初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

某食品包装袋内有一个小纸袋，上面写着“干燥剂，主要成分是生石灰”。
（1）生石灰可作干燥剂的理由是（用化学方程式表示）：______________。
（2）某同学对此干燥剂作了一系列探究，其实验方案如下，请你完成下列实验报告。

问题与猜想	实验步骤	实验现象	实验结论
问题1：小纸袋中的物质能否继续作干燥剂？	取适量小纸袋中固体放入烧杯中，加入适量水，触摸杯壁。	_____________	不能作干燥剂
问题2：猜想变质后的物质可能是什么？ ________________。	______________	_____________ _____________	变质后固体中有___________

 

（13）某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：

（1）小组同学设计了如右图所示的两套装置，你认为合理的是         （填字母）为了确保实验的成功，在装药品之前应该                   
（2）红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为               。该实验中红磷稍过量，目的是                    。
（3）小组同学做完实验后发现水进入集气瓶的量远少于理论值．经讨论，同学们认为造成该现象的原因可能有_____________________或______________________
（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？                ，理由是                        。
（5）小淳同学对实验装置进行了大胆的改造，设计了如右图的装置。

请根据图示回答下列问题：
①闭合电源开关，可以观察到白磷
②装置冷却到室温时，可观察到U型管内左侧液面                     
③通过这个实验得出的结论是                   
④此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是：                    

研究性学习小组选择“H₂O₂生成O₂的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的过程：
【假设】H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂种类有关。
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H₂O₂溶液中，分别加入相同质量的MnO₂和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间。
【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器的名称是_____________，此实验中B处宜采用的气体收集方法是_______         _____。
【实验记录】

【结论】该探究过程得出的结论是_________________________。
【反思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或水泥块后反应明显加快。若要证明MnO₂和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的_____   _____是否改变。
【实验拓展】H₂O₂生成O₂的快慢还与哪些因素有关？研究性学习小组进行了更深入的探究：
探究实验一：浓度对化学反应速率的影响

实验步骤	现   象	结   论
取一支试管加入3mL5%的过氧化氢溶液，然后加入少量二氧化锰。	缓慢有少量气泡冒出
另取一支试管加入3mL15%的过氧化氢溶液，然后加入少量二氧化锰。	迅速有大量气泡冒出

 
请你设计：
实验用品：试管、烧杯、热水、冷水、5%过氧化氢溶液、15%过氧化氢溶液
探究实验二：温度对化学反应速率的影响

实验步骤	现   象	结   论
		温度越高，过氧化氢分解的速率越大

 

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：

①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将止水夹夹紧，在酒精
灯的火焰上点燃红磷后，并立即迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹．请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是                 ；反应的文字表达式为                 
（2）由本实验还可推知氮气的哪些性质？试写出一种                               
（3）若将红磷换成木炭且不改变其它药品和装置，该实验能否获得成功                   （填“能”或“否”）？理由是                         
（4）查阅资料得知，当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧。由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是                     
（5）某课外活动小组查阅资料知道五氧化二磷是一种有毒物质，所以对该实验进行了改进：在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL空气，然后给装有细铜丝的玻璃管加热如右图。回答下列问题：

①实验结束后，注射器内的气体总体积理论上应该减少约              mL（保留整数）
②在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是                。写出该反应的文字表达式是                      。
③该实验改进后的优点是                     （任写一点）

某小组的同学在课外进行科学探究，以验证铜片在空气中灼烧后，表面生成的黑色物质确实是铜与氧气化合生成的CuO，他们进行了以下实验：

（1）由上图两个实验步骤判断：铜片可能发生化学反应的是步骤            。（填“一”或“二”）
（2）为进一步证明步骤二铜片表面黑色物质的元素组成，他们选用了以下装置继续进行实验：

a．甲同学向A装置中通入纯净的H₂，为检验反应产物，A的右边应连接上面的装置       _____
（填编号），所选装置的实验现象为                   ，A装置中所发生的化学反应方程式为        _______      。
b．乙同学向A装置中通入纯净的CO，A装置的实验现象为               ，为检验反应产物，A的右边应连接上面的装置   __       （填编号），所选装置中的实验现象为             ；此方法仅用上述装置有明显的缺陷，要弥补，应采取的措施是：                     。
c．通入的气体如含有少量水蒸气，若在A装置左边增加一个B装置，则澄清石灰水应更换成______________。
d．对A装置加热前，应先通入纯净气体的目的是_________________________。
（3）结论：经过甲、乙两同学的实验现象证明                            。

为比较相同浓度的FeCl₃溶液和CuSO₄溶液对H₂O₂分解的催化效果，某研究小组进行了如下探究：


（1）请写出H₂O₂分解的符号表达式                   
【定性研究】
（2）如图甲，可通过观察                  来定性比较两者的催化效果。
【定量研究】
（3）如图乙，实验前检查该装置气密性的方法是                      要定量比较两者的催化效果，可测量生成等体积气体所需的__________________为测定生成氧气的体积，若无注射器可选用丙图装置中的_____________（填编号）代替。

化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计了如下实验进行探究。
【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O₂。②CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的几乎不溶解。③白磷燃烧需要氧气，白磷燃烧所需的最低温度为40℃，燃烧现象和产物均与红磷相同。④氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，并与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【猜想与实践】猜想：呼出的气体中主要成分是N₂、O₂、CO₂、水蒸气等。
实验Ⅰ：验证呼出的气体中含有水蒸气。
（1）实验操作：取一洁净干燥的玻璃片，对着其哈气，观察到________，可以判断呼出的气体中含有水蒸气。
实验Ⅱ：验证呼出的气体中含有N₂、O₂、CO₂，并测其含量。同学们在老师的指导下设计了如图所示装置（B是带有刻度的量气装置）。

（2）实验记录

	实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性，向装置中加入药品，关闭止水夹a～f。	（不填）	装置的气密性良好
②	打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。	B中液体进入到A中，B中液体减少500ml。	收集了500ml气体
③	关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出	A中的液面下降，B中的液面上升至最高，C中的左侧导管口有 ①_______，且液面下降，液体沿导管进入D中，D中液体为475ml	呼出气体中含有CO2
④	关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷．	白磷燃烧，产生大量白烟,放出大量热	呼出气体中含有O2，该反应的文字表达式为： ②____________
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。	D中液体倒吸入C瓶中，C瓶中液面上升，D中剩余液体为400ml。	呼出气体中含有 ③____________。

同学们经过3次重复实验，确认了呼出的气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
（3）该实验设计依据的N₂性质有__________（填字母序号）。
A.难溶于水 
B.不能和NaOH溶液反应
C.不能燃烧，也不支持燃烧
D.无色无味的气体
（4）在实验（2）的操作⑤中，未等C中的气体的冷却，就打开f止水夹读数，则所测的O₂的体积分数会_____（填“偏大”、“不变”、或“偏小”） 。

研究性学习小组选择“H₂O₂生成O₂的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假   设】H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H₂O₂溶液中，分别加入相同质量的MnO₂和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间。
【进行实验】下图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是____________，此实验中B处宜采用的气体收集方法是______________。

【实验记录】

【结  论】该探究过程得出的结论是_____________。
【反  思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂ 或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO₂ 和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们______________。H₂O₂生成O₂的快慢与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。（只要求提出一种影响H₂O₂生成O₂的快慢的因素以及相关假设和实验方案）
【假   设】________________
【实验方案】________________

同学们对蜡烛及其燃烧进行探究后，对酒精燃烧的产物产生了兴趣。围绕“酒精燃烧生成了什么?”开展探究。请你一起完成探究：
【猜想与假设】猜想一：酒精燃烧有水生成；
猜想二：酒精燃烧有二氧化碳生成。
【调查与研究】同学们了解到：学校实验室有95%的酒精和无水酒精以及必备的实验仪器和药品。
【设计实验】

实验方法	现象	结论
第一步：点燃无水酒精，在火焰上方罩一只干而冷的烧杯，观察
第二步：		酒精燃烧有二氧化碳生成

同学们通过实验，验证了猜想一、二都正确。
【反思与评价】同学们实验中选择无水酒精而不选择含水的酒精的原因是              。

某研究性学习小组的同学欲利用下列装置探究绿色植物呼吸过程中是否有CO₂气体产生，设计的探究过程如下，请回答其中的有关问题．

（1）假设：绿色植物在呼吸过程中有CO₂气体产生．
（2）设计方案：使绿色植物在避光的黑暗处发生呼吸作用，检验呼吸过程中产生的气体．
（3）查阅资料：
①绿色植物光合作用过程：二氧化碳+水有机物+氧气
②绿色植物呼吸作用过程：有机物+氧气二氧化碳+水+能量
（4）实验：

操作步骤	简答
①将装置按上图所示连接好 并装入化学试剂，C中放入绿色 植物	①A装置的作用是      ， ②B装置的作用是      ， ③C处玻璃罩不能透光的原因是      ．
②往A的导管口缓缓连续鼓入 空气一段时间	④A装置中应观察到的现象是      ， 有关化学方程式为      ， ⑤D 装置中的应观察的现象是      ．

（5）结论与讨论：
能表示这个探究实验获得成功的两个主要现象是：      和      ．

某实验小组利用如图装置测量空气中氧气体积分数并取得成功．

【查阅资料】白磷着火点只有40℃．
【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？
【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好．
【实验探究】装入药品，按图连好仪器，夹紧弹簧夹．先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出．
【现象分析】
（1）将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是      ，足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体      （填“支持”或“不支持”）燃烧．写出白磷燃烧的化学方程式      ；
（2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是      ；
（3）待白磷熄灭锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷出来，②当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流．导致这些现象发生的原因是      ；      ．
【得出结论】氧气体积约占空气总体积的．

某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．

（1）如上图所示装置和药品进行实验，可观察到的现象是：      ，打开止水夹后看到      ．
（2）小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，小丽同学认为不可以，其原因是      ．
（3）小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量．结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶的．小组内同学帮她仔细检查，发现装置的气密性及操作步骤均无问题．你认为造成此现象的原因可能是      ．
（4）小组内同学反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是      ．
（5）小组内同学还对该实验进行了如下改进．（已知试管容积为 45mL）．
实验的操作步骤如下：
①点燃酒精灯．
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．
③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按上图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．
④读取注射器活塞的数据．
你认为正确的实验操作顺序是      （填序号）．注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为      mL刻度处才停止．

某实验小组同学想利用如图所示装置制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳（所用装置气密性良好）．

【查阅资料】a、二氧化碳在饱和NaHCO₃溶液中溶解度很小；
b、CaCl₂溶液呈中性．
（1）装置B的作用是                           ．
（2）实验中观察到A中持续有大量的气泡产生，但较长时间后，经验证D中二氧化碳仍然没有收集满，原因是                              ．
（3）针对上述现象，同学们改进并成功完成了实验，在处理废液时，小新同学想将锥形瓶中的废液直接倒入下水道，但小帆同学认为这种做法不正确，应该先对废液中溶质的成分进行探究．
【猜想与假设】猜想1：溶质为CaCl₂；猜想2：溶质为CaCl₂和HCl．
【实验与验证】

操作	现象	结论
取少量废液于试管中，向其中加入		猜想2正确

【反思与应用】为避免污染，向废液中加入过量的        （填化学式），反应完全后过滤，就可得到只含CaCl₂一种溶质的溶液．

同学们围绕“铁在氧气里燃烧”的实验展开以下探究活动．
活动一：探究铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系
【实验探究】

【拓展延伸】同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验，若用排水法收集一瓶体积分数为90%的氧气，预先应向容积为400mL的集气瓶中加水，水的体积约为      mL．
活动二：探究铁燃烧时溅落下来的黑色物质中是否有铁单质
【查阅资料】①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；
②铁的氧化物均能溶于酸．
【实验探究】

【拓展延伸】
已知：高温条件下铁和水能反应生成四氧化三铁和氢气，则该反应的化学方程式为            ．
由此可知探究活动二中为了防止集气瓶炸裂，应采取的措施是      ．

化学兴趣小组的同学在帮助老师整理实验室时，意外地发现实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钙粉末．于是对该粉末进行了如下探究．
【提出问题】该瓶粉末的成分是什么？
【猜想与假设】猜想一：该瓶粉末的成分可能为氢氧化钙
猜想二：该瓶粉末的成分可能为氢氧化钙和碳酸钙
猜想三：该瓶粉末的成分可能为         ，做出猜想三的理由是               ．
【实验验证】请你参与探究，完成下面的实验报告．

【联想与启示】氢氧化钙露置在空气中会发生变质，变质的原因是          （用化学方程式表示），因此，必须      保存．