初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

小丽来到实验室，看到实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，于是对其是否变质产生了兴趣。她和同学们准备对这瓶固体进行探究。
【查阅资料】a．碳酸钠溶液显碱性，氯化钙溶液呈中性。
b．碳酸钠溶液与氯化钙溶液可以发生反应：Na₂CO₃ + CaCl₂＝CaCO₃↓+2NaCl。
【作出猜想】猜想1．固体没有变质
猜想2．固体部分变质
猜想3．           
【设计方案】

	实验操作	实验现象	实验结论
方案一	取少量固体放入试管中，滴加几滴稀盐酸	无明显现象	猜想1正确
方案二	取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量澄清石灰水	产生白色沉淀	猜想2正确
取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液	溶液变为红色

同学们经过讨论，认为两个方案都不合理。方案一不合理的原因是        ；
方案二不合理的原因是        。同学们重新设计了方案并进行了实验。
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放入试管中加水溶解，滴加足量	产生白色沉淀	猜想2正确
取上层清液放入另一只试管中，滴加酚酞溶液

若猜想3正确，该实验的现象应该是         。
【继续探究】同学们继续探究该氢氧化钠固体样品中碳酸钠的质量分数。利用以下装置进行了实验。

你认为她们需要测的数据是         （填字母序号）。
a．固体样品的质量            b．碱石灰实验前后的质量 
c．浓硫酸实验前后的质量       d．氢氧化钠溶液实验前后的质量  
e．所用稀硫酸的质量
【实验反思】根据所得数据进行计算发现结果比实际偏小，原因可能是         。

生活中离不开水。若水的硬度过大，会影响人体健康，因此需要进行软化处理。
（1）小文利用阳离子交换树脂对某硬水水样进行软化，其原理示意如右图所示。树脂的作用是除去硬水中的    。

（2）生活中通过煮沸能够降低水的硬度。小文取此水样煮沸后，发现有水垢生成。为探究水垢的成分，他进行了以下实验：
【实验过程】

实验序号	实验操作	实验现象
Ⅰ		水垢变白、变疏松， 澄清石灰水变浑浊
Ⅱ		固体部分溶解， 放出热量， 滤液的pH约为12
Ⅲ		实验现象是    。

【实验分析及结论】
①由实验Ⅰ可知，水垢分解的产物中一定有     。
②实验Ⅲ小试管内发生反应的化学方程式为     。
③根据实验探究，推测此水垢的成分中可能含有     。
（3）小文另取该水样，加入澄清石灰水，溶液变浑浊，其反应为：
A + Ca(OH)₂ ="=" 2CaCO₃↓ + 2H₂O，则A的化学式为    。

下面是某兴趣小组同学做的3个小实验。根据实验内容回答下列问题。

序号	实验装置	实验操作	实验现象、解释或结论
（1）		①关闭活塞K,给木炭加热。 ②熄灭酒精灯,待木炭冷却后,打开活塞K,通入氧气。 ③点燃酒精灯,给木炭加热。	①木炭不燃烧。 ②木炭不燃烧。 ③木炭燃烧。 由此说明可燃物燃烧的条件是   。
（2）		打开分液漏斗的玻璃塞和活塞K，将稀硫酸注入小试管中。	观察到的现象是    ，由此说明二氧化碳的性质是        。
（3）		打开分液漏斗的玻璃塞和活塞K，将水注入人字形管中。	观察到的现象是   ，出现此现象的原因是        。

 

右图是“△△牌发酵粉”的部分信息，课外化学兴趣小组的同学对其进行了如下探究（请你完成相应填空）：

【查阅资料】
(1)酒石酸是一种易溶解于水的固体有机酸
(2)发酵粉能够使面团松软、发泡是因为发酵粉产生了CO₂所致；
(3)Na₂CO₃受热不分解。
【提出问题】
NaHCO₃在发酵粉加水或加热时如何产生CO₂？
【猜   想】
甲：……
乙：酒石酸与NaHCO₃在溶液中反应产生CO₂
丙：NaHCO₃加热产生CO₂
【实验探究】
(1)小明同学取少量NaHCO₃粉末于试管中，加入适量水，无气体产生，从而否定了猜想甲，则猜想甲是          ；小明又将酒石酸溶液和NaHCO₃溶液混合，产生了CO₂，从而验证了猜想乙，说明了NaHCO₃具有的性质之一是
             。
(2)小英同学为探究猜想丙设计了右图所示的实验装置：

小英另取适量NaHCO₃粉末加入a试管中，加热，观察到a试管口有无色液滴生成，b试管中澄清石灰水变浑浊。b试管中反应的化学方程式为                      。持续加热直至两支试管均不再发生变化时，发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末，向该粉末中滴加稀盐酸，有气泡冒出，则该粉末是          。
【解释与结论】
NaHCO₃在发酵粉中产生CO₂的条件是          ；
NaHCO₃受热发生变化的化学方程式为          。

(8分)化学实验是学习化学的基础，请根据下列装置图回答问题。
 
A                 B          C
(1) A实验：把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中，下层蜡烛先灭，说明二氧化碳具有           、            和          的性质，因此二氧化碳在实际生活中可用于灭火。
(2) B实验：有关反应的化学方程式为         ；烧杯中热水的作用是使白磷与空气隔绝和        ；通过该实验可得出燃烧需要三个条件：①可燃物②可燃物与         接触③温度达到         的结论。
(3) C实验：试管③实验的目的是探究铁钉在        的情况下是否生锈；试管①中的铁钉与水面接触的一圈最容易生锈，其原因是___________。

某兴趣小组做了如下实验。
【实验一】提纯NaCl

请根据实验回答下列问题：
（1）操作①、②、③依次为下图中的（填序号）      。

（2）若得到NaCl的产率比实际值偏低，则可能的原因是（填序号）      。
A．过滤时滤纸有破损
B．蒸发时有固体溅出
C．蒸发时，看到晶体析出，立即停止加热
D．溶解11 g含有泥沙的NaCl时，加入的水量不足
（3）用上述实验所得的氯化钠配制5%的氯化钠溶液50 g，不需要的仪器为（填序号）       。
A．量筒  B．天平   C．烧杯   D．漏斗  E．蒸发皿   F．玻璃棒  G．酒精灯
【实验二】溶解和结晶KNO₃
请根据实验和溶解度曲线回答下列问题（水的密度以1 g/mL计）：

实验操作	实验结果
取20 mL水，加入5 g KNO3，搅拌，恢复至20℃	全部溶解，得溶液①
再加X g KNO3，搅拌	恰好饱和，得溶液②
再加5 g KNO3，搅拌	得溶液 ③
加热	全部溶解，得溶液④
冷却至20℃	晶体析出，母液⑤

（4）③中溶液的质量为       ；一定属于不饱和溶液的是（填数字序号）      ；溶质的质量分数一定相等的是（填序号）         。
（5）析出晶体的质量为（填序号）         。
A．5 g             B．X+5 g           C．X+10 g

根据不同种金属与同种酸能否反应以及反应的剧烈程度，可判断金属的活动性。也可根据同种金属与不同种酸反应的快慢，来判断不同种酸的酸性强弱。
为比较盐酸和醋酸的酸性强弱，设计了如下实验方案。装置如右图所示（夹持和固定装置已略去）。

在两试管中分别加入过量镁条，同时将相同浓度的稀盐酸和稀醋酸注入相应试管中，观察产生氢气的速率和体积。
试回答下列问题：
（1）盐酸与镁反应的化学方程式为                   ，反应的基本类型为         。
（2）实验中收集到氢气的体积与时间的关系如图所示。分析图中曲线变化规律，可得出盐酸酸性比醋酸（填“强”或“弱”）       。

（3）实验中稀盐酸与镁条反应时，量筒中收集到氢气的体积比理论值高，可能的原因是       。
①反应放热                   ②试管中有氢气残留
③实验装置气密性不好         ④酸液进入试管，占据了一定的体积

小红同学为了探究二氧化碳与水反应的生成物，做了如下实验：向盛有石蕊试液的试管中通入二氧化碳，观察到紫色石蕊试液变成红色，为了探究是什么物质使紫色石蕊试液变红了，小红同学作了大胆猜想，并用石蕊试液染成紫色的干燥小花设计了下列四个实验方案来验证自己的猜想（如下图）

（1）请和小红仪器来完成下表：

猜想	实验方案	实验现象	结论
可能是CO2使石蕊变红	C	小花不变色
	B	小花不变色	猜想错误
可能是CO2和水发生反应的生成物使石蕊变红			猜想正确

（2）小红同学做了一个对比实验来确定CO₂于水反应生成具有酸性的物质，此对比实验方案是       （填上图中的实验方案序号），生成该酸的化学方程式为                                            。

 (4分)载人航天工程有许多问题需要解决，舱内气体净化就是其中之一。某化学兴趣小组准备探究二氧化碳转化成氧气的方法。

【查阅资料】
超氧化钾固体（化学式KＯ₂）可作氧气源，用于呼吸面罩，供水下、矿井、高山、高空作业时使用。利用它能与二氧化碳反应放出氧气的原理，可作为密闭系统（如潜艇、宇宙太空舱等）的氧气再生剂。
【提出问题】
超氧化钾与二氧化碳反应除了生成氧气以外，还生成什么？
【猜想与假设】（1）根据化学反应前后元素种类不变，超氧化钾与二氧化碳反应的产物是氧气和化合物X，X中一定含　  元素。
【实验验证】
(2)兴趣小组同学设法排尽A中的原有空气后依次连接装置A、B、C进行实验（仪器b为U型管，超氧化钾）。装置A的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　；
按装置A,B,C依次连接，在C装置的后面连接一个量筒，收集氧气所排出的水，可以粗略测量氧气体积，但小敏经过多次实验发现，利用该装置测得生成氧气体积偏大的最主要原因是                                。
（3）小米同学在B装置和C装置之间连接一个与装置C相同洗气瓶，瓶中放半瓶澄清石灰水，反应刚开始瓶中出现很多气泡但石灰水几乎没有浑浊，但是过了一段时间后，石灰水出现较大量的浑浊，这现象说明什么                                 。

在一次探究活动中，小强用塑料吸管向新制的澄清石灰水中不断吹气，在吹气的过程中发现石灰水先出现浑浊后又变澄清，他感到很意外．小强又将纯净的CO₂持续通入新制的澄清石灰水中，一段时间后，观察到的现象与上次相同。
（1）小强做第二次实验的目的是                                                 ．
（2）小强从老师那里得知：CO₂能与CaCO₃和H₂O继续反应生成Ca（HCO₃）₂．由此小强推测出Ca（HCO₃）₂的一条物理性质是                                      ．
（3）小强还想了解Ca（HCO₃）₂的化学性质．查阅资料后得知碳酸氢钙[Ca（HCO₃）₂]受热易分解，生成难溶性的化合物、气体等物质．他与同学们一起对碳酸氢钙受热分解后产物的成分进行了探究．
【提出猜想】
猜想1．生成的难溶性化合物可能是碳酸钙．经实验探究结论正确．
猜想2．放出的气体可能是O₂、H₂、CO、CO₂中的一种或几种．
【实验探究】
小强同学设计如下实验，探究气体的成分．

操作1．加热A装置，一段时间后，B装置中的澄清石灰水变浑浊．
操作2．在a处用燃着的木条检验，无明显变化．
【实验结论】
结论1．碳酸氢钙分解产生的气体一定有          ．
结论2．碳酸氢钙受热分解的化学方程式为Ca(HCO₃)₂CaCO₃＋CO₂↑
【表达交流】
交流1．从安全的角度考虑，操作2实验中存在的不足是                             ．
交流2．小组内某同学对上述结论提出异议：

该同学的观点	你是否赞同该观点并阐述理由
该实验没有对氧气进行验证
“结论2”不正确

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。
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ．将x g KClO₃与1.0 g MnO₂均匀混合加热
Ⅱ．将3.0 g KClO₃与1.0 g CuO均匀混合加热在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢。
Ⅰ中x的值应为________；Ⅱ中反应的化学方程式是________。
（2）乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：

	双氧水的质量	双氧水的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生O2的体积
Ⅰ	50.0 g	1%	0.1 g	9 mL
Ⅱ	50.0 g	2%	0.1 g	16 mL
Ⅲ	50.0 g	4%	0.1 g	31 mL

本实验中，测量O₂的体积可选用下图中的______（填字母序号）。
A　　　　　　 　B　　　　　　　 　C　　　　　　　　D
实验结论：在相同条件下，___________。丙用右图装置进行实验，通过比较__________也能达到实验目的。

某同学设计了如图所示的实验探究酒精中所含元素的种类。

点燃酒精灯，在火焰上方罩一个冷而且干燥的漏斗，将导气管插入盛有澄清石灰水的烧杯内，观察到漏斗内壁有          出现；澄清石灰水         。综合上述实验。说明酒精中一定含有       和         两种元素。

在小组活动中，王老师演示了一个实验：将烘干的碳酸镁与锌粉按照一定比例研细混匀，按照图1进行实验。然后指导同学们对碳酸镁与锌粉发生的反应进行了实验探究。
【查阅资料】部分含有镁、锌元素物质的相关性质。                 
①氧化镁、氧化锌：均为白色固体，均与盐酸反应，生成无色盐溶液。
②碳酸镁、碳酸锌：均为白色固体，均与盐酸反应，生成无色盐溶液和二氧化碳气体。
【实验探究】
（1）实验一：碳酸镁与锌粉反应的气体产物是什么？

序号	实验操作	实验现象
①	收集两瓶气体，盖好玻璃片。向其中一瓶迅速倒入少量澄清石灰水，盖好振荡。	无明显现象。
②	将另一瓶气体点燃，待火焰熄灭后，迅速倒入少量澄清石灰水，盖好振荡。	气体安静燃烧，火焰呈蓝色，澄清石灰水变浑浊。

结论：碳酸镁与锌粉反应的气体产物是        。②中气体燃烧的化学方程式为         。
  
图1                                      图2
（2）实验二：碳酸镁与锌粉反应的固体产物是什么？
王老师将剩余固体分成2份，由甲、乙两组同学进行探究。
甲组同学将剩余固体直接按照图2进行实验，观察到A中有大量气泡生成，B中的澄清石灰水变浑浊，将产生的气体在C处验纯后点燃，观察到淡蓝色火焰。C处点燃的气体是        （填化学式）。甲组同学获得结论：该反应的固体产物是碳酸锌和镁。
乙组同学将剩余固体先进行了处理，然后也按照图2进行了实验，观察到A中固体溶解，生成无色溶液，B中没有明显变化。他们对剩余固体的处理操作是        。乙组同学利用质量守恒定律和实验现象，分析碳酸镁与锌粉发生反应后的固体产物是氧化锌和氧化镁，其理由是       。
（3）实验反思：老师看到两组同学的实验报告后，确定乙组的结论是正确的，碳酸镁与锌粉反应的化学方程式为         。同学们对甲组的实验过程再次进行了分析，由B、C处产生的现象，可以说明甲组放入试管A中的固体成分含有      。

甲、乙两个实验小组利用下图装置（夹持装置已略去），做了一个兴趣实验，证明了二氧化碳与氢氧化钠的反应产物中有碳酸钠生成。

他们的实验步骤如下：
①在玻璃管中加入石灰石和稀盐酸，在气球中收集二氧化碳气体；
②使玻璃管中的液体流入烧杯。并用清水冲洗玻璃管；
③向玻璃管中加入氢氧化钠溶液，使它与气球中的二氧化碳反应；
④使玻璃管中的液体流入烧杯。
请回答下列问题：
（1）写出步骤①中反应的化学方程式         。
（2）在步骤①的操作中，先在玻璃管中加入石灰石，关闭K2，打开K1和K3，从分液漏斗中加入稀盐酸，然后的操作是____________。
（3）在步骤④中，甲乙两组观察到了不同的现象。甲组发现烧杯中液体变浑浊；乙组发现烧杯中产生了大量气泡。两组产生不同现象的原因是        。
（4）实验过程中，同时打开K1、K2才可以使玻璃管中的液体流出。若关闭K1、K3，只打开K2，一段时间后液体不再流下。其原因是__________。

初中化学课上，同学们利用下列实验探究碱的化学性质：

（1）A实验中反应的化学方程式为________________________________________。
（2）C实验中观察到的现象是____________________________________________。
（3）实验结束后，同学们将废液倒入同一只废液缸中，最后发现废液浑浊并显红色。
【提出问题】 废液中含有什么物质？
【假设猜想】 通过分析上述实验，同学们猜想：废液中除酚酞、碳酸钙及水以外一定含有___________。
老师问：废液中还可能有什么物质？引发了同学们热烈讨论，下面是大家的发言：

学生甲	可能有Ca(OH)2、NaOH	学生丙	可能有Ca(OH)2、CaCl2
学生乙	可能有NaOH、Na2CO3	学生丁	可能有Na2CO3
学生戊	可能有NaOH	……	…………

 
【实验验证】 同学们对可能含有的物质进行确定，取一定量的废液过滤，向滤液中逐滴加入氯化钡溶液，得到白色沉淀，红色褪去。
【结论】上述滤液中，还含有________，没有______________________。