初中化学实验探究物质的组成成分以及含量探究题

如图是某种薯片的包装袋，里面被一种气体充得鼓鼓的．小明对这种气体产生了兴趣，
请你和小明一起对该气体进行探究．

【提出问题】该气体可能是什么呢？
【查阅资料】食品和氧气接触容易被氧化而腐败；常填充某种气体以防腐．
【作出假设】包装袋中的气体一定不能是_________________

A．二氧化碳

B．氮气

C．空气

D．氧气

【进行实验】同学们进行了进一步探究，请你帮该组同学完善探究过程，具体操作如下：

实验方法	可能观察到的现象和结论
用注射器抽取包装袋的气体，并将气体注入_______________________中，观察现象。	_________________________，说明包装袋中装的不是二氧化碳。
用排水法继续收集一瓶该包装袋内的气体，并向集气瓶中伸入燃着的小木条，观察现象。	_______________，说明包装袋中的气体可能是__________。

 
【反思讨论】根据食品防腐气体应具备的要求，你认为包装袋内充的气体还可以是_________。

为探究锌、铜、镍三种金属的性质，某兴趣小组进行如下实验．
【实验一】将三种金属丝分别与一节干电池和小电珠连接，小电珠发光．
【实验二】取粗细、长短相同的锌丝、铜丝、镍丝均与50mL稀盐酸反应，实验记录如下：

	锌	铜	镍	铜
稀盐酸的质量分数	3%	3%	15%	15%
反应现象	少量气泡	无现象	许多气泡	无现象

【实验三】金属锌、铜和稀盐酸构成如图所示的化学电池装置，观察到铜片表面有气泡（H₂），小电珠发光．
（1）实验一的现象说明三种金属都具有性．
（2）镍与稀盐酸反应生成氯化镍（NiCl2）和氢气，反应的化学方程式是，铜不能与稀盐酸发生化学反应的原因是，在金属活动性顺序中排在氢的后面
（3）要判断三种金属活动性强弱，必须在实验二的基础上增补一个实验才能得出结论，其实验内容是．
（4）金属活动性强弱是由金属物质的结构决定的，不会因某个实验而改变．下列关于实验三分析正确的是（填选项）．

A．铜的金属活动性变得比锌强
B．铜与稀盐酸发生了置换反应
C．该装置将化学能转化为电能．

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：

（1）图一实验中水下白磷没有燃烧的原因是_________       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_________         ；
（2）改进后的装置（如图二）与图一相比，其优点是_____________________．图二中红磷没有燃烧的原因是            ，欲使图二中的红磷着火，可将试管从水中取出并        后给试管加热。

探究:
木呷惹、阿依莫两同学对教室墙壁脱落的一块白色固体产生兴趣,他们将白色固体带到了化学实验室.经查阅资料得知:白色固体是石灰浆与空气中的物质作用的产物,他们猜测可能的成分为:
猜测一:氢氧化钙

猜测二:碳酸钙

猜测三:氢氧化钙和碳酸钙
于是他们将白色固体捣碎研成粉末,放入烧杯,加水,不断搅拌,静置,取上层清液于 $A$、 $B$、 $C$三支试管,残渣备用.
他们在 $A$试管中滴加无色酚酞,试液变成红色,则猜测二不成立.他们又在残渣中加入适量稀盐酸,产生大量气泡,将生成的气体导入 $B$试管,结果变浑浊,由此证明,猜测三成立.
（1）写出残渣与稀盐酸反应的化学方程式;

（2）写出 $B$试管中发生反应的化学方程式;

（3）他们将浓碳酸钠溶液加到 $C$试管中,溶液变浑浊,此法可用于实验室制取少量氢氧化钠,反应的方程式为;若要将沉淀与溶液分离,其操作方法是.

某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。
（1）请写出镁条与氧气反应的化学方程式            。
（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。我         （“同意”或“不同意”）小明的观点，因为          。
（3）小红按右图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。

【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】①氧化镁为白色固体；
②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg₃N₂）固体；
③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【做出猜想】黄色固体是Mg₃N₂
【实验探究】请设计实验，验证猜想

实验操作	实验现象及结论[

（4）为了证明镁可在氮气中燃烧生成氮化镁，小红又设计了如下方案进行验证。

步骤①：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置；另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条。
步骤②：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞；待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的             左右。
步骤③：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平；点燃镁条，迅速更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，放出热量；待冷却后广口瓶内水位继续上升。
A．步骤②的目的是            。写出红磷在氧气中燃烧的化学方程式
B．在步骤③“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压          (选填“大于” “小于”或“等于”)外界气压
C．写出镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式                          
【反思与交流】
（5）空气中N₂的含量远大于O₂的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却大于Mg₃N₂。请给出合理的解释              。

"五一"节后，小红返回了学校，当她来到实验室时，意外地发现实验桌上有一瓶敞口放置的 $NaOH$溶液，由此便激发了她的探究欲望。
【提出问题】这瓶 $NaOH$溶液一定变质了，其变质的程度如何呢？
【猜想与假设】小红的猜想： $NaOH$溶液部分变质。
你的不同猜想：。
【收集资料】小红知道， $NaOH$敞口放置会变质的原因是 $NaOH$与空气中的 $C{O}_2$反应，化学方程式为。
【实验探究】小红设计如下实验验证自己的猜想，请根据表中内容填写小红实验时的现象。

实验步骤	现象	结论
第一步：取少量 $NaOH$溶液于试管中，滴加足量的 $CaC{l}_2$溶液	①	$NaOH$溶液 部分变质
第二步：向上述试管中再滴加几滴酚酞试液	②

假设你的猜想正确，并按小红的实验方案进行实验，则你观察到的现象是③；④。
【实验反思】保存 $NaOH$溶液的方法是．

有一包固体粉末，可能由BaSO ₄、CuSO ₄、Na ₂CO ₃、BaCl ₂、NaCl中的一种或几种组成，其实验小组对其成分进行了以下探究活动

【思考与交流】

（1）上述物质中不溶于水的是 　　，溶于水其水溶液呈蓝色的是 　　（均填化学式）．

【活动与探究】

（2）取上述固体，加入足量水溶解，形成无色透明的溶液，由于取用固体较多，在溶解过程中要用到的玻璃仪器有 　　和 　　．

（3）再向上述溶液中加入盐酸，产生大量的气泡．说明该固体中一定含有 　　（填化学式），该反应的化学方程式为 　　．

（4）经过以上探究，不能确定的物质是 　　（填化学式）．

【探索与拓展】

（5）为了进一步确定原固体粉末的组成，实验小组取22克该固体粉末，溶于110克水配制成不饱和溶液，再向该溶液中缓慢加入100克一定质量分数的CaCl ₂溶液，产生沉淀的质量与所加CaCl ₂溶液的质量关系如图所示，试计算：

①恰好完全反应时生成沉淀的质量是 　　．

②22克样品中Na ₂CO ₃的质量是多少克？（需写出计算过程）

③反应后所得溶液中CaCl ₂的溶质质量分数是多少？（需写出计算过程）

实验探究:
（1）为了验证二氧化碳的性质,某同学将实验中制取的二氧化碳气体导入 $A,B$装置(如图1),回答下列问题:

①装置 $A$中的现象是,发生反应的化学方程式为;

② $B$装置中的现象是,说明二氧化碳不能燃烧,也不支持蜡烛燃烧,且密度比空气大,由此可知,二氧化碳在生活中可用于.
（2）在我们的日常生活中离不开金属材料:
①铁锅是有益于人类健康的理想炊具,但也很容易生锈,写出预防你家铁锅生锈的一种具体做法．
②小明做了如图2所示的实验(铁片和镁片的形状和大小相同),请回答:
小明根据"甲中产生气泡比乙快"得出镁的金属活动性比铁,完全反应后,过滤,把滤液都倒入同一个烧杯中,加入过量的锌,待充分反应后再过滤,得到的固体中一定含有的物质是,得到的溶液的质量(填"大于"、"小于"或"等于")与锌反应前溶液的质量．

小明和小红对市场上销售的一种真空充气包装的形如小枕头“蛋黄派”发生了兴趣，如下图所示．他们查阅资料获知：这种真空充气包装技术，即将食品装入包装袋，抽出包装袋内空气，再充入某种气体，然后封口．它能使食品保持原有的色、香、味及营养价值，防止食品受压而破碎变形．那么，这是什么气体呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳．
请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤（方法、现象和结论）：

实验步骤	现象	结论
用注射器抽取袋内气体，然后通入澄清的石灰水。

 

某化学兴趣小组以A装置为核心装置设计了如图系列实验：（固定装置的仪器已省略）

按如图所示连接仪器，检查整套装置的气密性良好，添加药品，固定装置，进行实验。

（1）关闭K₂，打开K₁，将H₂O₂溶液缓缓滴入锥形瓶中，待D装置中出现连续均匀气泡时点燃C装置中的酒精灯，观察到V型管内a处的硫燃烧，现象是 　                　，试写出在D装置中反应的化学方程式 　              　，待V型管内的硫燃尽后仍要继续通一段时间的氧气，目的是 　                         　。

（2）打开K₂，关闭K₁，继续将H₂O₂溶液缓慢滴入锥形瓶，观察到装置E中

　              　（填现象），说明氢氧化钠和稀盐酸一定发生了反应。

（3）兴趣小组有同学提出疑问：E装置内反应后的废液中除酚酞以外还有哪些溶质呢？请你一起参与探究。

【作出猜想】

猜想一：NaCl

猜想二：NaCl和NaOH

猜想三：　          　。

【分析】以上有一种猜想一定错误，请写出错误猜想的序号及错误理由 　                                            　。

【资料】NaCl的水溶液呈中性。

【设计并进行实验】排除了错误猜想后，为了验证其余猜想，同学们进行了如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量E装置中的废液于试管中，并向其中加入①　           　。	②	猜想三正确

【交流反思】该废液未经处理不能随意倒入水池。

在我市贡井区、大安区交界处有个地名叫“石灰窑”，生产生石灰有悠久的历史。某校化学实验室一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂（如图），该校化学兴趣小组的同学在化学老师的指导下，对该生石灰取样开展了以下探究活动：

【提出问题】

生石灰样品的成分是什么？

【猜想假设】

生石灰样品的成分可能是CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃中的一种或几种。

【设计实验】

兴趣小组设计出如下实验进行探究。

	实验操作	实验现象	实验结论
（1）	取样品于烧杯中，加水溶解，用手触摸烧杯外壁。	烧杯壁发热。	。
（2）	将（1）中液体过滤，取少量滤液于试管中，向其中滴入 　   　。	溶液变红。	有Ca（OH）2
（3）	取（2）中的少许滤渣于试管中，向其中滴加足量稀盐酸。	。	有CaCO3

【反思评价】

（4）经过讨论，发现通过（2）不能得出样品中一定含有Ca（OH）₂，理由是 　               　。

（5）通过小组合作，最后得出样品中肯定含有CaO和CaCO₃，可能含有Ca（OH）₂。请写出生成CaCO₃的化学方程式 　                         　。

【应用交流】

（6）生石灰要 　   　保存。

【拓展延伸】

（7）兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是 　 　（填大写字母）。

A.ab段试管中液面逐渐上升

B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触

C.c点的对应操作是打开弹簧夹

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干个小组展开探究。以下是教学片断，请你参加学习并填写空格。

【演示实验】将一定质量的稀盐酸加入盛有NaOH溶液的小烧杯中。

【提出问题】实验中未观察到明显现象，某同学提出疑问：反应后溶液中溶质是什么？

【猜憲与假设】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下，请补上猜想二。

猜想一：只有NaCl

猜想二：　               　

猜想三：NaCl和HCl

猜想四：NaCl、NaOH和HCl

乙组同学认为有一种猜想不合理，不合理的猜想是 　   　，理由是 　        　。

【实验探究】

（1）丙组同学取烧杯中的溶液少许于试管中，滴加几滴CuCl₂溶液，　     　（填实验现象），证明溶液中一定没有NaOH。

（2）为了验证其余猜想，各学习小组利用浇杯中的溶液，并选用了老师提供的pH试纸、K₂CO₃溶液、AgNO₃溶液，进行如下三个方案的探究。

实验方案	测溶液的pH	滴加K2CO3溶液	滴加AgNO3溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对照比色卡，pH＜7		产生白色沉淀
实验结论	溶液中有HCl	溶液中有HCl	溶液中有HCl

【得到结论】通过探究，全班同学一致认为猜想 　   　正确。

【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论的活动过程给予肯定，同时指出（2）中存在两处明显错误。同学们经过反思发现以下两处错误：

①实验操作中的错误是 　                               　。

②实验方案中也有一个错误，错误的原因是 　                                 　。

某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂．因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究．Ⅰ、写出该中和反应的化学方程式：                 ．
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分．
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？
【猜想】猜想一：可能是CaCl₂和Ca（OH）₂； 猜想二：可能只有CaCl₂；猜想三：              ．
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性．
【进行实验】实验步骤：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡
实验现象：               结论：猜想一不正确
实验步骤：实验步骤取少量烧杯内溶液于另一支 试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量
实验现象：               结论：猜想二不正确，猜想三正确．

某研究性学习小组对双氧水开展如下研究

（1）图1装置中仪器①的名称为               。
（2）小林同学将MnO₂与水泥按一定比例混合，制作成小块状固体，加入图2装置中制氧气，以方便实验结束回收二氧化锰。其中块状固体应放置在          处(填“A”或“B”)，二氧化锰的作用是         ，该装置中反应的文字表达式是                  。利用该装置反应一段时间后，需停止反应，其操作是                     ，原因是                  。
（3）小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时，能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?小亮对此展开探究。
第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10％、20％、30％、40％、50％的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的术条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象。小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验。三组实验的数据和现象见下表。

	第一组	第二组	第三组
集气瓶编号	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
收集的O2占容积的体积分数(％)	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39	34
带火星木条的状况	微亮	亮	很亮	复燃	复燃	很亮	很亮	复燃	复燃	复燃	很亮

请根据实验回答下列问题：
①本实验中使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：               (填“是”或“否”)。
②收集的氧气占容积的体积分数最低为              %时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数是               %(计算结果保留整数)。
③用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致，此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如右图所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，应将加热双氧水的最高温度控制在           ℃。

南南同学看到“好想你”红枣袋中装有一袋防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。南南和北北对这包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计如下实验进行探究。

【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃。
【实验探究】南南同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量固体放于试管中，滴加足量的          。	固体逐渐消失，有无色气体产生，得到浅绿色溶液。	固体中一定含有    ， 一定不含Fe2O3。

北北同学认为南南同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是            ，并设计如下实验方案继续验证。

（1）步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎，其中研碎的目的是                。
（2）步骤②中固体溶解时放出大量热，由此可以判断固体中一定含有              。写出该过程中的化学方程式                            。
（3）步骤③中反应的化学方程式是                       。
北北同学对滤渣B又进行探究。

实验操作	实验现象	实验结论
① 取滤渣B于试管中，加入适量 ② 生成的气体通入	① ②该溶液变浑浊。	固体中一定含有CaCO3 和Fe2O3。

【实验结论】综合上述实验及所给数据，该久置固体中一定含有的物质是Fe、Fe₂O₃、CaO、CaCO₃。