初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

实验与探究：

某兴趣小组为探究CO₂气体与金属Mg的反应，设计了一套制取纯净、干燥CO₂气体，并用过量CO₂与热的金属Mg充分反应的实验。请回答相关问题。

I、利用下列装置和相关药品进行实验

（1）检查装置A气密性的操作是：　　。

（2）装置B的作用是：　　。

（3）实验时应先　　，一段时间后再　　（填代号）

a、点燃D处酒精灯

b、打开A装置中的弹簧夹，从长颈漏斗处加入稀盐酸

Ⅱ、探究Mg与CO₂反应的产物

可观察到D处的实验现象有黑白两种固体产生。查阅资料黑色固体为碳单质，白色固体是镁的化合物。为探究白色固体的成分，进行了假设与猜想。

（4）猜想1 白色固体是MgO

猜想2 白色固体是MgCO₃

猜想3 白色固体是　　。

（5）验证与结论 取D中固体适量于试管，加入足量的　　，观察到：有黑色固体不溶物，白色固体消失，　　的现象，则猜想1成立。猜想2和猜想3不成立的可能原因是　　。

某化学学习小组在学习常见的盐的性质后，完成了如下实验。该学习小组对废液杯上层清液的溶质的成分进行了探究。请完成以下探究过程，并将空白答案填入答题卡相应位置。

[提出问题]上层清液中含有什么溶质？

[作出猜想]Ⅰ溶质仅为　　（填化学式）；

Ⅱ溶质为KCl和BaCl₂

Ⅲ溶质为KCl和　　（填化学式）；

Ⅳ溶质为KCl和K₂CO₃

V溶质为KCl、K₂SO₄和K₂CO₃

[设计方案]

实验操作	现象	结论
取少量废液缸中上层清液，分装于甲、乙两支试管中	先向甲试管中滴加盐酸至过量	无明显现象	猜想Ⅳ、Ⅴ不正确
	再向乙试管中滴加 　　溶液（填化学式）		猜想Ⅱ正确

[交流反思]学习小组经过讨论认为：实验过程中无须使用AgNO₃溶液，其理由是　　（用文字表述）

获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后，学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员提供了少量气体样品，进行成分探究。兴趣小组经资料查询，通常瓦斯气体可能含有CO、CO₂、CH₄等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种，小组组长初步设计了如下实验方案供大家讨论：

（已知：CH₄+4CuO $\frac{\underset{¯}{△}}{}$4Cu+CO₂+2H₂O）

（1）同学甲认为，氧化钙的作用是防止空气中的CO₂和H₂O对实验造成干扰，小组成员一致同意；

（2）同学乙认为，若装置C中CuO变红，则除了甲烷与CuO可能发生反应外，还可能发生的反应是　　（用化学方程式表示）；

（3）同学丙认为，欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重，说明混合气体中含有CH₄的思路不严密，认为需要在　　（填序号）间再增加一个D装置（编号为F），才能证明含有CH₄；

（4）同学丁认为，B装置可有可无。说说你的看法和理由：　　；

（5）同学戊认为，该装置存在着　　重大安全隐患，小组成员一致同意。

综合上述讨论，兴趣小组将经过安全处理后的混合气体，通过改进后的装置进行了实验探究，请根据实验现象和数据填写结论：

装置	实验现象/数据	实验结论
A	石灰水变浑浊	通过实验现象和数据，小组成员一致认为该气体样品中含有　　。
B	无明显现象
C	黑色粉末变成红色
D	装置D增重3.6g
E	装置E增重4.4g

已知相同条件下，气体体积比等于气体分子个数之比。现有20mL O₂、CO、CO₂的混合气体，在密闭容器中用电火花引燃，充分反应后恢复到原来状态，体积减少了2mL，再通过足量NaOH溶液后又减少10mL，最后剩余气体能使带火星的木条复燃。原混合气体中O₂、CO、CO₂的体积比可能是（　　）

A．1：6：3B．3：5：2C．3：1：6D．5：2：3

实验室有一包白色粉末，可能含有Na₂SO₄、Ba（NO₃）₂、K₂CO₃、KOH、CuSO₄、Mg（NO₃）₂和KC1中的一种或几种，为了确定其成分，某化学兴趣小组进行了如下实验探究。

[查阅资料]

CaCl₂溶液显中性；K₂CO₃和“纯碱”的化学性质极其相似；MgCO₃微溶于水，不考虑为沉淀。

[实验步骤]

步骤Ⅰ：取一定量样品于烧杯中，加足量水充分溶解，有白色沉淀产生，溶液呈无色。

初步结论：原粉末中一定不含　　。

步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ中的混合物过滤，进行下一步实验探究。

[实验探究一]

小明同学对步骤Ⅱ中过滤所得滤液设计了如下的实验探究方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
取一定量滤液于试管中，加入足量CaCl2溶液，充分振荡后，再滴加酚酞溶液。	溶液呈红色	由此确定原粉末中含有

请说明加入足量CaCl₂溶液的理由　　。

[猜想假设]

小红同学对步骤Ⅱ中过滤所得固体成分提出了如下猜想：

①Mg（OH）₂②BaSO₄③BaCO₃④Mg（OH）₂、BaSO₄     ⑤BaSO₄、BaCO₃

⑥Mg（OH）₂、BaCO₃    ⑦Mg（OH）₂、BaSO₄、BaCO₃

[实验探究二]

小红同学对猜想设计了如下的实验探究方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取一定量过滤所得固体于试管中，加入足量稀HCl，充分振荡	有气泡产生，沉淀完全溶解	上述猜想　　可能成立
（2）向（1）试管中，继续滴加足量的NaOH溶液	有白色沉淀产生	上述猜想　　一定成立

请写出（2）中产生白色沉淀的化学方程式：　　。

[归纳总结]通过上述实验验证，原粉末中仍不能确定的成分是　　。

甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点，是一种新型甜味剂，我国是全国最主要的生产国，实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成，进行如下实验：

[提出猜想]甜叶菊苷由什么元素组成？

[进行实验]小晴取适量的甜叶菊苷按如图1进行操作，并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置与火焰上方。

[讨论交流]其他同学认为小晴的实验设计不严谨，原因是　　。经改进试验后，检验到甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳和水，由此确定甜叶菊苷中一定含有碳，氢元素。

[继续探究]为了进步确定其元素组成。利用如图2进行实验。（已知：装置中C中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳）

（1）实验前要通一会儿氮气，目的是　　。

（2）A装置中发生反应的化学方程式为　　。

[数据记录]4.02g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后，D装置增重2.7g，E装置增重8.36g。（产物被完全吸收）

[分析与讨论]数据分析：4.02g 甜叶菊苷中氧元素的质量为　　g，由此可以确定甜叶菊苷是由碳，氢，氧元素组成。

[反思评价]若没有F装置，对氧元素质量测定结果的影响是　　。 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

某校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时，做了如图一所示的两个实验，实验结束后，小组同学将两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中（如图二所示），观察到有气泡产生，为确认烧杯内溶液中溶质的成分，同学们进行了如下探究。

[查阅资料]Na₂SO₄溶液、NaCl溶液呈中性。

[提出猜想]猜想1：Na₂SO₄、NaCl；

猜想2：Na₂SO₄、NaCl和　　

猜想3：Na₂SO₄、NaCl和H₂SO₄

猜想4：Na₂SO₄、NaCl、H₂SO₄和Na₂CO₃

[交流讨论]小强同学认为猜想4一定是错误的，他的理由是　　（用化学方程式表示）。

[进行实验]小明同学设计如下两个实验方案：

	实验步骤	实验现象	实验结论
方案一	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入几滴紫色石蕊溶液		猜想3正确
方案二	取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量铁粉

请写出方案二中有关反应的化学方程式　　。

[反思与总结]分析反应后溶液中溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑反应物是否过量。

实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）进行实验。

已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质

②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物

③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：

2NaHCO ₃ Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂↑

探究过程如下：

Ⅰ．称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m ₁、m ₂；

Ⅱ．将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热

Ⅲ．待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却

Ⅳ．再次称量装置C、D的质量，分别为m ₃、m ₄

请回答下列问题

（1）装置A中碱石灰的作用是 　　

（2）装置C中所装药品为 　　

（3）装置D中发生反应的化学方程式为 　　

（4）装置E的作用 　　

（5）依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为 　　（用相关字母表示）。

（6）误差分析。按上述实验步骤测得该样品中小苏打的质量分数 　　（填"偏大""偏小"或"准确"），理由是 　　。

某溶液中可能含有盐酸、硫酸、硝酸钠、氯化铜中的一种或几种，为了探究其组成，取一定质量的该溶液，向其中逐滴加入氢氧化钡溶液，生成沉淀的质量与所加氢氧化钡溶液的质量之间的关系如图所示。请回答下列问题。

（1）该溶液中一定含有的溶质是 　　，可能含有的溶质是 　　。（均填化学式）

（2）请写出上述过程中发生中和反应的化学方程式 　　。

（3）当滴加氢氧化钡溶液至图中b点时，溶液中一定含有的溶质是 　　。（填化学式）

（4）所取溶液中含有氯化铜的质量为 　　。

实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）进行实验。

已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质

②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物

③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：

2NaHCO ₃ Na ₂CO ₃+H ₂O+CO ₂↑

探究过程如下：

Ⅰ．称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m ₁、m ₂；

Ⅱ．将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热

Ⅲ．待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却

Ⅳ．再次称量装置C、D的质量，分别为m ₃、m ₄

请回答下列问题

（1）装置A中碱石灰的作用是 　　

（2）装置C中所装药品为 　　

（3）装置D中发生反应的化学方程式为 　　

（4）装置E的作用 　　

（5）依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为 　　（用相关字母表示）。

（6）误差分析。按上述实验步骤测得该样品中小苏打的质量分数 　偏大　（填"偏大""偏小"或"准确"），理由是 　　。

某溶液中可能含有盐酸、硫酸、硝酸钠、氯化铜中的一种或几种，为了探究其组成，取一定质量的该溶液，向其中逐滴加入氢氧化钡溶液，生成沉淀的质量与所加氢氧化钡溶液的质量之间的关系如图所示。请回答下列问题。

（1）该溶液中一定含有的溶质是　　，可能含有的溶质是　　。（均填化学式）

（2）请写出上述过程中发生中和反应的化学方程式　　。

（3）当滴加氢氧化钡溶液至图中b点时，溶液中一定含有的溶质是　　。（填化学式）

（4）所取溶液中含有氯化铜的质量为　　。

某同学将打磨过的铝箔加入到氢氧化钠溶液中，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：

【作出猜想】

猜想一：氧气；

猜想二：氢气；

猜想三：氮气。

（1）其他同学认为猜想三是错误的，理由是 　　。

【进行实验】

分别进行实验：

（2）利用图①装置进行实验：反应一段时间后，观察到 　　，则猜想一错误。

（3）利用图②装置进行实验：反应一段时间气体验纯后，在尖嘴处点火观察到 　　，则猜想二正确。

【得出结论】

（4）氢氧化钠、水、铝能反应生成偏铝酸钠（NaAlO ₂）和氢气，请写出此反应的化学方程式 　　。

（5）铝分别与稀硫酸、氢氧化钠溶液反应，若生成等质量的氢气，则消耗掉硫酸与氢氧化钠的质量比为 　　。

（6）若本实验所用试液是在空气中敞口久置的氢氧化钠稀溶液，则观察不到明显的实验现象。其原因是 　　。（用化学方程式表示）

（7）铝块能制成铝箔是利用了铝的 　　性，铝在空气中表面形成一层致密的薄膜，具有一定的抗腐蚀性，写出相应的化学方程式 　　。

有一包白色粉末，可能含有氢氧化钙、碳酸钙、氢氧化钠和碳酸钠中的一种或几种。某化学兴趣小组对这包白色粉末的成分展开如下探究：

【查阅资料】氯化钡溶液显中性。

步骤（1）：取少量白色粉末于烧杯中，加足量水，搅拌、静置后烧杯底部有白色固体。

步骤（2）：取少量步骤（1）所得上层清液于试管中，滴加过量氯化钡溶液，有白色沉淀产生，过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液，溶液变红色。

步骤（3）：取该白色粉末10.6g，滴加足量的稀盐酸，充分反应后生成4.4g二氧化碳。

结合以上探究过程，下列推理正确的是（　　）

A．由步骤（1）可知，白色粉末中一定含碳酸钠和氢氧化钙

B．步骤（2）结束后所得溶液中溶质除酚酞外，只有氯化钠和氢氧化钠

C．该白色粉末的组成可能是碳酸钠、氢氧化钙和碳酸钙

D．该白色粉末中一定含碳酸钙

现有一包白色粉末，可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠、硫酸铜中的一种或几种，某化学小组为确定其成分，做了以下探究：

【查阅资料】硫酸钠、氯化钡溶液均呈中性。

（1）步骤Ⅰ：取少量固体于烧杯中，加足量的水，搅拌，过滤，得到白色沉淀和无色滤液。

步骤Ⅱ：取步骤Ⅰ所得的白色沉淀于试管中，加入过量的稀硝酸，沉淀全部溶解，有气泡产生，得到无色澄清透明的溶液。

根据上述两步实验，小组同学认为白色粉末中一定不含有的物质是 　　，同时确定了白色粉末中一定含有的物质，并写出了步骤Ⅰ中产生白色沉淀的化学方程式是 　　。

（2）为了进一步确定白色粉末中可能含有的物质，小组同学利用步骤Ⅰ所得的滤液继续探究。

【讨论猜想】小组同学对滤液中溶质成分做出了多种猜想，其中滤液中含有三种溶质的猜想分别是：

猜想一： 　　；猜想二： 　　。

【实验探究】小组同学共同设计如下方案来证明诸多猜想中猜想二成立，请完成下列表格：

实验步骤	实验现象	实验结果
		猜想二成立

【实验结论】小组同学通过以上探究，最终确定了白色粉末的成分。

某学习兴趣小组研究发现铜锈[Cu ₂（OH） ₂CO ₃]在加热后，除有CO ₂和水蒸气产生外，在试管的底部还有黑色的粉末生成，他们通过实验研究了黑色粉末的成分和所产生的气体。请填空。

（1）提出问题：黑色粉末是什么？

（2）猜想：黑色粉末可能是：

a．炭粉      b．氧化铜      c． 　            

（3）查阅资料：炭粉和氧化铜均为黑色粉末，其中炭粉不与稀硫酸反应，也不溶于稀酸，而氧化铜可与稀酸反应而溶解。写出氧化铜和稀硫酸反应的化学方程式： 　                   。

（4）设计实验方案：向试管中的黑色固体滴加足量的 　           （填"化学式"）溶液，充分反应后，观察固体的溶解情况和所得溶液的颜色。

（5）现象与结论：

如果猜想a正确，则现象为 　                   ；若现象是 　            ，则猜想b正确；假如现象为 　              ，则猜想c正确。