初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

课外小组同学进一步研究铁与氧气的反应。
【提出问题】铁丝燃烧时为什么会有“火星四射”的现象？
【查阅资料】铁丝燃烧时“火星四射”现象与铁丝含碳量有关。
【进行实验】探究铁丝在氧气燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系。

实验	现象	解释与结论
实验1：取直径0．20 mm，含碳0．1%的铁丝，在氧气中燃烧	零星的火星四射	①铁燃烧的化学方程式是 ________________________ ②0．20 mm的铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为________________________
实验2：取直径0．20 mm，含碳0．32%的铁丝，在氧气中燃烧	较明显的火星四射
实验3：取直径0．20 mm，含碳0．52%的铁丝，在氧气中燃烧	________________________

【提出问题】纯铁在氧气中燃烧溅落的“黑色固体”是什么？
【查阅资料】
①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO易被氧化）
②铁的氧化物均能溶于酸溶液
【进行实验】测定黑色固体的成分。

实验	现象及数据	解释与结论
实验4：将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入____________溶液	现象是______________________	铁燃烧时溅落下来的黑色固体中含有铁
实验5：取2．8 g纯铁在氧气中燃烧，收集溅落的黑色固体，干燥并称其质量	黑色固体质量为3．44 g	黑色固体的组成及质量为 ______________________

【实验拓展】
同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验。若用排水集气法收集一瓶体积分数约为80%的氧气，预先应向容积为360 mL的集气瓶中加水，水的体积为______mL。

碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的两种白色固体。同学们对鉴别这两种物质非常感兴趣，
进行如下探究。
【查阅资料】
1.碳酸钠和碳酸氢钠在不同温度下的溶解度

	10℃	20℃	30℃	40℃
Na2CO3	12.5 g	21.5 g	39.7 g	49.0 g
NaHCO3	8.1 g	9.6 g	11.1 g	12.7 g

2.碳酸钠和碳酸氢钠化学性质（部分）的比较

性质	Na2CO3	NaHCO3	性质比较
溶液的酸碱性	碱性	碱性	相同条件下，Na2CO3溶液的碱性更强
热稳定性	稳定	不稳定	NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O
与盐酸反应	反应	反应	均产生CO2，但NaHCO3与盐酸的反应更加剧烈

【设计方案并实施】

实验方案	实验现象及结论
方案一：___________	若有白色固体剩余，样品为碳酸氢钠；否则为碳酸钠。
方案二：分别将两种白色固体溶于水制成5%的溶液，___________，将其与标准比色板对照。	pH值大的为碳酸钠溶液，pH值小的为碳酸氢钠溶液。
方案三：分别取少量固体于试管中加 热，然后将产生的气体通入石灰水中。	____________
方案四：如下图所示，分别将气球中的固体粉末全部且同时倒入装有过量盐酸的试管中，观察现象。	___________________________

【实验反思】
通过上述实验，我们知道根据物质的性质设计并进行______实验，能帮助我们更好地理解和掌握相关物质的性质。

某兴趣小组利用下图装置（省略夹持仪器）探究二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应。

【实验步骤】
①将足量的氢氧化钠浓溶液装入分液漏斗中。
②打开止水夹K ₁，待氢氧化钠浓溶液完全进入广口瓶之后立即关闭K₁。
③待充分反应后，打开止水夹K₂。
【实验现象】
整个实验过程中，观察到注射器中的液体________，U型管中________，广口瓶中的液体出现浑浊。
【实验解释】
步骤②中发生反应的化学方程式为________。产生上述现象的原因是__________。

周末小瑾同学的妈妈做了一道红烧鱼鰾。细心的小瑾发现：妈妈在洗鱼鳔时，鱼鳔是浮在水面上的，用手撕鱼鳔时，水中有气泡冒出。鱼鳔中会有哪些气体呢？周一，小瑾和化学兴趣小组的同学来到实验室展开了实验探究。
【作出假设】甲乙两位同学分别对鱼鳔中的气体作出如下猜想：甲认为CO₂，乙认为有H₂O．
【查阅资料】
（1）无水氯化钴试纸在实验室中常用来检验水的存在，原理：氯化钴遇水会发生水合反应，生成六水化钴。氯化钴是蓝色的而六水化钴是粉色的。
（2）手持技术是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统。手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以方便而迅速的收集各类数据，如氧气含量，二氧化碳含量等。
【实验验证】
（1）兴趣小组的同学用注射器抽取约60mL鱼鳔内的气体，注入澄清石灰水中。发现澄清石灰水       ，则甲的猜想成立。
该反应的化学方程式是                                             。
（2）兴趣小组的同学另取一只注射器抽取鱼鳔内的气体，将蓝色的氯化钴试纸放入注射器内，发现世界变成粉红色，则乙的猜想           （填“成立”或“不成立”）
（3）兴趣小组的小红同学又提问，气体内有有没有氧气？大家在讨论后，制定了以下的实验方案验证鱼鳔内的气体是否有氧气？

实验操作	现象	结论
1.用注射器抽取鱼鳔内的气体。 2.用排水集气法收集注射器抽取的气体。 3.将        伸入集气瓶中，观察现象。	木条 熄灭	猜想一：不含氧气 猜想二：含少量氧气 猜想三：含有二氧化碳导致木条熄灭

【深入验证】但老师介绍了手持技术后，兴趣小组的同学用氧气传感器和二氧化碳传感器分别测得鱼鳔内氧气和二氧化碳的含量与下图：

【实验结论】小组同学一致认为猜想一           （填“成立”或“不成立”）。
【反思评价】木条熄灭究竟是氧气含量少还是二氧化碳不支持燃烧引起的？写出你的妙招：          。
注意：若答对第（4）小题奖励4分。但化学试卷总分不超过60分。
（4）鱼鳔内CO₂含量与空气中相比较，哪一个多？（写出你的实验步骤、现象、结论）

小明同学想研究一氧化碳的还原性，通过查阅资料知道：草酸（H₂C₂O₄）与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳，反应方程式为：H₂C₂O₄CO↑+CO₂↑+ H₂O。
于是他设计了下图的实验装置，结合装置回答下列问题：

（1）图A是用草酸制取CO的反应装置，你认为应选择   （填“甲”、“乙”或“丙”）装置；
（2）装置C的作用是                             ；
（3）装置D中反应的化学方程式为                        ；
（4）为检验装置D中产生的气体，E装置中的液体应为                        ；
（5）装置F中酒精灯的作用是                       。

在研究酸和碱的化学性质时，某小组想证明稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应，试与他们一起完成实验方案的设计，实施和评价，并得出有关结论．
（1）探究稀硫酸与氢氧化钠溶液的反应：
当滴入几滴酚酞试液后，溶液由无色变为     色，根据上述实验中颜色变化，可确定稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了化学变化，反应的化学方程式为：               ．
（2）探究上述稀硫酸与氢氧化钠溶液反应后烧杯中的硫酸是否过量：
根据上述反应过程中溶液变成无色，不能确定稀硫酸是否过量，同学们又分别选取氯化钡溶液、紫色石蕊试液设计实验方案，请你判断并分析：

实验方案	实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	取样，滴入适量的氯化钡溶液	出现白色沉淀	稀硫酸过量
方案二	取样，滴入几滴紫色石蕊试液	溶液变红	稀硫酸过量

上述设计的实验方案中，正确的是      （填“方案一”或“方案二”）
另外一个实验方案错误的原因是                                             ；
请你设计一个确定稀硫酸是否过量的实验方案，你选用的药品是     ，实验现象及结论是        ．

某研究性学习小组查阅资料获得以下信息：
①钾、钙、钠等活泼金属能和冷水发生反应，且能在CO₂气体中燃烧。
②氧化钠和水反应生成氢氧化钠。
该小组同学将钠置于充满CO₂的集气瓶中进行燃烧，反应后集气瓶内有黑色固体和白色固体生成。
（1）若钠着火，可以选用的灭火物质是    （填字母序号）。

A．水

B．泡沫灭火剂

C．干沙土

D．二氧化碳

（2）该小组同学经分析得知，白色固体中不可能有NaOH，原因是    。他们对白色物质的成分进一步进行讨论并提出了如下假设：
Ⅰ．白色物质是Na₂O            
Ⅱ．白色物质是Na₂CO₃
Ⅲ．白色物质还可能是    。
（3）为确定瓶壁上白色物质的成分，该小组进行了如下实验：

实验步骤	实验现象
取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡	样品全部溶于水
向上述所得溶液中加入过量的CaCl2溶液，静置	出现白色沉淀
取静置后的上层清液于试管中，滴加无色酚酞溶液	无明显现象

①通过对上述实验的分析，你认为上述三个假设中，    （填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）成立。
②钠在CO₂中燃烧的化学方程式为    。

某小组同学利用如图所示装置探究铁生锈的条件，其中C、D的分液漏斗中为足量且浓度和体积均相同的稀盐酸。

（1）步骤一：关闭K₂和K₃，打开K₁，A中反应的化学方程式是    ，B中所盛放的试剂是    。对比铁丝表面的变化，能够说明铁生锈与水有关的是装置    和    （填C、D或E，下同），能够说明铁生锈的快慢与氧气浓度有关的是装置    和    。
（2）步骤二：关闭K₁，打开K₂和K₃，将装置C、D中分液漏斗内的稀盐酸同时全部注入广口瓶中，两个广口瓶中现象的不同点是：①    ；②    ，由此也可以判断铁丝生锈情况。C中反应的化学方程式是     。
（3）温度会影响铁生锈的快慢，请设计实验加以证明：     。

小明对铁的锈蚀进行如下探究。室温时，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧瓶塞．装置如图5 , 观察到量筒内水沿导管慢慢进入净容积为146 mL的广口瓶。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不再变化时读数。记录量筒起始和最终的读数以及所需时间如下表。


（1）实验①和②说明NaCl可以    （填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。
（2）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是   （填“放热”或“吸热”）过程。
（3）实验后滤纸包中生成的新物质主要成分的化学式：   。
（4）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，填写实验③的样品组成：   。
（5）小明认为该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是   （得数保留小数点后3位）。
（6）为进一步验证（5）小题的实验结果，现仅提供：量筒、大烧杯、玻璃棒、水、滤纸包（内含铁粉、碳、水和NaCl），请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积含量的实验方案（可画简图表示）。

科学探究是奇妙的过程，再一次实验中小文不小心把硫酸铁溶液滴加到了盛有5％H ₂ O ₂ 的溶液的试管中,立即有大量的气泡产生．硫酸铁溶液中含有三种粒子(H₂O、SO₄^2-、Fe³⁺),小文想知道硫酸铁溶液中的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快．请你和小文一起通过下图所示的三个实验完成这次探究活动,并填写空白．

（1）你认为最不可能的是哪一种粒子________,理由是                             ．
（2）检验实验产生的气体是否是氧气的方法是                           ．
（3）在实验②中加入稀硫酸后,无明显变化,说明________不起催化作用；
（4）小明如果要确定硫酸铁是催化剂,还须通过实验确认它在化学反应前后______________．
（5）经证明硫酸铁是过氧化氢分解的催化剂，写出硫酸铁催化过氧化氢分解的化学方程式____________．
注意：若答对（6）小题奖励4分，但化学试卷总分不超过60分。
（6）小华通过实验发现，硫酸铁溶液的浓度也会影响过氧化氢分解的速率，常温下，他在a,b,c,三个试管中分别加入等量5%过氧化氢的溶液，在其他条件相同时，各滴2滴5%、10%、20%的硫酸铁溶液。根据实验数据绘制了产生的氧气体积和时间变化的曲线如图。请你观察右图回答问题。
①写出两条规律性结论：____________。
②若实验中所得的曲线如图中虚线所示，请推测其中可能的原因____________。

某研究性学习小组在实验中发现：不仅碱溶液可以使酚酞试液变红，Na₂CO₃溶液也能使酚酞试液变红。碱溶液可以使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出了OH^-，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子可以使酚酞试液变红呢？他们设计了如图三个实验，请你和他们一起探究并完成下列问题：

（1）实验Ⅰ是为了
（2）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是探究水分子是否能使酚酞试液变红，小组内有同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为他们的理由是                               ；
（3）实验Ⅲ滴入Na₂CO₃溶液，振荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再逐滴滴入过量的CaCl₂溶液，红色逐渐消失，同时还观察到生成          ，反应的化学方程式______________________________。由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：CO₃^2-可以使酚酞试液变红；
（4）小组同学在与老师交流上述结论时，老师说：“其实Na₂CO₃溶液能使酚酞试液变红也是由于溶液中存在OH^-”。你认为Na₂CO₃溶液中存在OH^-的原因是________________________。

（每空2分，共14分）为了鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液，同学们进行了探究实验，分别取两种溶液于两支试管中，各滴入一定量的氯化钡溶液，观察到一支试管中出现白色浑浊，实验结束后，同学们将废液倒入同一个干净的烧杯中，发现废液变浑浊，同学们对废液进行了过滤，并对滤液的成分进行了探究．
【提出问题】滤液中除水外还含有那些物质？
【猜想】A．可能含有氢氧化钠、氯化钠和碳酸钠  
B．可能含有氢氧化钠、氯化钠
C．可能含有氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠和氯化钡
你认为还可能是                            （写出一种猜想）
【讨论】你认为猜想     不合理（填字母），请说明理由                      ．
【实验设计】设计一个简单的实验，证明你的猜想正确．

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，		猜想正确

【反思交流】写出碳酸钠与氯化钡反应的化学方程式                      ，在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑                  ．

实验课上，同学们用石蕊试液测定溶液的酸碱性。甲组的药品是稀盐酸和氢氧化钠溶液、乙组的药品是石灰水和碳酸钠溶液。实验后进行废液处理，甲组同学将两支试管中的液体倒入烧杯A中，混合液显蓝色；乙组同学将两支试管中的液体倒入烧杯B中，最终两组同学将A中的溶液和B中的上层清液倒入烧杯C中。
（1）甲组同学的实验中，向         中滴加石蕊试液后，溶液颜色为红色。
（2）甲组同学将两支试管中的液体混合后，烧杯A中一定含有的溶质是          。
A．HCl                B．NaOH                   C．NaCl
同学们对烧杯C中的废液成分进行如下探究：
【猜想与假设】通过分析上述实验现象，烧杯C中的废液除石蕊和水外，其组成可能为：
猜想1：NaCl、NaOH
猜想2：NaCl、NaOH、      
猜想3 ：NaCl、NaOH、      
【设计与实验】设计实验验证猜想2：

操作方法	实验现象	实验结论
		猜想2成立

（4）最后，向烧杯C中加入                     ，实现了此次实验中废液的绿色排放（溶液呈中性）。

某学校兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究。
【查阅资料】两者的热稳定性：
（1）食用纯碱受热不分解。
（2）食用小苏打270 ℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水
【实验探究】
（1）验证两种粉末的稳定性

在老师的指导下，该小组按图1所示装置进行实验操作，观察到          （填“甲”或“乙”）烧杯中澄清石灰水变浑浊，小试管中发生反应的化学方程式为        __________        ，装置中棉花的作用是                        。写出食用小苏打的一点用途_______________________。
（2）测定食用纯碱粉末的纯度
取食用纯碱粉末试样(假设只含少量氯化钠)22g放入烧杯中，向烧杯中加入200g足量的稀盐酸，充分反应后气体全部逸出，烧杯中剩余物的总质量为213.2g。
①反应生成CO₂的质量为          g。
②通过计算确定食用纯碱粉末中Na₂CO₃的质量分数          (结果保留一位小数，下同）。
③如果测得的结果比实际纯度高，可能的原因是                    （答一种即可）。
④求反应后所得溶液中溶质的质量分数（请写出计算过程）。

化学兴趣小组的同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，小组内小明同学认为有两种可能：
猜想1：该溶液没有变质     
猜想2：该溶液全部变质
（1）小组同学讨论后认为还有一种可能，请你补充出猜想3：           。
（2）小润同学取少量溶液于试管中，滴入2滴稀盐酸，没有气泡产生，小润认为该溶液没有变质，小军认为小润的说法有错，其原因是：______________________________。
（3）小军同学取少量溶液于试管中，加入过量Ba(OH)₂溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式              。而后小军向上述滤液中滴加几滴无色酚酞溶液，酚酞溶液变红，小军认为猜想3正确，你认为他的判断是否正确_______(填“正确” 或“不正确”)，理由是________________________。
（4）为了验证猜想3，小红同学设计了如下实验方案，请你帮他完成实验报告的填写

实验步骤	实验现象	结论
1．取样，             ，过滤	产生白色沉淀	猜想3成立
2．向上述滤液中滴加几滴无色酚酞溶液	酚酞溶液变______

【反思与交流】久置的固体氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)           。