初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

2012年广西境内龙江河曾发生镉浓度超标事件．某化学活动小组根据该事件开展了一次关于金属镉与铜、银金属活动性顺序的探究及镉污染事故处理方法的研讨活动．
查阅资料：a．镉（Cd）是一种银白色金属，在化合物中通常表现为+2价； b．水体中镉元素通常以氯化镉的形式存在； c．氯化镉能溶于水，氢氧化镉难溶于水
（一）金属镉与铜、银活动性顺序的探究

实验步骤	实验现象	实验结论
取适量镉、铜、银于三支试管中，分别加入足量稀盐酸．	镉表面有气泡产生，铜、银表面无气泡产生	镉的金属活动性　  　铜和银（填“大于”、“小于”或“等于”）
取适量铜于试管中，加入少量硝酸银溶液	，铜的表面覆盖了一层银白色物质．	铜的金属活动性大于银

 
（二）对镉污染事故处理方法的讨论
小聪认为可用向受污染河段抛撒过量烧碱固体的方法除去氯化镉，其反应原理用化学方程式表示为　                        　．小敏认为该方案虽然有效，但有缺陷，其原因是氢氧化钠有强腐蚀性．受小聪与小敏启发，你认为可以用　        　（填写俗称）代替烧碱．

碳酸钙在高温下煅烧一段时间后，得到白色固体（CaCO₃CaO+CO₂↑），为了确定白色固体的成分，对其可能的组成进行探究，请你完成下表．

假设（猜想）	验证方法及操作	可能看到的现象	结  论

 

某校研究性学习小组对竹子里的气体成分进行了探究，将从竹子里收集的两瓶气体与两瓶空气进行对照实验：
（1）将点燃的木条同时伸入两瓶气体中，发现木条在竹子里气体的旺盛程度比在空气中燃烧的要低．该实验可证明竹子里的气体一定含有　　．
（2）将澄清的石灰水同时加入到两瓶气体中，空气不能使澄清石灰水变浑浊，竹子里的气体能使石灰水变浑浊．该实验可证明竹子里的气体一定含有　　．
根据以上两个对比实验中的实验现象，从量的多少方面与空气比照，我们可得出的两个结论是：①　                 　；②　                  　．

学校实验室的废液缸中收集了学生在实验室制取CO₂后残留的废液．小红同学想探究废液中溶质的成分，请你一同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】小红认为废液中的溶质只有CaCl₂．你认为还可能含有的溶质是　　．（化学式）
【查阅资料】CaCl₂溶质呈中性．
【实验与结论】为了验证小红的结论，小红进行了下面是的实验：

实验操作	实验现象	结论
取少量废液于试管中，向其中滴加几滴无色酚酞溶液	溶液呈　   　．	废液中只有　 　，自己的猜想正确

 
（1）你认为小红的实验　 　（填“能”或“不能”）证明她的猜想，理由是　                  　．
（2）如果想要证明我的猜想是正确的，请补充完下面的实验方案

实验操作	实验现象
①取少量废液与试管中，向其中加入石蕊溶液	废液变为
②取少量废液与试管中，向其中加入　  　．	有气体产生
③取少量废液与试管中，向其中加入　  　．

 
（3）若实验证明你的猜想是正确的，想要处理废液只得到CaCl₂溶液，应向废液中加入过量的　     　，反应完成过　                       　．

膨松剂是一种食品添加剂．它在面包制作过程中发生反应产生气体，使面包变得松软．膨松剂反应产生气体的量作为检验膨松剂品质的一项重要指标．已知某膨松剂含碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种，化学兴趣小组对该膨松剂进行如下探究：
查阅资料：2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；  NH₄HCO₃NH₃↑+H₂O+CO₂↑．碳酸钠比较稳定，普通加热不分解；碱石灰不与氨气反应，常用于吸收水蒸气和二氧化碳．
实验目的：确定膨松剂的成分
在玻璃管中加入该膨松剂，按如图连接好装置（气密性良好，铁架台略去），点燃酒精灯．

（1）关闭铁夹2，打开铁夹1，观察到现象　                      ，说明产物中有二氧化碳，该反应的化学方程式为　                                                  　．
（2）打开铁夹2，关闭铁夹1，观察到的现象：　                    　，说明产物中有氨气．
（3）若想确定该膨松剂的成分是碳酸氢钠和碳酸氢铵的混合物，在上述实验的基础上（不添加其它仪器和试剂）应该继续完成的实验是　                                　（具体实验操作及明显现象）．

用如图所示装置分别进行两个实验（已知：氯化钙溶液呈中性）．
（1）打开止水夹，向Ⅰ中液体加入一种黑色固体、Ⅱ中液体加入一种白色固体．Ⅰ和Ⅱ中均有气泡出现，且Ⅱ中液体内出现燃烧现象．
①写出燃烧反应的化学方程式　                                       　．
②请说明Ⅱ中出现燃烧的原因　                                       　．
（2）打开止水夹，向Ⅰ中液体加入一小块固体．Ⅰ和Ⅱ中均有气泡出现，且Ⅱ中液体出现浑浊现象．关闭止水夹，发现Ⅱ中液面上升，溶液由浑浊变澄清．
①请说明溶液由浑浊变澄清的原因　                                   　．
②若实验后Ⅱ中澄清液中的溶质由一种或两种物质组成，为检验其成分，应该进行的实验操作是　
　                                                                ．

老师在讲解溶洞的形成时，告诉了同学们一个新的化学反应：
CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂
化学兴趣小组的同学们提出一个大胆的猜想：“Na₂CO₃溶液也能与CO₂发生反应”．
为了确定同学们的猜想是否正确，兴趣小组在老师的指导下，通过实验探究的方法，完成了对该猜想的判断．请你完成兴趣小组在实验探究活动中的部分实验报告．
【实验目的】：探究Na₂CO₃溶液能否与CO₂反应
【实验药品】：大理石、CaO、Na₂CO₃溶液、饱和的NaHCO₃溶液、CaCl₂溶液、浓盐酸、稀硫酸、浓硫酸、澄清石灰水
【查阅资料】：
①2NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+Na₂CO₃+2H₂O；
②Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
③2NaHCO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl+H₂O+CO₂↑
④二氧化碳能溶于水，但几乎不溶于饱和NaHCO₃溶液
【实验装置】：如图
【实验操作步骤与现象】：
①制取二氧化碳时应选用上述的　                     　（请从以上给出的药品中选择并填药品的名称）
②装置Ⅱ中盛放的饱和NaHCO₃溶液的作用是　                         　．
③使过量的CO₂通过装置Ш，充分反应后，将其中所得的溶液取出3mL于试管中，然后向试管中加入　　试剂（请从以上给出的药品中选择并填药品的名称）
a．当试管中　                    　现象时，Na₂CO₃溶液与CO₂没有发生反应；
b．当试管中　                    　现象时，Na₂CO₃溶液与CO₂发生了化学反应，其反应的化学方程式为　                              　．
【结论】：通过实验探究，同学们的猜想是正确的．

CaO和NaOH固体的混合物，俗名“碱石灰”，实验室常用作干燥剂．碱石灰在空气久置会吸收空气中的水和二氧化碳而变质．某实验小组为确定一瓶久置的碱石灰样品的成分，设计了如图所示实验流程． 请你参与探究过程：

（1）为了使样品充分溶解，操作一定还要用到的玻璃仪器是　   　；操作二的名称是　  　．
（2）固体A中一定含有　                    　．
（3）溶液B成分的探究．
[查阅资料]
①Ca（OH）₂、Na₂CO₃溶于水无明显的温度变化；
②Na₂CO₃溶液呈碱性，能使酚酞试液变红；
③CaCl₂溶液呈中性．
[猜想]
溶液B中溶质可能为：①NaOH； ②Na₂CO₃； ③NaOH和Na₂CO₃；④Ca（OH）₂和　   　
[设计方案并进行实验]
甲、乙同学分别设计如下方案并进行探究：
甲同学：取少量溶液B于试管中，滴加足量的稀盐酸，产生大量气泡，则溶液B中的溶质是Na₂CO₃．
乙同学：取少量溶液B于试管中，滴加几滴酚酞试液，溶液变成红色，则溶液B中的溶质一定含有NaOH．
[反思与评价]
丙同学认真分析上述二位同学的实验，认为他们的结论均有不足之处，并且做出了正确的判断．他认为B溶液中一定含有Na₂CO₃，可能含有NaOH．为进一步确认溶液B中是否含NaOH，做做了如下实验．

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量溶液B于试管中，加入足量CaCl2溶液； ②过滤，在滤液中滴加酚酞试液	①有白色沉淀生成 ②溶液由无色变为红色	猜想③正确

 
实验步骤①中发生的化学反应方程式是　                 　，其实验目的是　         　．
（4）实验过程中，同学们发现向样品中加水时还放出大量的热．综合以上探究，下列对样品成分分析正确的是　         　（填序号）．
A．一定有NaOH   B．一定有Na₂CO₃    C．一定有CaO    D．至少有NaOH、CaO中的一种．

某化学小组在课外活动时做了一个实验，在甲试管中装入固体物质，乙试管中装入液体试剂，按如图所示组装好仪器（图中铁架台等仪器已略去）．
（1）若甲试管装入碳酸钠，乙试管装入紫色石蕊试液，丙中加入稀硫酸，打开分液漏斗加入足量的液体，同时打开止水夹．乙试管中的现象为　               　．立即关闭止水夹，看到　  　（填甲乙）中液面上升．产生以上现象的原因　                               　（用化学方程式表示）
（2）若乙中装入饱和的石灰水，丙中液体加入到甲中后，石灰水变浑浊．则甲、丙中的物质可能为　            　（填与（1）中不同的物质）．

实验室里，试剂瓶的标签常因脱落或被腐蚀而丢失，现有失去标签的6瓶溶液，可能是NaCl、Na₂CO₃、NaOH、CaCl₂、Ca（OH）₂、HCl、CuSO₄七种物质中的六种，教师将它们编号为A、B、C、D、E、F，让同学们鉴别这六种物质，请你参与小明的下列鉴别过程．
[查阅资料]：CaCl₂溶液显中性，CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
（1）观察各种溶液的颜色，其中C瓶为　  　色，是硫酸铜溶液．
（2）做两两混合实验，E与其他四种物质混合的实验现象记录如下：

	A	B	D	F
E	无现象	白色沉淀	无色气泡	白色沉淀

 
由此实验确定 E是       　（写化学式），还能确定　                      　．
（3）若只用酚酞溶液，进一步确定另外三种物质的成分，你的实验设计是（填下表）：

实验操作	实验现象及实验结论

 
（4）六种物质都鉴别出来以后，小明将NaOH溶液和Na₂CO₃溶液混合，再滴加稀盐酸，从开始滴加稀盐酸到过量的现象是　                          　；此时溶液中的溶质为　                　．

某学习小组对在实验中吸收过二氧化碳气体的碱石灰成分进行了研究．
【查阅资料】
①碱石灰是CaO与NaOH 的固体混合物，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体．
②碱性的Na₂CO₃溶液可以与中性的CaCl₂溶液发生复分解反应．
【提出猜想】
该碱石灰的主要成分可能含有　    　、Ca（OH）₂、CaCO₃、NaOH和　    　．
【设计方案、收集证据】
（1）甲同学在烧杯中放入少量的碱石灰样品，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置有白色沉淀，甲同学认为样品中一定含有CaCO₃，乙同学认为他的结论不准确，原因是：　                  　（填化学方程式）．
（2）乙同学进一步设计实验并进行验证，过程如下：

实验操作	实验现象	实验结论
①从甲同学的烧杯中取少量上层清液于试管中，向其中滴加足量　  　溶液．	有白色沉淀生成	生成白色沉淀的化学方程式为： 　                 　．
②过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液．	无明显现象	通过实验及分析，样品中不含有： 　                    　．

【解释与评价】
（1）乙同学进一步设计了下列实验装置，通过称量B装置的质量变化来确定样品的成分及质量（气密性良好，每步均完全反应，操作无误）．

多次实验发现测定结果有时偏大有时偏小偏差，试分析其主要原因：　                                                                                 。
（2）在老师的指导下乙同学完善了实验装置，并重新进行了实验，步骤如下：

①检查装置气密性，将5.06g干燥的样品放入锥形瓶中；
②打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气，关闭活塞b；
③称量盛有氢氧化钠浓溶液的D瓶质量；
④向锥形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再产生气泡；
⑤打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
⑥称量D瓶质量，增重2.2g．
通过分析及计算可知：5.06g样品中各成分及质量　                              ．　．

下面是某兴趣小组同学做的3个小实验．根据实验内容回答下列问题（仪器的固定装置已经省略）．

（1）若甲中为二氧化锰，连接甲乙装置，　                     　（填开关“K₁”和“K₂”的操作），从分液漏斗向甲中加入适量双氧水，该实验可以证明可燃物燃烧需要与氧气接触．甲中发生反应的化学方程式为　                                   　．
（2）若甲中为水，丙中为红色溶液，连接甲丙，打开K₁，关闭K₂，从分液漏斗向甲中加入某药品后，丙中只看到溶液由红色变为无色．写出丙中发生反应的化学方程式　                               　．
（3）若甲中为二氧化碳（K₁、K₂关闭），连接甲丁，从分液漏斗向甲中加入适量的澄清石灰水，一段时间后，打开K₁，整个实验过程中甲中观察到现象是　                                         　．

A、B、C为初中常见物质，它们之间的转化关系如图（反应条件、部分反应物和生成物已略去）．
请针对以下四种情况回答问题．
（1）若A、B、C均为氧化物，除氧元素外另一种元素均不相同，且三种物质常温下状态均不相同．A、B、C的化学式分别为　                                       　．
（2）若A、B、C均为含有相同金属元素的化合物．向这三种物质得溶液中分别滴加稀盐酸，现象如下．A的化学式为　    　，B→C反应的化学方程式为　                                 　．

	A中现象	B中现象	C中现象
滴加稀盐酸	无明显变化	有气泡出现	无明显变化

 
（3）若A、B、C三种物质的组成中均有两种相同元素，且两种相同元素的原子个数比均为1：1．A的化学式为　            　，B→C反应的化学方程式为　                                     ．
（4）若A、B、C三种物质的组成中含有一种相同元素，且组成元素分别为一种、两种和三种．A、B、C的化学式分别为　                                               　（至少写出两组）．

化学是一门以实验为基础的科学，以下所示装置是化学小组同学设计的实验．

（1）研究铁生锈的条件：
如图1所示装置，通过该实验证明铁钉生锈是铁与　           作用的结果．
（2）研究燃烧的条件：
装置如图2所示，通过对比　                       　的现象，说明可燃物燃烧要与氧气接触．
（3）研究二氧化碳与氢氧化钠的反应：
在两个气密性良好且充满二氧化碳的500mL矿泉水瓶中，分别注入等体积的水、氢氧化钠浓溶液，充分振荡，出现图3所示现象．此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，理由是　                                                                               　；为进一步证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应，同学又补充了实验：用注射器向乙瓶中注入足量的稀盐酸，观察到的现象是　             　，反应的化学方程式为　                                　．

蜡烛完全燃烧生成CO₂和H₂O。燃烧时火焰分为三层，由于焰心温度较低，还会发生不完全燃烧，除生成CO₂和H₂O外，还有其它产物，小希对此进行了探究。

将图1所示装置固定在铁架台上，点燃蜡烛，将导管的一端插入焰心部分，引出焰心中的部分气体（如图2）。实验中可观察到：
（1）盛有冰水试管的水层上有一层薄薄的白色固体，说明引出的气体中含有                 。
（2）插入焰心的导管变黑，说明蜡烛不完全燃烧时有             （填化学式）生成。
（3）将一干冷的小烧杯罩在导管另一端，发现其内壁有           ，说明蜡烛燃烧有H₂O生成。点燃酒精灯，发现导出气体可燃烧，在火焰上方罩上沾有石灰水的烧杯，浑浊，           （填“能”或“不能”）证明该导出气体燃烧一定生成了CO₂，理由是            （填序号）。 
①CO₂能使澄清石灰水变浑浊
②石蜡蒸气能使澄清石灰水变浑浊
③蜡烛燃烧生成的CO₂也能使澄清石灰水变浑浊
（4）经实验证明该导出气体还含有CO，CO燃烧的产物与蜡烛燃烧产物之一相同，它在空气中燃烧的化学反应式为                                          。