初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

为探究碳及其氧化物的某些性质，用以下装置进行实验。（B、D装置内药品均足量）

①写出装置C中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式   (10)   。
②E处点燃尾气的目的是    (11)   。
③实验中，装置B、D中均可观察到的现象为   (12)  ，但它们在功能上有区别，装置B的作用是   (13) 。
④实验过程中，能体现一氧化碳的化学性质是   (14)  （从A~E中选填）处发生的反应。

通过学习我们知道，在化学变化中物质发生了改变，但质量是否改变了呢?为此某校甲、乙两个兴趣小组对这个问题进行了探究，过程如下：
【提出问题】参加反应的反应物总质量与生成物总质量是否相等
【实验方案】甲、乙两个兴趣小组分别设计了如图所示的实验

【进行实验】如图所示，甲小组把盛有适量溶液的小试管放入盛有CuSO₄溶液盼烧杯中，乙小组把盛有适量H₂O₂溶液的小试管放入盛有MnO₂的烧杯中；然后将烧杯放到天平上调至平衡；接着取下烧杯并将其倾斜，使物质混合发生反应，待反应后再把烧杯放到天平上，观察天平是否平衡。
【实验现象】反应后，甲小组的天平指针指向刻度盘的   (填“左边”、“右边”或“中间”)，乙小组的天平指针指向刻度盘的右边。
【解释与结论】甲小组的结论为：                            ，化学方程式为
。乙小组的指针偏向右边是因为              。
【反思与与评】比较两个小组的实验设计，你得到的启发是                  。

Ⅰ.某研究性学习小组的同学学习了二氧化碳的性质后，对二氧化碳溶于水的过程，有没有发生化学变化？提出实验改进：用如图所示装置进行实验，验证二氧化碳能与水反应（已知氮气的密度小于空气的密度），

操作为：①从a端通入二氧化碳    ②从分液漏斗中滴加适量水   
③将石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中  ④从b端通入氮气
实验操作顺序最合理的是___，发生变化的化学方程式为：     。
Ⅱ.另一小组在课外活动时对“二氧化硫能否与水反应生成酸”进行了实验探究。请你参与他们的探究活动，并回答有关问题。

[查阅资料]常温下二氧化硫是一种无色气体，易溶于水。
[假   设]二氧化硫能与水反应生成酸。
[设计实验](1)小雨同学将二氧化硫气体通入紫色石蕊试液中，观察溶液颜色的变化。他认为，若紫色石蕊试液变   色，则证明假设成立。
(2)小涛同学认为小雨同学的实验方案不严密。小涛同学用紫色石蕊试液将白色滤纸染成紫色，干燥后做成三朵紫色的小花，然后按下列图示进行实验，在(I)、(Ⅱ)、(Ⅲ)中分别观察到变色和不变色的两种现象。
小涛同学认为，若   (填序号)中的紫色小花变色，则证明假设成立。
[交流反思]小明同学对小涛同学的实验方案提出了质疑，他认为上述实验还不足以证明“二氧化硫和水反应生成了酸”，其理由是   。三位同学讨论后补充了一个实验，使探究活动获得了成功，你认为这个实验应该是   (简述实验步骤和现象)。
[结   论]通过上述实验得出：二氧化硫能与水反应生成酸。

(4分) 煤是目前人类使用的最主要燃料。工业上，煤炭燃烧前进行粉碎的目的是增大煤与空气（或氧气）的接触面积。煤隔绝空气加强热得到的焦炭，是冶铁的重要原料。为了测定某赤铁矿中氧化铁的质量分数，化学兴趣小组的同学设计了两种实验方案（假设该赤铁矿中的杂质既不溶于水，也不发生反应）。
方案I 取8.00g赤铁矿粉，加入足量稀硫酸，完全反应后过滤，得到1.60g滤渣．则赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为     ．
方案Ⅱ如图所示，取8.00g赤铁矿粉与过量的焦炭粉混合后加强热，充分反应．测得氢氧化钠溶液反应前后质量增加了1.32g．如果产生的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收，根据所学反应3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂计算，赤铁矿粉中氧化铁的质量分数为     ．

【实验反思】方案Ⅱ中硬质玻璃管内原有的空气对实验结果有影响，
这会导致测出的氧化铁的质量分数      （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
【实验分析】方案I测出的氧化铁的质量分数明显大于方案Ⅱ测出的结果，可能的原因是____（写出一种即可）．

随着对“火”的认识和使用，人类能够更好地改造自然、改善生活．

（1）如图1所示，古人“钻木取火”过程中，快速搓动木棍使底部的干草着火，从“燃烧条件”分析：“钻木”为干草燃烧提供的条件是               ；
（2）形状大小相同的木炭在下列气体中燃烧的现象如表所示，回答问题：

不同气体中	在空气中	在氧气中	在臭氧中
实验现象	红热	剧烈燃烧	非常剧烈地燃烧
生成的气体能使澄清石灰水变浑浊

①木炭在空气中和氧气中燃烧现象不同的原因是（答一点）                ．
②生成的气体使澄清石灰水变浑浊的化学方程式                       ．
③根据表中信息，写一条对“燃烧条件”的新认识                        ．
④木炭在臭氧（）中燃烧的化学方程式为                            ．
（3）如图2所示，1860年英国化学家法拉第做了一个有趣的“母子火焰”实验．经研究：子火焰中燃烧物为石蜡蒸汽，子火焰为石蜡蒸汽燃烧产生的．
①蜡烛能产生子火焰这一现象，证明石蜡具有的物理性质是             （写一点，下同），化学性质是           ．
②该实验成功的关键因素之一是导气管不宜太长，其原因是             。

某化学小组利用如图所示装置（图中固定装置已略去）测定铜锌合金中锌的质量分数．

探究过程如下：
①连接实验装置并检查装置气密性．
②向装置Ⅰ中的锥形瓶加入2．0g的铜锌合金样品粉末，由注射器缓缓注入稀硫酸，待到锥形瓶中不再产生气体时，准确读取注射器内读数，减少10．5mL稀硫酸，同时立即夹紧弹簧夹，移出装置Ⅲ中的导管，准确读取量筒内水的体积为214．0mL．（注：样品中的杂质不参加反应）
③装置Ⅰ中剩余固体物质经过适当处理后，准确称量其质量1．4g．
④该小组的三位同学利用实验过程测得不同数据，计算铜锌合金样品中锌的质量分数．
甲同学利用装置Ⅰ中反应前后固体的质量进行计算；
乙同学利用装置Ⅰ中加入稀硫酸的量进行计算；
丙同学利用装置Ⅲ中量取水的体积进行计算，并查得：在标准状况下，氢气的密度为0．09g/L．
回答下列问题：
（1）装置Ⅰ中反应的化学方程式为                                ，实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体，目的是                              ．
（2）步骤③中称量剩余固体之前的正确操作是       、洗涤、干燥．
（3）根据实验测定的数据，上述三位同学中       （填“甲”、“乙”或“丙”）同学无法进行计算样品中锌的质量分数．
（4）化学小组同学发现：按照丙同学的方案进行计算，致使实验结果出现较大偏差．以下因素可能造成偏差的有     （填标号）．
A．移出装置Ⅲ时，导管内留存了一部分水
B．实验测量前，没有排除装置Ⅰ中的空气
C．数据处理时，未排除加入稀硫酸所占的体积．

某校80周年校庆举行社团开放日，化学社的同学在老师的指导下，设计了如下实验装置进行气体制取和性质实验的探究：

（1）请写出仪器名称a        b
（2）实验室制取氧气时，可选用的发生装置是      （填写装置的字母代号，下同），实验室制取二氧化碳气体时发生的化学反应方程式为                   ，收集二氧化碳的装置是   。
（3）如图E所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的化学性质是                             。
（4）若装置A中反应剧烈，从实验安全角度考虑，不宣采取的措施有           （填序号）
① 用容积较小的锥形瓶    
② 将长颈漏斗换成针筒减慢液体的滴加速度
③ 加热反应物            
④ 降低液体反应物的浓度
（5）同学用图中A、F、G装置组合制取二氧化碳气体并验证相关性质．F装置中反应现象是          ，发生的化学反应方程式为                     ，G装置中发生的化学反应方程式为                   ．

（1）小方用下图所示装置对二氧化碳的灭火实验进行研究，实验的结论是______________________________________。
（2）【提出问题】二氧化碳能否支持燃烧？
【猜想假设】镁能在二氧化碳中燃烧。
【查阅资料】①氧化镁、氢氧化镁均是白色难溶于水的固体
②
③↓
【实验探究】
①下图中镁带剧烈燃烧，冒白烟，有黑色固体生成，并放出大量的热。

②为检验生成物的成分，做如下实验。

实验步骤	实验现象	实验结论和 化学方程式
向广口瓶中加入过量盐酸，充分反应后过滤，在滤纸上留有黑色固体。	I、将黑色固体收集、洗涤、干燥后，点燃，在火焰上方罩一个蘸有澄清石灰水的烧杯。	黑色固体燃烧，烧杯内壁出现白色浑浊。	黑色固体是      ； 涉及该步骤反应的化学方程式：       。
II、取少量滤液于试管中，逐滴加入氢氧化钠溶液。	有白色沉淀产生。	白烟的成分是    。

③为了回收II中的白色沉淀，证明沉淀完全的实验方法是                    。
（要求写出步骤、试剂、现象和结论）。
【反思提高】通过此次实验的探究，你对燃烧的条件或二氧化碳的灭火有何新认识              。

小红同学为探究R、X、Y和Z四种金属的活动性顺序，进行以下实验。

（1）将红色金属R在石棉网上加热，观察到，证明R是铜。
（2）如上图所示，将X、Y和Z分别加入三份完全相同的稀盐酸中，观察到金属X、Y的试管中均有气泡产生，金属Z的试管中无明显现象。
①金属X的试管中，最终还能观察到溶液变为浅绿色，证明X为。
②金属Y可能是（填字母序号）。

A．Mg

B．Ag

C．Hg

D．Zn

③四种金属中，在金属活动性顺序表中位于氢后的是，为进一步确定位于氢后金属的活动性相对强弱，还应补充的实验方案为__________（试剂可自选）。

质量守恒定律是化学反应遵循的普遍规律。

（1）上述实验方案中，不能用于验证质量守恒定律的是（填字母序号），其原因是。
（2）某反应在点燃的条件下发生，涉及甲、乙、丙和丁四种物质，它们的微观示意图和反应前后的质量如下表所示。

①丁的化学式为。
②表中的四种物质中，含氧元素的化合物是（填物质序号）。
③上述反应的化学方程式为。
④一位同学在计算x、y和z数值的过程中，列出了以下等式，其中正确的是（填字母序号）。
A．x+y+z=169B．y+z=168
C．(100-x)∶z = 32∶64              D．(100-x)∶(y-1) = 8∶3

某同学在做实验时发现盛放NaOH溶液的试剂瓶口与橡皮塞上常有白色粉末出现，为探究这一白色粉末的成分，他做了以下实验：
（1）取少量白色粉末于试管中，再滴加稀HCl，有气泡产生，由此可推出白色粉末中含有碳酸钠。碳酸钠形成的化学方程式是                                     。
（2）该同学为进一步探究白色粉末是否含有NaOH，设计了如下实验方案：

①沉淀B的物质名称为                 。
②“操作1”的名称是             。
③有同学认为该方案中滴加澄清石灰水不能确定粉末是否含有NaOH，其理由是    ；你的改进建议是             。

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应后的产物。
（1）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。说明生成的气体是氢气。
（2）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

Fe₃O₄+8HCl= FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O
【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

【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_______________________________。

以下是对实验室制取氧气的条件进行的探究。
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲同学设计了以下对比实验：①将3．0g氯酸钾与1．0g二氧化锰混合加热；②将χg氯酸钾与1．0g氧化铜均匀混合加热。在相同的温度下，比较两组实验产生氧气的快慢。
①中的化学方程式是：                             
②中χ的值应为：       
（2）乙同学探究了影响过氧化氢分解速度的某种因素，数据如下：

编号	过氧化氢溶液的质量	过氧化氢溶液的浓度	二氧化锰的质量	相同时间内产生氧气的体积
①	50．0g	1%	0．1g	9ml
②	50．0g	2%	0．1g	16ml
③	50．0g	4%	0．1g	31ml

由上表可得到的结论是，在相同条件下，             ，过氧化氢分解得越快。
（3）丙同学用如图装置进行影响过氧化氢分解速度某种因素的实验探究，通过             比较，也能达到实验目的。

(14分)水在实验室和日常生活中有很多用途。
I、溶液是日常生活中的常见物质，水是最常用的溶剂。
20℃时，将等质量的甲、乙两种固体物质，分别加入到盛有100g水的烧杯中，充分搅拌后现象如图1，加热到50℃时现象如图2，甲、乙两种物质的溶解度曲线如图3。请结合图示回答下列问题：

（1）图1中一定为饱和溶液的是 
（2）图3中表示乙的溶解度曲线是   ；P点表示的含义是   。
（3）在图4所示的实验中，小烧杯内盛放的是20℃时甲物质的饱和溶液。某同学要使小烧杯内有固体析出时，他应向大烧杯的水中加入下列物质中的   （填字母）。
A．氧化钙      B．氯化钠      C．氢氧化钠       D．硝酸铵
Ⅱ、水在工业生产中也很重要。
以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。电解饱和食盐水可以得到多种化工产品，主要过程如下：

[资料卡：石灰水中的溶质是一种碱——Ca(OH)₂]
（4）已知气体A是密度最小的气体，B是一种碱，D是一种酸。写出金属铝和酸D反应生成气体A的化学方程式：   。
（5）B的化学式为      。
（6）工业上电解食盐水是在立式隔膜电解槽中进行，产生的Cl₂和气体A在两处逸出并分别收集、储存。
①已知20℃，S(NaCl)＝36g，则室温下，68 kg饱和食盐水中溶质的质量为      。
②电解一段时间，当收集到氯气的质量为0.71 kg时，列式计算生成的B的质量    。
③0.71 kg氯气和A完全反应生成气体C，溶于一定量的水中形成酸D。若酸D中的溶质质量分数为36.5%，则其中水的质量为   。

化学兴趣小组的同学对“影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素”进行了探究。
【提出问题】金属与盐酸反应的剧烈程度受哪些因素的影响？
【做出猜想】a.可能与金属本身的性质有关
b.可能与盐酸的浓度有关
【设计探究】实验所用的金属均已用砂纸打磨。
实验（1）为探究猜想a，小明同学分别在两支试管中放入相同质量的镁片和铁片，然后分别加入相同浓度和质量的稀盐酸，观察到放镁片的试管中立即产生大量气泡，放铁片的试管中只产生少量气泡，写出镁与盐酸反应的化学方程式                   。
从实验现象可以判断：金属活动性Mg          Fe（填“>”“<”或“=”）。
得出结论：                                                                。
实验（2）为探究猜想b，小组同学设计如图装置进行实验，

所用药品、实验数据如下表：

实验编号	选用金属 （均取2g）	盐酸浓度（均取50ml）	每30秒产生气体的体积/ml
30秒	30-60 秒	60-90秒	90-120秒	120-150秒	前150秒共收集气体
Ⅰ	镁片	10%	2.9	16.9	11.9	9.2	7.6	48.5
Ⅱ	镁片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

其中注射器的作用是                                       。
得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是               。
【反思评价】本题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。
根据表中实验Ⅱ数据分析，请描述锌与盐酸发生反应快慢的变化情况并解释原因         。通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度还可能受哪些因素影响，设计实验验证。               。