初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

实验室用浓盐酸和MnO₂制取并探究Cl₂（氯气）化学性质,装置如下：

(1)A是Cl₂发生装置，请完成反应的方程式：MnO₂ +4HCl_(浓)（  ）+ Cl₂↑+2H₂O；除圆底烧瓶外还用到的玻璃仪器有            。
(2)从C装置出来的气体中含有CO₂和HCl，写出C中反应的化学方程式____________。
(3)在实验中发现：若用稀盐酸代替浓盐酸与MnO₂混合加热没有氯气生成。“影响氯气生成的原因是什么呢？”小明作了如下探究：
①提出合理假设
假设1：Cl^–的浓度对反应的影响；假设2：                                    
②设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤和预期现象及结论。限选实验试剂：浓H₂SO₄、NaCl固体、MnO₂固体、稀盐酸

实验序号	实验操作	预期现象和结论
①
②

 

(7分)某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现，通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面，阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速率逐渐减慢甚至停止．为此，该小组设立研究课题：选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳．
[实验一] 选择合适浓度的硫酸
操作：在28℃时，用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有lg直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，见下表：

[实验二] 选择合适的反应温度
操作：往盛有lg直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液，观察反应的情况，记录如下表：

请根据本次活动的研究目的，分析处理以上两个表中数据，得出结论：
(1)稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为 ▲ ％，因为浓度小于或大于合适浓度对反应的影响是                ▲               ．
(2)在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为 ▲   ℃，因为温度高于或低于该温度对反应的影响是               ▲                    ．
(3)除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加         ▲             操作，更有利于气体的制备．
(4)该研究小组为了研究         ▲        对该反应速率的影响，进行了如下实验．

(5)根据上述实验研究，你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中，最佳选用  ▲  (填
编号) ．

注射器是一种普通的医疗器械，但它在化学实验中发挥着越来越大的作用。某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量，进行了如下探究活动：
[查阅资料] 白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸(HPO₃)。
[设计实验] 设计了如右图的装置进行探究活动。

[步骤与现象]
①测量试管的容积为50mL；
②检查装置的气密性良好；
③装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器；
④用弹簧夹夹紧胶皮管，加热粗铜丝，观察现象；
⑤燃烧结束，试管冷却到室温后打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况。
[反思与交流]
（1）实验中利用了铜丝的         性。
（2）兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是                         。
（3）步骤③中注射器活塞至少应调到        mL处（填整数）。
（4）步骤④中观察到的现象有                    ；
（5）小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下，观察活塞位置时，最好将试管和注射器整体横放，小华同学的理由是                                     。

某同学看到装有薯片的包装袋总是鼓鼓的，里面充有气体。他进行了如下探究：

提出问题：…… 建立假设：袋内气体可能是二氧化碳。 实验方案：将燃着的木条伸入已收集满该气体的集气瓶中，观察现象。 获得证据：…… 得出照论：……

(1)他提出的问题是。
(2)其他同学一致认为该实验方案是不合理的，正确的实验方案是：将收集的该气体，观察现象。

（1）实验室给你提供了下列仪器，请选用合适的仪器完成指定的实验

①要制取较多的O₂用来探究其性质（要求制取过程中可以添加反应物），组装气体发生装置需要的仪器是         （填序号），收集氧气应采用            法。
②提纯初盐时，过滤需要选用上述仪器中的       （填序号），出此之外还缺少的仪器是滤纸、         、             （填名称）。
（2）美羊羊同学的购物袋装薯片中发现还有一个小袋，上面标有“成分：CaO、Fe;作用：防潮、防氧化；警告：禁止食用”等字样，撕开小袋，发现里面的固体粉末有少许是棕红色，大多数是灰白色的。经过分析，她认为棕红色粉末是Fe₂O₃,灰白色粉末应该含有CaCO₃和Fe，为验证自己的判断，美羊羊同学打算进行实验探究，请你一同参与。
【实验目的】证实灰白色粉末中含有CaCO₃和Fe。
【实验设计】装置如下图所示：

【实验预测与分析】
①要证实样品中含有CaCO₃，观察到的实验现象是              ，B中发生反应的化学方程式为                       。
②若要证实样品中含有Fe，E中应该观察到的现象是                   ，此时C装置的作用是                
③看了美羊羊同学的分析结论，有同学认为小袋内灰白色粉末中还应该有别的物质，请你写出其中一种物质的化学式        。

在一次学生实验中，学生用带有氧化膜的铝片和稀硫酸反应，发现铝片和稀盐酸、稀硫酸反应发现铝片和稀盐酸反应现象明显，而和稀硫酸几乎不反应。这和“铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气”不一致，是什么原因呢？是试剂、药品出了问题吗？为了寻找原因，某学生在教师的指导重新用浓盐酸配制了一定浓度的溶液，然后加入一块纯度≥99.5％的铝片验证是否确实存在上述现象，实验结果如下表

无论是用5%H₂SO₄还是用10%H₂SO₄，均无明显现象。其结论还是与“铝能跟稀硫酸或稀盐酸反应生成氢气”不相符合。
问题1：为了探索“铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异原因”，你能对问题的答案作出哪些假设或猜想：
假设一：Cl^-能                                                       
假设二：SO₄^2-能                                                   
问题二：为了论证上述假设，你设计的实验方案是：（探究过程）_______________

近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。
【提出问题】通过实验证明煤中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），该反应的化学方程式为：5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ＝ K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2 X ”。这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是：         。
（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式：______________________。
根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。
【实验探究】（3）甲同学：
“实验操作”：甲同学进行了如下图所示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。
“得出结论”：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素。
（4）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：                           。
（5）丙同学：“实验操作”：丙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

【探究与结论】（6）上图C装置的作用是                                   。
（7）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学的实验中                    。
 

5月1号起"醉驾入刑"。醉酒的原因是酒中含有一种物质叫乙醇，对人的神经系统有刺激作用。醉酒后驾车会带来严重的社会危害。
（1）乙醇（ $C_2{H}_{5}OH$）易燃烧，燃烧的化学方程式为。

（2）交警进行呼气酒精检测的原理是：橙色的 $K_{2}C{r}_2{O}_7$酸性溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色的硫酸铬，硫酸铬有 $C{r}^{3+}$和 $S{O_4}^{2-}$组成，则硫酸铬的化学式为。
（3）白酒是乙醇的水溶液，酒中乙醇在微生物的作用下能被氧化成乙酸，现有一瓶密封放置了十几年的某种白酒，想知道该白酒的组成情况，设计了如下探究实验：
【提出问题】白酒中溶质有哪些？
【查阅资料】
材料一：乙醇（ $C_2{H}_{5}OH$），俗称酒精，易溶于水，水溶液呈中性。
材料二：乙酸（ $C{H}_{3}COOH$），又名醋酸，易溶于水，具有酸的通性。
【猜  想】
猜想1：只有乙醇
猜想2：只有乙酸
猜想3：                     。
【实验探究】

已知某纯碱样品中含有NaCl杂质，为测定样品中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验(温馨提示：碱石灰的主要成分是NaOH和CaO)。主要实验步骤如下：

①按图组装仪器，并检查装置的气密性
②将ag样品放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到样品溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到bg
④从分液漏斗滴入稀硫酸到不再产生气体为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到盛有碱石灰的U型管的质量基本不变，为dg
请回答下列问题：
(1)在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向右偏转，说明；
(2)装置中 $NaOH$溶液的作用是；
(3)装置中浓硫酸的作用是：
(4)如果将分液漏斗中的稀硫酸换成浓度相同的盐酸，测定的结果会(填偏高、偏低或不变)：
(5)步骤⑤的目的是；
(6)该样品中纯碱的质量分数的计算式为：

(4分)化学反应都遵守质量守恒定律，请根据质量守恒定律的相关知识完成下列问题：
(1)下列各项中，在化学反应前后一定不变的是(填数字序号)。
①元素的种类   ②物质的种类    ③原子的种类
④分子的种类    ⑤原子的数目   ⑥分子的数目
(2)应用质量守恒定律配平化学方程式：
$C_2{H}_4+O_2\stackrel{\mathrm{燃烧}}{\to }C{O}_2+H_{2}O$

(3)实验室常用右图所示实验验证质量守恒定律。四位同学设计了如 下A、B、C、D四个实验，并按右图实验操作来验证质量守恒定律，实验中观察到B、C实验前后天平依然保持平衡，某同学认为B、C实验都能验证质量守恒定律，你认为他的说法(填"是"或"否")正确；而A、D实验天平不平衡，其中D实验天平不平衡的原因是。

小李和小高同学用一瓶久置的氢氧化钠溶液和稀硫酸做中和反应的实验，为了能够观察到明显现象，他们先向盛装 $l0mL$氢氧化钠溶液的烧杯中滴加几滴酚酞试液，再逐滴滴加稀硫酸并不断搅拌。
(1)滴加稀硫酸的过程中观察到有气泡产生，他们发现氢氧化钠溶液已变质，请你写出氢氧化钠溶液变质的化学方程式：。
(2)他们对该瓶氢氧化钠溶液的变质情况进行探究
【猜   想】猜想一：全部变质   猜想二：部分变质
【实验探究】他们按下列实验方案进行探究，请你帮他们把下表补充完整：(温馨提示：氯化钡溶液呈中性)

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量上述氢氧化钠溶液于试管中，然后滴加过量氯化钡溶液，充分反应后过滤。		猜想二成立
②向所得溶液液中滴加几滴酚酞试液。

【反思与评价】小李认为在上述实验中可用氢氧化钡溶液代替氯化钡溶液，也能证明猜想二成立，你认为(填"可行"或"不可行")。

某白色固体可能由氢氧化钡(化学式为 $Ba(OH{)}_2$)、氢氧化钠中的一种或两种组成。为确定该固体物质的成分，某化学兴趣小组进行下列探究活动，请你认真阅读有关信息，回答相关问题。
【查阅资料】(1) $Ba(OH{)}_2$是一种强碱，具有NaOH相似的化学性质。
(2)部分酸、碱、盐的溶解性如下表所示：

【提出猜想】猜想I ：该固体是 $NaOH$

猜想Ⅱ：该固体是 $Ba(OH{)}_2$
猜想Ⅲ：该固体是 $Ba(OH{)}_2$、 $NaOH$的混合物
【设计实验】

【问题讨论】
(1)实验步骤①中发生反应的化学方程式为。
(2)实验步骤②得出的实验结论(填"正确"或"不正确")。
(3)如果在上述实验中用稀硫酸代替硫酸钠溶液，实验步骤和实验现象均相同，你可以判断出猜想是成立的。

小冉和小海两位同学在实验室中进行化学实验。小冉将 $C{O}_2$通入澄清的石灰水中；小海向盛有少量 $NaOH$溶液的试管中滴入几滴酚酞溶液，再倒入一定量的稀盐酸。

(1)小冉同学观察到的现象，该反应的化学方程式为；
(2)小海同学实验后发现试管内溶液为无色，认为氢氧化钠和盐酸恰好完全反应．你认为他的观点是否正确(填"是"或"否")，你的理由是：；
(3)实验结束后，两名同学将反应后的剩余物同时倒入废液缸中，发现有气泡产生，废液仍然为无色。请你和两名同学一起对废液缸中废液的组成进行探究。
【提出问豫】废液中的溶质除指示剂外，还有什么?
【进行猜想】①两位同学一致认为溶质为 $CaC{l}_2$和 $NaCl$：
②你认为溶质的组成还可能为 。
【实验验证】向废液中加入，出现现象。
【实验结论】说明猜想(填①或②)正确。
【实验反思】为减少废液对环境的污染，可采取的方法是。
【拓展延伸】通过酚酞溶液由红色变无色，说明 $NaOH$已与盐酸完全反应，你认为还可以向反应后的溶液中加入(不使用紫色石蕊试液和pH试纸)来证明 $NaOH$确已完全反应。

实验室有-瓶久置于空气中已经变质的过氧化钠( $N{a}_2{O}_2$)，乐乐设计了以下实验方案探究其成分。请你跟他一起完成实验并填写相关内容。
【查阅资料】
(1) $N{a}_2{O}_2$化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应。
相关反应： $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2$↑
$2N{a}_2{O}_2+2C{O}_2=2N{a}_{2}C{O}_3+O_2$

(2) $BaN{O}_3$溶液、 $NaN{O}_3$溶液均为中性溶液
【猜想】 猜想Ⅰ： $N{a}_2{O}_2$、 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$

猜想Ⅱ： $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$           
猜想Ⅲ： $N{a}_{2}C{O}_3$

【实验推断】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量固体的于试管中，加水振荡制直至完全溶解。		猜想Ⅰ不成立。
②取少量①的溶液于试管中，滴加过量的 $Ba(N{O}_3{)}_2$溶液。		证明有 $N{a}_{2}C{O}_3$存在。化学反应方程为：
③取少量②的溶液于试管中，滴加无色酚酞试液。	酚酞试液变红	证明存在。
结合以上实验现象，说明猜想Ⅱ是成立的。

电解水实验可以确定水的组成．甲、乙、丙三位同学对电解水后液体的酸碱性进行探究．

【提出问题】电解水后的液体一定呈中性吗？
【查阅资料】
图Ⅰ所示装置可用于电解水实验；硫酸钠可增强水的导电性，硫酸钠溶液呈中性．
【实验与讨论】
三位同学分别向U形管中加入含有酚酞的硫酸钠溶液，接通直流电，观察现象，电解一段时间后，断开电源．
（1）实验中发现试管①电极附近的溶液迅速变红，管②电极附近的溶液任为无色，乙同学用pH试纸测定管②电极附近的溶液，pH小于7．说明试管①电极附近的溶液呈    性，管②附近的溶液呈_________（选填“酸”、“碱”或“中”）性．
（2）甲同学将实验后U形管中的溶液按图Ⅱ所示倒入烧杯中，发现红色立刻消失．乙同学、丙同学将试验后U形管中的溶液按图Ⅲ所示分别倒入烧杯中，发现红色不完全消失．经讨论与分析，乙、丙同学的试验中溶液的红色不消失，原因可能是酸          ．
（3）甲、乙、丙同学分别用蒸馏水洗涤U形管、碳棒等，再将洗涤液倒入自己实验的烧杯中，观察现象：
甲同学的溶液仍为无色．
乙同学的溶液中红色仍不消失．
丙同学的溶液中红色          ．
（4）甲、乙、丙同学分析了实验现象，为确证溶液的酸碱性，又进行下列实验：
甲同学用           来测定溶液，原因是                         ．
乙同学向溶液中滴加          ，使溶液中红色刚好褪去．因为造成（3）中溶液的红色仍不消失的原因是                       ．
【解释与结论】
用硫酸钠增强水的导电性时，点解后溶液混合均匀，呈中性．
【交流与反思】
甲同学取55g质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解，消耗了5g水后，则电解后硫酸钠溶液的质量分数为            ．
甲同学的老师上课时用NaOH增强水的导电性，点解后溶液的碱性               ．
乙同学的老师上课时用H₂SO₄增强水的导电性，点解后溶液的酸性               ．