初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

化学小组同学在加热二氧化锰样品时，发现有气泡产生（如图一所示），于是他们对这个异常现象进行了探究。

（1）对气体成分的探究：加热二氧化锰样品，用燃着的木条靠近试管口，木条熄灭。将气体通入澄清的石灰水，发现石灰水变浑浊，产生的气体是         
（2）对气体来源的探究：
【假设1】甲同学认为：该气体来自于试管中的空气，请你设计实验证明该假设不成立

实验步骤及现象	结论
	假设不成立。

 
【假设2】乙同学认为：二氧化锰样品中可能混有炭粉，炭粉发生反应生成了该气体。他设计了如图二所示的实验进行研究，其中B装置的作用是检验A中反应是否完全，B中的试剂是          ，实验中观察到D处澄清石灰水变浑浊。他又用氮气代替空气（氮气不参与该实验中的任何反应），重复上述实验，发现D处澄清的石灰水也变浑浊。
【结论】通过乙同学的实验证明，二氧化锰中混有炭粉，炭粉与          反应产生了这种气体。 

某化学兴趣小组的同学用纯锌粒与稀盐酸反应制氢气时，发现产生气泡的速度较慢。就采用补加浓度更大的盐酸来提高反应速度，但不小心误加了CuSO₄溶液，结果产生气泡的速度也大大加快，于是他们对此问题进行实验探究。
[提出问题]：此反应速度明显加快的原因是什么?
[猜想]：①加入的CuS0₄溶液中的SO₄^2-使反应速度加快
②加入的CuSO₄溶液中的H₂O使反应速度加快
③加入的CuSO₄溶液中的Cu²⁺ 使反应速度加快
④加入CuSO₄溶液后，锌置换出的少量铜使反应速度加快
你认为最不可能的猜想是__________ (填序号，下同)。
[实验验证]：用a、b、c、d四支干净试管取等质量且过量的纯锌粒后，再分别向试管中加入同体积同溶质质量分数的稀盐酸。
请你帮助他们继续完成下表：

实验操作	实验现象	实验结论
1．向试管a中加入少量NaCl晶体	产生气泡速度不变	_____离子对反应速度无影响
2．向试管b中加入少量__________晶体	产生气泡速度不变	猜想①不成立
1．向试管c中加入少量Cu粉	产生气泡速度明显加快	猜想_____成立
1．向试管d中加入少量Cu粉，立即再加入CuSO4粉末。	产生气泡速度，与第3步试管c的速度几乎相同	猜想_____成立

 
[结论]：在锌和稀盐酸反应时，当加入可溶性铜盐或铜粉，可加快化学反应速度。

化学小组在做实验时，不小心将固体食盐中混入了氢氧化钠，但不知是否又混入了氢氧化钙和碳酸钙中的一种或两种，请按要求回答问题：
（1）确定成分：

实验操作	实验现象	实验结论
		没有混入碳酸钙
		混入了氢氧化钙

（2）除去杂质：
①将余下的固体药品放入大烧杯中并向其中加入足量的蒸馏水，使其完全溶解，再向烧杯中加入过量的             ，目的是           ，最后进行过滤。
②向实验①所得的滤液中加入过量的               。
③将实验②所得的溶液采用         的方法，便可以得到纯净的食盐固体。

为了检验含二氧化碳的废气中混有一氧化碳，用下图所示装置进行实验。其中，A和E中的液体是氢氧化钠溶液；B和D中的液体是澄清的石灰水，试回答：

（1）当观察到               时，说明混合气体中一定混有一氧化碳。
（2）装置C中发生反应的化学方程式是                            。                
（3）装置B的作用是           ；装置E的作用是            ，该装置中发生反应的化学方程式是                    。

某课外小组的同学收集了含水蒸气、一氧化碳和二氧化碳的废气，为确认这种废气中存在CO，他们在实验室按下图所示装置进行实验〔气体通过装置A速度很慢，假设在此处发生的反应完全；碱石灰（CaO和NaOH的混合物）过量〕。

（1）A中碱石灰的作用是___________________________。
（2）B中发生反应的化学方程式是______________________________________。
（3）该实验能证明混合气体中存在CO的现象是                        。
（4）若反应前称得硬质玻璃管内的氧化铁质量为10克，反应一段时间后冷却再次称量发现硬质玻璃管内的固体质量变为7.6克，则反应了的氧化铁的质量分数为____________。

有一包白色的固体粉末，可能是NaHCO₃、NaOH中的一种或二种，化学小组对其组成进行如图所示的实验：

资料：1.酒精灯加热温度约500～600 ℃；
2. NaOH 318.4℃熔化不分解，1390 ℃沸腾不分解；
3. Na₂CO₃+CaCl₂→CaCO₃↓+ 2NaCl
4. Na₂CO₃溶液呈碱性；CaCl₂溶液呈中性
（1）完成实验报告的内容：

实验操作	实验现象	实验结论
①取一定量的白色粉末加热，将产生的气体通入小烧杯中，至无气体产生时，停止加热 （小烧杯内盛有澄清的石灰水）	试管内壁有无色液滴，石灰水变浑浊，试管内剩余白色固体物质	粉末中一定含有                 反应的化学方程式是
②取实验①所剩余白色固体少量于试管中，向试管中加入稀盐酸		实验①所剩余白色固体中一定含有           ； 反应的化学方程式是

（2）为确定白色粉末中是否含有NaOH的方案是：取实验①所剩余白色固体少量，                                                                。

老师用下图所示装置为同学们做了一个兴趣实验。已知装置B、C、D中依次盛有紫色石蕊试液、足量的澄清石灰水和稀盐酸。
小资料：HCl气体极易溶于水。

（1）打开A中的玻璃塞和活塞，B中实验现象是                       。B中的现象不能说明二氧化碳与水反应的原因是                        。C中的化学反应的方程式是                                。
（2）一段时间后，关闭A中的活塞和玻璃塞，打开弹簧夹K₂及E中的玻璃塞和活塞，待足量的过氧化氢溶液流入锥形瓶后，立即关闭E中的活塞，并用弹簧夹K₂夹紧橡皮管。C中可能出现的现象是                           ，解释C中呈现的现象的原因是         
                                                               。

化学小组同学用下图所示装置（夹持仪器已略去）做兴趣实验。分液漏斗及C装置中所盛放的溶液相同，B、C装置中盛放的溶液足量，气球中装有少量的白色固体粉末。

（1）打开分液漏斗的活塞和玻璃塞，使A装置与大气相通，将气球中的少量粉末全部倒入C中，可以观察到C装置中有无色气泡逸出，白色固体消失，气球微微鼓起，B中溶液变浑浊。产生上述现象的原因是           （用化学方程式表示）。
（2）待上述反应结束后，从分液漏斗注入足量的溶液，关闭活塞和玻璃塞。B装置中的现象及产生此现象的原因是                 。请将下表中的试剂补充完整。

	A	C /分液漏斗	气球中粉末
试剂	Mg

根据实验内容回答问题。

A                           B                         C
（1）图A铁丝在氧气中剧烈燃烧，           ，放出大量的热，有黑色固体生成。该反应的化学方程式为          。
（2）图B装置用于制取氧气，反应的化学方程式为     ，除图中所示的方法外，在实验室中氧气还可用    （用化学反应方程式表示）方法制取。
（3）用稀盐酸和大理石在C装置中反应制CO₂，反应的化学方程式为           ；并验证CO₂有关性质，观察到烧杯中导管口有气泡冒出，但无其他明显现象。若证明CO₂与NaOH溶液发生了化学反应，以下方案合理的是______（填序号）。
① 取少量烧杯中液体滴加无色酚酞
② 取少量烧杯中液体滴加足量稀盐酸
③ 取少量烧杯中液体滴加足量石灰水

“过氧化钠（Na₂O₂）”是一种淡黄色固体，能与水或二氧化碳反应放出氧气。实验室有一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末，已知发生了部分变质，同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量。

【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分，它们的质量是多少？
【查阅资料】
①2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑  2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂
②碳酸钠溶液显碱性，氯化钙溶液显中性。
③Na₂CO₃+ CaCl₂═CaCO₃↓+2 NaCl
【猜想与假设】
（1）粉末成分是Na₂O₂和NaOH的混合物
（2）粉末成分是________________________的混合物
（3）粉末成分是Na₂O₂、NaOH 和Na₂CO₃的混合物
……
【设计实施方案】

实验步骤	实验现象
①取3.00g变质粉末于一支大试管内，加入适量的水，共收集到0.32g气体,然后用带火星木条检验生成的气体。	固体完全溶解，______________________
②继续向上述试管中加入足量的石灰水，充分反应。	__________________________________
③将②中物质过滤，得到滤渣,将其洗涤、干燥并称量，得固体1.00g。

【解释与结论】同学们经过认真分析，得出了以下结论。
粉末中含有的成分及质量

	Na2O2	NaOH	Na2CO3
成分（填“有”或“没有”）
质量（g）

【反思与评价】
（1）实验室在保存过氧化钠时应注意_______________。
（2）有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液，至沉淀不再生成时过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液，若液体变红，则证明原粉末中有NaOH。你认为该方案是否合理并说明理由____________________________。

化学是一门以实验为基础的自然科学。依据实验目的设计切实可行的的实验方案是科学探究中的重要环节。

甲                    乙                       丙
（1）用甲装置测定水的组成。a试管中气体能燃烧，该气体是___，正极与负极产生气体的质量比为_____。甲装置中发生反应的化学方程式为__________________。
（2）小红同学用乙装置进行探究实验，观察现象得出结论。
①蜡烛中含有氢元素，她依据的现象是         ______________________ 。
②一段时间后，小红观察到蜡烛熄灭，由此得出可燃物燃烧必须具备的条件是     。
（3）用丙装置测定空气中氧气的含量。下列有关该实验的说法中，正确的是        （填
字母序号）。

A．实验时红磷一定要足量	B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹	D．最终进入瓶中水的体积约为消耗氧气的体积

化学课上第一小组的同学做了碳酸钠溶液和A溶液反应的实验，有沉淀产生，同学们对浑浊液过滤，得到澄清滤液。第二小组甲、乙、丙三位同学对该实验进行了一系列的探究。
探究一  A溶液中的溶质是什么？
【相关资料】Ⅰ.CaCl₂ + Na₂CO₃       CaCO₃↓+ 2NaCl     Ⅱ.CaCl₂溶液呈中性
（1）【提出假设】第二小组同学认为A溶液的溶质有两种可能：
①是_   __，②是 CaCl₂ 。
（2）【设计实验】第二小组同学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A溶液于试管中，向其中滴加      溶液	__	假设①正确。 碳酸钠与其反应的化学方程式为__                 。

 第一小组同学肯定了他们的实验结论。
探究二 过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出假设】

（3）甲的合理猜想            ；丙的合理猜想                 。
（4）【实验验证】乙同学针对自己的猜想进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气体产生	猜想不成立

你认为乙同学的实验结论是否正确？            ，其理由是               。
（5）【继续探究】请你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

化学兴趣小组用下图所示装置进行以下实验。

（1）收集一瓶二氧化碳：打开止水夹         和          ，关闭           ，从分液漏斗向装置A中加入足量的稀盐酸，写出A中发生反应的化学方程式______________;当看到D中有大量浑浊产生时，CO₂已集满，写出D中发生反应的化学方程式________________。
（2）证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应：关闭止水夹K₁和K₃，打开止水夹K₂，从分液漏斗向装置C中加入适量滴有酚酞的氢氧化钠溶液，直至实验结束，请写出此过程中C中发生反应的化学方程式_____________________。C中观察到的现象中，能证明CO₂与NaOH确实发生了化学反应的是________________。

某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应，从不同角度设计了如下实验方案，并进行实验。
方案一：先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸，并不断振荡溶液，同时测定混合溶液的pH，如果测得的pH逐渐变小且小于7，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
(1)用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作是：                                  
                                                                 。
(2)简述强调“测得的pH小于7”的理由：                                 。
方案二：先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液显红色，然后再滴加盐酸，可观察到红色逐渐消失，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时，发现了一个意外现象：氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液，溶液变成了红色，过了一会儿红色就消失了。该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想：①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应，使红色消失；
②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应，使红色消失。
(1)为验证猜想①，该组同学做了如下实验：将配制的氢氧化钠溶液加热，并在液面上方滴一些植物油，然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液。实验中“加热”和“滴入植物油”目的是                         。实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关。
(2)为验证猜想②，该组同学做了如下实验：取了一定量的Na₂CO₃溶液，在其中滴入酚酞溶液，发现溶液也呈现红色，由此可得出以下两点结论：
结论1：说明Na₂CO₃溶液呈          性；
结论2：说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关。
(3)该小组同学通过查阅资料得知：当氢氧化钠溶液浓度很大时，就会出现上述意外现象。请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大：①实验方法                                                    
                                     ，②观察到的现象                       。
方案三：化学反应中通常伴随有能量的变化，可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化，则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10 mL混合，用温度计测定室温下混合前后温度的变化，并记录了每次混合前后温度的升高值△t（如下表）。

编号	盐酸	NaOH溶液	△t/℃
1	3.65﹪	2.00﹪	3.5
2	3.65﹪	4.00﹪	x
3	7.30﹪	8.00﹪	14

(1)表中x =       。
(2)某同学在没使用温度计的情况下，通过右图所示装置完成了实验。则该同学根据                                          
判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。

⑶关于实验中的细节和意外情况：
①实验中，稀盐酸必须用胶头滴管逐滴滴加，这样做的目的是                        。
②实验过程中，要用玻璃棒不断搅拌，这样做的目的是                             。
③在实验过程中意外发现有气泡出现，你认为原因是                        。
④发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。他们依据所学的化学知识，对这种白色粉末的成分作了如下猜想：① 可能是NaOH；你认为：② 可能是__________； ③ 可能是_________________________。
⑷为了进一步研究实验中出现的问题，取了13.3g氢氧化钠固体样品加适量的水配成溶液，
向其中加入200g10%的稀盐酸，使其充分反应，生成二氧化碳2.2g。求：
⑴样品中氢氧化钠的质量；
⑵和氢氧化钠反应的盐酸的质量；
⑶在右图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量，横坐标表示盐酸的质量的关系图。
（已知Na₂CO₃ +2HCl ="==" 2NaCl + H₂O+CO₂↑）

小军家的下水管道堵了。爸爸买回一种“管道通”，使用后堵塞的管道畅通无阻了。小军对此很好奇，于是想探究“管道通”中的物质成分。

【提出问题】“管道通”中的物质是什么？
【查阅资料】主要内容如下。
（1）下水管里的淤积物主要为油污、食物残渣、毛发等。
（2）氢氧化钠是强碱，能去除油污，腐蚀毛发一类的东西。常用于疏通管道。
（3）铝粉为银灰色固体。铝与酸、碱溶液都能反应放出氢气，反应时放出大量热。
①铝与盐酸反应的化学方程式是                             。
②铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是2Al+2NaOH +        ==2NaAlO₂ +3H₂↑
【猜想与验证】小军打开一盒“管道通”，内有一袋白色固体颗粒和一袋银灰色粉末。
（1）猜想：白色固体颗粒为氢氧化钠。

实验操作	实验现象
①将几粒白色固体颗粒放在表面皿上，放置一会儿。	。
②将几粒白色固体颗粒放入盛有少量水的试管中，并用手触摸试管外壁。	。
③向步骤②得到的溶液中放入一段羊毛线，加热一段时间。	羊毛线逐渐消失。

结论：白色固体颗粒为氢氧化钠。
（2）猜想：银灰色粉末为铝粉。

实验操作	实验现象
①按照下图安装两套仪器。
②两套仪器中分别依次加入银灰色粉末和稀盐酸；银灰色粉末和         。	都产生大量无色气体，试管外壁温度明显升高。
③待导管口有气泡均匀持续冒出时，收集1试管气体，验纯。（两套仪器操作相同）	验纯时的操作和现象：（两套仪器相同）                                        。
④在导管口点燃气体。（两套仪器操作相同）	都产生淡蓝色火焰。

结论：银灰色粉末为铝粉。
【应用】使用管道通时，先将其中银灰色粉状固体添加于被堵塞的管道中，然后再加入白色固体颗粒，倒入一杯水，堵上管道口。一会儿，管道内发生化学反应。根据题目信息，推测管道内的反应现象是              。
【反思】①老师告诉小军，氢氧化钾和氢氧化钠的性质非常相似。要确认猜想（1）是否正确，还需要学习如何检验钠元素的存在。
②根据本实验分析，使用“管道通”时，应注意的事项有（填一条即可）             。