初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有那些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：全部是NaOH     猜想Ⅱ：已完全变质，该样品中只含Na₂CO₃；
猜想Ⅲ：部分变质，该样品中含有        ①    。
【查阅资料】CO₂在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。
【实验探究1】为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。

实验操作	实验现象	实验结论
1）取少量样品溶于水，加入 ②	白色沉淀产生	该反应的化学方程式：③   氢氧化钠已经变质
2）将上述反应后的混合物过滤，取滤液加入④	⑤	证明猜想Ⅲ正确

回答下列问题
（1）实验室中，氢氧化钠固体应怎样保存?  ⑥   
（2）用酚酞试液  ⑦   (填“能”或“不能”)检验氢氧化钠变质。
（3）若取少量的固体溶于水， 滴加几滴稀盐酸，没有气泡产生。__⑧___(填“能”或“不能”)证明氢氧化钠固体没有变质。
【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数？
【实验探究2】小红同学设计如图所示装置（铁架台略去），实验在20℃，101kPa下进行，步骤如下：

①按图连接好装置；
②检查装置气密性
③用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处；
④向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液224mL。
请回答下列问题：
（1）B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由         ⑨         
（2）试管中原有的空气对实验结果没有明显影响理由是      ⑩       
（3）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为  ⑪  （20℃，101kPa下，22.4L二氧化碳的质量为44g）
【拓展提高】已知Na₂CO₃溶液与稀硫酸反应先生成NaHCO₃，当Na₂CO₃全部转化为NaHCO₃后，生成的NaHCO₃能继续与稀硫酸反应生成CO₂。现向样品中加一定量的稀硫酸，反应后产生无色气体并得到X溶液。请分析推断反应后所得X溶液的溶质，其所有的可能组成Na₂SO₄和NaHCO₃、     ⑫  、         。

在“质量守恒定律”的教学中，老师引导同学们进行“化学反应中反应物与生成物的质量关系”的实验探究，请你参与探究并回答有关问题：

（1）如图A、B所示，将锥形瓶（反应物未接触）放在天平上，右盘加砝码使之平衡，取下锥形瓶，将锥形瓶中两种物质混合，反应完全后将锥形瓶再放回天平左盘上。
①A瓶重新放回到天平上，天平       （填“能”或“不能”）保持平衡。
②B瓶重新放回到天平上，天平能否保持平衡？          ，理由是          。
③从原子的角度分析“质量守恒定律”                                    。
（2）如上图C所示，用细线系住铜棒使之平衡，然后在铜棒一端用酒精灯加热。铜在加热的条件下，能与空气中的氧气反应生成氧化铜。
①写出铜在空气中加热的化学方程式                                  。
②加热一段时间后，铜棒                （填“能”或“不能”）保持平衡。

为粗略测定空气中SO₂的含量，某学习小组设计了如下图所示的实验装置进行实验。

【资料】
①室温下，碘的溶解度为0．029g。
②我国空气质量标准中SO₂浓度限值（mg／m³）如下表。

一级标准	二级标准	三级标准
1≤0．15	≤0．50	0 ≤0．70

③SO₂+I₂+2H₂O===H₂SO₄+2HI。
④SO₂可以使酸性KMnO₄溶液褪色。
【实验步骤】
①检查气密性；②向C装置中加入1．0 mL溶质质量分数为1．27×10“g／mL的碘水（ρ≈1.0g／mL），滴入2～3滴淀粉溶液；③打开弹簧夹____（填“a”或“b”），关闭另一个弹簧夹，抽拉注射器吸取500 mL空气，再开、闭相应弹簧夹，缓缓推气体进入C装置，重复上述操作多次。当C中溶液颜色____时，停止推动注射器的活塞；④实验数据处理。
请回答下列问题。
（1）完善步骤③的内容：_____________；____________；
（2）检查装置气密性的操作是____，若____，说明装置的气密性良好；
（3）实验时，C装置中原有蒸馏水对实验有无影响?____（填“有影响”或“无影响”）；在下列因素中，会使测定结果偏低的是____。
A．推动注射器活塞速率太快
B．长期放置的碘水溶质质量分数低于1．27×10^-6g／mL
C．抽取空气时，未抽满500 mL
（4）以下试剂可以代替C装置中碘的淀粉溶液的是____。
A．NaOH溶液      B．酸性KMnO₄溶液       C．蒸馏水        D．酚酞试液
（5）工业上吸收SO₂常用足量氨水（用NH₃·H₂O表示），生成一种相对分子质量为116的盐，反应的化学方程式为______________；还可用石灰乳[Ca（OH）₂悬浊液]吸收SO₂获得副产品石膏，请补充完整该反应方程式：2SO₂+O₂+2Ca（OH）₂+2H₂O===2________。
（6）该小组在同一地点进行了3次实验，推动活塞次数记录如下表（每次抽气为500 mL）。进行3次实验的目的是____；综合3次实验数据分析：该测定地点的空气质量属于____级标准（写出计算过程）。

实验序号	1	2	3
推动次数	19	20	21

 

通过实验对草酸（相对分子质量是90）进行如下研究。
【查阅资料】①浓硫酸常作干燥剂    ②浓NaOH溶液常用于吸收CO₂气体
③无水硫酸铜吸水后由白色变为蓝色 ④氯化钯（PdCl₂）溶液遇CO产生黑色沉淀
【实验准备】选用下列实验装置（气密性良好，部分固定装置已略去）：

【实验I】检验草酸分解的产物。

实验步骤	实验现象	实验结论及分析
（1）按A→H→E→C 连接仪器 （2）关闭K，点燃A处酒精灯	H中 E中澄清石灰水变浑浊 C中产生黑色沉淀，气球鼓起	草酸分解生成了CO2、CO和H2O ①E中反应的化学方程式是 ②C中气球的作用是

【实验II】取9 g草酸进行实验，测定生成物的质量并确定草酸的组成。

实验步骤	实验数据	实验结论及分析
（1）选择A、B、D、G装置组合进行实验 （2）鼓入过量的N2后，分别称量B、D、G的质量 （3）关闭K，点燃A、D处的酒精灯，至草酸完全分解 （4）熄灭A处酒精灯，通入过量的N2，熄灭D处酒精灯，再次分别称量B、D、G的质量	B装置增重1.8 g D装置中固体 质量减少0.8 g G装置增重4.4 g	①A、B、D、G装置的正确连接顺序是A→     →    →D ②向A中两次通入N2，其中 第二次的目的是 ③草酸的化学式是 ④反思：若用F代替B，则不能测定草酸的组成，其原因是

 

常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反虚后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是_____________
（2）探究生成的气体是什么？        
用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。
说明生成的气体是______________
（3）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】

常见铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

还查阅到 Fe₃O₄能和稀盐酸发生反应，生成金属化合物和水
【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe₃O₄；猜想二：剩余固体是_____________
【实验探究】

实验操作	实验现象及结论
	若固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe3O4．若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体是Fe与Fe3O4．

【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe₂O₃，理由是_______________________________

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                                        。小华进一步进行了如下实验，取28g所配溶液与50.2g氯化钡溶液混合，两物质签好完全反应。立即出现         ，由此他知道了该白色粉末是何物。过滤，所得滤液的质量为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？

小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔产生了兴趣，他确定了“探究鳔内气体体积和成分”作为研究性学习的课题。小明通过查阅有关资料获知：这种鱼鳔内氧气约占1/4，其余主要是二氧化碳（二氧化碳能溶于水）和氮气。探究分两步进行。
（1）测量鳔内气体体积。小明设计了两种方法:
A．用医用注射器抽取鳔内气体，测量其体积；
B．在水下剌破鳔，用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积（如图）。
你认为两种方法中合理的是                     ；

（2）探究鳔内气体的成分。给你两集气瓶的鳔内气体，请你帮助他设计实验验证假设。

验证	方 法	现 象
鳔内含O2
鳔内含CO2

 

在学习过程中，小明同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO₂，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？”
［猜想］碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO₂；②既有CO，又有CO₂；③只有CO。
［查阅资料］浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO₂无变化，但遇到微量CO会立即变成蓝色。
［方案设计］通过上述资料和已有知识，小明初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄清石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检验。根据小明的设想，请你填空：
（1）若试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则只有CO₂；
（2）若试纸变成蓝色，澄清石灰水变浑浊，则既有CO，又有CO₂；
（3）若试纸_____________，澄清石灰水_____________，则只有CO。
［实验验证］经过思考之后，小明设计了下图实验装置：

实验步骤：（1）打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N₂；
（2）关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
［结论］小明通过分析实验现象，确认猜想②是正确的，请你写出装置C中发生反应的化学方程式：_______________            ____________________________；
［反思与评价］（1）该实验开始前通一会儿N₂的目的是：_______________________；
（2）请从环保的角度分析该实验装置中的不完善之处_____________________________。

某气体由H₂、CO中的一种或两种组成，某学校化学兴趣小组对该气体的组成
进行探究。
【猜 想】① 气体中只有H₂；② 气体中只有CO；③ 气体中既有H₂，又有CO．
【查阅资料】白色无水硫酸铜遇水会变蓝色。
【实验设计】通过上述资料和已有化学知识，设计了以下装置进行实验。

根据以上设计，请完成填空：
（1）若无水硫酸铜变蓝色，石灰水不变浑浊，则猜想①正确。
（2）若无水硫酸铜               ，石灰水               ，则猜想②正确。
（3）若无水硫酸铜               ，石灰水               ，则猜想③正确。
【实验步骤】
①打开弹簧夹，先通一会儿气体；②关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
【实验结论】
通过对实验现象进行分析，确认猜想③正确。
实验过程中，玻璃管中的现象是                                            ；
请写出装置C中发生反应的化学方程式                                     。
【反思与评价】
（1）该实验开始通一会儿气体的目的是                                       。
（2）从环保的角度分析该实验装置的不完善之处是                             。
（3）该实验装置中，若将装置B、装置C对调，将(填“能”或“不能”)得到正确结论，原因是                                                     。

(8分)小聪同学家新换了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬（Cr）与常见金属铁、铜的活动性强弱，邀请你一同参加。
【作出猜想】
猜想一：Cr>Fe>Cu；猜想二：Fe>Cu>Cr；猜想三：你的猜想是                       。
【查阅资料】
铬是银白色有光泽的金属，在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（CrSO₄）溶液。
【设计与实验】
小聪同学取大小相等的三种金属片，用砂纸打磨光亮，分别放入等量的同种稀硫酸。

【结论与解释】
（1）小聪得到的结论是猜想      正确。
（2）实验前用砂纸打磨金属片的目的是                                        。
【知识运用】
将铬片投入FeSO₄溶液中，反应        （填“能”或“不能”）进行。若能进行，请你写出反应的化学方程式                                                  。

早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：

（1）写出CO还原Fe₂O₃的化学方程式                           ；
（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是               ；
（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是                     ；实验时，应先点燃第     个酒精灯。
（4）某同学用此图进行实验，开始时玻璃管中产生了黑色粉末，但过了一会儿，黑色粉末又变为了红色。出现这种现象的原因               

某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时，发现将生锈的铁钉放到过氧化氢溶液中，也可以加快过氧化氢的分解速率．于是，他们对此展开探究：
【提出问题】生锈的铁钉中，哪种物质能做H₂O₂分解的催化剂？与二氧化锰相比哪种物质更适合H₂O₂做分解的催化剂？
【提出猜想】猜想一：林菲同学：铁钉表面的Fe₂O₃是H₂0₂溶液分解反应的催化剂。
猜想二：小华同学：铁钉中的铁是H₂0₂分解的催化剂。

实验编号	操作步骤	实验现象
实验1	将带火星的木条伸入盛有10mL 5%的H2O2溶液的试管内，观察现象	木条不复燃
实验2	在盛有1克Fe2O3固体的试管中加入10mL5%的H2O2溶液，再将带火星的木条伸入试管内，观察现象．	有大量气泡产生，带火星的木条复燃
实验3	在盛有1克_____     的试管中加入10mL 5%的H2O2溶液，再将带火星的木条伸入试管内，观察现象．	木条不复燃

【分析与结论】
（1）设计“实验1”的目的是_____                                        。
（2）由上述实验可知，猜想____错误。实验（2）反应的化学方程式为_____                      
（3）同学们讨论后认为，林菲同学的“实验2”还不能够确切的证明氧化铁就是过氧化氢分解制取氧
气的催化剂，理由是：_____                                            。
（4）小华通过仔细观察发现“实验3”中一直没有变化的试管，过了一段时间后试管中也出现了气体，小华觉得很奇怪，你能猜想其中的原因吗？                               （ 如果你能正确回答下列问题，你将得到4分奖励，但本卷总分不超过60分)
（5)请设计实验探究Fe₂O₃和MnO₂，哪种物质更适合做H₂O₂分解的催化剂？__________

某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。
（1）写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：                                       。
（2）探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端 管口点燃，也有火焰产生（如图所示）。

由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由       （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。
（3）探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？
【查阅资料】

物质	熔点╱℃	沸点╱℃	燃烧时温度╱℃
石蜡	50∽70	300∽550	约600
铁	1535	2750	约1800
钠	97.8	883	约1400

由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其       （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。由此推测：钠在燃烧时，          （填“有”或“没有”）火焰产生。
（4）木炭在氧气中燃烧没有火焰，其原因可能是                                 。

化学兴趣小组的同学用下图所示实验装置探究气体制取，请回答下列问题

（1）图中e、f仪器的名称：e             ，f                。
（2）用高锰酸钾制氧气，选用的发生装置A还需要改进地方是                      。
（3）用块状石灰石固体和稀盐酸溶液常温下制取二氧化碳气体时，用C装置（多孔隔板上方用来放块状固体）代替B装置的优点是                                          。
观察图C装置，气体制取处于   （填“发生”或“停止”）中，该反应方程式为               。若用D装置来收集生成的二氧化碳，气体应从         （填g或h）通入。
（4）实验室里用双氧水和二氧化锰反应制氧气，该实验       （填“能”或“不能”）选用C装置来控制反应发生或停止。

通过比较相同时间内产生氧气的体积可探究影响过氧化氢分解速率的因素。
（1）用以下装置进行实验并绘制曲线如图。

根据上图信息可知，该因素对过氧化氢分解速率的影响是             。
（2）探究温度及催化剂质量的影响。请补填实验V中的数据。

实验编号	温度	催化剂	过氧化氢溶液的质量及浓度
实验Ⅲ	50℃	1g二氧化锰	10g，3%
实验Ⅳ	25℃	2g二氧化锰	10g，3%
实验Ⅴ			10g，3%

（3）溶液酸碱性对过氧化氢的分解速率也有影响。
①分析下图，可得出的结论是                         。

②资料表明：过氧化钡（）与硫酸（）溶液反应可用来制取，同时生成一种白色沉淀硫酸钡（），该反应的化学方程式为              ；从反应后的混合物中除去硫酸钡沉淀的实验操作是              ；根据①中结论可知，利用上述反应制取时，所加硫酸的量应       （填“少量”或“过量”）。