初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

化学兴趣小组的三位同学对蜡烛燃烧进行了以下探究：他们将一短玻璃管插入焰心，发现另一端也可以点燃。
【提出问题】导管里一定有可燃性气体，该气体成分可能是什么呢？
【猜想】小贝认为：可能是蜡烛不完全燃烧时产生的一氧化碳；（一氧化碳是可燃性气体）
小芳认为：可能是蜡烛受热后产生的石蜡蒸汽；
小婷认为：可能以上两种情况都有。
【实验方案】换一根较长的玻璃导管，并用湿毛巾包住，然后在导管另一端做点火实验。
【现象与结论】
如果观察到                          ，则小贝的猜想正确；
如果观察到                          ，则小芳的猜想正确；
如果观察到                          ，则小婷的猜想正确。

某实验小组同学想利用如图所示装置制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳（所用装置气密性良好）．

【查阅资料】a、二氧化碳在饱和NaHCO₃溶液中溶解度很小；
b、CaCl₂溶液呈中性．
（1）装置B的作用是                           ．
（2）实验中观察到A中持续有大量的气泡产生，但较长时间后，经验证D中二氧化碳仍然没有收集满，原因是                              ．
（3）针对上述现象，同学们改进并成功完成了实验，在处理废液时，小新同学想将锥形瓶中的废液直接倒入下水道，但小帆同学认为这种做法不正确，应该先对废液中溶质的成分进行探究．
【猜想与假设】猜想1：溶质为CaCl₂；猜想2：溶质为CaCl₂和HCl．
【实验与验证】

操作	现象	结论
取少量废液于试管中，向其中加入		猜想2正确

【反思与应用】为避免污染，向废液中加入过量的        （填化学式），反应完全后过滤，就可得到只含CaCl₂一种溶质的溶液．

小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除MnO₂、CuO外，Fe₂O₃也可以作KClO₃分解的催化剂．
【完成实验】按下表进行实验：测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）．

实验编号	实验药品	分解温度
①	KClO3	580℃
②	KClO3、MnO2（质量比1：1）	350℃
③	KClO3、CuO（质量比l：1）	370℃
④	KClO3、Fe2O3（质量比1：1）	390℃

【分析数据、得出结论】
（1）由实验______________与实验④对比，证明猜想合理；
（2）实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是____________。
【反思】
（3）若要证明Fe₂O₃是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和_____________不变；

小明对妈妈杀鱼时从鱼鳔肚内取出的产生了兴趣。他拟定“探究鱼鳔内气体体积和成分”
作为研究性学习的课题。
小明查阅有关资料获知：这种鱼鳔内氧气约占四分之一，其余主要为二氧化碳和氮气，且知道二氧化碳能溶于水，氮气不溶于水。
探究分两部进行：
（1）测量鱼鳔内气体的体积。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.在水下刺破鳔，用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积。(如图)

你认为其中测量结果不准确的一种方法是               （填字母），理由是              ，收集的气体体积比实际体积                （大或小）。
（2）测量鱼鳔内气体的成分。现有两集气瓶的鳔内气体，请你帮助小明设计实验进行验证。

实验目的	实验方法	实验现象
验证鳔内含有氧气	将燃着的木条放入含有鳔内气体的集气瓶中	木条
验证鳔内含有二氧化碳	在含有鳔内气体的另一个集气瓶中加入

 

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                    。

竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物。同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分。
（1）收集竹子中的气体。
小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体。
小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行，于是分为A、B两组，在相同的条件下，A组采用小华的取气方法，B组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验。
（2）检验气体中是否含有二氧化碳气体。

实验步骤	实验现象	实验结论及解释
向所取气体中加入		有二氧化碳。

（3）测定氧气含量。
【查阅资料】红磷的着火点为240 ℃，白磷的着火点为40 ℃。
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。

方案一                                方案二
【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。
【反思与评价】
a．实验中磷的量必须______________，原因是                     。
b．两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案_______________，原因是                。
c．经过A、B两组同学的实验，A组测得的含氧量总是大于B组的，你认为原因是                      。

(本题共12分)“爆竹声中一岁除”燃放烟花爆竹是中华民族文化的重要组成部分，然而，近年灰我国许多大、中城市都对烟花爆竹实施了“禁放”或者“限放”，民族文化为什么受到限制，好奇心驱使小明，小强、小亮三位同学，他们决定对烟花爆竹进行展开实验探究。
【提出问题】烟花爆竹燃放时会产生什么气体？
【查阅资料】1.我国传统的黑火药的标准配方为：硝酸钾75％ 、硫磺l0％ 、木炭l5％，因为黑火药中的硫磺成分具有着火温度低、燃速快等性质，因而使黑火药容易点火，使得在生产过程中硫的使用量过大。
2.CO₂和SO₂均能使石灰水变浑浊；
【猜想】烟花爆竹燃放时会产生CO₂和SO₂

【实验过程】他们设计的实验探究过程如右图
实验开始前应先检查             ，再点燃酒精灯，已知2处为从爆竹中取出的少量的火药，根据实验设计要求应当还要用到       色的高锰酸钾溶液和石灰水，则3中应放的是               ，4中应放的是          ，若猜想正确， 4中发生反应的化学方程式是                   。结果证明原猜想正确。
【实验反思】
1、装置中气球的作用是                                          ，
2、已知 硬质玻璃管中发生的反应有S ＋2KNO₃＋3C ＝＝＝ 3CO₂ ＋N₂  + X ，则X的化学式为         。该玻璃管中还发生的反应                   （写化学方程式）搞清烟花爆竹的基本原理和实验中产生的气体之后，该兴趣小组又利用春节期间测定市区某烟花爆竹集中燃放点处二氧化硫的含量
【查阅资料】1、可用含有一定量碘的溶液测定空气中的SO₂含量，反应方程式是：
SO₂＋I₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HI。
【测定装置】：甲同学设计了如下图所示的实验装置：
【测定步骤】：
(一) 配制一定浓度的稀碘溶液

（二）、二氧化硫含量的测定
(1)将一定浓度、一定质量的稀碘溶液放于洗气瓶中，并滴入几滴稀淀粉溶液，此时洗瓶中溶液的颜色为蓝色。（淀粉遇碘单质呈蓝色）
(2)3位同学分别设计好的装置来到燃放点，打开a, 关闭b用注射器抽取100 mL燃放点空气。再关闭a，打开b，再缓缓推动注射器，将气体全部推入滴有淀粉的碘水溶液中，重复上述操作多次，直到溶液刚好变成无色，记录抽气的次数。
（3）3位同学使溶液刚好变成无色时抽气的次数分别为50、60、65次，      次的最接近真实值，另两位同学不准确的原因为                            
（4）最终我们通过计算可以确定燃放点的二氧化硫含量是否超标。
【测定反思】
1．小明经过思考后认为在测定时可将右图所示的多孔球泡放入洗气瓶中，你认为加此仪器的好处是　　　　　　　　　　　　　　　　。

2．小强同学认为：实验方案需要抽气的次数太多，操作麻烦。与小亮讨论后，决定对设计的实验加以调整，以减少抽气的次数，他们调整的方案可能是                                                。
3．三位同学经过对烟花爆竹的研究，明白了国家“禁放”的和“限放”的原因，你认为原因的是      
A 减少噪声污染  B 减少固体废弃物污染 C 减少大气污染  D 减少粉尘污染

某同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图。经过一周观察：试管A和C中的铁钉无明显变化，试管B中的铁钉明显锈蚀。

(1)通过探究发现：铁生锈是铁与      和       共同存在时发生化学反应的过程。
　(2)A中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是                   ；
　(3)通过探究，请你写出防止铁制品生锈的一种措施                     。

小李和小王两位同学对碱式碳酸铜 $\left[C{u}_2{\left(OH\right)}_{2}C{O}_3\right]$受热完全分解后的黑色固体产物的成分进行探究。
（1）小李根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体产物做出以下猜想：①可能是碳，②可能是氧化铜，③可能是碳和氧化铜的混合物。他做出以上猜想的依据是；
（2）小王根据碳的化学性质，认为猜想③可以排除，理由是；
（3）为验证①、②猜想，他们设计如下实验方案：向盛有少量黑色固体的试管中加入足量的稀硫酸，振荡，待完全反应后静置观察现象。若猜想①正确，现象应该是；若猜想②正确，现象应该是。

某化学课外兴趣小组为探究 $Na$与 $C{O}_{2_{}}$的反应进行了如下实验（实验部分装置如右图所示）：向盛有 $Na$的装置A中通入纯净、干燥的 $C{O}_{2_{}}$，当观察到装置B中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入 $C{O}_{2_{}}$， $Na$剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后装置A中有黑色固体和白色固体生成。
                                        
【资料卡】
（1） $K$、 $Ca$、 $Na$等活泼金属的氧化物均可与水反应生成对应的碱；
（2）钠为银白色金属，过氧化钠为淡黄色固体。
【提出问题】白色固体含有什么物质？
【猜想与假设】
假设1：白色固体含有 ；
假设2：白色固体含有 $N{a}_{2}O$；
【实验设计】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量白色固体放入足量水中	白色固体完全溶解
②取①中少量溶液，加入	产生大量气泡	假设1成立
③另取①中少量溶液，		假设2成立

【反思提高】
$Na$在 $C{O}_{2_{}}$中燃烧存在多个反应、生成多种物质。请你写出其中生成物仅为一种白色固体与一种黑色固体的反应的化学方程式：。

某化学兴趣小组想对某次高炉炼铁得到的生铁中铁的质量分数进行探究，请按要求完成下列探究报告。
【实验目的】
测定生铁中铁的质量分数。
【资料支撑】
生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。碳在生铁中以两种形态存在：一种是单质碳(石墨)，另一种是化合碳(如 $F{e}_{3}C$等)；硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂；这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应。
【设计思路】
要测定生铁中铁的质量分数，必须先通过实验测定并计算铁的质量，基本思路是：
。
【实验过程】
①取一只烧杯，称得其质量为70.4g，加入一定量生铁的样品碎屑，称得烧杯和样品的总质量为102.4g；
②向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸，边加边搅拌，直到烧杯中不再产生气泡，再加入少量稀硫酸以确保过量，测得共用去稀硫酸247.3g；
③静置，称量。称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g。
【数据处理】计算该生铁样品中单质铁的质量分数是多少?(写出计算过程)
【交流讨论】
(1)实验过程中稀硫酸要过量的原因是：；
(2)经质检部门精确测定，该样品中铁元素的总含量为95.2％。假设没有与稀硫酸反应的铁都以 $F{e}_{3}C$形式存在，则样品中 $F{e}_{3}C$的质量为(计算结果保留一位小数)；
(3)该小组的同学还查阅到：一氧化碳具有可燃性，点燃一氧化碳与空气的混合物有可能爆炸。他们按下表中的体积比收集四瓶一氧化碳和空气的混合气，并点火实验，结果列于下表中：

V( $CO$):V(空气)	3:7	5:5	7:3	8:2
点火处理	炸	炸	炸	不炸

①由上述实验可知， $CO$在空气混合气中的爆炸极限(体积分数)约为12.5％；
②由此我们得到启示：在点燃或加热一氧化碳前，一定要先；
③一氧化碳还可用于炼铁，请写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式：.

科学实验方案是根据特定实验目的而设计的。在学习了"酸能使紫色石蕊试液变色"的知识后，进一步了解到"盐酸能电离产生 $H^{+}$和 $C{l}^{-}$，氯化钠能电离产生 $N{a}^{+}$和 $C{l}^{-}$"。为深入研究某一问题，小科同学设计了如图所示的实验方案。请回答：

（1）往三支试管中分别滴入2滴紫色石蕊试液后，乙试管中的溶液将变为色；
（2）小科设计的实验方案研究的主要问题是。

同学们探究“影响实验室用过氧化氢溶液制取氧气反应速率的因素”，过程如下：
（1）对已有化学知识和生活经验的思考：

化学知识和生活经验	思考
木炭在氧气中燃烧比在空气中更旺	双氧水的浓度可能会影响生成氧气的快慢
夏天，将食品放在冰箱里不容易腐烂	（8）

（2）根据上述思考设计了如下实验：

组别	温度	二氧化锰的质量	双氧水的浓度和体积	观察产生气泡的速率
1	室温	0．5g	5%、50 mL	反应平稳，有大量气泡产生
2	加热	0．5g	w%、50 mL	气泡急速产生，并产生大量白雾
3	室温	0．5g	30%、50 mL	气泡呈爆发式产生，并带出反应液

① 实验2中双氧水的浓度（w %）以  （9）   为宜。
② 通过比较   （10）     两组实验，可③以得到“浓度越大，化学反应越快”的结论。
③ 实验结论：第  （11）   组方案比较适合在实验室制取氧气。
④ 通过分析思考，影响化学反应速率的因素可能还有   （12）    。（写出一条）

竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物．同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分．
收集竹子中的气体．
小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体．
小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体．
大家认为两人的想法都可行，于是分为A、B两组，在相同的条件下，A组采用小华的取气方法，B组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验．
检验气体中是否含有二氧化碳气体．
测定氧气含量．
【查阅资料】红磷的着火点为240℃，白磷的着火点为40℃．
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量．

【进行实验】按上述两个方案进行多次实验．
【反思与评价】
a．实验中磷的量应为足量，原因是                 ．
b．两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案           ，原因是            ．
c．经过A、B两组同学的实验，A组测得的含氧量总是大于B组的，你认为原因是               ．

为探究某干燥的绿色固体粉末的元素组成，某小组进行了如图所示的两个实验，请回答：

实验一	实验二
固体变 为黑色	白色变为蓝色	固体 减少		黑色变为 光亮红色	变 浑浊

 
① 装置Ⅱ中的现象说明装置Ⅰ中产生了            ；
② 装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是              ；
③ 实验二中气球的作用是            ；
④ 实验二的步骤如下，其正确顺序是：              ；
a、通一段时间的CO   b、继续通CO  c、熄灭酒精灯
d、待黑色变成光亮红色  e、停止通CO  f、点燃酒精灯
⑤ 根据上述实验现象推知绿色固体的元素组成是                 ；