初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

人被蚊虫叮咬后,蚊虫在人的皮肤内分泌出蚁酸,使叮咬处又痛又痒.化学小组同学对蚁酸产生了浓厚的兴趣,决定对其进行探究.
【提出问题】

蚁酸的成分是什么 $？$它有什么性质 $？$

【查阅资料】

Ⅰ.蚁酸是一种有机酸,化学名称叫做甲酸,化学式为 $HCOOH$;
Ⅱ.蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物.
【实验探究】
（1）向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,观察到溶液颜色变成色,说明蚁酸溶液显酸性;
（2）小芳同学根据蚁酸中含有元素,推测出一种生成物是水;
（3）另一种生成的氧化物是气体,小敏提出两种猜想:
①猜想Ⅰ:该气体是 $C{O}_2$;猜想Ⅱ:该气体是;
他们将蚁酸分解产生的气体通过下图的装置.

②实验时装置 $A$中无明显变化,则猜想Ⅰ(填"成立"或"不成立");若猜想Ⅱ成立,则:

③实验时装置 $B$的作用是;

④实验时装置 $C$中的现象是;

⑤实验时装置 $D$中发生反应的化学方程式为.

【讨论交流】从环保角度看,该装置存在明显的缺陷,处理方法是.

【拓展延伸】当你被蚊虫叮咬后,在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒.下列物质中,你不会选择的物质是.

A．

苏打水

B．

肥皂水

C．

食醋

D．

氨水

某校化学兴趣小组对苏打（ $N{a}_{2}C{O}_3$）和小苏打（ $NaHC{O}_3$）在生活中具有何作用，如何鉴别苏打和小苏打进行了如下的探究实验活动，请你参与他们的探究过程，并回答先关问题：
【查阅资料】
信息①：相同条件下，碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液碱性强
信息②： $NaHC{O}_3$在270℃时，完全分解转化成 $N{a}_{2}C{O}_3$，而 $NaHC{O}_3$不易分解
【实验过程】
（1）按有图所示进行实验，只观察到烧杯B中的石灰石变浑浊，小试管内壁出现水珠，写出小苏打分解的化学方程式。

（2）充分利用信息知识，区分无色 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液与 $NaHC{O}_3$溶液最简单的方用是。
A、加热       B、pH试纸       C、稀盐酸
【实验过程】
（3）可用小苏打治疗轻度胃酸（主要含盐酸）过多的病人，其原因是：。

某校九（１）班同学举行"是真的吗？"化学主题活动，请你和蓓蓓一起探究。
话题１：能被磁铁吸引的物质一定是铁单质吗？
【实验验证】①将细铁丝在纯氧中完全燃烧，主要反应的化学方程式为。②将反应后的黑色固体用磁铁检验，能被吸引。
【实验结论】能被磁铁吸引的物质（填"一定"或"不一定"）是铁单质。
话题２：含有 $B{a}^{2+}$的盐一定有毒吗？
【社会调查】在医院检查胃肠疾病时，病人需服用"钡餐"（主要成分为 $BaS{O}_4$)。
【调查结论】"含有 $B{a}^{2+}$的盐一定有毒"这句话是（填"真的"或"假的"）。
【交流反思】若误服碳酸钡（ $BaC{O}_3$）,胃酸的主要成分(填化学式）会与之发生反应，形成可溶性钡盐，使人体内蛋白质变性而中毒，此时可服用（填一种即可）解毒。
话题3：向某溶液中先滴加足量稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，原溶液中一定含有 $S{O_4}^{2-}$吗？
【实验回顾】向硝酸银溶液中先滴加稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，也产生白色沉淀，反应的化学方程式是。
【实验结论】向某溶液中先滴加足量稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，原溶液中不一定含有 $S{O_4}^{2-}$。
【拓展实验】向硫酸钠溶液中先滴加足量稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，也产生白色沉淀。
【查阅资料】①硝酸具有强氧化性。向 $N{a}_{2}S{O}_3$溶液中滴加稀硝酸时，发生如下反应：
$2HN{O}_3\left(稀\right)+3N{a}_{2}S{O}_3=3N{a}_{2}S{O}_4+2NO\uparrow +H_{2}O$
②含有 $S{O_3}^{2-}$的盐统称为亚硫酸盐，亚硫酸盐都能与盐酸反应生成二氧化硫气体。
【交流反思】①向某一种钠盐溶液中先滴加足量稀硝酸，再滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀。原溶液中阴离子可能是 $S{O_4}^{2-}$，还可能是（填离子符号）。
②下列实验方案中，能证明溶液里含有 $S{O_4}^{2-}$的是（填"A"或"B"）。
A.取样，先滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再滴加稀盐酸，沉淀不溶解
B．取样，先滴加稀盐酸，无明显现象，再滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀

草木灰是农家肥料，主要含钾盐。请回答相关问题。
【分离提纯】
（1）在烧杯里放一定量的草木灰，加入水，同时用玻璃棒搅拌。浸出溶液中主要含有的金属阳离子是。
（2）把烧杯中的草木灰连同浸出液一起过滤。如果滤液仍然浑浊，处理的方法是。
（3）把滤液倒入蒸发皿里，加热，用玻璃棒搅拌。当蒸发到时，停止加热。
【成分探究】
取（3）所得的晶体少量溶于水，分到两支试管中。
（4）第一支：滴加盐酸，产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体。请写出化学方程式：
①加盐酸：；
②产生浑浊：。
（5）第二支：滴加酚酞溶液后，溶液变为色，说明溶液呈碱性。为证明溶液呈碱性是由 $C{O_3}^{2-}$引起的，再向试管中加入〔可供选择试剂：澄清石灰水、 $KCl$溶液（呈中性）、 $CaC{l}_2$溶液（呈中性）〕，此时发生反应的方程式为，当看到时即可证明。因此，草木灰（填"能"或"不能"）与铵态氮肥混合施用。

某农村中学的化学兴趣小组在开展实验活动时，利用山泉水配制氢氧化钠溶液，结果几次配制所得的溶液都出现浑浊的现象，放置一段时间后，容器底部还出现白色沉淀物。该兴趣小组的同学针对此奇异的现象展开如下探究：
提出问题：用山泉水配制氢氧化钠溶液为什么会出现浑浊？白色沉淀物是什么物质？
作出猜想：Ⅰ．氢氧化钠样品不纯，含不溶性杂质；
Ⅱ．氢氧化钠与溶解在山泉水中的某物质发生反应生成难溶于水的物质。
（1）小明通过实验很快就排除了猜想Ⅰ，他的实验是。
查阅资料：本地山泉水是硬水，含较多的碳酸氢钙，碳酸氢钙［ $Ca(HC{O}_3{)}_2$］受热会分解，也能与氢氧化钠反应，且都有碳酸钙生成。
（2）小红取来少量的山泉水于烧杯中，往其中加入适量的肥皂水，搅拌，观察到的现象，确认所取的山泉水是硬水。
（3）小明和小红取含有碳酸钙的沉淀物进行实验：取少量的沉淀物，加入适量的稀盐酸，实验现象是，反应的化学方程式是。
（4）该山泉水经过（填操作名称），就可用于配制氢氧化钠溶液。

为提高实验探究能力，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶久置出现变质硬化的氢氧化钙固体进行如下探究活动。
【探究活动一】试验硬化的氢氧化钙样品是否完全变质
（1）用化学方程式表示氢氧化钙变质的原因：。
（2）检验氢氧化钙样品是否完全变质，进行如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取氢氧化钙样品少量，研细后加适量蒸馏水充分混合后静置，		该样品还含有氢氧化钙

【探究活动二】测定样品中含有的变质固体（以下用 $R$表示）的质量分数
取3克部分变质的氢氧化钙样品与足量的稀盐酸反应，测量生成气体的体积（气体不溶于植物油），从而计算出样品中R的质量，便可求出样品中 $R$的质量分数。实验装置（气密性良好）如图1所示。

（3）将稀盐酸滴入样品中，产生气体的化学方程式为，反应一段时间后，当观察到（填实验现象），才停止滴加稀盐酸。
（4）实验中量筒的作用是。
（5）实验结束后，量筒内进入水的体积如图2所示，其读数为 $mL$。已知在该实验条件下，生成气体的密度为2 $g/L$，通过计算，样品中 $R$的质量分数为。
（6）上述图1所示实验装置和相关试剂，用来实验测定样品中 $R$的质量分数是比较粗略的，请简要说明测定数据存在误差的原因：（写一个）。

操作和保存药品不当，标签常常易损毁。现有四瓶溶液①②③④的试剂标签已破损（如下图），但是已经知道这四瓶试剂是 $NaOH$、 $Ca{\left(OH\right)}_2$、 $N{a}_{2}C{O}_3$、 $KCl$溶液中的一种，某兴趣小组同学决定对四瓶破损标签溶液成分进行实验探究（实验另外药品只提供盐酸和酚酞溶液）：

【提出问题】标签已经破损的①②③④四瓶溶液分别是什么溶液？
【实验探究1】第④瓶试剂肯定是：（写化学式）。
【实验探究2】兴趣小组对①②③④瓶溶液进行了如下的实验探究：

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
1	取①②③瓶溶液少量 于三支试管中，分别 加入酚酞试液		酚酞试液不能将其中 的一种溶液鉴别出来
2	再取①②③瓶溶液少 量于另外三支试管中 分别加入溶液	加入了①溶液的试管 中； 其余两支试管中无明显现象	①瓶溶液为 $N{a}_{2}C{O}_3$
3	取②③瓶溶液少量于 两支试管中，分别加 入溶液	加入了②溶液的试管 中 ； 加入了③溶液的试管 中 ；	②瓶溶液为③瓶溶液为 $Ca{\left(OH\right)}_2$

【反思与交流】为了防止标签发生破损，我们在倾倒溶液时应注意：。

生石灰是一种传统的建筑材料，俗称"石灰"。工业上通过在石灰窑中煅烧石灰石制得"石灰"，其反应原理是： $CaC{O}_3\stackrel{\mathrm{高温}}{=}CaO+C{O}_2\uparrow$。兴趣小组的同学对某地刚出窑的"石灰"的成分进行探究。
【提出问题】刚出窑的"石灰"有那些成分？
【猜   想】
I．只有氧化钙    II．只有碳酸钙    III．既有氧化钙也有碳酸钙
【实验探究】
（1）甲同学从样品中取一定量的固体于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想II成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想II成立，其理由是。
（2）乙同学从样品中取一定量的固体于试管中，加入一定量的水，触摸试管外壁，感觉发热；继续向试管中加入几滴稀盐酸，没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙，即猜想I成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想I成立，理由是。
（3）丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠，他用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想III成立，请完成他的实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论
① ②		猜想III成立

【思   考】使用"石灰"的建筑工地上常有一个大的石灰池，使用"石灰"时，先将生石灰倒入池内水中，一段时间后，再取用其中的石灰浆使用。长期使用的石灰池内壁会逐渐增厚，其主要原因是

。

某Fe₃O₄样品中可能含有的杂质是Fe₂O₃和FeO其中的一种。为探究杂质的情况设计如下方案：
【实验设计】同学们称取了23.28 g该Fe₃O₄样品用图①进行了下列实验：

【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙、丙三个讨论小组。
甲组；（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe₃O₄样品中的杂质。B中的最佳试剂是______（填序号）。
①澄清石灰水    ②氢氧化钠浓溶液   ③稀盐酸    ④水
（2）上述实验过程中，CO的作用有_______           （填序号）。
①CO气体作为反应物
②实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸
③停止加热后，防止A中生成物被氧化
④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中
⑤对B中反应物起到一定的搅拌作用，便于CO₂与反应液充分接触而反应
乙组：
（3）乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是_______                    ；改进为在B装置后接一盛有_______（填试剂名称）的广口瓶的吸水装置，将B装置和该装置“捆绑”称量，从而减小误差。
丙组：
（4）丙组同学将B装置中液体改换为Ba(OH)₂溶液，通过测量生成的_______（填化学式）沉淀的质量来计算求解。为了获得沉淀，该组同学需要进行的操作有过滤→_______→________→称量。
【查阅资料】
Fe₂O₃和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe₃O₄，再生成FeO(黑色)，最后生成Fe；利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（见图②）。

（5）写出BC段发生反应的化学方程式：______________                    。
（6）确定该Fe₃O₄样品中含有的杂质是_______，其中含Fe₃O₄的质量是_______g（不需要写出过程）（已知Fe₃O₄、FeO、Fe₂O₃中铁元素的质量分数分别为72.4%、77.8%、70.0%)。

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。
【演示实验】将一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式                           。
Ⅰ．定性探究
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？
【猜   想】针对疑问大家纷纷提出猜想。
甲组同学的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄
猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有               
猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的。你认为不合理的猜想是哪一种并说出理由                                                               。
【继续实验】
（1）丙组同学取烧杯中的少量溶液于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有           。
（2）为了验证其余猜想，各组同学取烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC1₂溶液、Na₂CO₃溶液，分别进行如下三组探究实验。

实验方案	测溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，比照比色卡，pH＜7		产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出上述三个实验探究中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误：
（1）实验操作中明显的一处错误是                                          ；
（2）实验方案探究中也有一个是不合理的，不合理的原因是                       。
II．定量探究
取上述【演示实验】反应后烧杯中的溶液100 g，设计如下实验：

计算【演示实验】反应后溶液中Na₂SO₄的质量分数是多少？（请列出计算过程）

某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验（操作规范）。装置A中发生反应的化学方程式为       ①      ，洗气瓶B中浓硫酸的作用为        ②        

【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为   ①  ，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为      ②     。
【分析交流1】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是________________。
（假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO₂忽略不计）。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu₂O生成，Cu₂O也能被还原成Cu；
②Cu₂O固体是红色的，它与稀硫酸的反应为：Cu₂O+H₂SO₄＝CuSO₄+Cu+H₂O.
【得出结论】红色固体a中含有Cu₂O。
【分析交流2】红色固体a中含 有Cu₂O是否会影响水组成的测定结果          （填“影响”或“不影响”）。
【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：Cu₂O；
猜想②是：________________。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量          的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g请通过计算说明，哪个猜想成立。

氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物，制备特殊的陶瓷材料等。某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁（Mg₃N₂），并用实验方法测定氮化镁的纯度。
I．制备氮化镁
【查阅资料】
①(NH₄)₂SO₄+2NaNO₂2N₂↑+Na₂SO₄+4H₂O，该反应为放热反应。
②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气；稀硫酸能吸收氨气。
③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应。
【实验】
制备氮化镁的装置示意图如下：

（1）D装置的作用是                  ，G装置的作用是                 。
（2）E装置中发生反应的化学方程式为                                    。
（3）实验时先进行    （选填“A”或“E”）处加热，理由是               。
II．测定氮化镁的含量
氮化镁是浅黄色粉末，极易与水反应生成Mg(OH)₂沉淀和NH₃，反应的化学方程式为               ，氮化镁（Mg₃N₂）中氮元素的化合价是     。
【定性分析】
步骤一:取少量氮化镁样品于试管中，加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成。
步骤二:弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡。该步骤中产生气泡的化学方程式为                           。
【定量测定】
按下图实验装置进行实验：

（4）取氮化镁样品16g进行实验，I装置增重3.4g，求该样品中氮化镁的质量分数（请写出计算过程）。
（5）球形干燥管的作用是                                 。

某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组欲测定该品牌纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数）。
Ⅰ．甲组同学设计如图所示实验：

【实验步骤】①组装好如图仪器，并     ；
②称取7.0g样品放入锥形瓶中，加入少量蒸馏水溶解，并在其他装置中加入相应的药品；   
③称量装置C的质量；
④打开分液漏斗旋塞滴入稀硫酸，直到不再产生气泡为止；
⑤再次称量装置C 的总质量；   ⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数。
【实验分析】（1）A装置中反应的化学方程式为                           ；
（2）B装置的作用是                  ；
（3）如果没有D装置则所测样品中碳酸钠的质量分数偏大的原因是         ；
（4）称得纯碱样品的质量为7.0g，实验前、后C装置（包含药品）的质量分别为61.2g和63.4g，则该纯碱样品的纯度为        （计算结果精确到0.1%）。
Ⅱ．乙组同学采用生成沉淀的方法来测定样品中纯碱的质量分数，设计了如下实验：

（1）判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是      （填编号），然后观察现象判断。
A．向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成则说明氯化钡已经过量
B．静置混合物X，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则氯化钡已经过量
（2）判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加          ，然后观察现象判断。
（3）根据实验数据，乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为多少？（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）。
【实验反思】乙组所测实验数据比甲组更准确，你认为甲组存在较大偏差的原因可能是                。

在实验室小金分别用甲盐的晶体配置了溶质质量分数为5%的A溶液和30%的B溶液，但忘了贴标签，请你运用两种不同的科学原理，分别设计两个简单实验来判别这两瓶溶液。请写出简要的实验方案和明确的判别依据。有下列仪器、物品供选择：量筒、天平、
小烧杯、酒精灯、三脚架、石棉网、漏斗、玻璃棒、滤纸、温度计、新鲜罗卜、甲盐的晶体。
（实验室的室温为30℃，30℃甲盐的溶解度为50g）
方案1：

判别依据：

方案2：

判别依据：

铜跟浓硫酸的反应原理是： $Cu+2H_{2}S{O}_4\left(浓\right)\stackrel{△}{=}CuS{O}_4+2H_{2}O+S{O}_2$↑。某小组同学用下图所示装置制取硫酸铜。请回答以下问题：

（1）图中 $B$装置用来收集 $S{O}_2$（已知 $S{O}_2$的密度大于 $C{O}_2$的密度），但未将导管画全，请在答题纸上将 $B$装置中的导管补画完整。
（2）图中 $C$装置的作用是防止氢氧化钠溶液倒吸入 $B$瓶中，装置 $D$的作用是.

（3）充分反应后，烧瓶中的铜片仍有剩余，那么硫酸是否也有剩余呢？该小组同学进一步研究：待烧瓶冷却后，将烧瓶中的混合物稀释、过滤，用滤液做了如下实验。
实验1：用 $pH$试纸测试滤液 $pH$，其 $pH$约为1；
实验2：取少量滤液于试管中，向试管中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀现象。
你认为，可说明硫酸有剩余。（选填"实验1"或"实验2"）
（4）以铜片与浓硫酸为原料用上述方法制取硫酸铜，存在的缺陷有（答出两点即可。）