初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

小立在家洗衣服时，发现一瓶刚过期的漂白液，对漂白液的漂白原理和该漂白液是否还有漂白作用产生了疑问。于是将其带到学校，在老师的指导下，与小组同学一起展开探究。  
【查阅资料】
①制取漂白液的原理：Cl₂+2NaOH==NaClO+NaCl+H₂O，起有效成分是NaClO；
②漂白液的漂白原理：
NaClO在空气中很快发生反应：2NaClO+H₂O+CO₂==Na₂CO₃+2HClO
生成的HClO能使有色布条（含有机色素）褪色；
③HClO不稳定，易分解，分解后丧失漂白作用。
【提出问题】刚过期的漂白液是否失效？
【实验探究】该小组的实验报告如下：

实验操作	实验现象	实验结论
取适量该漂白液于烧杯中，               。		该漂白液已完全失效

小组同学对失效后漂白液的主要成分很感兴趣，纷纷提出猜想并作进一步探究。
【提出猜想】 
猜想1：含有NaCl      
猜想2：含有NaCl、Na₂CO₃
猜想3：含有NaCl、Na₂CO₃、NaOH
【设计方案】
小组同学经过讨论，认为向该漂白液中滴入几滴        ，如果观察到有气泡生成，就能验证猜想      不成立，其反应的化学方程式为：                           。
为验证另两个猜想，他们设计了如下方案：

实验步骤	预期实验现象	实验目的或预期结论
步骤①；取少量该漂白液于试管中，加入足量      ，静置，观察	产生白色沉淀	目的：            ，反应的化学方程式为：                                 。
步骤②：取上层清液于试中，                 ，观察		结论：该漂白液中含有      ，猜想     成立。

最后，他们综合小组同学的设计，经实验得出了结论。

在上化学探究课时，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】甲认为黑色颗粒是碳（C），白色物质可能是Na₂O或            
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，其理由是                 。
【得出结论】写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为                          。

学习了MnO₂对过氧化氢分解有催化作用的知识后。某同学想：CuO能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了以下探究。
[猜想]Ⅰ CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ CuO参与反应产生O₂，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ CuO是反应的催化剂，反应前后_______________________________________
[实验]用天平称量0.2gCuO，取5ml5%过氧化氢溶液于试管中，进行实验：

（1）填表：

步骤③现象	步骤⑥结果	步骤⑦现象	结论
____________; 带火星木条复燃	_____________	溶液中有气泡产生； _________________	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立

（2）步骤①的目的是____________________________
(3)步骤④需用到仪器有：铁架台（铁圈）、漏斗、烧杯、___________
(4) 步骤④得到的固体是CuO,说明CuO_______(“难”或“易”)溶于水。

某同学做了以下两个实验：

（1）实验1中澄清石灰水的现象是                            ，产生此现象的原因是
                                                                          
（2）实验2中澄清石灰水的现象是                            ，产生此现象的原因是
                                                                          

向一定量的氯化钡溶液中加一定量的硫酸钠溶液，充分反应后过滤。你认为滤液中溶质的组成最多有         种情况，这几种情况中一定都含有                       
请你设计一个实验，证明上述实验中氯化钡和硫酸钠恰好完全反应，并将有关内容填写在下）表中：

验证的实验方法	可能观察到的实验现象	结论

为了验证质量守恒定律。甲、乙、丙三位同学各做了一个实验。
（1）甲同学用实验测定的数据有：木炭和坩埚的总质量为mg；其燃烧后灰烬和坩埚的总质量为ng。m和n的关系为：m　　n（填“＜”或“＞”或“＝”）。
（2）乙同学用实验测定的数据有：光亮的铁钉的质量为xg；其生锈后的质量为yg。x和y的关系为：x　　y（填“＜”或“＞”或“＝”）。
（3）丙同学用实验测定的数据有：硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液和烧杯的总质量为ag；反应后的混合物和烧杯的总质量为bg；a与b的关系为：a　　b（填“＜”或“＞”或“＝”）。
（4）通过对三个实验的分析，你认为用有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时，应                                                ，才能判定参加化学反应的反应物总质量和生成物总质量是否相等。

小明在做某次实验时，发现一瓶瓶口敞开不知多久的氢氧化钠溶液(下称试液)。联想到药品保存注意事项，小明利用提供的试剂(CaCl₂溶液、盐酸、CaCO₃固体、酚酞)对试液是否变质展开了探究。  
他首先的猜想是：试液没有变质，溶液的溶质还是NaOH。
实验方案是：取少量试液加入试管，滴入酚酞，观察到试液变红。由此得出的结论是原试液没有变质，还是NaOH。
(1)小明反思上述实验方案，觉得不够完善，理由是_______________________。
(2)完善实验方案后，他从提供的试剂中选取一种试剂进行实验发现原试液确已变质。请你写出他这次实验的操作、现象______                       。
小明是个爱思考的学生，他又有一个新的疑问：试液中真的没有NaOH了吗?他又作了探究：
(3)猜想：试液中还有NaOH.
(4)实验验证：(要求写出操作、现象)_______________________________，试液中还有NaOH。

小强在做“盐酸中和氢氧化钙溶液”的实验时，滴加盐酸前忘了加入指示剂。于是他对所得溶液中的溶质进行了猜想。
【提出猜想】猜想一：只有氯化钙
猜想二：除氯化钙外，还有HCl
猜想三：除氯化钙外，还有_______________。
【实验验证】

实验操作	实验现象	结论
用试管取该溶液1-2mL，滴入1-2滴无色酚酞试液，振荡	无色酚酞试液不变色	猜想__________不成立

【分析与思考】
（1）得出上述结论的理由是_____________________________________
（2）为了进一步确定溶质的成分，小强认为可以进行以下实验：
取样，加入适量的碳酸钠溶液，若               ，则猜想二成立；若              ，则猜想一成立，该反应的化学方程式为                                       。

小云同学在整理厨房时不小心将一瓶醋打翻，醋洒在火炉旁的一堆草木灰上，发现有大量的气泡生成。激发了兴趣，于是他决定与学习小组的同学，对草木灰的成分进行探究。
[探究活动一]
根据所学酸碱盐知识，同学们猜想草木灰中含有能与酸反应产生气体的盐类物质，于是，设计并进行如右图所示的实验。观察到锥形瓶A中有大量的气泡冒出，试管B中澄清的石灰水变浑浊。根据上述实验现象推断：产生的气体中含有        ，试管B 中有关反应的化学方程式                         ，根据所学知识，可得出如下结论：草木灰中一定含有        （选填“硫酸盐”、“碳酸盐”或“硝酸盐”）。

[探究活动二]
资料摘要Ⅰ：
多种金属化合物在灼烧时，产生的火焰呈现各种特殊的颜色，例如下表：

化合物所含金属元素	钙元素	钾元素	铜元素
灼烧产生火焰颜色	砖红色	紫色（透过蓝色钴玻璃片）	绿色

资料摘要Ⅱ：碳酸钾与碳酸钠、碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似；碳酸氢钠性质不稳定，受热易分解。
（1）同学们认为还必须对草木灰中存在的盐类物质中所含的金属元素进行探究。同学们在老师的指导下，取草木灰样品在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃片观察到火焰呈紫色，由此得出草木灰含有钾元素的结论。
（2）综合上述探究结果，进一步猜测草木灰中含有的钾盐是：
a. KHCO₃    b．            c．             的混合物。
（3）小红认为上述猜测     是错误的。理由是草木灰经柴草燃烧而成，               。
（4）请你写出上述“探究活动一”中，锥形瓶A 内发生的一个反应的化学方程式：                                。
老师指出：草木灰成分复杂，其中所含其它成分的探究有待同学们后续进行。

(6.5分)小华在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，滴加盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。
【探究目的】探究所得溶液的酸碱性
【提出猜想】所得溶液可能呈碱性，也可能呈      性，还可能呈      性。
【实验验证】

实验操作	实验现象	结论
用试管取该溶液1-2mL，滴入1-2滴无色酚酞试液，振荡	无色酚酞试液变	溶液呈碱性
无色酚酞试液不变色	溶液呈

【分析与思考】
⑴若溶液呈碱性，则溶液中使其呈碱性的离子是      （填写微粒符号），为避免碱性溶液污染环境，小亮对所得溶液进行了如下处理：向溶液中逐滴加入          溶液，直到不再产生沉淀为止。然后过滤，把滤液倒入蒸发皿中加热，得到氯化钠晶体。该过程涉及的化学方程式为                                                 。
⑵若无色酚酞试液不变色，为了进一步确定溶液呈酸性、还是中性，在不选用酸碱指示剂的情况下，请你用化学方法提出两种不同的方案（不同方案可从不同的物质类别中选，如单质、氧化物、酸、碱、盐等）：
方案一：                                                                   。
方案二：                                                                   。

小丫在探究CO₂与NaOH溶液反应的实验中，先用铝制易拉罐收集满一罐CO₂气体，然后迅速向其中加入一定量的NaOH浓溶液，立即将易拉罐口封闭（不漏气），轻轻摇动易拉罐，发现易拉罐很快变瘪，但过一段时间后，易拉罐又重新鼓起来（反应过程中温度的变化忽略不计）。
【讨论】小丫认为易拉罐变瘪，说明CO₂与NaOH溶液发生反应；小敏此结论不合理，还需进一步验证，验证方法是                                        ；易拉罐为什么又后鼓起来？是不是反应又产生了气体，该气体的成分？
【提出猜想】a．可能是CO₂     b．可能是          。
【查阅资料】①Na₂CO₃具有较强的热稳定性，只有在高温条件下才会分解；
②铝不仅与酸反应，还能与碱溶液反应2Al+2NaOH+2H₂O==2NaAlO₂+3X↑
【实验验证】
①将易拉罐口打开，迅速用燃着的木条伸入罐口，发出“噗”的一声，产生淡蓝色火焰，片刻后熄灭。证明猜想    成立；
②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，无明显变化。片刻后再加入少量的氢氧化钠浓溶液，产生气泡。该步实验的目的是                               ；
【结论】CO₂与NaOH反应的化学方程式是                                  ；
【反思与应用】在生活中铝制容器不能用来盛装酸性物质，也不能盛装           物质。

已知2Al+Fe₂O₃===(高温) 2Fe+Al₂O₃在化学上被称为“铝热反应”，人们可利用该反应来焊接铁轨。从反应中可以看出Al比Fe活泼，镁和氧化铜也能发生类似的反应。该反应的化学方程式为        。某活动小组在实验室中进行镁和氧化铜的反应，充分反应之后，大家对于反应后的固体剩余物产生了疑问，请你帮助他们完成探究实验。
【提出问题】反应后的固体剩余物是什么？
【做出假设】甲组同学经过讨论一致认为：反应后的固体剩余物中一定含有     。对于可能含有的物质他们做出了如下假设：乙组同学认为可能含            ；丙组同学认为可能含          。
【实验探究】经过查阅资料、回忆已学过的知识，大家决定设计如下的实验对反应后的固体剩余物进行探究。

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量反应后的固体剩余物于试管中，向其中加入足量的        。	固体部分溶解，溶液为无色。	甲组同学的结论正确。
②另取少量固体于试管中，进行与实验①一样的操作。		乙组同学的假设成立。
③另取少量固体于试管中，进行与实验①一样的操作。		丙组同学的假设成立。

【反思与拓展】对于有多种物质参加的化学反应，要判断充分反应后得到的剩余物的成分，需要考虑到         。由此联想到：在盐酸和氢氧化钠溶液发生的中和反应后的剩余溶液中滴入无色酚酞试液，若酚酞试液不变红，则反应       恰好完全反应(填“一定”或“不一定”)。

X混合气体由H₂、CO、CH₄的成分组成，为检验气体的成分设计了如下的实验装置（注：夹持装置未画出；无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色，可用于检验水的存在）：

【查阅资料】
（1）CO和二氯化钯（PdCl₂）溶液反应产生黑色钯（Pd）：CO+PdCl₂+H₂O=CO₂+Pd↓+2X，该反应中X的化学式是              。
（2）在高温条件下，H₂可还原氧化铁，产生铁和水。在高温条件下，CH₄也可与Fe₂O₃反应：4Fe₂O₃+nCH₄  8Fe +nCO₂+2nH₂O，其中n的值为      （填数字）。
【提出假设】关于X混合气体的组成，同学们提出下列假设：
①H₂和CO    ②H₂和CH₄      ③CO和CH₄      ④H₂、CO和CH₄
【实验现象】A中出现黑色固体；C中固体逐渐变为黑色；D固体变为蓝色；E中溶液变浑浊。
【问题讨论】
（3）根据以上实验现象，甲同学和老师一致认为：可排除假设      （填假设序号）。
（4）根据以上实验现象，乙认为可排除“假设①”。你认为乙的结论是否正确？     。
（5）丙同学认为：要验证剩余的假设是否成立，需要在A、B之间增加装置H，但该装置未画完整，请在答题卡中将装置画完整。
（6）丁同学利用改进后的装置进行实验，测得实验中装置D质量增加m₁g，装置E和F质量增加的总和为m₂g，若m₁∶m₂=       （填写比值），则“假设③”成立。

围绕一瓶NaOH固体是否变质的问题，同学们展开了探究活动。查阅资料：NaOH变质生成Na₂CO₃。甲同学用酚酞溶液检验NaOH是否变质。你认为他能否成功     ，理由是                ；乙同学取少量固体于试管中，滴加某种试剂，有大量气泡产生，由此证明NaOH已经变质。你认为所加试剂为     。
丙同学欲弄明变质的固体中是否还存在NaOH，请你帮助他完成以下探究方案。

探 究 步 骤	预计现象	实 验结论
（1）取少量固体溶于水，向其中滴加足量的         溶液	产生白色沉淀	固体中含有碳酸钠
（2）向（1）所得溶液中滴加酚酞溶液	酚酞溶液变红	证明                。

同学们都知道 $CuS{O}_4$溶液呈蓝色，那么，你们知道是溶液中什么微粒使 $CuS{O}_4$溶液呈蓝色吗？
基于初中所学知识，下面主要采用不同的思维方式对该问题进行探讨．
（说明：以下溶液皆为稀溶液，在稀溶液中 $S{O_4}^{2-}$、 $C{l}^{-}$呈无色．）
思路一：采用归纳法，由具体事实推理概括出一般原理或结论．
下图一：请比较A、B、C、D、E五支试管中所盛试剂的颜色与所含微粒，进行分析．

对 A、B、C的分析是：，说明 $C{u}^{2+}$的存在使 $CuS{O}_4$、 $CuC{l}_2$溶液显蓝色．
对分析，可以说明，在水溶液中， $N{a}^{+}$是无色的．
对A、D的分析是：，说明A中是 $C{u}^{2+}$使 $CuS{O}_4$溶液显蓝色．对B、E分析同理．
对A、B、C、D、E 还可推理：水是无色液体，作为溶剂，溶解 $CuS{O}_4$、 $CuC{l}_2$等物质时，溶液的颜色主要受溶质的影响．
思路二：采用加入试剂发生化学反应的方法将溶液中的 $C{u}^{2+}$除去或保持溶液中 $C{u}^{2+}$的存在，观察溶液颜色是否变化的方法．
例1：如图二所示的方法是除去溶液中的 $C{u}^{2+}$．该反应的化学方程式为：．
例2：请选择一种试剂与 $CuS{O}_4$溶液反应，保持溶液中 $C{u}^{2+}$的存在．其化学方程式是：．
上述研究方法是用不同的思维方式，从不同的切入点研究同一个问题，但总体思路仍然是对比实验设计的一般思路．