初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

实验室有一瓶标签受到腐蚀（如图所示）的无色溶液，老师叫各小组开展探究。

【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液?
【猜想与假设】经了解得知，这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。由此猜测：可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液。
【理论分析】为了确定该溶液，他们首先进行了分析：
（1）甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是溶液。
（2）乙同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是。
【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液，他们设计了如下实验。

实 验 操 作	实 验 现 象
①取少量该无色溶液于试管中，慢慢滴加 $BaC{l}_2$溶液。 ②静置后，倾去上层清液，向沉淀中滴加稀盐酸。	产生白色沉淀。 产生大量气泡，沉淀消失。

【实验结论】
（3）该瓶无色溶液的溶质是。生成白色沉淀的化学方程式是。
【实验反思】
（4）丙同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下（将实验操作及实验现象填入相应的空格中）：

实 验 操 作	实 验 现 象

小刚在化学实验室发现，盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。小刚叫来小军和小红，共同探究这种白色粉末的成分。
他们依据所学的化学知识，对这种白色粉末的成分作了如下猜想：
【提出猜想】①可能是NaOH；
②可能是Na₂CO₃；
③可能是NaOH与Na₂CO₃的混合物。
【实验探究】他们分别做了下面的实验。
（1）小军取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加酚酞试液，溶液变为红色。由此小军认为白色粉末是NaOH。请判断小刚所得结论是否正确，并简述理由。_______，___________________。
（2）小红取少量白色粉末溶于水，向所得溶液中滴加BaCl₂试液，有白色沉淀产生。由此判断白色粉末中含有______。为了验证猜想③，小红继续向溶液中滴加BaCl₂试液至不再产生沉淀，然后过滤。你认为她接下来还应进行的实验是____________________________________________________；
【实验反思】在小红所做的实验中，若把BaCl₂溶液换成Ba(OH)₂溶液是否可行？请简述理由_______，_______________________________________________________。

某化学兴趣小组的同学在做完硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应实验后，对浑浊液过滤，得到无色澄清的滤液。
（1）对滤液中溶质的成分，同学们进行了如下猜想：
猜想一：硫酸钠   
猜想二：硫酸钠与氢氧化钠
猜想三：硫酸钠与硫酸铜
经过讨论，同学们一致认为猜想       不成立，理由是                        。
（2）请你选择一种可能的猜想，进行验证，简要写出实验步骤和现象。

九年级化学兴趣小组的同学们用K₂SO₄、KCI、NH₄ HCO₃、NH₄Cl四种固体，通过混合两种固体药品的办法自制“钾，氮复合肥料”，同学们制得了成分不同的“钾，氮复合肥料”，从中抽取一份作为样品探究其成分，请回答有关问题：
限选试剂：稀HCI，稀H₂ SO₄，BaCI₂溶液，AgNO₃浴液，蒸馏水
（1）【做出猜想】
猜想1:K₂SO₄和NH₄ HCO₃；
猜想2:K₂SO₄和NH₄Cl；
猜想3:KCI和NH₄ HCO₃；
猜想4：______________。
（2）【设计方案】
①甲同学提出先用AgNO₃溶液确定是否含有KCl，你是否同意并说出理由：__________________
②乙同学提出先确定是否含有NH₄ HCO₃，则可以选择的试剂是__________________。
（3）【实验探究】（提示：碳酸氢钡溶于水）

实验操作	预期现象	结论
步骤1：__________________	_________________________	猜想2成立
步骤2：__________________	_________________________

（4）将含有可溶性杂质的某氯化钾样品3g溶于足量水中，再向所得溶液中滴人200g AgNO₃溶液（杂质不与AgNO₃溶液反应）。实验过程中，生成沉淀的质量与滴入AgNO₃溶液的质量关系如图所示。

计算：硝酸银溶液中的溶质的质量分数是多少？

某小组在学习"二氧化碳制取的研究"课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。
【查阅资料】
通常状况下， $1$体积水约能溶解 $1$体积二氧化碳，所得溶液 $PH$约为 $5.6$。
【提出问题】
二氧化碳能不能用排水法收集？
【实验设计与操作】
实验一、在通常状况下，测定二氧化碳溶液水所得溶液调查PH，判断二氧化碳在水中溶解度的体积。

（1）甲装置中反应的化学方程式是。
（2）实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是：开启弹簧夹、关闭弹簧夹，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气已排尽的方法是.
（3）关闭 $K_1$，打开 $K_2$, $K_3$。待丙装置中收集半瓶气体时，关闭活塞 $K_2$和 $K_3$，充分振荡丙装置。然后用 $pH$计测得如下数据：

物质	丁装置中溶液	丙装置中溶液
$pH$	$6.50$	$5.60$

分析可知，在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积（填"大于""小于""等于"）丙和丁装置中溶液的总体积。

（4）实验中，乙装置的作用是。若没有乙装置，则测出的溶液 $pH$会。
实验二：在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。
（5）用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图（起始时氧气的体积分数都以 $21\%$计），则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是(填"排空气"或"排水")法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是。

【结论与反思】
（6）由实验一、二分析，你认为二氧化碳（填"能"或"不能"）用排水法收集，能减少二氧化碳在水中溶解度的措施是。（写一条即可）

实验中，小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡产生，为了解该气体的成分，实验小组进行了以下探究
【提出猜想】小红猜想是氧气；小敏猜想是氢气；小雨猜想是二氧化碳
其他同学认为小雨的猜想是错误的，理由是；
【进行实验】利用图I所示的装置分别进行实验

（1）小红：反应一段时间后，将带火星的木条放在a处，观察到，则她的猜想错误。
（2）小敏：①用图II所示装置干燥从a导管出来的气体，将管口a与（填"b"或"c"）端管口连接。

②反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。
【得出结论】铝和氢氧化钠反应生产氢气和偏铝酸钠（NaAlO₂）,
反应的化学方程式为：。
【交流讨论】有同学认为，小敏的实验方案有欠缺，步骤②中存在安全隐患，理由是。
【反思提升】许多重大科学发现，源自对试验中异常现象的大胆质疑，深入研究。下列科学成果是通过对异常现象研究得出的是（填序号）。
A．侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法
B．拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气
C．张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值

亮亮同学做镁条在空气中燃烧的实验时，发现镁条燃烧除生成白色固体（ $MgO$）外，还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢？亮亮在老师的指导下进行有关实验探究。
【实验探究】将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。
【实验现象】在烧杯中产生白色沉淀，并有刺激性的氨味气体产生。
【教师指导】上述反应产生的白色沉淀为 $Mg（OH{）}_2$，生成的气体为 $N{H}_3$ ；反应过程中没有任何元素化合价的改变。
【问题解决】此淡黄色固体中肯定含有镁元素和元素，判断的依据是；若该物质仅由两种元素组成，其化学式为，此物质与水反应的化学方程式为。
【相关结论】空气中氮气（ $N_2$）和氧气（ $O_2$）的体积比约为，但镁条在空气中燃烧只生成少量的淡黄色固体，由此得出的一个结论是

某同学在实验室发现了一瓶标签残缺的无色溶液﹙如图甲所示﹚，为确认其中的溶质，他设计并进行了如下探究活动，请回答下列问题。

【猜想与假设】其溶质可能为 $NaCl$、 $NaOH$、 $N{a}_{2}C{O}_3$和 $NaHC{O}_3$中的一种。
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下：

物质	$NaCl$	$NaOH$	$N{a}_{2}C{O}_3$	$NaHC{O}_3$
常温下的溶解度／g	36	109	21.5	9.6
常温下某稀溶液的pH	7	13	11	9

【探究过程】
如图乙所示，在操作①后可确定溶质不是 $NaCl$，则其实验现象应是；
在进行操作②时有无色无味得到气体产生，由此又可排除假设物质中的。
【探究结论】
你认为该溶液中的溶质可能是上述假设物质中的，你的判断依据是。
【探究反思】
（1）若上述探究结论是正确的，操作②产生的气体应是（写化学式），实验室检验该气体的实验操作及现象是 。
（2）另有同学猜想其中的溶质还可能是 $N{a}_{2}S{O}_4$，但又没有 $N{a}_{2}S{O}_4$的上述表列信息。
请你根据以上实验操作的相关现象，判断该溶液中的溶质是否是 $N{a}_{2}S{O}_4$，并叙述理由：。

"题23图"为某家长带小孩在下水道井盖小孔上点燃鞭炮发生爆炸的画面。现要探究某下水道的可燃性气体成分：

【猜想】（I）含可燃性气体 $CO$；
（II）含可燃性气体 $C{H}_4$；
（III）含可燃性气体 $CO$和 $C{H}_4$。
【收集气体】用大的可乐塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将矿泉水瓶倒转，使，将瓶提到井口迅速盖好瓶备用。
【进行实验】

【作出判断】根据上述实验现象，甲同学认为猜想III正确；而乙同学认为甲的判断不严谨。
因为猜想     也有相同的现象。如需进一步确认还应检验的存在，其方法是。
【拓展】若需要工人进入下水道清理淤泥，打开下水道井盖后应首先进行的操作是。

某研究小组利用下图所示装置探究碳的氧化物的性质（固定装置略）。已知碳酸镁加热发生类似碳酸钙的分解反应。

（1）装置 $A$中发生的反应：（用化学方程式表示）。
（2）装置 $C$的作用：，无水 $CaC{l}_2$的作用：。
（3）装置 $D$中发生的反应：（用化学方程式表示）。
（4）图中装置 $E$是安全瓶，能防倒吸，从实验安全考虑，本实验还应在装之间添加装置 $E$。

中和反应在工农业生产和生活中有广泛的应用。某学生课外兴趣小组对中和反应进行研究。
（1）对于没有明显实验现象产生的中和反应，如稀盐酸与稀氢氧化钠溶液的反应，要证明它们之间确实发生了化学反应，可通过如下实验来进行。
①盛有稀氢氧化钠溶液的烧杯中，滴加2~3滴酚酞试液，用胶头滴管吸取稀盐酸逐滴加入到上述烧杯中，边滴边用玻璃棒搅拌，当观察到现象时，说明它们之间发生了中和反应，且恰好完全反应。
②将稀盐酸逐滴匀速加入一定量的稀氢氧化钠溶液中，用数字化仪器对反应过程中溶液的温度、 $pH$进行实时测定，得到的曲线如图10、图11所示。

由图10、图11可知，稀盐酸与稀氢氧化钠溶液已发生中和反应的判断依据是。
（2）对于某些有明显实验现象产生的中和反应，如稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应，只要将稀硫酸滴加到氢氧化钡溶液中，观察到现象，就可说明反应已经发生。该反应的化学方程式是。

小明同学对探究分子性质的实验（图1）进行了改进。如图2所示，试管丁、戊中各有一张每隔2厘米滴有一滴酚酞溶液的滤纸条，装有适量浓氨水的小药瓶固定在橡皮塞上，试管丁中小药瓶上的瓶塞已塞紧，试管戊中的小药瓶上无瓶塞。

关于图1、图2中的实验有以下说法：
①图2比图1的实验更环保、更节约；
②图1和图2的实验均能证明分子在不断的运动；
③浓盐酸有挥发性，仅将浓氨水换成浓盐酸也可达到实验目的的；
④如果丁中没有小药瓶，图2的实验也可达到实验目的；
⑤若将戊浸入冰水中，滤纸条不会变红。
以上说法中错误的是

A．①②

B．③④

C．③⑤

D．④⑤

铁和四氧化三铁及其他含铁物质的性质、转换、用途是初中化学常见的知识内容。某兴趣小组同学在《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》课题组老师的带领下开展了系列研究。
I：铁和四氧化三铁的转换：
i．铁在氧气里燃烧
【探究一】探究铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】取0.33mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验，实验现象：

O2%	90%	70%	65%	60%	55%
实验现象	燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好	燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功	燃烧比70%弱，燃烧时间比70%短，实验成功	燃烧比65%弱，燃烧时间更短，实验成功	难以燃烧，只是发红

【结论】就0.33mm铁丝而言，依据上表燃烧所需氧气的最低体积分数为      ，且氧气浓度越大，燃烧越剧烈。
【反思】所有铁丝的燃烧所需氧气最低浓度为上述结论    （填“是”或“不”）合理，理由是                   。
ii：铁和四氧化三铁在转换时的应用：
在焊接两根铁轨时，为确保施工质量，工程技术人员常用到一种叫做“引火铁”的反应活性材料，“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，它在空气中可以自燃。某化学兴趣小组根据上述原理设计在实验室制备其过程如下：
（1）在高温条件下用普通铁粉和水蒸气反应，得到粉末状的四氧化三铁和氢气。
（2）将四氧化三铁粉末再在高温条件下经过与上述过程相反的反应生成“引火铁”粉末。请分别用以下两套装置，制取四氧化三铁和“引火铁”。
（注：装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）

填写下列空白：
（1）写出实验过程中第（1）、（2）两个步骤中的任一反应方程式：           ；
（2）在实验装置中，烧瓶B的作用是                                 ；
（3）实验时试管A中加入的固体是         ；
（4）在试管H中反应进行H₂还原Fe₃O₄前，在I出口处必须先               。
II：在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如图。

【进行实验】该小组按上述实验设计，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66g(玻璃管的质量为60g)
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g(冷却到室温称量)
【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为          。
【反思与评价】一氧化碳还原氧化铁的实验中，可能会生成四氧化三铁、氧化亚铁等，那么要提高含铁量可采用的方法是                      。

$6H_{2}S{O}_4\left(浓\right)+2Fe\stackrel{△}{=}F{e}_2(S{O}_4{)}_3+6H_{2}O+3S{O}_2$小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时，发现生成的气体有刺激性气味，于是进行了探究。
【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味？
【查阅资料】（1） $6H_{2}S{O}_4\left(浓\right)+2Fe\stackrel{△}{=}F{e}_2(S{O}_4{)}_3+6H_{2}O+3S{O}_2$↑
（2） $S{O}_2$可使品红溶液的红色褪去。
【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物中可能有二氧化硫。
【实验探究】小明用图甲所示的装置进行实验，并将 $E$中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验。

请帮助小明完成下表：

	$A$中硫 酸浓度	实验现象	$A$中生成气体成分
$B$中品 红溶液	$D$中品 红溶液	爆鸣实验
实验一	98%		不褪色	无爆鸣声	只有 $S{O}_2$
实验二	45%	稍有褪色	不褪色	有爆鸣声
实验三	25%		不褪色		只有 $H_2$

【实验结论】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物可能不同，当硫酸浓度达到足够大时，生成的气体产物中有二氧化硫。
【交流反思】（1）写出实验三中铁与硫酸反应的化学方程式：。
写出实验二中发生爆鸣反应的化学方程式：。
（2）实验一中 $C$装置的作用是。
【拓展延伸】小明又将 $A$装置进行了如右图所示的改过。试分析增加的导管伸入液面以下的原因是。该导管所起的作用是。

生石灰常用作食品干燥剂,其包装袋上除了标明主要成分为生石灰外,还提醒人们注意:不可食用,不可浸水,不可开袋,儿童勿碰.
Ⅰ．华雪同学通过探究发现,某食品包装袋中的生石灰干燥剂已经变质失效.他采用的探究方法是:取少量样品于试管中,加入少量水,用手触摸试管外壁,没有明显的放热现象.此实验中加入的水必须是少量的,理由是①.

Ⅱ．甲、乙同学想知道刚从食品袋中取出的生石灰干燥剂的成分,进行了如下探究:
【提出问题】

生石灰干燥剂中含有哪些物质 $？$

【查阅资料】

工业上用高温煅烧石灰石的方法来制取生石灰.
【猜想与假设】

猜想1:含有氧化钙、氢氧化钙
猜想2:含有氧化钙、碳酸钙
猜想3:含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙
【活动与探究】

甲、乙同学为了验证猜想,进行了如下实验:
甲同学实验:取少量样品于试管中,加入适量水充分反应后,再滴加几滴无色酚酞溶液,可观察到溶液呈红色.
乙同学实验:取少量样品于试管中,加入足量的稀盐酸,有无色无味的气体产生,该气体能使澄清的石灰水变浑浊.
【结论与反思】

（1）猜想②错误(填"1"或"2"或"3"). 
（2）甲同学实验中,发生反应的化学方程式是③,溶液呈红色的原因是④.

（3）乙同学实验中产生气体的化学方程式是⑤.

（4）乙同学认为甲同学的实验是多余的,因为⑥.

【总结与提升】

（1）甲、乙同学最终无法确定该生石灰干燥剂的成分,实验失败.华雪同学认为,可以通过定量实验来确定.在定量实验时一定要用到的实验操作是⑦.

（2）打开食品包装袋后,生石灰干燥剂不宜继续与食品放在一起,因为⑧,会加速食品变质.
（3）请写出工业上制生石灰的化学方程式⑨.