初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

探究活动一：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。
（1） 该实验的目的是________、________。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是____ ___                                             _。
（2）若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H₂比乙装置中产生的H2质量________（填“多”、“少”或“相等”）。（可能用到的相对原子质量：H－1  O－16  Mg－24  Cl－35.5  Fe－56）
探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的质量分数，现有如下A、B两组实验方案。
（3）两种方案，你认为不能达到目的的是________（填“A”或“B”），理由是________。
（4）在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致测定的铁的质量分数________（填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法判断”）。

在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。

【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。

【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的            （填名称）发生反应的结果。
【实验思考】
（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的     。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和                 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是                                        。
（4）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是                                      。

铜器长期暴露在空气中会生成铜绿（俗称铜锈）。铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，碱式碳酸铜不稳定，受热分解成黑色固体物质、无色气体和水。这种黑色固体和无色液体的成分是什么呢？
查阅资料：碱式碳酸铜的化学式是Cu₂（OH）₂CO₃。稀硫酸能与Fe₂O₃、CuO等金属氧化物反应，生成盐和水。
提出猜想：某同学根据碱式碳酸铜的化学式对黑色固体、无色液体的成分做出了一下猜想：
①无色气体为二氧化碳；②黑色固体为氧化铜；③…
实验验证：实验装置如图。

在此实验装置中，大试管的管口略向下倾斜的目的是        。
验证①：若猜想①正确，实验过程中应该看到澄清的石灰水                          。 产生此现象的化学方程式是                                。在反应完全停止加热时，针对熄灭酒精灯和把导管移出液面这两步操作，你认为应该先进行的操作是                                。
验证②：从装置中取下大试管并冷却到室温，然后向大试管中加入足量的稀硫酸，充分振荡，静置后观察实验现象。若猜想②正确，观察到得实验现象应该是                      ，发生反应的化学方程式为                               。

某工厂产生的铜屑中含有少最铁屑．现要回收利用其中的铜，需除去其中的铁屑，张山同学设计了甲、乙两个实验方案：

（1）以上两个实验方案中，从回收利用率角度考虑，你愿意选择              。
（2）两个方案中都有过滤操作，该操作中必须用到的玻璃仪器有                     
（3）写出两个实验方案中有关反应的化学方程式：
方案甲                                                                 
方案乙                                                                 
（4）你能否再设计一个不同原理的方案？写出你的方案                         
                                                                         

(8分)在日常生活中，我们发现切过咸菜的刀更容易生锈．而除锈用稀盐酸比稀硫酸快。为了进一步验证上述现象，某校师生做了以下相关分组实验，请你根据自己平时课堂学习的体验一起参与讨论并回答相关问题。
【步骤一】未打磨的铝片浸入氯化铜溶液中，迅速产生大量气泡和疏松的紫红色固体，并放热，片刻后溶液由蓝绿色变成无色。
(1)若要正视紫红色固体中是否含有氧化铜，可用   ▲   溶液(填一试剂)加以检验。
【步骤二】未打磨的铝片浸入硫酸铜溶液中，一段时间内没有明显现象。
(2)比较步骤一、二，你能得出的结论是：      ▲       。
【步骤三】打磨过的铝片浸入硫酸铜溶液中，其操作、现象和结论见下表。
(3)试将“影响因素”选项前恰当的字母序号填入答题卡指定位置。

实验操作	使用现象	对比结论
Ⅰ．一片用粗砂纸单向用力打磨3次，将其浸入硫酸铜溶液，片刻后用镊子取出。	现象一：粗砂纸打磨的在划痕处有少量气泡，附着少量疏松的紫红色固体。	现象一与现象二对比，说明 ①   ▲
现象二：粗砂纸打磨的片刻内现象不明显。
Ⅱ．一片用特细砂纸往复打磨数次，再将其浸入硫酸铜溶液，片刻后取出。	现象三：特细砂纸打磨的表面产生较多细小气泡，表面均匀附着紫红色固体。	现象三与现象一对比，说明 ②   ▲
现象四：特细砂纸打磨的表面一段时间内没有明显现象。	现象四与现象三对比，说明 ③   ▲

 
★影响因素：
A．打磨时用力程度及均匀程度不同
B．选用砂纸颗粒粗细程度不同
C．由于摩擦生热又形成了新的氧化膜
(4)比较步骤三各实验操作中用砂纸打磨的作用是：              ▲          。
(5)请仔细观察下图：

试从微观粒子变化的角度分析该反应的实质是：
                                       ▲                               。

木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。某兴趣小组的同学为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：
a、气体产物可能是二氧化碳；
b、气体产物可能是一氧化碳；
c、气体产物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合物。
（1）如果猜想a成立，写出气体产物通入澄清石灰水反应的化学方程式     。
（2）如果猜想b成立，写出木炭还原氧化铜反应的化学方程式     。
（3）同学们设计了如下图所示装置（铁架台已略去），通过实验探究气体产物的成分。

实验过程中观察到A、E装置中的澄清石灰水均变浑浊，C装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为     。
（4）有同学提出，从简约装置、节约实验药品的角度出发，上图装置可进行改进，去掉A、B、C装置，用如图所示的装置同样可以探究出该气体产物的成分。请你写出其实验操作过程（写出操作步骤，不需要写出现象和结论）      。

进入9年级学习化学，我们亲身体验了一系列的探究实验，感受到了化学的无穷魅力。覃浪在回顾整理下列实验中提炼了许多探究方法。
实验一、探究二氧化碳与水的反应（取四朵用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥的小花，进行下图所示实验）

实验现象：（I）、（IV）中的小花变红。
设计（Ⅱ）、（Ⅲ）实验的目的是：   43  。
该实验的探究方法是：设计分析   44  （填“A”或“B”或“C”，获得结论。
A．仅一个单因素的实验         
B．有多种因素的对比实验 
C．用前面实验的生成物继续实验
实验二、验证二氧化碳与氢氧化钠溶液也发生了反应
我们知道，二氧化碳能使澄清石灰水发生反应生成碳酸钙而变浑浊。彩云同学查阅资料发现：氢氧化钠与氢氧化钙化学性质十分相似，也能与二氧化碳发生反应，但此反应无明显实验现象，其反应的化学方程式为：   45  。她为了能证明氢氧化钠与二氧化碳在溶液中确实发生了反应，设计了如下方案。请你将她设计的方案补充完整：

	实验步骤和方法	实验现象	实验结论	启示
方案1	向一个软塑料瓶中充满二氧化碳，再注入少量氢氧化钠溶液，盖紧瓶盖，摇动塑料瓶。	46	47	从反应物二氧化碳的减少（压强减小）来判断反应的发生
方案2	48	49	50	从生成物的存在来判断反应的发生

 
官龙同学认为彩云同学设计的方案1中，不能得出CO₂与氢氧化钠是否确实发生了反应，理由是什么？   51  。

某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验。

(1)甲同学选用如右图所示的装置制取氧气。
①写出仪器B的名称：______。
②甲同学应选取的试剂是Mn0₂和_______(填化学式)，
Mn0₂固体在该反应中起_______作用。
③除用排水法外，甲同学还可选择_____法收集氧气。
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的是__________。
(2)乙同学称取一定质量KMn0₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，该反
应的化学方程式为________。实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想l：反应生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
做出上述猜想的理由是_______。
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后
测得Mn0₂的质量不变。则猜想________________错误。
②第二组同学取K₂Mn0₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得
出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学选择的实验方法是_________________ 。
【拓展延伸】实验发现，K₂MnO₄受热只能部分分解，经分析可能是生成物K₂O对其分
解产生影响。请设计实验方案验证：________________。
【实验反思】通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识?_________。

食品着色剂、食品香料等食品添加剂，在规定范围内使用是安全的，可明显提高食品的感官质量，满足人们不同的需要；而苏丹红、三聚氰胺、瘦肉精根本不是食品添加剂，是违法添加物。食品安全，人人有责。丹丹同学发现妈妈做早餐包子、馒头时，向面团中加入发酵粉，蒸出的包子、馒头中有许多小孔，松软可口，丹丹同学对发酵粉产生了兴趣。
⑴提出问题：发酵粉的主要成分是什么物质？
⑵查阅资料：含钠元素的物质在酒精灯的火焰上灼烧时，会产生黄色火焰。
⑶实验探究：下面是丹丹同学设计的探究实验，请你帮她完成。
①将发酵粉取样，在酒精灯的火焰上灼烧产生黄色火焰。
②取样于试管中，加入稀盐酸，产生大量的气泡，将该气体通入澄清石灰水，澄清的石灰水变浑浊，则发酵粉的主要成分中含有的离子是              （写离子符号）。
⑷小结与思考：
①发酵粉的主要成分是              （写化学式）。
②发酵粉与面粉、水混合发酵产生CO₂气体，这些气体会在面团中形成许多小孔，使包子、馒头松软可口。
③实验室制取CO₂可选择下列装置中的           （填字母序号，任写一组）。

④实验室用A装置制取氧气的化学方程式为                              。E装置内装满水收集氧气时，还可用于测定氧气的体积，此时还需要              （填仪器名称），氧气由             （填“a”或“b”）进入E中。

2011年是国际化学年(IYC2011），其宗旨是"增进公众对化学重要性的认识，鼓励青年人热爱化学，学习和研究化学"。某校化学兴趣小组的同学，对课本中一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁（ $K_1$， $K_2$是活塞）：

（1)关闭 $K_1$、开启 $K_2$，可以验证 $CO$还原 $F{e}_2{O}_3$的产物。
①这是关于气体的实验，实验前必须对装置进行

② $CO$还原 $F{e}_2{O}_3$的化学方程式为

③在e处点燃气体的目的是

(2)关闭 $K_2$,开启 $K_1$，可以将 $d$口出来的气体再从a通人装置而循环使用。
① $c$瓶中应装（填序号）。

A．

澄清石灰水

B．

水

C．

石蕊溶液

D．

浓硫酸

②反应完后（假设b瓶中 $NaOH$全部转化为纯碱），要从 $b$瓶中溶液得到纯碱固体，必要的实验操作为转移、结晶。
③该实验这样改进的主要优点是

(11分) 在高效复习课堂中，同学们利用“硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾” 四种物质的溶液对 “复分解反应发生的条件”进行再探究。

【知识回放】
通过判断上述四种溶液两两之间能否发生反应，我能写出其中符合下列条件的两个化学方程式：
⑴一个中和反应      　　　 ①    　　   ；
⑵一个有沉淀生成的反应  　　 ② 　　 　 。
【挖掘实质】
（1）图1是HCl和NaOH在水中解离出离子的示意图，我发现HCl在水中会解离出H⁺和Cl^－，NaOH在水中会解离出Na⁺和OH^－，以此类推硝酸钡在水中会解离出的离子是③ (填离子符号)。
（2）图2是稀盐酸和氢氧化钠溶液发生化学反应的微观过程示意图，该化学反应的实质可以表示为H⁺+ OH^－＝H₂O，我也能用同样的方式表示上述四种溶液两两之间发生反应时有气体生成的反应的实质   ④  。
（3）通过探究上述四种溶液两两之间是否发生反应的实质，我发现NaOH和H₂SO₄溶液能发生复分解反应，因为溶液中的H⁺和OH^—不能大量共存；   ⑤      溶液和   ⑥    溶液也可以发生复分解反应（任写一组物质，下同），因为  ⑦  ； ⑧ 和 ⑨  溶液不能发生复分解反应，因为  ⑩   (填离子符号，下同)也不能大量共存。
【知识升华】
通过对“复分解反应发生的条件”的再探究，我得出复分解反应发生条件的实质是   11   。

(12分)某研究性学习小组的同学在用硫酸溶液处理废锌片时发现产生的气体具有刺激性气味，这种现象引起同学们的思考和研究。
【提出猜想】对生成的气体进行猜想：
猜想1：可能是H₂ ；
猜想2：可能是SO₂；
猜想3：可能是                  。
【查阅资料】SO₂易溶于水，能与NaOH溶液反应生成Na₂SO₃。
【实验方案】研究性学习小组的同学设计了下图所示的装置进行探究（夹持仪器已
省略，假设装置中的反应都进行完全）。

【问题讨论】
（1）如果装置A没有明显实验现象，装置C的现象为                      ，则猜想          成立。
（2）如果装置A的现象为                    ，装置C没有明显实验现象，                      则猜想           成立。
（3）猜想3成立的实验现象是                                              。
（4）装置B中浓硫酸的作用是                                              。
【思维拓展】
（1）实验室中可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，反应的化学方程式是                                           。
（2）小组内一同学又设计了判断SO₂与NaOH溶液能否发生反应的装置（如下图），实验时发现试管内液面上升，就得出SO₂与NaOH溶液发生反应的结论，其他同学认为这一结论不严谨，理由是__________________________________________。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，需做的对比实验                                          。

某同学家新换了淋浴喷头，从说明书上了解到该喷头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了了解铬与常见金属铝、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，生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO₄)溶液……
铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液……
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。

	实验一	实验二	实验三
实验 方案
实验 现象	铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色	无明显现象	铝片表面产生气泡较快
结论	铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢	铜不与稀硫酸反应	铝能与稀硫酸发生反应，反应速率较快
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是__________________________

 
【回答问题】（1）用砂纸打磨金属片的目的是_____________________。
（2）实验一发生反应的化学方程式是____________________________。
（3）甲同学提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，你认为____________（填“可行”或“不可行”）。
（4）已同学认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品应该是________________。
【归 纳】比较金属活动性强弱的方法有：
①________                          ____；
②通过金属与盐溶液反应判断金属活动性强弱 。

做钠在氯所中燃烧的实验时，钠完全反应后，在集气瓶内放少量水来吸收过量的 $C{l}_2$，但不能完全吸收。如何处理残余的 $C{l}_2$呢？同学们进行了相关探究。
【提出问题】
向上述集气瓶中滴入石蕊溶液，发现溶液显红色。由此想到，选用氢氧化钠等碱性溶液吸收 $C{l}_2$，效果会怎么样？
【查阅资料】
氯气是黄绿色有毒气体，溶于水，在饱和氯化钠溶液中的溶解度非常小。
【设计与实验】
用两套完全相同的装置做对比实验，如下图所示：

（1）为确保实验的准确性，要先检验装置的；
（2）实验开始时，先用弹簧夹夹紧乳胶管，再将注射器内等体积的水和 $NaOH$溶液分别注入充满 $C{l}_2$的集气瓶；
（3）充分吸收 $C{l}_2$后，打开弹簧夹，观察进入两个集气瓶内饱和 $NaCl$溶液的体积。
【结论与解释】
（1）甲实验中， $C{l}_2$溶于水且与水反应生成盐酸和次氯酸（ $HClO$），反应的化学方程式为。
（2）乙实验中， $C{l}_2$与 $NaOH$易发生化学反应。
（3）分析实验现象得知，用碱性溶液比用水吸收 $C{l}_2$的效果（填"好"或"差"）
【交流与反思】
（1）金属钠在氯气中燃烧的实验现象为。
（2）向 $C{l}_2$的水溶液中滴入硝酸银溶液有白色沉淀生成，化学方程式为：
。

某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。请你参与完成：

【知识回忆】可燃物燃烧的必备条件是；
【交流讨论】（1）改进后的装置（如图二）与图一相比，其优点是。欲使图二中的红磷着火，可将试管从水中取出并后才能对试管加热；
（2）将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中，使试管罩住白磷（如图三所示），结果观察到了"水火相容"的奇观，则大试管所装气体可能是；
【综合应用】"水火不相容"是指水能灭火，其实水有时也可以"生火"，比如钾遇水会立刻着火，因为钾遇水生成 $H_2$和一种碱，该反应是（填"吸热"或"放热"）反应，其反应化学方程式为。