初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

研究性学习小组测定实验室里一瓶久置的 $NaOH$固体是否变质．
【提出问题】 $NaOH$固体是否变质？
【猜想与假设】猜想1：没变质，全部是 $NaOH$；
猜想2：全变质，全部是 $N{a}_{2}C{O}_3$
猜想3：部分变质，既含有 $NaOH$，又含有 $N{a}_{2}C{O}_3$；
【设计方案并进行实验】请你与他们一起完成，并回答所给问题．

实验步骤	实验现象	实验结论
①称取上述固体样品8g溶于100mL水配成溶液，向溶液中滴加   过量的氯化钙溶液充分反应后，静置．		说明久置固体中，一定含有 $N{a}_{2}C{O}_3$
②用玻璃棒蘸取少量①中的上层清液滴在pH试纸上，与标准比色卡对比，测出pH	pH=10	说明固体中，还一定含有　（填化学式）．

上述步骤①中，滴加过量氯化钙溶液的目的是　【实验结论】通过实验，说明上述猜想中　　是正确的．
【拓展】
（1）为测定出该 $NaOH$固体的变质程度，继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥，称得其质量为2g，则固体样品中 $NaOH$的质量分数为　（假定试剂中无其它杂质）．
（2）要除去氢氧化钠中含有的碳酸钠，所用的方法（用化学方程式表示）　

【反思】通过探究，实验室中的氢氧化钠应密封保存．

世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究

探究一：铁丝燃烧
如图1所示，取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端系上粗铜丝，另一端系一根火柴杆，点燃火柴杆待快燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中，观察到：观察到：Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧，且Ⅱ中铁丝燃烧比I中的更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧．
（1）集气瓶中加入少量水的作用：．
（2）为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧．
（3）分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因．
探究二：铁粉腐蚀的条件
如图2所示，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶（容积为146mL）．当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）．记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表．

序号	样品	量筒起始 读数/mL	量筒最终 读数/mL	所需时间 /min
1	1g铁粉、0.2g碳和10滴水	100	72	约120
2	l　g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量 $NaCl$	100	72	约70
3		\	\	\

（4）金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价（填"升高"或"降低"）的过程．
（5）实验①和②说明NaCl可以（填"加快"或"减慢"）铁锈蚀的速率．
（6）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．
（7）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成是．
（8）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%（精确到小数点后1位），试分析该实验结果出现误差的原因（写任意一条即可）

$cg$ $H_2$定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用 $H_2$ $Cu$还原 $CuO$所得红色固体Cu中是否含有 $C{u}_{2}O$（红色），进行了认真的研究。请你一起踏上探究之路，回答下列问题。
【查阅资料】①无水 $CuS{O}_4$遇水变蓝    ②高温灼烧 $CuO$生成 $C{u}_{2}O$和 $O_2$  ③ $C{u}_{2}O$与稀 $H_{2}S{O}_4$反应： $C{u}_{2}O+H_{2}S{O}_4=Cu+CuS{O}_4+H_{2}O$【设计实验方案】
方案1 取该红色固体加入适量稀 $H_{2}S{O}_4$，实验现象为，结论为红色固体中含有 $C{u}_{2}O$．
方案2 装置如图所示，拟通过干燥管中 $CuS{O}_4$变蓝来判断红色固体是否含有 $C{u}_{2}O$．

（1）为确保探究的科学、合理、安全．实验中还应采取的措施有；（填序号）
①加热前先排尽装置中的空气
②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置
③在盛有 $CuS{O}_4$的干燥管后再连接一个装有浓 $H_{2}S{O}_4$的洗气瓶
（2）由方案2实验后得出结论：红色固体中含有 $C{u}_{2}O$．写出红色固体 $C{u}_{2}O$与 $H_2$反应的化学方程式

方案3 称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为 $ag$，取红色固体置于坩埚中称得总质量为 $bg$，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg．
（1）该实验方案最少得进行次称量；
（2）若确认红色固体中含有 $C{u}_{2}O$，则c与a，b应符合的数学关系式为．

化学兴趣小组的同学对"影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素"进行了探究
【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响？
【作出猜想】a、可能与金属本身的性质有关
b、可能与盐酸的浓度有关
【设计探究】实验所用金属均已用砂纸打磨．
实验（1）为探究猜想a，小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片，然后分别加入相同尝试和质量的稀盐酸，观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡，放铁片的试管中只产生少量气泡，发生反应的化学方程式有．
从实验现象可判断：金属活动性 $Zn$ $Fe$（填"＜""=""＞"）．
得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关，金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是．
实验（2）为探究猜想b，小组同学设计如图的装置进行实验，其中注射器的作用是．所用药品，实验数据如下表：

实验编号	选用金属（均取2g）	盐酸质量分数（均取50mL）	每分钟产生氢气的体积/mL
1分钟	1﹣2分钟	2﹣3分钟	3﹣4分钟	4﹣5分钟	前5分钟共收集气体
Ⅰ	锌片	15%	2.9	16.9	11.0	9.2	7.6	48.5
Ⅱ	锌片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是．
【反思评价】根据表一中实验Ⅱ数据分析，请描述锌与盐酸发生反应快慢的变化情况并解释原因                                                                          
通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度可能还受哪些因素的影响（写一条即可）．
【拓展延伸】很多金属不仅能与酸反应，也能与盐酸溶液反应，现将a g铁钉投入到 $CuS{O}_4$溶液中，反应一段时间后，将固体取出洗净、烘干，称重为b g，则生成铜的质量为　 ．

某化学兴趣小组的同学在做完木炭还原氧化铜的实验后，发现试管中仍有黑固体存在，他们对黑色固体是什么进行了探究：
【提出猜想】甲同学：是木炭              乙同学：是氧化铜
丙同学：.

【查阅资料】木炭、铜都不与稀硫酸反应； $CuO$、 $F{e}_2{O}_3$、 $MgO$等氧化物能与稀硫酸反应生成盐和水
【实验设计】向盛有黑色固体的试管中加入足量稀硫酸，充分震荡，静置后观察现象。
【分析讨论】他们对该实验方案进行了讨论，达成了共识；若试管内溶液呈蓝色，黑色固体不存在，证明同学猜想正确；若试管内液体无色，有黑色固体存在，证明同学猜想正确；若出现的现象是；证明丙同学的猜想正确；发生反应的化学方程式为：。

某兴趣小组的同学对一包在空气中敞口放置了一段时间的碱石灰产生了好奇，于是他们对这包碱石灰的成分展开了探究。
【提出问题 】他们要探究的问题是。
【查阅资料 】①碱石灰是由 $CaO$和 $NaOH$固体混合而成，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体。②熟石灰固体溶解度小，溶于水放出的热量少，可以忽略不计。
【提出猜想 】该碱石灰的主要成分可能含有 $CaO$、 $NaOH$、 $Ca(OH{)}_2$、 $CaC{O}_3$和。
【实验探究 】小组的同学设计实验并进行验证，过程如下：
①小明取部分该碱石灰样品于试管中，加少量水后无放热现象，说明这包碱石灰样品中不含。继续加足量水，振荡，静置后有白色沉淀，小明认为碱石灰样品中一定含有 $CaC{O}_3$，小美认为他的结论不准确，原因是。（用化学方程式表示）
②从小明的试管中取少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量 $BaC{l}_2$溶液，有白色沉淀生成。
③把过程②所得物质过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液，溶液变红色。
【解释与结论 】根据以上探究：
①你认为该包碱石灰样品一定含有的物质是，可能含有的物质是。
②实验探究过程③所得溶液中除酚酞外还含有的溶质是。
【迁移应用】下列气体①氢气 ②氧气 ③一氧化碳 ④氯化氢 ⑤二氧化硫 ⑥氨气 ，不能用碱石灰干燥的是（填字母序号）。

A．

①②③

B．

④⑤⑥

C．

④⑤

D．

⑤⑥

为了鉴别碳酸钾溶液和氢氧化钾溶液，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钙溶液，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】 $A$．可能含有氢氧化钾、氯化钾和碳酸钾
$B$．可能含有氢氧化钾、氯化钾
$C$．可能含有氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾和氯化钙
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】写出碳酸钾与氯化钙反应的化学方程式，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．

小李在化学实验技能考查中，完成"用稀盐酸鉴别氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液，并测碳酸钠溶液的 $pH$"实验。
【实验一】小李取待测液甲、乙分别放置在试管①和②，再往两支试管中滴入稀盐酸，观察实验现象。根据现象推知，乙为碳酸钠溶液。

（1）实验中，小李应观察到试管②的现象是，
该试管中反应的化学方程式为。
（2）老师指出：除盐酸外，还可使用其它试剂鉴别氢氧化钠和碳酸钠溶液。请你选择一种不属于酸的试剂，并将鉴别实验中的预期现象以及化学方程式填入下表。

选择的试剂	预期现象	反应的化学方程式
	一支试管无明显现象； 另一支试管

【实验二】小李用玻璃棒蘸取"实验一"后试管②中的溶液沾在 $pH$试纸上，观察试纸颜色变化并与标准比色卡对照，读出溶液的 $pH$。小李的记录如下：

实验现象	结论
溶液沾在试纸上时，试纸缓慢地变色	与标准比色卡对比， $N{a}_{2}C{O}_3$溶液 $pH=3$

（3）小李因操作错误，得出" $N{a}_{2}C{O}_3$溶液 $pH=3$"的错误结论。指出小李操作错误之处。
答：。
（4）指出小李记录的"实验现象"中不科学的地方。
答：。

小明同学在帮老师整理实验室时，发现一瓶石灰水试剂瓶瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末。为了弄清楚白色粉末的成分及形成原因，他进行了如下探究：
（1）对白色粉末成分的猜想和成因分析：

白色粉末的成分	形成的原因
可能是CaCO3	石灰水与空气中的某种气体发生了化学反应，其化学方程式为________________________________________。
可能是Ca(OH)2	瓶壁和瓶塞处的石灰水中的溶剂蒸发，溶质结晶析出

（2）经过反复思考，小明同学猜想白色粉末还可能是上述两种物质的混合物。
为了得出比较严格的结论，他用刀片轻轻刮下少许白色粉末置于试管中，并滴入少量蒸馏水，进行了如下实验来验证他的猜想，请完成下列实验报告：

实验步骤	实验现象	结论
向试管中滴入1－2滴无色酚酞试液	____________	白色粉末中含有氢氧化钙
往上述试管中的残留固体中加入稀盐酸	____________	白色粉末中含有碳酸钙

（3）反思与交流：实验室里许多药品需要密封保存。请你写出浓硫酸需要密封保存的原因
                             。
（4）拓展与提高：若想清洗石灰水试剂瓶内壁和瓶塞处的白色粉末，可选用的试剂是______
（填试剂名称），其反应的化学方程式为__________________________________________。

取三支注射器，编号A、B、C。A中装氢氧化钠溶液，B中装澄清石灰水，C中装稀盐酸，如图所示装置，按以下步骤进行实验：

①用A向锥形瓶内注入氢氧化钠溶液，振荡，溶液无明显变化；
②换B抽取锥形瓶内的气体，石灰水没有变化；
③换C向锥形瓶内滴加稀盐酸，开始没有气泡，过一会产生大量气泡；
④换B抽取锥形瓶内的气体，石灰水变浑浊。
⑴写出锥形瓶内发生的一个化学反应方程式。
⑵描述气球在实验过程中是如何变化的。
⑶滴加稀盐酸刚开始没有气泡产生，推测一个可能的原因。

化学兴趣小组的同学做中和反应实验时，将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，看到有气泡产生。是不是拿错了药品？经检验确认没有拿错药品，而是氢氧化钠溶液变质了。
【分析】氢氧化钠溶液变质的原因是氢氧化钠与空气中的二氧化碳发生了反应。
【提出问题】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质？
【查阅资料】①已知反应：BaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+BaCO₃↓（白色）；②氯化钡溶液呈中性。
【设计实验】依据查阅的资料设计实验步骤，并进行实验，根据实验现象推断相应实验结论。
（1）取待测液于试管中，加入过量氯化钡溶液，将           完全除去。
（2）取反应后溶液于试管中，向其中滴入紫色石蕊溶液，发生的现象为                。
【实验结论】该兴趣小组的同学得出的结论是：氢氧化钠溶液          （填“部分”或“全部”）变质。
【进一步实验】该小组同学用变质的溶液制取不含杂质的氢氧化钠溶液，继续完成中和反应实验．请你帮助他们解决下列问题：
（1）除去氢氧化钠溶液中存在的上述杂质可加入适量的               ，反应的化学方程式为                               。
（2）借助于              可判断盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应。

碳酸钙是一种白色固体，可溶于稀盐酸并产生无色气体。某同学想知道稀盐酸中的那种粒子（H₂O、H⁺、Cl^－）能使碳酸钙溶解并产生无色气体。请你和同学们一起通过下图所示的四个实验完成这次探究活动。

⑴你提出的假设是                                   ；
⑵通过实验①可以证明                               ；
⑶要证明另外两种粒子能否溶解碳酸钙并产生无色气体，还需要进行实验③和④：在③和④中应分别加入             和               ；
⑷你的探究结果为                            。
⑸写出实验②的化学方程式                                    。

以下是某化学探究的过程。请在下列横线上填写适当的内容。向NaOH溶液中滴 
入紫色石蕊试液，溶液显蓝色
（1）提出问题：是什么粒子使紫色石蕊试液显蓝色呢？
（2）查找资料：NaOH溶液中存在的粒子有大量的H₂O、  Na^＋ 、OH^—和极少量的H^＋ 。
（3）猜想：是大量的OH^—使紫色石蕊试液显蓝色。
（4）实验探究步骤及其说明：
①在一支干净试管中加入2mL蒸馏水，再滴入几滴紫色石蕊试液，溶液几乎不变色，
说明                                   ；
②在一支干净试管中加入2mL氯化钠溶液，再滴入几滴紫色石蕊试液，溶液几乎不
变色，说明                                   
③                                                         。
（5）结论：原猜想        。(填“成立”或“不成立”)

化学自主学习小组同学实验探究氧化镁与稀盐酸反应后溶液中溶质成分。

【提出问题】氧化镁与稀盐酸反应后溶液B中含有的溶质是什么?
【猜想与假设】猜想一： $MgC{l}_2$
猜想二：（1）【进行实验】小组同学向溶液B中滴加氢氧化钠溶液，边滴加边搅拌，开始时无明显现象，继续滴加一段时间后出现白色沉淀。
【表达与交流】产生上述现象的原因是（2）；当白色沉淀刚开始出现时，溶液中含有的离子是（3）(填离子符号)。
【解释与结论】猜想二成立。
【反思与评价】分析反应后溶液中溶质成分时，需要考虑的因素有(4)。

有一种标签破损的片状胃药，某校化学兴趣小组欲对该胃药的主要成分进行实验探究。已知该胃药可以治疗胃酸过多，其主要成分是 $MgC{O}_3、Al(OH{)}_3$中的一种或二种。
【查阅资料】① $MgC{O}_3$受热能分解，且 $MgC{O}_3$的化学性质与 $CaC{O}_3$相似；
② $Al(OH{)}_3$受热分解生成 $A{l}_2{O}_3和H_{2}O$；③药品中的其它成分不参与反应。
【实验探究】
（1）甲同学取少量该胃药于试管中，加入适量稀盐酸，观察到有气泡产生。说明该胃药中含有。写出该反应的化学方程式 。
（2）乙和丙二位同学运用下图提供的装置，分别设计实验方案，进一步确认该胃药的主要成分。虚线方框中的装置从下图 $B、C$中选择组装。（装置气密性良好，装置中空气的影响忽略不计）

实验过程	实验现象	实验结论
乙同学选用 $B、C$装置，按 $A\to C\to B$顺序连接，点燃酒精灯加热	$B$中， $C$中	该胃药中含有 $MgC{O}_3、Al(OH{)}_3$
丙同学也选用 $B、C$装置，按 $A\to C\to B$顺序连接，点燃酒精灯加热	$C$中无明显现象， $C$中澄清石灰水变浑浊。	该胃药中不含有

【交流反思】实验小组经过交流与反思，认为乙同学的实验过程中存在一处错误，请你指出该错误并说明理由：  　　　　　　　　　　　　　　　。