初中化学实验探究物质的组成成分以及含量解答题

钙元素是一种重要的金属元素，它可组成氯化钙、氢氧化钙等多种物质。

（1）氢化钙（CaH₂）固体是登山运动员常用的能源提供剂。某实验探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙在常温下能与水反应生产氢氧化钙和氢气，请你写出该反应的化学方程式　　。

（2）该实验探究小组将Na₂CO₃溶液滴加到Ca（OH）₂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？

[猜想与假设]

猜想一：NaOH

猜想二：NaOH和Ca（OH）₂

猜想三：NaOH和　　；

猜想四：NaOH、Na₂CO₃和Ca（OH）₂

经过讨论，大家认为猜想四不合理，原因是　　。

[实验过程]

实验步骤	现象	结论
步骤I：取滤液，向其中滴入适量Na2CO3溶液		猜想二不成立
步骤II：另取滤液，向其中加入足量　　溶液	产生气泡	猜想　　成立

[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　　。

某化学兴趣小组的同学，通过咨询老师准备用亚硫酸钠溶液与浓硫酸反应来制备一定量的SO₂ （Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）＝Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O）。老师给他们提供了一瓶亚硫酸钠溶液并告知该瓶溶液放置时间可能较长，不知是否变质。兴趣小组的同学分成甲、乙两小组对该瓶亚硫酸钠溶液成分进行实验探究。

【提出问题】①该瓶溶液中溶质的成分是什么？

②该瓶溶液中亚硫酸钠的质量分数是多少？

【查阅资料】

（1）Na₂SO₃有较强还原性，在空气中易被氧气氧化：2Na₂SO₃+O₂═2Na₂SO₄；

（2）Na₂SO₃能与酸反应产生SO₂气体；

（3）SO₃^2﹣、SO₄^2﹣均能与Ba²⁺反应产生白色沉淀，BaSO₃可溶于稀盐酸。

【作出猜想】

猜想1：没有变质，成分是Na₂SO₃；

猜想2：完全变质，成分是Na₂SO₄；

你认为还可能有的猜想3　　。

【实验探究Ⅰ】甲、乙两组分别进行实验探究溶液是否变质：

小组	实验操作	现象	结论
甲组	取少量样品于试管中加入过量稀盐酸；	产生气泡	没有变质，还是Na2SO3
乙组	取少量样品于试管中加入氯化钡溶液，再加入足量稀盐酸。		已部分变质

【评价】有同学质疑甲组方案不合理，理由是　　。

【实验探究Ⅱ】

甲组设计如下实验测定Na₂SO₃溶液的溶质质量分数。（注：空气中二氧化碳的影响忽略不计）

（1）连好装置并检查装置气密性，在锥形瓶中放入126g该样品；

（2）实验前称量C装置的质量；

（3）关闭活塞K，用注射器推入浓硫酸至不再产生气泡；

（4）打开活塞K，缓缓鼓入一定量的氮气，关闭活塞K；

（5）再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g

由此，计算出该溶液中Na₂SO₃的质量分数为　　；

【解释】若没有进行第4步操作，则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的　　（填“偏小”或“偏大”）。

乙组仍使用第一次实验的原理，进行如下实验测定Na₂SO₃溶液的溶质质量分数。

第一步：称取试样ag；

第二步：在溶液中加入过量氯化钡溶液和足量稀盐酸；

第三步：过滤、洗涤、烘干沉淀；

第四步：称量沉淀的质量为bg；

第五步：计算溶液中Na₂SO₃的溶质质量分数。

试完成下列问题：

（1）加入氯化钡溶液过量的目的是　。

（2）第三步操作要洗涤沉淀的原因是　　。

【反思】由此可得出，保存亚硫酸钠时应　　。

某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种。某兴趣小组利用图中的实验装置设计实验，探究气体的成分。请用符合题目要求的装置序号填空（装置可以重复使用，除杂试剂均足量）。

提示：CO+CuO Cu+CO ₂，H ₂+CuO Cu+H ₂O；无水硫酸铜粉末遇水变蓝色。

（1）若检验气体中是否存在水蒸气，可将该气体通入装置 　　。

（2）将气体依次通过装置 　　，可检验并除去该气体中的二氧化碳。

（3）若检验气体中是否存在一氧化碳，可将该气体依次通过装置 　　。

（4）将气体依次通过装置 　　，可一次性确定该气体的成分。

向Na₂CO₃溶液中加入一定量MgCl₂溶液，出现白色沉淀。某同学经过过滤、洗涤、低温烘干得白色固体，并进行如下探究：

【猜测】白色固体可能是：①MgCO₃；②Mg（OH）₂；③　　。

【资料】MgCO₃、Mg（OH）₂加热易分解，生成对应的两种氧化物。

【实验1】

（1）取适量白色固体，充分加热，将产生的气体通过装有无水硫酸铜的U形管，观察到现象为　　，则猜测①不成立。

（2）另取适量白色固体于试管中，加入　　，产生大量气泡，则猜测②不成立。有同学查阅资料得知上述固体应为碱式碳酸镁[aMgCO₃•bMg（OH）₂•4H₂O]，其不溶于水，加热易分解，工业上常用作阻燃剂。

【实验2】

（3）为进一步确定白色固体的组成，该同学取适量白色固体，充分加热至质量不再改变，并使产生的气体全部缓缓通过如图所示装置，测定生成气体的质量。

实验中浓硫酸的作用　　，浓NaOH溶液的作用　　。

实验数据：

①加热后剩余固体质量2.0g：②浓硫酸增重0.9g：③浓NaOH溶液增重1.76g。则a：b＝　　。

【拓展】

（4）如果将甲、乙装置顺序颠倒，则a：b的值会　　（填“变大”、“变小”或“不确定”）。

（5）写出该碱式碳酸镁受热分解的化学方程式　　。

（6）工业上用碱式碳酸镁作阻燃剂，其可能的原因有：①分解时吸热，降低了燃烧物的温度；②生成的二氧化碳、水等非可燃性气体，稀释了可燃物周围的氧气浓度；③　　。

小明在登山的过程中发现山上的岩石是红色的，他根据所学知识猜测岩石中可能含有氧化铁，为了验证猜想并到测定其含量，小明进行了以下探究：

【查阅资料】

①一定温度下，CH ₄可将Fe ₂O ₃还原为单质铁，若温度控制不当，还可生成少量的Fe ₃O ₄．②单质铁和Fe ₃O ₄均能被磁铁吸引。

【实验探究】

（1）小明利用A装置进行实验。在点燃酒精喷灯之前先通入一段时间CH ₄，目的是 　　。

（2）小明将A装置中得到的固体经过水洗、过滤、干燥处理后，再通过B装置进行实验，观察到仪器a中的现象为 　　，从而得出了岩石中含有氧化铁的结论。

（3）小明将反应后的B装置冷却到室温，根据量筒内水的体积V（产生气体的体积），通过有关计算求出了岩石中氧化铁的质量分数。

【评价反思】

实验后小明经过认真反思，认为：

（1）在实验中对甲烷的使用没有"物尽共用"，请你给出一条合理建议： 　　。

（2）若B装置的固体含有一定量的Fe ₃O ₄，则会导致测得的岩石中氧化铁的质量分数比实际含量 　    （填"偏高"、"偏低"或"不变"），请你利用处理后的固体，CuSO ₄溶液、磁铁等试剂及用品，结合资料所给信息，设计实验证明是否含有Fe ₃O ₄ ；                   

我市教育主管部门为了让同学们过好传统佳节一一端午节，特意将中考提前一天。化学兴趣小组的同学们为庆祝端午佳节，决定自己动手制作传统食品一一皮蛋。制作皮蛋料泥的原料主要有：生石灰、纯碱、草木灰（含K₂CO₃）等。将他们按一定比例混合加入适量水得到皮蛋料泥。料泥的主要成分是什么呢？同学们进行了如图所示的探究：

（1）步骤②的操作所需的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、　　；

（2）步骤③的现象说明滤渣中一定含有的物质为：　　；

（3）由上述实验现象推断，滤液中的溶质一定含有：　　；

某化学兴趣小组的同学在整理化学药品柜时，发现有一瓶标签受损的无色溶液（受损标签如图所示）。咨询实验老师得知，这瓶无色溶液是一种常用的盐溶液。小组同学对这瓶溶液进行了如下探究：

【提出问题】这瓶无色溶液是什么物质的溶液？

【猜想与假设】小组同学提出了如下假设：

①碳酸钠溶液；②硫酸钠溶液；③氯化钠溶液

【讨论交流】在老师的指导下，小组同学经过讨论，认为有一条假设不合理。

（1）请你指出不合理的假设并说明不合理的理由 　　。

【查阅资料】硫酸钡既不溶解于水又不溶解于酸；碳酸钠溶液呈碱性；Ba（OH） ₂的化学性∀质与 Ca（OH） ₂相似。

【进行实验】小组同学设计并进行了如下实验，请你完善小组同学的"相互评价"。

组次	实验操作	出现的现象与结论	同学相互评价
第 1 组		产生白色沉淀，第 1 组同学认为猜想②成立	第 2 组同学认为此方案结论不正确。 （2）你认为其理由是硫酸钡和 　都不溶于水。
第 2 组		试管中无明显现象，第2 组同学认为猜想 ②成立。	第3组同学认为此方案结论不正确。 （3）你认为其理由是 　　。
第 3 组		溶液无明显变化，第 3 组同学认为猜想②成立。	第 1 组同学认为此方案结论正确。 （4）你认为实验中用点滴板比试管具有更多的优点是 　　 （写 1 条即可）。

【实验反思】针对上述情况，小组同学总结了取用药品时的各种注意事项。

（5）你认为倾倒液体药品时，要注意标签 　　。

缺失标签的药品成分的探究 ； 液体药品的取用 ； 盐的化学性质 ； 书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

Ca（OH）₂变质得到Ca（OH）₂和CaCO₃的混合物。李琳同学设计了如图的实验装置来测定CaCO₃的含量。她用气密性良好的装置装上药品并通一会儿N₂后关闭止水夹，再打开分液漏斗活塞。提示：碱石灰（可以吸收CO₂和H₂O）、浓硫酸均足量，稀盐酸不考虑其挥发性。

（1）通入N₂的原因之一是N₂的化学性质　　（填“活泼”或“不活泼”）。

（2）甲装置中发生中和反应的化学方程式为　　。

（3）浓硫酸的作用是　　。

（4）测定CaCO₃的含量需要测定两个物理量，其中一个物理量为样品的质量。

①另一个物理量为　　（填序号）。

A．滴下的稀盐酸质量

B．反应前后乙装置增加的质量

C．反应前后丙装置增加的质量

D．反应前后丁装置增加的质量

②若去掉丁装置，测得CaCO₃含量　　（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

③甲装置中反应结束后打开止水夹再通入一会儿N₂的目的是　　。

某未知气体X可能含有CO、CH₄中的一种或两种，某同学设计实验进行探究。

查阅资料：

（ⅰ）加热时，CH₄能与CuO反应生成Cu、CO₂和H₂O；

（ⅱ）20℃时，Ca（OH）₂和Ba（OH）₂溶解度分别为：0.165g，2.1g

（1）仪器M的名称是　　，CH₄与CuO反应的化学方程式为　　。

（2）气体X成分的猜想与探究

猜想1：只有CO                 猜想2：只有CH₄猜想3：既有CO又有CH₄

①实验时，先往装置中通一段时间的N₂，再通入气体X后加热，实验中有下列变化。

变化1：A中玻璃管内黑色粉末逐渐变红            变化2：B瓶增重                 变化3：C中出现浑浊

根据变化　　（填“1”“2”或“3”），可知猜想1不成立。

②根据上述变化仍无法确定气体X的成分，还需要测定　　（填序号），并进行定量分析才能得出结论。

a．实验前A中CuO的质量             b．B瓶增重的质量            c．C瓶增重的质量

（3）讨论和反思

①C中用Ba（OH）₂溶液而不用Ca（OH）₂溶液的原因是　　。

②从环保的角度，该装置还应进行的改进是　　。

某无色溶液X是碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠溶液中的一种或两种溶液的混合溶液。某兴趣小组的同学为探究无色溶液X的成分，开展了如下的探究活动，请你一同参与完成：

[查阅资料]获得如下信息：

1．氯化钙溶液呈中性，与碳酸氢钠溶液混合不发生反应。

2．NaHCO₃溶液呈碱性，与澄清石灰水反应生成白色沉淀。

[猜想与假设]针对无色溶液X中的溶质成分：

猜想一：含有Na₂CO₃

猜想二：含有 NaHCO₃

猜想三：含有　　；

猜想四：是其中两种成分的混合溶液

[实验方案设计]

序号	实验步骤	预设实验现象	预设实验结论
①	取样于烧杯中，滴入过量的氯化钙溶液，过滤	产生白色沉淀	猜想一
②	取①的滤液于试管中，滴入适量的氢氧化钙溶液		猜想二不正确
③	取①的滤液于试管中，滴入　　溶液	溶液变红色	猜想三正确

[综合结论]通过以上实验，得出无色溶液X是　　。

[实验反思与拓展]

类比资料信息，NaHCO₃与NaOH反应生成质量比为53：9的两种化合物，请写出反应的化学方程式　　。

甲、乙两个化工厂的废液中共含有硫酸铜、硫酸、碳酸钠和氢氧化钠四种溶质，每个厂各含其中两种。某校社会实践小组的同学对两个厂的废液成分进行探究。

（1）取甲厂的废液观察，废液呈蓝色，结合溶液中物质共存的原理可推知，甲厂废液中的溶质是　　，将所取废液部分倒入试管中并加入足量锌片，观察到的实验现象是　。

（2）同学们设计以下实验对乙厂废液中的成分进行了验证。

实验步骤	实验现象	实验结论
实验一：取少量乙厂废液于试管中，滴入足量Ba（NO3）2溶液	产生白色沉淀	乙厂废液中含有
实验二：取实验一试管中的上层清液，滴入

①请写出实验一中发生反应的化学方程式　　。

②下列物质可以代替实验一中Ba（NO₃）₂溶液的是　　。

A．稀盐酸 　　　　　      B．氢氧化钡溶液

C．氯化钡溶液 　　　　　D．氢氧化钙溶液

小晨同学从课外读物中得知：在加热条件下，钠与CO₂反应的产物可能有C、CO、Na₂CO₃、Na₂O．于是设计实验对产物成分进行探究。

[查阅资料]①BaCl₂溶液呈中性

②4Na+O₂＝2Na₂O

③Na₂O+H₂O＝2NaOH

④2Na+2H₂O＝2NaOH+H₂↑

⑤CO通入PdCl₂溶液中有黑色沉淀生成

[提出问题]在加热条件下，钠与CO₂反应的产物有哪些？

[猜想假设]猜想一：产物中一定有C

猜想二：产物中一定有CO

猜想三：产物中一定有Na₂CO₃

猜想四：产物中一定有Na₂O

[实验验证]用如图所示装置（夹持装置已略去）进行实验探究。

装置A中发生反应的化学方程式为　　；装置C的作用是　　。

序号	实验操作	实验现象	实验结论
（1）	待钠完全反应后，将装置D中的固体置于烧杯中，加蒸馏水溶解	有黑色不溶物	猜想　　正确
（2）	将实验（1）所得混合物过滤，取滤液加入过量BaCl2溶液		猜想三正确
（3）	\		猜想二正确

[反思与评价]小晨同学向实验（2）所得溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液呈红色。于是得出结论：在加热条件下，钠与CO₂反应一定产生Na₂O．该结论是否严谨？　　（填“是”或“否”），理由是　　。

某白色固体可能由BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃、Na₂SO₄中的一种或几种物质组成。

某兴趣小组的同学为确定该白色固体的成分，进行了如下的实验探究，请你参与并回答

相关问题初步探究：小金同学设计的实验过程及现象如图所示

[查阅资料]BaCl₂溶液显中性。

[初步结论]

（1）原白色固体中一定有的物质是　　，一定没有的物质是　　。

（2）M溶液中的溶质一定有　　，一定没有氯化钡。

[交流讨论]小英同学认为：无色溶液M变红色，说明溶液M中含有碱性物质，但不能由此推导出原固体物质中是否含有氢氧化钠。若要进一步确定，需对溶液M继续进行探究。为此同学们进行了如下的探究：

Ⅱ．继续探究

[提出问题]无色溶液M中有氢氧化钠吗？

[猜想与假设]猜想一：有NaOH

猜想二：没有NaOH

[探究与结论]

实验步骤	实验现象	实验结论
A．取无色溶液M于试管中，加入过量的氯化钡溶液，振荡，静置		证明溶液M中有碳酸钠并被除尽
B．取实验A所得上层清液于试管中，加入		猜想一正确

在老师的指导下，同学们通过交流、讨论、实验，圆满地完成了这次探究活动。

某探究小组的同学通过查阅资料得知：在加热条件下，镁不仅能与水反应还能与氯化铵溶液反应。小组同学对此产生兴趣，他们将砂纸打磨过的镁条加入氯化铵溶液中并加热，迅速产生大量气体。为确定生成气体的成分，他们进行如下探究：

[查阅资料]

（1）镁与氯化铵溶液反应生成两种气体，每种气体只含有氮、氢两种元素中的一种或两种。

（2）镁与水在加热条件下反应生成氢氧化镁和氢气。

（3）氨气是一种极易溶于水的气体，能与酸反应。

[提出问题]该气体成分是什么？

[做出猜想]猜想一：H₂和N₂

猜想二：N₂和NH₃

猜想三：　　

[进行实验]

步骤一：小组同学闻气体气味，发现该气体有刺激性气味。则猜想　　不成立。

步骤二：同学们把产生的气体通入盛有水的A装置中除去　　，再将剩余气体依次通入B、C、D装置中，一会儿后，加热试管中的氧化铜，观察到B中溶液不变色，C中无明显现象，D中黑色粉末变成红色固体，试管口有小水珠。装置C的作用是　　（合理即可），装置D中发生反应的化学方程式为　　。

[得出结论]猜想　　成立。

[拓展延伸]经过讨论，小华同学认为用点燃木条检验气体的方法代替装置D也能达到相同的探究目的。你认为是否可行？　　（填“可行”或“不可行”）。

我国西北地区有很多咸水湖，其中最大的是柴达木盆地的察尔汗盐池。某盐湖附近的农民通过“冬天捞碱，夏天晒盐”获得大量湖盐。小伟同学取该湖盐样品进行探究。

[提出问题]该湖盐样品的成分是什么？

[查阅资料]冬天捞碱的“碱”指Na₂CO₃，夏天晒盐的“盐”指NaCl。

[猜想与假设]猜想一：Na₂CO₃

猜想二：NaCl

猜想三：Na₂CO₃和NaCl

[实验探究]

实验	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取少量样品于试管中，加适量水溶解后，加入过量稀HNO3	产生能使澄清石灰水变浑浊的气体	①猜想　　不成立
实验二	②向实验一所得的溶液中加入适量的	③	猜想三成立

[拓展延伸]为进一步确定该湖盐样品中Na₂CO₃的质量分数，小伟同学再取该湖盐样品10.00g做了如图所示的补充实验。

（1）反应结束之后通入空气的目的是　　。

（2）装置A中浓NaOH溶液的作用是　　（用方程式表示）。

（3）实验结束后测得装置D增重0.44g，则湖盐样品中Na₂CO₃的质量分数为　　%（保留一位小数）。