初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

实验室开放日，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，进行了“自选仪器设计实验”的活动．实验室准备的仪器如下图所示：

(1) 小凡同学一眼就认出仪器E是_________，G是___________。
(2) 小明同学利用上述仪器进行粗盐水的过滤，他选择了漏斗和铁架台，你认为他还需选择的仪器是____________、_______________(填名称)。
(3) 小强同学准备配制100g15．8％的食盐溶液，你认为还缺少的一种主要仪器是__。

某化学兴趣小组按以下实验探究某一温度下的氯化钠饱和溶液的酸碱度。
[猜想或假设]：溶液的pH可能是（填入你的猜想或假设）
①  pH < 7   ②                     ③               
[设计和实验]：要测定溶液的酸碱度，除有正确的操作步骤外，其中不能使用下列物质
中的                 （填序号）来进行实验。
① pH试纸   ②紫色的石蕊试液      ③酚酞试液
组内同学进行如下实验：
甲同学：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把pH试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得 pH=7。
乙同学：取pH试纸放在玻璃片上，先用蒸馏水将pH试纸湿润，然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把pH试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得 pH=7。
丙同学：将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中，然后取出，把pH试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得 pH=7。
[评价]：三位同学操作规范的是                     。
其余同学操作上的错误是：                                                 。
[结论与分析]：丙同学得出“凡是盐溶液的pH都等于7”的结论，
你认为该结论        （填正确或不正确）。如不正确请举一例予以说明（如正确此空不填）                                                         。

某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动：
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬(CrSO₄)。
【提出猜想】对这三种金属的活动性顺序提出了如下猜想：
猜想①：Cr>Al>Cu   猜想②：Cr>Cu>Al
猜想③：Al>Cr>Cu   猜想④：Al>Cu>Cr
【讨论交流】根据已学的金属活动性顺序和已查阅的资料分析，肯定不能成立的是猜想是          (填序号)。
【实验设计及过程】请将表中的内容填写完整。

实验操作	实验现象	实验结论
室温下，将大小相同并打磨光亮的铬片、铝片、铜片分别投入盛有体积相同、浓度相同的稀硫酸的试管中	铬片表面产生气泡缓慢 铝片表面产生气泡较快 铜片表面无现象产生	猜想    (填序号)成立

【实验反思】
(1)将金属片投入稀硫酸前应先打磨金属片的目的是       。
A．除去金属表面氧化物，有利于直接反应
B．使金属表面光亮，便于观察现象
C．使金属表面温度升高，提高反应温度
(2)有同学提出探究金属活动性强弱还可以依据“金属与盐溶液是否发生置换反应”来判断。为了验证甲、乙、丙三种金属的括动性依次减弱，某同学设计了如下方案：
①把甲放入乙的盐溶液中②把乙放入丙的盐溶液中③把甲放入丙的盐溶液中
你认为该方案中的         (填序号)没有必要做。

(9分)某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图，装置气密性良好)，一段时间后，进行观察。请你一起参与分析，并完成后续实验设计。

【观察现象】①装置中右侧导管中的液面升高。
②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。
【提出问题】导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
【理论分析】小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是_______________。
【猜想与假设】小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：①________，②Fe₂O₃，③FeCl₃，④C四种物质。
【分析与验证】小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
(1)小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是_______________。
(2)小强同学想证明是否含有碳，他设计了下列方案并进行实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
用试管取少量黑色固体，滴加足量稀盐酸一定含有碳

(3)小组同学不能确定是否含有铁，请你帮他们设计方案进行确认：

实验步骤	实验现象	实验结论
你选用的试剂是：________

【知识链接】相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉在________(填“水”或“食盐水”)中生锈快。
【反思】防止铁制品生锈的方法是________________(写一种)。

同学们对 $C{O}_2$是否支持常见金属的燃烧进行了如下探究活动:
【活动一】探究 $C{O}_2$是否支持实验室常见金属镁的燃烧
实验①:将燃着的镁条插入充满 $C{O}_2$的集气瓶中,发现镁条仍在燃烧.观察生成物,除白色物质外,还有黑色物质.
（1）镁在 $C{O}_2$中反应的化学方程式为.

（2）实验①的结论是,由该结论可知(写"能"或"不能")用 $C{O}_2$灭火器扑灭活泼金属的火灾.
（3）通过实验①你对燃烧条件的新认识是.

【活动二】探究 $C{O}_2$是否支持生活中常见金属铁的燃烧
实验②:将弯成螺旋状的细铁丝系上一支火柴,点燃火柴后立即将铁丝插入装有 $C{O}_2$的集气瓶中,发现铁丝未燃烧.
某同学提出:如果实验②中细铁丝未得到充分加热,将对判断" $C{O}_2$是否支持铁的燃烧"造成干扰.他依据什么认为实验②中细铁丝未得到充分加热 $？$请你帮助他设计对比实验,排除干扰因素,证明 $C{O}_2$是否支持铁的燃烧.

实 验 方 法	可能观察到的现象和结论
	如果铁丝在装 $O_2$和装 $C{O}_2$的集气瓶中都燃烧,证明 $C{O}_2$支持铁的燃烧
如果铁丝在装 $O_2$的集气瓶中燃烧,在装 $C{O}_2$的集气瓶中逐渐冷却,证明 $C{O}_2$ $O_2$不支持铁的燃烧

同学们用Na₂CO₃溶液和浓HCl来研究简易灭火器的反应原理时，对废液的成分进行探究。上述两种物质发生反应的化学方程式为                 ，由此推测出废液中一定有NaCl，可能有Na₂CO₃或盐酸。
[实验探究]
㈠确定废液中是否含有盐酸
⑴选择试剂：根据盐酸的化学性质，同学们选用了如右图所示的五种物质，物质x是酸碱指示剂中的         溶液。

⑵实验验证：某同学向废液中加入少量的镁粉，观察到                  ，确定废液中一定没有盐酸。
(3) Y是一种红棕色的固体粉末,与盐酸反应后溶液呈黄色，写出其与盐酸反应的方程式                         。
㈡确定废液中是否含有Na₂CO₃
某同学选用              测出废液的pH=l0，确定废液中一定含有Na₂CO₃。
㈢处理废液，回收利用
欲从废液中得到纯净的NaCl，请完成如下实验方案设计。

方案	加入试剂	分离方法	方案评价
1	适量Ca(NO3)2溶液	、蒸发结晶	不可行，理由是
2	过量的	蒸发结晶	可行

方案1中发生反应的方程式为                                   。

近几年我国某些城市酸雨污染较严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的．
【提出问题】如何证明                                   。
【查阅资料】
（1）“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为：5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄”．
（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，能和澄清石灰水发生反应生成难溶于水的亚硫酸钙（CaSO₃），也能使澄清石灰水变浑浊．”请写出二氧化硫使澄清石灰水变浑浊的化学方程式：             ．
根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究．
【实验探究】
（3）甲同学：
“实验操作”：甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

“实验现象”：A                ，B                   。
“得出结论”：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素．
（4）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：                          ．
（5）丙同学：进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

【探究与结论】（6）上图C装置的作用是                                     ．
（7）丙同学的实验中若已证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学应看到的实验现象是                                                                   。

金属钛（Ti）是21世纪最重要的金属之一。某化学兴趣小组的同学为探究铝、铜、钛的金属活动顺序，做了如下实验：①先用砂布将金属表面擦光亮。②将大小、厚薄相同的三种金属片分别放入到盛有相同体积的同种盐酸的试管中，观察到的现象如下：

金属	钛	铝	铜
与盐酸反应的现象	放出气泡缓慢	放出气泡快	无现象

（1）依据上表现象推断三种金属的活动性顺序从强到弱为：              ，把金属钛放在硫酸铜溶液中能否发生反应？      （填“能”或“不能”）；
（2）根据三种金属的性质和用途回答：①建筑常用铝合金做门窗，原因是          （答2点）；
②把钛或钛合金放在海水中数年，取出后仍光亮如新，这说明金属钛具有很强的           性。

小亮在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，滴加盐酸前忘了加酸碱指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。
【探究目的】探究所得溶液的酸碱性
【提出猜想】所得溶液可能呈碱性，也可能呈酸性，还可能呈          ___________性。
【实验验证】

实验操作	实验现象	结论
用试管取该溶液1-2mL，滴入无色酚酞试液，震荡	无色酚酞试液变	溶液呈碱性
无色酚酞试液不变色	溶液呈中性或

【分析与思考】
⑴若无色酚酞试液不变色，为了进一步确定溶液的酸碱性，小亮提出了以下方案：
方案一：取样，加入碳酸钙，若观察到固体消耗并有气泡，则所取溶液呈酸性，有关化学方程式_________________________________；若无明显现象，则呈中性。
方案二：取样，加入金属锌，若有气泡产生，则所取溶液呈__________；若无明显现象，则呈中性。
⑵若溶液呈碱性，则溶液中使其呈碱性的离子是            （填写微粒符号），为避免碱性溶液污染环境，小亮对所得溶液进行了如下处理：向溶液中逐滴加入稀盐酸溶液，直到                      为止。

同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
(1)填表

实验步骤	观察到的现象
在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。	_________________
在上述所得的溶液中，插入     ，充分作用。	无明显现象
所得的溶液中插入      ，充分作用。	有关化学反应方程式： ___________________

结论：金属活动性Al ＞ Fe ＞ Cu
(2)将铝丝插入前应进行的操作是                            ；

水田或池塘里常常不时地冒出一些气泡，几位同学决心弄清这种气泡的成分。请你与他们一起完成如下的探究：
【猜想】Ⅰ. 这种气体含有CO₂；   Ⅱ.这种气体含有CH₄。
【实验和结论】
（1）在水田中一位同学用木棍搅拌瘀泥，另一位同学将装满水的集气瓶倒置于水中的气泡上方接收气体，如此重复几次后集满了2瓶气体。这种集气方法属于            。
（2）将一集气瓶的玻片移开少许，向瓶中加入澄清石灰水，盖好玻片反复振荡，发现澄清石灰水变浑浊，说明“猜想Ⅰ”               （填：成立、不成立）；然后移开玻片，立即用燃着的火柴靠近瓶口，剩余气体噗的一声燃烧起来，一位同学就认为“猜想Ⅱ”成立，燃烧的化学方程式为                                      ；另几位同学认为此现象不能说明CH₄的存在，原因是                                         。
（3）为了验证这种可燃性气体含有碳和氢，他们把另一瓶气体装配为如右图所示的装置，旋开活塞放水到集气瓶中，经验纯后用燃着的火柴靠近导管口，气体燃烧起来，紧接着的操作、现象和判断是：①用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上方，如果杯底变浑浊，说明该气体中含碳；②                     。干燥管中的碱石灰（CaO+固体NaOH）所起的作用是                              。

【拓展】如果要进一步确证这种含有C和H的可燃性气体就是CH₄，还应该进行         。

某化学课外兴趣小组通过查阅资料知道过氧化钠(Na₂O₂)能与水反应生成氢氧化钠和氧气，于是他们做了以下探究实验。
实验1：向包有过氧化钠粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。请你对脱脂棉燃烧的原因进行分析_______________________________________________。
实验2：向盛有过氧化钠粉末的试管中加入水，充分反应后，取试管中的少量溶液放入另一小试管中加入几滴无色酚酞试液，溶液变红，过了一会，红色又褪去了。
【提出问题】溶液为什么先变红，过了一会，红色又褪去了呢?
【猜想】甲同学认为是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故。乙同学认为甲同学的猜想不正确，理由是____               _____                         ________。
【查阅资料】①滴加酚酞呈现红色的溶液遇到H₂O₂时，H₂O₂可以破坏酚酞的结构，使酚酞在碱性溶液中不能再显红色；②酚酞在稀碱性溶液中稳定显红色，而在浓氢氧化钠等溶液中显红色后又褪色。
【猜想】通过查阅资料后，该兴趣小组对溶液的红色褪去的主要原因进行了猜想。
猜想A：过氧化钠与水反应可能生成了H₂O₂；猜想B：生成的氢氧化钠溶液可能太浓。
【实验探究】请你将下列实验方案填写完整。

猜想	实验操作	实验现象	结论
A	取过氧化钠与水反应后的溶液放入试管中，_____ ___________________________________________	_________________	猜想A 正确
B	取过氧化钠与水反应后的溶液放入试管中， ________________________________________	________________	猜想B 错误

我们常用实验探究的方法来研究常见物质的组成，如下图：

（1）A实验是利用可燃物消耗瓶内的      ，使瓶内压强减少来推测空气里氧气的含量；
（2）B实验是通过电解水生成氧气和       ，可以说明水是由       组成的；
（3）C实验原理与       （填实验代号）实验相同，其中甲烷的化学式是          

某课外活动小组的同学为测定一瓶BaCl₂溶液溶质的质量分数，做了以下实验，请回答有关问题：
（1）从试剂瓶中取出10gBaCl₂溶液于一个洁净的烧杯中。
（2）用胶头滴管向烧杯中滴加AgNO₃溶液，直至                    为止，反应的化学方程式为                                   ；滴加AgNO₃溶液时，滴管要保持         ，不要接触器壁，用毕立即用蒸馏水清洗干净。
（3）右图所示的过滤装置有两处明显的错误，请用文字叙述加以改正。
                           ；                              。

用改正后的装置对（2）中的混合物进行过滤。
（4）把过滤得到的沉淀物移到蒸发皿中加热蒸干，充分干燥后称量，沉淀物的质量是2g，则BaCl₂溶液溶质的质量分数为        （精确到0.1%）。

稀盐酸与氢氧化钠溶液混合没有明显现象，为证明盐酸与氢氧化钠发生了反应，小明同学进行了如下探究。

图1                                   图2
（1）小明同学通过图1所示的实验，证明了盐酸与氢氧化钠发生了化学反应，他依据的实验现象是                                              ，反应的化学方程式为                                                         。
（2）化学反应中伴随有能量的变化，而能量的变化通常表现为热量的变化。小明同学在一定体积的10%的氢氧化钠溶液中，慢慢滴加10%的盐酸，并用温度计测出了温度的变化情况（如右表所示）。根据右表数据可知，盐酸与氢氧化钠的反应是           反应（填“吸热”、“放热”）。

加入盐酸的 体积（mL）	溶液温度 变化（℃）
2	5.2
4	9.6
6	13.0
8	16.0

（3）小明同学通过图2所示的实验，也证明了盐酸与氢氧化钠发生了化学反应，他依据的实验现象是                                 。