初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

某研究性学习小组在实验中发现：不仅碱溶液可以使酚酞溶液变红，Na₂CO₃溶液也能使酚酞溶液变红。碱溶液可以使酚酞溶液变红是因为碱在水溶液中解离出OH^－，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子可以使酚酞溶液变红呢？为此他们设计了如下图所示的3个实验，请你和他们一起探究。

（1）实验Ⅰ可以证明____________________________________。
（2）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是____________________________；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，酚酞溶液变红，向变红后的溶液中再逐渐滴入过量的CaCl₂溶液，红色逐渐消失，同时还观察到_____________________________________。
由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：CO₃^2-可以使酚酞溶液变红。
（4）小组同学在与老师交流上述结论时，老师说：“其实Na₂CO₃溶液能使酚酞溶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______________________________________。

请根据下图所示的实验装置图填空。

（1）指出图中标有数字的仪器的名称：①       ，②          ，③        ，④               。
（2）在实验室用高锰酸钾制氧气时应该选择的发生装置是      ，装置中还缺少一种实验用品_________,其作用是______________________________。写出反应的文字（或符号）表达式：                      。
（3）当用C装置制取氧气时，仪器③内盛放的液体是                ，反应文字表达式为_____________。
（4）在实验室制取并收集二氧化碳可选用           装置(填字母编号)，写出实验室制取二氧化碳反应的文字表达式：                    。验证二氧化碳收集满的方法是______________________________。
（5）氢气是一种密度比空气小的气体，难溶于水。实验室常用金属锌粒和稀硫酸在常温下反应来制取氢气。实验室制取氢气的发生装置可以选择上图中的_____装置，收集氢气可以选择上图中的___________装置。
（6）实验室用加热二氧化锰和浓盐酸混合物的方法制取氯气，应该选择的发生装置是______。
（7）下图所示装置也可以用来收集气体。如果用该装置收集二氧化碳，气体应该从___导管通入。如果用排水法收集氧气，应该先在该装置中__________,然后将氧气从___导管通入。

（8） 小宋同学对气体发生装置作了改进，设计了如下装置，如图(Ⅱ)所示。使用图(Ⅱ)装置制取CO₂，反应进行过程中，关闭该装置中的止水夹a后，可以观察到的现象__________________________________。

(9) 小亮同学也改进了气体发生装置，改进的装置如图(Ⅲ)所示，与C装置相比较，橡皮管的作用是_______________________________________________________。
(10)小明同学探究了影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下：

实验结论：在相同条件下，             ，双氧水分解得越快。

某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行了分组实验探究。
Ⅰ组：（1）Ⅰ组同学讨论后认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其他成分反应而且生成物为固体。他们应该选择_________（填序号），为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证_______________________。

A．蜡烛

B．红磷

C．铁丝

D．木炭

（2）小组同学共同设计下图所示的两套装置，你认为合理的是______（填序号）。为了确保实验的成功，在装药品之前应该
____________________________________________。

（3）在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
【数据分析】实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL） 

组别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积／mL	20	21	19	20	22	19

（4）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的_________。
Ⅱ组：Ⅱ组同学发现Ⅰ组实验可能产生实验误差，对实验进行了改进，下图是Ⅱ组同学测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题。

（1）根据下表提供的实验数据，完成下表

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
15mL	15mL	9mL

（2）装置中气球的作用是                。 
（3） 装置一和装置二中气球的位置不同，        (填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是                                                        。
（4） 如何检查该装置的气密性？                               。

某实验小组用排水法收集一瓶呼出的气体，把一根燃着的木条伸入瓶内，很快熄灭了。据此，对呼出气体的成分，同学们提出了下列假设：
A认为是二氧化碳    B认为是氮气    C认为是二氧化碳和氮气的混合物
为了弄清它的真实成分，大家设计了下列实验：（已知二氧化碳能溶于水）

实验步骤与内容	实验现象	结论
（1）去一瓶呼出的气体，倒入足量的澄清石灰水后，立即盖上玻璃片振荡		呼出气体中含有二氧化碳
（2）把步骤（1）中的集气瓶倒立在水槽中，并在水下拿开玻璃片	瓶内液体上升至一定高度后便不再改变	瓶内剩余气体      溶于水
（3）把步骤（2）中的集气瓶取出，向瓶内插入一根燃着的木条	木条立即熄灭	瓶内剩余气体不支持燃烧

能否由上述实验确定呼出气体中是否含有水蒸气       （填“能”或“否”）；
综上所述，你得出的结论是：假设       （填字母序号）成立。

酒精是一种无色、透明、有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶，常用作酒精灯和内燃机的燃料，是一种绿色能源，当点燃酒精灯时，酒精在灯芯上气化后燃烧生成水和二氧化碳。
（1）根据以上叙述，可归纳出酒精的物理性质是                    ；化学性质是                  ；酒精的用途是                             。
（2）向燃着的酒精灯添加酒精可能造成的不良后果：                   。
（3） 实验中，不小心将酒精灯碰倒在桌上燃烧起来，合理简单的灭火措施是                             。
（4）下列仪器不能用酒精灯加热的是（   ）

A．燃烧匙

B．试管

C．量筒

D．蒸发皿

（5）该小组同学进行了如下探究。
探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另
一端管口点燃，也有火焰产生（如下图所示）。由此可知：蜡烛
燃烧产生的火焰是由      （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。
探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？

【查阅资料】  

物质	熔点╱℃	沸点╱℃	燃烧时温度╱℃
石蜡	50∽70	300∽550	约600
铁	1535	2750	约1800
钠	97．8	883	约1400

由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其           （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。通过上表中石蜡、铁的数据对比，你认为物质燃烧时，什么情况下能产生火焰                。由此推测：钠在燃烧时，    （填“有”或“没有”）火焰产生。

下图为已收集满的一瓶无色无毒气体。请你用学过的知识进行探究，确定该气体可能是什么气体。

假设(猜想)	验证方法及操作	可能看到的现象	结论

 

(6分)实验探究是科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题(已知铜粉在加热条件下能与氧气反应生成固体氧化铜)．

（1）根据下表提供的实验数据，完成下表．

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25mL	15mL	9mL

（2）装置一和装置二中气球的位置不同，          （填“装置一”或“装置二”）更合理，理由  是                        ．实验过程中,注射器如何操作?                          ．
（3）若实验测得的结果偏小（氧气的体积分数小于21%），可能的原因有哪些？（列举两 条）                      、                         ．

(9分) 2011年5月1日,我国实施“醉驾入刑”的新规，引起西园中学化学探究小组的注意，并设计如图实验，对人酒后呼出的气体与空气组成进行比较(不比较水蒸气)．

【查阅资料】重铬酸钾溶液与乙醇反应，溶液由黄色变成浅绿色．
【提出假设】
猜想1:呼出的气体中含有乙醇；
猜想2:呼出的气体中       含量比空气的低；
猜想3:呼出的气体中       含量比空气的高．
【实验方案】
（1）按如图装置取气，得空气、呼出气体样品分别于A、C集气瓶中,取多瓶气样备用．
（2）图中澄清石灰水的作用是                 ．
（3）请填写空格

实验步骤	预期现象和结论
①向C集气瓶中伸入燃着的木条	火焰         ，证明猜想       成立
②同时向A、C集气瓶中加入等量的	若C集气瓶中       ，且较明显，证明猜想3成立
③分别向A、C集气瓶中加入少量重铬酸钾溶液	若               ，证明         ．

某化学兴趣小组根据以下图示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分及含量进行探究。

【提出问题】无色气体A有哪些成分？黑色固体B可能是什么？
【查阅资料】（1）常温下，一氧化碳能与氯化钯(PdCl₂)溶液反应生成钯(不溶于水)、 二氯化碳和氯化氧。
（2）铁的氧化物都能与稀盐酸、稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【提出猜想】猜想1：无色气体A一定是C0₂，原因是       （用化学方程式表示）。
猜想2：黑色固体B全部是铁。
【交流与讨论】小华认为猜想1不一定正确，无色气体中除了CO₂外，可能含有CO。
【探究反思】（1）为验证小华的衍箍l，大家按以下图示进行实验，过程与现象如下：

①当X现象为       时，可以确定猜想1是错误的，写出产生该现象的化学方程式：                  。
②Ⅱ中无明显现象，但可以往Ⅱ中滴加足量       (填试剂名称或化学式)证明气体在Ⅱ中确实已发生了反应。
（2）为验证猜想2，大家称取7g黑色固体B，按以下图示进行实验探究，过程与现象如下：

①经过分析，大家确定猜想2是错误的，理由是                  。
②为了进一步确定黑色固体C的成分，你的方法是                  (写出实验操作、现象及结论)。
③实验结束后，称得红色固体的质量为6．4g，则黑色固体B中铁单质的质量分数为              。

实验室常用的干燥剂"碱石灰"是 $CaO$和固体 $NaOH$的混合物，极易与空气中水蒸汽和 $C{O}_2$反应而变质。某同学对一瓶久置的"碱石灰"作了如下探究：
（1）【猜想】猜想Ⅰ：没有变质，"碱石灰"只含有 $CaO$、固体 $NaOH$；
猜想Ⅱ：已完全变质，"碱石灰"全部变成了 $CaC{O}_3$和 $N{a}_{2}C{O}_3$。
则CaO与水反应的反应方程式为。
（2）【实验】如下图所示：

（3）【判断】
a.若 $Ca(OH{)}_2$、 $CaC{O}_3$和 $N{a}_{2}C{O}_3$投入到水中不会放热，则由操作②现象判断：猜想Ⅱ(填：成立、不成立)
b.操作④发生化学反应的方程式为；由操作⑤⑥的现象判断：滤液中含有(写化学式)；由此判断猜想Ⅰ(填：成立、不成立)。
c.综合 $a$和 $b$的结论，判断该样品变质情况为。
（4）【拓展】由上述实验说明，实验室中"碱石灰"应保存；操作③中玻棒的作用是。

某学习小组的同学们在做氢氧化钠溶液和稀硫酸的中和反应实验中，突然发现未给烧杯中滴加指示剂。于是将实验改为探究烧杯内的溶液中溶质的成分。
【提出问题】烧杯内的溶液中溶质是什么？
【猜想与假设】同学们经过讨论，一致认为溶质一定有硫酸钠，写出生成硫酸钠的化学方程式。溶质除了硫酸钠外，小敏同学认为还可能有氢氧化钠，小丽同学认为还可能有硫酸。
【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性。
【设计与实验】（1）同学们取少量烧杯中的溶液于试管中，滴加酚酞溶液，无明显现象产生，据此推断同学的猜想不成立，理由是。
（2）小丽同学取少量烧杯中的溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，她据此确定溶质还有硫酸。反应的化学方程式为。
（3）小华同学提出质疑，因为溶液中的硫酸钠与氯化钡反应也能产生白色沉淀。为了证明溶质是否还有硫酸，请你与同学们一起进行如下探究（要求不能选用指示剂和 $pH$试纸）。

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量烧杯中的溶液于试管中，加入		溶质还有硫酸

【反思与评价】（1）在探究化学反应后的剩余物质的成分是，除了考虑生成物，还要考虑。
（2）复分解反应发生的条件是。

李老师在实验室制取了两瓶常见的无色气体，放置在试验台上，如下图所示。请回答下列问题：

（1）A气体可能是，推断的理由是。B气体可能是（写一种）。
（2）请设计实验验证所推断的B气体完成实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论

（3）在实验室制取B气体时，反应的化学方程式是，发生装置所需仪器的名称是。

小雨阅读课外资料得知：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（其它可能影响实验的因素均忽略）。

实验序号	氯酸钾的质量	其他物质质量	待测数据
①	1．2g	/	____________________
②	1．2g	氧化铜   0．5g	____________________
③	1．2g	二氧化锰 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反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，若衡量得到0．5g黑色粉末，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                             。

通过对我们吸入空气和呼出气体成分的研究，比较人体吸入的空气和呼出的气体中所含有二氧化碳、氧气、水蒸气的多少，得到初步结论，并完成下表。

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）用排水法收集两瓶呼出的气体
（2）向一盛空气的集气瓶中和一盛呼出气体的集气瓶中分别加入少量澄清石灰水
（3）将燃着的木条分别插入盛有空气和 呼出气体的集气瓶中
（4）取两块干燥的玻璃片，对着其中一 块呼气，观察玻璃片上水蒸气的情况， 并与另一块放在空气中的玻璃片作对比

"鱼浮灵"主要成分是过碳酸钠（ $xN{a}_{2}C{O}_3·y{H}_2{O}_2$)，俗称固体双氧水。兴趣小组对其进行以下探究：
[性质探究]
（1）取少量"鱼浮灵"于试管中加水，有持续细小气泡缓慢放出；向试管中加入少量 $Mn{O}_2$粉末，产生大量气泡。将带火星木条伸入试管，木条，说明有 $O_2$生成。
（2）取实验（1）中上层清液，测得溶液 $PH>7$；向溶液中滴加足量稀盐酸，产生大量气泡；将产生的气体通入澄清石灰水中，出现浑浊现象，说明有生成。
结论：过碳酸钠具有 $N{a}_{2}C{O}_3$和 $H_2{O}_2$的双重化学性质。
[工业制备]

（3）稳定剂的作用是；稳定剂中 $MgC{l}_2$和 $N{a}_{2}Si{O}_3$发生复分解反应，生成一种难溶物将过碳酸钠粒子包裹住，该反应的化学方程式为。
（4）浊液中加入异丙醇的作用是。
（5）操作Ⅱ中洗涤晶体的试剂最好选用（填字母）。
A．饱和 $NaCl$溶液      B水       C异丙醇       D稀盐酸
（6）根据下表数据，你认为上述制备反应的最佳温度范围是℃。

温度范围/℃	5～10	10～15	15～20	20～25
活性氧含量/%	13.94	14.02	15.05	14.46
"鱼浮灵"的产率/%	85.49	85.78	88.38	83.01

注：活性氧含量是指产品中能转化为O₂的氧元素的质量分数。
[组成测定]利用下图装置进行产品中活性氧含量测定和过碳酸钠（ $xN{a}_{2}C{O}_3·y{H}_2{O}_2$）组成的测定（杂质对测定无影响）。

查阅资料：①"鱼浮灵"中活性氧含量≥13.0%是一等品，≥10.5%是合格品。
②过碳酸钠能与酸反应放出 $C{O}_2$和 $O_2$。
（7）实验前先缓慢通 $N_2$一段时间，加热铜网至红热后，再缓慢滴入过量稀硫酸，直至 $A$中样品完全反应；继续缓慢通，其目的是。
（8）若先滴入稀硫酸，后加热铜网，会导致 $x:y$的值（填"偏大"或"偏小"）。
（9）装置 $B$的作用是（填序号）
①除去气体中的水蒸气       ②便于观察和控制气流速度
（10）实验测得C装置中铜网增重1.2 $g$， $D$装置增重2.2 $g$。该产品中活性氧含量为%；属于（填"一等品"或"合格品"）； $x:y$＝。