初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。
【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【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 + 2 X ”。这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是：         。
（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式：______________________。
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中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。
“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：“实验操作”：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）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学的实验中                    。
 

5月1号起"醉驾入刑"。醉酒的原因是酒中含有一种物质叫乙醇，对人的神经系统有刺激作用。醉酒后驾车会带来严重的社会危害。
（1）乙醇（ $C_2{H}_{5}OH$）易燃烧，燃烧的化学方程式为。

（2）交警进行呼气酒精检测的原理是：橙色的 $K_{2}C{r}_2{O}_7$酸性溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色的硫酸铬，硫酸铬有 $C{r}^{3+}$和 $S{O_4}^{2-}$组成，则硫酸铬的化学式为。
（3）白酒是乙醇的水溶液，酒中乙醇在微生物的作用下能被氧化成乙酸，现有一瓶密封放置了十几年的某种白酒，想知道该白酒的组成情况，设计了如下探究实验：
【提出问题】白酒中溶质有哪些？
【查阅资料】
材料一：乙醇（ $C_2{H}_{5}OH$），俗称酒精，易溶于水，水溶液呈中性。
材料二：乙酸（ $C{H}_{3}COOH$），又名醋酸，易溶于水，具有酸的通性。
【猜  想】
猜想1：只有乙醇
猜想2：只有乙酸
猜想3：                     。
【实验探究】

已知某纯碱样品中含有NaCl杂质，为测定样品中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验(温馨提示：碱石灰的主要成分是NaOH和CaO)。主要实验步骤如下：

①按图组装仪器，并检查装置的气密性
②将ag样品放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到样品溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到bg
④从分液漏斗滴入稀硫酸到不再产生气体为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到盛有碱石灰的U型管的质量基本不变，为dg
请回答下列问题：
(1)在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向右偏转，说明；
(2)装置中 $NaOH$溶液的作用是；
(3)装置中浓硫酸的作用是：
(4)如果将分液漏斗中的稀硫酸换成浓度相同的盐酸，测定的结果会(填偏高、偏低或不变)：
(5)步骤⑤的目的是；
(6)该样品中纯碱的质量分数的计算式为：

(4分)化学反应都遵守质量守恒定律，请根据质量守恒定律的相关知识完成下列问题：
(1)下列各项中，在化学反应前后一定不变的是(填数字序号)。
①元素的种类   ②物质的种类    ③原子的种类
④分子的种类    ⑤原子的数目   ⑥分子的数目
(2)应用质量守恒定律配平化学方程式：
$C_2{H}_4+O_2\stackrel{\mathrm{燃烧}}{\to }C{O}_2+H_{2}O$

(3)实验室常用右图所示实验验证质量守恒定律。四位同学设计了如 下A、B、C、D四个实验，并按右图实验操作来验证质量守恒定律，实验中观察到B、C实验前后天平依然保持平衡，某同学认为B、C实验都能验证质量守恒定律，你认为他的说法(填"是"或"否")正确；而A、D实验天平不平衡，其中D实验天平不平衡的原因是。

小冉和小海两位同学在实验室中进行化学实验。小冉将 $C{O}_2$通入澄清的石灰水中；小海向盛有少量 $NaOH$溶液的试管中滴入几滴酚酞溶液，再倒入一定量的稀盐酸。

(1)小冉同学观察到的现象，该反应的化学方程式为；
(2)小海同学实验后发现试管内溶液为无色，认为氢氧化钠和盐酸恰好完全反应．你认为他的观点是否正确(填"是"或"否")，你的理由是：；
(3)实验结束后，两名同学将反应后的剩余物同时倒入废液缸中，发现有气泡产生，废液仍然为无色。请你和两名同学一起对废液缸中废液的组成进行探究。
【提出问豫】废液中的溶质除指示剂外，还有什么?
【进行猜想】①两位同学一致认为溶质为 $CaC{l}_2$和 $NaCl$：
②你认为溶质的组成还可能为 。
【实验验证】向废液中加入，出现现象。
【实验结论】说明猜想(填①或②)正确。
【实验反思】为减少废液对环境的污染，可采取的方法是。
【拓展延伸】通过酚酞溶液由红色变无色，说明 $NaOH$已与盐酸完全反应，你认为还可以向反应后的溶液中加入(不使用紫色石蕊试液和pH试纸)来证明 $NaOH$确已完全反应。

电解水实验可以确定水的组成．甲、乙、丙三位同学对电解水后液体的酸碱性进行探究．

【提出问题】电解水后的液体一定呈中性吗？
【查阅资料】
图Ⅰ所示装置可用于电解水实验；硫酸钠可增强水的导电性，硫酸钠溶液呈中性．
【实验与讨论】
三位同学分别向U形管中加入含有酚酞的硫酸钠溶液，接通直流电，观察现象，电解一段时间后，断开电源．
（1）实验中发现试管①电极附近的溶液迅速变红，管②电极附近的溶液任为无色，乙同学用pH试纸测定管②电极附近的溶液，pH小于7．说明试管①电极附近的溶液呈    性，管②附近的溶液呈_________（选填“酸”、“碱”或“中”）性．
（2）甲同学将实验后U形管中的溶液按图Ⅱ所示倒入烧杯中，发现红色立刻消失．乙同学、丙同学将试验后U形管中的溶液按图Ⅲ所示分别倒入烧杯中，发现红色不完全消失．经讨论与分析，乙、丙同学的试验中溶液的红色不消失，原因可能是酸          ．
（3）甲、乙、丙同学分别用蒸馏水洗涤U形管、碳棒等，再将洗涤液倒入自己实验的烧杯中，观察现象：
甲同学的溶液仍为无色．
乙同学的溶液中红色仍不消失．
丙同学的溶液中红色          ．
（4）甲、乙、丙同学分析了实验现象，为确证溶液的酸碱性，又进行下列实验：
甲同学用           来测定溶液，原因是                         ．
乙同学向溶液中滴加          ，使溶液中红色刚好褪去．因为造成（3）中溶液的红色仍不消失的原因是                       ．
【解释与结论】
用硫酸钠增强水的导电性时，点解后溶液混合均匀，呈中性．
【交流与反思】
甲同学取55g质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解，消耗了5g水后，则电解后硫酸钠溶液的质量分数为            ．
甲同学的老师上课时用NaOH增强水的导电性，点解后溶液的碱性               ．
乙同学的老师上课时用H₂SO₄增强水的导电性，点解后溶液的酸性               ．

(7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：①Fe、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：
⑴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              。
⑵小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理由是                  。
⑶小组同学不能确定是否含有铁，请人帮他们设计方案进行确认：

实验中学的小春和小玲同学在张老师的指导下，对呼吸作用是否产生CO₂气体进行探究。请你一同参与：
【提出问题】人呼出的气体中是否含有CO₂气体？
【设计方案并实验】
小春：在试管中加入2 mL蒸馏水，用玻璃导管向其中吹气，未发现明显现象。
小玲：在试管中加入2 mL澄清石灰水，用玻璃导管向其中吹气，溶液变浑浊。
【解释与结论】小玲的实验结果证实了呼出的气体中含有CO₂气体，其方案中的实验
原理可用符号表达式表示为___________________________________。
【评价与反思】小春的实验若继续进行，也能得到与小玲相同的结论。请你帮助设计后续方案：实验操作为_________________________________________________；实验现象是________________________________________________________。

在查阅资料时，小明得知 $C{O}_2$在高温条件下能与木炭反应生成 $CO$。他决定对该反应进行探究。
[提出问题] $C{O}_2$与木炭在高温条件下反应是否生成 $CO$?
[实验探究]小胡设计了如图的实验方案，并进行实验。

(1) $A$中用石灰石与稀盐酸反应生成 $C{O}_2$，反应的化学方程式为。
(2) $B$中装有饱和碳酸氢钠溶液，其作用是除去 $C{O}_2$气体中混有的少量 $HCl$气体。 $C$中装有浓硫酸。其作用是。
(3) $E$中装入氢氧化钠溶液的作用是。
[实验结论]经检验 $F$处的气体为 $CO$。结论： $C{O}_2$在高温条件下与木炭反应生成了 $CO$。
[实验反思] (4)有同学对 $A$装置作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是。
[实验拓展] (5)撤去 $B$，按 $A\to C\to D\to E$顺序连接。然后 $A$中用二氧化锰和过氧化氢溶液混合生成 $O_2$，反应的化学方程式为。此时要检验该实验条件下 $D$中木炭所发生反应的生成物，还需要补充和完善的实验是。

小明同学对标签上只能看到" $S{O}_4$"的某瓶无色溶液(如下图)的成分进行如下探究：猜想其溶质可能是：
① $H_{2}S{O}_4$　② $N{a}_{2}S{O}_4$　③ $BaS{O}_4$

(1)根据溶解性可知，以上猜想中一定不成立的是。
(2)小明同学直接向试剂中加入几粒锌粒，根据现象确定其溶质是 $H_{2}S{O}_4$，并给试剂瓶贴上" $H_{2}S{O}_4$溶液"的标签。
(3)请你指出小明同学实验操作中存在的明显错误。

蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤，从而使皮肤肿痛。小明决定对蚁酸进行探究。   
【查阅资料】蚁酸是一种有机酸，化学名称叫作甲酸，化学式为 $HCOOH$；蚁酸在一定条件下分解只生成两种氧化物。
【提出问题】蚁酸分解产物是什么?
【作出猜想】① 水和二氯化碳 ②水和一氧化碳 ③……
猜想有水生成的依据是。
【设计实验】小明将蚁酸分解产生的气体通过如图所示装盟，确定产物中除水之外的另一种氧化物。

(1)实验时 $A$中无明显现象，证明猜想①(选填"成立"或"不成立")。
(2)实验时玻璃管中黑色粉末变红色， $D$中澄清石灰水变浑浊，玻璃管中发生反应的化学方程式为。
(3)实验中装置 $C$的作用是。
【反思评价】从环境角度分析，该装置的缺陷是。

某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。
（1）写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式：                      。
（2）探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么？
点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生（如右图所示）。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰     是由        （填“固态”或“气态”）物质燃烧形成的。

（3）探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么？
【查阅资料】  

由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其         （填“熔点”或“沸点”）和燃烧时温度有关。由此推测：钠在燃烧时，        （填“有”或“没有”）火焰产生。

(5分)某校研究性学习小组用右下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%。

(1)燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是　                     　。
(2)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的　   　%。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中还一定有　  　。
【发现问题】该气体是怎样减少的呢？
【假设】该气体与镁条反应而减少。
【查阅资料】镁条是一种化学性质比较活泼的金属，在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg₃N₂)，镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁。
【交流与反思】集气瓶中放少量细沙的目的是　     　，产物氮化镁的状态应为　    　。

实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，常加入二氧化锰粉末。请你设计实验探究二氧化锰在此制取过程中的作用。
(1)提出猜想：猜想一：在制取过程中作反应物。
猜想二：在制取过程中作。
(2)设计实验证明猜想二(可以只写实验方案)：

某兴趣小组利用家中的材料研究影响物质溶解性的因素，实验步骤设计如下：
Ⅰ、称取六份冰糖和一份食盐，每10g为一份，并将其中五份冰糖研磨成粉末。
Ⅱ、按照下表进行实验(实验所需仪器略)

请你对他们的实验设计进行分析：
(1)根据上述设计，你认为他们准备研究的影响因素是                      ，其中不影响物质溶解性的因素是                 。
(2)根据第四组实验与前三组实验的比较，你可以得到的结论是                   。