初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

研究性学习小组选择“H₂O₂生成O₂的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假   设】H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H₂O₂溶液中，分别加入相同质量的MnO₂和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间。
【进行实验】下图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是____________，此实验中B处宜采用的气体收集方法是______________。

【实验记录】

【结  论】该探究过程得出的结论是_____________。
【反  思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂ 或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO₂ 和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们______________。H₂O₂生成O₂的快慢与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。（只要求提出一种影响H₂O₂生成O₂的快慢的因素以及相关假设和实验方案）
【假   设】________________
【实验方案】________________

某研究性学习小组的同学欲利用下列装置探究绿色植物呼吸过程中是否有CO₂气体产生，设计的探究过程如下，请回答其中的有关问题．

（1）假设：绿色植物在呼吸过程中有CO₂气体产生．
（2）设计方案：使绿色植物在避光的黑暗处发生呼吸作用，检验呼吸过程中产生的气体．
（3）查阅资料：
①绿色植物光合作用过程：二氧化碳+水有机物+氧气
②绿色植物呼吸作用过程：有机物+氧气二氧化碳+水+能量
（4）实验：

操作步骤	简答
①将装置按上图所示连接好 并装入化学试剂，C中放入绿色 植物	①A装置的作用是      ， ②B装置的作用是      ， ③C处玻璃罩不能透光的原因是      ．
②往A的导管口缓缓连续鼓入 空气一段时间	④A装置中应观察到的现象是      ， 有关化学方程式为      ， ⑤D 装置中的应观察的现象是      ．

（5）结论与讨论：
能表示这个探究实验获得成功的两个主要现象是：      和      ．

同学们围绕“铁在氧气里燃烧”的实验展开以下探究活动．
活动一：探究铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系
【实验探究】

【拓展延伸】同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验，若用排水法收集一瓶体积分数为90%的氧气，预先应向容积为400mL的集气瓶中加水，水的体积约为      mL．
活动二：探究铁燃烧时溅落下来的黑色物质中是否有铁单质
【查阅资料】①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；
②铁的氧化物均能溶于酸．
【实验探究】

【拓展延伸】
已知：高温条件下铁和水能反应生成四氧化三铁和氢气，则该反应的化学方程式为            ．
由此可知探究活动二中为了防止集气瓶炸裂，应采取的措施是      ．

某学习同学在做“氢气在空气中燃烧”实验时，对生成物的成分产生了质疑：水和过氧化氢具有相同的组成元素，那么氢气在空气中燃烧除生成水外，是否有过氧化氢生成呢？带着疑问，该小组同学利用如图所示实验装置进行了以下探究．

【提出猜想】氢气在空气中燃烧除生成水，还有过氧化氢生成．
【查阅资料】
（1）在一定条件下（低温环境下），氢气在空气中燃烧除生成水外，还有过氧化氢生成．
（2）过氧化氢溶液能使无色的淀粉碘化钾溶液变蓝色．
【实验探究】

主要步骤	主要现象	实验结论
①将注射器内的稀硫酸接入到盛有锌粒的锥形瓶中	在锌粒表面有      产生	反应的化学方程式为
②点燃经验纯后的氢气，用底部结有并冰的小烧杯罩在火焰上方，用漏斗和试管收集所得液体．向试管 中加入	氢气燃烧产生淡蓝色火焰，试管中液体由无色变    色	氢气在空气中燃烧有过氧化氢生成

【评价反思】实验中将氢气燃烧的火焰对着冰，冰的作用是      （填序号）．
①用冰有利于吸收氢气燃烧产生的气体
②用冰创设低温环境，使部分氢气燃烧产生一定量的过氧化氢
③有利于生成的过氧化氢和较低的温度下溶入冰融化成的水中，便于收集
【拓展分析】除氢气和氧气反应会生成两种氧化物外，金属钠也具有类似的化学性质：金属钠露置在空气中与氧气反应，生成氧化钠；钠在空气中燃烧，生成过氧化钠（Na₂O₂）．请写出钠在空气中燃烧的化学方程式：      ．此反应的基本类型是    反应．

为了探究某脱氧剂的成分（由两种单质组成）及利用该脱氧剂测定空气中氧气含量，兴趣小组进行了如下实验：

Ⅰ探究脱氧剂成分
【实验观察】脱氧剂为灰黑色粉末，若在空气中放置一段时间，有红棕色固体生成．
【实验猜想】根据颜色变化，猜想该脱氧剂中含有      （填化学式）．
【验证猜想】方法为：                               ．
【实验探究】新取一定量的脱氧剂，将已验证的成分分离．取剩余固体与少量CuO混合，置于图1所示装置中加热．一会儿观察到黑色固体变红色，同时澄清石灰水变浑浊．
【实验结论】该脱氧剂中还含有    （填化学式）．写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式：       ．
Ⅱ测定空气中氧气含量
使用图2装置进行实验．实验前应先进行的操作是                       ．
【实验过程】
步骤1：在注射器中放入足量脱氧剂粉末（体积为2mL），封闭．
步骤2：打开弹簧夹，将活塞向右拉至一定距离，关闭弹簧夹．
步骤3：不断轻轻晃动注射器，至活塞位置不再发生变化．
【数据处理】
（1）实验中需要记录的数据是                                               ．
（2）上述实验测定过程至少需要重复两次，其目的是             ．计算得氧气约占空气体积的．
【实验对比】
实验室常通过燃烧红磷法测定空气中氧气的含量（装置如图3）．步骤如下：
（1）用弹簧夹夹紧橡皮管；
（2）点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞．
（3）                        ．
（4）观察并记录水面的变化情况．
多次实验发现，集气瓶内上升的水面始终小于瓶内原有空气体积的．
【拓展研究】查阅资料得知，当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧．由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是                          ．
【实验评价】与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是                       ．

同学们整理实验室时，发现一瓶敞口放置且失去标签的白色粉末状药品，实验员老师告诉大家原瓶药品可能是碳酸钠、碳酸钙、氯化钠、氢氧化钠中的一种，同学们对此很好奇，于是他们对这瓶白色粉末的成分做了如下探究：
【实验Ⅰ】小明取一定量白色粉末于烧杯中，加水搅拌，充分溶解后，过滤，得到固体和无色溶液．
【实验Ⅱ】小明取实验Ⅰ得到的固体于试管中，滴加足量稀盐酸后，观察到有气泡产生，于是小明马上就得出结论，该瓶中白色粉末一定是碳酸钙，但是小军却认为小明的结论不一定正确，固体还可能是碳酸钠，你认为小军的理由是，请你写出上述有气体生成的反应的化学方程式（任写一个）．
小明和小军认为有必要再对实验Ⅰ中滤液的成分进行探究，过程如下：

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取少量滤液于试管中，向其滴加2滴～3滴无色酚酞试液，振荡	溶液由无色变为红色	该瓶中白色粉末一定不是
（2）另取少量滤液于试管中，滴加过量氯化钙溶液，振荡，静置		该瓶中白色粉末一定有碳酸钠，涉及的化学方程式为

【反思与交流】实验结束后，同学们通过讨论，一致认为原试剂瓶中的药品也可能不是碳酸钠，你认为他们的理由是．

呼吸面具中"氧气再生剂"的主要成分是淡黄色固体过氧化钠 $\left(N{a}_2{O}_2\right)$,使用后变成白色固体.某兴趣小组对白色固体的成分进行探究:
【查阅资料】 $2N{a}_2{O}_2+2C{O}_2=2N{a}_{2}C{O}_3+O_2$; $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=2NaOH+O_2\uparrow$

【提出猜想】根据呼出的气体中含有较多的.对白色固体作出如下猜想：
猜想Ⅰ:氢氧化钠 猜想Ⅱ:碳酸钠 猜想Ⅲ:氢氧化钠和碳酸钠
【实验验证】

实验操作	实验现象	实验结论
(1)取少量样品溶于水,加入适量;	产生白色沉淀;	该反应的化学方程式为;
(2)将上述反应后的混合物过滤,取滤液加入.	.	证明猜想Ⅲ正确

【得出结论】猜想Ⅲ成立．
【拓展应用】"氧气再生剂"的保存方法是．

将一小块银白色的金属钠放置在空气中会发生下列变化：
钠（ $Na$）钠的氧化物氢氧化钠溶液白色固体
【提出问题】：常温下钠与氧气反应，产物有哪些？
【查阅资料】：钠的氧化物，除氧化钠（ $N{a}_{2}O$）外还有过氧化钠（ $N{a}_2{O}_2$），氧化钠与过氧化钠都能与水发生反应，方程式如下： $N{a}_{2}O+H_{2}O=2NaOH$； $2N{a}_2{O}_2+2H_{2}O=4NaOH+O_2\uparrow$【作出猜想】：常温下钠与氧气反应的产物．
猜想1： $N{a}_{2}O$，
猜想2： $N{a}_2{O}_2$，
猜想3：      
【实验探究一】：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水		猜想1正确

【继续探究】：钠在空气中放置一段时间得到白色固体的成分
【作出猜想】
猜想一： $N{a}_{2}C{O}_3$
猜想二： $N{a}_{2}C{O}_3$和 $NaOH$

【实验探究二】：

实验操作	实验现象	实验结论
1．取少量白色固体加入足量	产生白色沉淀	白色固体成分 $N{a}_{2}C{O}_3$和 $NaOH$
2．过滤、取少量滤液加入

【实验反思】
（1）类比氧化铜与盐酸的反应，写出氧化钠与盐酸反应的化学方程式                。
（2）过氧化钠也能与盐酸反应，方程式为： $2N{a}_2{O}_2+4HCl=4NaCl+2H_{2}O+X$，X的化学式为   。
（3）能与酸反应只生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物，请判断 _{$N{a}_2{O}_{2 }$}      碱性氧化物（填"是"或"不是"）。

（1）家庭生活中制作食品经常用到碳酸钠（苏打）和碳酸氢钠（小苏打），碳酸氢钠不稳定，在潮湿空气中缓慢分解，受热至65 ${}^{°}C$以上迅速分解，270 ${}^{°}C$时完全分解为碳酸钠。某同学为探究它们的性质差异，设计了图所示装置并进行实验。请回答：

①加热一段时间后， $a,b$两烧杯分别看到的现象是；由此可得出的结论是；
②碳酸氢钠分解的化学反应方程式：；
③该装置设计的优点是；
④实验中应注意的问题是。
（2）在日常生活和工农业生产中，溶液有着广泛的应用。比如，氨碱工业用到的是饱和食盐水，医疗上使用的则是0.9%的生理盐水。请按要求设计并完成一下实验：
实验用品：氯化钠溶液、氯化钠、硝酸钾、蒸馏水、烧杯、试管、玻璃棒、药匙
探究实验一：澄清透明的氯化钠溶液是否是饱和溶液

实验步骤	实验现象	实验结论
取一只试管倒入约 $5ml$氯化钠溶液 ，用药匙加入少量氯化钠固体，振荡，观察现象	氯化钠固体溶解

探究实验二：将不饱和氯化钠溶液变为饱和溶液并探究饱和氯化钠溶液还能否溶解硝酸钾

实验步骤	实验现象	实验结论
		$NaCl$不饱和溶液 变为饱和溶液

实验中，小红误将氢氧化钠溶液当成酸滴加到金属铝中，结果发现也有气泡产生，为了解该气体的成分，实验小组进行了以下探究活动：
【提出猜想】小红猜想是氧气；  小敏猜想是氢气； 小雨猜想是二氧化碳。
其他同学认为小雨的猜想是错误的，理由是；
【进行实验】利用图I所示的装置分别进行实验：

（1）小红：反应一段时间后，将带火星的木条放在 $a$处，观察到，则她的猜想错误。
（2）小敏：①用图II所示装置干燥从 $a$导管出来的气体，将管口 $a$与（填" $b$"或" $c$"）端管口连接。

②反应一段时间，点燃干燥的气体，通过对现象的分析，得出他的猜想正确。

【得出结论】铝、氢氧化钠和水反应生成氢气和偏铝酸钠（ $NaAl{O}_2$），反应的化学方程式为。
【交流讨论】有同学认为，小敏的实验方案有欠缺，步骤②中存在安全隐患，理由是。
【反思提升】许多重大科学发现，源自对试验中异常现象的大胆质疑，深入研究。下列科学成果是通过对异常现象研究得出的是（填序号）。

A．	波义耳不慎将浓盐酸溅到花瓣上从而发现了酸碱指示剂
B．	侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法
C．	拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气
D．	张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值

实验小组发现，隔段时间做实验用的澄清石灰水表面产生了一层"白膜"。
（1）此"白膜"的主要成分是；
（2）对该溶液是否全部变质，同学们提出的假设有：

假设一：该溶液部分变质    假设二：该溶液全部变质请你设计实验方案进行探究（需要写出实际步骤和现象，得出结论）

某班同学用氧化钠溶液和稀盐酸进行中和反应实验：
（1）甲同学实验操作如图：

在烧杯中加入约5mL氢氧化钠溶液，滴入几滴无色酚酞溶液，此时溶液呈色．
接着用滴管滴入一定量的稀盐酸，再用玻璃棒，发现溶液为无色，于是甲同学得出两者恰好中和的结论，反应的化学方程式为．
（2）乙同学对甲同学的结论提出了质凝，并对反应后溶液中的溶质成分进行探究．
【实验探究】
反应后溶液中的溶质是什么？
猜想一：只有 $NaCl$

猜想二： $NaCl$和 $HCl$

猜想三： $NaCl$和 $NaOH$

以上猜想中，你觉得不合理的是．
为了验证另外两种猜想，乙同学设计如下实验方案：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量反应后的溶液于试管中滴入 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液		猜想二成立

【反思交流】
实验结束后，废液处理方法正确的是（填序号）．
A．倒入下水道        B．倒入废液缸      C．带出实验室．

某学校化学兴趣小组的同学们在实验室发现一瓶石灰水试剂瓶瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末．为了弄清楚白色粉末的成分及形成原因，他们进行了如下探究：
【提出问题】白色粉末成分的猜想和成因分析．
【做出猜想】①可能是 $CaC{O}_3$：原因是石灰水与空气中的 $C{O}_2$反应．
②可能是：原因是溶剂蒸发，石灰水中的溶质结晶析出．
③还可能是．
【实验探究】甲同学取白色粉末于试管中，加少量的水、震荡，发现试管底部有白色固体，于是他得出白色粉末是 $CaC{O}_3$的结论．乙同学认为甲同学的结论不严密，理由是．
为了得出较严密的结论，他们进行了下表所示实验，请完成实验报告：

实验步骤	实验现象	实验结论
①取上述试管中的上层清液，滴加1～2滴无色酚酞试液	溶液呈红色	白色粉末中
②往上述试管残留的白色固体中加入		白色粉末中含有 $CaC{O}_3$

由上述实验可知，白色粉末成分的猜想是正确的．
【拓展反思】通过上述实验的探究，同学们向实验员提出了保存、使用易变质溶液的下列建议，合理的是．
a．密封保存          b．使用前临时配制         c．禁止使用该试剂．

某实验小组的同学想用碳酸钠溶液与饱和石灰水反应来制取少量氢氧化钠．
（1）该复分解反应能发生的理由是．
（2）有人提出：实验时没有注意药品的用量，所得到的氢氧化钠溶液可能不纯．
猜想一：只含 $NaOH$.

猜想二：含有 $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$.

猜想三：．
（3）为了验证猜想一成立，请你根据可选用的试剂，完成实验设计方案并填写以下表格．可选试剂： $NaCl$溶液、稀盐酸、 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液

实验步骤	实验操作	预期现象及结论
1	取少量所得溶液于试管中，	证明原溶液中不含有 $N{a}_{2}C{O}_3$
2	另取少量所得溶液于试管中，	结合步骤1，猜想一成立

"鱼浮灵"主要成分是过碳酸钠（ $xN{a}_{2}C{O}_3•y{H}_2{O}_2$）．俗称固体双氧水．某兴趣小组对其进行以下探究：
【实验探究一】过碳酸钠的性质探究
（1）取少量"鱼浮灵"于试管中，加适量的水，有持续细小气泡缓慢放出；向试管中加入少量 $Mn{O}_2$粉末，产生大量气泡．将带火星的木条伸入试管，木条复燃，说明有（填化学式）生成。
（2）取实验（1）中上层清液，测得溶液 $pH＞7$；向溶液中滴加足量稀盐酸，产生大量气泡；将产生的气体通入澄清的石灰水中，出现浑浊现象，说明有二氧化碳生成．写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式。
结论：过碳酸钠具有 $N{a}_{2}C{O}_3$和双氧水的双重化学性质．
【实验探究二】"鱼浮灵"样品的组成测定
利用如图所示装置进行"鱼浮灵"样品中活性氧含量测定和过碳酸钠（ $xN{a}_{2}C{O}_3•y{H}_2{O}_2$）组成的测定（杂质对测定无影响）。
查阅资料：
①活性氧含量是指样品中能转化为氧气的氧元素的质量分数．"鱼浮灵"中活性氧含量 $\ge 13.0\%$是一等品， $13.0＞$活性氧含量 $\ge 10.5\%$是合格品．
②过碳酸钠能与酸反应放出二氧化碳和氧气．

（3）实验前先缓慢通入 $N_2$一段时间，加热铜网至红热后，再缓慢滴入过量稀硫酸，直至 $A$中样品完全反应；继续缓慢通 $N_2$．实验前先缓慢通入 $N_2$一段时间的目的是。
（4）装置 $B$的作用（填字母代号）。

A．

除去气体中水蒸气

B．

便于观察和控制气流速度

（5）若没有装置 $E$，会导致 $x:y$的值（填"偏大"或"偏小"）。

（6）实验测得 $C$装置中铜网增重 $1.2g$，D装置增重 $2.2g$．该产品中活性氧含量为（计算结果精确到 $0.1\%$）；属于（填"一等品"或"合格品"）； $x:y=$。