初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

某实验小组在探究硫酸铜的化学性质时，做了如图所示的三组实验．

（1）实验一：探究硫酸铜溶液的酸碱性，用pH试纸测得pH＜7，则说明硫酸铜溶液呈       性．
实验二：探究硫酸铜溶液与金属的反应．观察到试管A中有                       现象时，说明铁与硫酸铜溶液发生了反应；而试管B中无明显现象，则铜、铁、银三种金属活动性由强到弱的顺序依次是           ．
实验三：探究硫酸铜与碱溶液的反应．观察到试管C中产生蓝色沉淀，该反应的化学方程式为                      ．
（2）小组同学将实验三中所得混合物过滤，得蓝色固体和无色滤液．对滤液中溶质的成分展开探究．
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【猜想假设】滤液中溶质的成分有       种可能．
【实验验证】取少量滤液与试管中，向其中滴加几滴无色酚酞溶液，溶液变红，则滤液中的溶质是             ．
【拓展迁移】小组同学欲将得到的蓝色固体转化成硫酸铜溶液，可向其中加入适量的       ．

某学习同学在做“氢气在空气中燃烧”实验时，对生成物的成分产生了质疑：水和过氧化氢具有相同的组成元素，那么氢气在空气中燃烧除生成水外，是否有过氧化氢生成呢？带着疑问，该小组同学利用如图所示实验装置进行了以下探究．

【提出猜想】氢气在空气中燃烧除生成水，还有过氧化氢生成．
【查阅资料】
（1）在一定条件下（低温环境下），氢气在空气中燃烧除生成水外，还有过氧化氢生成．
（2）过氧化氢溶液能使无色的淀粉碘化钾溶液变蓝色．
【实验探究】

主要步骤	主要现象	实验结论
①将注射器内的稀硫酸接入到盛有锌粒的锥形瓶中	在锌粒表面有      产生	反应的化学方程式为
②点燃经验纯后的氢气，用底部结有并冰的小烧杯罩在火焰上方，用漏斗和试管收集所得液体．向试管 中加入	氢气燃烧产生淡蓝色火焰，试管中液体由无色变    色	氢气在空气中燃烧有过氧化氢生成

【评价反思】实验中将氢气燃烧的火焰对着冰，冰的作用是      （填序号）．
①用冰有利于吸收氢气燃烧产生的气体
②用冰创设低温环境，使部分氢气燃烧产生一定量的过氧化氢
③有利于生成的过氧化氢和较低的温度下溶入冰融化成的水中，便于收集
【拓展分析】除氢气和氧气反应会生成两种氧化物外，金属钠也具有类似的化学性质：金属钠露置在空气中与氧气反应，生成氧化钠；钠在空气中燃烧，生成过氧化钠（Na₂O₂）．请写出钠在空气中燃烧的化学方程式：      ．此反应的基本类型是    反应．

为了探究某脱氧剂的成分（由两种单质组成）及利用该脱氧剂测定空气中氧气含量，兴趣小组进行了如下实验：

Ⅰ探究脱氧剂成分
【实验观察】脱氧剂为灰黑色粉末，若在空气中放置一段时间，有红棕色固体生成．
【实验猜想】根据颜色变化，猜想该脱氧剂中含有      （填化学式）．
【验证猜想】方法为：                               ．
【实验探究】新取一定量的脱氧剂，将已验证的成分分离．取剩余固体与少量CuO混合，置于图1所示装置中加热．一会儿观察到黑色固体变红色，同时澄清石灰水变浑浊．
【实验结论】该脱氧剂中还含有    （填化学式）．写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式：       ．
Ⅱ测定空气中氧气含量
使用图2装置进行实验．实验前应先进行的操作是                       ．
【实验过程】
步骤1：在注射器中放入足量脱氧剂粉末（体积为2mL），封闭．
步骤2：打开弹簧夹，将活塞向右拉至一定距离，关闭弹簧夹．
步骤3：不断轻轻晃动注射器，至活塞位置不再发生变化．
【数据处理】
（1）实验中需要记录的数据是                                               ．
（2）上述实验测定过程至少需要重复两次，其目的是             ．计算得氧气约占空气体积的．
【实验对比】
实验室常通过燃烧红磷法测定空气中氧气的含量（装置如图3）．步骤如下：
（1）用弹簧夹夹紧橡皮管；
（2）点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞．
（3）                        ．
（4）观察并记录水面的变化情况．
多次实验发现，集气瓶内上升的水面始终小于瓶内原有空气体积的．
【拓展研究】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                          ．
【实验评价】与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是                       ．

某化学小组对铁的冶炼、铁的锈蚀与防护进行以下实验探究．
（1）该小组设计如图1研究铁的冶炼．

①实验时，应先注水片刻后再加热的目的是                                ．
②硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是                                  ．
（2）该小组又设计如图2装置，将反应所得铁粉置于锥形瓶底部，塞紧瓶塞，滴加适量食盐水，开始 测量容器内压强的变化．压强与时间变化关系如图3所示：
①实验中食盐的作用是                     ．
②锥形瓶内压强下降的原因是                      ．
③生产、生活中铁制品的常见防锈方法有                       （举一例）．

某品牌洁厕灵是一种蓝色溶液，常用于清除厕所污垢．某研究性学习小组对其所含成分进行了如下探究．
【查阅资料】厕所污垢主要包括尿碱（由钙、镁离子形成的难溶性碳酸盐或碱等）、水锈（主要成分为三氧化二铁）和油污．
【猜想假设】猜想1：含有         （填离子符号，下同）；
猜想2：含有         ；
猜想3：含有CO₃^2﹣；
猜想4：含有Cl^﹣．
【实验探究】

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	取样，向样品中滴加碳酸钠溶液	有大量气泡	猜想1正确
②	取样，向样品中滴加氢氧化钠溶液		猜想2正确
③	取样，向样品中加入过量铁粉
④	取样，向样品中滴加过量硝酸钡溶液，静置	有白色沉淀	猜想3正确
⑤	取④中上层清液，滴加硝酸银溶液	有白色沉淀	猜想4正确

【反思提高】
（1）欲测定该洁厕灵的酸碱性，最适宜选用的是        （填序号）；
A.pH试纸           B.酚酞试液
C.紫色石蕊试液    D.pH计
（2）写出该洁厕灵去除水锈时所发生反应的化学方程式：                                 ；
（3）请提出1条使用该洁厕灵的注意事项：                       ．

下列三个实验均可证明CO₂能与NaOH溶液反应．
实验Ⅰ：用试管集满CO₂，迅速加入NaOH溶液、塞紧橡皮塞，充分振荡，静置．
（1）实验后打开橡皮塞时，听到响亮的“啵”声，其原因是实验后试管中的气压     （填“变大”或“变小”）；
（2）对静置后的溶液进行下列操作，由对应的现象可推知CO₂与NaOH溶液一定反应的是      （填序号）．
A．滴加酚酞，溶液变为红色
B．滴加少量稀盐酸，不产生气泡
C．滴加少量氯化钡溶液，产生白色沉淀
实验Ⅱ：在8.0g NaOH固体中加入适量95%的乙醇溶液，配制成饱和NaOH的乙醇溶液，向该溶液中通入CO₂，直至产生白色沉淀Na₂CO₃．
（1）某托盘天平标尺的最大刻度为1g，配备有1g、2g、5g和10g四种砝码若干个，用该天平称取8.0g NaOH固体时，所需砝码总数为       个；
（2）实验Ⅱ利用的原理是：           影响物质的溶解性．
实验Ⅲ：如图所示，将5mL溶质质量分数为10%的NaOH溶液（ρ≈1.1g/mL）缓慢、全部注射入瓶中，观察到酒精倒流入瓶中，最终瓶中剩余5mL气体．此实验条件下，1体积水约可溶1体积CO₂，CO₂不溶于酒精，ρ（CO₂）≈2gL．

（1）实验时       （填“能”或“不能”）用水代替量筒中的酒精；
（2）实验时将NaOH溶液缓慢注射入瓶中的原因是                  ；
（3）根据上述实验可推知：与NaOH溶液反应的CO₂约为      （取整数）mL；
（4）理论上，上述5mL NaOH溶液与足量CO₂反应都转化为Na₂CO₃时，参加反应的CO₂的体积大约为多少毫升？（写出计算过程，结果取整数）
（5）实际上，上述NaOH溶液吸收的CO₂偏少，其原因可能是         （填序号）．
A．CO₂不纯
B．装置漏气
C．NaOH与CO₂化合生成了NaHCO₃
d．倒流入瓶中的酒精干扰了NaOH溶液对CO₂的吸收．

某实验小组为探究酸的化学性质，由甲、乙同学设计并完成了如图所示的实验．

（1）甲同学实验中所发生的化学方程式为                                   ．
【查阅资料】CaCl₂、NaCl的溶液呈中性，Na₂CO₃溶液呈       （填“酸”或“碱”）性．
【实验探究一】确定甲、乙同学上述实验后所得溶液中的溶质．
（2）取甲所得溶液少许，加入石蕊试液，溶液显红色，甲所得溶液中一定含有的溶质是       （写化学式）
（3）取乙所得溶液少许，加入酚酞试液，溶液显红色，乙所得溶液中一定含有的溶质是       （写化学式）
【实验探究二】
（4）甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中，观察到废液缸中产生少量气泡，最终有白色沉淀生成，该白色沉淀是           （写化学式）．
【讨论交流】丙同学提出：若将上述废缸中物质取出，过滤，所得滤液中含有哪些物质呢？经过讨论大家一致认为：一定含有NaCl，可能含有CaCl₂、盐酸和Na₂CO₃中的部分物质．
【实验探究三】取少量滤液于试管中，滴加过量的稀硝酸，可观察到有大量气泡产生．
【归纳总结】该滤液中含有的溶质是氯化钠和          （写化学式）．
【探索与拓展】有一份由Na₂SO₄、NaCl两种物质组成的固体样品．为确定其组成，上述小组同学将样品全部溶于蒸馏水中制成119.3g溶液，再往其中加入104gBaCl₂溶液，两者恰好完全反应．过滤，得到23.3g白色沉淀和一定质量的滤液．经测定，该滤液中溶质质量分数为9%．试计算：（均需计算过程）
（5）所用B₂Cl₂的溶液中溶质的质量分数．
（6）所用样品的质量．

某校化学兴趣小组的同学用如图装置进行木炭还原氧化铜的实验并进行相关探究实验．假定实验产生的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收．将试管b中的混浊液过滤、洗涤、干燥、称量，理论上得固体物质2.00g．实验完毕后，发现试管a中仍有黑色固体物质．
（1）【提出猜想】
李华同学：黑色固体物质是木炭
刘明同学：黑色固体物质是氧化铜
王军同学：黑色固体物质是木炭和氧化铜的混合物
（2）【查阅资料】
木炭、铜都不溶于水也不能与稀硫酸发生反应；CuO、Fe₂O₃等能与稀硫酸反应生成盐和水．
（3）【实验设计】
①将反应后试管a中的固体物质全部转入小烧杯c中，加入足量稀硫酸，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到蓝色滤液e和固体物质f．
②将f全部转入坩埚中充分灼烧，看到燃烧现象．完全反应后，冷却、称量，理论上得固体物质4.80g．
（4）【实验结论】        同学的猜想正确．
（5）【结果应用】
①根据实验相关数据，写出试管a中反应的化学方程式                          ；
②请对上述实验装置提出改进意见                                          ．
（6）【实验拓展】
请你设计一个实验方案，证明滤液e中含H⁺（酸）                                   ．

王林同学对一位高中同学说的“盐溶液不一定显中性”的观点产生了强烈的质疑，同时为了给农民做技术指导，于是利用所学知识对碳酸钾（K₂CO₃）、氯化铵（NH₄Cl）两种化肥的相关性质进行探究，请你帮助他补充“①②③④⑤⑥⑦”处的内容，以完成实验报告：

【结论与运用】
取下列物质分别于K₂CO₃和NH₄Cl溶液混合，根据实验现象不能将二者鉴别开的是     （填字母）．

A．稀HCl	B．水
C．CaCl2溶液	D．酚酞溶液

K₂CO₃与NH₄Cl两种化肥       （填“能”或“不能”）混用，理由是                        ．

在学习酸、碱、盐的性质时，某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液 $M$（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液．同学们对该实验进行了一系列的探究。

探究一： $M$溶液中的溶质是什么？
（1）【提出猜想】该组同学认为M溶液的溶质有两种可能：
①是，②是 $CaC{l}_2$。
【收集资料】 $CaC{l}_2$水溶液呈中性．
（2）【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量 $M$溶液于试管中，向其中滴入	溶液变红	猜想①正确

探究二：过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出猜想】
猜想一： $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$；
猜想二：；
猜想三： $NaOH$．
（3）【实验验证】同学们针对"猜想一"进行如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气泡产生	"猜想一"不成立

他们的实验结论是否正确？（填"是"或"否"）
（4）【继续探究】设计如下实验方案确定滤液中溶质的组成．

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量滤液于 $A,B$两支试管中， $A$中加入 $CaC{l}_2$溶液， $B$中加入溶液	若 $A$中产生白色沉淀， $B$中没有沉淀	"猜想一"成立
	"猜想二"成立
若 $A,B$中都没有沉淀产生	"猜想三"成立

（5）【反思与拓展】
①为防止标签被腐蚀而破损，倾倒液体时。
②在分析反应后所得溶液中溶质时，除考虑可溶性的生成物，还应考虑。

王老师用自制的花肥给教室里的花施肥时，同学们对这包花肥的成分产生了兴趣。王老师只告诉大家，这种花肥他是用 $KN{O}_3$、 $N{H}_{4}Cl$、 $Ca(N{O}_3{)}_2$、 $KCl$、 $K_{2}C{O}_3$中的几种固体配制而成的。
（1）为确定花肥的成分，小伟同学设计了以下实验，请你与他一起完成。

实验	实验操作	实验现象	结论及化学方程式
I	取少量花肥于试管中，加水溶解，得无色溶液。向其中滴加少量溶液	有白色沉淀生成	一定有 $Ca(N{O}_3{)}_2$化学方程式
II	另取少量花肥于试管中，加水溶解，得无色溶液。向其中滴加适量 $AgN{O}_3$溶液		一定有 $KCl$

（2）小倩同学提出，实验II不能得出相应的结论，还可能含有氯化铵，她的理由是。为此，应该补充的实验是。

实验操作	实验现象	实验结论
取少量花肥，		没有 $N{H}_{4}Cl$

（3）通过对以上实验的分析，你认为这包花肥的组成共有种可能。

同学们整理实验室时，发现一瓶敞口放置且失去标签的白色粉末状药品，实验员老师告诉大家原瓶药品可能是碳酸钠、碳酸钙、氯化钠、氢氧化钠中的一种，同学们对此很好奇，于是他们对这瓶白色粉末的成分做了如下探究：
【实验Ⅰ】小明取一定量白色粉末于烧杯中，加水搅拌，充分溶解后，过滤，得到固体和无色溶液．
【实验Ⅱ】小明取实验Ⅰ得到的固体于试管中，滴加足量稀盐酸后，观察到有气泡产生，于是小明马上就得出结论，该瓶中白色粉末一定是碳酸钙，但是小军却认为小明的结论不一定正确，固体还可能是碳酸钠，你认为小军的理由是，请你写出上述有气体生成的反应的化学方程式（任写一个）．
小明和小军认为有必要再对实验Ⅰ中滤液的成分进行探究，过程如下：

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量滤液于试管中，向其滴加2滴～3滴无色酚酞试液，振荡	溶液由无色变为红色	该瓶中白色粉末一定不是
（2）另取少量滤液于试管中，滴加过量氯化钙溶液，振荡，静置		该瓶中白色粉末一定有碳酸钠，涉及的化学方程式为

【反思与交流】实验结束后，同学们通过讨论，一致认为原试剂瓶中的药品也可能不是碳酸钠，你认为他们的理由是．

(10分）"双吸剂"是一种常见袋装食品的保鲜剂，能吸收空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气 等。化学兴趣小组的同学在某食品袋中发现一包"双吸剂"，其标签如下图所示。同学们 对这包久置的"双吸剂"固体样品很好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】久置"双吸剂"固体的成分是什么？
【查阅资料】
①铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁： $Fe + 2FeC{l}_3 =3FeC{l}_2$；
②碱性的 $N{a}_{2}C{0}_3$溶液可以与中性的 $CaC{l}_2$溶液发生复分解反应。
【作出猜想】久置固体中可能含有 $Fe$、 $F{e}_2{0}_3$、 $Ca0$、 $Ca(0H{)}_2$和 $CaC{0}_3$。
【实验探究1】下表是小明设计的实验方案和记录的实验报告，请你补充完整。

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量样品放入试管中，滴加一定量的．用带异營的单孔橡皮塞塞紧试管口，导管另 一端伸入澄清石灰水中。	试管中固体逐漸减少， 有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，澄清石灰水变浑浊。	样品中一定含有    ， 不含 $F{e}_2{0}_3$。
②取少量样品放入试管中，加水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞试液。	试管底部有不溶物，上层清液由无色变为红色。	样品中含有 。

【实验质疑】小组同学通过讨论认为实验并不能得出一定不含 $F{e}_2{0}_3$的结论，理由是 、(用化学方程式表示）。
为进一步确定这包久置的"双吸剂"固体的成分迸行如下定量实验。
【实验探究2】取3g样品研碎，并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2．6g，按照下图流程进行实验，请回答相关问题：

（1）操作二、操作三名称是。
（2）固体I的成分是。(填物质化学式，下同）；
（3）烧杯 $A$中溶液和加入的碳酸钠溶液反应的化学方程式为；
（4）依据实验探究1、2中现象的分析及数据计算判断，这包久置"双吸剂"固体的成分是。
【实验反思】
下列对实验探究1、2的反思，不正确的是(填字母序号）。
A．对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合
B．实验探究2烧杯 $C$中的溶质为 $N{a}_{2}C{0}_3$和 $NaOH$

C．实验探究1、2中都有气体产生，但生成的气体成分不同
D．在原样品中加人足量盐酸有4个反应发生

学习完"酸、喊、盐的性质"后，老师将两瓶未贴标签的饱和石灰水、饱和碳酸钠溶液摆放在实验桌上，让同学们区分．下面是"雄鹰小组"同学们的探究过程：
【讨论交流】
李壮：区分两种物质的原理是：依据物质的性质，选择一种试剂与两种物质混合，产生两种 （组长）不同的现象。大家椐此来说一说，区分这两种溶液应选用哪种试剂，并说明理由；
王志：我认为可以选择稀盐酸，理由是稀盐酸与碳酸钠反应有气泡产生，稀盐酸与氢氧化钙反应无明显现象。
马凌：我选择的是碳酸钠溶液．理由是．
张云：马凌，你说的我没有听懂，你能再给我讲一遍吗？
在大家的帮助下，张云不但弄明白了，还选出了其他两种溶液，如溶液和溶液，最后得到大家的赞许．
【实验探究】
大家按照王志的方案进行了如图所示的实验：

（1）实验中同学们根据现察到的现象，判断出甲试管中原溶液为碳酸钠溶液，乙试管中原溶液为石灰水．
（2）大家对乙试管中现有溶液的溶质成分产生了探究兴趣．马凌经过认真思考后，又选择碳酸钠溶液作为检验试剂，进行了如下实验：
①马凌从乙试管中取少溶液加入到另一支新试管中，再向此新试管中加入足量的碳酸钠溶液，观察到只有白色沉淀生成。于是，他得出结论："溶液中的溶质有氢氧化钙"．但组长李壮对这个结论产生质疑，理由是（用化学方程式表示）
②大家讨论完李壮的质疑后，制定出测定溶液酸碱度的方法来验证他的质疑，并査阅资料得知氯化钙溶液呈中性，大家都鼓励张云来做实验。张云测出乙试管中剩余溶液的pH7 （填"＞"、"＜"或"="），证实了马凌的结论是错误的。
【反思评价】
判断反应后溶液中溶质的成分，除要考虑生成物外，还需考虑。
探究活动结束了，同学们充分体验到合作探究的乐趣和学习成功的喜悦！

实验室常用亚硫酸钠( $N{a}_{2}C{O}_3$)固体与稀硫酸在常温下反应制取二氧化硫气体。我们知道二氧化碳能与水反应生成碳酸，那么二氧化硫与水反应是否也能生成酸呢？某实验小组对此进行探究。
【作出猜想】
【查阅资料】① 二氧化硫不与浓硫酸反应；②酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；
③二氧化硫有毒，能与碱溶液反应生成盐和水。
【设计实验】一、验证水能否使蓝色石蕊试纸变色；
二、验证二氧化硫气体能否使干燥的蓝色石蕊试纸变色；
三、验证二氧化硫气体能否使湿润的蓝色石蕊试纸变红。
实验装置和药品如图：

（1）写出带标号仪器的名称： $a$  $b$.

（2）实验过程中装置 $C$内石蕊试纸的颜色始终没有变化，这说明。
（3）装置 $D$中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化硫气体生成之前滴到蓝色石蕊试纸上，未见试纸颜色发生变化，当有二氧化硫气体通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红。此现象说明，此过程中反应的化学方程式为。
（4）装置 $E$的作用是。
【实验结论】根据以上实验操作和现象，原猜想(填"成立"或"不成立")。
【反思与拓展】是不是所有的非金属氧化物都能与 $H_{2}O$反应，生成相应的酸？(填"是"或"不是")。