初中化学实验探究物质的组成成分以及含量实验题

有一包从海水中获得的粗盐，已经经过初步提纯。课外活动小组对它的成分进行探究，并将粗盐进一步提纯。

一些物质的溶解性

	OH^﹣	Cl^﹣	SO4^2^﹣	CO3^2^﹣
H^+		溶、挥	溶	溶、挥
Na^+	溶	溶	溶	溶
Ca^2+	微	溶	微	不
Ba^2+	溶	溶	不	不
Mg^2+	不	溶	溶	微

探究过程：

Ⅰ.探究一：这包粗盐中可能有的杂质是CaCl₂和MgCl₂。

现用实验验证这种假设：取样品并溶解，加入数滴NaOH溶液，无明显现象，说明粗盐中无 　   　；另取样品并溶解，加入数滴碳酸钠溶液，有白色沉淀生成。

实验证明：这包粗盐中含有的杂质是 　   　。

Ⅱ.探究二：这包粗盐中NaCl的质量分数。按下面步骤进行实验：

①称取ag的样品；

②将样品加水溶解，制成粗盐溶液；

③向粗盐溶液中加入过量的某种试剂，过滤，得到沉淀和滤液；

④将③中所得沉淀洗涤后小心烘干，称量得到bg纯净固体M；

⑤向③中所得滤液逐滴滴入稀盐酸，直到不再产生气泡为止后，移入蒸发皿蒸发，称量得到cg纯净固体N。

（1）②③⑤的步骤中，都使用到同一仪器是 　 　；它在步骤②和⑤中的操作方法相同，但目的不同，在步骤②中的目的是 　    　。

（2）步骤③中加入的试剂是 　    　；目的是 　    　。

（3）根据以上实验可知粗盐中NaCl的质量分数为 　   　（用含字母的代数式表达）。

早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe ₂O ₃模拟早期炼铁并检验可能的产物，实验装置如图：

【查阅资料】①铁粉为黑色；常温下，Fe、Fe ₃O ₄可被磁铁吸引；

②PbCl ₂溶液可用于检验CO，原理是：PdCl ₂+CO+H ₂O═Pd↓+CO ₂+2HCl；

③Fe ₃O ₄与硫酸反应：Fe ₃O ₄+4H ₂SO ₄═FeSO ₄+Fe ₂（SO ₄） ₃+4H ₂O。

【实验现象】澄清石灰水变浑浊，PdCl ₂溶液中产生黑色沉淀，玻璃管内粉末全部变成黑色。冷却后，用磁铁靠近黑色固体，黑色固体被部分吸引。

（1）仪器A的名称是 　     　。

（2）为了检验气体产物，装置从左到右的接口连接顺序为a→ 　 　→ 　 　→

　     　→ 　 　。

（3）澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 　           　。

【实验结论】反应生成CO和CO ₂，磁铁上的黑色固体可能是Fe、Fe ₃O ₄。

【提出猜想】磁铁上的黑色固体是什么？

猜想一：Fe

猜想二：Fe ₃O ₄

猜想三：Fe和Fe ₃O ₄

【设计实验】

设计思路	操作	现象	结论
定性实验	取少量黑色固体于试管中，加入足量稀硫酸，充分反应	固体完全溶解，产生气泡	猜想 　    　成立
定量实验	取一定质量的稀硫酸（足量）放入烧杯中，加入5.6g黑色固体，充分反应后称量溶液的质量	固体完全溶解，产生气泡，溶液增加的质量为 　    　g。	猜想一成立

【归纳总结】根据实验结论和探究结果C与Fe ₂O ₃反应的化学方程式为 　               　。

实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品，为探究样品中的成分，小科进行如下实验：

（1）操作①是加水充分溶解，操作②的名称是 　   　。

（2）沉淀B的化学式是 　    　。

（3）小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠，请你评价小科的判断是否正确，并说明理由 　                                                 　。

小明在冬天输液时发现护士在输液管上加了一个如图所示的装置，护士告诉他这是一次性输液加热棒，可以消除药液温度与体温的差异。加热棒里的成分到底是什么呢？科学研究小组通过上网查阅资料发现：一次性输液加热棒内的主要成分是还原性铁粉、炭粉和氯化钠等物质。该加热棒内是否真的含有这几种物质呢？科学研究小组设计了如下实验：

（1）探究加热棒内是否含有氯化钠

①将加热棒内的物质放入烧杯中，加入足量的水充分溶解、过滤，得到滤渣和滤液。

②取适量滤液于试管中，滴加适量的硝酸钡溶液和稀硝酸，无明显现象，

　                         　（填写正确的实验操作及现象），证明滤液中含有Cl^﹣。

在老师的指导下通过进一步的实验证明滤液中还含有Na⁺，从而确定含有氯化钠。

（2）探究加热棒内是否含有铁粉

小明用磁铁靠近滤渣，发现部分黑色粉末被吸引。但被吸引的黑色物质也有可能是四氧化三铁。

小明通过如图装置探究黑色物质是否含有四氧化三铁，该物质鉴定的原理是：Fe₃O₄+4H₂3Fe+4H₂O。

当观察到 　                 　这一现象时，排除了四氧化三铁存在的可能性。

小英同学认为这还不能确定铁粉的存在，因为除了四氧化三铁外，钴粉、镍粉也是能被磁铁吸引的黑色粉末。研究小组的同学在查阅资料的基础上，进行如下实验：取适量被吸引的黑色物质于试管中，加入足量的稀盐酸，充分反应后，向试管中加入足量的过氧化氢溶液（能将Fe²⁺转化为Fe³⁺），然后滴加硫氰化钾溶液。溶液变为血红色，证明溶液中有Fe²⁺，得出加热棒中含有铁粉这一结论。

（3）探究加热棒内是否含有炭粉

点燃不能被吸引的黑色粉末，并将产生的气体通入足量澄清石灰水，石灰水变浑浊，得出加热棒内含有炭粉这一结论。请写出此操作过程中确认炭粉存在的化学方程式：　     　、　                        　。

综合上述实验，小明验证了加热棒内的主要成分。

加热棒为什么能够起到加热作用呢？小明还将进一步探究。

有一包白色固体，可能含有硫酸铜、碳酸钾、氯化钠、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究该固体组成，某兴趣小组进行了如下实验。

实验操作及现象	实验结论及分析
取适量固体样品于烧杯中，加入过量稀硝酸，无气泡冒出，固体全部溶解，得到蓝色溶液A	（1）固体样品中一定含有 　   　，一定不含有 　     　。
向蓝色溶液A中加入过量的试剂甲，产生白色沉淀，充分反应后过滤，得到滤液B。再向滤液B中加入硝酸银溶液，产生白色沉淀，过滤，得到滤液C	（2）固体样品中一定含有氯化钠。加入试剂甲发生反应的化学方程式为 　       　。滤液C中一定含有的阳离子是 　      　（写离子符号）。

（3）为进一步确定该固体的组成，可采用的方法是 　                           　。

化学来源于生活，同学们对生活中的一些现象产生兴趣，在老师指导下开展了系列探究实验活动：

活动一：红砖粉末能做催化剂吗？

实验步骤		实验现象	实验结论和解释
小明	A试管装有5mL的5%过氧化氢溶液 B试管装有5mL的5%过氧化氢溶液，再加入a克的红砖粉末。	A中无明显现象，B中产生大量能使带火星的木条复燃的气体。	（1）产生的气体是 　 　。 （2）红砖粉末能改变过氧化氢的分解速率。
小红	待反应停止时，向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液。	（1）又产生大量能使带火星的木条复燃的气体。	红砖粉末的 　   　在反应前后没有发生变化。

【实验反思】小明和小红通过上述实验，一致认为红砖粉末可以做分解过氧化氢溶液的催化剂，但小强认为小明和小红说法不严谨，理由是 　                      　。

活动二：水壶内部的白色固体是什么？

【查阅资料】水在加热或长久放置时，溶于水中的可溶性钙和镁的化合物会生成沉淀（水垢）。

【假设与猜想】

猜想Ⅰ：CaCO₃

猜想Ⅱ：Mg（OH）₂

猜想Ⅲ：　                    　（填化学式）

【实验与探究】取少量白色固体样品（不考虑杂质和微溶物对实验的影响）于试管中，向其中加入足量稀盐酸，现象：白色固体溶解，有气泡产生，根据以上现象，小华认为：猜想Ⅰ正确。小雪却认为小华的结论不严谨，经过两人反复讨论，进一步设计了如表实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
取上述实验中的上层清液于试管中，滴加足量NaOH溶液		猜想Ⅰ成立
	有白色沉淀产生	猜想Ⅲ成立

验证猜想Ⅲ成立时产生白色沉淀的反应化学方程式是 　                      　。

活动三：验证NaOH变质有方法？

【方法归纳】同学们通过实验探究，认为验证氢氧化钠变质可以从验证反应后的生成物入手，例如：加足量稀盐酸等出现气泡，加氯化钙溶液等出现白色沉淀等来判别；也可以通过反应过程中温度、压强等变化来判别。

【学科渗透】按如图所示装置进行实验。实验前U型管两端液面相平，将NaOH溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面 　            　。

据此，小明同学得出“CO₂与NaOH发生了化学反应”的结论。小红认为小明结论证据不充足，理由是 　                    　。

【再次实验】同学们用压强传感器研究水或等量NaOH溶液分别吸收CO₂的效果，实验装置及测定结果如甲图和乙图所示。图乙中 　   　（填“Ⅰ”“Ⅱ”）表示等量NaOH溶液吸收CO₂的曲线。

古玩市场惊现"三星堆"遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。

【查阅资料】

（1）铜锌合金（又称：假黄金）外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。

（2）标准状况下，氢气密度ρ≈0.09g/L。

【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。

方案	实验步骤	实验现象
一	截取小块黄金面具放在酒精灯上加热。
二	截取小块黄金面具于试管中，加入一定量稀硫酸。	有气泡产生
三	截取小块黄金面具于另一支试管中，加入适量氯化铜溶液。

【实验结论】该面具是假黄金。

【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数、小明同学利用上述方案二设计了如下实验：

Ⅰ、按如图所示组装实验装置，并 　        　。

Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0g黄金面具样品，注射器中吸入25mL稀硫酸。

Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸、待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响），如表。

次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
收集气体的总体积/mL	200	400	515	x	525

（1）上表中的数据x＝ 　    　。

（2）分析数据、完全反应后生成氢气的体积V＝ 　    　mL。

【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数ω ₁＝ 　    　。

【反思评价】

（1）小红对小明的方案和数据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作： 　 　→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数ω ₂。

（2）鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。

【表达交流】ω ₁和ω ₂有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由： 　           　。

某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：

（1）装置A的作用是 　                                　。

（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是 　                             。

（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是 　       　。

A．足量的氢氧化钠浓溶液

B．浓硫酸

C．水

（4）写出尾气处理的一种方法：　                      　。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂。因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。

Ⅰ.写出该中和反应的化学方程式：　                           　。

Ⅱ.探究烧杯内溶液中溶质的成分。

【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？

【猜想】猜想一：可能是CaCl₂和Ca（OH）₂；

猜想二：可能只有CaCl₂；

猜想三：　              　。

【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。

【进行实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤1：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡		猜想一不正确
步骤2：取少量烧杯内溶液于另一支试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量	，过一会有白色沉淀产生	猜想二不正确，猜想三正确

【反思与拓展】

（1）实验步骤2中产生白色沉淀的化学方程式为 　                        　。

（2）烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是

　        （写一条）。

（3）要处理烧杯内溶液，使其溶质只含有CaCl₂，应向烧杯中加入过量的一种物质，该物质可以是 　              　（写化学式）。

随着世界人口的增长，人类对农产品需求量增大，增施化肥逐渐成为农作物增产的最有力措施。NH₄HCO₃、NH₄Cl、K₂SO₄、KCl都是常见的化肥。

（1）化肥能为农作物补充的营养元素主要有三种，上述化肥含有的两种营养元素是 　    　。

（2）有一包用剩的肥料，可能含有上述四种化肥中的一种或几种，为确定其成分，进行了如下实验：

a.取少量肥料样品于研钵中，加入少量熟石灰混合研磨，有刺激性气味。

b.取少量肥料样品于烧杯中，加水溶解，得到无色溶液A。

c.取少量溶液A于试管中，滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀产生。

d.取少量溶液A于试管中，滴加BaCl₂溶液，无明显现象。

e.取少量溶液A于试管中，滴加稀盐酸，无明显现象。

①分析上述实验过程，关于该肥料的成分可以得到的结论是 　            。

②实验a～e中，不必要进行的一项是 　 　（填标号）。

③设计实验方案进一步确定该肥料的成分，完成下表。（已知：NH₄ClNH₃↑+HCl↑）

实验操作	预期现象与结论
	若 　       　，则该肥料的成分是 　    　。 若 　      　，则该肥料的成分是 　      　。

已知：H₂+CuOCu+H₂O。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu₂O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。

Ⅰ.设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。

（1）制取氢气的化学方程式为 　                           　。

（2）氧化钙的作用是 　                   　。

（3）取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到 　              　，证明固体产物有Cu₂O。

Ⅱ.探究反应生成Cu₂O的变化情况。

称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu₂O的质量（m），结果如图2。

（4）由图2可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu₂O质量的变化趋势是 　               　。

（5）为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu₂O，应采取的措施是 　             　。

Ⅲ.探究反应生成Cu₂O的原因。

为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：

假设1.经历2CuO+H₂Cu₂O+H₂O，H₂+Cu₂O2Cu+H₂O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。

假设2.经历CuO+H₂Cu+H₂O、Cu+CuOCu₂O、H₂+Cu₂O2Cu+H₂O三个反应。

（6）结合探究Ⅱ结果计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是 　                                                    　。

（7）若要确认“假设2”是否合理，在探究Ⅱ的基础上，还需进行的实验是 　                                                                    　。

实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）进行实验。

已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质

②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物

③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：

2NaHCO ₃ Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂↑

探究过程如下：

Ⅰ．称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m ₁、m ₂；

Ⅱ．将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热

Ⅲ．待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却

Ⅳ．再次称量装置C、D的质量，分别为m ₃、m ₄

请回答下列问题

（1）装置A中碱石灰的作用是 　　

（2）装置C中所装药品为 　　

（3）装置D中发生反应的化学方程式为 　　

（4）装置E的作用 　　

（5）依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为 　　（用相关字母表示）。

（6）误差分析。按上述实验步骤测得该样品中小苏打的质量分数 　　（填"偏大""偏小"或"准确"），理由是 　　。

实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）进行实验。

已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质

②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物

③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：

2NaHCO ₃ Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂↑

探究过程如下：

Ⅰ．称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m ₁、m ₂；

Ⅱ．将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热

Ⅲ．待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却

Ⅳ．再次称量装置C、D的质量，分别为m ₃、m ₄

请回答下列问题

（1）装置A中碱石灰的作用是 　　

（2）装置C中所装药品为 　　

（3）装置D中发生反应的化学方程式为 　　

（4）装置E的作用 　　

（5）依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为 　　（用相关字母表示）。

（6）误差分析。按上述实验步骤测得该样品中小苏打的质量分数 　偏大　（填"偏大""偏小"或"准确"），理由是 　　。

小红同学进行酸碱中和反应的实验（如图所示）。她向氢氧化钠溶液中滴加一定量稀盐酸后，想起氢氧化钠溶液中事先没有滴加指示剂，为了确定盐酸与氢氧化钠的反应程度，她从烧杯中取了少量溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到试管中溶液颜色没有变化。于是她对烧杯中的溶液进行了以下探究：

（1）小红认为此时烧杯中的溶液可能有以下三种情况：

①盐酸与氢氧化钠恰好完全反应；②氢氧化钠有剩余；③盐酸过量。

小明同学却断定不可能"氢氧化钠有剩余"，他的理由是： 　                            ；

（2）他们共同设计了一个实验方案，欲对上述其他两种可能情况进行验证。请根据相关内容填写如表：

试验方法	可能观察到的现象	结论
将少量锌粒放入试管中，然后从烧杯中取适量溶液至试管中。	如果	则盐酸过量
	如果	则盐酸与氢氧化钠恰好完全反应

（3）经过讨论，他们认为利用下列几种物质代替锌粒，也可以达到验证目的。你认为其中不正确的是 　   （填序号）。

A．生锈的铁钉       B．碳酸钠粉末      C．硫酸钠粉末       D．氢氧化铜

（4）如图曲线能够表示小红所做试验中溶液pH变化趋势的是 　   （填序号）。

有一包白色固体样品，可能由硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、氯化钡、氯化镁中的一种或几种物质组成，为探究该样品的组成，某小组取适量样品按下列流程进行实验。

请回答下列问题：

（1）过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 　　，其中玻璃棒的作用是 　　。

（2）滤渣a的成分是 　　，滤液中溶质的成分除氯化钠还有 　　，白色沉淀b的成份是 　　。

（3）若现象①"滤渣全部溶解"变为"滤渣部分溶解"，其他现象不变，则原样品中不能确定是否存在的物质是 　　。