初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

金属铁、铝、铜在生产和生活中有广泛的应用。
（1）地壳中含量最多的金属元素是             。
（2）金属铜做导线是利用其延展性和             性。
（3）铁是应用最广泛的金属。工业常用赤铁矿（主要成分Fe₂O₃）和一氧化碳在高温条件下炼铁，该反应的化学方程式为_                               。
（4）实验室中用如下实验来研究铁、铝、铜三种金属活动顺序及其在活动顺序表中相对氢的位置。

①乙实验的现象为_______________________________________________
②若将上述实验之一替换掉一种药品，即可达成实验目的。说明具体的改进方法：________________________________________________
③按如图实验结束后，将乙、丙实验后的剩余物倾倒至一个烧杯中，充分反应。然后将甲实验的剩余物倒入此烧杯，无气泡产生。以下说法正确的是________(填序号) 。

A．最后烧杯中的溶液不可能是无色的

B．乙实验中，CuSO4溶液一定是过量的

C．乙、丙混合过程中，可能没有发生化学反应

D．最后烧杯中的溶液，一定含有Al2(SO4)3，可能含有FeSO4

(8分) “侯氏制碱法”制得的纯碱(Na₂CO₃)中常含有少量氯化钠。某化学兴趣小组的同学拟测定某纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数。
【方案一】沉淀分析法(如下图所示)。

（1）溶液M含有的溶质是CaCl₂和     ；沉淀N的化学式是     。
【方案二】气体分析法
称取该纯碱样品21.5g，加入到盛有150 g的稀盐酸的烧杯中，样品完全反应后，测得烧杯内混合物的质量为162.7 g。
（2）写出实验室检验反应中生成气体的化学方程式：     。
（3）求该纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数。(写出具体计算过程)       。
（4）假如称量准确，通过计算得到的纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数比实际数值偏小，你认为其中可能的原因是     。

红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。

【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。
久置固体中可能含有Ca(OH)₂的原因是(用化学方程式表示)                   。
【实验探究1】
甲同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
⑴取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液。	固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红。	固体中一定含有 ①   和氢氧化钙。
⑵另取少量固体放于试管中，滴加足量稀盐酸。	固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液。	固体中一定含有 ② ， 一定不含Fe2O3。
⑶将步骤⑵中产生的气体通入到澄清的石灰水中。	③	固体中一定含有CaCO3。

【实验质疑】
⑴乙同学认为甲同学的实验中并不能得出一定含Ca(OH)₂的结论，理由是        
                                                          。
⑵丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是(用化学方程式表示)                                、                            。
【实验探究2】
乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：

⑴ 乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有            。
⑵ 乙同学经过实验测得上述滤渣C（CaCO₃ ）的质量为1.0 g，计算滤液A中含氢氧
化钙的质量。（写出解题过程）
⑶ 丙同学经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6 g，滤渣B中CaCO₃的质量为1.0 g。
【实验结论】综合上述实验以及乙、丙两位同学的实验数据，久置固体的成分是：

有一包黑色粉末，可能由C、CuO、Fe三种物质中的一种或几种组成。某化学兴趣小组为了探究它的成分，按如下步骤进行实验。
(1)先对实验做了如下设想和分析：黑粉中只有碳粉不溶解于稀盐酸。取少量粉末于烧杯中，向烧杯中加入过量的稀硫酸，则实验中可能出现的现象与对应结论如下表所示(表中未列完所有情况)。请你完成下表。

烧杯中可能出现的现象	结论
①	只含Ｃ
②固体部分溶解，溶液变成蓝色，无气泡
③有黑色不溶物，有气泡逸出，溶液呈浅绿色	含Ｃ、Ｆｅ

(2)通过实验及分析，确定该粉末为C、CuO的混合物。为了进一步探究C、CuO的性质，他们又利用这种混合物补充做了下面两个实验。
【实验一】将此粉末敞口在空气中灼烧完全，待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后，静置。烧杯中   (填“有”或“无”)不溶物，溶液呈     色。
【实验二】将此粉末隔绝空气加热(若碳完全反应)，待冷却到室温后，取剩余固体于烧杯中，再加入过量稀硫酸，反应完全后，静置。请回答：①烧杯中       (填“有”或“无”)不溶物；②若静置后溶液呈无色，则该溶液中溶质是       (写化学式)；③若静置后溶液呈蓝色，该实验过程中所发生反应的化学方程式        、          。

某兴趣小组同学为了验证铁和铜的金属活动性强弱，进行了如下的实验研究，请你回答有关问题：
[实验探究]
（1）甲同学设计的实验方案：取用砂纸打磨过的铁丝插入到盛有硫酸铜溶液的试管中，过一会儿取出铁丝，观察到铁丝表面_____________，得出结论铁比铜活动性强。
（2）乙同学设计的方案：（实验中所用铜片，铁片大小形状相同，且表面洁净光亮）

实验步骤	实验现象	实验结论
	铜片的表面无气泡产生 铁片的表面有气泡产生	铁比铜的活动性强

[讨论交流]
（1）铁片与稀硫酸反应一段时间后溶液中可能含有的溶质是______________。
（2）实验前乙同学在配置10%的稀盐酸时，用到的仪器有烧杯、量筒、胶头滴管，还缺少的一种仪器是______________。在量取蒸馏水的体积时，若仰视读数，则会导致盐酸的溶质质量分数_________10%（填“>”“<”、“=”）
[反思评价]
你认为乙同学的方案__________（填“合理”或“不合理”），理由是：______________
[拓展应用]
农药波尔多液的主要成分是硫酸铜，不能用铁制容器盛放波尔多液的原因是：
____________________________________（用化学方程式表示）

有一包固体样品，可能是碳酸钠、硫酸铜、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究其成分，李老师取用一定量样品，加水溶解，过滤得到白色沉淀甲和无色滤液乙。
【探究活动一】自主小组探究白色沉淀甲的成分。

实验操作	实验现象	结论
取白色沉淀甲，滴加足量的稀盐酸	沉淀消失	白色沉淀甲中一定含有

【探究活动二】合作小组探究固体样品中是否含有氢氧化钠，设计了如下实验：

实验步骤	实验操作	实验现象	结论
1	取无色滤液乙，加入碳酸钠溶液	无明显现象	无色滤液乙中一定不含氯化钡
2	取适量无色滤液乙，加入过量的     溶液，过滤	生成白色沉淀	无色溶液中一定含有碳酸钠
3	取实验步骤2中的滤液，滴加     溶液		原固体样品中一定存在氢氧化钠

【反思】实验步骤2中加入过量试剂的目的是     。
【结论】通过两个小组的共同探究，得出了原固体样品中含有的成分。

有一包固体粉末，其中含有碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、生石灰、氯化钠中的四种物质。某兴趣小组为确定其组成设计并进行如下实验。
【实验一】甲组同学进行如下探究。请完成表中空白。

实验操作	实验现象	实验结论及分析
I．取少量该固体粉末于烧杯中，加入足量的水溶解、过滤	粉末部分溶解，得到白色滤渣和无色滤液	滤渣中一定含有
Ⅱ．向滤液中粉末部分溶解，得到白色滤渣试液	溶液变红	滤液中可能含有   物质(填“酸性”、“碱性”或“中性”)
Ⅲ．向Ⅱ中所得溶液滴加足量稀盐酸		原固体粉末中一定含有Na2CO3

【实验二】乙组同学进行如下探究。

实验测得固体B中含15 g氯元素。
试综合甲、乙两组同学的实验进行分析，填空。(C-12  O-16  Na-23  Cl-35.5)
⑴乙组实验中一定发生的化学反应是：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑   
                                                      
⑵该固体粉末的组成可能是                                    。.

（某白色固体可能含有氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中的一种或几种，现将该固体溶于水配成溶液后，甲同学进行了验证实验，过程如下：

（1）由甲同学的实验过程可知，该白色固体中含有　_________　．（填名称，下同）写出无色气体与澄清石灰水反应的化学方程式　_________　．
（2）乙同学经过研究改换了上述实验中的①③两种试剂，除实验现象与甲同学的完全相同外，还将白色固体的成分确定了，则乙同学是把试剂①换成了　_________　；把试剂③换成了　_________　，该白色固体的组成　_________　．

在学习盐的性质时，某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液M（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液。该组同学对该实验进行了下列研究。

（1）溶液M的可能组成：
猜想①：是　          　，
猜想②：是CaCl₂（查资料知CaCl₂水溶液呈中性）。
为了确定其组成，同学们设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量M溶液于试管中，向其中滴加酚酞		猜想①正确

（2）若猜想①正确，则上述过滤后得到的澄清滤液中可能含有的溶质：
猜想一：NaOH和Na₂CO₃；
猜想二：                    ；
猜想三：NaOH。设计实验方案确定滤液中溶质的组成。

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量滤液于A、B两支试管中，A中加入CaCl2溶液，B中加入　 　溶液		“猜想一”成立
	“猜想二”成立
	“猜想三”成立

实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密闭的NaOH固体，对其成分提出以下假设，并完成了实验探究。
假设1：只含NaOH； 假设2：含NaOH和Na₂CO₃； 假设3：只含Na₂CO₃
（1）取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，观察到                           ，说明假设1不成立，假设2或假设3成立。
（2）进一步探究的过程如下：

①“操作1”的名称是       ，其中要用到玻璃棒，其作用是                 。
②加入足量CaCl₂溶液的作用是                           。
③加酚酞检验“溶液B”的现象是                           。

（6分)
做完酸、碱、盐相关性质实验后，某实验小组不小心把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液混合在一起，看到有大量气泡生成。他们对反应后溶液中溶质的成分很好奇，请你与他们一起进行探究。
【提出问题】反应后溶液中溶质的成为是什么？
【猜想假设】猜想① Na₂SO₄、Na₂CO₃             猜想② Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaOH
猜想③ Na₂SO₄、H₂SO₄、Na₂CO₃ 猜想④ Na₂SO₄、 H₂SO₄
猜想⑤ Na₂SO₄
上述猜想中，你认为不合理的是猜想   （填序号）。
【实验探究】（1）甲同学取少量该溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞，发现溶液颜色无变化，据此，他认为猜想⑤是正确的。你认为他的结论是   （填“合理”或“不合理”）的，理由是   。
（2）乙同学向盛有一根生锈的铁钉的试管中加入适量该溶液，过一会儿取出铁钉，用水洗净，观察到铁锈消失，铁钉变得光亮，溶液变黄。该反应的化学方程式是   。
【实验结论】根据上述实验探究，你认为猜想   （填序号）是正确的。
【拓展应用】工厂与实验室的酸性废水必须处理至中性再排放，这样做的意义是  （答一点即可）。

有一种神奇的蜡烛，点燃后任你怎么吹也吹不灭，而且看上去和普通的蜡烛一模一样，
到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧？请你一起参与探究。

【查阅资料】普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成的，而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末。打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金，它的着火点只
有150℃。当蜡烛燃烧时，金属并不燃烧；但当蜡烛吹灭后，未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧，从而使蜡烛复燃。
【探究与反思】这种蜡烛燃烧时，蜡烛芯里的金属为什么不燃烧？        ，这种蜡烛也可以熄灭，你采用的方法是                   。
【实验探究】吹不灭的蜡烛芯内的金属可能是镁、铝、铁或铜中的一种，为确定该金属的成分，请你继续探究并完成下列有关问题：（注：不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响）

实验	操作步骤	现象	结论
1	切开蜡烛，取出打火石，用砂纸打磨	打火石是银白色
2			该金属一定不是铁
3	取少量打磨后的打火石于试管中，滴加硫酸铜溶液。	有红色物质析出	该金属一定是镁

【分析思考】
（1）请写出“实验3”中可能涉及到的化学方程式                         。
（2）有同学认为通过“实验3”中现象不能证明烛芯内的金属一定是镁，因为               。
（3）针对以上实验，请你设计一个合理的实验方案来进一步验证这种金属，

操作步骤	现象	结论

某兴趣小组发现一袋腌制松花蛋的泥料，配料表上的成分是氧化钙、纯碱和食盐。他们要探究在腌制松花蛋过程中都有哪些物质对鸭蛋起作用。于是取少量泥料在水中溶解，充分搅拌后过滤，取滤液探究其成分。
【猜想与假设】他们都认为滤液中一定有NaCl和NaOH。生成氢氧化钠的化学方程式为                                 。 对其他成分他们分别做出了如下猜想：
小亮猜想：还可能有Na₂CO₃
小强猜想：还可能有Ca(OH)₂和Na₂CO₃
你认为谁的猜想是错误的              ，理由是                             。你还能做出的猜想是：还可能有              。
【活动与探究】小亮取一定量的滤液于试管中，向其中滴加了几滴稀盐酸，振荡，没有气泡，于是他得出结论：没有Na₂CO₃。
【反思】小强认为小亮的结论不严密，理由是                             。

优质珍珠粉和廉价“珍珠粉”价格相差很大，但外观、手感没有明显差异，某化学兴趣小组同学对二者成分的不同进行了探究。
【查阅资料】
①优质珍珠粉由珍珠加工而成，含有一定量的碳酸钙、氨基酸等；氨基酸大部分能溶解于水，遇到浓硝酸并加热会呈现黄色或黑色。
②廉价“珍珠粉”由贝壳加工而成，加工过程中会用到氢氧化钠；贝壳的主要成分是碳酸钙。
③优质珍珠粉和廉价“珍珠粉”中，除碳酸钙外，其他成分均不能与盐酸反应生成二氧化碳。
【提出猜想】优质珍珠粉和廉价“珍珠粉”的区别可能有：
①廉价“珍珠粉”中含有         。
②廉价“珍珠粉”中不含氨基酸。
③优质珍珠粉和廉价“珍珠粉”中碳酸钙的质量分数不同。
【实验Ⅰ】将少量优质珍珠粉和廉价“珍珠粉”分别放入两只烧杯中，加少量水溶解，静置一段时间后过滤，取两种滤液备用。

操作	现象	结论
取少量两种滤液分别于两支试管中，滴加少量	优质珍珠粉的滤液没有变色；廉价“珍珠粉”的滤液变红	猜想①成立
取少量两种滤液分别于两支试管中，加入一定量       ，加热至沸腾	优质珍珠粉的滤液有黄色出现，局部变黑；廉价“珍珠粉”的滤液没有明显现象	猜想②成立

【实验Ⅱ】将10.00g优质珍珠粉和廉价“珍珠粉”分别放入两只烧杯中，逐滴加入稀盐酸，边滴加边振荡，直至恰好完全反应。数据记录如下：

	优质珍珠粉	廉价“珍珠粉”
固体粉末的质量	10.00 g	10.00 g
加入稀盐酸的质量	46.00 g	50.13 g
反应后烧杯中物质的质量	52.00 g	55.77 g

数据处理：通过上表数据计算廉价“珍珠粉”中碳酸钙的质量分数。
（请写出计算过程，结果保留至0.1%）
得出结论：廉价“珍珠粉”中碳酸钙的质量分数     优质珍珠粉（选填“高于”、“低于”或“等于”）。
【反思与评价】已知实验Ⅱ中所用稀盐酸的质量分数为14.6% 。小明提出：用加入稀盐酸的质量乘以其质量分数，求出参加反应的氯化氢的质量，进而利用化学方程式也能求出廉价“珍珠粉”中碳酸钙的质量。你认为小明的思路是否可行？         （选填“可行”或“不可行”）。你的理由是                                     。

实验室有一瓶保管不当的试剂（如图），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样。已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂。小强和小华同学很感兴趣，决定对其成分进行探究：

【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢？
【交流讨论】根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是   。
A．酸       B．碱     C．盐
【查阅资料】
Ⅰ．初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃。
Ⅱ． Na₂CO₃和NaHCO₃溶液都呈碱性。
Ⅲ．测定室温（20℃）时，四种物质的溶解度的数据如下:

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	36	109	215	9．6

【得出结论】小华根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断，
这瓶试剂不可能是     。
【作出猜想】①可能是    溶液；②可能是Na₂CO₃溶液；③可能是NaCl。
【设计并实验】
（1）小强用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上，测得pH>7，这瓶试剂不可能是。
（2）小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na₂CO₃溶液，他又进行了如下实验：

操作步骤	实验现象	结论及化学方程式
取样于试管中， 滴加氢氧化钙溶液		猜想②正确 相关的化学方程式

【实验反思】
小华同学用上述溶液对实验室制取CO₂气体的废液进行后续探究，他向100克的废液中逐滴加入上述Na₂CO₃溶液。实验过程中加入Na₂CO₃溶液质量与产生沉淀或气体的质量关系如图1所示；加入Na₂CO₃溶液的质量与溶液的PH变化关系如图2所示

（3）小华同学所取废液中的溶质含            
（4）图1中b→c段反应过程中溶液的PH变化情况可用图2中   段表示
（5）图1中b和x的值分别为  克和 克