初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

如图为用镀锌铁片制成的日常用品。镀锌铁是指通过镀锌工艺在铁皮上进行镀锌而制成的一种产品，热镀锌产品广泛用于建筑、家电、车船、容器制造业、机电业等，几乎涉及衣食住行各个领域。为测定铁片镀锌层的厚度实验过程如下。

【实验步骤】
（1）剪取一片镀锌铁片，量得长度=2．0 cm，宽度=l．9 cm。
（2）用电子天平称量质量0．857g。
（3）实验中需要溶质质量分数为10％的稀盐酸200 mL（密度=1．05g／mL），需要量取溶质质量分数为37％的浓盐酸（密度=1．18g／mL）____（保留至小数点后1位）mL，然后稀释。
（4）将镀锌铁片放入溶质质量分数为10％盐酸中。当观察到_______，可以判断镀锌层恰好反应。
（5）将溶液中的铁片取出清洗、擦干、烘干后用电子天平称量质量0．837g。
【计算结果】
（1）铁片镀锌层的质量有____g。
（2）已知锌的密度7．1g／cm³，计算出铁片镀锌层厚度mm。
【实验反思】
实际计算结果偏大，同学们分析，这是因为很难通过观察现象判断镀锌层恰好反应，造成镀锌铁片浸泡在盐酸中时间____（填“偏长”或“偏短”）。
【实验改进】

资料卡片：如图甲所示，两种金属活动性不同的金属放入酸、碱、盐溶液中，会有电子的流动，从而产生电流。
将上述实验改进成如图乙的装置，当观察到____，此时锌层恰好反应。

竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某课外活动小组对竹炭进行初步探究。
【提 出 问题】竹炭中是否含有碳元素
【猜想与假设】竹炭中含有碳元素
【查 阅 资料】新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红。
【设 计 实验】所用装置如下图所示。（A装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳）

（1）实验开始后，C装置中产生白色沉淀，发生反应的化学方程式为，E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。
（2）小玥认为应在A、B装置间，再增加一个C装置，目的是。
（3）课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是，请你设计解决的方法。
（4）小亮认为可以用下图所示的装置，替换原装置中的E装置，你认为（填"可以"或"不可以"），原因是。

【结   论】竹炭中含有碳元素。
【拓展应用】竹炭细密多孔，竹炭牙膏中含有竹炭等成分具有消炎、止痛、化淤、去污等功效，下列有关竹炭牙膏的用途描述不正确的是。
A、可除衣领袖口等处的汗渍  
B、不能除去口中异味 
C、虫咬、灼伤可消炎止痛

某兴趣小组在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。

实验后，同学们将三个实验的废液倒入同一废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色。
【提出问题】废液中含有哪些物质?
【交流讨论】（1）一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和            。
（2）还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?
猜想1：只有碳酸钠。
猜想2：只有氢氧化钙。
猜想3：是氢氧化钠和碳酸钠。
你的猜想：还可能是                  。
【实验设计】小斌想用氯化钙溶液来验证他们的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小斌的实验设计补充完整。

实验内容	预计现象	预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量的氯化钙溶液，静置。	①有白色沉淀生成，溶液呈红色	猜想3正确。
②	正确。
③	正确。

【反思拓展】
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                 。

某实验小组为探究酸的化学性质，由甲、乙同学设计并完成了如图所示的实验．

（1）甲同学实验中所发生的化学方程式为                                   ．
【查阅资料】CaCl₂、NaCl的溶液呈中性，Na₂CO₃溶液呈       （填“酸”或“碱”）性．
【实验探究一】确定甲、乙同学上述实验后所得溶液中的溶质．
（2）取甲所得溶液少许，加入石蕊试液，溶液显红色，甲所得溶液中一定含有的溶质是       （写化学式）
（3）取乙所得溶液少许，加入酚酞试液，溶液显红色，乙所得溶液中一定含有的溶质是       （写化学式）
【实验探究二】
（4）甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中，观察到废液缸中产生少量气泡，最终有白色沉淀生成，该白色沉淀是           （写化学式）．
【讨论交流】丙同学提出：若将上述废缸中物质取出，过滤，所得滤液中含有哪些物质呢？经过讨论大家一致认为：一定含有NaCl，可能含有CaCl₂、盐酸和Na₂CO₃中的部分物质．
【实验探究三】取少量滤液于试管中，滴加过量的稀硝酸，可观察到有大量气泡产生．
【归纳总结】该滤液中含有的溶质是氯化钠和          （写化学式）．
【探索与拓展】有一份由Na₂SO₄、NaCl两种物质组成的固体样品．为确定其组成，上述小组同学将样品全部溶于蒸馏水中制成119.3g溶液，再往其中加入104gBaCl₂溶液，两者恰好完全反应．过滤，得到23.3g白色沉淀和一定质量的滤液．经测定，该滤液中溶质质量分数为9%．试计算：（均需计算过程）
（5）所用B₂Cl₂的溶液中溶质的质量分数．
（6）所用样品的质量．

(7分)某化学兴趣小组的同学对碳酸钙高温加热一段时间剩余固体的成分进行探究。
【提出问题】剩余固体成分是什么？
【猜想与假设】剩余固体成分为：
A．全部是碳酸钙  
B．既有碳酸钙也有氧化钙 
C．全部是氧化钙
【设计并完成实验】

实验操作	实验现象	实验结论，
（1）取少量固体试管中，加适量水震荡后静置，再滴几滴无色酚酞溶液	溶液变红	说明固体成分中一定含有
（2）再取少量固体另一试管中滴加过量稀盐酸	有气泡产生	说明固体成分中一定含有

【实验结论】该化学兴趣小组得出的结论是：剩余固体成分与【猜想与假设】中的         （填“A”或“B”或“C”）相符合。
【交流与反思】实验操作产生的气体是         ，剩余固体的成分若与C相符，则两步操作的实验现象与      （填“（1）”或“（2）”或“（1）（2）”）不同。写出操作（1）中发生反应的化学方程式                                          。

王老师在某工厂废水处理池中提取一瓶含有AgNO₃、Cu(NO₃）₂和Al(NO₃）₃的工业废水样品带回实验室。静置，取上层清液，加入锌粉，充分反应后过滤，得到滤液甲和滤渣乙。请你和你的化学小组完成以下探究（不考虑杂质干扰）。
【提出问题】滤渣乙是什么？
【做出猜想】小明认为滤渣乙是银，小东认为滤渣乙是银和铜，小华认为滤渣乙是银、铜和铝，你认为滤渣乙还可能是______________。
【交流讨论】大家经过讨论后，认为小华的猜想错误，理由是_______________________。
【实验探究】设计实验探究滤渣乙的成分，请填写下列空白：

实验步骤	现象	结论
实验1：取滤渣乙加入盐酸	无气体产生	滤渣乙可能是___________
实验2：取滤液甲加入_____	无蓝色沉淀	滤渣乙一定是___________

【反思交流】通过交流，大家认为在滤液甲中加入稀盐酸，当观察到______________，也能得出实验1的结论。

某化学兴趣小组展示了他们设计的“火龙生字”创新实验，用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字，晾干后白纸上出现硝酸钾晶体如图所示。用带火星的木条接触硝酸钾晶体，立即有火花出现，并缓慢地沿着字的笔迹蔓延，最后呈现出“火”字的黑色痕迹（见下图）。现场的同学对此产生了浓厚的兴趣，随后进行了如下研究：

【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧？
【查阅资料】硝酸钾不可燃烧，但受热易分解，生成亚硝酸钾（KNO₂）和一种常见的气体单质。
【猜想与假设】对于产生的是什么气体，四位同学有如下猜测：
甲：二氧化氮；      乙：氮气；       丙：氧气；      丁：氢气；
丙同学首先排除了二氧化氮，理由是                         ；同学认为也不可能是氢气，他的理由是                            。
【进行实验】四位同学设计了实验对丙同学的猜想进行了验证，他们的操作方法是：            ，观察到的现象是             ，说明丙同学的猜想正确，硝酸钾分解的化学方程式是                。
【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是                         。
【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字？
已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表：

你对上述问题的解释是                                                      。

在一次化学实验中，同学们将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液中，观察到以下异常实验现象：

实验序号	滴加 $CuS{O}_4$溶液的量	实验现象
①	第1～6滴	产生蓝色沉淀，但震荡后沉淀消失，形成亮蓝色溶液
②	第7～9滴	产生蓝色沉淀，且沉淀逐渐增多，振荡后沉淀不消失，很快沉淀逐渐变黑色

在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜，请你写出生成蓝色沉淀的化学方程式 。
实验①中蓝色沉淀为什么消失？同学们继续进行如下探究。
【查阅资料】
I．氢氧化铜在室温下温度，70℃-80℃时可脱水分解生成氧化铜
II．铜酸钠[ $N{a}_{2}Cu(OH{)}_4$]溶于水，溶液呈亮蓝色。
【猜想与讨论】
小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解。其他同学一致否定了他的猜测，理由是。
同学们交流讨论后，提出以下两种猜想。
猜想一：少许氢氧化铜可溶于足量水中。
猜想二：氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解，溶液呈亮蓝色。
【实验探究】
为验证猜想，同学们用氢氧化铜粉末（其它试剂可任选）设计如下实验。请你填写表中的空格。

实验序号	实验方法与操作	实验现象	结论
③	将少许 $Cu(OH{)}_2$粉末加到5mL蒸馏水中，充分振荡		猜想一错误
④			猜想二正确

【结论与反思】
（1）根据实验，并进一步查阅资料知道，氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成 $N{a}_{2}Cu(OH{)}_4$，反应的化学方程式是。
（2）根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，依据的实验现象是。

氯气（Cl₂）是黄绿色气体，溶于水时部分以Cl₂分子存在于溶液中，部分与水反应Cl₂ + H₂O =" HCl" + HClO。产物中，次氯酸（HClO）是一种弱酸。氯气溶于水所得溶液称为氯水，它具有很强的漂白性。把品红试纸（染有品红颜料的滤纸）放入氯水中，品红试纸褪色。晓红同学对“氯水使品红试纸褪色”产生浓厚兴趣，她所在的学习小组进行了如下探究，请你一起来完成：
【提出问题】氯水中的什么成分使品红试纸褪色？
【猜想】猜想1：氯水中的水使品红试纸褪色；
猜想2：氯水中的Cl₂使品红试纸褪色；
猜想3：氯水中的盐酸使品红试纸褪色；
猜想4：氯水中的__________使品红试纸褪色。
【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
①把品红试纸放入水中		猜想1不成立
②	试纸不褪色	猜想2不成立
③	试纸不褪色	猜想3不成立

【结论】学习小组通过讨论，找到了氯水中使品红试纸褪色的物质。
【反思】向氯水中滴加几滴紫色石蕊试液，会观察到的现象是                       。
【拓展】铁能在氯气中燃烧生成氯化铁，请写出该反应的化学方程式                 。

某兴趣小组对一包可能含有氯化钠、碳酸钾的硫酸铵样品进行探究。
I．定性探究
【查阅资料】硫酸钡既不溶于水，也不溶于稀盐酸或稀硝酸；碳酸钡不溶于水，但能溶于稀盐酸或稀硝酸。
实验一：探究样品中是否含有碳酸钾
【设计与实验】取一些样品于一支洁净的试管中，加水使其溶解，加入过量氯化钡溶液，产生白色沉淀。过滤，得到滤液a和滤渣b。取滤渣b于另一支试管中，加入过量的稀盐酸，固体部分溶解。
【实验结论】样品中        （含、不含）有碳酸钾。
实验二：探究样品中是否含有氯化钠
【设计与实验】小明取实验一得到的滤液a少许于一支洁净的试管中，滴加硝酸银溶液，出现白色沉淀。
【实验结论】小明认为样品中含有氯化钠。小华认为小明得出了错误结论，她的理由是        。小华的实验设计和结论是        
Ⅱ．定量探究
取15.0g样品完全溶解于水，加入过量的稀盐酸和氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥，得硫酸钡固体23.3g。
求样品中硫酸铵的质量分数。

化学兴趣小组同学对“铁生锈的条件”进行实验探究。
【进行实验】

实验	实验操作	实验现象	实验结论
1	A         B	一段时间后， A中铁丝表面有红色固体生成 B中铁丝无明显变化
2	C            D	一段时间后， C中 D中铁丝无明显变化	铁生锈需要与O2接触

某同学在家中发现，炒完菜的铁锅表面容易生锈。
【猜想与假设】可能是食盐对铁生锈的速率产生了影响。
【进行实验】该小组用实验装置E、F同时进行实验。其中集气瓶的容积相同，量筒内盛有等体积的水，F中集气瓶内另加入了某种物质。

实验装置	实验过程	实验结论
E                    F	一段时间后，打开止水夹，记录实验过程中量筒内剩余水的体积（每次测量时间间隔不等，实验数据见下表）。E中铁丝和F中另加入的物质表面均出现红色物质。	食盐可以加速铁的生锈

实验记录表

次数	1	2	3	4	5	6
量筒中剩余水的体积/mL	E	68	57	44	30	30	30
F	71	65	56	a	30	30

（1）实验装置F中，集气瓶内另加入的物质是                 。
（2）实验记录表中，a的取值范围是              。
【反思与应用】结合上述实验，谈谈你对家中铁锅使用的建议：              。

某化学兴趣小组按照课本实验方法（如下图），做木炭与氧化铜反应的实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。

【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【查阅资料】铜有+1 和+2 两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4 或-4。
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为          。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象
更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
【分析与交流】
（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是          ；反应的化学方程式为                    。
（2）小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的好处是          。
【实验与结论】
同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙          后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，          （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是          （填“吸”或“放”）热反应。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。

为探究氢氧化钙溶液和稀盐酸反应所得溶液中溶质的成分，小鸣和同学们通过测定了反应后溶液的pH，得到了如图所示的pH曲线，请回答：

（1）由图可知该实验操作是将滴加到另一种溶液中；
（2）该反应的化学方程式为；
（3）实验过程中，小鸣取了a、b、c三处反应后的溶液于三个烧杯中，却忘了作标记，请你设计不同的方案（不再用测定pH的方法），探究三种样品分别属于哪处溶液。
【查阅资料】 $CaC{l}_2$溶液显中性， $CaC{l}_2+N{a}_{2}C{O}_3=CaC{O}_3\downarrow +2NaCl$。
【探究过程】
①分别取少量样品于三支试管中，加入酚酞试液，观察到其中一支试管内出现的现象。结论：该样品是a处溶液。
②为进一步确定b或c处溶液，又设计了以下方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
另取余下样品少量于两支试管中，分别滴加足量的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液。		该样品为b处溶液。
	该样品为c处溶液，并推知溶液中的阳离子有。

【反思评价】探究反应后溶液中溶质的成分，除了要考虑生成物之外，还要考虑。

请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
【研究课题】探究X物质的成分。
【查阅资料】（1）X物质可能由Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂、Ca(OH)₂、Mg(OH)₂、CaCO₃、BaCO₃中的一种或几种组成。
（2）X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀。
（3）相关物质的溶解性如下表：

物 质	Ca(HCO3)2	Mg(HCO3)2	Ca(OH)2	Mg(OH)2	CaCO3	BaCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	不溶

【设计并实施方案】
（1）由查阅资料可知X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂。
（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无       (填化学式)。
（3）乙同学设计了下列实验装置，想进一步确定X物质的成分。

其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，关闭活塞b，将50gX物质的粉末放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀硫酸，充分反应。
②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
③称量D瓶内物质明显增加的质量；
④继续鼓入空气，直至D瓶内物质质量不变；
⑤经称量，D瓶内物质增加的质量为20g。
【评价】（1）A瓶中的NaOH溶液起到            作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将          （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）分析X物质的可能组成是           （有几种写几种）。

碳酸钠、碳酸氢钠是中学常见的化合物。
探究一：碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应
如图所示，将两气球内的NaHCO₃和Na₂CO₃同时倒入试管中。已知盐酸足量，且装置气密性良好。

回答下列问题：
（1）碳酸钠俗名是      。
（2）实验过程中观察到的现象是：                                     。
（3）NaHCO₃和Na₂CO₃都能与盐酸反应产生二氧化碳、水和氯化钠。任写出其中一个反应的化学方程式                    。
（4）已知NaHCO₃、Na₂CO₃的相对分子质量分别为84、106，通过计算：实验结束后，         （填“A”或“B”）试管的气球更大。
探究二：碳酸氢钠、碳酸钠固体与酸反应的热效应
【发现问题】在探究一实验过程中用手触摸试管，发现盛NaHCO₃的试管温度降低，而盛Na₂CO₃的试管温度升高。
【猜想与推测】甲同学由此推测：NaHCO₃和盐酸反应为吸热反应，Na₂CO₃和盐酸反应为放热反应。
【实验与数据】乙同学认为甲同学推测不妥，通过以下多次实验后取平均值数据记录如下：

步骤①	步骤②	步骤③	步骤④	步骤⑤
测量10mL水温/℃	加入物质0.5 g	溶解后测量溶液温度t1/℃	静置一段时间后测量溶液温度t2/℃	加入20%盐酸10 mL反应后测量溶液温度t3/℃
20	NaHCO3	18.5	20.0	20.8
20	Na2CO3	23.3	20.0	23.7

【分析与结论】
（1）由步骤①～③比较得到的结论是                             。
（2）由步骤④～⑤比较得到的结论是：                                      。
（3）结合上面探究活动，你认为甲同学推测的不妥之处是           。