初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

化学老师交给九年级某研究性学习小组一个任务：测定实验室一瓶久置的 $NaOH$固体是否变质。该小组同学进行了如下实验探究：
【猜   想】猜想Ⅰ：没有变质；猜想Ⅱ：全部变质；猜想Ⅲ：部分变质
【查阅资料】部分盐溶液在常温下的pH如下表所示：

【设计方案，并进行验证】请你与他们一起探究，并回答下列问题：

上述步骤（1）中滴加过量 $BaC{l}_2$溶液的目的是。
【实验结论】通过实验，说明上述猜想中是正确的。
【拓 展】该小组同学为了测定出该 $NaOH$固体的变质程度，继续将步骤（1）静置后的
混合物过滤，将白色沉淀洗涤、干燥，称得其质量为3.94g,则原样品中 $NaOH$的质量分数
为(假定试剂中无杂质)。
【反 思】久置的 $NaOH$变质的原因是。

小何进行盐酸和氢氧化钠中和反应的实验，在向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加了一定量的稀盐酸后，才发现忘记了加入指示剂。为了判断该反应所得溶液的酸碱性，他进行了如下探究：
【提出问题】小何要探究的问题是。
【猜想与假设】所得溶液可能显碱性，也可能显酸性，还可能显性。
若溶液显碱性，则溶液中使其显碱性的离子是(填写离子符号)。为避免碱性溶液污染环境，要对所得溶液进行沉淀处理，你认为处理的方法是。
【实验与分析】小何从烧杯中取了部分反应后的溶液置于一试管中，并向试管中滴加了几滴无色酚酞试液，震荡，观察到试液不变色，于是他得出了溶液显中性的结论。小张认为小何得出的结论不正确，你认为小张的理由是。
为了进一步确定溶液的酸碱性，小张取试管中的溶液做以下几个实验，你认为可行的是(溶于水的二氧化碳忽略不计)。

A．	取样，滴加硫酸钠溶液，观察现象
B．	取样，加入锌粒．观察现象
C．	取样，通入二氧化碳，观察现象
D．	取样，滴加氢氧化钠溶液，观察现象

【交流拓展】第二天，小明也做同样的实验。当他向氢氧化钠溶液加稀盐酸时，发现溶液有气泡冒出，你认为原因是(用化学方程式表示) 。

为了测定空气中氧气的体积分数，按右图装置进行实验：

(1)将燃烧匙中的过量的红磷点燃后放入集气瓶中，观察到的现象是
___________________________________________；
(2)待反应停止冷却后打开止水夹，烧杯中的水会进入集气瓶，大约达到集气瓶体积的_______为止，有时没有达到理论值的原因_______________________（只要写一点）
(3)燃烧匙内为什么要盛放过量的红磷？______________。
(4)这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的一定体积分数的结论外，还可以推出氮
______（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质_______（填“活泼”或“不活泼”）的结
论。
(5)写出发生该反应的文字表达式____________________________。
(6)已知：镁＋氧气氧化镁（固体），镁＋氮气氮化镁（固体）。根据上述反应，想一想，能否用镁代替红磷来测定空气的组成？_______（填“能”或“不能”），为什么?___________________________________。

市场上有些食品装在充满气体的塑料袋内，显得鼓鼓的。经询问得知：这样充气的包装，主要是为了使食品能较长时间保鲜、保质和不易压碎。那么，这是什么气体呢？
大明猜想是二氧化碳，小明猜想是氮气。
(1)假设大明的猜想正确，请你用实验方法证明。

(2)假如你是商家,你对食品包装袋中的气体有什么要求呢?
                                                                     

某研究性学习小组的同学欲利用下列装置探究绿色植物呼吸过程中是否有
CO₂气体产生，设计的探究过程如下，请回答其中的有关问题．

(1)假设：绿色植物在呼吸过程中有CO₂气体产生。
(2)设计方案：使绿色植物在避光的黑暗处发生呼吸作用，检验呼吸过程中产生的气体．
(3)查阅资料：①绿色植物光合作用过程：水+二氧化碳一→有机物+氧气
②绿色植物呼吸作用过程：有机物+氧气一→二氧化碳+水+能量
(4)实验： 

(5)结论与讨论：
①能表示这个探究实验获得成功的两个主要现象是____________________________．
②如果该研究性学习小组探究的结论不正确，原因是多方面的．请你从实验条件控制
上找出可能的两个原因：
一是________________________________二是________________________________

下面甲是小红按课本进行的一个化学实验，在进行实验时我们都闻到一股难闻的
刺激性气味，于是小明对原实验进行了重新设计，如图乙，实验装置如下：
己知：氨能使酚酞溶液变红，水不能使酚酞溶液变红。

实验操作：
a．向盛有20mL蒸馏水的烧杯中滴入3～4滴无色酚酞溶液，搅拌均匀，观察溶液颜色。
b．取少量上述溶液于试管中，向其中慢慢滴加浓氨水，观察现象。
c．在B、C试管内分别倒入5mL烧杯中酚酞溶液(烧杯中剩余的酚酞溶液用于实验中作比较)。
然后在空烧杯中倒入适量的热水备用。另在A、D试管中分别倒入2mL浓氨水，立即用带
橡皮塞的导管按实验图乙连接好，并将D试管放置在热水中，观察几分钟。
请回答：
(1)进行操作a的实验目的是                                                   ；
(2)操作c观察到的现象是                                                     ；
(3)由此可以得到的实验结论是①                      ，②                    ．
(4)对比改进前的实验还有一个优点是                                          。

小冉和小海两位同学在实验室中进行化学实验。小冉将CO₂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CaCl₂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。

某研究型学习小组的同学在用浓硫酸处理费锌片时发现产生的气体具有刺激性气味,这种现象引起同学们的思考和研究.
【提出猜想】对产生的气体进行猜想:
猜想1:可能是 $H_2$；
猜想2:可能是 $S{O}_2$；
猜想3:可能是

【查阅资料】 $S{O}_2$易溶于水,能与 $NaOH$溶液反应生成 $N{a}_{2}S{O}_3$.

【实验方案】研究性学习小组的同学设计让图所示的装置进行研究(夹持仪器已省略,假设装置中的反应都进行完全).

【问题讨论】
（1）如果装置 $A$中没有明显现象,装置 $C$中的现象为,则猜想成立.
（2）如果装置 $A$中的现象为,装置 $C$中没有明显的现象则猜想成立.

（3）猜想3成立的实验现象是.

（4）装置 $B$中浓硫酸的作用是.

【思维拓展】
（1）实验室中可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,反应的化学方程式是.

（2）小组内一同学又设计了判断 $S{O}_2$与 $NaOH$溶液能否反应的装置(如图),实验时发现试管内液面上升,就得出 $S{O}_2$与 $NaOH$溶液反应的结论,其同学认为这一结论不严谨,理由是,要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,需做的对比实验是.

小明和小艳在实验室配制石灰水时，小明同学将两药匙熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是他认为熟
石灰样品已经变质。小艳同学不同意他的判断，你认为小艳同学的理由是。针对该熟石灰样品的成分同学们展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告。
【提出问题】熟石灰样品的主要成分是什么？
【作出猜想】甲同学猜想是 $Ca(OH{)}_2$；
乙同学猜想是 $CaC{O}_3$；
                    你认为是。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤。 向滤液中加入适量溶液； 向滤出固体中加入适量溶液。	； 。	猜想正确

【拓展与应用】小组同学反思了熟石灰变质的原因，认识到实验室应保存熟石灰。

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：.

某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取 $C{O}_2$气体。请你参与下列的探究并回答问题。
[提出问题]上述酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取 $C{O}_2$气体。
[方案设计]大家经过讨论，一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取 $C{O}_2$气体，原因是浓盐酸挥发出的 $HCl$气体混于 $C{O}_2$中，使制得的气体不纯。小明设计了下图装置来除去 $C{O}_2$中 $HCl$，

洗气瓶中盛装的液体可以是（填序号）
①浓硫酸           ②碳酸氢钠溶液   
③氢氧化钠溶液     ④澄清石灰水
[实验与结论]
该小组设计了三个实验进行对比

（1）请你填写实验C的实验现象和实验结论

实验	实验现象	实验结论
A	剧烈反应，迅速放出大量气体	反应速度过快，气体不便收集，不宜用于实验室制取 $C{O}_2$
B	产生气泡，速度迅速减慢，几秒钟后反应几乎停止	无法持续产生气体，不能用于实验室制取 $C{O}_2$
C

（2）根据实验探究，实验室制取 $C{O}_2$的化学反应原理为（用化学方程式表示）
[拓展迁移]
将上述实验C反应后的混合物过滤。对滤液中的溶质，小聪同学提出了以下三种猜想：
①溶质是 $HCl$；②溶质是 $CaC{l}_2$；③溶质是 $HCl$和 $CaC{l}_2$该小组成员一起讨论后认为，上述三种猜想中有一种是不合理的，你认为不合理的猜想是（填序号）。对小聪的另外两种合理猜想，请你设计实验，并根据不同现象说明溶液中的溶质属于哪一种猜想。

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：。

某研究性学习小组探究 $CuS{O}_4$溶液与 $NaOH$溶液的反应产物。

(1）两溶液混合生成蓝色沉淀的化学方程式是。沉淀放置一段时间后，完全变为黑
色沉淀，猜想是 $CuO$。为验证猜想，将沉淀过滤、洗涤、烘干后，用 $CO$还原得到红色物质，且生成的气体能使，写出 $CO$与 $CuO$反应的化学方程式。
(2) $CuS{O}_4$溶液与 $NaOH$溶液反应有时也会生成浅绿色沉淀 [化学式为 $CuS{O}_4·3Cu{\left(OH\right)}_2$]和 $N{a}_{2}S{O}_4$，则反应方程式为。
(3)为探究新制 $Cu{\left(OH\right)}_2$，的分解温度，设计水浴加热装置（如图）。
写出仪器的名称：①②。该装置采用水浴加热，其目的是。
(4)18℃时，将溶质质量分数均为10％的 $CuS{O}_4$溶液与 $NaOH$溶液混合后，测得混合液温度为22℃，说明该反应（填"放热"或"吸热"）。当水浴温度分别为30℃、60℃、90℃时，黑色沉淀出现的时间为：2分钟、6秒、1秒，则说明温度越高， $Cu{\left(OH\right)}_2$分解速率越（填"快"或"慢"）。该实验说明， $Cu{\left(OH\right)}_2$分解温度（填"无确定数值"或 "有确定数值"）。