初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

某化学实验活动小组的同学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。请你参与他们进行的探究活动：
【提出问题】久置氢氧化钠固体的成分是什么？
【猜想与假设】
猜想Ⅰ：全部是NaOH；
猜想Ⅱ：全部是Na₂CO₃；
猜想Ⅲ：               。
【实验与探究】
实验如下：

实验操作步骤	实验现象	结论及解释
步骤一：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的稀盐酸。	实验过程中有气泡产生。	此过程中发生反应的化学方程式为
步骤二：另取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加氯化钙溶液。	实验过程中产生 。	则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。此过程中发生反应的化学方程式为                     。

【反思与交流】久置的固体氢氧化钠变质的原因是（用化学方程式表示）             。

实验小组研究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
实验一：甲、乙、丙三位同学分别用溶质质量分数为5%的NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液进行了如下实验。

实验内容	NaHCO3溶液	Na2CO3溶液
（1）加入无色酚酞溶液	溶液变红	溶液变红
（2）加入澄清石灰水	产生白色沉淀	现象Ⅰ
（3）加入5%的CaCl2溶液	产生白色沉淀、有气泡产生	产生白色沉淀
（4）加入稀盐酸	现象Ⅱ	有气泡产生
（5）加热溶液，并用导管与澄清石灰水连接	石灰水变浑浊	石灰水无明显变化

（1）表中的现象Ⅰ为     ；用化学方程式表示现象Ⅱ的原因     。
（2）若要鉴别实验中用到的NaHCO₃和Na₂CO₃两种溶液，实验一中提供了     种方法。
实验二：甲、乙、丙三位同学分别将各自实验一中NaHCO₃溶液与澄清石灰水反应后的物质进行过滤，对滤液中的溶质成分进行了如下探究。
【查阅资料】
（1）氯化钙溶液显中性，与氢氧化钠溶液不反应。
（2）两种溶液的取用量不同，滤液中溶质的组成情况可能有：①NaOH；②Na₂CO₃；③NaOH和Ca（OH）₂；④Na₂CO₃和NaHCO₃；⑤Na₂CO₃和NaOH。
【进行实验】

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取少量滤液于试管中，滴加足量的稀盐酸	有气泡产生	滤液中的溶质一定含有Na2CO3
乙同学	取少量滤液于试管中，向其中通入少量CO2	产生白色沉淀	则滤液中的溶质是
丙同学	取少量滤液于试管中，塞紧胶塞，并用导管与澄清石灰水连接，加热	澄清石灰水变浑浊	则滤液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3

【反思与评价】
（1）根据丙同学的结论，NaHCO₃溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是     。
（2）甲同学进一步实验，确定了滤液中的溶质是Na₂CO₃和NaOH。其实验方案是     。

某化学兴趣小组的同学欲通过化学实验证明“质量守恒定律”，确定以“稀盐酸与碳酸钙反应”为研究对象，设计的实验装罝如图所示。

（1）根据实验目的，小明应该测量的数据是             （填“只有反应前”、“只有反应后”、“反应前、后”之一）整个反应装置（包括锥形瓶、气球和药品）的质量。
（2）实验步骤如下：
①按如图方式放好仪器，使天平平衡，记录称量数据。
②将小试管中的稀盐酸全部倒入烧杯中，观察到烧杯剧烈反应，并有              冒出。
③当反应结束时，同学们发现天平的指针偏向右边。同学们又重新称量，记录了数据。他们感到困惑：其他操作均正常，实验现象与数据为何与预测结果不符？请你帮他们分析导致天平不平衡的原因是                                                             。
（3）同学们经过讨论，意识到了自己所犯的错误，有         生成或参与的化学反应必须在          装置内进行，才能正确验证质量守恒定律。于是他们对实验装置进行了重新设计，如下图所示：

实验步骤如下：
①按如图方式放好仪器，使天平平衡，记录称量数据。
②将碳酸钙粉末全部倒入到锥形瓶中，观察现象。
③当反应结束后，气球完全鼓起，他们发现天平的指针仍然偏向右边，你认为出现该实验现象的合理解释最应该是下列各项中的      （填序号）。

A．该反应前后原子的种类、数目变少

B．该反应生成物的总质量小于反应物的总质量

C．空气的浮力作用干扰了实验结果

D．生成气体的反应不遵守质量守恒定律

若不考虑该因素的影响，该反应是否遵循质量守恒定律？         （填“是”或“否”），请从微观方面说明原因                                                            。

某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠（Na₂O₂）固体的成分进行探究。
【查阅资料】
（1）Na₂O₂化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应，相关化学方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑ ； 2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂。
（2）Na₂CO₃溶液与中性的CaCl₂溶液能发生复分解反应。
【猜想】
Ⅰ：固体为Na₂O₂、NaOH、Na₂CO₃的混合物
Ⅱ：固体为NaOH和Na₂CO₃的混合物
Ⅲ：固体为NaOH
Ⅳ：固体为Na₂CO₃
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量固体于试管中，加水振荡，直至完全溶解。	无气泡产生
②取少量①中的溶液于试管中，滴加CaCl2溶液。		证明有Na2CO3存在
③		证明有NaOH存在
综合以上实验现象，说明猜想             是成立的。

【反思评价】固体Na₂O₂应           保存。

在学习盐的性质时，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研究．

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CaCl₂．
【收集资料】CaCl₂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，向其中滴加		猜想①正确，碳酸钠与其反应的化学方程式为

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Na₂CO₃；猜想二：        ；猜想三：NaOH
（3）【实验验证】同学们针对“猜想一”进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气体产生	“猜想一”不成立

他们的实验结论是否正确？     ，理由是                                    ．
（4）【继续探究】设计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CaCl2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
	“猜想三”成立

 

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动．以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）．
【演示实验】将一定量的稀H₂SO₄加入到盛有KOH溶液的小烧杯中．
【学生板演】该反应的化学方程式       （23）           ．
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？
【假设猜想】针对疑问，太家纷纷提出猜想．甲组同学的猜想如下：
猜想一：只有K₂SO₄             
猜想二：有K₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有K₂SO₄和KOH         
猜想四：有K₂SO₄、H₂SO₄和KOH
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的．不合理的猜想是  （24）  ．
【实验探究】（1）丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有    （25）      ．
（2）为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC1₂溶液、Na₂CO₃溶液，进行如下三个方案的探究．

实验方案	测溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对比比色卡，pH＜7	有气泡产生	产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

【得出结论】通过探究，全班同学一致确定______（26）__________是正确的．
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定．同时指出
【实验探究】（2）中存在两处明显错误，请大家反思．同学们经过反思发现了这两处错误：
（1）实验操作中的错误是         （27）         ．
（2）实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是              （28）

某同学对三种牙膏的成分和性质进行如下探究。
①测定牙膏的pH。
甲：pH=8.5  乙：pH=7.0  丙：pH=6.5能缓解牙齿酸痛的碱性牙膏是（ 33）（填“甲”、“乙”、“丙”）。
②检验牙膏中是否含有碳酸钙。
该同学用检验碳酸盐的方法检验牙膏中是否含有碳酸钙，实验记录如下。

实验步骤	实验现象	实验结论
各取三种牙膏膏体于试管中，加入适量稀盐酸。	甲、乙牙膏的表面（ 34）；丙牙膏的表面无明显现象。	甲、乙牙膏中含碳酸钙，丙牙膏中不含碳酸钙。

上述实验不够完善，还需增加的一步操作是（ 35） 。
③比较甲、乙牙膏中碳酸钙的质量分数。
【实验原理】通过测定逸出气体的质量，可计算出碳酸钙的质量分数（牙膏中其它物质不与盐酸反应）。
【实验步骤】按下图装置进行实验，记录不同时刻装置和药品的总质量，数据如下：

时间（min）	0	2	4	6	8	10	12
装置和药品总质量（g）	牙膏甲	261.0	260.0	259.3	258.8	258.5[	258.5	258.5
牙膏乙	263.0	262.4	261.9	261.4	261.0	261.0	261.0

【实验结论】（ 36）；
【实验反思】经查实，上述方法所测得的两种牙膏的碳酸钙含量均偏小（实验操作规范），导致偏小的原因可能是（ 37） 。
A.盐酸挥发     B.有水蒸气逸出    
C.装置漏气      D.锥形瓶内残留二氧化碳

有一瓶未知浓度的氢氧化钠溶液，同学们想用10%的稀盐酸来测定其溶质的质量分数。以下是两组同学的设想及做法：
①甲组同学的实验如下图所示：在烧杯中加入5g氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入10%的稀盐酸，并不断搅拌，至溶液颜色恰好变为无色为止。

请回答：
酚酞溶液的作用是   ⑿      边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是   ⒀     。
当溶液颜色恰好变为无色时，共用去了稀盐酸14.6g，则甲组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为
⒁    （写出计算过程，结果用百分数表示）。
②乙组同学的设想是：在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液，用滴管慢慢滴入10%的稀盐酸，并不断搅拌，通过用pH试纸多次测定溶液pH的办法，达到实验目的。
下列使用pH试纸的方法正确的是     ⒂     （填字母)。

A．将pH试纸剪成几段节约使用

B．将pH试纸直接插入待测液中

C．将pH试纸放在干净的表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上

D．将pH试纸润湿后放在干净的表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上

在滴加稀盐酸一段时间后，发现溶液中有少量气泡产生。他们通过进一步实验证明：该组用的这瓶氢氧化钠溶液已经部分变质。请你根据他们的实验步骤写出实验现象：

实验步骤	现 象	结 论
取少量NaOH溶液样品于试管中，先滴加足量的CaCl2溶液，然后再滴加酚酞试液。	⒃	NaOH溶液部分变质

若要除去溶液中变质生成的杂质，请简要写出实验方案      ⒄      。

某探究性活动中，甲、乙同学设计并完成了如图所示的实验。

①写出甲同学实验中发生反应的化学方程式                   。
②反应结束后，甲、乙同学把废液倒入同一废液缸中，观察到废液缸中产生少量的气泡，最终有白色沉淀生成。请回答以下问题：
（I）废液缸中最终生成的白色沉淀是                     。
（II）甲同学实验后的废液中一定含有的物质是                        。
③丙同学从实验②的废液缸中取出废液，过滤，对滤液进行了探究。请你帮助丙同学完成以下探究方案：

探究目的	探究步骤	实验现象
	A．取少量滤液于试管中，滴加过量的稀硝酸	产生气泡
检验滤液中有NaCl	B．向实验A所得溶液中滴加	产生白色沉淀

【探究结论】该滤液中含有的溶质是碳酸钠和氯化钠。

铝制品在日常生活中应用广泛，但铝制品却不宜长时间盛放腌制食品。资料显示：“铝制品表面虽然有一层致密的氧化膜保护……氯化钠也会破坏氧化膜的结构，加速铝制品的腐蚀。”
【提出问题】氯化钠溶液中的哪一种离子对氧化膜产生了破坏作用?
【实验方案】

【反思】针对实验3，莹莹认为还应增做一个对比实验，她的方案是向B试管中再加入Na₂SO₄溶液，结果无明显现象。该实验可证明溶液中对氧化膜不产生破坏作用的离子是____。
【定量计算】现有一块表面被氧化的铝片4克，放入到100克足量的稀盐酸溶液的烧杯中，待固体完全消失后，称得烧杯中剩余物的总质量为l03．7克，求该铝片中氧化铝的质量。

某研究性学习小组在验证“碱使酚酞试液变红”的实验时，发现一个意外现象：将酚酞试液滴人某NaOH溶液中，溶液变成了红色，可是过一会儿红色却消失了。
【提出问题】是什么原因导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色？
【猜想与假设】他们分别对这种意外现象作如下猜想：
甲同学：可能是酚酞与O₂发生了反应；
乙同学：可能是NaOH溶液与空气中的CO₂发生了反应；
丙同学：可能与NaOH溶液浓度大小有关；
你认为可能还与_________________________________有关（写一条即可）。
【设计实验】三位同学分别设计实验验证自己的猜想：
（1）甲同学设计了如下实验，请你填写下表。

实验步骤	设计这一步骤的目的	实验现象	实验结论
1．将NaOH溶液加热煮沸		溶液变红，过一会儿红色消失	甲同学猜想___________（填“正确”或不正确”）
2．向冷却后的溶液中滴人酚酞，并滴一些植物油在其上方

 
（2）乙同学设计如图装置进行实验，一段时间后，试管中溶液的红色褪去，于是认定自己的猜想正确。请写出CO₂与NaOH溶液反应的化学方程式：________________________。甲同学认为乙同学的实验不够严谨，理由是________________________。

（3）丙同学使用了色度传感器测溶液的颜色。他在a、b、c三个比色皿中分别加入等量5%、10%、20%的NaOH1溶液，然后各滴加2滴酚酞试液。溶液颜色的变化曲线如图[说明：溶液无色时色度值（透过率）为100%]。请你观察下图回答问题。①写出两条规律性结论：___________________________________________________；
___________________________________________________。

②推测5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞试液后褪为无色的时间约为
A．小于30s
B．30-90s
C．90-140s
D．140-180s
E．180-280s
F．大于280s

红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示．同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究．

品名：504双吸剂 成分：铁粉、生石灰等

【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃．久置固体中可能含有Ca（OH）₂的原因是（用化学方程式表示）                 ．
【实验探究1】
甲同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液	固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不容物，溶液变红．	固体中一定含有 和氢氧化钙．
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的     ．	固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液．	固体中一定含有     ， 一定不含Fe2O3
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中		固体中一定含有CaCO3

【实验质疑】
（1）乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca（OH）₂的结论，理由是                  ．
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是                     ．
【实验探究2】
乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：

（1）③中反应的化学方程式是               ．
（2）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有     ，仍有一种物质不能确定，该物质是     ．
（3）乙、丙同学又经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g，滤渣B中CaCO₃的质量为1.0g，滤渣C的质量为1.0g．
【实验结论】综合上述实验及所给数据，久置固体的成分是              ．

化学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。为进一步探究各成分的含量，他们称取了13．6g固体样品，用图1所示的装置继续实验，测定的部分数据如图2所示。

【实验步骤】
（1）按上图连接装置，并检查装置气密性。称取13．6g样品，放入硬质玻璃管中；
（2）先通一段时间CO，再点燃酒精喷灯；
（3）待反应结束，熄灭酒精喷灯，再缓缓同入一段时间CO；
（4）冷却至室温，称取硬质玻璃管中固体质量
（5）测定澄清石灰水较反应前增重4．4g
反应前先通CO的目的                 ；硬质玻璃管中发生反应的化学方程式          ；广口瓶中观察到的现象                                 。
【数据处理】
请你根据有关数据，计算样品中氧化铁的质量分数。（请在答题纸上写出完整的解题步骤）
【问题讨论】
（1）有同学不赞同使用步骤（5）中的数据，原因是                      。
（2）从环境保护的角度，请你提出一个实验改进的措施                   。

如图为用镀锌铁片制成的日常用品。镀锌铁是指通过镀锌工艺在铁皮上进行镀锌而制成的一种产品，热镀锌产品广泛用于建筑、家电、车船、容器制造业、机电业等，几乎涉及衣食住行各个领域。为测定铁片镀锌层的厚度实验过程如下。

【实验步骤】
（1）剪取一片镀锌铁片，量得长度=2．0 cm，宽度=l．9 cm。
（2）用电子天平称量质量0．857g。
（3）实验中需要溶质质量分数为10％的稀盐酸200 mL（密度=1．05g／mL），需要量取溶质质量分数为37％的浓盐酸（密度=1．18g／mL）____（保留至小数点后1位）mL，然后稀释。
（4）将镀锌铁片放入溶质质量分数为10％盐酸中。当观察到_______，可以判断镀锌层恰好反应。
（5）将溶液中的铁片取出清洗、擦干、烘干后用电子天平称量质量0．837g。
【计算结果】
（1）铁片镀锌层的质量有____g。
（2）已知锌的密度7．1g／cm³，计算出铁片镀锌层厚度mm。
【实验反思】
实际计算结果偏大，同学们分析，这是因为很难通过观察现象判断镀锌层恰好反应，造成镀锌铁片浸泡在盐酸中时间____（填“偏长”或“偏短”）。
【实验改进】

资料卡片：如图甲所示，两种金属活动性不同的金属放入酸、碱、盐溶液中，会有电子的流动，从而产生电流。
将上述实验改进成如图乙的装置，当观察到____，此时锌层恰好反应。

某小组同学利用如图所示装置探究铁生锈的条件（铁锈可视为Fe₂O₃·nH₂O），其中C、D的分液漏斗中为足量且浓度和体积均相同的稀盐酸。

（1）步骤一：关闭K₂和K₃，打开K₁，A中反应的化学方程式是    ，B中所盛放的试剂是    。对比铁丝表面的变化，能够说明铁生锈与水有关的是装置     （填C、D或E，下同），能够说明铁生锈的快慢与氧气浓度有关的是装置        。
（2）步骤二：关闭K₁，打开K₂和K₃，将装置C、D中分液漏斗内的稀盐酸同时全部注入广口瓶中，C中发生的化学反应方程式为     ，充分反应后D的溶液中一定含有   （填化学式）。