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 　                                                 　。

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： 　           　。

铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。

（一）铁的应用和防护

（1）某麦片中含微量铁粉，食用后铁粉与胃酸反应转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为 　　。

（2）铁锈主要成分是Fe ₂O ₃•nH ₂O，铁生锈主要与空气中的 　　有关。

（3）如图实验说明NaCl在铁生锈中的作用是 　　。

（4）铁生锈的次要过程：Fe FeCO ₃•nH ₂O FeCO ₃

写出Fe转化为总反应的化学方程式 　　。

（5）为防止铁生锈，可对铁制品进行"发蓝"处理，使其表面生成致密氧化物（其中Fe、O元素质量比为21：8）保护膜，该氧化物的化学式为 　　。

（二）废铁的再利用

黄钠铁矾[NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z]是一种高效净水剂。用废铁屑（主要成分为Fe，含少量Fe ₂O ₃和FeCO ₃）制备黄钠铁矾的主要流程如图：

（1）将废铁屑研磨成粉末的目的是 　　。

（2）"酸溶"时H ₂SO ₄与Fe、FeCO ₃反应，还发生反应的化学方程式有 　　和Fe+Fe ₂（SO ₄） ₃＝3FeSO ₄。

（3）"转化1"发生反应的化学方程式为 　　。反应时温度不宜过高的原因是 　　。

（三）黄钠铁矾组成确定

称取9.70g黄钠铁矾，用如图装置进行热分解实验。

【资料】

①NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z在T ₁℃分解会生成H ₂O（气态），提高温度至T ₂℃继续分解产生SO ₃气体，并得到Fe ₂O ₃和Na ₂SO ₄。

②浓硫酸可用于吸收SO ₃。

（1）装配好实验装置后，先要 　　。

（2）分别控制温度在T ₁℃、T ₂℃对A中固体加热。

①控制温度在T ₁℃加热，实验后测得B装置质量增加1.08g。

②用D装置替换B装置，控制温度在T ₂℃，加热至反应完全。

③T ₁℃、T ₂℃时，加热后均通入一段时间N ₂，目的是 　　。

（3）反应完全后，将A装置中固体溶于足量水，过滤、洗涤、烘干得4.80g固体，将滤液蒸干得1.42g固体（不含结晶水）。

结论：NaFe _x（SO ₄） _y（OH） _z中，x：y：z＝ 　　。

反思：若该实验过程中缺少C装置，则x：z的值 　　（选填"偏大""偏小"或"不变"）。

在做盐跟盐反应的分组实验时，第一组的同学进行氯化钡与碳酸钠溶液的反应，第二组同学进行氯化钡与硫酸钠溶液的反应。实验结束后，两组的同学将全部的浊液集中倒进一个废液缸。某兴趣小组的同学对浊液进行过滤，探究滤液的成分，请你帮助他们完成该实验报告中的①﹣④。

【提出问题】滤液里溶质除氯化钠外，还有什么物质？

【提出猜想】猜想（1）　　

猜想（2）硫酸钠

猜想（3）碳酸钠

猜想（4）碳酸钠和硫酸钠

【实验探究】兴趣小组的同学为验证猜想，设计如下的实验方案

实验步骤	实验现象	结论
（1）取少量滤液于试管中，先滴加足量的	；	猜想（3）是正确的
（2）然后再向上述实验后的试管中滴入氯化钡溶液

冬天饶老师配值了一瓶澄清石灰水，到了夏天石灰水变浑浊了，瓶壁和瓶底出现了少量白色固体，同学们就此白色固体的成分探究如下：

（1）猜想：①可能含有碳酸钙，生成碳酸钙的化学方程式为　　．

②可能含有的另一种物质是　　，出现该物质的原因可能是温度升高，该物质的溶解度减小，结晶析出．

（2）同学们通过实验证明了猜想②中物质的存在，请你也设计一个实验予以证明．

工业采用电解氯化钠溶液制备烧碱。某同学取电解后的溶液进行如下探究：

【提出问题】电解后的溶液中的溶质是什么？

【猜想假设】（1）NaOH、NaCl（2）NaOH

【实验探究】取电解后的溶液，进行如下实验：

【收集证据】实验1的反应现象为（1） 　　，实验2发生反应的化学方程式为（2） 　　。

【实验结论】电解后的溶液中的溶质是（3） 　　。

【表达交流】实验中滴加酚酞溶液的作用是（4） 　　。在滴加过量稀硝酸的过程中，图2中①表示的是（5） 　　（填符号），②表示的是（6） 　　（填符号）。

【总结规律】通过探究还可认识到：上述实验1和实验2的反应都是两种化合物在溶液中（7） 　　的形式，通过一种（8） 　　的方式而发生的复分解反应。

为测定某硫酸铜样品中硫酸铜的含量（杂质不溶于水，不含铜元素，不与其他物质发生反应），进行了如下实验

（1）上述实验过程中发生反应的化学方程式为 　　。

（2）根据已知条件列出求解C烧杯中参加反应的硫酸铜质量（X）的比例式 　　。

（3）配制上述实验所用的氢氧化钾溶液，需要质量分数为20%的氢氧化钾溶液的质量为 　　。

（4）样品中硫酸铜的质量分数为 　　。

（5）D烧杯溶液中溶质的质量分数为 　　。

（6）若用湿法冶金的方法冶炼出100kg含杂质4%的铜，需要这种硫酸铜的质量为 　　。

小李在化学实验技能考查中，完成"用稀盐酸鉴别氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液，并测碳酸钠溶液的 $pH$"实验。
【实验一】小李取待测液甲、乙分别放置在试管①和②，再往两支试管中滴入稀盐酸，观察实验现象。根据现象推知，乙为碳酸钠溶液。

（1）实验中，小李应观察到试管②的现象是，
该试管中反应的化学方程式为。
（2）老师指出：除盐酸外，还可使用其它试剂鉴别氢氧化钠和碳酸钠溶液。请你选择一种不属于酸的试剂，并将鉴别实验中的预期现象以及化学方程式填入下表。

选择的试剂	预期现象	反应的化学方程式
	一支试管无明显现象； 另一支试管

【实验二】小李用玻璃棒蘸取"实验一"后试管②中的溶液沾在 $pH$试纸上，观察试纸颜色变化并与标准比色卡对照，读出溶液的 $pH$。小李的记录如下：

实验现象	结论
溶液沾在试纸上时，试纸缓慢地变色	与标准比色卡对比， $N{a}_{2}C{O}_3$溶液 $pH=3$

（3）小李因操作错误，得出" $N{a}_{2}C{O}_3$溶液 $pH=3$"的错误结论。指出小李操作错误之处。
答：。
（4）指出小李记录的"实验现象"中不科学的地方。
答：。

用右图的实验装置可制取二氧化碳气体,并验证二氧化碳的性质.清回答下列问题:

(1)指出装置 $A$中的错误之处:①; ②.

(2)纠正错误后,完成以下实验内容:
①实验室制取二氧化碳的化学方程式是.

②实验开始时应检查装置 $A$的.

③若要检验二氧化碳气体,装置 $A$与装置 $C$中的导管连接顺序序是 $a$ $\to$,观察到装置 $C$中的现象是. 
④装置 $A$与装置 $B$连接,观察到装置 $B$中现象是,说明二氧化碳具有的性质.

为探究 $C{O}_2$的化学性质，需要制取并收集干燥的 $C{O}_2$，以下是老师提供的一些实验装置。 

（1）实验室制取 $C{O}_2$的化学方程式为；
（2）浓硫酸的作用是，收集装置为（填字母）；
（3）学校实验室的废液缸中收集了同学们在实验室制取二氧化碳的废液。小溪同学想探究废液中溶质的成分，请你共同参与探究，并回答下列问题：
【提出问题]】废液中的溶质是什么物质？
【做出猜想】小溪认为废液中溶质只有氯化钙。
你认为还可能含有的溶质是（填化学式）；
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验与结论】
①小溪分别取少量该废液和氯化钙溶液加入到两支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液作对比实验，结果两支试管中溶液均为无色，于是小溪认为自己的猜想是正确的。
②你认为小溪的实验（填"能"或"不能"）证明她的猜想，理由是。
③如果要证明你的猜想是正确的，你选择的试剂是，试验中可以看到的实验现象。
【拓展与应用】
①若实验证明你的猜想是正确的，要想使处理后的废液只有氯化钙溶液，应向废液中加入过量的，反应完成后静置过滤，得到纯净的氯化钙溶液。
②通过以上探究，你认为实验室的废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是。（写一条）

图Ⅰ是小红按课本进行的一个化学实验，在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味。于是小明对原实验装置进行了改进，装置如图Ⅱ。

【实验操作】
$a$．向 $B,C,E$三支试管中分别加入5 $mL$的蒸馏水，各滴入1～2滴无色酚酞溶液，振荡，观察溶液颜色。
$b$．在 $A,D$试管中分别加入2 $mL$浓氨水，立即用带橡皮塞的导管按实验图Ⅱ连接好，并将 $D$试管放置在盛有热水的烧杯中，观察几分钟。
【分析讨论】：
⑴ $E$试管放有酚酞溶液的目的是。
⑵进行操作 $b$时观察到的现象是。
⑶由此可以得到的实验结论是①，②。
⑷对比改进前的实验，改进后实验的优点是。

小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔产生了兴趣，他确定了"探究鳔内气体成分"作为研究性学习的课题。小明通过查阅有关资料获知：这种鱼鳔内氧气约占1/4，其余主要是二氧化碳和氮气。他用医用注射器抽取鳔内气体。现给你两集气瓶的鳔内气体，请你帮助他设计实验验证假设。

	方 法	现 象
验证鳔内含 $O_2$	$a.$	$b.$
验证鳔内含 $C{O}_2$	$c.$	$d.$