初中化学实验探究物质的组成成分以及含量计算题

市售的食用纯碱往往含有少量氯化钠，探究小组以某品牌食用纯碱为样品测定其中Na₂CO₃的质量分数，实验过程如图1：

请分析实验过程，回答：

（1）写出相关反应的化学方程式 　                             　；

（2）实验中加入“过量”CaCl₂ 溶液，目的是 　                 　；

（3）若取用样品的质量为2.2g，且实验过程中无质量损失，最终得到沉淀的质量为2g。则2.2g纯碱样品中Na₂CO₃的质量为 　 　克，该品牌食用纯碱中Na₂CO₃的质量分数为 　   　。

用某含有CO ₂、水蒸气的还原性气体（可能含有CO、H ₂中的一种或两种）经过如图的装置来确定其成分及C装置中Fe _xO _y的化学式。

（1）B装置的作用是 　　，D装置的作用 　　。

（2）实验过程中观察到D中无明显变化，若澄清石灰水变浑浊，则还原性气体是 　　，当C中的Fe _xO _y完全反应后，测得E和F的总质量增加3.52g，C中剩余固体质量为3.36g，则Fe _xO _y的化学式为 　　，若没有A装置，则测得的x和y的比值将 　　（填"偏大"、"偏小"或"不变"）。

上述实验中生成的二氧化碳用氢氧化钠溶液吸收，某工厂也利用此原理吸收生产中排放的二氧化碳，再通过一定的方法将二氧碳释放、储存达到回收再利用的目的，具体流程如图1（部分反应条件和试剂未标出）

根据图2回答下列问题

（3）分离池中发生的化学反应方程式为 　 　。

（4）B为 　　（填化学式）

（5）"人类只一个地球!"防止温室效应的根本对策是全球参与控制二氧化碳的排放量"，"低碳生活从我做起"。请举出一例"低碳"生活的例子 　　（合理即可）。

某白色粉末，可能含有硫酸钠、硫酸铜、氯化钠、硝酸钡、碳酸钙中的一种或几种，某科学兴趣小组为探究其成分，设计了如下实验流程（所加试剂均足量）

（1）操作Ⅰ、Ⅱ的名称是　　；

（2）无色气体的质量是　　克；

（3）固体甲的成分是　　；

（4）这种白色粉末中一定不含有　　；

（5）求白色粉末中肯定含有的物质总质量。

某铁矿粉，主要成分为铁的氧化物（Fe_xO_y），一学生利用实验作进一步分析，过程及数据如下．（注：铁矿粉中杂质不参与下列过程中的反应）

ⅰ．取29g该铁矿粉在CO气流中充分加热，将反应后的气体用烧碱溶液充分吸收，烧碱溶液增重17.6g

ⅱ．将上述加热后的固体取出后，再向固体逐滴加入稀硫酸，测得产生气体与滴入稀硫酸的质量关系如图：

通过计算回答下列问题：

（1）过程ⅰ中生成气体的质量　　g，过程ⅱ中固体充分反应后，产生气体的质量为　　g．

（2）所用稀硫酸溶液的溶质质量分数为　　．

（3）29g铁矿粉所含铁的氧化物中，铁元素的质量为　　g，氧元素的质量为　　g．

（4）该铁的氧化物化学式中，x、y的最简整数比x：y＝　　．

小红称取5.0g某品牌化肥（商标如图1）于烧杯中，加水完全溶解，滴入Ba（OH） ₂溶液进行该化肥中（NH ₄） ₂SO ₄含量的测定（杂质溶于水但不参加反应）。测定数据如表和图2所示。

滴入Ba（OH） 2溶液质量/g	50	100	150	200
生成沉淀质量/g	2.33	4.66	6.99	m

已知：（NH ₄） ₂SO ₄+Ba（OH） ₂═BaSO ₄↓+2NH ₃↑+2H ₂O

（1）表格中的m、坐标上的a数值分别为 　　、 　　；

（2）该化肥属于 　　（填"合格"或"不合格"）产品

（3）计算所用Ba（OH） ₂溶液中溶质的质量分数（写出计算过程，结果精确至0.01%）。

MCO₃广泛应用于建筑工业。
（1）某碳酸盐样品MCO₃，为确定金属M的相对原子质量，某研究小组设计如下实验装置及步骤（友情提醒：①MCO₃ ==MO+CO₂↑②_，不考虑植物油中溶解CO₂产生的影响）。③不考虑装置中的空气对实验的影响

①连接装置并___________；②准确称量样品的质量10g；③装药品，_________________，读数；④加热至样品质量不再减少；⑤冷却到室温；⑥调节量气装置两边液面相平，读数、列式计算。
Ⅰ．请将上述实验步骤补充完整①________________；③_________________
Ⅱ．B装置量气管上方少量植物油的作用是 ___________；
Ⅲ．步骤⑥中调节液面相平的操作是将水准管____________（填“缓慢上移”或“缓慢下移”）。
Ⅳ．若其他操作均正确，仅因下列因素可使M相对原子质量的测定结果偏大的是 ___________（填字母序号）；
a．反应前量气管水面在0刻度处，反应后仰视读数
b．样品未分解完全即停止实验
c．量气管中未加植物油
（2）某研究小组使用上述装置测定M的相对原子质 量，测得3组数据如下表所示。取3组数据的值（这样做的目的是为了减少实验误差）得到CO₂的体积为 __________L。又知常温常压下CO₂的密度为1.964 g/L，则生成CO₂的质量约是____________g（结果保留一位小数），据此计算M的相对原子质量的值。（写出计算M相对原子质量的过程）。

组别	样品质量	CO2体积
第1组	10 g	2.239 L
第2组	10 g	2.241 L
第3组	10 g	2.240 L

 

工业铁红的主要成分是Fe₂O₃，还含有少量的FeO、Fe₃O₄。为了测定铁红中铁元素的质量分数，兴趣小组的同学进行了如下实验，请你参与过程分析。
［资料1］碱石灰既能吸收水又能吸收二氧化碳；浓硫酸可以吸收水蒸气；
［资料2］实验室常用氢氧化钠溶液来除去CO₂反应生成碳酸钠和水；用澄清的石灰水
来检验CO₂气体；
［资料3］草酸晶体（H₂C₂O₄·3H₂O）在浓H₂SO₄作用下受热分解，化学方程式为：
H₂C₂O₄·3H₂OCO₂↑+ CO↑+ 4H₂O
（1）下列可用作草酸分解制取气体的装置是      （填字母编号）。

【问题讨论】用下图所示装置进行实验：

A       B         C              D                 E            F
（2）实验前应先          。
（3）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A、C中的试剂依次是   、   （填字母编号）。
a．浓硫酸       b．澄清的石灰水      c．氢氧化钠溶液
（4）写出A装置中发生的化学反应方程式        。
（5）B装置的作用是            。
（6）对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，其作用分别是：
①加热前          。 ②停止加热后            。
（7）写出D装置中所发生反应的一个化学方程式             。
【数据分析与计算】
［资料4］铁的常见氧化物中铁的质量分数：

铁的氧化物	FeO	Fe2O3	Fe3O4
铁的质量分数	77.8％	70.0％	72.4％

（8）称取铁红样品10.0 g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。
①D中充分反应后得到Fe粉的质量为m g，则        ＜ m ＜        。
② 实验前后称得E装置增重6.6g，则此铁红中铁的质量分数是         。
【实验评价】
反思1：本实验中如果缺少C装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会        （填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
反思2：请指出【问题讨论】中实验装置的一个明显缺陷               。

科学实验提倡绿色环保，对实验装置进行微型化改进是一条很好的途径。图甲是实验室制取并检验CO₂的装置，图乙是对图甲实验装置的“微型”化改进后的装置。

（1）图乙中微型塑料滴管在实验中的作用与图甲中的    仪器相同（填字母编号）。
（2）通常用甲装置完成该实验需要的盐酸是“微型”实验装置用量的10倍，采用“微型”实验装置具有的优点是     。
（3）用乙装置完成“制取并检验CO₂”的实验，消耗了0．73克10%的盐酸。请计算实验过程中产生CO₂的质量是多少克？

某化学兴趣小组为检查石灰石样品中碳酸钙的纯度，设计如下实验：
① 用天平称量12.0 g石灰石样品放入小烧杯中；
② 取35.0 ml稀盐酸（溶液密度为1 g/ml）；
③ 倒入步骤1的小烧杯中，待充分反应（杂质不参加反应）；
④ 用pH试纸测得反应后溶液pH值为2；
⑤ 操作X；
⑥ 称量剩余固体物质质量为42.6 g。
请回答以下问题：
（1）步骤②中取35.0 ml稀盐酸所用的仪器有     、     。
（2）步骤④的目的是   。
（3）步骤⑤的操作X名称有   、   和   。
（4）反应生成CO₂的质量为     g；
（5）石灰石样品中碳酸钙的质量分数（写出计算过程，共3分）。

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

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 

用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应），同学们设计了以下实验装置，准确称取15克干燥样品进行实验．

【查阅资料】①无水硫酸铜为白色固体，遇水变成蓝色。
②浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂。
请根据资料回答：
（1）在实验中，乙装置的作用是　                       　．
（2）准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表：

	装置丙	装置丁
反应前	48.8克	161.2克
反应后	46.5克	163.9克

小丽想根据装置丁的质量变化进行计算，请帮小丽求出氧化铜样品的纯度（写出计算过程）．
（3）小明根据装置丙的质量变化计算，发现小丽结果偏大。请分析导致这一结果的原因可能是　      　．
A．装置的气密性不好   B．空气中的水分被丁处浓硫酸吸收  
C．通入的氢气量不足   D．氧化铜没有完全被还原

课外化学兴趣小组的同学利用某化工厂的废碱液（主要成分为Na₂CO₃、还含有少量NaCl，其它杂质不计）和石灰乳（氢氧化钙的悬浊液）为原料制备烧碱，并对所得的烧碱粗产品的成分进行分析和测定。
【粗产品制备】
（1）将废碱液加热蒸发浓缩，形成较浓的溶液，冷却后与石灰乳混合，发生反应的化学方程式为                                       。
（2）将反应后的混合物过滤，得到的滤液进行蒸发结晶，制得NaOH粗产品。
【粗产品成分分析】
（1）取适量粗产品溶于水，加入Ba(NO₃)₂溶液出现白色浑浊，该反应的化学方程式为                                      ，由此该粗产品中一定不含有         。
（2）该小组同学通过对粗产品成分的实验分析，确定该粗产品中含有三种物质。
【含量测定】Na₂CO₃含量的测定
（1）该兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置。取20.0g粗产品，进行实验。
【说明】 ①碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物。
②CO₂在饱和NaHCO₃溶液中的溶解度非常小。
（2）操作步骤：
①连接好装置，检查气密性；将药品加入各装置
②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；
③称量G的质量；
④关闭弹簧夹C，慢慢滴加浓盐酸，直至D中无气泡冒出；
⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气；
⑥再次称量G的质量，得前后两次质量差为0.48g。
（3）问题探究：
①在用托盘天平称量粗产品时，如果天平的指针向右偏转，说明                     。
②B装置的作用是                                           。
③在步骤②中，A处缓缓通入一段时间空气的目的是                              。
④若没有H装置，则测定的Na₂CO₃的质量分数会       （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
⑤该兴趣小组指导老师认为该方案有些不合理，指导同学们更换了其中的一种试剂并去掉了一个装置后实验得到了完善，并测得20.0 g粗产品只能产生0.44 g CO₂。你认为更换后的试剂是            ，原实验中实验值0.48g比正确值0.44 g偏大的原因是（假设操作均正确）                                                        。（4）数据计算：
根据正确值0.44 g，求得粗产品中Na₂CO₃的质量分数是         （写出计算过程）。

金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，如：过氧化钠（Na₂O₂）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na₂O₂＋2CO₂===2Na₂CO₃＋O₂。为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验。

（1）A装置中所发生反应的化学方程式为                                   ；
实验室确定气体发生装置时应考虑的因素是                                  ；
检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到                                  
现象，即可证明装置不漏气。
（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是                   。
（3）用向上排空气法收集氧气，并用带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否收集满，
这是利用了氧气的哪些性质？
（4）如果用脱脂棉包裹一定量的Na₂O₂固体，然后向其中通入CO₂，脱脂棉很快就燃烧
此现象说明该反应过程中能量是如何变化的？
（5）常温下水也能与Na₂O₂反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程式。
若要检验干燥的二氧化碳能否与过氧化钠反应生成氧气，以上实验装置应如何改进？
（6）实验室中的过氧化钠如果保存不当，容易与空气中的CO₂和水蒸汽发生反应变质。今称取10g过氧化钠样品(杂质不参加反应)放人烧杯中，向其中加入10g水，二者完全反应后。称量烧杯中剩余物质的总质量为18．4g(不包括烧杯的质量，且气体的溶解忽略不计)。试计算过氧化钠样品中杂质的质量分数。

课外活动小组的同学在测定由 $NaCl$和 $N{a}_{2}C{O}_3$形成的固体混合物组成时，进行了以下实验：取 $40g$固体混合物配成溶液，平均分为四份，然后分别加入一定质量分数的 $CaC{l}_2$溶液，实验数据见下表：

	实验一	实验二	实验三	实验四
原固体混合物质量	$10g$	$10g$	$10g$	$10g$
加入 $CaC{l}_2$溶液质量	$10g$	$20g$	$30g$	$40g$
生成的沉淀的质量	$2g$	$m$	$5g$	$5g$

请分析表中数据回答并计算[（4）要求写计算过程 ]
（1）生成的沉淀是（填写化学式）。

（2） $10g$原固体混合物配成的溶液和足量 $CaC{l}_2$溶液反应，最多生成沉淀质量为 $g$。
（3）ｍ= $g$。
（4）原固体混合物中NaCl的质量分数是多少？