初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

在研究酸和碱的化学性质时，某小组想证明稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应，试与他们一起完成实验方案的设计，实施和评价，并得出有关结论．
（1）探究稀硫酸与氢氧化钠溶液的反应：
当滴入几滴酚酞试液后，溶液由无色变为     色，根据上述实验中颜色变化，可确定稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了化学变化，反应的化学方程式为：               ．
（2）探究上述稀硫酸与氢氧化钠溶液反应后烧杯中的硫酸是否过量：
根据上述反应过程中溶液变成无色，不能确定稀硫酸是否过量，同学们又分别选取氯化钡溶液、紫色石蕊试液设计实验方案，请你判断并分析：

实验方案	实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	取样，滴入适量的氯化钡溶液	出现白色沉淀	稀硫酸过量
方案二	取样，滴入几滴紫色石蕊试液	溶液变红	稀硫酸过量

上述设计的实验方案中，正确的是      （填“方案一”或“方案二”）
另外一个实验方案错误的原因是                                             ；
请你设计一个确定稀硫酸是否过量的实验方案，你选用的药品是     ，实验现象及结论是        ．

某研究性学习小组查阅资料获得以下信息：
①钾、钙、钠等活泼金属能和冷水发生反应，且能在CO₂气体中燃烧。
②氧化钠和水反应生成氢氧化钠。
该小组同学将钠置于充满CO₂的集气瓶中进行燃烧，反应后集气瓶内有黑色固体和白色固体生成。
（1）若钠着火，可以选用的灭火物质是    （填字母序号）。

A．水

B．泡沫灭火剂

C．干沙土

D．二氧化碳

（2）该小组同学经分析得知，白色固体中不可能有NaOH，原因是    。他们对白色物质的成分进一步进行讨论并提出了如下假设：
Ⅰ．白色物质是Na₂O            
Ⅱ．白色物质是Na₂CO₃
Ⅲ．白色物质还可能是    。
（3）为确定瓶壁上白色物质的成分，该小组进行了如下实验：

实验步骤	实验现象
取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡	样品全部溶于水
向上述所得溶液中加入过量的CaCl2溶液，静置	出现白色沉淀
取静置后的上层清液于试管中，滴加无色酚酞溶液	无明显现象

①通过对上述实验的分析，你认为上述三个假设中，    （填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）成立。
②钠在CO₂中燃烧的化学方程式为    。

某小组同学利用如图所示装置探究铁生锈的条件，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    和    （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    和    。
（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，两个广口瓶中现象的不同点是：①    ；②    ，由此也可以判断铁丝生锈情况。C中反应的化学方程式是     。
（3）温度会影响铁生锈的快慢，请设计实验加以证明：     。

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，迅速塞紧瓶塞．装置如图5 , 观察到量筒内水沿导管慢慢进入净容积为146 mL的广口瓶。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不再变化时读数。记录量筒起始和最终的读数以及所需时间如下表。


（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）实验后滤纸包中生成的新物质主要成分的化学式：   。
（4）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，填写实验③的样品组成：   。
（5）小明认为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   （得数保留小数点后3位）。
（6）为进一步验证（5）小题的实验结果，现仅提供：量筒、大烧杯、玻璃棒、水、滤纸包（内含铁粉、碳、水和NaCl），请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积含量的实验方案（可画简图表示）。

科学探究是奇妙的过程，再一次实验中小文不小心把硫酸铁溶液滴加到了盛有5％H ₂ O ₂ 的溶液的试管中,立即有大量的气泡产生．硫酸铁溶液中含有三种粒子(H₂O、SO₄^2-、Fe³⁺),小文想知道硫酸铁溶液中的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快．请你和小文一起通过下图所示的三个实验完成这次探究活动,并填写空白．

（1）你认为最不可能的是哪一种粒子________,理由是                             ．
（2）检验实验产生的气体是否是氧气的方法是                           ．
（3）在实验②中加入稀硫酸后,无明显变化,说明________不起催化作用；
（4）小明如果要确定硫酸铁是催化剂,还须通过实验确认它在化学反应前后______________．
（5）经证明硫酸铁是过氧化氢分解的催化剂，写出硫酸铁催化过氧化氢分解的化学方程式____________．
注意：若答对（6）小题奖励4分，但化学试卷总分不超过60分。
（6）小华通过实验发现，硫酸铁溶液的浓度也会影响过氧化氢分解的速率，常温下，他在a,b,c,三个试管中分别加入等量5%过氧化氢的溶液，在其他条件相同时，各滴2滴5%、10%、20%的硫酸铁溶液。根据实验数据绘制了产生的氧气体积和时间变化的曲线如图。请你观察右图回答问题。
①写出两条规律性结论：____________。
②若实验中所得的曲线如图中虚线所示，请推测其中可能的原因____________。

某研究性学习小组在实验中发现：不仅碱溶液可以使酚酞试液变红，Na₂CO₃溶液也能使酚酞试液变红。碱溶液可以使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出了OH^-，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子可以使酚酞试液变红呢？他们设计了如图三个实验，请你和他们一起探究并完成下列问题：

（1）实验Ⅰ是为了
（2）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是探究水分子是否能使酚酞试液变红，小组内有同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为他们的理由是                               ；
（3）实验Ⅲ滴入Na₂CO₃溶液，振荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再逐滴滴入过量的CaCl₂溶液，红色逐渐消失，同时还观察到生成          ，反应的化学方程式______________________________。由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：CO₃^2-可以使酚酞试液变红；
（4）小组同学在与老师交流上述结论时，老师说：“其实Na₂CO₃溶液能使酚酞试液变红也是由于溶液中存在OH^-”。你认为Na₂CO₃溶液中存在OH^-的原因是________________________。

（每空2分，共14分）为了鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液，同学们进行了探究实验，分别取两种溶液于两支试管中，各滴入一定量的氯化钡溶液，观察到一支试管中出现白色浑浊，实验结束后，同学们将废液倒入同一个干净的烧杯中，发现废液变浑浊，同学们对废液进行了过滤，并对滤液的成分进行了探究．
【提出问题】滤液中除水外还含有那些物质？
【猜想】A．可能含有氢氧化钠、氯化钠和碳酸钠  
B．可能含有氢氧化钠、氯化钠
C．可能含有氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠和氯化钡
你认为还可能是                            （写出一种猜想）
【讨论】你认为猜想     不合理（填字母），请说明理由                      ．
【实验设计】设计一个简单的实验，证明你的猜想正确．

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，		猜想正确

【反思交流】写出碳酸钠与氯化钡反应的化学方程式                      ，在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑                  ．

实验课上，同学们用石蕊试液测定溶液的酸碱性。甲组的药品是稀盐酸和氢氧化钠溶液、乙组的药品是石灰水和碳酸钠溶液。实验后进行废液处理，甲组同学将两支试管中的液体倒入烧杯A中，混合液显蓝色；乙组同学将两支试管中的液体倒入烧杯B中，最终两组同学将A中的溶液和B中的上层清液倒入烧杯C中。
（1）甲组同学的实验中，向         中滴加石蕊试液后，溶液颜色为红色。
（2）甲组同学将两支试管中的液体混合后，烧杯A中一定含有的溶质是          。
A．HCl                B．NaOH                   C．NaCl
同学们对烧杯C中的废液成分进行如下探究：
【猜想与假设】通过分析上述实验现象，烧杯C中的废液除石蕊和水外，其组成可能为：
猜想1：NaCl、NaOH
猜想2：NaCl、NaOH、      
猜想3 ：NaCl、NaOH、      
【设计与实验】设计实验验证猜想2：

操作方法	实验现象	实验结论
		猜想2成立

（4）最后，向烧杯C中加入                     ，实现了此次实验中废液的绿色排放（溶液呈中性）。

化学兴趣小组的同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，小组内小明同学认为有两种可能：
猜想1：该溶液没有变质     
猜想2：该溶液全部变质
（1）小组同学讨论后认为还有一种可能，请你补充出猜想3：           。
（2）小润同学取少量溶液于试管中，滴入2滴稀盐酸，没有气泡产生，小润认为该溶液没有变质，小军认为小润的说法有错，其原因是：______________________________。
（3）小军同学取少量溶液于试管中，加入过量Ba(OH)₂溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式              。而后小军向上述滤液中滴加几滴无色酚酞溶液，酚酞溶液变红，小军认为猜想3正确，你认为他的判断是否正确_______(填“正确” 或“不正确”)，理由是________________________。
（4）为了验证猜想3，小红同学设计了如下实验方案，请你帮他完成实验报告的填写

实验步骤	实验现象	结论
1．取样，             ，过滤	产生白色沉淀	猜想3成立
2．向上述滤液中滴加几滴无色酚酞溶液	酚酞溶液变______

【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)           。

铬(Cr)是重要的金属材料，越来越受到人们的关注。某化学兴趣小组对Cr、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究，过程如下：
【提出假设】对三种金属的活动性顺序提出三种可能的假设:
a．Al>Cr>Cu        b．Cr>Al>Cu          c．      （1）
【设计实验】同温下，取大小相同的打磨过的金属薄片，分别投入到等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录如下：

金属	Cr	Al	Cu
与盐酸反应的现象	气泡产生缓慢，金属逐渐溶解	气泡产生剧烈，金属迅速溶解	无气泡产生，金属无变化

【控制实验条件】打磨三种金属的目的是     （2）     ；
【得出结论】原假设中正确的是    （3）     (填假设中a、b或c)。写出铬(铬与盐酸反应后显+2价)与盐酸反应的化学方程式                      （4）                  。
【结论应用】根据探究结果，在CuCl₂和AlCl₃的混合液中加入一定量的金属铬，充分反应后过滤．向滤出的固体中加入盐酸，无明显现象，则滤液中一定有的物质是            （5）             。

小王同学在厨房中发现一袋白色粉末状的食用物，包装袋上表示的化学成分字迹不清，于是他带到实验室探究其成分。（填空每空1分，计算3分，计9分）
【猜想与假设】猜想1.可能是淀粉（不溶） 
猜想2.可能是纯碱
猜想3.可能是食盐
猜想4.可能是            (俗称小苏打)
【查阅资料】小苏打溶液显碱性，与氯化钡溶液不反应，淀粉不溶解于水中
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取样，溶于适量的水	形成无色溶液	猜想        不成立
（2）取少量品尝	有涩味	不是
（3）向（1）的溶液中滴加酚酞试液	溶液变红	是纯碱

小华认为，实验（3）结论不准确，原因是                                   。小华进行了如下实验：取28g所配溶液与50.2g氯化钡溶液混合，两种物质恰好完全反应。立即出现         ，由此他知道了该白色粉末是何物。过滤，所得滤液质量为58.5g，试计算：
（4）反应后生成的沉淀质量为         克。
（5）所得滤液中溶质的质量分数为多少？

现实验室有一瓶久置的NaOH溶液，为检验其是否变质，溶液中的溶质是什么，九（5）班同学设计实验并进行验证。
【提出问题】待测液中的溶质是什么？
（1）请你用化学方程式写出NaOH溶液变质的原因：
【提出猜想】
（2）猜想一：NaOH，猜想二：Na₂CO₃，猜想三：
【设计方案】
（3）实验方案（一）：取少量待测溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞溶液，若溶液变红，则说明该待测溶液没有变质，猜想一正确。
请你判断该方案是否合理           ，理由是
实验方案（二）：取少量待测溶液于试管中，向其中滴加几滴稀盐酸，若溶液中没有出现气泡，则说明该待测溶液没有变质了，猜想一正确。小陈同学认为该结论不合理，请你想一想他的理由                                              。
实验方案（三）：取少量待测溶液于试管中，先向其中加入足量的澄清石灰水，再加入无色酚酞，若观察到先有白色沉淀产生，后溶液变红的现象，则说明猜想三正确。请你写出发生的方程式            。小刘同学提出异议，原因是                         。
实验方案（四）：取少量待测溶液于试管中，先向其中加入足量的BaCl₂溶液，再加入无色酚酞，
若观察到                             现象，则说明猜想三正确。
【实验结论】该溶液为部分变质的NaOH溶液。
【反思交流】CO₂与NaOH溶液反应没有明显现象，除了选用试剂验证产物碳酸钠的存在能证明两者可以反应外，是否有其他办法证明两者反应呢？
（4）下列四种实验设计，实验中其现象不足以说明CO₂与NaOH溶液发生了反应的是

同学们在学完酸的化学性质后，做了如下实验：

同学们观察到A试管中有（1）          现象。
实验结束，同学们依次将A、B试管中的废液缓慢倒入同一洁净的废液缸中，观察到废液显红色。
为了科学处理实验后产生的废液，同学们决定对废液缸中废液的溶质成分（不考虑石蕊）进行探究。
【查阅资料】钡离子有毒。
【提出问题】最终废液中含有什么溶质？
【猜想与假设】甲同学猜想：废液中只含有HCl [来一种溶质。
乙同学猜想：废液中含有HCl、BaCl₂两种溶质。
丙同学的猜想：（2）                   。
【表达与交流】甲同学猜想的理由是（3）__________________________________。
【活动与探究】同学们为了验证以上猜想，继续进行实验：
甲同学：取少量废液于试管中，滴加少量的氯化钡溶液，未观察到明显现象。
乙同学：取少量废液于试管中，滴加少量的碳酸钠溶液，看到产生气泡。
丙同学：取少量废液于试管中，滴加少量的硫酸钠溶液，看到产生白色沉淀。
【结论与应用】通过分析甲、乙、丙三位同学们的实验及现象，最终确认（4）   （填甲、乙、丙）猜想正确，你认为处理该废液的方法是（5）                 。

过氧化钠(Na₂O₂）可用作呼吸面具的供氧剂.实验室有一瓶放置较长时间的过氧化钠样品，某研究小组对其成分和性质进行了如下探究.
【查阅资料】过氧化钠能与空气中水和二氧化碳反应生成氧气:
2Na₂O₂ +2H₂O=4NaOH+O₂↑,  2Na₂O₂+2CO₂==2Na₂CO₃+O₂.
【提出问题】过氧化钠是否变质?
【猜想与假设】假设1:过氧化钠未变质；
假设2:过氧化钠部分变质；
假设3:过氧化钠全部变质.
【实验探究】

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	取部分固体于试管中，加人足量的水，在试管口播人带火星的木条;	固体完全溶解，木条复然	假设____ 不成立
②	取少量①中溶液于试管中，滴加足量的__ ____，振荡.	有气泡生成	假设2成立

【提出新问题】部分变质的过氧化钠中是否含有氢氧化钠？
【实验探究】实验③:取少量①中溶液于试管中，加人足量的氯化钙溶液，有白色沉淀生成，静置，向上层清液中滴加2滴无色酚酞试液，溶液变红.
【定性分析】（1）由实验③可以确定①中溶液含有的溶质是___________(填化学式)；实验③中所发生的化学方程式为：_____________________
（2）小明认为，由上述实验无法确定原固体样品中是否含有氢氧化钠，理由是_______。
【反思与提高】过氧化钠长期暴露在空气中，最终会变质为______（填化学式）

将一定量的碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合，过滤反应后的混合物。某研究小组的同学们欲探究滤液中溶质的组成。请你一同参与探究并回答有关问题：
【查阅资料】碳酸钠溶液显碱性；氯化钠、氯化钡溶液显中性。
请你写出碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应的化学方程式                                。
【提出猜想】
猜想1：滤液中溶质是NaCl；
猜想2：滤液中溶质是NaCl和       （填化学式）的混合物；
猜想3：滤液中溶质是NaCl和Na₂ CO₃的混合物。
【实验探究】
（1）取少量滤液于试管中，滴加几滴无色酚酞试液，振荡，无明显现象。同学们认为猜想不成立。
（2）另取少量滤液于另一支试管中，滴加碳酸钠溶液，若有    （填实验现象）证明猜想2成立。
【问题讨论】
（1）甲同学认为要证明猜想2成立也可以改用硫酸钠溶液。你认为甲同学   （填“能”或“不能”）达到实验目的。
（2）乙同学认为要证明猜想2成立也可以改用硝酸银溶液。你认为乙同学   （“能”或“不能”）达到实验目的。