初中化学实验探究物质的组成成分以及含量实验题

小苏打（NaHCO₃）和食盐NaCl是厨房中常用物质，现有一包白色固体，可能由NaHCO₃和NaCl中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。

（一）定性分析

【实验目的】确定白色固体的组成

【实验方案】

【实验结论】该白色固体 由NaHCO₃和NaCl两种物质组成

（1）基于上述实验结论，则步骤①中加入的过量稀酸应该是　　

（2）写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式　　

（二）定量分析

【实验目的】测定该白色固体中NaHCO₃的质量分数

为了测定该样品中NaHCO₃的质量分数，小吕、小周分别取a克该样品，设计了如下方案：

小吕方案Ⅰ：利用NaHCO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测定生成CO₂的质量，计算样品中NaHCO₃的质量分数

（3）小吕用下列装置完成本实验，装置的连接顺序是　　（填装置的字母编号，装置不重复使用）；

（4）D装置中的反应完全后，需再次通入空气，其目的是　　

小周方案Ⅱ：小周用沉淀法测定样品中的NaHCO₃的质量分数。操作流程如下：

（已知：NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O）

（5）为使定量分析更准确，在操作Ⅰ之前，需判断所加BaCl₂溶液是否过量，请你设计一个合理方案：　　。

某兴趣小组在准备化学实验基本技能考查时，对以下问题进行了探究。

Ⅰ．探究酸和碱能否发生反应

方案l：甲同学向盛有少量NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液，振荡，继续加入稀硫酸，观察到溶液由　　色变成无色。甲同学得出结论：酸和碱能发生反应。

方案2：乙同学取少量NaOH溶液，测得溶液pH为10，向该溶液中加入一定量稀硫酸后，测得溶液pH为9，乙同学发现溶液pH减小了，得出结论：酸和碱能发生反应。

交流讨论：大家同意甲同学的结论，对乙同学的实验过程提出质疑，溶液pH减小的原因还可能是稀硫酸中的水稀释了NaOH溶液；大家认为，乙同学向NaOH溶液中加入稀硫酸后，测得溶液的pH必须　　7（填“小于”或“小于或等于”）才能证明酸和碱能发生反应。

请写出稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式　　。

Ⅱ．探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分

丙同学对探究Ⅰ中甲同学实验后的无色溶液展开探究。

【提出问题】试管中无色溶液的溶质除了酚酞还有什么？

【提出猜想】（l）Na₂SO₄；（2）Na₂SO₄和　　。

【设计实验】

	实验操作	实验现象	实验结论
方案1	向试管中加入少量锌粒，然后加入甲同学实验后的无色溶液	锌粒逐渐减少，有　　产生	猜想（2）成立
方案2	向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液，然后慢慢滴加NaOH溶液，并不断振荡试管	开始无明显现象，过一会发现　　。

【实验反思】为了验证猜想（2）成立，你认为还可以选择的药品是　　（填字母序号）

A．BaCl₂溶液        B．Cu        C．Fe₂O₃。

膨松剂是一种食品添加剂，某研究小组对膨松剂进行了如下探究

【趣味实验】

实验1：和面．向20g面粉中加入10mL水，制得的面团编为1号；向20g面粉中加入10mL水，再加入2g膨松剂M，制得的面团编为2号．

实验2：发面．将和好的2个面团放入微波炉中加热，几分钟后，取出面团，发现1号面团无明显胀大，2号面团明显胀大且手感比较松软．

【提出问题】膨松剂M的成分是什么？

【提出假设】

假设1：M是NH₄HCO₃；

假设2：M是NaHCO₃；

假设3：M是NH₄HCO₃和NaHCO₃

【实验探究1】

序号	实验步骤	实验现象	实验结论
①	取少量M于试管中，加热一段时间	无刺激性气味 试管内壁有水珠 试管内有固体剩余	假设　　成立 假设　　不成立

【提出新问题】实验①试管中剩余固体是什么？

【实验探究2】

实验②：将实验①所得固体继续加热，无明显现象．冷却，向试管中加水，固体全部溶解，将所得溶液分为2份；向其中1份溶液中滴加稀盐酸，有气泡生成，将生成的气体通入澄清石灰水，有白色沉淀；向另1份溶液中滴加足量氯化钙溶液，有白色沉淀生成，静置，向上层清液中滴加2滴无色酚酞试液，溶液不变红．

【得出结论】

实验①试管中剩余固体是　　（填化学式）

【反思提高】

（1）NH₄HCO₃受热分解的化学方程式是　　．

（2）受热稳定性：Na₂CO₃　　（填“＞”“＝”或“＜”）NaHCO₃．

【拓展应用】

某品牌复配膨松剂N的配料为：磷酸二氢钙、碳酸氢钠和玉米淀粉，N遇水会发生如下反应：Ca（H₂PO₄）₂+2NaHCO₃═CaHPO₄↓+Na₂HPO₄+2CO₂↑+2H₂O；利用N和面和发面（加热）时，面团都会胀大．下列叙述正确的是　　（填序号）

a．常温下的溶解度：Na₂HPO₄＞CaHPO₄

b．碳酸氢钠在水溶液中遇到酸性物质能产生气体

c．根据上述反应，产生0.22gCO₂至少需要NaHCO₃的质量为0.42g．

碳酸钙、碱石灰（NaOH和CaO的混合物）等作为吸收剂可以对燃煤烟气进行脱硫处理，利用数字化实验可以来测定燃煤烟气中SO₂的含量，得到如图所示的SO₂含量与时间的关系曲线图

（1）由图可知，脱硫效率较高的吸收剂是　　（填名称）。

（2）实验时，称取的3份原煤的质量要相等，其目的是　　。

（3）利用碳酸钙吸收SO₂转化为CaSO₃，CaSO₃与空气中O₂反应转化为CaSO₄．写出CaSO₃转化为CaSO₄的化学方程式　　。

（4）利用碱石灰吸收SO₂时，下列措施能使脱硫效率提高的是　　（填序号）

a．将原煤与碱石灰粉碎，混合均匀

b．将碱石灰的用量适当增加

c．将时间300s变为500s

（5）利用碱石灰吸收1.28gSO₂时，碱石灰中的NaOH、CaO与SO₂反应转化为Na₂SO₃和CaSO₃，则理论上反应消耗碱石灰的质量（m）范围是　　。

兴趣小组实验中，将NaOH溶液滴入CuSO₄溶液中，结果溶液中生成了浅绿色的固体。于是，他们对该浅绿色固体的成分进行探究。

【查阅资料】

①NaOH与CuSO₄反应会生产Cu（OH）₂，也会生成Cu₄（OH）₄SO₄（碱式硫酸铜）。

②Cu（OH）₂在80℃会分解生成CuO。

③Cu₄（OH）₄SO₄不溶于水，能与酸反应，分解温度需300℃。

【猜想与假设】

猜想一：浅绿色固体为Cu（OH）₂。

猜想二：浅绿色固体为　　。

猜想三：浅绿色固体为Cu（OH）₂和Cu₄（OH）₄SO₄。

【获取事实与证据】

①取少量浅绿色固体放入试管中，加热至100℃，观察到黑色固体物质，说明浅绿色固体中存在　　。

②另取少量浅绿色固体放入试管中，加入足量稀硝酸，再滴加Ba（NO₃）₂溶液，出现白色沉淀，该白色沉淀是　　。

【结论】整个实验证明猜想　　正确。

某混合气体可能有CO₂、CO、H₂中的一种或几种，某学习小组的同学为了研究气体的组成，设计了如图装置进行实验（夹持装置已省略）。实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变红色，D中的固体有白色变蓝色，F装置中有水流入烧杯。

在反应前后对C、D装置进行了质量的测量（各步反应均完全），测量结果如表：

反应前后	反应前	反应后
C装置中试管与固体的总质量（克）	a	c
D装置中U形管与固体的总质量（克）	b	d

请分析回答下列问题：

（1）请写出A装置中反应的化学方程式　　。

（2）一定能证明混合气体中有氢气存在的实验现象是　　

（3）F装置的作用：①“抽气”；②　　

（4）证明原混合气体中有CO存在的定量关系是　　（用字母a、b、c、d表示。）

某兴趣小组同学欲探究NaOH溶液与CO ₂气体的反应，设计如图所示实验装置：

（1）若导管a与b连接，将分液漏斗中的NaOH溶液注入锥形瓶，关闭分液漏斗上的活塞，振荡，然后打开导管上的活塞，观察到的实验现象是 　 　，CO ₂与NaOH反应的化学方程式是 　 　；

（2）探究反应后锥形瓶内溶液中溶质的成分：

已知Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂═2NaHCO ₃

NaHCO ₃+NaOH═Na ₂CO ₃+H ₂O

【提出猜想】Ⅰ．NaOH和Na ₂CO ₃；Ⅱ． 　 　；

Ⅲ．NaHCO ₃；Ⅳ．Na ₂CO ₃和NaHCO ₃．

【查阅资料】①Ca（OH） ₂与Na ₂CO ₃、NaHCO ₃均能反应且有白色沉淀生成；

②CaCl ₂与Na ₂CO ₃能反应且有白色沉淀生成，与NaHCO ₃不反应；

③NaHCO ₃溶液显碱性，可与酸反应生成CO ₂气体．

【设计实验】限选试剂：Ca（OH） ₂溶液、CaCl ₂溶液、稀盐酸、酚酞试液．

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量反应后溶液于试管中，加入足量的 　 　振荡	产生白色沉淀	猜想Ⅲ不成立
2．将操作Ⅰ所得混合物过滤，向滤液中加入足量的 　 　，振荡		猜想Ⅳ成立

【拓展应用】联想到空气中有CO ₂，所以实验室中的氢氧化钠溶液应 　 　保存．

"84"消毒液在日常生活中使用广泛，具有漂白、杀菌、消毒功效。某化学兴趣小组对一瓶敞口久置的"84"消毒液成分产生兴趣，在老师的指导下，展开探究。

【提出问题】该敞口久置的消毒液中溶质有哪些？

【查阅资料】"84"消毒液主要成分是次氯酸钠（NaClO）和氯化钠，NaClO为有效成分，有腐蚀性并易与空气中CO ₂反应（2NaClO+CO ₂+H ₂O═2HClO+Na ₂CO ₃）。NaClO溶液、HClO都具有漂泊、杀菌、消毒功效。HClO不稳定，受热或光照会发生分解。

【分析讨论】小组同学经过讨论，认为该消毒液中的溶质一定有 　　。可能还有NaClO、Na ₂CO ₃、HClO中的一种或多种。

【实验过程】Ⅰ：向装入有色布条的试管中加入适量该消毒液试样，布条长时间不褪色。

Ⅱ：另取适量该消毒液试样于试管中，加入足量氯化钙溶液，静置，观察到的现象为 　　。

【得出结论】实验过程Ⅰ中有色布条不褪色，说明该消毒液试样中的溶质不含 　　。实验过程Ⅱ中反应的化学方程式为 　　。综上所述，该消毒液试样中的溶质为 　　。

【交流反思】生活中，"84"消毒液贮藏时应注意 　　；一般不要"84"消毒液对蔬菜、水果进行消毒，其原因可能是 　　。

【拓展延伸】（1）次氯酸钠与稀硫酸可发生复分解反应，化学方程式为 　　

         （2）次氯酸钠与盐酸反应可生成有毒的氯气，日常生活中"84"消毒液不能与洁厕灵（主要成分为盐酸）混合使用。

莫凡同学完成镁与稀盐酸反应的实验后，观察到有灰白色沉淀生成的"异常"现象，引起了他的兴趣，并进行了以下探究。

【初步探究】出现灰白色沉淀是否为偶然现象。

【实验Ⅰ】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带，现象如下：

实验组别	A	B	C	D
镁带长度	1cm	2cm	3cm	4cm
沉淀量	无沉淀生成	少量沉淀	沉淀较多	沉淀很多

【实验结论】并非偶然，据表分析， 　　是实验出现"异常"的主要因素。

【再次探究】该沉淀的成分

【猜想假设】猜想1：Mg；猜想2：MgCl ₂

【实验Ⅱ】

序号	实验操作	实验现象	实验结论
①	取1g样品，加入足量 　　，振荡	未见气泡	猜想1错误
②	取1g样品，加入5mL蒸馏水，振荡	沉淀未溶解	猜想2错误
③	取1g MgCl 2固体，加5mL蒸馏水，振荡	固体全部溶解

【交流讨论】

（1）莫凡同学做出猜想Ⅰ的依据是他认为反应物Mg过量，作出猜想2的依据是他认为生成物MgCl ₂ 　　。

（2）从实验设计的角度讲，实验③的作用是 　　。

【深入探究】该沉淀的物质组成

【查阅资料】

灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁，它存在多种组成，化学式可表示为Mg _x（OH） _yCl _z•nH ₂O[即每份Mg _x（OH） _yCl _z结合了n份H ₂O]，它受热分解可产生氧化镁、氯化氢和水。

【实验Ⅲ】

洗去沉淀表面杂质并室温晾干，取其7.07g，用如图装置（夹持仪器未画出）按照正确的操作步骤进行实验，待反应停止后，测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g，装置B的质量增加了2.34g。

【问题讨论】

（1）反应停止后，应继续通入N ₂一段时间，目的是 　　。

（2）该沉淀中，镁、氯的离子个数比n（Mg ²⁺）：n（Cl ^﹣）＝ 　　。

（3）若沉淀Mg _x（OH） _yCl _z•nH ₂O中，n＝5，则X、Y、Z的数值依次为 　　。

在探究氢氧化钙与稀盐酸中和反应实验时，忘记了滴加酚酞溶液，无法判断反应进行到何种程度，同学们决定对反应后溶液中溶质的成分进行探究．写出该化学反应的方程式 　　．

【提出问题】反应后溶液中的溶质是什么？

【做出猜想】猜想一：CaCl ₂和Ca（OH） ₂   猜想二：CaCl ₂和HCl    猜想三： 　　

请将猜想三补充完整，并说出你猜想的理由是 　　．

【设计方案】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量反应后的溶液于试管中，滴加酚酞试液		猜想一不正确
②另取少量反应后的溶液于试管中，加入		猜想二不正确

【拓展与应用】举例说明中和反应在日常生活和工农业生产中的应用 　　（答一点即可）

（一）请结合下列实验装置，回答问题：

（1）以高锰酸钾为原料、利用A装置制取氧气的化学方程式为 　　。

（2）用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，选用的装置为 　　（填字母）。

（3）与集气瓶配套使用的玻璃片一般一面为光滑面，另一面为磨砂面，收集气体时用玻璃片的 　　盖好集气瓶（填"光滑面"或"磨砂面"）。

（二）题中制取CO ₂后残留的废液收集在学校实验室的废液缸中。某化学课外小组的同学想探究废液中溶质的成分，请我们共同参与探究并回答下列问题：

（1）[查阅资料]CaCl ₂溶液呈中性。

（2）[提出问题]废液中的溶质是什么物质？

（3）[作出猜想]猜想一：废液中的溶质只有CaCl ₂。

猜想二：废液中的溶质有CaCl ₂和 　　（填化学式）。

（4）【实验与结论】①甲同学取少量CaCl ₂溶液和废液分别加入到2支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞溶液做对比实验，结果两试管中溶液均无色，于是甲同学认为猜想一是正确的。

②你认为甲同学的实验 　　（填"能"或"不能"）证明猜想是正确的，理由是 　　。

③如果要证明猜想一是正确的，你做对比实验时选择加入的试剂是 　　，实验时装有废液的试管中可能观察到的现象是 　　。

实验室保存有一瓶淡黄色固体药品，标签上的药品名称为“过氧化钠（Na₂O₂）”，但是已经过了保质期。某化学兴趣小组想知道这瓶固体究竟含有哪些物质。他们在老师的指导下进行了实验探究，请你完成兴趣小组的下列实验报告。

【查阅资料】

Ⅰ．过氧化钠是一种淡黄色固体，常用在呼吸面具和潜艇中制造氧气。其原理是：2Na₂O₂+2CO₂═2Na₂CO₃+O₂ 2Na₂O₂+2H₂O═4NaOH+O₂↑

Ⅱ．常温常压下，O₂和CO₂的密度分别为1.3g/L、1.8g/L。

【分析猜想】

（1）该小组同学认为，不用做实验，仅由查得的资料和所学知识就可推断该固体一定含有Na₂O₂．理由是　 　。

（2）进一步对固体成分提出以下猜想：

Ⅰ．只有Na₂O₂；Ⅱ．含有Na₂O₂和Na₂CO₃两种物质；

Ⅲ．含有　　两种物质；Ⅳ．含有　　。

【实验操作】

首先按如图连接好装置。用电子秤称取 1.00g 固体样品置于干燥的仪器 X 中，向分液漏斗中加入一定量的蒸馏水。

（3）仪器X的名称是　 　。打开分液漏斗活塞，将蒸馏水加入仪器X中。反应完全后（无固体剩余），注射器内收集到80.0mL气体，说明样品中含有　 　g Na₂O₂（计算结果保留到小数点后两位）。

（4）更换注射器后，再通过分液漏斗向仪器X 中加入足量稀盐酸，溶液中出现气泡，最终注射器内收集气体的质量为 0.11g。由此可知，样品中含有　　，该物质的质量为　　（计算结果保留到小数点后两位）。

【得出结论】

（5）通过以上实验操作得出结论，猜想　　是正确的（填序号）。

已知：SiO₂不与稀盐酸反应。牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50%，主要用于增强牙膏对牙齿的摩擦和去污，牙膏摩擦剂一般由CaHPO₄、CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂中的一种或几种组成。牙膏中只有摩擦剂不溶于水。请回答下列问题：

（1）上述几种物质中属于盐的是CaCO₃和　 　（填化学式）；Al（OH）₃的名称是　 　。

（2）已知某品牌牙膏中的摩擦剂是CaCO₃、Al（OH）₃和SiO₂中的一种或两种，将适量的牙膏溶于水，静置后过滤，向滤渣中加入足量稀盐酸，没有观察到气泡，且有不溶物，则该牙膏中一定不含　 　，一定含　 　。

（3）用如图所示装置（夹持仪器略去）测定另一品牌牙膏中碳酸钙的含量。请回答下列问题：

①装置B中仪器X的名称是　　。

②装置A中滴加盐酸反应完全后，打开活塞K缓缓通入N₂，其作用是　 　。

③准确称取5.0g牙膏样品进行实验，测得B中沉淀质量为1.2g。则样品中碳酸钙的质量分数为　　。

氢氧化钠是重要的工业原料，也是实验室的常用药品。小明和小芳做了如下探究：

（1）小明查阅资料得知，氢氧化钠溶液露置在空气中容易变质，其变质的化学方程式　　。

（2）小明向氢氧化钠溶液中加入稀硫酸，该中和反应的实质是　　。然后，对反应后废液的溶质进行了如下探究：

【提出问题】氢氧化钠溶液和稀硫酸反应后，溶质是什么？

【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性

【猜想假设】猜想Ⅰ硫酸钠和氢氧化钠；猜想Ⅱ硫酸钠和硫酸；猜想Ⅲ　　。

【设计实验】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量废液于试管中，滴入几滴酚酞试液	溶液无明显变化	猜想　　不成立
②另取少量废液于试管中，滴入几滴氯化钡溶液		猜想Ⅱ成立

【反思与评价】小芳认为实验操作②得出的结论不成立。为了证明猜想Ⅱ成立，可以向废液中加入少量氧化铜粉末，原因是　　（用化学方程式表示）

某学习小组在实验室中看到氢氧化钠（固体）试剂瓶标签上标注着“NaOH含量不少于96.0%”，提出对氢氧化钠固体中主要含有的杂质成分进行探究。

【提出问题】氢氧化钠固体中主要含有什么杂质？

【查阅资料】工业制取NaOH的反应原理是2NaCI+2H₂O2NaOH+H₂↑+CI₂↑，然后蒸发溶剂获得氢氧化钠固体。

【提出猜想】氢氧化钠固体中主要杂质为NaCI和Na₂CO₃。

小组同学猜想含有NaCI的理由是原料中的氯化钠没有完全转化为氢氧化钠；含有Na₂CO₃的理由是　　。

【实验探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤①：取少量固体样品溶于水。	固体溶解，溶液温度明显上升	猜想正确
步骤②：待步骤①中溶液冷却后，向溶液中滴加过量　　。	开始无明显变化，后产生气泡
步骤③：向步骤②所得溶液中滴加　　溶液。	产生白色沉淀

【实验反思】步骤②所得溶液中的溶质除NaCI外，还有　　。