初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

有关 $NaOH$与 $C{O}_2$反应的探究
探究一：检验 $NaOH$固体样品露置空气中一段时间后的成分
【查阅资料】 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液是碱性； $KCl$溶液、 $BaC{l}_2$溶液显中性、 $BaC{O}_3$难溶于水。
（1）检验样品是否变质。检验样品成分中是否含碳酸根的实验方法（操作、现象及结论）：。
（2）检验样品是否完全变质。实验操作：取样品加水溶解，先加过量的（填编号，下同），再滴加。

A．	盐酸
B．	$KCl$溶液
C．	$BaC{l}_2$溶液
D．	$Ba{\left(OH\right)}_2$溶液

E．酚酞试液
探究二：用 $NaOH$溶液测定空气中酸性气体（ $C{O}_2$、 $S{O}_2$）的体积分数
【实验装置】如图8所示，向细玻璃管内注入少量水，形成一段水柱；经检查该装置气密性良好。已知细玻璃管单位长度的容积为0．1mL·cm^-1。水柱的质量忽略不计。

【操作步骤】保持外界条件不变，完成以下操作：
①将40mL浓 $NaOH$溶液迅速倒入烧瓶内，立即塞紧橡皮塞，并在细玻璃管上标记水柱底部的位置
②观察并测量得出水柱缓慢向下移动的距离为2．0cm；
③实验结束后，根据①中的标记，测得该标记以下细玻璃管及烧瓶的总容积为340mL。
（3）检查图8装置气密性的操作方法：。
（4）仅根据本次测量数据，该气体样品中酸性气体的体积分数为（精确到0．00001）。
（5）在上述操作步骤②中，若装置温度略有升高，实验结果（填"偏大"、"不变"或"偏小"）。

某兴趣小组发现了一包敞口放置的碱石灰样品，为探究其成分，同学们在实验室对这包碱石灰样品展开了探究。
【查阅资料】①碱石灰是由 $CaO$和 $NaOH$固体混合而成，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体。②熟石灰微溶于水，且溶于水放出的热量很少可以忽略不计。③ $BaC{l}_2$溶液显中性。
【提出猜想】根据资料，同学们分析碱石灰样品的主要成分可能含有 $CaO$、 $NaOH$、 $Ca{\left(OH\right)}_2$、 $CaC{O}_3$和。
【实验探究】小组讨论后设计如下实验进行探究：

实验步骤及操作	实验现象	结  论
①取部分该样品于试管中，加少量水	无明显放热现象	碱石灰样品中不含 $CaO$和
②继续加足量水，振荡，静置	产生白色沉淀	样品中一定含有 $CaC{O}_3$
③从步骤②的试管中取少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量 $BaC{l}_2$溶液	产生白色沉淀
④将步骤③所得物质过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液	溶液变红色

【思考与分析】
小杰同学经过分析认为步骤②的结论不准确，原因是（用化学方程式表示）。
【解释与结论】
通过以上探究与分析：可以得出该碱石灰样品一定含有的物质是；实验探究步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有。

竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某课外活动小组对竹炭进行初步探究。
【提 出 问题】竹炭中是否含有碳元素
【猜想与假设】竹炭中含有碳元素
【查 阅 资料】新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红。
【设 计 实验】所用装置如下图所示。（A装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳）

（1）实验开始后，C装置中产生白色沉淀，发生反应的化学方程式为，E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。
（2）小玥认为应在A、B装置间，再增加一个C装置，目的是。
（3）课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是，请你设计解决的方法。
（4）小亮认为可以用下图所示的装置，替换原装置中的E装置，你认为（填"可以"或"不可以"），原因是。

【结   论】竹炭中含有碳元素。
【拓展应用】竹炭细密多孔，竹炭牙膏中含有竹炭等成分具有消炎、止痛、化淤、去污等功效，下列有关竹炭牙膏的用途描述不正确的是。
A、可除衣领袖口等处的汗渍  
B、不能除去口中异味 
C、虫咬、灼伤可消炎止痛

现欲探究一固体混合物Ａ的成分，已知其中可能含有NH₄Cl、Cu（OH）₂、BaSO₄、CaO、NH₄ NO₃五种物质中的两种或多种。按下图所示进行实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应均恰好完全反应）

试根据实验过程和发生的现象判断：
（1）常温下，气体B的水溶液显_________（填“酸性”“中性”“碱性”之一）。
（2）滤渣D的化学式是_________________。
（3）固体混合物A中，一定存在的物质是（写化学式）___________________________。
（4）滤液C中，一定大量存在的金属离子是（写离子符号）________________________。
（5）写出过程③中可能发生的一个化学方程式：                              。
（6）固体混合物A中还不能确定存在的物质是（写化学式）                   ，得出此结论的理由是                                                     。

王老师在某工厂废水处理池中提取一瓶含有AgNO₃、Cu(NO₃）₂和Al(NO₃）₃的工业废水样品带回实验室。静置，取上层清液，加入锌粉，充分反应后过滤，得到滤液甲和滤渣乙。请你和你的化学小组完成以下探究（不考虑杂质干扰）。
【提出问题】滤渣乙是什么？
【做出猜想】小明认为滤渣乙是银，小东认为滤渣乙是银和铜，小华认为滤渣乙是银、铜和铝，你认为滤渣乙还可能是______________。
【交流讨论】大家经过讨论后，认为小华的猜想错误，理由是_______________________。
【实验探究】设计实验探究滤渣乙的成分，请填写下列空白：

实验步骤	现象	结论
实验1：取滤渣乙加入盐酸	无气体产生	滤渣乙可能是___________
实验2：取滤液甲加入_____	无蓝色沉淀	滤渣乙一定是___________

【反思交流】通过交流，大家认为在滤液甲中加入稀盐酸，当观察到______________，也能得出实验1的结论。

漂白粉的主要成分为次氯酸钙 [Ca(ClO)₂] 和氯化钙，既可用作漂白剂，又可用作消毒剂。漂白粉中有效成分是 [Ca(ClO)₂] ，漂白的原理是：Ca(ClO)₂在空气中发生反应
Ca(ClO)₂+ CO₂+ H₂O＝CaCO₃↓+ 2HClO；HClO是一种酸性比盐酸弱的酸，不稳定，易分解生成HCl和一种常见的单质气体。HClO具有漂白性，能使品红等有色物质褪色。
【漂白粉制取的研究】
有人提出可以利用海水（含NaCl）和石灰石为原料制取漂白粉，该方法流程如下：

（1）⑤中的反应是2Ca（OH）₂+2Cl₂═CaCl₂+Ca（ClO）₂+2X， X的化学式为______，其中Ca（ClO）₂中氯元素的化合价为______．
（2）实际工业生产中，反应⑤的反应物Ca(OH)₂最好用         ，（填“饱和石灰水”或“石灰乳”）并不断搅拌。
【定性研究】
有一包长时间放置的漂白粉，想知道该漂白粉是否变质，某同学设计了下列探究实验。
【提出问题】长时间放置的漂白粉是否变质？
【猜   想】
猜想1：该漂白粉未变质，固体成分为CaCl₂、Ca(ClO)₂；
猜想2：该漂白粉部分变质，固体成分为CaCl₂、Ca(ClO)₂ CaCO₃；
猜想3：该漂白粉全部变质，固体成分为CaCl₂、CaCO₃。
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
① ①取少量样品于试管中，                           。	有气体产生，气体使石灰水变浑浊。	猜想2成立
② 在上述反应后的试管中加少量            溶液。	。

【定量研究】
已知漂白粉有效成分能与浓盐酸发生如下反应Ca（ClO）₂+4HCl═CaCl₂+2Cl₂↑+2H₂O，某同学通过查阅资料，设计一个最简单的实验，测定漂白粉有效成分的质量分数。
【资料】Cl₂能溶于水，但在饱和食盐水中的溶解性非常小。实验条件下Cl₂的密度为3.17g/L.
【实验探究】
（3）甲同学准确称取0.5g漂白粉样品，检查装置气密性后装入下图A中，进行实验。实验结束后，量筒内收集到89.6mL食盐水。据此计算，此样品中有效成分的质量分数。（写出计算过程，计算过程中，保留3位小数，结果精确到0.1%）

（4）在读取量筒的刻度数时，应注意
①视线与凹液面最低点应齐平；
②装置内气体应恢复至室温；
③__                              ____．
（5）实验结束后，同学们发现，此装置存在着明显的不足：          （填序号）
A．没有考虑到盐酸占据的体积对测定结果的影响。
B．没有考虑到残留在导管中的液体和导管本身的体积对测定结果的影响。
C．没有考虑到氯气中可能混有的二氧化碳气体对测定结果的影响
D．没有考虑到氯气中可能混有的氯化氢气体对实验结果的影响。

某兴趣小组对一包可能含有氯化钠、碳酸钾的硫酸铵样品进行探究。
I．定性探究
【查阅资料】硫酸钡既不溶于水，也不溶于稀盐酸或稀硝酸；碳酸钡不溶于水，但能溶于稀盐酸或稀硝酸。
实验一：探究样品中是否含有碳酸钾
【设计与实验】取一些样品于一支洁净的试管中，加水使其溶解，加入过量氯化钡溶液，产生白色沉淀。过滤，得到滤液a和滤渣b。取滤渣b于另一支试管中，加入过量的稀盐酸，固体部分溶解。
【实验结论】样品中        （含、不含）有碳酸钾。
实验二：探究样品中是否含有氯化钠
【设计与实验】小明取实验一得到的滤液a少许于一支洁净的试管中，滴加硝酸银溶液，出现白色沉淀。
【实验结论】小明认为样品中含有氯化钠。小华认为小明得出了错误结论，她的理由是        。小华的实验设计和结论是        
Ⅱ．定量探究
取15.0g样品完全溶解于水，加入过量的稀盐酸和氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥，得硫酸钡固体23.3g。
求样品中硫酸铵的质量分数。

$Mg$与 $N{H}_{4}Cl$溶液反应，除生成一种盐外，还有气泡产生。为确定气体的成分，进行下列实验探究：
【假设与猜想】气体可能是 $N{H}_{4}Cl$， $N{H}_3$， $H_2$中的一种或几种。
【查阅资料】
①   $N{H}_3+HCl=N{H}_{4}Cl$  ②N $N{H}_3+H_{2}S{O}_4={\left(M{H}_4\right)}_{2}S{O}_4$ ③ $N{H}_3+CuO\stackrel{∆}{=}3Cu+N_2+3H_{2}O$

【实验探究】
（1）为确定是否含有 $HCl$，将气体通入酸化的溶液中，无沉淀产生，则该气体中无 $HCl$。
（2）为了探究其他气体是否存在，又设计了如下实验装置：

①A中观察到，证明有 $N{H}_3$；
②B中玻璃管内观察到证明有 $H_2$；
③浓硫酸的作用是。
【实验结论】 $Mg$与 $N{H}_{4}Cl$溶液反应生成盐， $N{H}_3$和 $H_2$。写出化学方程式。
【实验反思】综合以上信息和实验结论，有同学认为不需要单独检验 $HCl$，就能证明 $HCl$不存在。请评价这种说法是否合理（填"是"或"否"），理由是。

常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是        。
（2）探究生成的气体是什么？
反应中有肥皂泡飘到空中时，用燃着的木条靠近肥皂泡，有听到爆鸣声。说明生成的气体是      。
（3）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe₃O₄；猜想二：剩余固体是_____________。
【实验探究】根据猜想与假设，设计实验方案加以检验。

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】                                               。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe₂O₃，理由是                    。

氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂．某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气．探究小组的同学把一定量的CaH₂加入Na₂CO₃溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液．经检验滤渣的成分是碳酸钙．
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
（1）【猜想与假设】
猜想一：NaOH
猜想二：
猜想三：NaOH、Na₂CO₃
猜想四：NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂
经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因                    。
（2）【实验验证】

实验	现象	结论
实验一：取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想 ① 不成立
实验二：另取滤液，向其中加入 ②	先无变化后产生气泡	猜想三成立

（3）【反思与拓展】①若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反应，产生的气体是氢气和         ．②登山运动员常用CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是       ．

甲、乙两同学在学完酸的化学性质后，做了如下实验：

【观察与讨论1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是悬浊液由浑浊变澄清 。再滴加无色酚酞溶液，无明显现象（已知CaCl₂溶液呈中性）。
【观察与讨论2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生，于是对碳酸钠能否与盐酸反应表示怀疑。甲同学通过查阅资料得知：
在碳酸钠溶液中逐滴加入少量稀盐酸，先发生反应Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，继续滴加稀盐酸，才能观察到有气泡产生，再发生反应的化学方程式为     。
【观察与讨论3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中，乙同学在观察到气泡产生后，也将实验废液缓慢倒入该废液杯中，没有观察到明显现象。据此可以确定，甲同学的试管中废液含有的溶质一定有酚酞、
          （写化学式），
为了处理实验后产生的废液，甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。
【提出问题】最终废液中除酚酞外还含有什么溶质？
【猜想与假设】猜想1：废液中含有CaCl₂、NaCl两种溶质。
猜想2：废液中含有                （写化学式）三种溶质。
猜想3：废液中含有NaHCO₃、CaCl₂、 NaCl三种溶质。
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验：

方案	方法步骤	实验现象	实验结论
甲同学	取少量废液于试管中，向其中滴加盐酸，	无气泡产生	猜想3不正确
乙同学实验	取少量废液于试管中，向其中加入		猜想2正确

【表达与交流】甲、乙同学经过实验确认了混合废液中溶质的成分。以下甲乙同学关于废液成分的观点，你赞成的有            。
A．可以加入适量的石灰石或熟石灰对混合废液进行处理后排放
B．取混合废液，滴加少量碳酸钠溶液，则一定能观察到白色沉淀
C．取混合废液，滴加少量硝酸银溶液，则一定能观察到白色沉淀
D．可以用碳酸钠溶液对废液成分中氯化钙的含量进行定量测定

(6分)小鹏与小明做完酸、碱、盐相关性质实验后，很感兴趣地把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液倒入一个烧杯中，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分是什么?
【猜想假设】猜想①Na₂S0₄、Na₂C0₃   
猜想②Na₂S0₄
猜想③Na₂S0₄、H₂S0₄、Na₂C0₃   
猜想④Na₂S0₄、H₂S0₄
上述猜想中，你认为不合理的是猜想______(填序号)。
【实验探究】
（1）小鹏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②是正确的。请你对他的结论进行评价______。
（2）小明向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入适量该溶液，振荡，溶液变蓝。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)。

(8分)在化学实验探究课上，化学老师交给化学兴趣小组一包可能含有Na₂SO₄、NaNO₂(亚硝酸钠)、NaCl(至少含有两种物质)的白色粉末，请你和同学们一起参与探究该白色粉末的主要成分。
（1）提出问题：该白色粉末的主要成分是什么？
（2）查阅资料:

（3）提出猜想：猜想Ⅰ：只含有NaCl、Na₂SO₄
猜想Ⅱ：只含有NaCl、NaNO₂
猜想Ⅲ：只含有                       
猜想Ⅳ：含有NaCl、Na₂SO₄、NaNO₂
（4）进行探究

步骤	实验操作	实验现象	结论
一	取少量固体样品于两支试管中，加蒸馏水溶解，向试管1滴入无色酚酞溶液，向试管2滴入过量的氯化钡溶液。	试管1：溶液变红色 试管2：无明显现象	一定有         ， 一定没有        。
二	另取适量固体样品于试管中，加蒸馏水溶解，滴加硝酸 银溶液	有白色沉淀产生	一定有         。

（5）通过实验，猜想    成立。
（6）写出步骤二中发生的化学方程式                                    。
（7）拓展：粗盐中常含有可溶性和不溶性杂质，粗盐提纯的基本操作步骤是溶解、          、蒸发。

（某研究性学习小组在实验中发现：不仅碱溶液可以使酚酞溶液变红，Na₂CO₃溶液也能使酚酞溶液变红。碱溶液可以使酚酞溶液变红，是因为碱在水溶液中解离出了OH^-，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子可以使酚酞溶液变红呢？他们设计了下图3个实验，请你和他们一起探究。

（1）实验Ⅰ可以证明                                       。
（2）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是              。小组内有同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为他们的理由是                                  。
（3）实验Ⅲ滴入K₂CO₃溶液，振荡，酚酞溶液变红，向变红后的溶液中再逐渐滴入过量的CaCl₂溶液，红色逐渐消失，同时还观察到          现象。由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：CO₃^2-可以使酚酞溶液变红。
（4）小组同学在与老师交流上述结论时，老师说：“其实Na₂CO₃溶液能使酚酞溶液变红也是由于溶液中存在OH^-。”你认为Na₂CO₃溶液存在OH^-的原因是                                            。

实验室中有一瓶标签受损的无色溶液，如图所示。

这瓶无色溶液中的溶质是什么呢? 化学兴趣小组的同学进行了探究。
实验员老师告诉大家，该溶液中的溶质只能是氧化钠、氯化钠、氢氧化钠、硫酸钠、碳酸钠中的一种。
（1）大家讨论后一致认为不可能是氧化钠，理由是          。
（2）为确定该溶液中溶质的成分，同学们继续进行实验探究，最终确定这瓶溶液中的溶质是氯化钠。请只用2种试剂完成实验并书写实验报告：

实验操作	预期现象和结论
①
②