初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

在化学兴趣小组活动中，小山把一标有“生石灰干燥剂”的小纸袋带到学校进行实验。干燥剂是否变质？小山设计并进行了如下实验，请你帮他完成实验报告。
（1）

实验步骤	实验现象	结论
①		干燥剂中含有CaO
②取少量用样品制得 的溶液于试管中， 滴入几滴酚酞试液		干燥剂中含有Ca(OH)2 干燥剂部分变质

（2）既然干燥剂中已含有Ca(OH)₂，小山又猜想还可能有另一种物质生产，原因是      
                 （用化学方程式表示）。请你设计实验证明小山的猜想（简要写出实验步骤、现象及结论）                                                           
                                                                             。
（3）小西认为步骤②不严密，理由是                                            。

小亮在实验室发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶，其标签破损，从残余部分只能看出溶质质量分数为10%，具体是什么物质无法辨认。老师告诉他，这瓶溶液可能是氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙或是碳酸钠中的一种。
（1）小亮查阅氢氧化钙常温下的溶解度为0.18g后，认为该溶液不可能是氢氧化钙，理由是                                           。
（2）小亮取少量样品于试管中，滴加            试液，试液变红色，该溶液不可能是 
        （填写化学式），理由是                                      。
（3）为了确定该溶液的成分，小亮同学继续进行下列实验，请一起参与，并填写下列实验报告。
[设计实验方案]方案甲：选择氯化钙溶液来确定该溶液的成份；
方案乙：选择稀盐酸来确定该溶液的成份。
[进行实验]你愿意选择方案      （选填“甲”或“乙”）进行实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量溶液于试管中，滴加            。		该溶液是碳酸钠溶液。 有关反应的化学方程式为：                                。

[实验反思]有同学认为还可以用一种常见的碱溶液来确定，那么它是           溶液。
②小亮经过反思，向同学们提出如下建议，你认为合理的是             （填序号）。
A.倾倒液体时应注意保护标签不被腐蚀        
B.要有严谨的科学实验的态度
C.无法辨认的药品，直接倒掉，无需保留

万州中学初三一班的学生为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验，请你与他们一起完成以下探究活动。

【对固体猜想】Ⅰ：全部是NaOH；Ⅱ：全部是Na₂CO₃；Ⅲ：        。
【查阅资料】经查阅资料可知，常见的盐溶液中，Na₂CO₃溶液显碱性，CaCl₂溶液显中性
【实验和推断】
(1)向无色溶液中加入A溶液，现象a为有气泡产生，则A溶液是             ，说明氢氧化钠已经变质。
(2)由(1)可知氢氧化钠已经变质，重新取适量的无色溶液，加入足量的A（CaCl₂溶液）除去Na₂CO₃，请写出这二者反应的化学方程式            ， 当实验现象             （提示：现象a和b），则猜想Ⅲ成立。

(6分)牙膏中的填充剂一般为碳酸钙、二氧气硅、氢氧化铝，其中“黑妹”牙膏用的填充剂是碳酸钙，请你设计实验验证其填充剂是碳酸钙，完成下列实验报告：

实验操作步骤	实验现象和结论

(5分)有一包粉末，可能由NaCl、MgCl₂、FeCl₃、Na₂CO₃、Na₂SO₄中的一种或几种组成。为了探究该粉末的组成，进行了如下实验：
（1）取样加水溶解，得到无色透明溶液。
（2）取（1）所得溶液少许，加入NaOH溶液，观察，没有明显现象。
（3）另取少量粉末，滴加稀盐酸，观察，也没有明显现象。
根据上述实验可得到的结论是：原粉末一定不含          ，可能含有的物质是       。

传统腌制松花蛋的主要配料是氧化钙、纯碱和食盐．某活动小组将这三种物质混合后加入适量水搅拌、过滤后，对滤液中溶质的成分进行探究：
【猜想与假设】
甲同学猜想：可能是 $NaCl$、 $Ca(OH{)}_2$、 $N{a}_{2}C{O}_3$
乙同学猜想：可能是 $NaCl$、 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$
丙同学猜想：可能是　
丁同学猜想：可能是 $NaCl$、 $NaOH$

【交流与评价】大家一致认为甲同学的猜想不成立，理由是．
【活动与探究】

实验步骤	实验现象及相关的化学方程式	实验结论
乙同学取一定量的滤液于试管中，向其中加入一定量的盐酸	有大量气泡产生，写出所有可能发生的化学反应方程式	乙同学的猜想成立
丙同学	实验现象	丙同学的猜想不成立
丁同学取一定量的滤液于试管中，向其中滴加少量盐酸	无气泡产生	乙同学的猜想不成立

【解释与结论】丁同学的结论是否正确（填"正确"或"不正确"）．丁同学和乙同学使用了相同的试剂，却没有看到气泡产生，你认为可能的原因是．

通过一年的学习，小明知道了氧气的实验室制法有多种途径．结合下列装置图，按要求回答问题．

（1）请你在 $C$处写出另一种实验室制取氧气的方法．
A．加热高锰酸钾      B．分解过氧化氢溶液         C．

（2）写出标号仪器的名称： $a$．若用加热高锰酸钾制取氧气，写出反应的化学方程式，应选用的气体发生装置（填写字母序号，下同）．
（3）小明了解到，向鱼池中撒入过氧化钙固体可增加鱼池中的含氧量．
【提出问题】实验室能否用过氧化钙固体与水反应制取氧气？
【查阅资料】 $2Ca{O}_2+2H_{2}O=2Ca(OH{)}_2+O_2$↑

实验装置的选择	实验主要过程及现象
气体发生装置应选 收集较纯净的氧气应选	检查装置的气密性，将水加入过氧化钙中，开始有较多细小气泡放出，随后放出气泡的速度减缓，只收集到极少量气体．该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到少量气体，振荡后又有少量细小气泡缓慢放出

【实验结论】．
【分析与反思】过氧化钙与水反应"开始有较多细小气泡放出，随后放出气泡的速度减缓"的原因可能是．

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．

某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体．针对这一现象，他们开展了如下探究活动．请仔细阅读并完成下列探究报告．
【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的．
【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据．
空气成分之一：，化学性质稳定，一般不与其它物质反应．
空气成分之二：氧气，与镁反应生成的氧化镁是色固体．
空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；再向沸水中滴入无色酚酞试液，呈现红色．则镁在沸水中反应的化学方程式为：．如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体．
空气成分之四：氮气、二氧化碳．猜想：可能是镁与 $N_2$或 $C{O}_2$反应生成黑色固体．
【实验一】镁带与氮气的反应
（一）获取氮气
（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气．这种方法属于（选填"物理"或"化学"）方法．但在实验室里空气不易被液化．
（2）以下是获取氮气的方法及装置，其中得到氮气较纯的是．（填字母）

（二）燃烧镁带，观察现象
将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛 $N_2$的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体．
（三）实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁．该反应的化学方程式是．
【实验二】将燃着的镁带伸入盛 $C{O}_2$的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体． $C{O}_2$与镁发生了置换反应，生成的黑色固体物质是．
【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中 $C{O}_2$反应产生的．

实验室有一瓶无色溶液，标签模糊，依稀可见 $S{O}_4$．为探究该溶液中是否有硫酸根，化学兴趣小组的同学设计以下甲、乙方案，并取样品实验、记录相关现象．

请根据上述信息，完成下列问题：
（1）方案甲得出的结论是：不能确定无色溶液中是否含有硫酸根．理由．
（2）方案乙得出的结论是：无色溶液中含有硫酸根．则加入足量稀 $HCl$的作用是；如果加入稀 $HCl$有气泡产生，则可能发生反应的化学方程式是　．（写1个）
（3）另取无色溶液少许，滴入紫色石蕊试液，溶液变红．若溶液中只含有一种阳离子，则方案乙中产生白色沉淀的化学方程式为．

氧化铜是一种黑色固体,可溶于稀硫酸。某同学想知道是稀硫酸中的哪种粒子(H₂O、H⁺、SO₄^2-)能使氧化铜溶解。请你和他一起通过图中I、II、III三个实验完成这次探究活动。

（1）你提出的假设是 　　　　　。
（2）通过实验I可以证明　　　　　　　　　。
（3）要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜，还需要进行实验II和III，在III中应该加入　　　　。
（4）探究的结果为      ，你认为除实验II和III所用的试剂外，还能够溶解氧化铜的另一种常见物质是         　　。

小明对铁的锈蚀进行如下探究。室温时，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图。观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶(净容积为146 mL)。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表．

序号	样品	量筒起始 读数／mL	量筒最终 读数／mL	所需时间 ／min
①	1 g铁粉、0.2 g碳和10滴水	100	70	约120
②	l g铁粉、0.2 g碳、10滴水和少量NaCl	100	70	约70
③

（1)实验①和②说明NaCl可以       (填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。
(2)实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是         (填“放热”或“吸热”)过程。
(3)实验结束后取出滤纸包，观察到有红棕色物质生成，该物质的化学式是  。
(4)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成。
(5)该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是     ％(保留3位有效数字)。

很多水龙头是铜质镀铬的，为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，同学们进行如下探究活动：
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO₄)溶液……
铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液……
【预 测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：
①Cr  Al  Cu       ②Al  Cr  Cu   ③Al  Cu  Cr
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。

	实验一	实验二	实验三
实验 方案
实验 现象	铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色。	_____________	铝片表面产生气泡较快。
结论	铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢。	铜不与稀硫酸反应	____________
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是______________

【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的是______。
(2)实验一所发生反应的化学方程式是_________。
(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是___ __。
(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是______。
【归 纳】比较金属活动性强弱的方法有
①______________ 
②_____________ 。

有三种失去标签的溶质质量分数分别为15％、l0％和5％的盐酸溶液。限定你选择下列仪器和药品，设计两种不局的实验方案，辨别出最浓的和最稀的盐酸溶液。
实验仪器：精密温度计、剪刀、镊子、量筒、秒表、烧杯、大试管、胶头滴管。
药 品：镁条
提 示：①镁条和盐酸反应速度很快，通过观察放出气泡速度很难准确判断盐酸浓度的大小，所以不建议用这种方法辨别之。②当你设计一种方案时，不必用到所有的仪器。③在描述每种实验方案时，要求说明：观察或测定何种变量、需要控制的条件、选用的仪器、实验步骤及结果与推论。
(1)实验知识和技能准备：
用量筒量取一定体积的液体时，正确的操作方法是_____________________
向试管中加入块状固体药品的方法是_________________________________
(2)把你设计的实验方案依次填写在下表中．
实验方案：

你观察或 测定的量	需要控制 的实验条件	选用的 仪器	实验步骤	结果与推论

(3)为了排除实验过程中偶然因素的干扰，保证实验结果的可靠性，你认为还应该如何完善你的实验方案?______________________________________ ___          ___

(6分)某化学兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结合装置图，回答下列问题：

A                B                C            D              E
(1)写出图中标号仪器的名称：a              ，b              。
(2)用双氧水和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是               (填上图字母)，可选用C装置收集氧气，其原因是              。
(3)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH₃)，应选择的发生装置是               (填上图字母)。
(4)该小组设计了如下图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。

①当打开K₁、关闭K₂时，利用I、Ⅱ装置，可进行的实验是         (填字母)。
a．大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
b．锌与稀硫酸反应制取氢气
②当打开K₂、关闭K₁时，可以利用工、Ⅲ装置制得二氧化碳并验证其性质。实验室制取二氧化碳的化学方程式是                               ；若要证明二氧化碳能与水发生反应，应向烧杯的水中加入                        。