初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应，过程如下：

实验操作	实验现象
	①铝片表面附着一层红色固体 ②铝片表面逸出大量无色气体，放出大量的热 ③烧杯底部出现红色固体和白色沉淀

（1）打磨铝片的目的是　　。

（2）现象①③中的红色固体是同种物质，请写出现象①的化学方程式　　。

（3）经检验，现象②中的无色气体为氢气。甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性，经pH计检验，pH　　7，证实了甲的猜想。

（4）探究现象③中白色沉淀的化学成分。

乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜（CuCl）。

[查阅资料]CuCl可与浓氨水反应生成无色的Cu（NH₃）₂⁺和Cl^﹣，Cu（NH₃）₂⁺在空气中易被氧化变为蓝色。

[进行实验]①取烧杯底部的白色沉淀，充分洗涤。洗涤的目的是　　。

②向白色沉淀中加入浓氨水，沉淀溶解得到无色溶液，将无色溶液分为两份，进行实验：

操作步骤	实验现象	实验结论
Ⅰ．用试管取其中一份溶液，滴加适量AgNO3溶液	产生白色沉淀	该溶液中含有
Ⅱ．将另一份溶液置于空气中一段时间		该溶液中含有Cu（NH3）2^+

[得出结论]通过实验可以确定，该白色沉淀是CuCl。

[反思与评价]Al和CuCl₂溶液反应为什么会出现CuCl呢。

I．丙同学猜测：可能是Cu与CuCl₂溶液反应生成了CuCl．为了验证猜想，他取Cu与15%的CuCl₂溶液混合，结果无白色沉淀产生。他又分析了Al和CuCl₂溶液反应的实验现象，再次将打磨过的Al片插入盛有15%的CuCl₂溶液的试管，并将试管置于冰水中，发现白色沉淀明显减少。于是他将Cu与15%的CuCl₂溶液的实验进行了改进，从而证明了Cu与CuCl₂溶液反应能生成CuCl，改进的方法是　　，试写出该反应的化学方程式　　。

II．丁同学认为丙同学的实验还不够严谨，还应考虑　　对Cu与CuCl₂溶液反应的影响。

某混合气体中含有CO、CO₂、SO₂三种气体。某兴趣小组对此进行了探究。

[查阅资料]

Ⅰ．SO₂能使品红溶液褪色，易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，能与氢氧化钠溶液反应，能使澄清的石灰水变浑浊。

Ⅱ．CO和CO₂均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。

Ⅲ．CO与CuO反应的化学方程式为：CO+CuOCu+CO₂。

[实验探究]为验证这三种气体，同学们在老师指导下，设计并进行如下实验：

[事实与结论]通过实验验证了以上三种气体的存在，请完成下列空格：

（1）装置E的作用是　　。

（2）能证明气体中含有SO₂的现象是　　，含有CO₂的现象是　　。

[反思与评价]若将装置①和装置②互换，则无法验证的气体是　　（填写化学式）。

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）

实验室有一份氯化钠和氯化钡混合物样品。兴趣小组同学设计了如下实验方案，分离提纯氯化钠并测定样品中氯化钠的质量百分含量，请回答下列问题：

（1）用托盘天平称量样品前对天平进行的第一步操作是　　。

（2）向溶液①中加入足量Na₂CO₃溶液的目的是　　。该小组同学用如图所示装置进行操作Ⅱ，请指出操作中存在的两处错误：　　、　　。

（3）下列关于操作Ⅲ的说法正确的是　　（填序号）。

a．该操作中用到的玻璃仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿

b．该操作中用玻璃棒不断搅拌的目的是防止局部温度过高，造成液滴飞溅

c．当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热

d．停止加热后，立即将蒸发皿直接放在试验台上。

（4）样品中氯化钠质量百分含量为　　。

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。

实验课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁（Fe ₂O ₃）粉末中的一种或两种，为确定该粉末的成分，同学们进行了如下探究，请你参与其中并回答问题。

[提出猜想]甲组：铜粉；乙组：氧化铁粉末；丙组： 　　。

[设计实验]

方案1：取少量红色粉末放入试管中，滴加足量的 　　（从下列试剂中选择：氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液）振荡，若甲组猜想正确，则实验现象为 　　。

方案2：取8g红色粉末放入硬质玻璃管中，先通入CO，然后用酒精喷灯加热一段时间（实验装置如图1所示），停止加热并继续通入CO至装置冷却。

若乙组或丙组猜想正确，则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是 　　。实验时要先通CO再加热的目的是 　　。

[数据处理]

等装置完全冷却到室温，称量硬质玻璃管内剩余固体质量为mg。若乙组猜想正确，则m的取值范围是 　    。

[实验反思]

图1虚线框内的装置是用于吸收CO ₂；并收集CO，请从图2（广口瓶内均为氢氧化钠溶液）中选择最合适的装置 　　（填序号）。

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。

冬季雾霾频发，某校社会实践小组的同学们，对某地区雾霾的成分、成因、危害及防治产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。

[信息检索]雾是浮游在空中的大量微小水滴。霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现象。霾的主要成分可能含有可溶性硫酸盐、硝酸盐，铵盐、不溶性有机物、黑碳、金属元素和其它元素。

[提出问题]某地霾的成分是什么？

[实验准备]选择该地重度雾霾天气，用SDLKC﹣1000型大流量TSP采样器在室外采集大气中的可吸入颗粒物10g。

活动一：探究霾中是否含有铵盐和硫酸盐。

实验方案	实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	取5g样品，加少量熟石灰末，混合、研磨		含有铵盐
方案二	取5g样品，加适量水，充分溶解后过滤，向滤液中滴加	有白色沉淀生成	含有硫酸盐

[总结反思]工业上应加强对污染企业的监管，农业上应合理施用化肥。

活动二：探究霾中是否含有黑碳。同学们设计了如图所示的创新实验。（将活动一得到的残渣，干燥后置于中间凹槽内）

[实验步骤]①滴入过氧化氢溶液制取O₂，排出装置内空气后，再在导管口接上气球。

②向右边的凹槽内滴入澄清的石灰水，

③接通电源，用热电阻丝点燃残渣

[实验现象]残渣剧烈燃烧，澄清石灰水浑浊，气球变大。

[实验结论]霾中含有黑碳。装置内澄清石灰水变浑浊的化学方程式是　　。

[交流研讨]某同学对“霾中含有黑碳”的结论产生质疑，理由是　　。

活动三：查阅资料，霾中还含有Al、Na、Zn、Pb、Hg、Cd等金属元素，其中的有害元素除Cd外，还有　　。

[能力发展]请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表：

项目	雾霾频发的成因	控制雾霾频发的做法	政府采取的应急措施
①	能源结构不同	推广太阳能发电	人工降雨
②	烧散煤取暖		向空中或地面洒水
③		推广新能源汽车	私家车限号出行

[检出进度]小组同学没有进行的探究项目是　　。

化学实验过程经常会产生定量的废液，经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上，兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na₂CO₃溶液的鉴别，并对废液成分展开探究。

活动一 通过小组合作，同学们完成了如图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是　　（写一个）。

活动二 小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中（ 如图），充分搅拌、静置，观察到杯内上层是无色溶液，下层有白色沉淀。由此可以确定：上层溶液中一定不含有的离子是　　、以及一定含有的离子。小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如下探究。

[提出问题]上层溶液中还可能含有什么离子？

[猜想与假设]上层溶液中还可能含有OH^﹣、CO₃^2﹣、Ca²⁺中的一种或几种。

[进行实验]

实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	①取少量溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液 ②继续滴加稀盐酸	①溶液变红 ②产生气泡	①有OH^﹣ ②有CO3^2^﹣无Ca^2+
方案二	取少量溶液于试管中，　　（合理即可）（指示剂除外）	（合理即可）	①有CO3^2^﹣，无Ca^2+②有OH^﹣

[反思与评价]

（1）经过综合分析，最终确定上层溶液中肯定存在的离子有　　。

（2）将烧杯内物质过滤，滤渣回收，向滤液中加入适量　　（ 合理即可）进行处理后再排放。

2019年5月，187个国家签署了限制塑料废物交易协定，应对“白色污染”挑战。已知某种塑料的组成元素中有碳、氢两种元素，还可能有氧、氯元素中的一种或两种。为了测定其组成，某化学兴趣小组进行如下的探究。

[查阅资料]①无水氯化钙固体可做干燥剂；②有机物中的氯元素燃烧后通常转化为氯化氢。

[设计实验]兴趣小组设计并进行了如图所示的实验。（装置气密性良好）

实验过程中，在装置C中观察到　　现象，证明该塑料样品中含有氯元素，该反应的化学方程式是　　。

[记录数据]6.35g样品在A装置中充分燃烧，反应产物被完全吸收后，测得相关实验数据如表。

装置	B	C	D	E
反应后装置 增加的质量/g	1.80	3.65	0.09	8.80

[分析与结论]根据以上数据分析与计算，6.35g样品中氢元素的质量为　　g，该塑料样品的组成元素是　　。

[反思评价]电炉加热前要先通一会儿氧气，目的是　　。

小苏打和食盐是厨房中常见物质。现有一包白色固体，可能由碳酸氢钠、氯化钠中的一种或两种物质组成。某科学小组同学展开了系列研究。

（一）定性分析

[实验目的]确定白色固体的组成

[实验方案]：如图1所示：

[实验结论]小明同学经过上述实验得出结论：该白色固体由碳酸氢钠、氯化钠两种物质组成。

（1）步骤①发生反应的化学方程式是　　；

（2）步骤②中的澄清石灰水也可以用其它碱溶液代替，如　　；

（3）科学小组认真研究讨论后认为，此方案不能得出小明同学的结论。一致认为将上述方案中使用的一种试剂进行调换，如仍出现上述现象，则小明同学的结论正确。调换措施是　　。

（二）定量分析

[实验目的]测定该白色固体中碳酸氢钠的质量分数

[实验方案]该小组利用图2所示的实验装置（固定装置已略去，装置气密性良好）进行实验，每一步反应均完全进行。

（1）首先称取a克该样品放入装置甲中，然后进行有关实验操作，正确的顺序是　　（填序号，可重复选择）

a．称量装置丙的质量

b．打开弹簧夹，通入足量的氮气，关闭弹簧夹

c．打开分液漏斗的活塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞

（2）如果没有装置乙，会造成测定结果　　（填“偏大”“偏小”或“不变”）；

（3）装置丁的作用是　　。

（三）拓展交流

经査阅材料：将二氧化碳气体持续通入一定量的氢氧化钠溶液中会先后发生以下两个化学反应：

①2NaOH+CO₂＝Na₂CO₃+H₂O    ②Na₂CO₃+CO₂+H₂O＝2NaHCO₃

小明同学将5g二氧化碳气体通入100g 5%的氢氧化钠溶液中，充分反应后，所得溶液的溶质是　　

（填化学式）。

某化学拓展课堂的主题是：探秘氯化钠样品。

主题Ⅰ：探究氯化钠样品中杂质的成分

已知所提供的氯化钠样品中，可能含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙中的一种或几种杂质。甲同学的实验探究过程记录如下：

根据以上实验信息，甲同学得出结论：此氯化钠样品中含有的杂质是硫酸钠。

[实验分析]

（1）步骤①中加入适量NaOH溶液的目的是　　。

（2）乙同学认为步骤③中不需要加入足量稀盐酸，你是否同意他的观点？　　（选填“同意”或“不同意”），请说明原因　　。

主题Ⅱ：测定氯化钠样品中氯化钠的质量分数

确定了氯化钠样品中杂质的成分后，甲同学对样品中氯化钠的质量分数进行测定。称取20.0g氯化钠样品于烧杯中，加足量的水充分溶解，再向其中加入氯化钡溶液至不再产生沉淀为止，沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量，其质量为2.33g。请计算该样品中氯化钠的质量分数。（写出计算步骤，计算结果精确到0.1%）

老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁（Fe₂O₃）粉末中的一种或两种。同学们对该粉末进行了定性与定量研究。

（1）定性实验：

实验方案	实验现象	实验结论
取少量红色粉末放入试管 中，滴加足量的稀盐酸振荡	红色粉末全部消失，溶液呈棕黄色	粉末为Fe2O3
		Cu粉

写出“红色粉末全部消失”发生反应的化学方程式　　。

（2）定量实验：

取该粉末4g放入硬质玻璃管中，先通CO，然后再用酒精喷灯加热一段时间，停止加热继续通入CO至装置冷却。实验装置如图：

①实验时，先通CO再加热的目的是　　。

②若该粉末全部是氧化铁，在硬质玻璃管中观察到的实验现象是　　。B装置是用于吸收二氧化碳并收集CO，其中盛放的试剂最好是　　。

A．NaOH溶液

B．稀盐酸

C．水

如果该实验没有装置B、C，实验造成的危害是　　。

③若该粉末为铜粉和氧化铁的混合物，待装置完全冷却至室温，称量硬质玻璃管内剩余固体的质量为mg。则m的取值范围是　　。

证据推理是科学探究的基本方法。已知某无色溶液A中的溶质可能是NaCl和Na₂CO₃或两者之一，另有一种无色溶液B，其中的溶质可能是NH₄NO₃和（NH₄）₂SO₄或两者之一。按图所示进行探究实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）。

试根据实验过程和图示提供的信息，进行分析推理，填写以下空白：

（1）气体C的化学式为　　。

（2）将气体F通入紫色石蕊试液，试液变　　色。

（3）在溶液G中，一定存在的阳离子是　　（填写离子符号）。

（4）写出步骤③中生成沉淀H的化学方程式：　　。

（5）根据上述实验，在样品溶液B中，能够确定存在的溶质是　　（填写化学式），得出此结论的理由是

　　。

如图1是某品牌化肥标签，为了验证该化肥的含氮量，分析和实验如下：

（1）通过列式计算判断此标签是否有错误。（计算结果保留至0.1%）

（2）根据国家标准碳铵化肥中碳酸氢铵含量不得低于95%．某实验小组为了验证该化肥是否合格，利用图2装置进行了三次试验（假设杂质不发生反应），实验结果如下：

实验次数	1	2	3	平均值
样品的质量/g	16.0	16.0	16.0	16.0
浓硫酸增加的质量/g	3.41	3.39	3.40	3.40

①小华同学认为反应后浓硫酸增加的质量是氨气的质量，反应为2NH₃+H₂SO₄═（NH₄）₂SO₄．根据小华的分析，该化肥中碳酸氢铵的质量分数为　　（计算结果保留至0.1%）。

②小青同学认为小华的计算结果不能说明该化肥是否合格，理由是　　。根据小青的分析，列式计算该化肥中碳酸氢铵的质量分数，并判断该化肥是否合格。（计算结果保留至0.1%）