初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

某农村中学的化学兴趣小组在开展实验活动时，用山泉水配制氢氧化钠溶液，结果几次配制所得的溶液都出现浑浊的现象，放置一段时间后，容器底部还出现白色沉淀物．该兴趣小组的同学针对此奇异的现象展开如下探究：
【提出问题】：用山泉水配制的氢氧化钠溶液为什么会出现浑浊？白色沉淀是什么物质？
【作出猜想】：Ⅰ、氢氧化钠样品不纯，含不溶性杂质；
Ⅱ、氢氧化钠与溶解在山泉水中的某物质发生反应生成难溶于水的物质。
（1）小明通过实验很快就排除了猜想I，他的实验是。
【查阅资料】：本地山泉水是硬水，含较多的碳酸氢钙，碳酸氢钙 $\left[Ca\right(HC{O}_3{)}_2]$受热会分解，也能与氢氧化钠反应，且都有碳酸钙生成．
（2）小红取来少量的山泉水于烧杯中，往其中加入适量的肥皂水，搅拌，观察到的现象，确认所取的山泉水是硬水。
（3）小明和小红取含有碳酸钙的沉淀物进行实验：取少量的沉淀物，加入适量稀盐酸，实验现象是，反应的化学方程式是。
（4）该山泉水经过（填操作名称），就可用于配制氢氧化钠溶液．

为探究锌、铜、镍三种金属的性质，某兴趣小组进行如下实验．
【实验一】将三种金属丝分别与一节干电池和小电珠连接，小电珠发光．
【实验二】取粗细、长短相同的锌丝、铜丝、镍丝均与50mL稀盐酸反应，实验记录如下：

	锌	铜	镍	铜
稀盐酸的质量分数	3%	3%	15%	15%
反应现象	少量气泡	无现象	许多气泡	无现象

【实验三】金属锌、铜和稀盐酸构成如图所示的化学电池装置，观察到铜片表面有气泡（H₂），小电珠发光．
（1）实验一的现象说明三种金属都具有性．
（2）镍与稀盐酸反应生成氯化镍（NiCl2）和氢气，反应的化学方程式是，铜不能与稀盐酸发生化学反应的原因是，在金属活动性顺序中排在氢的后面
（3）要判断三种金属活动性强弱，必须在实验二的基础上增补一个实验才能得出结论，其实验内容是．
（4）金属活动性强弱是由金属物质的结构决定的，不会因某个实验而改变．下列关于实验三分析正确的是（填选项）．

A．铜的金属活动性变得比锌强
B．铜与稀盐酸发生了置换反应
C．该装置将化学能转化为电能．

如图1所示是氢氧化钠溶液与盐酸反应的实验研究。

（1）未滴加盐酸时，烧杯中溶液呈色．
（2）随着盐酸不断滴入，烧杯中溶液的pH逐渐（填"增大"、"减小"或"不变"），该反应的化学方程式是

（3）随着盐酸不断滴入，烧杯中溶液温度变化如坐标图2所示．某时刻测得溶液的温度是32℃，请判断b点时溶液的酸碱性并说明理由

（4）当溶液的温度为38℃时，可证明溶液不含氢氧化钠的实验方法是（填选项）
A．品尝烧杯中溶液的味道
B．用手沾取烧杯中溶液并体验是否有滑腻感
C．往烧杯中再滴加少量氢氧化钠溶液并观察溶液颜色

"鱼浮灵"主要成分是过碳酸钠（ $xN{a}_{2}C{O}_3•y{H}_2{O}_2$）．俗称固体双氧水．某兴趣小组对其进行以下探究：
【实验探究一】过碳酸钠的性质探究
（1）取少量"鱼浮灵"于试管中，加适量的水，有持续细小气泡缓慢放出；向试管中加入少量 $Mn{O}_2$粉末，产生大量气泡．将带火星的木条伸入试管，木条复燃，说明有（填化学式）生成。
（2）取实验（1）中上层清液，测得溶液 $pH＞7$；向溶液中滴加足量稀盐酸，产生大量气泡；将产生的气体通入澄清的石灰水中，出现浑浊现象，说明有二氧化碳生成．写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式。
结论：过碳酸钠具有 $N{a}_{2}C{O}_3$和双氧水的双重化学性质．
【实验探究二】"鱼浮灵"样品的组成测定
利用如图所示装置进行"鱼浮灵"样品中活性氧含量测定和过碳酸钠（ $xN{a}_{2}C{O}_3•y{H}_2{O}_2$）组成的测定（杂质对测定无影响）。
查阅资料：
①活性氧含量是指样品中能转化为氧气的氧元素的质量分数．"鱼浮灵"中活性氧含量 $\ge 13.0\%$是一等品， $13.0＞$活性氧含量 $\ge 10.5\%$是合格品．
②过碳酸钠能与酸反应放出二氧化碳和氧气．

（3）实验前先缓慢通入 $N_2$一段时间，加热铜网至红热后，再缓慢滴入过量稀硫酸，直至 $A$中样品完全反应；继续缓慢通 $N_2$．实验前先缓慢通入 $N_2$一段时间的目的是。
（4）装置 $B$的作用（填字母代号）。

A．

除去气体中水蒸气

B．

便于观察和控制气流速度

（5）若没有装置 $E$，会导致 $x:y$的值（填"偏大"或"偏小"）。

（6）实验测得 $C$装置中铜网增重 $1.2g$，D装置增重 $2.2g$．该产品中活性氧含量为（计算结果精确到 $0.1\%$）；属于（填"一等品"或"合格品"）； $x:y=$。

$N{a}_{2}S{O}_4$是制造纸张、药品、染料稀释剂等的重要原料．某 $N{a}_{2}S{O}_4$样品中含有少量 $CaC{l}_2$和 $MgC{l}_2$，实验室提纯 $N{a}_{2}S{O}_4$的流程如图1所示

（1）加入 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液可除去的阳离子是（填离子符号），其反应的化学方程式为：．若添加的 $NaOH$溶液和 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液过量，可加入适量（填名称）除去．
（2）操作a的名称是，该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、．
（3）溶液M中的溶质是 $N{a}_{2}S{O}_4$和杂质 $NaCl$，观察图2中溶解度曲线，则操作b是：先将溶液M蒸发浓缩，再降温结晶、过滤．降温结晶的最佳温度范围是℃以下，因为 $N{a}_{2}S{O}_4$溶解度

地球是一颗美丽的蓝色星球,海水占了全球水资源的97 $\%$.海水资源的开发和利用具有非常广阔的前景.
（1）海水中含有大量的 $NaCl$,可用于制备钠及其化合物,其流程如图:

①加入过量 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液目的是除去 $CaC{l}_2$和,流程中不能用过量稀硫酸代替过量稀盐酸的原因是;

②提纯过程中使用了过滤和蒸发操作,实验室过滤和蒸发操作均使用到的玻璃仪器是;

③流程图中制备金属钠的化学方程式为．
（2）工业上利用电解饱和食盐水的方法制备 $NaOH$,并同时获得两种单质.补充并配平化学方程式:
□ $NaOH$+□ $H_{2}O$ $\stackrel{\mathrm{通电}}{=}$□+□+□ $C{l}_2$↑

（3）刘廷在实验室找到一瓶长期放置的 $NaOH$溶液,欲对其成分进行实验探究.
【查阅资料】
Ⅰ. $NaOH$与 $C{O}_2$分两步反应: $2NaOH+C{O}_2═N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O;N{a}_{2}C{O}_3+C{O}_2+H_{2}O═2NaHC{O}_3$

Ⅱ. $NaOH$与 $NaHC{O}_3$反应方程式为: $NaOH+NaHC{O}_3═N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O$

Ⅲ.物质的溶解性:

	$C{O_3}^{2-}$	$HC{O}^{3-}$	$O{H}^{﹣}$
$B{a}^{2+}$	不溶	溶	溶

溶液的酸碱性: $BaC{l}_2$溶液呈中性
【提出猜想】刘廷根据资料中的Ⅰ、Ⅱ对其成分提出了5种合理猜想,请将猜想补充完整
猜想1:只有 $NaOH$
猜想2:

猜想3:只有 $N{a}_{2}C{O}_3$

猜想4:

猜想5:只有 $NaHC{O}_3$

【实验验证】

步骤	操作	现象	结论
步骤1	取该 $NaOH$溶液,加入过量 $BaC{l}_2$溶液	产生白色沉淀	证明猜想1、5不成立,(填数字)
步骤2	取步骤1中上层清液,滴加	无气泡产生	证明原溶液不含(填"离子")
步骤3	另取步骤1中上层清液,滴加	溶液未变红	证明原溶液不含(填"离子")

【实验结论】
通过以上实验操作得出结论:猜想是正确的（填数字）

探究:
木呷惹、阿依莫两同学对教室墙壁脱落的一块白色固体产生兴趣,他们将白色固体带到了化学实验室.经查阅资料得知:白色固体是石灰浆与空气中的物质作用的产物,他们猜测可能的成分为:
猜测一:氢氧化钙

猜测二:碳酸钙

猜测三:氢氧化钙和碳酸钙
于是他们将白色固体捣碎研成粉末,放入烧杯,加水,不断搅拌,静置,取上层清液于 $A$、 $B$、 $C$三支试管,残渣备用.
他们在 $A$试管中滴加无色酚酞,试液变成红色,则猜测二不成立.他们又在残渣中加入适量稀盐酸,产生大量气泡,将生成的气体导入 $B$试管,结果变浑浊,由此证明,猜测三成立.
（1）写出残渣与稀盐酸反应的化学方程式;

（2）写出 $B$试管中发生反应的化学方程式;

（3）他们将浓碳酸钠溶液加到 $C$试管中,溶液变浑浊,此法可用于实验室制取少量氢氧化钠,反应的方程式为;若要将沉淀与溶液分离,其操作方法是.

实验室中用一氧化碳还原纯净的 $F{e}_2{O}_3$粉末．

反应后装置中玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色．小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小军同学提出了质疑，于是同学们提出查阅资料，寻求真理．
【查阅资料】
①一氧化碳还原 $F{e}_2{O}_3$的固体产物的成分与反应温度、时间 有关，产物可能是 $F{e}_3{O}_4$、 $FeO$、 $Fe$②几种物质的性质

物质 性质	$Fe$	$F{e}_2{O}_3$	$FeO$	$F{e}_3{O}_4$
颜色	黑色	红色	黑色	黑色
能否被磁铁吸引	能	不能	不能	能

③已知反应： $F{e}_3{O}_4+8HCl=FeC{l}_2+2FeC{l}_3+4H_{2}O$， $FeC{l}_3$溶液呈棕黄色

【实验探究】
（1）该小组同学将反应后的黑色固体研细后，用磁铁吸引，发现黑色粉末全部能被吸引，则该黑色粉末中不可能含有 $F{e}_2{O}_3$和 （填化学式）
（2）黑色固体粉末的成分是什么？
猜想Ⅰ：全部为 $Fe$

猜想Ⅱ：全部为 $F{e}_3{O}_4$
猜想Ⅲ：（填化学式）
将黑色粉末加入到足量的稀盐酸中，全部溶解，观察现象：
①有无色气体产生，证明该固体中一定含有（填化学式）
②溶液呈棕黄色
由上述实验现象，得出上述猜想 正确
【评价与反思】
装置中澄清石灰水的作用是

若撤出装置中点燃的酒精灯可能造成的后果．

"五一"节后，小红返回了学校，当她来到实验室时，意外地发现实验桌上有一瓶敞口放置的 $NaOH$溶液，由此便激发了她的探究欲望。
【提出问题】这瓶 $NaOH$溶液一定变质了，其变质的程度如何呢？
【猜想与假设】小红的猜想： $NaOH$溶液部分变质。
你的不同猜想：。
【收集资料】小红知道， $NaOH$敞口放置会变质的原因是 $NaOH$与空气中的 $C{O}_2$反应，化学方程式为。
【实验探究】小红设计如下实验验证自己的猜想，请根据表中内容填写小红实验时的现象。

实验步骤	现象	结论
第一步：取少量 $NaOH$溶液于试管中，滴加足量的 $CaC{l}_2$溶液	①	$NaOH$溶液 部分变质
第二步：向上述试管中再滴加几滴酚酞试液	②

假设你的猜想正确，并按小红的实验方案进行实验，则你观察到的现象是③；④。
【实验反思】保存 $NaOH$溶液的方法是．

通过化学实验，可以体验探究的过程，也可以从事实中得出结论或规律．分别设计简单的实验，完成下表内容，达到实验目的．

实验	实验步骤	实验现象	实验结论
（1）			燃烧条件之一：需要可燃物
（2）			稀盐酸呈酸性
（3）			化学反应中不通过燃烧也可获得热量

实验探究:
（1）为了验证二氧化碳的性质,某同学将实验中制取的二氧化碳气体导入 $A,B$装置(如图1),回答下列问题:

①装置 $A$中的现象是,发生反应的化学方程式为;

② $B$装置中的现象是,说明二氧化碳不能燃烧,也不支持蜡烛燃烧,且密度比空气大,由此可知,二氧化碳在生活中可用于.
（2）在我们的日常生活中离不开金属材料:
①铁锅是有益于人类健康的理想炊具,但也很容易生锈,写出预防你家铁锅生锈的一种具体做法．
②小明做了如图2所示的实验(铁片和镁片的形状和大小相同),请回答:
小明根据"甲中产生气泡比乙快"得出镁的金属活动性比铁,完全反应后,过滤,把滤液都倒入同一个烧杯中,加入过量的锌,待充分反应后再过滤,得到的固体中一定含有的物质是,得到的溶液的质量(填"大于"、"小于"或"等于")与锌反应前溶液的质量．

小冉和小海同学在实验室中进行化学实验。小冉将CO₂通入澄清的石灰水中，现象是     ，化学方程式为       ；小海向盛有少量NaOH溶液的试管中滴入几滴酚酞，溶液变     ，再倒入一定量的稀盐酸。实验结束后，两名同学将反应后的剩余物同时倒入废液缸中，发现有气泡产生，原因是：        （用化学方程式表示），废液仍然为无色。请你和两名同学一起对废液缸中废液的组成进行探究。
【提出问题】废液中的溶质除指示剂外，还有什么?
【进行猜想】①两位同学一致认为溶质为CaCl₂和NaCl：
②你认为溶质的组成还可能为                    。
【实验验证】向废液中加入          （不使用紫色石蕊试液和pH试纸），出现           现象。
【实验结论】说明猜想②是正确的。
【实验反思】为减少废液对环境的污染，可采取的方法是                   。

为探究氢氧化钙溶液和稀盐酸反应所得溶液中溶质的成分，小鸣和同学们通过测定了反应后溶液的pH，得到了如图所示的pH曲线，请回答：

（1）由图可知该实验操作是将滴加到另一种溶液中；
（2）该反应的化学方程式为；
（3）实验过程中，小鸣取了a、b、c三处反应后的溶液于三个烧杯中，却忘了作标记，请你设计不同的方案（不再用测定pH的方法），探究三种样品分别属于哪处溶液。
【查阅资料】 $CaC{l}_2$溶液显中性， $CaC{l}_2+N{a}_{2}C{O}_3=CaC{O}_3\downarrow +2NaCl$。
【探究过程】
①分别取少量样品于三支试管中，加入酚酞试液，观察到其中一支试管内出现的现象。结论：该样品是a处溶液。
②为进一步确定b或c处溶液，又设计了以下方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
另取余下样品少量于两支试管中，分别滴加足量的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液。		该样品为b处溶液。
	该样品为c处溶液，并推知溶液中的阳离子有。

【反思评价】探究反应后溶液中溶质的成分，除了要考虑生成物之外，还要考虑。

某学习小组探究氢氧化钙溶液的化学性质，并作了延伸探究。
探究一：甲同学设计了如下实验方案，请你帮助完成实验报告。

方案	（1）	（2）	（3）
实验操作
现象		澄清石灰水变浑浊	红色褪为无色
结论或解释	氢氧化钙溶液能使石蕊等酸碱指示剂变色	氢氧化钙溶液能与某些非金属氧化物反应生成盐和水．二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式是．	氢氧化钙溶液能与酸发生中和反应

【提出问题】实验方案（3）褪色后溶液中的溶质是什么？
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【作出猜想】乙同学从反应情况分析，溶液中除含少量酚酞外，溶质可能有以下三种情况：
①氯化钙  ②氯化钙和氯化氢  ③氯化钙和氢氧化钙
【分析讨论】丙同学从实验现象分析得出：猜想③肯定不合理，其理由是。
探究二：丁同学为进一步验证乙同学的猜想，设计实验如下：将实验方案（3）褪色后溶液倒入烧杯中，向其中逐滴滴加稀碳酸钠溶液至过量，边滴加边振荡。实验后得出产生沉淀质量与碳酸钠溶液体积之间的关系，如图所示。写出实验过程中的现象。

【得出结论】乙同学的猜想中，（填序号）合理。
【反思讨论】学习小组结合图像，分析了丁同学实验过程中烧杯内溶液的变化。下列说法正确的是（填序号）

A．	溶液质量逐渐增大
B．	氯化钠质量逐渐增大， $V_2$后不变
C．	氯化钙的质量先增大后减小
D．	溶液的 $pH$一直增大

小明在学习了"用过氧化氢制取氧气"的知识后，进行如下实验：
①按图甲组装实验仪器并进行气密性检查。
②取10毫升溶质质量分数为3 $\%$的过氧化氢溶液和0.03克二氧化锰装入容器，塞紧橡皮塞，接上压强测量仪（如图乙）。
③倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧化锰充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压。
④分别用0.06克、0.09克和0.12克相同的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图丙。

（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：。
（2）实验中，小明用   来反映产生氧气的多少。
（3）本实验除了研究"二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响"外，还可以研究的问题是。