初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。
（1）赤铁矿在自然界中储藏丰富，其主要成分的化学式是。
（2）磁铁矿的主要成分是 $F{e}_3{O}_4$。在 $F{e}_3{O}_4$中存在两种不同价态的铁离子，其中1/3是 $F{e}^{2+}$，2/3是 $F{e}^{3+}$。请写出 $F{e}_3{O}_4$与盐酸反应的化学方程式。

（3）工业上主要采用高炉炼铁，常用到的原料有铁矿石、焦碳、石灰石和空气。其中，焦碳的作用是。(仅答一点)
（4）由于铁的氧化物中 $F{e}_3{O}_4$和 $FeO$均为黑色，实验室用 $CO$还原 $F{e}_2{O}_3$得到的铁中是否会含有 $F{e}_3{O}_4$和 $FeO$，某同学设计了下列探究实验。
资料： $FeC{l}_3$溶液与铁发生的反应是2 $2FeC{l}_3+Fe=3FeC{l}_2$，但 $FeC{l}_3$溶液不与 $F{e}_3{O}_4$、 $FeO$反应；含有 $F{e}^{3+}$的盐溶液遇到 $KSCN$溶液时变成红色，利用该反应可检验 $F{e}^{3+}$的存在。
【提出问题】 $CO$还原 $F{e}_2{O}_3$得到黑色产物的成分是什么?
【猜 想】
猜想l： $Fe$          猜想2： $Fe$和 $F{e}_3{O}_4$；
猜想3： $Fe$和 $FeO$；   猜想4:。
【实验探究】限选试剂： $CO$、盐酸、澄清石灰水、 $KSCN$溶液、 $FeC{l}_3$溶液。

实验操作	实验现象	实验结论
Ⅰ取少量黑色产物加入到装有足量 $FeC{l}_3$溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤。	黑色固体部分溶解。	猜想2和4都 不成立。
Ⅱ ，,.	黑色固体全部溶解，溶液 不变红色。
Ⅲ另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入 $CO$，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量的的烧杯中。	。	猜想l不成立， 猜想3成立。

实验室常用的干燥剂"碱石灰"是氧化钙和固体氢氧化钠的混合物，易与空气中的水蒸气和二氧化碳反应而变质。某同学对一瓶久置的碱石灰进行了如下探究：
【猜想与假设】
猜想一：没有变质，只含有氧化钙和氢氧化钠；
猜想二：部分变质；
猜想三：完全变质，含有和。
则氢氧化钠变质的化学反应方程式是。
【进行实验】
实验如下图所示：

【解释与结论】
由操作②的现象判断：猜想三（填"成立"或"不成立"）；由操作⑤⑥的现象判断滤液中含有，由此判断猜想一不成立，得出结论。
【反思与评价】实验室中碱石灰应该保存。

用科学方法去思考
形成科学认识需要运用一定的科学方法。请回答：
（1）观察、猜想、假设、实验等收集证据的方法是获得感性认识的重要方法。
观察是用感官或借助仪器去获得信息的过程。
猜想是没有事实根据、不知真假的主观猜测，可能会出错，可不去证明，也可能无法证明。
假设是对客观事物的假定性说明。假设必须建立在观察和已有知识经验基础上，能够被检验，不是对的，就是错的。
下面的5个陈述，来自一位食品与营养化学工作者的笔记。其中，哪个陈述是观察？（填代号，下同）；哪个陈述是猜想？；哪个陈述是假设？。

A．包装良好的食物可以长期储存，不会滋长霉菌

B．在对34名志愿者跟踪和检测后发现，持续一周的饮食为全麦、新鲜蔬菜和水果，可以让每个人的体重平均减轻1．9Kg

C．如果食物遇到碘水变蓝，那么十五含有淀粉

D．早餐时，看到一袋胀包的牛奶，打开后，嗅到酸臭味

E．实验表明，橘子、柠檬、草莓中富含维生素C

（2）抽象、归纳、演绎等是理性思维的重要方法。
抽象是从众多事物中抽取它们共同的本质特征的过程。例如，微观粒子Na⁺ 、Mg²⁺、K⁺、NH共同的本质特征是都带正电荷，这类微观粒子称为阳离子。
归纳是根据一系列具体事实概括出一般原理或结论的过程。如在买樱桃时，先拿几个樱桃尝一尝，如果都很甜，就能归纳出这份樱桃是甜的。
下面的4个陈述，来自某同学的化学笔记。其中，哪个陈述是抽象？；哪个陈述是归纳？。

A．重金属盐能使蛋白质变性，所以摄入铅对人体有毒

B．实验证明，盐酸能跟NaOH反应，也能跟Ca（OH）2反应，所以盐酸能和碱反应

C． NaOH、KOH 、Ca（OH）2都能使酚酞试液变红的本质原因，是它们的溶液中都存在OH^-，我们把溶于水理解出的阴离子都是OH^-的一类化合物称为碱

D．石蕊试液遇到盐酸变红，因为盐酸中有氢离子

化学课堂上要学习碱的化学性质，老师让两位同学和他共同做实验，要求两位同学分别向澄清石灰水和氢氧化钠溶液中吹气，如图①②所示，老师告诉同学们，呼出的气体中只有二氧化碳有可能与澄清石灰水和氢氧化钠溶液反应．

同学们在吹气后观察到①中澄清石灰水边浑浊，②中氢氧化钠溶液无明显现象．观察实验现象后老师问，通过实验现象的观察，检验二氧化碳气体应该使用　            ，针对②中的情况，师生共同开始探究之旅．
【提出问题】二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象，两者是否发生了化学反应？
【猜想假设】猜想A：两者发生了化学反应；猜想B：两者没有发生化学反应．
【实验探究】
（1）小明设计了如图所示的③、④两个实验．
实验现象：③中的软塑料瓶变瘪，④中　                                    　．
（2）小亮认为小明的实验是可行的，其共同原理是二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，使容器内压强降低，小光同学却对此提出了质疑，他认为小明的实验不严谨，若仍利用该装置，需要补做的对比实验是　                                                                  ．
（3）小光设计的是通过检验生成物来验证猜想，请帮他填写实验报告：

实验步骤	实验现象	实验结论
取③实验后的溶液少许，再向其加入　    （           ）		验证了二氧化碳和氢氧化钠溶液反应

【实验结论】二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了化学反应．
【反思拓展】探究结束老师说，通过此探究实验我们发现，对于没有明显现象的化学反应，可以从不同的角度证明反应的发生，这些角度可以是：
①通过检验反应物减少证明反应发生；②通过　                   　证明反应的发生．

同学们对实验“煅烧石灰石”展开深入探究。
资料：石灰石中的杂质高温不分解且不与稀盐酸反应
（1）为证明石灰石已分解，三位同学设计方案如下：
Ⅰ．甲同学按图一所示进行实验（煤气灯亦能达到石灰石分解的温度），观察到烧杯内壁石灰水变浑浊，写出石灰水发生反应的化学方程式                  。

II．乙同学按图二所示进行试验，观察到B中液体变   色，A实验的作用       。
III．丙同学取一块质量为12g的石灰石煅烧，一段时间后发现固体质量减轻2．2g，证明石灰石已分解。
IV．大家认为甲同学的方案不合理，请分析原因                 。
（2）为测定石灰石的纯度，丙同学将他刚才煅烧后的固体放入足量稀盐酸中，又产生2．2g气体，结合上述数据计算：丙所取的这块石灰石中碳酸钙的质量分数是多少？
计算过程写在答卷上

【实验探究】
（1）请你依据下图设计一个酸和碱反应的探究实验：

实验步骤	实验现象	结论
①向烧杯中加入10mL氢氧化钠溶液，并滴入几滴酚酞试液 ②再用滴管慢慢滴入稀硫酸，并不断搅拌溶液。	①溶液颜色　　　　　　； ②不断搅拌溶液至溶液颜色变成　　　　色。	酸和碱发生了中和反应

 
（2）为探究上述酸、碱反应后硫酸是否过量，甲、乙、丙三位同学设计了以下方案：

实验方案	实验步骤	实验现象	实验结论
甲同学的方案	取样，滴入适量的氯化钡溶液	出现白色沉淀	硫酸过量
乙同学的方案	取样，滴入几滴无色酚酞溶液	酚酞溶液不变色	酸、碱恰好完全反应
丙同学的方案	取样，滴入几滴紫色石蕊溶液	溶液变红	硫酸过量

【实验评价】
①三个方案中只有　　　 是正确的（填“甲”、“乙”、“丙”）。
②请分析另外两个同学方案错误的原因：
一个错误的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　，
另一个错误的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【实验反思】探究硫酸和氢氧化钠反应后硫酸是否有剩余，还可选择一种试剂       

某小组同学将BaCl₂溶液与H₂SO₄溶液混合，将反应后的液体过滤，并探究滤液的成分，请你参与探究并回答相关问题。
【问题与发现】Ⅰ.BaCl₂溶液与H₂SO₄溶液混合，发生反应的化学方程式是：   。
Ⅱ.滤液里的溶质是什么？
【猜想与假设】
猜想1：滤液里的溶质只有HCl；
猜想2：滤液里的溶质有HCl和H₂SO₄；
猜想3：滤液里的溶质有HCl和   。
【探究与验证】

	实验操作	现 象	结 论
甲	取少量滤液，加入少量锌粒	有气泡产生	猜想2成立
乙	取少量滤液，加入少量的Na2SO4溶液		猜想3成立

【反思与评价】经过小组讨论，分析出   _（填甲或乙）的结论是错误的，应该将药品更换成   （填序号）。
A．AgNO₃溶液       B．Ba(NO₃)₂溶液      C．Na₂CO₃溶液          D．Mg

在化学课上，甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO₂的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么？
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是                      ，白色物质可能是Na₂O或Na₂CO₃或                  ，乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的，其理由是：                               。                          
【查阅资料】氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠： Na₂O+H₂O  ="=" 2NaOH
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。

实验方案	实验操作	实验现象	结论
方案1	取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液	溶液变成红色	白色物质 为Na2O
方案2	①取样品少量于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液	出现白色沉淀	白色物质 是    。
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液	无明显现象

【反思评价】丙同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是                       。
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为：                               。

在盐酸除铁锈的实验中，我们常会发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生。气泡是怎么产生的?针对这一问题，同学 们提出了有关假设，并设计了如图甲所示的实验方案进行探究。实验时，观察到放有铁的试管中有气泡产生，而另一试管中没有，从而验证了自己的假设是成立的。

（1）分析上述实验，你认为同学们建立的假设是。
（2）有同学认为上述实验不够严谨，溶液中的水可能会对实验产生影响。于是他们又进行了对照实验，请你在答题卷的虚线框中用图示的形式将图乙的对照实验补充完整。
（3）还有同学想：气体会不会是铁锈与水反应产生的?他认为还要补充一个铁锈与水反应的实验，你觉得有没有必要?。

小明家有包开启了的小苏打，久置在灶台上方，可能因受热而变质。小明为此开展了探究，请分析其过程完成填空。
【查阅资料】
① $2NaHC{O}_3\stackrel{△}{=}N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O+C{O}_2$↑ 
② $NaHC{O}_3+NaOH=N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O$

③ $2NaHC{O}_3+Ca(OH{)}_2=N{a}_{2}C{O}_3+2H_{2}O+CaC{O}_3$↓
④ $Ca(HC{O}_3{)}_2+N{a}_{2}C{O}_3=2NaHC{O}_3+CaC{O}_3$↓ 
⑤ $N{a}_{2}C{O}_3$受热不分解， $NaHC{O}_3$、 $Ca(HC{O}_3{)}_2$都能溶与水。
【假设猜想】
假设一：小苏打没有变质，化学成分为 $NaHC{O}_3$；
假设二：小苏打完全变质，化学成分为；
假设三：小苏打部分变质，化学成分为。
【实验方案】
可选药品：① $Ca(OH{)}_2$溶液     ② $CaC{l}_2$溶液      ③ $NaOH$溶液    ④稀盐酸

实验操作	实验现象	实验结论
操作一：取小苏打样品少量溶于足量水后，加入过量的（填药品编号，下同）,观察，如有沉淀，则继续进行下一步操作。 操作二：待操作一中反应充分后过 滤，并在滤液中加入过量的，观察。	操作一中无沉淀出现	假设一成立
	假设二成立
	假设三成立

【问题讨论】
有同学认为，取一定量样品直接加热，再将产生的气体通入澄清石灰水，根据实验现象，对上述三种假设的每一种是否成立都能进行判断。请评价这种方案是否合理（填"是"或"否"），理由是。

某化学小组为测定一瓶失去标签的盐酸的溶质质量分数，分成甲、乙两组，分别用不同的方法进行测定。
实验设计：
甲组：取纯净碳酸钙粉末 $5g$于烧杯中，加入 $20g$该盐酸溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量得剩余固体 $3g$。
乙组：取纯净碳酸钙粉末 $5g$于锥形瓶中，将 $20g$该盐酸溶液加入分液漏斗，利用测定产生二氧化碳的体积（20℃、标准大气压）计算盐酸浓度。装置示意图如下：

数据处理：
（1）请利用甲组数据计算该盐酸的溶质质量分数。（写出计算过程）
（2）乙组计算结果略小于甲组。经过多次实验仍得到相同结果（忽略量筒引起的误差），可能的原因是 

现甲、乙两化学小组安装两套如下相同装置，通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响 $H_2{O}_2$分解速率的因素。

（1） 下列方法能检查该装置气密性的是。
A、将注射器活塞固定，向分液漏斗中注入适量蒸馏水，打开分液漏斗活塞，如果分液漏斗颈部能形成稳定的水柱，则气密性良好，反之气密性差。
B、关闭分液漏斗活塞，加热锥形瓶，如果注射器活塞外移（右移），停止加热后注射器活塞回到原来位置，则气密性良好，反之气密性差。
C、关闭分液漏斗活塞，用力将注射器活塞外移（右移），停止用力后，注射器活塞不移动，则气密性良好，反之气密性差。
（2）MnO₂催化 $H_2{O}_2$下分解的化学方程式是。
（3）甲小组有如下实验设计方案，完成下表。

实验编号	实验目的	温度	催化剂	浓度
甲组实验Ⅰ	探究对 $H_2{O}_2$分解速率的影响	25℃	二氧化锰	10 $ml$ 2% $H_2{O}_2$
甲组实验Ⅱ	25℃	二氧化锰	10 $ml$ 5% $H_2{O}_2$

（4）甲、乙两小组得出如图数据。

①甲组实验得出的数据可知：浓度越大， $H_2{O}_2$分解速率;
②由乙组研究的酸、碱对 $H_2{O}_2$分解影响因素的 数据分析：相同条件下, $H_2{O}_2$在（填"酸"或"碱"）性环境下放出气体速率较快；乙组提出可以用 $Ba{O}_2$固体与硫酸溶液反应制 $H_2{O}_2$（已知还生成另一种物质），其化学反应方程式为；支持这一方案的理由是。

同学们利用"硫酸、硝酸铵、氢氧化钠、碳酸钾"四种物质的溶液进行探究学习，完成下列各问：
【实验探究】
（1） $A$、 $B$、 $C$、 $D$四组同学分别进行了下列实验.

写出下列的两个化学方程式：
① $A$中的反应;

② $D$中的反应.

【挖掘实质】
下图是A组反应的微观过程示意图该化学反应的实质可以表示为 $H^{+}+O{H}^{-}=H_{2}O$.

【实践运用】
完成试验后，四组同学将废液倒入同一个烧杯中，再将废液过滤，得到无色溶液和白色沉淀，用无色溶液滴加紫色石蕊试剂，变为红色。
（1）①溶液中的白色沉淀一定是，理由是.           
（2）废液中一定不含有的离子是.                    
（3）为了验证该溶液中可能含有的离子是否存在，我设计如下实验进行验证

溶液中可能含有的离子	实验步骤	实验现象	实验结论
可能含有	②取滤液滴加	现象明显	含有该离子

化学课上老师为大家做了一个"燃纸成铁"的趣味实验，将一张滤纸（组成元素为 $C$、 $H$、 $O$）用 $FeC{l}_3$浓溶液润湿，在酒精灯上烘干后点燃，滤纸变黑、红热，最终生成黑褐色物质．老师告诉大家：黑褐色物质中含有铁单质．聪明的小明对此进行了如下探究：
【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗？
【探究过程】
Ⅰ.小明先从反应物元素组成分析，认为：因为，所以反应后可能有铁单质生成．
Ⅱ.

（1）为获得实验证据，小明做了实验1．
实验1：将黑褐色物质放入稀盐酸中，发现有连续微波气泡产生，若黑褐色物质中含有铁单质，则反应的化学方程式为．
（2）小刚提出疑问是：由反应物的组成分析，能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质，还可能是（填化学式）．
小明查阅资料得知，在高温条件下不可能生成此类物质．
（3）为进一步证明黑褐色物质中有铁单质，小明又做了实验2．
实验2：将黑褐色物质放入溶液中，观察到．
【得出结论】通过以上实验探究，证明黑褐色物质中确实含有铁单质．

实验室可利用碱式碳酸铜（化学式： $C{u}_2(OH{)}_{2}C{O}_3$）制备氧化铜，并进行碳粉还原氧化铜的实验。
①制备氧化铜并检验产物，装置如下图所示（省略夹持仪器）：

步骤一：连接 $A$和 $B$，打开活塞，通入空气。
步骤二：关闭活塞，连上 $C$和 $D$，开始加热。
步骤三：在加热过程中，记录在 $B$中固体质量变化如下表，在 $t_3$时停止加热。

加热时间（ $min$）	0	$t_1$	$t_2$	$t_3$
$B$中固体质量（ $g$）	6.66	5.20	4.80	4.80

$B$中发生反应的化学方程式为 $C{u}_2(OH{)}_{2}C{O}_3$→ $CuO$ + $H_{2}O$ + $C{O}_2$↑
请在中填入配平后的系数。
$C$中试剂是。 $A$的作用是吸收空气中的，防止对产物检验造成干扰。选择 $t_3$时停止加热的理由是。
一定量碳粉还原①中制得的氧化铜并检验产物，装置如下图所示：

实验过程中，观察到 $F$中溶液变浑浊， $E$中的现象是。
反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是。
分析：若①中省略步骤三，对②中反应产物判断可能产生的影响及其原因。