是否足量的方法是                              
                                                           。
(4)若实验过程中的物质损失可以忽略，最终所得硫酸锌的质量       （填“>”、“<”或“=”）原废液中硫酸锌的质量。要计算该废液中硫酸铜质量，必须要称量     的质量。

某兴趣小组的同学们以“稀硫酸与氢氧化钠溶液能否发生反应”为课题进行了科学探究。   
同学们在烧杯中加入10mL稀硫酸。滴入几滴酚酞试液，接着分两次向烧杯中滴入氢氧化钠溶液。第一次滴加几滴氢氧化钠溶液后，不断搅拌，第二次继续滴加氢氧化钠溶液至过量。则第一次滴加氢氧化钠溶液时，溶液中溶质(不考虑酚酞)的质量变化情况是__________：第二次滴加氢氧化钠溶液时观察到的现象是_______________________。
由上述实验同学们得出了稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应的结论。
[提出问题]是否可以用其他试剂证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应呢?
[甲组实验]实验过程如图所示：
现象：向a试管中滴加氢氧化钠溶液时无明显现象，再滴加几滴硫酸铜溶液时出现蓝色沉淀。
结论：用硫酸铜溶液可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。
[乙组实验]实验过程如图所示：
现象：向b试管中滴加氢氧化钠溶液时无明显现象，再滴加几滴氯化钡溶液时出现白色沉淀。
结论：用氯化钡溶液可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。
        
[交流评价]请你评价甲、乙两组同学由实验现象获得的结论是否正确，并说明理由。

	正确或错误	理   由
甲组
乙组