初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

某学校科学兴趣小组在研究“带火星木条复燃与氧气体积分数的关系”的课题中，采取了以下实验步骤：①取5只250mL集气瓶，向5只集气瓶中分别装入25mL、50mL、75mL、100mL、125mL的水，并用毛玻璃片盖住，依次编号为1、2、3、4、5。②用分解过氧化氢（H₂O₂）的方法制取氧气，用制取的氧气通过排水法将上述1－5号瓶中的水排去。③将带火星的木条依次插入1－5号瓶中，把观察到的现象和计算数据，填入下表。

集气瓶标号	1	2	3	4	5
集气瓶中收集氧气的体积	25mL	50mL	75mL	100mL	125mL
带火星木条的状况	微亮	亮	很亮	复燃	复燃

试回答下列问题：
⑴从观察到的现象知，使带火星的木条复燃所需氧气的最小体积分数介于（ ）号瓶至（ ）号瓶之间：
⑵实验室中采用分解过氧化氢的方法制取氧气，其反应的文字表达式为               
                                  ，反应类型属于       
⑶根据以上实验事实，下列说法中正确的是     
A.只有在纯氧中才能使带火星的木条复燃
B.集气瓶中氧气的体积分数≥52.6%时，带火星的木条就能复燃
C.只要有氧气存在就可使带火星的木条复燃
⑷当4号瓶收集氧气为100 mL时，那么瓶中实际氧气所占的体积分数为      %
上述实验表明：物质燃烧的程度与氧气的浓度有关，氧气浓度越大，燃烧越剧烈。（如你能再设计一个实验来说明此问题可奖励2分）。

科学探究是奇妙的过程，请你一起参与实验探究，并填写下列空白：
(1)[提出问题]小松同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)清洗伤口时，不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上，发现有大量气泡产生。小松联想到自己曾经用二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂，他想，水泥块能否也可作过氧化氢分解的催化剂呢?于是他到附近建筑工地取回一些小水泥块，并用蒸馏水浸泡、冲洗、干燥，并进行以下探究。
(2)[猜想]水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。
(3)[实验验证]

	实验步骤	实验现象	实验结论
实验一		木条不复燃	常温下过氧化氢溶液不分解
实验二	在装有过氧化氢溶液的试管中加入水泥块，然后将带火星的木条伸入试管中	木条复燃

(4)[结论]水泥块能加快过氧化氢的分解速率，故水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。
(5)[讨论与反思]小芳认为：仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂，她觉得需要增加一个探究实验：探究                                ；
[实验步骤]①准确称量水泥块的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤干燥，        ；④对比反应前后水泥块质量。
[分析]如果水泥块反应前后质量不变，则说明水泥块可以作过氧化氢分解的催化荆。
(6)但小华认为，要证明小松的猜想，小芳的补充实验还是不足够，还需要再补充一个探究实验：探究                                                              。

小组探究实验室一瓶未知溶液的成分(溶质为一种含钠化合物)。
如下药品可供选用：
石蕊溶液、无色酚酞溶液、稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液、石灰水、硫酸铜液、氯化铵溶液
【提出问题】这瓶未知溶液中溶质的成分是什么?
【查阅资料】查阅化学实验室药品手册，得知该实验室中含钠的化合物有： $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$、 $NaHC{O}_3$， $NaCl$、 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $NaN{O}_3$
【提出猜想】可能是 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$、 $NaHC{O}_3$、 $NaCl$、 $N{a}_{2}S{O}_4$、 $NaN{O}_3$中的一种
【实验方案】小华设计实验方案进行探究，请你和她一起填写实验报告：

实验步骤	实验现象	实验结论
(1)取少量未知溶液于一支 试管中，向其中加入足量的稀 盐酸	无气泡产生	未知溶液中溶质一定不是中的一种
(2)取少量未知溶液于另一 支试管中，向其中滴加无色酚 酞溶液	无色酚酞溶液	未知溶液中溶质一定是 $NaOH$

【提出质疑】通过上述实验(1)中的现象，小华认为 $NaOH$溶液与稀盐酸不发生化学反应。小明提出反对意见，并利用老师提供的药品设计实验证明自己的观点是正确的，请你完成小明的实验方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
		氢氧化钠与稀盐酸 发生了化学反应

【反思交流】小丽对实验台上 $N{H}_{4}C1$溶液产生了兴趣，她将一定量 $N{H}_{4}C1$溶液和 $NaOH$溶液在试管中混合，振荡，闻到了氨味。联想到氯化铵是一种农业上常用的肥，由此她得出这种化肥在使用时的注意事项是 。
【拓展应用】通过学习知道 $NaOH$除了能与指示剂、酸、盐类物质发生化学反应外，还能与某些非金属氧化物发生反应。 $Si{O}_2$也是-种非金属氧化物，能与 $NaOH$反应生成偏硅酸钠(化学式： $N{a}_{2}Si{O}_3$)和水，请写出该反应的化学方程式：。
通过查阅资料可知，玻璃成分中含有 $Si{O}_2$，偏硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可做粘合剂。由此可知，实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶应该使用 (填"橡胶塞"或"玻璃塞")。

如图是某种薯片的包装袋，里面被一种气体充得鼓鼓的。小明对这种气体产生了兴趣，请你和小明一起对该气体进行探究。

提出问题：该气体可能是什么呢？
查阅资料：食品和氧气接触容易被氧化而腐败；常填充某种气体以防腐。
作出假设：小明认为：可能是二氧化碳；你的认为：可能是_______________。
进行实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
小明用注射器抽取袋内的气体，然后注入 __________中		小明的假设正确

反思讨论：实验后，小明认为作为食品的防腐气体应具备某些要求，你认为应该具备哪些要求？（答出3点）
                                                                                                                                                                                                                                             
你认为：气体包装食品除防腐外，还可以_______________________________。

小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究并测定其成分的含量。
（一）成分的确定
三位同学都作出以下的猜想：①可能是NaOH；②可能是Na₂CO₃；③可能是NaOH与Na₂CO₃的混合物．做出②③猜想的依据是                    （化学方程式表示）。
为了验证①②③猜想，他们分别做了下面的实验。
（1）小刚取少量白色粉末于试管中，再滴加稀HCl，有气泡产生，由此可推出白色粉末中一定含有               ，肯定猜想              （填序号）是错误的。
（2）小军又取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变为红色．由此小军结合小刚的实验，认为猜想③是正确的．小红却认为小军的所得结论不确切，因为                                                  。
（3）为探究白色粉末是否含有NaOH，小红设计了如下实验方案：

①沉淀B的化学式为           ；在操作1中要用到玻璃棒，其作用是         。
②小刚认为小红的这个方案也有问题，理由是                             。
但只要稍加改进，就可以证明粉末中还含有NaOH，则小刚改进的方法是：                                                                      。 小刚对小红的实验作了正确的改进后进行了实验，实验现象和小红的一致，由此确定猜想③是正确的。

二、各成分含量的测定三位同学利用电子天平共同作了以下测定实验．实验数据记录如下：

称   量   项   目	称   量  时 间	质量（g）
试样		10.00
装置+稀硫酸质量		241.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后15秒	249.20
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后35秒	249.00
装置+稀硫酸质量+试样	反应开始后55秒	249.00

 
试通过分析表中数据计算出试样中碳酸钠的成份的质量分数。

小强在实验室里做实验时，拿出一瓶久置的氢氧化钙粉末，进行如下实验：
（1）取氢氧化钙粉末溶于足量水中，有_______________现象出现，小强判断该药品已变质。
（2）小强进一步做如下实验探究，请你参与并完成下表：

实验操作步骤	实验现象	实验结论
取样、加适量的水，搅拌，过滤。	①取少量滤渣于试管中，加入_____	有气泡产生	粉末变质
②取少量滤液于试管中，滴入______溶液。	________________	氢氧化钙粉末部分变质。

下图是实验室制取气体的一些装置，回答下列问题。(提示：以下所选装置均填装置序号) (8分)

(1)写出指定仪器的名称：①　　　　　　。
(2)实验室用过氧化氢代替加热高锰酸钾制取氧气，其优点是节能、简便、环保等，请写出高锰酸钾制氧气的化学方程式                   。
(3)实验室利用大理石和稀盐酸用D装置制取二氧化碳，但是浪费了很多药品，老师发现后，要求节约药品，随时控制反应的发生和停止，则制取二氧化碳气体的发生装置是   　；某同学用碳酸钠和稀盐酸制取二氧化碳，请问他能否选择A或C装置     （填：能或不能），如果要除去氧气和二氧化碳中混有的水蒸气，实验装置中一定要有上述      装置。
(4)用氯酸钾制氧气的实验中，如果发现试管破裂，原因可能是                   ，用排水法收集O₂完毕后，停止实验时的操作顺序是                     ，如果做氧气性质实验：铁在氧气中燃烧，那么用排水法收集O₂时应在集气瓶中          。

小明在家中探究食用白醋的性质，选用了家庭生活中的下列常见物品：200ml的软透明塑料瓶、食品干燥剂、白醋、鸡蛋壳、紫罗兰花、锈铁钉、蒸馏水、纯碱、玻璃小杯。
【问  题】白醋是否具有酸类的性质？
【查阅资料】
（1）白醋为无色透明液体，其主要成分是醋酸，化学式可表示为HAc， Ac代表醋酸根；
（2）食品干燥剂的主要成分是氧化钙；
（3）紫罗兰花遇酸变为红色；
（4）醋酸盐中除银盐和汞盐外都易溶解于水。
【探究与验证】（请你帮助填写表中空白）

实验序号	实验操作	实验现象	实验结论
一	将白醋滴在紫罗兰花上	紫罗兰花变红	白醋的pH    7
二	将锈铁钉放在小玻璃杯中，加入白醋	刚开始时             ，一段时间后，有气泡冒出	1．白醋能与铁锈反应 2．
三	向软塑料瓶中加入10ml白醋，将瓶捏扁，加入约5g鸡蛋壳，拧紧瓶盖	瓶中有气泡冒出，扁塑料瓶逐渐膨胀	白醋能与碳酸钙反应放出CO2
四	向白醋中加入纯碱	白醋中有	白醋能与碱反应

【反思与评价】
（1）小明将干燥剂袋口打开一段时间后，袋中的白色颗粒粘在了一起，请写出变化的化学方程式                                          。
（2）上面“实验结论”中，错误的是（填实验序号）         。
（3）上述实验三的现象还不足以得出表中所述的相应结论，为此还需要补充相应的实验，写出该实验发生反应的化学方程式                                       。

为了提高实验探究能力，振华中学的老师提供了一包白色粉末，它可能是碳酸钙、氢氧化钙两种物质中的一种或两种的混合物。
（1）为确定白色粉末的成分，实验时需要用到两种物质性质的不同是（试举一例）：    
                                                                       。
（2）同学们设计了以下3种实验方案：
方案Ⅰ：取样加入试管中，滴加稀盐酸，有气泡产生，则白色粉末是碳酸钙。
方案Ⅱ：取样加入试管中，滴加稀盐酸，无气泡产生，则白色粉末是氢氧化钙。
方案Ⅲ：取样加入试管中，加水振荡，下层有不溶物，上层溶液中滴入酚酞试液，溶液变红，则白色粉末是碳酸钙和氢氧化钙的混合物。
以上三种方案中，你认为不合理的是       （填方案序号）。分析其表述现象，不合理的理由是                                                                  。
（3）请设计一种方案，证明该粉末为两种物质的混合物，简要写出实验操作及现象：
                                                                            。

酒精灯灯焰分焰心、内焰和外焰三个部分。为探究灯焰温度，科研人员用特殊的测温装置进行实验，结果如下（探头位置是指测温探头离灯芯的垂直高度）。

火   焰	焰   心	内     焰	外   焰
探头位置（cm）	0.5	1.5	2.5	3.0	3.5	4.0	4.5
火焰温度（℃）	537	670	775	806	801	750	667
平均温度（℃）	603	794	708

（1）根据上表数据，灯焰三部分温度由低到高的顺序为________________。
（2）灯焰焰心温度较低，其原因是_________________________。
（3）实验中，若燃着的酒精灯中酒精不足，现要添加酒精，采取的操作是：先__________，再向酒精灯中添加酒精。

如图是某橙汁饮料标签上的部分内容．

(1) 除配料中涉及的营养物质外，人体必须的营养物质还有________________(写出一种即可)。
(2) 该饮料的pH____7 (填“>”、“<”或“二”)．
(3) 如何检验一种无色溶液具有酸性?请设计实验方案(简要写出实验的步骤、现象及结论)

实验步骤	现象与结论

已知在溶液中氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠。现实验室有一瓶失去标签但密封保存良好的白色粉末，可能是碳酸钠，也可能是氧化钙或氢氧化钙。为确定其组成，某同学设计了以下实验方案进行探究，请你按要求帮助完成探究活动。
(1)提出假设：假设①白色粉末是碳酸钠；假设②白色粉末是氧化钙；假设③白色粉
末是氢氧化钙。

设计的相关实验操作	实验中观察到的现象	假设是否成立
取一定量粉末加入稀盐酸	没有气体产生	假设①
取一定量粉末溶于水	溶液浑浊且温度升高	假设②
假设③

(2)设计实验，通过实验分析进行判断并填空：
根据假设②的现象写出对应的化学方程式________________________________;
(3)实验后思考：假定这包白色粉末是混有少量氧化钙的碳酸钠粉末，将混合物溶于水可观察到的现象是_____________________________________________________；若将反应后的混合物进行固液分离，分离的方法是________；再将分离后的溶液蒸干，得到的固体物质是________、__________(填化学式)。

假设是否成立

否

是

否

某同学进行试验探究时，欲配制10%的Ba(OH)₂溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)₂试剂。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在未溶物。为探究原因，该同学查得Ba(OH)₂在20℃时的溶解度2.1 g。
（1）烧杯中未溶物仅为BaCO₃，理由是（用化学方程式表示）                。
（2）假设试剂由大量Ba(OH)₂和少量BaCO₃组成，设计试验方案，进行成分检验，在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、氯化铜溶液、烧杯、试管、带塞导气管、滴管

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。
步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。	有 ① 生成，说明有Ba^2+
步骤3：取适量步骤1中的沉淀于是试管中，滴加稀盐酸，用带塞导气管塞紧试管，把导气管插入装有澄清石灰水的烧杯中。	试管中有 ②生成，烧杯中   ③   ，结合步骤2说明沉淀是BaCO3。
步骤4：取适量滤液于试管中，  ④    。	试管中有蓝色沉淀生成，说明有大量的OH^—，综合上面步骤可知试剂由大量Ba(OH)2和少量BaCO3组成，假设成立。

（3）在20℃室温下，    （填“能”或“不能”）配制10%的Ba(OH)₂溶液。
五、计算与分析题（共2小题，共10分）
目前已制得的纯金属只有90余种，但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。由于合金更容易适合不同的用途，因此被大量应用于日常生活、工农业及科学研究中。结合所学知识，完成27、28题。

某兴趣小组在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。

甲                乙                     丙
(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式                         。
(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是                         。
(3)丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
(4)实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒人同一个子净的废液缸中，最终   看到废液浑浊并呈红色，由此产生疑问。
【提出问题】废液中含有哪些物质?
【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和            。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有如下猜想。
小兰认为：只有碳酸钠
小刚认为：只有氢氧化钙
小亮认为：是氢氧化钠和碳酸钠
你认为还可能是                         。(写一种猜想)
【实验设计】小斌想用氯化钙溶液来验证小兰、小刚、小亮的猜想。查阅资料获悉氯化   钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小斌的实验设计补充完整。

实验内容	预计现象	预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量氯化钙溶液，静置。	①有白色沉淀，溶液呈红色。	的猜想正确。
②	的猜想正确。
③	的猜想正确。

【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑    
                                                    。

已知碳酸易分解，草酸与碳酸有相似的化学性质，在受热的条件下草酸也会分解，仅生成了三种氧化物。化学学习小组对此展开探究：
[提出问题]生成的三种氧化物是什么？
[查阅资料]无水硫酸铜是一种白色粉末物质，遇水变成淡蓝色硫酸铜晶体。化学方程式为：CuSO₄(白色粉末)+5H₂O=CuSO₄•5H₂O（蓝色晶体）
[提出猜想]生成的氧化物中有H₂O、CO₂和CO。
[实验探究]小亮将生成的气体，依次通过如图所示装置，验证猜想。

(1)   观察到A中现象为__________________      ____ ________ ，证明生成物中有水。
(2)   B中澄清石灰水变浑浊，证明生成物中有____    _____。
(3)     D中红色粉末是_______（写化学式），D装置中反应的化学方程式为： _____________ ______________，实验现象是____________                            ____________。
[交流讨论]
小红认为：小亮不需要E装置也能够推断出生成物中有一氧化碳。你是否支持小红的观点：（填“支持”或“不支持”） _______，请说出你的理由： _________         ________
_________________________________________。
小红还认为：从环保的角度来看，此装置有一个缺陷，请你指出该缺限_______________，处理的方法是____________________            ____________。