初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

蚁酸（化学式为HCOOH）在一定条件下会分解生成两种氧化物。
【提出猜想】蚁酸分解的两种氧化物是什么
（1）甲同学根据蚁酸中含有        元素，推测出一种生成物是水；
（2）另一种生成物是气体，乙同学对该气体提出两种猜想：
猜想①：该气体是CO₂；   猜想②：该气体是             。
【实验设计】乙同学将蚁酸分解产生的气体通过如下图所示装置（铁架台未画出）：

【讨论交流】
Ⅰ．根据实验现象，A中溶液          浑浊（填“变”或“不变”），就能否认猜想①。
Ⅱ．装置B中的发生反应的化学方程式是                                           ，装置C的作用是                                     。
【讨论交流】从环保角度看，该装置的缺陷是                          。
【拓展延伸】丙同学提出：蚁酸分解生成的两种氧化物中，如果一种是水，另一种氧化物就一定不是CO₂。从理论上分析，其理由是                                  。

化学学习兴趣小组同学学习了“用红磷燃烧测定空气中氧气含量”实验之后，认为课本上实验存在不足，实验小组同学在教师的指导下将原装置改进如图所示，成功的测出空气中氧气体积分数．

以下是他们的探究过程：
【查阅资料】白磷的着火点为40℃．
【提出问题】氧气体积约占空气总体积的多少？
【设计实验】
①经测定，锥形瓶内空气体积为230mL，则注射器中至少应吸入_____mL 水（填整数）；
②检验装置的气密性之后，装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹；
③先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出；
④待装置冷却后打开弹簧夹．
【实验现象】白磷燃烧的现象为_________________________，文字表达式为__________________；气球的变化情况为_________________________．
【实验结论】通过该实验说明空气中氧气的体积分数约为________．
【实验反思】请结合课本装置图分析，该改进装置比课本装置有哪些优点：（答一点即可）．
____________________________

小艾在实验室观察完品红扩散实验后，想把变红的水做一个简单的处理后再排入下水道。请根据下图相关信息，回答下列问题：

（1）图1实验证明了分子具有               的性质；
（2）图2过滤操作中必须用到的玻璃仪器分别是漏斗、         、烧杯，该操作过程中共有         处错误，

（3）小艾同学将红色液体按过滤的正确操作完成后，发现过滤后的液体中仍有少量品红固体，则造成这种情况可能的原因是         。

A．滤纸破损	B．滤渣过多
C．滤纸与漏斗间有气泡	D．液面高于滤纸边缘

（4）经过重新过滤后，水中的品红固体已完全除尽。此时小艾想让水变得无色透明，应该选择的另一种净水方法是              。
（5）小刘同学拿来了下列几个简易净水装置。若对浑浊的泥水进行净化，你认为净水效果最快最好的装置是            。
           
A           B            C          D

、全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究。
问题一：探究铁生锈的条件。
课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计如下改进实验。
（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是____________________________。
（2）反应开始后，甲装置中反应现象是______________，MnO₂的作用是______________。
（3）4 min后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与_______和_______有关。B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是_______。
问题二：测定铁锈的组成。
铁锈的成分主要为Fe₂O₃·H₂O，还含有少量的FeCO₃。某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成。取一高度腐蚀的干燥铁钉（含有少量铁），称其质量为20.08 g，在N₂环境中，充分加热到质量不再减少。该过程中仅考虑发生反应：Fe₂O₃·H₂OFe₂O₃＋H₂O↑，FeCO₃FeO＋CO₂↑，且不需要考虑装置中空气对本实验的影响。
（物质的相对分子质量：Fe₂O₃·H₂O－178，FeCO₃－116)

（碱石灰成分：CaO和NaOH固体混合物，能吸收二氧化碳和水）
（4）若反应前后称得C装置总质量分别为100.00 g和102.24 g，则反应生成的CO₂和水蒸气的总质量为_______g，D装置中碱石灰的作用是_______。
（5）经过改进后，测得m(H₂O)＝1.80 g，m(CO₂)＝0.44 g，请计算锈铁钉的组成。
①锈铁钉中Fe₂O₃．H₂O的质量＝________ g。
②锈铁钉中FeCO₃的质量＝_______g。
③锈铁钉中单质铁的质量分数＝______________。
（6）将20.08 g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中是否有H₂？_______（填“有”或“无”），请通过计算说明。
[已知：①Fe₂O₃＋3H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃＋3H₂O； ②铁在H₂ SO₄和Fe₂(SO₄)₃混合溶液中先发生的反应为：Fe＋Fe₂(SO₄)₃＝3FeSO₄。Fe₂(SO₄)₃的相对分子质量为400]

为探究分子的运动及其影响因素，化学兴趣小组的同学们进行了下列实验。

【实验药品】蒸馏水、酚酞溶液、浓氨水、40℃水、80℃水
【实验仪器】小烧杯、大烧杯、小试管、胶头滴管、温度计、______
【实验步骤】
1.向盛有20mL蒸馏水的小烧杯中加入5～6滴酚酞溶液，观察到______，得出结论是______。
2.在B烧杯中盛有20mL滴有酚酞溶液的蒸馏水，在A烧杯中的小试管内盛有5mL浓氨水，用一个大烧杯将A、B烧杯罩在一起（如右图所示），一段时间以后，观察到的现象是______，产生这一现象的原因是____________， 得出的结论是____________；
3.用上述药品和右图装置，还可以探究的问题是____________， 实验方案是____________， 通过观察________________________可得出正确结论。

某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。
（1）请写出镁条与氧气反应的化学方程式                                 ；
（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。我        （“同意”或“不同意”）小明的观点，因为                          ；
（3）小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg₃N₂）固体③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

【做出猜想】黄色固体是Mg₃N₂。
【实验探究】请设计实验，验证猜想：

实验操作	实验现象及结论

【反思与交流】空气中N₂含量远大于O₂的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg₃N₂，为什么呢？请给出合理的解释：

在学习“石灰石和钟乳石”时，小明和老师做了如下图所示的一组对比实验。

	实验操作	实验现象
小明	用坩埚钳夹持一小块石灰石，在酒精灯的火焰上灼烧（如图1所示），2分钟后，把它投入含有酚酞的蒸馏水中	酚酞溶液不变色
老师	用坩埚钳夹持一小块石灰石，在酒精喷灯火焰上灼烧（如图2所示），2分钟后，把它投入含有酚酞的蒸馏水中	酚酞溶液变红

根据上述实验回答下列问题：
（1）小明的实验现象说明石灰石灼烧时没有反生化学反应，其本质原因是             ；
（2）老师的实验中酚酞溶液变红，说明溶液呈         性，用化学方程式表示其原因               
（3）若老师实验时夹持的石灰石质量为10克，灼烧完全后剩余固体为5.6克（所含杂质在灼烧过程中不发生变化），请回答下列问题：
① 当石灰石完全反应后，生成CO₂的物质的量为            mol；
② 求该石灰石中CaCO₃的物质的量（根据化学方程式列式计算）。

王丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。王丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于             （填“物理”或“化学”）变化。
（2）实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】

实验步骤	实验现象	文字表达式
取一只250 mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把燃着的石蜡插入集气瓶中	石蜡燃烧得更旺	文字表达式I

表中，文字表达式I是                                 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是                                 。
（3）实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，进行实验，并重复多次。

【实验记录 】

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性	/	装置的气密性良好
②	加入药品，将装置连接固定	/	/
③	打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b	A中水进入到B中，B中水的体积为200 mL。	收集200 mL气体（由压强差引起的误差忽略不计）
④	用凸透镜聚光引燃白磷	燃烧，产生大量白烟	/
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温， 进行操作I	现象I	小丽收集的气体不是纯净的氧气

表中，操作I是              ；现象I是           
出现上述现象的原因是                     。
【数据记录】

实验次序	1	2	3	4	5
B中剩余水体积/mL	100	42	39	41	38

【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为          % 。
【实验反思】导致第1组数据产生较大误差的可能原因是            

为了探究某脱氧剂的成分(由铁和某种单质组成)及利用该脱氧剂测定空气中氧气含量，兴趣小组进行了如下实验：

（1）探究脱氧剂成分
【实验观察】脱氧剂为灰黑色粉末，若在空气中放置一段时间，有红棕色固体生成，这是由于铁与空气中的                 和                 反应生成了铁锈。
【实验探究】新取一定量的脱氧剂，将铁分离。取剩余固体在空气中充分灼烧，收集产生的气体，并将该气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】该脱氧剂中还含有                   (填化学式)。写出澄清石灰水变浑浊的化学式表达式：                                       。
（2）测定空气中氧气含量（如图1）：
步骤1：在注射器中放入足量脱氧剂粉末(体积为2mL)，封闭。
步骤2：打开弹簧夹，将活塞向右拉至一定距离，关闭弹簧夹。
步骤3：不断轻轻晃动注射器，至活塞位置不再发生变化。
【数据处理】：计算得出氧气约占空气体积的1/5。
【实验对比】：实验室常通过燃烧红磷法测定空气中氧气的含量(装置如图2)，用燃烧红磷法多次实验发现，集气瓶内上升的水面始终小于瓶内原有空气体积的1/5。
【拓展研究】查阅资料得知，当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧，所以用该法测定结果不够准确。请写出红磷燃烧的化学式表达式                                    。
与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量除了环保外，还具有的优点是                 。

小明发现一种淡黄色的粉末可以用于杀菌、消毒和漂白。
【定性探究】探究该固体的成分。
【提出问题】该淡黄色固体的化学成分是什么？
【查阅资料】（1）硫单质是一种淡黄色固体，难溶于水，在空气中点燃硫单质，生成一种无色、有刺激性气味的气体。
（2）过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体，能与水反应，生成气体并放出大量的热。
【设计实验方案】
方案一：取少量该固体粉末于试管中，加2mL水，振荡并观察现象。
方案二：在燃烧匙里放少量该固体，在酒精灯上加热，观察现象。
比较以上两方案，你认为的最佳方案是         ，理由是（从环保或操作角度分析）            。
【实验验证并得出结论】小明向盛有少量该固体的试管中加入2mL水，立刻观察到有无色气泡产生，并且验证出该反应同时生成了氢氧化钠（NaOH）。通过实验验证，确定该淡黄色粉末为过氧化钠。
小明想对生成的气体成分判断，他提出了以下两种假设：①该气体是CO  ②该气体是O₂你认为上述假设哪个更合理                     （填“①”或“②”）。理由是是                                                           。
请设计一个实验，验证合理假设（写出简要操作步骤、实验现象和结论）。（共2分）

操作步骤	实验现象	结论

【分析】 过氧化钠与水反应的符号表达式为                                 。
【定量探究】 78克过氧化钠与多少克二氧化碳中所含氧元素的质量相等？
（列式计算）

我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜．在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置(见图甲)，又能用改进的微型实验装置(见图乙)．化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动．

【提出问题】木炭与CuO反应所得红色固体中含有什么物质？
【查阅资料】
（1）木炭与CuO的反应是：C+2CuO2Cu+CO₂↑，若该反应进行的不彻底，产物中还有氧化亚铜(Cu₂O)．
（2）Cu₂O是红色固体，能与稀硫酸反应得到铜和硫酸铜溶液：Cu₂O+H₂SO₄====Cu+CuSO₄+H₂O
【作出猜想】红色固体的成分：①全部是Cu；②全部是Cu₂O；③             ．
【实验探究】
（1）取木炭、CuO两种黑色粉末适量，再也少许CaC1₂(能降低反应温度，加快反应速率)均匀混合，然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内．
（2）按图乙连好实验装置，然后加热反应物；2分钟后，黑色粉末出现红热现象，同时澄清的石灰水             ，写出该反应的化学方程式______________________
（3）待玻璃管冷却后，提取里面的红色固体，进行如下的验证：

步骤	现象	结论
Ⅰ.取1.44g红色固体装入试管，滴入足量 的             ，充分反应	红色固体部分减少，溶液变 为             色	猜想   错误
Ⅱ.滤出试管中残留的红色固体，洗涤干燥 称其质量为1.04g		猜想   正确

【评价反思】
（1）使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是             (写出1条即可)．
（2）若要证明CaC1₂是该反应的催化剂，还需要验证CaCl₂的            ．

工业铁红的主要成分是Fe₂O₃，还含有少量的FeO、Fe₃O₄。为了测定铁红中铁元素的质量分数，兴趣小组的同学进行了如下实验，请你参与过程分析。
［资料1］碱石灰既能吸收水又能吸收二氧化碳；浓硫酸可以吸收水蒸气；
［资料2］实验室常用氢氧化钠溶液来除去CO₂反应生成碳酸钠和水；用澄清的石灰水
来检验CO₂气体；
［资料3］草酸晶体（H₂C₂O₄·3H₂O）在浓H₂SO₄作用下受热分解，化学方程式为：
H₂C₂O₄·3H₂OCO₂↑+ CO↑+ 4H₂O
（1）下列可用作草酸分解制取气体的装置是            （填字母编号）。

【问题讨论】用下图所示装置进行实验：

A       B      C           D                 E            F
（2）实验前应先                。
（3）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A、C中的试剂依次是         、              （填字母编号）。
a．浓硫酸       b．澄清的石灰水      c．氢氧化钠溶液
（4）写出A装置中发生的化学反应方程式        。
（5）B装置的作用是            。
（6）对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，其作用分别是：
①加热前          。 ②停止加热后            。
（7）写出D装置中所发生反应的一个化学方程式             。
【数据分析与计算】
［资料4］铁的常见氧化物中铁的质量分数：

铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
铁的质量分数	77.8％	70.0％	72.4％

（8）称取铁红样品10.0 g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。
①D中充分反应后得到Fe粉的质量为m g，则           ＜ m ＜            。
② 实验前后称得E装置增重6.6g，则此铁红中铁的质量分数是         。
【实验评价】
反思1：本实验中如果缺少C装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会        （填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
反思2：请指出【问题讨论】中实验装置的一个明显缺陷               。

小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题．她设计并完成了下表所示的探究实验：
请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格．

【评价与反思】小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她应补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明．这两个方面的实验操作分别是：                   ．

小华在家中做蜡烛燃烧的实验，他将短玻璃导管插入焰心，发现另一端也可以点燃。
（1）[提出问题]导管里一定有可燃性气体，气体成分可能会是什么呢？
（2）[猜想]
猜想一：可能是蜡烛不完全燃烧时产生的一氧化碳气体（该气体燃烧会产生蓝色火焰）。
猜想二：可能是蜡烛受热后产生的石蜡蒸气。
猜想三：                     。
（3）[设计实验方案]小华设计了一个简单的实验方案，来判断哪一种猜想是正确的：将长玻璃
导管插入焰心，在玻璃导管中间位置用冰袋进行冷敷，再在另一端进行点燃，观察现象。
（4）[现象与结论]
如果猜想一正确，现象应是                              。
如果猜想二正确，现象应是                              。
（5）[分析与评价]
猜想二观察到的现象一定能证明导出的就是蜡烛受热后产生的蒸气吗？                。理由是                    。

某兴趣小组做以下实验探究分子的运动。请回答实验中的有关问题。

（1）实验I：在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2—3滴酚酞试液，观察现象一；再向其中滴加浓氨水观察现象二。由实验I两个现象得出的结论有                ；              。
（2）实验Ⅱ（如上图中甲所示）：烧杯B中的现象是                   ；产生这一现象的原因是                     。
也有同学认为是烧杯壁上的某种物质掉落到B烧杯中产生的，请设计实验验证：                 
（3）为使实验结论准确可靠，该兴趣小组还设计了实验Ⅲ（如上图中乙所示）作为对比实验。你认为有无必要              ，理由是                          。