初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

某化学兴趣小组对CO₂是否支持常见金属的燃烧进行探究活动。
【活动探究】探究CO₂是否支持实验室常见金属镁的燃烧。
实验①：将燃着的镁条插入充满CO₂的集气瓶，发现镁条仍燃烧。生成物除白色MgO外，还有一种黑色固体。
（1）镁在CO₂中反应的化学方程式为                    ，此反应的基本类型是    。
（2）实验①的结论是                              。由该结论可知    （写“能”或“不能”）用CO₂灭火器扑灭活泼金属的火灾。
（3）通过实验①你对燃烧条件的新认识是                             。

小雨阅读课外资料得知：氯酸钾的分解可用二氧化锰、氧化铜等物
质作催化剂。于是，他对影响氯酸钾分解的因素及催化剂的催化效果产生了探究
兴趣。
【提出问题】氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好？影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列几组实验。

序号	KClO3的质量	其他物质的质量	温度	氧气的体积	反应所需时间
①	2.0g		330℃	100mL	t1
②	2.0g	CuO   0.5g	330℃	100mL	t2
③	2.0g	MnO2  0.5g	330℃	100mL	t3
④	2.0g	MnO2     g	380℃	100mL	t4

（1）若t1     t2（填“＞”、“＝”、“＜”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。若要确定氧化铜是此反应的催化剂，还需探究反应前后，氧化铜的________________和________________不变。
（2）你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是                    。
（3）实验④中MnO₂的质量为    g，若t3＞t4，则化学反应快慢与温度的关系是                  。
（4）写出实验④所涉及的化学方程式                                 。

某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从下图中选择装置进行了氧气的制备实验。

（1）写出仪器a的名称：            。
（2）甲同学从上图中选择A、E装置的组合制取氧气，该反应的化学方程式为：                  .在用胶皮管连接装置A和E中的玻璃导管时，应先把玻璃管口             ，然后稍稍用力把玻璃管插入胶皮管。收集气体前，应将集气瓶装满         并盖上           。收集氧气还可选用的装置是          。
（3）乙同学称取一定质量的固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取。该反应的化学方程式为。实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的大于理论产量。针对这一现象，同学们进行了如下探究：
[提出猜想]猜想I：反应生成的 分解放出；
猜想II：反应生成的 分解放出；
猜想III：反应生成的和分解都放出。
[实验验证]同学们分成两组，分别进行下列实验：
第一组同学取一定质量的，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得的质量不变，则猜想____错误；第二组同学取在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想II正确的结论。该组同学选择简单的实验方法是                            .
[拓展延伸]实验发现， 固体加热制取的反应速率很慢，但如果将KMnO₄固体与固体混合加热，则的分解速率大大加快。请说明在的分解反应中是否作催化剂        （选填“是”或“否”），为什么？                                      .

瑶瑶同学在实验室发现有一瓶没有标签的白色粉末，可能含有 、、和无水中的一种或几种，为确定白色粉末的成分，取该白色粉末进行以下实验：
【提出问题】这包白色粉末的成分是什么？
【实验探究1】瑶瑶同学取白色粉末少许于试管中，向其中加入足量的蒸馏水充分溶解后，得到无色透明溶液，瑶瑶同学所得能出的结论是_________ ；
【实验探究2】瑶瑶同学取上述所得无色透明溶液于另一试管中，向其中加入足量的稀盐酸，观察到_________ 的现象，得出结论，白色粉末中一定含有，推出一定不含，请写出上述反应的化学方程式是_________ ．
【实验探究3】为了验证氯化钠是否存在，瑶瑶同学做了如下实验：取原粉末少许于试管中，加足量的蒸馏水充分溶解后，再向其中滴加_________ 和_________ ，后当观察到_________ 现象后，确定白色粉末中还含有氯化钠．

随着经济的发展，能源与环境成为人们日益关注的问题。
（1）煤、      和天然气常称为三大化石燃料。将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧气反应所放出的热量。碳与氧气反应的化学方程式为：                         。
（2）化石燃料燃烧都会产生二氧化碳，会引起温室效应。为控制二氧化碳的排放量，可充分利用和开发的新能源有     （填1种即可）。
（3）低碳经济是以较少的温室气体排放获得较大产出的新经济发展模式。下列做法中符合“低碳经济”理念的是     （填字母序号）。
A．大力发展火力发电      
B．改造或淘汰高能耗、高污染产业
C．优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电
D．出行尽量开私家车      
E．夏季将制冷空调温度尽量调低
（4）在汽车尾气管上安装净化装置，可使尾气中的一氧化碳和一氧化氮气体在催化剂的表面发生反应，生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为               。
（5）某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】含碳元素物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。
【猜想与假设】甲 CO₂  H₂O ；乙 CO  H₂O； 丙 NH₃ CO₂  H₂O； 丁 CO₂  CO  H₂O 。
你认为     同学的猜想肯定错误，理由是                   。
【实验探究】为了验证上述猜想，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：

①实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成了黑色，由此推断     同学猜想成立。
②请写出B、C中反应的化学方程式：
                            、                            。
【反思与交流】：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是                               。

（9分)随着社会的发展,人们对环境问题日益关注,同学们对煤进行了下列探究：
【提出问题】煤中是否含有碳元素和硫元素？
【查阅资料】①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应化学方程式为：  5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ="=" K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄
②二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，反应原理：
SO₂ + Ca(OH)₂ = CaSO₃↓+ H₂O。
【实验探究】
实验1：甲同学进行了如图所示A、B两步实验：

实验现象：A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。
甲得出结论：煤中含有碳元素和硫元素。
乙质疑甲同学的方案的合理性，其质疑的理由是____________________________________。
实验2：乙设计并进行了如图所示实验（夹持装置略去）：

实验现象：①B中溶液褪色；②C中溶液变浅；③D中溶液变浑浊。
乙得出结论：煤中含有碳元素和硫元素。
【交流反思】（1）将煤磨成煤粉的目的是_________________________。
（2）实验中装置C的作用是________________________。
（3）D装置中发生反应的化学方程式为______________________。
（4）某工厂因生产需要每年要燃烧含硫0．8%的煤10000吨(假设煤中的硫为单质状态)，利用方程式计算，若未经处理该工厂每年会向大气中排放的二氧化硫质量是多少？

世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究。
探究一：铁丝燃烧
如图1所示，取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端系上粗铜丝，另一端系一根火柴杆，点燃火柴杆待快燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中。观察到：Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧，且Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中的更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧。

（1）集气瓶中加入少量水的作用：                                     。
（2）为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧                                          。
（3）分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因                             。
探究二：铁粉腐蚀的条件
如图2所示，将所有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入广口瓶（容积为146 mL）。当温度恢复至室温，量筒内水面高度不变时读数（此时广口瓶内氧气含量几乎为零），记录量筒的起始和最终读数以及所需时间如下表：

序号	样 品	量筒起始读数/ mL	量筒最终读数/ mL	所需时间/ min
①	1.0g铁粉、0.2g碳和10滴水	100	72	约120
②	1.0g铁粉、0.2g碳和10滴水和少量NaCl	100	72	约70
③

（4）实验①和②说明NaCl可以    （填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的过程。
（5）实验开始后，广口瓶温度上升，说明铁锈蚀是      （填“放热”或“吸热”）过程。
（6）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，实验③表格空白处样品的组成是           。
（7）该装置还可能用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算得出空气中氧气的体积分数约是     %（精确到小数点后1位），试分析该实验结果出现误差的原因               。

某实验小组的同学在整理实验仪器时，发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后，同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物（反应完全），从中可以回收得到MnO₂。小组同学将黑色固体取出，并对其进行了探究。
【查阅资料】
①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾（KClO₃）固体的混合物制取氧气，同时生成氯化钾。
②氯化钾溶于水，其水溶液呈无色；锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色。
Ⅰ．探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
【猜想】猜想一：H₂O₂制取氧气；猜想二：KClO₃制取氧气；猜想三：       。
根据所学知识判断，猜想一不成立，理由是_________________。
【进行实验】
取少量黑色固体于另一个烧杯中，加入足量蒸馏水溶解，振荡，过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
【得出结论】猜想        成立，理由是                 。
Ⅱ．探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
【猜想】猜想一：是反应物；     猜想二：是催化剂。
【进行实验】

实验操作	实验现象
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热，把带火星的木条伸入试管。	固体融化，产生少量气体，木条上的火星变亮。
2、取12.25g氯酸钾和2.55g二氧化锰混合均匀后在试管中加热，把带火星的木条伸入试管。	_______________。
3、待反应完全后，将试管中的剩余物加足量的水溶解，过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。	称量固体的质量是_____g

【实验结论】猜想二成立，二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气的反应中起到催化作用。
【反思与交流】
小贝同学提出，前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用，因为①。
经过讨论，大家设计了一个补充实验，证明了猜想二成立，请你写出实验操作②。

“滴水生火”魔术：向包有淡黄色过氧化钠（Na₂O₂）粉末的脱脂棉上滴加水，脱脂棉随即燃烧。某同学对该“魔术”很感兴趣，设计实验进行探究。
【提出问题】过氧化钠与水反应生成什么物质? 脱脂棉为什么会燃烧?
【实验1】取一支干燥的大试管，加入少量过氧化钠粉末，滴加蒸馏水，观察到试管内发生剧烈反应，产生大量气泡，用手触摸，试管底部发烫。
【提出猜想】生成的气体产物可能是：①       ；②       。
【实验2】为探究气体产物，进一步设计并完成如下实验。
请完成表中空格：

操 作	现 象	结 论
将带火星的木条伸入试管	带火星的木条复燃	气体产物是

【查阅资料】脱脂棉是经过化学处理去掉脂肪的棉花，极易燃烧；过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。
【实验结论】
①过氧化钠与水的反应是       反应（填“吸热”或“放热”）。
②脱脂棉燃烧的原因        。
③扑灭由过氧化钠引发的火灾时，可以选择的灭火材料是       。
A．二氧化碳          B．水            C．沙子

如图所示，某兴趣小组在进行酸碱中和反应的实验探究时，向烧杯中氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸一会儿后，发现忘记滴加指示剂。甲同学从烧杯中取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到酚酞试液不变色。


（1）请写出该中和反应方程式：                                   。
猜想与假设：
【猜想一】甲同学：“两种物质已恰好完全中和，溶液呈中性”；
【猜想二】乙同学：“反应后氢氧化钠过量，溶液呈碱性”；
【猜想三】丙同学：                                       。
甲、丙两位同学经过讨论后觉得乙同学的猜想不正确，两位同学的理由是：                                          。
（2）设计并进行实验：
①为了验证自己的猜想，甲同学设计了以下实验方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在干燥的pH试纸上，观察颜色变化并与标准比色卡对比。	pH_______（填“＞”、“=”或“＜”）7	猜想一不成立

②请你设计另一个实验（与甲同学方案不同）方案，验证丙同学的猜想，并填写下表：

实验步骤	实验现象	实验结论
		猜想三： ______________ （填“成立”或“不成立”）

 

（一）小明和小亮同学在实验室帮老师配制石灰水时，将两药匙熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是小明认为熟石灰样品已经变质。小亮同学不同意他的判断，你认为小亮同学的理由         。同学们针对该熟石灰样品的成分展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告。
【提出问题】熟石灰样品的主要成分是什么？
【作出猜想】甲同学猜想是Ca(OH)₂；
乙同学猜想是CaCO₃
你认为是                      。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤。 向滤液中加入适量的        溶液；	；	乙的猜想不正确
向滤出固体中加入适量          溶液。	。	你的猜想正确

【拓展与应用】小组同学反思了熟石灰变质的原因，认识到实验室应       保存熟石灰。
（二）在做盐跟盐反应的分组实验时，第一组学生进行BaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应，第二组学生进行BaCl₂与Na₂SO₄溶液的反应。实验结束后，两组同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸中。浊液中白色沉淀物质
是          和          。（填物质的化学式）
化学兴趣小组对浊液进行过滤，探究滤液的成分。

【提出问题】滤液里除了NaCl外，还有什么物质？
【提出猜想】猜想①：       ；
猜想②：Na₂SO₄；
猜想③：Na₂CO₃；          
猜想④：Na₂CO₃、Na₂SO₄
【实验探究】
若现象a只有气泡产生，则猜想    可能成立；若现象b产生白色沉淀，然后加稀硝酸沉淀部分溶解，若沉淀全部不溶解，则猜想      成立。

实验室中有甲、乙两瓶过氧化氢溶液，均标有“10%”字样。相同条件下，用这两瓶过氧化氢溶液制取150mL氧气，所用时间明显不同。对此，同学们进行如下探究。
【猜想】两瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数不同
【进行实验】

序号	实验装置	主要实验步骤	实验现象
实 验 1		向两支试管中分别加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液，对比观察	两支试管中均有细微的气泡产生
实 验 2		将两个相同的蜡烛分别点燃后放入两个烧杯中，然后分别向两个烧杯中加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液，再向过氧化氢溶液中加入等量的二氧化锰固体	两烧杯内液体中均产生气泡、有白雾，两烧杯内蜡烛均继续燃烧，但加入甲瓶溶液的烧杯中，蜡烛燃烧得更明亮
实 验 3		向装有等量二氧化锰的两个锥形瓶中分别加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液	两锥形瓶内液体中均产生气泡、有白雾，同时有现象①出现

【实验结论】
甲瓶溶液中溶质的质量分数大于乙瓶溶液中溶质的质量分数。
【分析与解释】
（1）实验2和实验3中，均发生反应的化学方程式为             。
（2）实验2中，影响蜡烛燃烧明亮程度的因素是             。
（3）实验3中，现象①为             。
【反思与评价】
（1）实验1未观察到现象明显不同的主要原因是________。
（2）实验2和实验3分别应用了化学科学研究中两种重要的方法，它们是_____和_____。
（3）通过以上实验得到如下启示：影响反应速率的因素有             ；欲使燃着的物质燃烧更旺，可采用的方法是             。

研究性学习小组选择“H₂O₂生成O₂的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】 H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H₂O₂溶液中分别加入相同质量MnO₂和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O₂所需要的时间。
【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图，此实验中B处宜采用的气体收集方法是: __________________。

【实验记录】

实验编号	1	2
反应物	6% H2O2	6% H2O2
催化剂	1g 红砖粉	1g  MnO2
时间	152 s	35 s

【结论】该探究过程得出的结论是_______________________________________________。
【反思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO₂和红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的_____________和_____________是否改变。

我们通过对“吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的实验探究，可得出的结论是
（1）人体吸入的空气比呼出的气体所含的氧气______________________；
（2）人体吸入的空气比呼出的气体所含的二氧化碳_______________；
（3）人体吸入的空气比呼出的气体所含水蒸气___________________。

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）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】（1）金属氧化物能和酸反应且生成物能溶于水       （2）信息如表格

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

【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	结论
		猜想二正确

【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_______________________________.