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                 ；

做完氢氧化钠与稀硫酸中和反应的实验后，兴趣小组的同学对反应后溶液中溶质的成分进行了探究，请和他们一起探究并完成以下各空；

【提出问题】溶液中溶质的成分是什么？

【做出猜想】（1）只有Na ₂SO ₄；

      （2）Na ₂SO ₄和 　　两种物质；

      （3）Na ₂SO ₄和NaOH两种物质。

【实验验证】

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学实验	取适量中和反应后的溶液滴于试管中，将表面打磨后的铝片放入试管的溶液中	铝片逐渐溶解，并有大量气泡冒出	猜想（2）成立
乙同学实验	取中和反应后的溶液少许于另一试管中，并滴加几滴无色酚酞试液	溶液变 　　色	猜想（3）成立

丙同学对甲、乙两同学结论不同产生质疑。

【查阅资料】①Na ₂SO ₄溶液显中性；②Al与强碱NaOH溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO ₂）和氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2 　    ═2NaAlO ₂+3H ₂↑。

【交流反思】①丙同学肯定猜想（1） 　　（填"成立"或"不成立"）；

②丁同学认为猜想（2）不成立，其理由是 　　；

③该组同学经过充分讨论，一致认为猜想（3）成立；

④甲同学的实验是铝片和 　　溶液反应。

实验课上，同学们发现一瓶久置空气中的氢氧化钠固体的瓶口有白色粉末。在老师指导下，同学们对该白色粉末的成分进行了探究。

【猜想与假设】猜想1：白色粉末是碳酸钠。

猜想Ⅱ：白色粉末是氢氧化钠。

猜想Ⅲ：白色粉末是 　　。

【查阅资料】CaCl ₂溶液、Ca（NO ₃） ₂溶液呈中性。

【实验探究】取该白色粉末溶于水形成溶液A，设计如下实验：

（1）由上述实验可知，猜想 　　肯定不成立。

（2）若操作①滴加过量稀硫酸有气体B产生，而滴加少量稀硫酸可能没有气体B生成，其可能的原因是 　　（用化学方程式回答）。

（3）适宜操作③的X溶液是 　　（填字母序号）

A．CaCl ₂溶液               B．Ca（OH） ₂溶液

C．Ba（OH） ₂溶液       D．Ca（NO ₃） ₂溶液

（4）操作④需要用到的玻璃仪器是 　　。

（5）请写出操作⑤的两种方案并得出结论。

方案一： 　　。

方案二： 　　。

某化学兴趣小组用如图装置验证一氧化碳还原氧化铜，并探究其还原产物的组成．

（1）装置及反应原理探究

①B装置中浓硫酸的作用为 　 　．

②说明CO能还原CuO的现象为 　　．

③上述整套装置中发生的化学反应，其中属于化合反应的化学方程式 　　．（不考虑CO ₂和H ₂O的反应．）

（2）产物成分探究

【查阅资料】Ⅰ、一氧化碳还原氧化铜．除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu ₂O）

Ⅱ、Cu ₂O为不溶于水的红色固体

Ⅲ、Cu ₂O+H ₂SO ₄═Cu SO ₄+Cu+H ₂O

【提出问题】红色固体含有什么物质？

【猜想假设】假设一：红色固体只含Cu

假设二：红色固体只含Cu ₂O

假设三： 　　．

【实验验证】该小组为验证上述假设，取少量红色固体，加到足量稀硫酸中，观察到溶液变为蓝色，红色固体部分溶解．

【实验结论】根据上述实验结果，可知红色固体中一定含有 　　．

【数据处理】为进一步确定红色固体的成分，甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体，加到足量稀硫酸中使其充分反应，经过滤、洗涤、干燥后，称量剩余红色固体质量如表，请完善表中内容．

实验人员	红色固体（g）	剩余红色固体（g）	实验结论
甲	7.2	3.2
乙	4.08	2.48

【交流与反思】只要假设合理，方法正确，根据实验现象和数据就能得出结论．

某班同学用氢氧化钠溶液和稀盐酸进行中和反应实验。

（1）甲同学在烧杯中加入约15mL氢氧化钠溶液，滴入几滴无色酚酞溶液，此时溶液呈 　

　色。接着用滴管滴入一定量的稀盐酸，再用玻璃棒搅拌，发现溶液变为无色，反应的化学方程式为 　　。

（2）甲、乙、丙同学对反应后溶液中的溶质成分进行探究。

【猜想与假设】反应后溶液中的溶质是什么？

猜想一：只有NaCl

猜想二： 　　

猜想三：有NaCl和NaOH

上猜想中，直接可以排除的是 　　，理由 　　。

【实验探究】

为了验证另外两种猜想，甲、乙、丙同学设计如下实验方案：

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学方案	取少量反应后的溶液于试管中向试管中滴加AgNO 3溶液	有白色沉淀产生	猜想一成立
乙同学方案	取少量反应后的溶液于试管 中，向试管中加入	有气泡产生	猜想二成立
丙同学方案	取少量反应后的溶液于试管中，向试管中加入生锈的铁钉		猜想二成立

丙同学认为甲同学方案不合理，你认为理由是 　　。

【反思交流】

实验结束后，废液处理方法正确的是 　　（填序号）。

A．倒入下水道   B．倒入废液缸 C．带出实验室

如图为某同学所做的实验及现象。

（1）实验1发生反应的化学方程式为 　　。

（2）实验2生成Ca（HCO ₃） ₂．实验3发生反应的化学方程式为 　　，该实验说明CaCO ₃比Ca（HCO ₃） ₂热稳定性 　　（选填"强"或"弱"）。

（3）某地区硬水中溶有较多的可溶性Ca（HCO ₃） ₂、Mg（HCO ₃） ₂。

①生活中常用 　　来区分硬水和软水。

②煮沸硬水可降低水的硬度，同时生成难溶性混合物固体A。

【猜想】固体A中除CaCO ₃外，还含有：

猜想1：只含MgCO ₃

猜想2：只含Mg（OH） ₂

猜想3：MgCO ₃和Mg（OH） ₂

【实验】取10.0g干燥的固体A，加入足量的稀盐酸充分反应，产生4.4gCO ₂气体。

【结论】

①猜想1、2错误。其中判断猜想1错误的理由是 　　。

②猜想3正确，固体A中MgCO ₃和Mg（OH） ₂的质量比是 　　。

【拓展】在100℃时加热溶有较多Ca（HCO ₃） ₂、Mg（HCO ₃） ₂的硬水，1小时后得到CaCO ₃和Mg（OH） ₂•MgCO ₃•3H ₂O的固体混合物。写出Mg（OH） ₂•MgCO ₃•3H ₂O与稀盐酸反应的化学方程式： 　　。

化学兴趣小组在实验室发现一瓶氢氧化钠溶液，瓶口有少量白色固体且玻璃瓶塞打不开，这一情况激起了他们浓厚的兴趣，于是展开了如下探究：

【提出问题】瓶口白色固体的成分是什么？

【查找资料】（1）玻璃中含有二氧化硅（SiO ₂），试剂瓶身经抛光处理，不易反应，而瓶口和玻璃塞上的磨砂将二氧化硅裸露出来；

（2）二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应，SiO ₂+2NaOH＝Na ₂SiO ₃+H ₂O；

（3）硅酸钠（Na ₂SiO ₃）是一种白色固体，有很强的粘合性，可溶于水，溶液呈碱性；硅酸钠溶液能与强酸反应，如：Na ₂SiO ₃+2HCl＝2NaCl+H ₂SiO ₃↓（白色）；

硅酸钠溶液能与氯化钙溶液反应：Na ₂SiO ₃+CaCl ₂＝2NaCl+CaSiO ₃↓（白色）。

【作出猜想】白色固体的成分是：

Ⅰ．硅酸钠；

Ⅱ．硅酸钠和碳酸钠；

Ⅲ．硅酸钠、碳酸钠和氢氧化钠

【实验探究】取一定量白色固体溶于适量水中形成样品溶液，分组进行如下实验并相互评价：

	实验操作		实验现象	结论与评价
第1组			有气泡冒出且产生白色沉淀		同学们认为猜想① 　　不成立；写出生成气体的反应化学方程式：②
第2组	第一步		产生白色沉淀	第1组同学认为：此步骤还不能准确判断出原固体的成分。
	第二部		③	大家一致认为：猜想II成立。

【反思交流】

（1）有同学认为，第2组实验中不能用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，理由是：④ 　　；

（2）氢氧化钠溶液必须密封保存，且试剂瓶只能用橡胶塞。

某实验小组的同学在学习了铁的冶炼后，想探究炼铁高炉排放出的高炉气体中含有污染环境的气体有哪些，请我们共同参与探究并回答下列问题：

【提出问题】高炉气体中含有污染环境的气体是什么？

【作出猜想】猜想一：只有CO；

猜想二：只有SO ₂；

猜想三：CO和SO ₂都有；

【查阅资料】二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊（与CO ₂相似），能使品红溶液褪色，可被酸性高锰酸钾溶液吸收。

【实验探究】该实验小组的同学组装了如图1装置进行实验。

（1）甲同学在实验中发现A中品红溶液褪色，高炉气体中含有气体 　　，B中酸性高锰酸钾溶液的作用是 　　，C 中品红溶液的作用是 　　；

（2）乙同学发现C中品红溶液没有褪色，E中澄清石灰水变浑浊，得出高炉气体中含有CO．丙同学认为乙同学的结论不正确，理由是 　　。

（3）该实验小组的同学经过讨论后，改进了实验装置，如图2所示。用氢氧化钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液的优点是 　　，写出SO ₂与 NaOH溶液反应的化学方程式 　　。

【实验结论】炼铁厂排放的高炉气体中含有有害气体CO和SO ₂，直接排放到空气中会污染环境，需达标后才能排放。

小维与家人聚餐时，对火锅燃料"固体酒精"产生了好奇，于是他与同学对其成分进行如下探究。

【查阅资料】（1）该固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成的。

（2）氯化钙、氯化钡溶液均呈中性。

【提出问题】（1）酒精中是否含有碳元素？

（2）固体酒精中氢氧化钠是否变质？

【作出猜想】猜想一：酒精中含有碳元素。

猜想二：固体酒精中氢氧化钠已变质。

【实验探究】（1）如图1所示进行实验，发现澄清石灰水 　　，可得出酒精中含有碳元素的结论。

（2）取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现杯底有白色沉淀。取沉淀于试管中加入稀盐酸，固体溶解并有气泡产生，则生成气体的化学方程式 　　。

【实验结论】（1）酒精中含有碳元素。

（2）固体酒精中氢氧化钠已经变质。

【拓展延伸】为进一步确定固体酒精中是否还含有氢氧化钠，小维与同学继续探究。

（1）他另取少量固体酒精，加水溶解后，取上层清液，滴加酚酞溶液，酚酞溶液 　　，于是得出固体酒精中还含有氢氧化钠。

（2）小维的同学认为他的实验不能证明固体酒精中一定有氢氧化钠剩余，理由是 　　。

（3）他们另取上层清液，加入足量的氯化钡溶液，充分反应后滴加氯化铁溶液，生成红褐色沉淀，他们一致认为固体酒精中氢氧化钠有剩余。

【反思交流】（1）实验中，加入足量氯化钡溶液的目的是 　　。

（2）实验室中氢氧化钠应 　　保存。

现有一包黑色固体粉，可能含有炭粉、CuO、Fe ₃O ₄中的两种或者三种，某化学兴趣小组通过实验探究其成分。

（1）提出问题：该黑色固体粉末成分是什么？

（2）作出猜想：

猜想一：混合固体是炭粉、CuO

猜想二：混合固体是炭粉、Fe ₃O ₄

猜想三：混合固体是 　　（两种物质写不全不给分）

猜想四：混合固体是炭粉、CuO、Fe ₃O ₄

（3）查阅资料：Fe ₃O ₄为黑色粉末，能与盐酸反应，含有Fe ³⁺的盐溶液遇到KSCN（硫氰化钾）溶液时变成红色，Fe（OH） ₂是一种白色沉淀。

（4）实验探究：取一定量的固体于试管中，加足量的盐酸，充分反应后有部分固体溶解，过滤，得到滤液A，并对滤液A的成分进行如下探究：

实验操作	实验现象	实验结论
步骤一：取一定量滤液A于试管中，加入足量的铁粉	无红色固体析出	该固体物质一定没有
步骤二：又取一定量的滤液A于试管中，加入少量的KSCN（硫氰化钾）溶液	溶液变成红色	滤液A中还一定含有的物质是
步骤三：再取一定量的滤液A于试管中，加入足量的NaOH溶液	有红褐色沉淀生成，同时还有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后面变成红褐色	滤液A中还一定含有的物质是

（5）讨论交流：

①通过以上实验，猜想 　　成立。

②写出Fe ₃O ₄与盐酸反应的化学方程式 　　。

③Fe ₃O ₄与盐酸反应时元素的化合价没有改变，请大家推断Fe ₃O ₄中铁元素的化合价为 　____　（写两种价态才得分）。

（6）拓展：请写出同种元素显不同化合价的一种盐 　　（其它合理答案也得分）（写化学式）。

某化学兴趣小组同学，用盐酸和氢氧化钠进行"酸碱中和反应"的探究，进行一段时间后发现没有明显变化，询问老师才知道忘记滴加指示剂。因此，他们停止实验，并在老师的指导下对烧杯内的溶液中的溶质的成分进行探究。

【提出问题】该烧杯内的溶质是什么？

【猜想假设】猜想一：NaCl猜想二：NaCl和HCl

猜想三：NaCl和NaOH猜想四：NaCl、NaOH和HCl

同学们讨论后一致认为猜想四不合理，请你说出不合理的理由 　　（用化学方程式表示）。

【查阅资料】NaCl溶液呈中性。

【实验探究】兴趣小组甲、乙、丙三位同学分别设计了如下的实验方案，请你帮助他们完成实验报告的相关内容。

实验方案	实验现象	实验结论
甲同学取少量烧杯内的溶液于试管中，滴入酚酞试液	溶液无变化	猜想一成立
乙同学另取少量烧杯内的溶液于试管中，加入 　　。	有气泡生成	猜想二成立
丙同学另取少量烧杯内的溶液于试管中，滴加适量的CuSO 4溶液	没有蓝色沉淀产生	猜想 　　不成立

【评价反思】老师看了甲、乙、丙三位同学的实验报告，指出甲同学的实验结论不准确，请你分析甲同学实验结论不准确的原因： 　　。

【得出结论】猜想二成立

【拓展延伸】某同学在进行酸碱中和滴定实验时，测得溶液的pH变化如下图1所示，请回答下列问题：

（1）由图1可知，该同学实验操作是 　　。

A．将盐酸滴入氢氧化钠溶液中

B．将氢氧化钠溶液滴入盐酸中

（2）由图1可知，在b点处溶液中溶质是 　　。

（3）图2为盐酸和氢氧化钠溶液反应的微观过程，从微粒的角度分析，此反应的微观实质 　　（合理答案即可）。

要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，请你参与华雪同学的探究：

【查阅资料】①碳酸亚铁（FeCO ₃）具有还原性，在空气中灼烧生成的氧化物和CO ₂气体．

②FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水．

③FeCl ₂能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl ₃不能；FeCl ₃溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，FeCl ₂溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出现红色．

【猜想与假设】猜想1：固体成分是氧化铁；

猜想2：固体成分是四氧化三铁；

猜想3： 　　．

【活动与探究】连接仪器、装好药品如图所示（加热和固定装置已省略），打开止水夹K，通入氧气，加热玻璃管X．当Y瓶中产生的沉淀不再增加时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却．

取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加盐酸，微热，固体完全溶解．将所得溶液分成甲、乙两份进行实验．

实验编号	实验步骤	实验现象
a	向甲溶液中滴加KSCN溶液	溶液变红色
b	向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液	高锰酸钾溶液的紫红色不消失

【结论与反思】（1）由上述实验现象可知，FeCO ₃在氧气中高温灼烧得到的固体产物是 　　，因此，猜想 　　（填"1"或"2"或"3"）是正确的．

（2）FeCO ₃在氧气中高温灼烧的化学方程式为 　．

（3）上述实验 　   （填"a"或"b"）是多余的，因为 　　．

【总结与提升】（1）若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的，可能的原因是澄清石灰水的量不足，导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙．碳酸氢钙的化学式为 　　．

（2）CO ₂使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 　　．

（3）华雪同学经过反思，觉得该实验设计还存在问题，因为如果在实验b中观察到 　　，就不能确定哪个猜想是正确的．所以华雪同学又对该实验进行了定量探究：取11.6g纯净的碳酸亚铁固体，在空气中高温灼烧至恒重，称得固体质量净减3.6g．通过计算即可确定：FeCO ₃和氧气充分反应后的固体成分是 　　．

现有一包白色粉末，可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠、硫酸铜中的一种或几种，某化学小组为确定其成分，做了以下探究：

【查阅资料】硫酸钠、氯化钡溶液均呈中性。

（1）步骤Ⅰ：取少量固体于烧杯中，加足量的水，搅拌，过滤，得到白色沉淀和无色滤液。

步骤Ⅱ：取步骤Ⅰ所得的白色沉淀于试管中，加入过量的稀硝酸，沉淀全部溶解，有气泡产生，得到无色澄清透明的溶液。

根据上述两步实验，小组同学认为白色粉末中一定不含有的物质是　　，同时确定了白色粉末中一定含有的物质，并写出了步骤Ⅰ中产生白色沉淀的化学方程式是　　。

（2）为了进一步确定白色粉末中可能含有的物质，小组同学利用步骤Ⅰ所得的滤液继续探究。

【讨论猜想】小组同学对滤液中溶质成分做出了多种猜想，其中滤液中含有三种溶质的猜想分别是：

猜想一：　　；猜想二：　　。

【实验探究】小组同学共同设计如下方案来证明诸多猜想中猜想二成立，请完成下列表格：

实验步骤	实验现象	实验结果
		猜想二成立

【实验结论】小组同学通过以上探究，最终确定了白色粉末的成分。

某化学兴趣小组的同学在学习九年级《化学》下册中的资料卡片"石笋和钟乳石的形成"时，发现难溶于水的碳酸钙当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙：CaCO ₃+CO ₂+H ₂O═Ca（HCO ₃） ₂，联想到实验室中澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙：Ca（OH） ₂+CO ₂═CaCO ₃↓+H ₂O，对长时间向碱溶液中通入CO ₂反应后溶液中的溶质组成产生了浓度的兴趣。

【提出问题】一定量CO ₂与NaOH溶液反应后的溶质组成是什么？

【查阅资料】（1）通入少量CO ₂反应的化学方程式为： 　　。

（2）通入过量CO ₂，反应的化学方程式为：Na ₂CO ₃+CO ₂+H ₂O═2NaHCO ₃。

（3）碳酸氢盐都是可溶于水的。BaCO ₃难溶于水。

（4）碳酸氢钠溶液呈碱性。

【提出猜想】(1）溶质为NaOH和Na ₂CO ₃；（2）溶质为Na ₂CO ₃；

（3）溶质为 　　（填化学式）；（4）溶质为NaHCO ₃。

【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）用玻璃棒蘸取反应后溶液，滴在pH试纸上	pH＝9	该溶液显碱性
（2）取反应后溶液少许于试管中，向其中滴加过量的BaCl 2溶液	有 　　生成	猜想（4）不成立
（3）取步骤（2）中的上层清液，滴入稀盐酸	有气泡冒出	猜想（1）和（2）不成立

【得出结论】猜想（3）成立。

【讨论交流】(1）有同学提出，实验步骤（1）是多余的。你认为该实验设计是否需要？ 　　（填"需要"或"不需要"）。

（2）同学们又一次把目光投向了教材，发现遇热或压强变小时：Ca（HCO ₃） ₂＝CaCO ₃↓+CO ₂↑+H ₂O，纷纷提出，干粉灭火器中用NaHCO ₃灭火的反应原理与之相似，试写出NaHCO ₃受热分解的化学方程式： 　 。

【反思应用】（1）同学们回忆起实验室检验二氧化碳的情景，心想：如果向澄清石灰水中不断通入二氧化碳，会看到怎样的现象呢？请你描述一下： 　　。

（2）老师投影图片﹣新化县的梅山龙宫，冷水江市的波月洞，涟源市的藏经阁，双峰县的药王洞…宛如人间仙境的美丽溶洞，竟然是文中两个简单的化学反应创造？!同学们不禁对大自然的鬼斧神工咋不决口，纷纷表示"娄底那么大，我想去看看"。

实验探究物质的组成成分以及含量 ； 碱的化学性质 ； 盐的化学性质 ； 书写化学方程式、文字表达式、电离方程式 ．

蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对"蔗糖的组成"进行了探究。

【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。

【实验验证】

方案一：小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验生成物中有水和二氧化碳，得出结论"蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的"。

小刚认为该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，不能确定是否含有氧元素，理由是 　             　。

方案二：小刚用如图所示装置进行实验，实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。

（1）观察到 　　出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。

（2）观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用如图所示装置，另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如表：

实验过程	实验现象
，点燃酒精	①硬纸玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光； ②

写出上述实验过程中一个反应的化学方程式： 　         　。

【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。

【拓展交流】

（1）方案二中，先通入一会儿氮气的原因是 　　。

（2）查阅资料得知蔗糖的化学式为C ₁₂H ₂₂O ₁₁，小红发现：蔗糖分子中氢原子数目是氧原子数目的倍，但是，蔗糖中氧元素质量却是氢元素质量的8倍。导致出现这种情况的原因是 　　。