初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

暖宝宝是一种防寒用品，如图所示。暖宝宝中的主要成分有哪些?发热的原因是什么?

(1)小明探究：暖宝宝中的主要成分是什么?
剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色。
【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化铜、四氧化
三铁中的一种或几种。
【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引。
【查阅资料】四氧化三铁具有磁性，能被磁铁吸引。
【得出结论】该黑色粉末可能含有。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	取黑色粉末加足量稀硫酸	固体部分溶解，有气泡产生，溶液无蓝色
②	取实验①的残渣灼烧，将内壁涂有 澄清石灰水的小烧杯罩在上方	澄清石灰水变浑浊

由实验①可知，该黑色粉末肯定含，肯定不含．   ；写出实验①的化学反应方程式。
由实验②可知，该黑色粉末肯定含。(2)小明思考：暖宝宝为什么会发热?
【查阅资料】暖宝宝中的铁粉在空气中发生了缓慢氧化，进而放出热量。
由此可见，人们可以利用化学反应放出的能量，请再举一例：。(3)人们利用化学反应还可以。

某校科技节的实验比赛中，老师先向大家展示了 $KN{O}_3、CaC{O}_3和CaC{l}_2$三瓶白色粉末，然后取一些 $KN{O}_3$固体于研钵中，接着用一纸板挡住同学们的视线，告诉大家打算继续取 $CaC{O}_3、CaC{l}_2$在研钵中混合。过一会儿老师拿开纸板，向同学们展示研钵中的白色粉末。
请设计一个实验方案，判断老师是否取了 $CaC{O}_3、CaC{l}_2$于上述研钵中。叙述实验操作、预期现象和结论。
提供的试剂有：稀 $HN{O}_3$、蒸馏水、 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液、 $AgN{O}_3$溶液

实验操作	预期现象与结论
	，说明老师取了 $CaC{O}_3$
	，说明老师取了 $CaC{l}_2$

氢化钙（ $Ca{H}_2$）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂。
【阅读资料】
①碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。
②钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气。
③氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气。
【氢化钙的制备】
氢化钙通常用氢气与钙加热制得。某化学兴趣小组设计的制取装置如图10所示（固定装置省略）。

图10
回答下列问题：
（1）装置A中制取氢气的化学方程式为。
（2）装置B的作用是。
（3）装置C中制取氢化钙的化学方程式为。
（4）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是。
【产品的定量测定】
通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完全反应的钙（其余可能的杂质忽略不计）。样品纯度的测定步骤如下：
①检查装置气密性，装入药品，按图11（固定装置省略）所示连接仪器。
②调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平。读取液面所在的刻度数据为10.0 mL。
③将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合。
④反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0 mL。
回答下列问题：
（5）如何判断样品与水完全反应：。
（6）反应生成氢气的体积为mL。
（7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09 mg/mL。样品中氢化钙的纯度为。（结果精确到0.1%）

为判断某物质存在或某物质恰好完全反应，通常以特定物质的显色达到目，能显色的物质就称"指示剂"．如：用蓝色的石蕊试纸变红判断待测液显酸性；用淀粉溶液变蓝判断单质碘（ $I_2$）的存在：
已知：★ $S{O}_2+I_2+2H_{2}O=H_{2}S{O}_4+2HI$（无色溶液）；
★常温下，碘微溶入水；
★ $5S{O}_2+2H_{2}O+KMn{O}_4═K_{2}S{O}_4+2H_{2}S{O}_4+2MnS{O}_4$（无色溶液）．
（1）工业上测量 $S{O}_2$， $N_2$， $O_2$混合气体的 $S{O}_2$含量用如图吸收装置（量气装置省略）．
①混合气体通过图示吸收装置一定时间后，当溶液颜色由蓝色变为色时即可停止通气．此法适宜测 $S{O}_2$含量较（选填"低"或"高"）的混合气体．
②吸收装置内的 $I_2$的淀粉溶液一也可以用溶液代替作为指示剂．因为．
（2）若用10.0%的氢氧化钠溶液16.0g滴加到20.0g盐酸中（含2滴酚酞试液），混合液刚好由无色变为粉红色时，可认为恰好完全反应．
①原盐酸中溶质的质量分数为．
②试列式计算说明将该反应后的溶液转化为20℃时饱和溶液的一种简单方法（计算结果精确到0.1g）．已知：20 $℃$时氯化钠的溶解度为36g．

某兴趣小组走进实验室看到了一个不和谐的“音符”（如图）。

（1）此情此景你首先想到是                                         （填药品保存或取用的一条注意事项）。
（2）该兴趣小组同学为了确定一下该固体的成分。进行了如下探究：
【查阅资料】1.CaCl₂+Na₂CO₃=2NaCl+CaCO₃↓    2.CaCl₂溶液呈中性。
【实验内容】
①取少量样品于试管中，加水溶解，然后滴加酚酞试液，溶液变红，则样品中一定含有氢氧化钠，该结论不正确的原因是                              。
②取少量样品，加入稀盐酸，有气体生成，则样品中一定含有____________。
③取少量样品加水溶解后，加过量氯化钙溶液，有白色沉淀生成，过滤，向滤液中加入酚酞试液，变红，该步实验的目的是                                    。
【得出结论】该固体的成分是                                    。
【继续探究】针对该瓶固体，请提出一个你想探究的新问题：                     。

做化学实验时，实验台上的药品应分类有序地摆放。在一次化学兴趣小组活动中，实验台上摆放了下列药品，①盐酸，②硫酸 ，③氢氧化钾，④氢氧化钙，⑤硝酸银，⑥         ⑦镁带 ⑧铜，其中横线空白处的试剂瓶的标签破损（如图所示）

（1）欲比较铜和银的金属活动性强弱，可选用上述药品中的进行实验（选填序号）     ；
（2）上述有些药品若敞口放置很容易变质。试举一例，说明变质的原因             （用方程式来表示）；
（3）同学们欲探究标签破损的药品的成分。
【分析思考】根据药品分类摆放的原则，该药品可能是___；

A．酸

B．碱

C．盐

D．单质

【作出猜想】A可能是Na₂CO₃溶液 ，B还可能是NaCl溶液
【设计并实验】
Ⅰ．小明想测定该溶液的酸碱度，不能使用下列物质中的               
A 石蕊溶液           B PH试纸           C酚酞溶液
Ⅱ．小明测得该溶液的PH值大于7。小强选用所摆放的试剂，在小明的实验基础上通过进一步的实验确定它是Na₂CO₃溶液。请你补全小强的实验报告。       

选用试剂（填入序号）	实验现象	结论
	产生大量 气泡	原试剂是Na2CO3溶液

【反思与评价】小伟对小强的结论提出质疑，认为该试剂还可能是         溶液。

某实验小组的同学在加热铜与浓硫酸的混合物实验时，发现生成了一种无色有刺激性气味的气体和蓝色溶液，进行如下探究活动．
[查阅资料]①某些不活泼的金属(如铜)能与一些强氧化性的酸(如浓硫酸)发生反应，生成水而不生成氢气，同时生成二氧化硫和铜盐．
②硫酸铜溶于水后，溶液呈酸性．
[知识回顾]铜、银_______(能、不能)与稀硫酸、盐酸反应产生氢气．
[分析讨论]⑴对于生成的蓝色溶液，小东认为可能是Cu(NO₃)₂溶液，小楠认为不可能是Cu(NO₃)₂溶液，而可能是硫酸铜溶液，小楠的理由是                     ．
⑵写出铜与浓硫酸共热的化学方程式                           ．
⑶小东根据化学方程式说，该方法适用于以铜为原料大量制取硫酸铜，小田认为不适宜，你能说出小田的一个理由吗                            ．
[提出问题]上述蓝色溶液中有无硫酸剩余？
[实验论证]小坤认为可向蓝色溶液中滴加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生，经大家讨论后，该方案被否定，你觉得否定该方案的理由是                    ．
[反思评价]⑴有同学提问：为什么不可以用石蕊试液来进行检验？你的回答是             ．
⑵同学们发现:将足量的铜和足量的浓硫酸置于容器中加热,一段时间后,反应会逐渐变慢,最后反应停止,你能说出反应停止的原因吗？                    ．

在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）。某化学兴趣小组提出可以用含铜废料制备胆矾(CuSO₄·XH₂O)。
查阅资料：（1）过氧化氢在常温下会缓慢分解为氧气和水。对其水溶液加热、光照或加催化剂（如MnO₂）都会促进其分解。
（2）CuSO₄·XH₂O可溶于水，在加热时会生成CuSO₄和H₂O。
I、硫酸铜的制备
方案1：甲同学根据已学知识，提出了制备硫酸铜方案：

方案2：乙同学根据查阅资料找到了一种工业制备硫酸铜的流程：

(1)写出上述方案中的②处铜或铜的化合物有关的化学反应方程式是：              。
(2)从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为方案     （填1或2）更合理。理由是：     。
(3)方案2中，加入H₂O₂后要求温度控制在50℃到60℃加热的可能的原因为       。
(4)若上述方案所用的稀硫酸是在实验室中由稀释浓硫酸得到，在稀释浓硫酸时的操作是： 　
　                                     。
(5)兴趣小组同学一致指出，将滤液经蒸发、降温结晶等操作后，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得硫酸铜晶体。晶体采用酒精淋洗的优点是  。
II、硫酸铜晶体(CuSO₄·xH₂O)中结晶水(xH₂O)含量的测定
学习小组取12.5g硫酸铜晶体(CuSO₄·xH₂O)进行热分解，获得相关数据，并绘制成固体质量一温度的关系如图。

(1)在加热过程中，随着水分的失去，固体颜色将由蓝色逐渐变为     色，最终变为黑色；
(2)650℃以上时，硫酸铜固体就会发生分解，生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气，此反应的化学方程式为            ；
(3)根据图中数据，计算CuSO₄·xH₂O中x的值为     。（请写出计算过程）
(4)若将4.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了0.4g后质量不再改变，写出剩余固体的化学式：            。
Ⅲ、硫酸铜的应用
波尔多液是用硫酸铜和石灰乳配成的一种天蓝色、粘稠的悬浊液，其有效成分是Cu₄(OH)₆SO₄，其中铜元素的化合价为     。碱式盐可以写成盐和碱的形式，例如碱式碳酸铜可以写成CuCO₃·Cu(OH)₂，则Cu₄(OH)₆SO₄可以写成盐和碱的形式为      ，其杀菌机理可看作是Cu^2＋使病原菌失去活性，这说明病原菌的主体是     （填一种有机物名称）。

油价的持续“高烧”和环境问题，国家决定推广乙醇汽油的使应用。（1）某同学对乙醇溶液是否呈现碱性产生了兴趣：
[提出问题]乙醇化学式为C₂H₅OH，含有“氢氧根”，所以猜测它的水溶液应该显碱性。
[实验设计及操作1]取乙醇溶液少量于试管中，滴加无色酚酞溶液，观察到溶液为      色，则说明乙醇溶液不显碱性。为什么乙醇溶液不呈现碱性呢？
[解释与结论]通过乙醇溶液的导电性实验，可知乙醇溶液几乎不导电。说明乙醇溶液中不含自由移动的离子，即不含     （写出离子符号），所以乙醇溶液不显碱性。
（2）I．乙醇燃烧时如果氧气量不足，可能还有CO生成。用以下装置确证乙醇燃烧产物有CO和CO₂，应将乙醇燃烧后的产物依次通过（按气流从左至右顺序填装置编号）     ，正确连接后的装置仍存在不足，请指出其不足之处          。

II．装置②中氢氧化钠溶液的作用是      ；写出装置①中所盛溶液名称是      ，写出③中发生反应的化学方程式                            
III．与乙醇结构相似的化合物还有甲醇（CH₃OH）、丙醇（C₃H₇OH）、丁醇（C₄H₉OH）…等，这类物质称为醇类，则含8个碳原子的醇的化学式为       。

某化学兴趣小组为测定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，设计了几种实验方案。请你参与并完善下列方案中的试剂（每种方案只需列出所用试剂）。
方案一：Fe、Ag、                     ；
方案二：Cu、                、AgNO₃溶液；
方案三：Fe、Cu、AgNO₃溶液、                 。

在化学实验技能考试中，有一题目是鉴别氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液，某同学进行了如下图所示的实验。

⑴写出试管②中反应的化学方程式：                                           。
⑵当看到不同现象时停止通气体，将两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中，并将废液进行过滤，同学们对滤液成分进行了探究。
【提出问题】滤液中除水外还含有哪些物质？
【查阅资料】①氯化钙溶液呈中性；
②Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
【猜想假设】 甲同学认为：只含有氢氧化钠
乙同学认为：只含有碳酸钠；
丙同学认为：含有氢氧化钠和氢氧化钙；
丁同学认为：含有氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钙；
你认为还可能是                          （写一种猜想）。
【分析讨论】你认为哪位同学的猜想不合理并说明理由                              。
【实验设计】设计一个简单的实验证明你的猜想正确。

实验步骤	实验现象	实验结论
取滤液于试管中，		猜想正确

【实验分析】甲同学针对自己的猜想进行了如下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入少量稀盐酸	无明显现象	猜想成立

你认为甲同学对实验结果判断是否正确？请说明理由。
                                                              
【反思拓展】
下列实验方法可以区分氢氧化钠和氢氧化钙两种固体的是         （填字母）。
A.放置在空气中       B.观察颜色       C.加水溶解       D.利用溶解性

小苏试图研究CO的还原性，通过查阅相关资料，了解到下列信息：草酸(H₂C₂O₄）与浓硫酸混合加热会产生CO反应如下：


于是她设计了下图的实验装置。
完成下列问题：
（1）图A是利用草酸制取CO的发生装置。根据实验原理，应选择  ▲ 图（填“甲”、“乙”、或“丙”）。
（2）装置C的作用是       ▲     。（3）为检验装置D中产生的气体，E装置中的液体应为  ▲ 。

化学是认识物质、改选物质和应用物质的科学，从化学视角看食品添加剂，主要是从其元素组成与结构、物理化学性质及在人体内的变化等方面，下表中给出了4种食品添加剂，试回答有关问题：
（1）请你在下表空白处填上物质的化学式。

物质的组成与性能	被用于食品添加剂
物质名称	物质组成 （填化学式）	主要化学性质及在人体内变化	类别或作用	法律规定
碳酸氢钠		无毒、弱碱性，易与胃酸反应	膨松剂	可用
硫酸铜			增色	国家严禁使用
铁（还原性铁粉）			抗氧化剂	依据国家标准可用
甲醛	CH2O		防腐

（2）从应用物质的角度，人们常常根据物质的性质对物质进行分类，其原因在于
_______________________________________________________________，从性质上看，国家严格禁止甲醛和硫酸铜作为食品添加剂，是因为_______________________________；
在研究或认识物质的性质时，又常常根据物质的组成和结构对物质进行分类，其原因在于
_______________________________________________________________。
（3）还原性铁粉用于食品添加剂，除能够防止食品因氧化而变质外，还是一种营养强化剂，这是因为_______________________________________________________________。

某活动小组同学用加热草酸晶体制得的CO（H₂C₂O₄·2 H₂O==CO↑+ CO₂↑+3H₂O），做炼铁原理实验并进行尾气处理，设计以下装置（图甲、图乙）。回答下列有关问题：

（1）在加热分解草酸晶体的装置中，有下列仪器供选择使用：
①试管②烧杯③酒精灯④蒸发皿⑤铁架台（含铁夹）⑥带导管的橡皮塞⑦集气瓶
其中需要用到的仪器                （填序号）
（2）为了获得干燥纯净的CO，A、B两装置中应分别存放        、          
（3）硬质玻璃管中发生反应的化学方程式                                   
（4）选择图甲处理尾气，实验时应先点燃   （填“a”或“b”）处的酒精灯。图乙与图甲所示的尾气处理方法相比较，其主要优点是                       
（5）活动小组的同学通过查阅资料得知：常温下，CO能与氯化钯PdCl₂溶液反应。于是他们选择了将尾气直接通入氯化钯溶液中进行处理。该反应的化学方程式为：CO+ PdCl₂+H₂O==Pd↓+ CO₂ + 2R,其中R的化学式为           。此法与上述方法相比除了具有图乙比图甲所示方法的优点外，从实验角度看它还有的优点是
                            （写出一条合理答案即可）

某小组同学做“硫在氧气中燃烧”的实验时，老师建议在集气瓶底部放少量NaOH溶液吸收生成的SO₂。这种做法引起了同学们的思考：SO₂与NaOH是否发生反应。
【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解40体积SO₂。
【实验方案】同学们向充满SO₂的软塑料瓶中迅速倒入一定量NaOH溶液，拧紧瓶盖，振荡，发现塑料瓶变瘪，他们认为SO₂与NaOH发生了反应。
【反思与改进】甲同学认为上述实验不够严谨，理由是　 　。于是同学们设计了如下两个改进方案。
方案一

实验操作	实验现象
向两个充满SO2的200 mL软塑料瓶中分别注入 10 mL水和NaOH溶液，振荡，对比。	两个瓶子变瘪的程度完全相同

乙同学认为由于两个瓶子变瘪的程度完全相同，因此无法证明SO₂与NaOH是否发生了反应。试分析导致两个瓶子变瘪的程度完全相同的原因是　 　。他认为若改变注入水和NaOH溶液的体积便可达到实验目的，注入液体的体积可以是　 　（填序号）。
a．15 mL      b．8 mL      c．5 mL      d．3 mL
方案二

实验操作	实验现象
利用右图所示装置进行实验： 向两个充满SO2的300 mL集气瓶 中分别加入6 mL水和NaOH溶液， 一段时间后，打开止水夹，对比。	倒吸入两个集气瓶中的液体体积完全相同

丙同学认为上述方案也无法证明SO₂与NaOH是否发生反应。你认为导致吸入液体的体积完全相同的原因是　 　。
丁同学思考后，将上述装置进行了改进，便达到实验目的。改进装置如右图所示，你认为装置B的作用是　 　。