初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

小雨为学校化学兴趣小组的同学，阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣．
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验

实验序号	KClO3质量	其他物质质量	待测数据
①	1.2g	0
②	1.2g	CuO   0.5g
③	1.2g	MnO2  0.5g

①上述实验应测量的“待测数据”是               ．
②若实验②比实验①的“待测数据”更     （填“大”或“小”），说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率．
③将实验②反应后的固体经提纯分离仍得到0.5克黑色粉末，再将黑色粉末放入试管中，              
（简述操作和现象），说明氧化铜还能作氯酸钾的催化剂．
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是
                                                           ．

(16分)小明知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后，再想探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白。
（1）[问题]氧化铝能不能作过氧化氢分解的催化剂呢?
（2）[猜想]氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂。
他设计并完成了下表所示的探究实验：

（1）请你帮助小明同学填写上表中未完的表格。
（2）在小明的探究实验中，实验一和实验二起的作用是______；
（3）[讨论与反思]经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充两个方面的探究实验，最终大家一起完成了对这个猜想的验证。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是______
第二方面的实验是利用实验三反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作是______现象和结论为______

元旦联欢会上，化学老师给同学们表演了一个“水能生火”的魔术（如图所示），

他将包有过氧化钠（Na₂O₂）粉末的脱脂棉放在石棉网上，向棉花上滴了几滴水，棉花立刻燃烧了起来。同学们产生了浓厚的兴趣，为什么脱脂棉会燃烧起来呢？
【提出猜想】
a．小明认为过氧化钠（Na₂O₂）与水反应生成了可以支持燃烧的物质。
b．小刚又根据燃烧的条件，对小明的猜想进行了补充：      。
【实验与分析】同学们设计了图的实验装置。

（1）打开分液漏斗的活塞，控制水滴加的速度，看到试管中有气泡产生，将带火星的木条靠近P出口，看到木条复燃，你推测此气体可能是     。
（2）实验中还观察到，烧杯中的导气管口有气泡冒出，产生这一现象的原因是          。
（3）完成了以上实验，老师介绍该反应的产物一共有两种，于是同学们又展开了进一步的研究，继续探究反应后生成的另一种物质。请你回答：另一种产物必含的元素是________，依据是_____________。
【老师介绍】过氧化钠不仅可以和水发生反应，也可以和二氧化碳反应，也能生成氧气。因此，过氧化钠经常被用于潜水艇和防毒面具中提供氧气。
【补充实验】
明确了以上性质，小芳同学又设计了一个实验（如图）：

将一团包有过氧化钠的粉末的棉花塞到漏斗的管中，漏斗下方点燃一支短蜡烛 (蜡烛火焰与棉花不接触)。
请回答：
棉花             （填“能”或“不能”）燃烧。这主要是因为蜡烛燃烧生成能与过氧化钠（Na₂O₂）反应的物质___________________，同时反应放热。

某研究小组发现，维C泡腾片（保健药品，主要成分见图1）溶于水，有许多气泡产生（如图2）．该小组同学进行如下探究．

探究一：该气体的成分．
【猜想与假设】小华说：该气体可能是CO₂、O₂、CO、H₂、N₂．
小明说：不可能含有N₂，因为_________________．
小芳说：不可能含有CO和H₂，因为从药品安全角度考虑，H₂易燃易爆，CO______________．
该小组同学认为：该气体可能含有CO₂、O₂中的一种或两种．
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	将气体通入澄清的石灰水中	澄清石灰水变浑浊
②	将带火星的木条伸入该气体中	带火星的木条没有复燃

【得出结论】（1）由实验①可知，该气体中肯定含有_________，写出该反应的文字表达式为______________．
（2）由实验②_____________（填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气，理由是_________________________．

小林同学在做探究质量守恒定律实验时，称取2.4g镁条在点燃的条件下与充足的空气反应，其反应的化学方程式为______________________________.实验完毕后，称得所得固体的质量小于4.0g．
【提出问题】固体质量为什么会小于4.0g呢？是否发生了其他反应呢？
【查阅资料】镁在空气中燃烧时，除了镁与氧气反应外，还可发生反应：
①2Mg+CO₂点燃C+2MgO      ② 3Mg+N₂点燃Mg₃N₂
【猜想与假设】反应后固体质量小于4.0g是由于发生反应_______（填“①”或“②”）造成的，其理由是_____________________________．
【实验探究】根据初中化学所学知识用图所示装置除去空气中的氧气得到氮气（含少量稀有气体）．可燃物应选择的物质是_________（填写物质的字母代号）．
A．木炭     B．红磷     C．硫粉
选择的理由是________________________________________;
将点燃的镁条伸入所制得的氮气中，镁条在氮气中剧烈燃烧．
【实验结论】2.4g镁在空气中完全反应后所得固体质量小于4.0g，是由于生成的产物是___________的混合物所致.

（共20分）工业上常用分离液态空气法制取氧气，实验室常用物质分解的方法制氧气。某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从下图中选择装置进行了氧气的制备实验。

（1）工业制氧气是      （填“物理”或“化学”）变化，仪器a的名称是：    。
（2）甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气，反应的符号表达为：                 。反应类型为（            ）收集氧气还可选用的装置是    。
（3）若用装置B制氧气，反应通常很剧烈，据此提出实验安全注意事项是
A．更换部分仪器，控制液体的加入速度
B．用体积小的广口瓶
C．加热反应物
D．减小过氧化氢浓度
（4）氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，应选用上图   作发生装置，收集氨气最好用上图    装置。
（5）乙同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解放出O₂．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：第一组同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜测    错误；第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是                             。
（6）丙同学阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是他对氧化铜产生了探究兴趣，请你一起参与实验探究，并填写下列空白：。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？
【设计实验】丙同学以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验（其它可能影响实验的因素均忽略）。

(Ⅰ)上述实验应测量的“待测数据”是              。
(Ⅱ)若实验②比实验①的“待测数据”更    (填“大”或“小”)，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
(Ⅲ)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若测量得到0.5g氧化铜（ CuO ）粉末，再将黑色粉末放入试管中，                                                 。(简述操作和现象)
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为丙同学设计实验③和实验②对比的目的是                             。

该兴趣小组还就“H₂O₂生成O₂ 的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】H₂O₂ 生成O₂的快慢与催化剂种类有关。
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H₂O₂溶液中，分别加入相同质量的MnO₂ 和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间。
【进行实验】下图是他们进行实验的装置图，

方框中为他们收集氧气的装置，此实验中宜采用的气体收集方法是                。
【实验记录】如图

【结论】该探究过程得出的结论是                。
【反思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO₂和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加两个实验来分别验证               和                  。
【拓展】H₂O₂生成O₂ 的快慢还与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。（只要求提出另一种影响H₂O₂ 生成O₂ 的快慢的因素以及相关假设和实验方案）
【假设】                                                   。
【实验方案】                                                。

如下图是李明同学设计的实验：

【实验目的】该实验是为了探究①分子在不断运动；②                         。
【实验步骤】步骤一：向A中试管①滴加2mL蒸馏水，试管②中滴加2mL浓氨水，观察到的现象为                                               。
步骤二：向C、D两支试管中分别加入5mL的蒸馏水，各滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡．步骤三：在B、E试管分别加入2mL浓氨水，立即用带橡皮塞的导管，并按实验图连接好，并将E试管放置在盛有热水的烧杯中，观察现象
【分析讨论】（1）由A实验得出的结论是                                   。
（2）步骤三观察到的现象是                                    。
3）由此可以得到的实验结论是：①分子在不断运动；②                           。

小明发现一种淡黄色的粉末可以用于杀菌、消毒和漂白，于是想探究该固体的成分。
【提出问题】该淡黄色固体的化学成分是什么？
【查阅资料】（1）硫单质是一种淡黄色固体，难溶于水，在空气中点燃硫单质，生成一种无色、有刺激性气味的气体。
（2）过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体，能与水反应，生成气体并放出大量的热。
【设计实验方案】
方案一：取少量该固体粉末于试管中，加2mL水，振荡并观察现象。
方案二：在燃烧匙里放少量该固体，在酒精灯上加热，观察现象。
比较以上两方案，你认为的最佳方案是    ，理由是（从环保或操作角度分析）     。
【实验验证并得出结论】小明向盛有少量该固体的试管中加入2mL水，立刻观察到有无色气泡产生，并且验证出该反应同时生成了氢氧化钠（NaOH）。通过实验验证，确定该淡黄色粉末为过氧化钠。
小明想对生成的气体成分判断，他提出了以下两种假设：①该气体是CO ②该气体是O₂。
你认为上述假设哪个更合理                    （填“①”或“②”）。理由是是                                                          。
请设计一个实验，验证你的合理假设（写出简要操作步骤、实验现象和结论）。

【分析】过氧化钠与水反应的文字表达式为                                。
【计算】78克过氧化钠与多少克二氧化碳中所含氧元素的质量相等？（列式计算）

实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的化学方程式：                                     ；
小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
【提出猜想】除Mn0₂、CuO外，Fe₂0₃也可以作KCl0₃分解的催化剂．
【完成实验】按下表进行实验：测定分解温度（分解温度越低，催化效果越好）．

实验编号	实验药品	分解温度（℃）
①	KCl03	580
②	KCl03、Mn02（质量比1：1）	350
③	KCl03、CuO（质量比l：1）	370
④	KCl03、Fe203（质量比1：1）	390

【分析数据、得出结论】
（1）由实验     与实验④对比，证明猜想合理；
（2）实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是       ．
【反思】
（1）若要证明Fe₂O₃是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和             不变；
（2）同种催化剂，颗粒大小可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证                                                                          ；
（3）同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究（探究一种因素即可）．

图Ⅰ是小红按课本进行的一个化学实验，在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味．于是小明对原实验装置进行了改进，装置如图Ⅱ．

实验操作：
a：向B、C、E三支试管中分别加入5 mL的蒸馏水，各滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡，观察溶液颜色．
b：在A、D试管分别加入2 mL浓氨水，立即用带橡皮塞的导管按实验图Ⅱ连接好，并将D试管放置在盛有热水的烧杯中，观察几分钟．
分析讨论：
（1）E试管放有酚酞溶液的目的是                  ．
（2）进行操作b时观察到的现象是                                                       ．
（3）由此可以得到的实验结论是①                       ，②                           ．
（4）对比改进前的实验，改进后实验的优点是                                             ．

甲同学在用双氧水制取氧气时，误把Fe₂O₃粉末放入双氧水中，发现也有大量气泡产生。他联想到MnO₂可作为H₂O₂分解的催化剂，那么Fe₂O₃能否作为H₂O₂分解的催化剂呢？请你一起参与探究，并填写下列空白。
【猜想】Fe₂O₃能作为H₂O₂分解的催化剂。
【实验验证】甲同学依次设计了三个实验：
实验一：取一定量的H₂O₂溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生，伸入带火星的木条，没有复燃。说明H₂O₂溶液常温下缓慢分解。
实验二：在实验一的试管中加入W g Fe₂O₃粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃。说明________________________________               _____。
实验三：待反应结束后，将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为W g。说明_______________________________________                   _____。
【实验结论】甲同学认为，Fe₂O₃粉末可以作为H₂O₂分解的催化剂。
【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要再补充一个探究实验。该实验是____________________________            ______。
【拓展】为探究催化剂的种类对H₂O₂溶液分解速度的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ．将10毫升5％H₂O₂溶液与1.0g MnO₂均匀混合制取相同体积O₂所需的时间15min。
Ⅱ．将10毫升x％H₂O₂溶液与1.0g Fe₂O₃均匀混合制取相同体积O₂所需的时间8min，则中x的值应为________。
实验结论：在相同条件下使用______________作催化剂，双氧水分解得更快。

小雨同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她设计并完成了下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	实验结论或总结
结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条	有气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是                   。	二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
实验二	向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条		二氧化锰加入水中不产生氧气
实验三			二氧化锰能加快过氧化氢的分解

（1）请你帮小雨同学填写上表中未填完的空格。
（2）在小雨的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是      。
（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：            ；
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作、现象和结论是：                 。

学习了MnO₂对过氧化氢有催化作用的知识后。某同学想：CuO能否起到类似MnO₂的催化剂作用呢？于是进行了如下探究。
【猜想】Ⅰ．CuO不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ．CuO参与反应产生O₂，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ．CuO是反应的催化剂，反应前后______       ___和_______________不变。
【实验】用天平称量0．2gCuO，取5ml  5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：

步骤③现象	步骤⑥的结果	步骤⑦的现象	结论
带火星的木条复燃		溶液有气泡放出	猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立

（2）步骤①的目的___________________________________。
（3）过氧化氢能被CuO催化分解放出O₂的化学反应文字表达式为________         ______。

科学研究小组的同学在用一定浓度的硫酸溶液处理废金属材料(主要是生铁、镀锌铁皮)时，溶液发烫并闻到了刺激性气味，这种反常现象引起了同学们的思考。从组成物质的元素角度分析，他们猜测气体可能是SO₂、CO、CO₂、H₂中的一种或几种。为了确定该气体的成分，他们进行了如下探究。
查阅资料：
Ⅰ. SO₂、CO₂都能与碱溶液反应生成盐和水，CaSO₃难溶于水；
Ⅱ. SO₂能与酸性高锰酸钾溶液反应并使它褪色，上述其它气体不能。
实验探究：
（1）甲同学为了验证处理废金属材料产生的气体中是否含有CO₂，把它直接通入澄清石灰水，并观察实验现象。 乙同学认为甲同学的做法不合理。请用化学方程式表示其原因 。
（2）同学们设计了一套合理的实验装置，如下图所示(铁架台已略去)。请你从下列试剂中选择所需药品并完成实验(药品可重复选用)：澄清石灰水，氢氧化钠溶液，酸性高锰酸钾溶液，浓硫酸，无水硫酸铜，碱石灰 (假设每步反应都是完全的)

①写出E装置中试剂的名称或化学式 。
②若观察到 (填装置序号)中澄清石灰水变浑浊, 证明原气体中有CO₂；
③若观察到 现象, 证明原气体中有H₂，无CO。