初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

用纯净的木炭粉还原氧化铜粉末时，可能发生如下化学反应：
C + 2CuO2Cu + CO2↑        C + CuOCu + CO↑
某同学设计一个实验，证明氧化铜中含有氧元素，实验装置如图所示。回答下列问题：

（1）在实验前通入氮气的目的是_________________________________；
（2）本实验能证明氧化铜中含有氧元素的证据是____________________________，写出产生该现象的化学方程式________________________________；
（3）为了使实验成功，反应物要研细混匀，而且木炭粉与氧化铜的质量比为________(填字母)效果较好。选择该质量比的理由是____________________________________。
A．3∶20     B．1∶12
（4）你认为本实验设计中的不足之处是___________________________________。

某化学小组对二氧化碳和二氧化硫的有关性质，进行了相应探究实验，请根据所学知识及下面实验，回答问题：
（1）溶解性对比实验将已收集满的二氧化碳和二氧化硫的两支相同的试管，倒置于水槽中，呈现下图所示现象的原因是①    ；②     。

（2）化学性质的对比
将二氧化碳和二氧化硫分别进行如下实验（部分装置已略），观察到的实验现象是：A与D现象接近；B与E现象相同；C与F现象差异很大，C仍为红色，F红色逐渐褪去。

①D装置内有关的化学方程式是    ；②E装置内的实验现象是     ；③鉴别二氧化碳和二氧化硫的方法是     。
（3）实验反思：
①二氧化碳和二氧化硫的相同之处是    。

A．能溶解于水

B．能与水反应

C．是有毒的气体

D．与Ca(OH)2反应的产物中有难溶于水的物质。

②若将一定的活性炭投入到装置C中的试管内，红色也可褪去，它与F的原理区别是     。

为研究草酸亚铁晶体（FeC₂O₄•2H₂O，相对分子质量是180）分解的产物，在实验室里称取一定量的草酸亚铁晶体，利用下列装置进行实验。

①实验过程中观察到B中白色无水CuSO₄变成蓝色，C、F中澄清石灰水变浑浊，则E中现象是 （9）    （填实验现象）。分解产物中有CO气体，还有 （10）      。
②若该实验过程中E装置内有6.4g铜生成，计算有多少物质的量的氧化铜参加了反应？（写出反应的化学方程式，列出计算步骤！）
（11）写方程式：                   
（12）计算步骤：                   
③为验证CO的性质，收集装置D后的气体于集气瓶中，将点燃的木条伸入集气瓶中（如右图），在此过程中的实验现象是（13）     （选填编号）。
A．木条熄灭                B．木条继续燃烧
C．瓶口产生淡蓝色火苗      D．发生爆炸
④进行上述实验时，先点燃A处的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是（14）            。
⑤若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加如图所示的洗气瓶，

其中氢氧化钠溶液中发生的反应方程式是：（15）                                   ；
澄清石灰水起到的作用是：（16）                                       。

为了探究二氧化锰是否对氯酸钾的分解起了催化作用，经查阅资料得知：氯酸钾的熔点为356℃，加热到400℃可观察到缓慢放出气泡。实验仪器如下：

①实验设计如下，请你补充完成实验报告。

实验步骤	加热时间（分钟）	实验现象
1．将二氧化锰单独放入试管中加热，将带火星的木条放在试管口	10	木条无变化
2．将氯酸钾单独放入试管中加热，将带火星的木条放在试管口	5	木条复燃
3．将 （1） ，将带火星的木条放在试管口	1	木条复燃

②该实验方法称为 （2）        ，第二步实验中，某同学选用装置乙加热，你认为是否正确？理由是 （3）                          。
③写出第三步实验中发生的化学反应方程式 （4）                               。
④图“丙”中除导管外，另两个玻璃仪器的名称为（5）        、（6）      ；若用装置“丁”收集氧气，则导出气体的导管口是（7）    （填写编号“a”或“b”）。
⑤实验室制取氧气还可用双氧水作为原料，比较用氯酸钾为原料的制取方法，用双氧水作原料的方案突出的优点是（8）         （填写选项编号）
A．不需要加热，操作简单
B．通过分液漏斗加液，有利于连续操作
C．节约药品
D．可以使用启普发生器，使制取更方便

(10分)下图中的甲、乙两套装置都可以用来探究可燃物燃烧的条件。

（1）某同学用甲图所示的装置进行探究实验，观察到的现象是该反应属于     (填“化合”或“分解”)反应。
（2）另一同学用乙图所示的装置进行了探究实验，得出了以下四个实验事实：
①不通空气，热水中的白磷不能燃烧
②不通空气，冷水中的白磷不能燃烧
③通空气，热水中的白磷能燃烧
④通空气，冷水中的白磷不能燃烧
比较     (填序号)两个实验可以得出“可燃物燃烧需要与空气接触”的结论；比较     (填序号)两个实验可以得出“可燃物燃烧需要达到一定温度(着火点)”的结论。
（3）甲图与乙图所示实验相比，    (填“甲”或“乙”)更体现了化学实验的绿色化追求。
（4）同学们查阅资料获取到这样一条信息：“点燃的镁带可以在二氧化碳气体中继续剧烈燃烧，生成碳和氧化镁”。
请写出该反应的化学方程式：你对燃烧或灭火有什么新的认识                             

某兴趣小组同学阅读课外资料得知：很多物质都能影响过氧化氢分解速度。于是，同学们探究催化剂对过氧化氢分解速度的影响。分别取相同质量和浓度的过氧化氢溶液加入不同质量的MnO₂，测量相同时间内收集氧气的体积。
【实验过程】实验数据记录如下：

	MnO2的质量	测量数据
Ⅰ	0.1g	9 mL
Ⅱ	0.2g	16 mL
Ⅲ	0.4g	31 mL

【实验分析】
（1）过氧化氢分解的化学方程式______________________________________。
（2）本实验中，测量O₂体积的装置是________（填编号）。

【实验结论】在其他条件相同的情况下____________________________________。
【交流评价】
有同学提出在上述实验中测量______________同样能得出相同的结论。
【实验反思】
除了催化剂的质量会影响过氧化氢分解速度外，催化剂的_________（写一种）也会影响过氧化氢分解速度，你的实验方案是____________________________________。

某校初三化学学习小组的同学前往某地的石灰石矿区进行调查，他们取回矿石样品，对样品中的碳酸钙的质量分数进行检测，采用了以下的办法：
甲组同学：
测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，其方法是：将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO₂的体积，再根据体积换算为质量，最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量。右图为大理石与稀盐酸反应的反应装置，并测量CO₂的体积。（其他仪器省略）
（1）下图中左侧的橡皮管的作用是            。下图中装置中油层的作用是            。

（填操作方法）可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。
乙组同学：
【查阅资料】1．氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体
2．碱石灰可以吸收二氧化碳气体和水分
取样品，研成粉状后，按下图进行实验。

（1）实验步骤：
①连接好装置，检查气密性；   
②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；
③称量F的质量；
④关闭弹簧夹C，慢慢滴加稀盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；
⑤打开弹簧夹C，再次快速通一段时间空气；
⑥称量F的质量，计算前后两次质量差。最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量
（2）问题探究：
①产品研成粉状的目的                                     ；
②B装置的作用是                                         ；
G装置的作用是                                         。
③若没有E装置，则测定的CaCO₃的质量分数会        （填“偏大 偏小 不变”）。
④在步骤②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气的目的是                 。
总结反思：
（1）甲组同学们认为即使排除实验仪器和操作的影响，测定的结果仍不一定准确，甲组中，可能造成实验结果与真实值相比偏小的原因是          。
（2）在乙组实验步骤中，可能造成实验结果与真实值相比偏大的原因是          。

水通常是可用来灭火的，但有时水却是可引火的。同学们将少量超氧化钾(KO₂)粉末用棉花包裹没有任何变化。(已知棉花和超氧化钾不反应)但如果将少量水滴到包有超氧化钾粉末的棉花上，则棉花迅速发生剧烈的燃烧(比在空气中燃烧还剧烈)。同学们对此产生好奇，在老师的指导下，完成了如下实验探究。
【提出问题】     。
【猜想与假设】1．超氧化钾和水反应生成     。2．     。
【设计与实施】为了验证猜想，有同学提出如下实验方案：向盛有KO₂的试管中滴加适量水，若看到有气泡产生，证明猜想1成立。在上述实验的试管口拴上一个气球，若气球变鼓，证明猜想2成立。你是否同意该实验方案，你的理由是     。
在老师的指导下，同学们又进一步完善该方案并用下图所示装置进行实验验证。

【实验结论】超氧化钾与水发生的化学反应，满足了棉花燃烧的条件。

英国科学家法拉第在《蜡烛的故事》系列讲座中，对蜡烛燃烧所涉及的知识进行了全面介绍。生产蜡烛的主要原料是石蜡和少量的硬脂酸添加剂等有机物，现在让我们一起对蜡烛原料的组成元素进行探究。（共6分）
【提出问题】生产蜡烛的原料中主要有哪些元素？
【假设与猜想】主要原料为有机物，猜想：①一定有______元素；②可能还有氢元素和氧元素。
【实验设计】根据上述三种元素的猜想制订实验方案。

（1）如图1所示，在蜡烛火焰上方放置一块洁净、干燥的玻璃片，一会儿观察到玻璃片上生成一些细小的水珠。
（2）如图2所示，在蜡烛火焰上方罩一个内壁附着有___________________的烧杯，观察现象。
【证据与结论】
实验（1），观察到玻璃片上有细小水珠时，说明原料中一定存在（填元素符号）_______。
实验（2），观察到烧杯内壁附着的_______________________________，则猜想①成立。
【分析与交流】实验（1）和实验（2）获得的证据均不能证明原料中一定存在________元素，因为__________________________________________。

某课外活动小组的同学查阅资料得知，传统腌制松花蛋的主要配料是氧化钙、纯碱和食盐。小组同学将这三种物质混合后加入适量的水搅拌、过滤得滤渣和滤液，对滤液中溶质的成分进行探究。
【猜想与假设】
甲同学认为：可能是NaCl、Na₂CO₃、Ca(OH)₂
乙同学认为：可能是NaCl、NaOH、Na₂CO₃
丙同学认为：可能是NaCl、NaOH、Ca(OH)₂
丁同学认为：可能是NaCl、NaOH
请回答20～22题。
【交流与评价】
（1）经过讨论，大家一致认为_        同学的猜想不合理。
【活动与探究】
（2）乙同学取原滤液向其中倾倒一定量的稀盐酸观察到有大量气泡产生，于是得出该滤液中的溶质是NaCl、NaOH、Na₂CO₃的结论，证实了自己的猜想。丙同学取原滤液向其中加入Na₂CO₃溶液无现象，据此否定了自己的猜想；他又重新取原滤液，向其中加入CaCl₂溶液观察到_                        ，得出了和乙同学相同的结论。丁同学为了验证上述结论也取原滤液向其中滴加了少量稀盐酸，却发现无气泡产生。
【解释与结论】
（3）大家经过分析找出了丁同学所用试剂与乙同学相同，却没有看到气泡的原因。你认为可能的原因是                                            。经过上述四位同学的共同努力，大家终于对滤液中溶质的成分得出了正确结论。

某课外活动小组的同学查阅资料得知，传统腌制松花蛋的主要配料是氧化钙、纯碱和食盐。小组同学将这三种物质混合后加入适量的水搅拌、过滤得滤渣和滤液，对滤液中溶质的成分进行探究。
【猜想与假设】
甲同学认为：可能是NaCl、Na₂CO₃、Ca(OH)₂
乙同学认为：可能是NaCl、NaOH、Na₂CO₃
丙同学认为：可能是NaCl、NaOH、Ca(OH)₂
丁同学认为：可能是NaCl、NaOH
请回答20～22题。
【交流与评价】
（1）经过讨论，大家一致认为_        同学的猜想不合理。
【活动与探究】
（2）乙同学取原滤液向其中倾倒一定量的稀盐酸观察到有大量气泡产生，于是得出该滤液中的溶质是NaCl、NaOH、Na₂CO₃的结论，证实了自己的猜想。丙同学取原滤液向其中加入Na₂CO₃溶液无现象，据此否定了自己的猜想；他又重新取原滤液，向其中加入CaCl₂溶液观察到_                        ，得出了和乙同学相同的结论。丁同学为了验证上述结论也取原滤液向其中滴加了少量稀盐酸，却发现无气泡产生。
【解释与结论】
（3）大家经过分析找出了丁同学所用试剂与乙同学相同，却没有看到气泡的原因。你认为可能的原因是                                            。经过上述四位同学的共同努力，大家终于对滤液中溶质的成分得出了正确结论。

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_______________________________

某兴趣小组同学探究影响双氧水分解速度的某种因素和验证质量守恒定律实验时，数据记录如下：

	双氧水的质量	双氧水的浓度	MnO2的质量	相同时间内产生O2体积
Ⅰ	50.0g	1%	0.1g	9 mL
Ⅱ	50.0g	2%	0.1g	16 mL
Ⅲ	50.0g	4%	0.1g	31 mL

（1）本实验中，测量O₂体积的装置是  （填编号）。

（2）实验结论：在相同条件下，双氧水的浓度越  （选填“大”或“小”），双氧水分解得越快。
（3）小王同学用下图装置进行实验，通过比较  也能达到实验目的。

（4）小张同学看到电子天平数据比混合之前数据减小了，他认为该反应不遵守质量守恒定律。你认为他的看法  （填正确或错误），原因是  

定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用H₂还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu₂O（红色），进行了认真的研究。请你一起踏上探究之路，回答下列问题。
【查阅资料】①无水CuSO₄遇水变蓝   ②高温灼烧CuO生成Cu₂O和O₂ ③Cu₂O与稀H₂SO₄反应：Cu₂O+H₂SO₄=Cu+CuSO₄+H₂O
【设计实验方案】
方案1 取该红色固体加入适量稀H₂SO₄，实验现象为       ，结论为红色固体中含有Cu₂O．
方案2 装置如图所示，拟通过干燥管中CuSO₄变蓝来判断红色固体是否含有Cu₂O．

（1）为确保探究的科学、合理、安全．实验中还应采取的措施有     ；（填序号）
①加热前先排尽装置中的空气
②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置
③在盛有CuSO₄的干燥管后再连接一个装有浓H₂SO₄的洗气瓶
（2）由方案2实验后得出结论：红色固体中含有Cu₂O．写出红色固体Cu₂O与H₂反应的化学方程式                        
方案3 称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为ag，取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg．
（1）该实验方案最少得进行     次称量；
（2）若确认红色固体中含有Cu₂O，则c与a，b应符合的数学关系式为     。

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，用细线系住镁条使之平衡，然后在镁条一端用酒精灯加热。镁条在加热的条件下，能与空气中的氧气反应生成氧化镁。
①写出镁在空气中加热的文字表达式                                  。
②加热一段时间后，镁条                （填“能”或“不能”）保持平衡。
（3）某同学利用如图所示的装置测定空气中氧气的含量（体积分数）。他的操作过程如下（有100mL和500mL量筒供选用）：

①检查整个装置的气密性后，将c处的止水夹夹紧，点燃红磷后，迅速插入左边的广口瓶中；
②待燃烧停止，整个装置冷却至室温后，将c处的止水夹打开。结果发现烧杯中的水进入到广口瓶中；
③待烧杯中的水不能再进入广口瓶后，打开广口瓶的橡胶塞，将广口瓶中的水全部倒入到100mL量筒中，测得其中水的体积为76ml。
④该同学又设法准确地测定了广口瓶中空气的体积，数据为400mL。
回答下列问题：①红磷燃烧时最明显的现象是___________________________；
②该同学测得的空气中氧气的体积分数为________％。与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是_____________________(导气管的体积可忽略不计)。