初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知：氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气。探究斯小组的同学把一定量的CaH₂ 加入Na₂CO₃溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验滤渣的成分是碳酸钙。

[提出问题]滤液中溶质的成分是什么？

猜想一：NaOH           猜想二：NaOH、Ca（OH）₂

猜想三：NaOH、Na₂CO₃     猜想四：NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂

经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因　　。

[实验验证]

实验	现象	结论
（1）取少量滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想　　不成立
（2）另取少量滤液，向其中加入足量稀盐酸		猜想三成立

[反思与拓展]

（1）写出氢化钙（CaH₂）与水反应的化学方程式　　。

（2）若向NH₄Cl的溶液中加入一定量的CaH₂，充分反应，产生的气体有氢气和　　。

（3）登山运动员携带CaH₂作为能源提供剂与携带氢气相比，其优点是　　（写一条即可）。

某工业铁红（Fe₂O₃）样品中可能混有一种黑色的金属氧化物杂质。根据工业制取铁红分析，该杂质可能是FeO或CuO，兴趣小组同学为探究样品中是否含有杂质及杂质的成分，进行如下实验。

（1）甲组同学分别取质量相等的样品和Fe₂O₃，加入试管Ⅰ、Ⅱ中，然后加入等体积稀硫酸进行如图对照实验，并得出结论：样品中不含杂质，你认为该结论　　（填“合理”或“不合理”。）

（2）乙组同学按下列步骤进行实验：

收集资料

①上述三种氧化物在加热条件下，都能与氢气反应得到相应的金属单质和水。

②三种氧化物中氧元素的质量分数由大到小的顺序为　　。

③铁粉中混有少量铜时，难以从金属颜色确定是否含有金属铜。

设计方案进行实验

乙组同学用如下图装置进行实验（碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体混合物）。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→F→　→　　→　　→B，检查装置气密性后，向各装置中加入药品，装置F中试剂X是　　溶液，装置C的作用是　　。

②下列实验操作步骤的合理顺序是　　（填写操作编号）。

a．加热装置D中反应管               b．检验H₂的纯度

c．打开装置A中分液漏斗活塞，向圆底烧瓶中加入稀盐酸

③该实验处理尾气的方法是　　。

实验分析与结论

乙组同学的两次实验数据如表：（两次实验工业铁红均与氢气完全反应）

实验编号	加入装置D中工业铁红的质量（g）	实验后装置E的增重（g）
1	8.0	2.6
2	16.0	5.2

①分析数据，你的实验结论是　　。

②请帮助乙组同学设计实验方案确认该样品中杂质的成分　　。

（写出操作、现象和结论，若该样品中不含杂质本题不必作答）

某实验小组将少量氢化钙（CaH₂）溶于水，形成了无色透明的溶液，再向其中加入碳酸钠溶液，有沉淀产生，经过滤后得到滤渣和滤液。然后进行了滤渣验证和滤液溶质成分的探究。

（1）[查阅资料]氢化钙在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氢气，写出该反应的化学方程式　　。

（2）[交流验证]滤渣只能是碳酸钙，用盐酸验证此滤渣的化学方程式为　　。

（3）[提出问题]滤液中溶质的成分是什么？

（4）[猜想假设]猜想一：NaOH

猜想二：NaOH和Na₂CO₃

猜想三：NaOH和　　

猜想四：NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂

（5）[讨论分析]经过讨论认为最不合理的是猜想　　，原因是　　。

（6）[实验与结论]

实验步骤	现象	结论
步骤Ⅰ：取少量滤液，向其中加入足量盐酸溶液		猜想二不成立
步骤Ⅱ：另取少量滤液，向其中滴入适量Na2CO3溶液	产生白色沉淀	猜想　　成立

（7）[拓展延伸]在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还需考虑　　。

化学小组的同学在收集满CO₂的集气瓶中放入燃烧的钠，钠继续燃烧，充分反应后生成黑色的碳和一种白色固体。

（1）对于白色固体的成分，有下列猜想：①氧化钠；②碳酸钠；③氧化钠和碳酸钠的混合物；④氢氧化钠；⑤碳酸氢钠。

指出以上不合理的猜想并说明理由　　。

（2）请设计实验方案证明猜想②正确，猜想①、③均不正确。（提示：氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠；碳酸钠溶液呈碱性。）

（3）写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式　　。

现有一包不纯的 Na₂SO₄固体，可能含有Fe（NO₃）₃、CaCO₃、NaC1、MgCl₂、Ba（OH）₂中的一种或几种，现做如下实验：

（1）取少量固体溶于足量水，过滤得白色固体A和无色滤液B，则原固体一定不含　　。

（2）取固体A，加入足量稀HCl，固体完全溶解，则原固体一定不含　　，一定含有　　。

（3）取少量滤液B．滴加NaOH溶液，无明显现象，则原固体一定不含　　。

（4）另取少量滤液B，先滴加过量　　溶液，静置，再滴加AgNO₃溶液，出现白色沉淀，则原固体还含有NaCl。

甲、乙两名同学做了碳酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应的实验，反应后都进行过滤得到无色滤液，他们对自己得到的无色滤液中溶质的成分进行探究。请你一同参与他们的探究活动

[提出猜想]他们各自所得滤液中溶质的成分有如下几种可能：

A．NaOH         B．Na₂CO₃、Ba（OH）₂、NaOH       C．　　         D．Na₂CO₃和 NaOH

[讨论交流]上述猜想中，肯定不成立的是　　（填猜想序号），其理由是　　。

[实验探究]甲、乙两同学为了验证各自所得滤液的成分，分别进行了如下实验：

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取少量滤液于试管中，加入足量的　　溶液		滤液中溶质的成分与猜想C对应
乙同学	取少量滤液于试管中，加入足量的Na2CO3溶液	无明显实验现象	滤液中溶质的成分与猜想A对应

[反思与评价]经过讨论，大家一致认为甲同学的实验结论是正确的，乙同学的实验结论不一定正确，请你帮乙同学设计实验，进一步确定乙同学得到的滤液中溶质的成分。

实验操作及实验现象	实验结论
	滤液中溶质的成分与猜想　　对应

某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分（锡纸中以一种金属为主，其它成分对实验无干扰），开展了以下探究活动。

【提出问题】锡纸中的金属是什么？

【建立猜想】根据锡纸有银白色金属光泽，并结合金属活动性、价格等因素，猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。

【探究过程】

步骤	活动内容	收集证据	分析并得出结论
步骤一	①查阅资料：金属锌在室温下很脆	锡纸未破损	锡纸中金属不是锌
	②取锡纸反复折叠
步骤二	用磁铁靠近锡纸	锡纸没有被磁铁吸引	锡纸中金属不是
步骤三	①取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到　　现象时，取出锡纸条并用蒸馏水清洗。 ②将处理过的锡纸条放入试管中，加入饱和硫酸锌溶液，静置观察。	②中锡纸条表面无明显现象	说明锡纸中的金属活动性比锌弱，则锡纸中金属不是铝，而是锡。

【交流评价】

小科对实验结论提出质疑：“无明显现象”并不代表没有发生反应，因为铝与硫酸锌反应[2Al+3ZnSO₄＝3Zn+Al₂（SO₄）₃]生成的金属锌为银白色，与铝颜色相同，因此无法得出结论。请在不改变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案，并根据预期结果得出相应结论：　；

　。

【继续探究】运用完善后的方案进行实验，分析实验结果，得出初步结论：锡纸中金属是铝。

2017年5月，我国在南海海域成功开采天然气水合物﹣可燃冰，可燃冰是甲烷与水在低温、高压的条件下形成的无色、冰状固体，是最具开发前景的能源之一。可燃冰的主要成分是CH₄•nH₂O，在开采过程中若甲烷泄漏，会导致严重温室效应。某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：

[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质？

[查阅资料]含碳元素的物资完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。

[猜想与假设]

甲 CO₂、H₂O                       乙 CO、H₂O

丙 NH₃、CO₂、H₂O           丁 CO₂、CO、H₂O

你认为　　同学的猜想是错误的。

[实验探究]为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下列装置，进行验证：

（1）A、B装置的顺序不能颠倒，原因是　　。

（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是　　。

（3）实验中观察到A中　　，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断　　同学猜想成立。

（4）请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式　　。

新华社2017年5月18日电，我国在南海海域成功连续8天稳定开采可燃冰（主要含甲烷水合物）。与煤、石油相比，可燃冰污染小、热量大，而且全球储量足够人类使用1000年。某化学兴趣小组对海洋资源产生浓厚的兴趣。于是他们查阅资料，得到下列信息：

（1）可燃冰埋藏于海底的沉积物和陆地冻土的岩石中；

（2）可燃冰开采难度大，如果气化后的甲烷逸散到空气中，将会加剧全球气候变暖；

（3）海水“晒盐”得到的盐叫粗盐，含有CaCl₂、Na₂SO₄等杂质。

他们分成两组对此进行探究：

Ⅰ组同学研究海底资源中的可燃冰，明确了两个问题：

（1）可燃冰在海底不燃烧的原因是　　；

（2）可燃冰形成的条件与　　、压强有关。

Ⅱ组同学研究海水物质资源中的主要化学成分，做了两个实验：

（1）模拟海水“晒盐”实验：将海水滴在玻璃片上，然后用吹风机吹干，产生白色固体，得到盐，这种结晶方法的原理是　　。

（2）模拟粗盐除杂实验：

[提出问题]如何将粗盐中的CaCl₂、Na₂SO₄杂质除掉

[可选试剂]稀H₂SO₄、稀HCl、NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液

[进行实验]

步骤	过程	现象	实验解析
第一步		产生白色沉淀	加入过量溶液Na2CO3的目的是
第二步		有气泡产生	化学反应方程式为
第三步	蒸发所得溶液	析出白色固体	得到较纯净的食盐

[反思与评价]浩瀚的海洋将为我们全人类贡献丰富的资源。

同学们：除了可燃冰、食盐以外，你还能从化学学科角度再说出一种你所知道的海洋资源吗？　　。

某校九年级"我们爱化学"活动小组的同学，探究了过氧化钠（Na ₂O ₂）与二氧化硫（SO ₂）反应后所得固体产物的成分，过程如下：

【查阅资料】过氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式为：2SO ₂+2Na ₂O ₂＝2Na ₂SO ₃+O ₂，2Na ₂SO ₃+O ₂＝2Na ₂SO ₄；SO ₂能使品红溶液褪色。

【提出猜想】猜想1：固体成分为Na ₂SO ₃

       猜想2：固体成分为Na ₂SO ₄

       猜想3： 　　

【实验探究】用如图所示的装置进行实验。打开A中分液漏斗的活塞，反应发生（产生足量的SO ₂）后，用带火星的木条检验从a处导出的气体，木条复燃。实验前称得Na ₂O ₂固体的质量为78g，充分反应后称得生成物固体的质量为134g。

【实验结论】（1）A是制取SO ₂气体的装置，反应的化学方程式与实验室制取CO ₂的化学方程式类似，请写出A中发生反应的化学方程式： 　　。

（2）由题中 　　的实验现象，可推测猜想2是错误的。

（3）装置B的作用是 　　；装置D的作用是 　　。

（4）根据反应前后固体的质量，可计算出Na ₂SO ₃的质量为 　　g，Na ₂SO ₄的质量为 　　g。

【总结提升】（1）若实验前称得Na ₂O ₂固体的质量为m ₁g，充分反应后称得生成物固体质量为m ₂g，则m ₂的取值范围是 　　（用含m ₁的关系式表示）

（2）请另外设计一种实验方案，定性验证过氧化钠与二氧化硫反应后所得固体产物的成分： 　　

某固体混合物中可能含有氢氧化钠、硝酸钠、氯化钠，硫酸钠、碳酸钠。为了研究该混合物的成分，某同学按下列流程进行了实验（各步均恰好完全反应）：

根据流程图回答问题：

（1）反应③的化学方程式为　　，反应④的化学方程式为　　。

（2）根据实验现象推断该混合物中一定含有的物质是　　（填化学式）。

（3）该同学为了进一步确定固体混合物的组成，取样品20.9g（其中含钠元素质量为6.9g），按上述流程图进行实验，产生11.65g白色沉淀A，产生2.2g气体W．通过计算，确定该混合物中还含有的物质是　　（填化学式），其质量为　　g。

饮水安全是脱贫攻坚“两不愁、三保障、安全”的重要内容和指标，关乎百姓生命健康，必须对天然水进行净化达标后才能饮用。

（1）在净化水的过程中常用 　 　来吸附水中的色素和异味，用二氧化氯（ClO₂）消毒杀菌，二氧化氯中氯元素的化合价为 　 　。

（2）某同学在使用“除垢剂”去除热水瓶中的水垢时，发现有气泡产生。根据水垢的主要成分含有碳酸钙等物质，猜想到“除垢剂”的有效成分中可能含有酸。于是，他分别设计了在家庭中和实验室用两类不同物质且产生两种不同现象的实验方案验证自己的猜想，请完成实验报告。

实验步骤	实验现象	实验结论
家庭中：取适量“除垢剂”于瓷碗中，向其中加入 　 　。		“除垢剂”的有效成分中一定含有酸。
实验室：取适量“除垢剂”于试管中，向其中加入 　 　。

根据实验结论，得出使用“除垢剂”时的注意事项有 　             　（写一条）。

如图为高炉冶铁、炼钢并用生产的钢来探究白铜成分的流程图。（已知硫酸镍的化学式为NiSO ₄）

（1）用高炉冶铁的主要反应原理是 　　（用化学方程式表示）。

（2）分析流程图，三脱装置中发生反应的基本反应类型是 　　。

（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中 　　（填一种仪器的名称）的作用。

（4）铁与镍相比，铁的金属活动性 　　镍（选填"＞"、"＝"或"＜"），判断依据是 　　（用化学方程式表示）。

（5）通过以上信息，得出白铜的成分是 　　，其硬度比纯铜 　　（填"大"或"小"）。

某学习小组将足量Zn条插入一定量的浓H₂SO₄中，发现Zn表面有大量气泡产生。（注：随着反应进行，硫酸浓度逐渐变小）

【提出问题】气体的成分是什么？

【猜想假设】猜想一：只有SO₂

猜想二：只有H₂

猜想三：　　

【查阅资料】（Ⅰ）SO₂可以使品红溶液褪色

（Ⅱ）SO₂可以和碱性溶液反应

（Ⅲ）H₂+CuO $\frac{\underset{¯}{△}}{}$Cu+H₂O

【实验探究】用如图装置验证猜想（部分夹持仪器省略）

【方案设计】

主要实验步骤	主要现象	解释或结论
①打开止水夹，先通入一段时间N2	/	/
②关闭止水夹，将足量Zn条下放，浸入浓硫酸中，点燃E装置处酒精灯	B装置处品红溶液褪色 E装置处	猜想三成立
③结束实验	/	/

【表达交流】

（1）在步骤①中，通入N₂的目的是：　　。

（2）请你设计一个实验，用化学方法证明E装置中CuO未完全反应。

实验步骤	实验现象	结论
		CuO未完全反应

【反思拓展】

（1）请你根据上述实验探究，补充Zn与浓硫酸反应的化学方程式

Zn+2H₂SO₄═ZnSO₄+SO₂↑+　　。

（2）已知Al与H₂一样，在加热条件下能与CuO发生化学反应，请写出该反应的化学方程式　　。

某粉末中含有氧化铜和氧化亚铁，可能含有少量的氧化铁。为了从粉末中得到铜并判断是否含有氧化铁，设计下列装置进行实验（装置气密性良好，实验所需试剂足量）。

资料：1、无水氯化钙常用作干燥剂。

2、无水硫酸铜为白色粉末，吸水后变成蓝色固体。

3、氢气和金属氧化物加热反应生成金属单质和水。

（1）装置B中的试剂是　　。从安全角度考虑，点燃酒精灯前，需要收集从装置E排出的气体并　　。写出装置C中硬质玻璃管内反应的一个化学方程式　　。

（2）加热，使粉末与通入的氢气充分反应：停止加热，持续通入氢气至固体冷却到室温。反应后从硬质玻璃管内的固体中得到铜的具体操作是　　。判断原粉末中是否含有氧化铁。如果加热前只称量装置D的质量，则固体冷却到室温后还需要称量　　；利用以上数据，写出推断是否含有氧化铁的过程。