初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某课外活动小组对竹炭进行初步探究。
【提 出 问题】竹炭中是否含有碳元素
【猜想与假设】竹炭中含有碳元素
【查 阅 资料】新鲜的血液，遇一氧化碳由鲜红变为暗红。
【设 计 实验】所用装置如下图所示。（A装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳）

（1）实验开始后，C装置中产生白色沉淀，发生反应的化学方程式为，E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。
（2）小玥认为应在A、B装置间，再增加一个C装置，目的是。
（3）课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是，请你设计解决的方法。
（4）小亮认为可以用下图所示的装置，替换原装置中的E装置，你认为（填"可以"或"不可以"），原因是。

【结   论】竹炭中含有碳元素。
【拓展应用】竹炭细密多孔，竹炭牙膏中含有竹炭等成分具有消炎、止痛、化淤、去污等功效，下列有关竹炭牙膏的用途描述不正确的是。
A、可除衣领袖口等处的汗渍  
B、不能除去口中异味 
C、虫咬、灼伤可消炎止痛

现欲探究一固体混合物Ａ的成分，已知其中可能含有NH₄Cl、Cu（OH）₂、BaSO₄、CaO、NH₄ NO₃五种物质中的两种或多种。按下图所示进行实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应均恰好完全反应）

试根据实验过程和发生的现象判断：
（1）常温下，气体B的水溶液显_________（填“酸性”“中性”“碱性”之一）。
（2）滤渣D的化学式是_________________。
（3）固体混合物A中，一定存在的物质是（写化学式）___________________________。
（4）滤液C中，一定大量存在的金属离子是（写离子符号）________________________。
（5）写出过程③中可能发生的一个化学方程式：                              。
（6）固体混合物A中还不能确定存在的物质是（写化学式）                   ，得出此结论的理由是                                                     。

请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
【研究课题】探究X物质的成分。
【查阅资料】（1）X物质可能由Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂、Ca(OH)₂、Mg(OH)₂、CaCO₃、BaCO₃中的一种或几种组成。
（2）X物质是通过过滤水溶液得到的沉淀。
（3）相关物质的溶解性如下表：

物 质	Ca(HCO3)2	Mg(HCO3)2	Ca(OH)2	Mg(OH)2	CaCO3	BaCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	不溶

【设计并实施方案】
（1）由查阅资料可知X物质肯定不含可溶性的Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂。
（2）甲同学在烧杯中放入少量研碎的X物质，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na₂CO₃溶液，没有白色沉淀，说明X物质中无       (填化学式)。
（3）乙同学设计了下列实验装置，想进一步确定X物质的成分。

其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，关闭活塞b，将50gX物质的粉末放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀硫酸，充分反应。
②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
③称量D瓶内物质明显增加的质量；
④继续鼓入空气，直至D瓶内物质质量不变；
⑤经称量，D瓶内物质增加的质量为20g。
【评价】（1）A瓶中的NaOH溶液起到            作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将          （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）分析X物质的可能组成是           （有几种写几种）。

(8分)在化学实验探究课上，化学老师交给化学兴趣小组一包可能含有Na₂SO₄、NaNO₂(亚硝酸钠)、NaCl(至少含有两种物质)的白色粉末，请你和同学们一起参与探究该白色粉末的主要成分。
（1）提出问题：该白色粉末的主要成分是什么？
（2）查阅资料:

（3）提出猜想：猜想Ⅰ：只含有NaCl、Na₂SO₄
猜想Ⅱ：只含有NaCl、NaNO₂
猜想Ⅲ：只含有                       
猜想Ⅳ：含有NaCl、Na₂SO₄、NaNO₂
（4）进行探究

步骤	实验操作	实验现象	结论
一	取少量固体样品于两支试管中，加蒸馏水溶解，向试管1滴入无色酚酞溶液，向试管2滴入过量的氯化钡溶液。	试管1：溶液变红色 试管2：无明显现象	一定有         ， 一定没有        。
二	另取适量固体样品于试管中，加蒸馏水溶解，滴加硝酸 银溶液	有白色沉淀产生	一定有         。

（5）通过实验，猜想    成立。
（6）写出步骤二中发生的化学方程式                                    。
（7）拓展：粗盐中常含有可溶性和不溶性杂质，粗盐提纯的基本操作步骤是溶解、          、蒸发。

在一次化学实验中，同学们将饱和硫酸铜溶液逐滴加到5mL饱和氢氧化钠溶液中，观察到以下异常实验现象：

实验序号	滴加 $CuS{O}_4$溶液的量	实验现象
①	第1～6滴	产生蓝色沉淀，但震荡后沉淀消失，形成亮蓝色溶液
②	第7～9滴	产生蓝色沉淀，且沉淀逐渐增多，振荡后沉淀不消失，很快沉淀逐渐变黑色

在实验①中同学们根据所学初中化学知识判断蓝色沉淀是氢氧化铜，请你写出生成蓝色沉淀的化学方程式 。
实验①中蓝色沉淀为什么消失？同学们继续进行如下探究。
【查阅资料】
I．氢氧化铜在室温下温度，70℃-80℃时可脱水分解生成氧化铜
II．铜酸钠[ $N{a}_{2}Cu(OH{)}_4$]溶于水，溶液呈亮蓝色。
【猜想与讨论】
小陶认为蓝色沉淀消失可能是氢氧化铜发生了分解。其他同学一致否定了他的猜测，理由是。
同学们交流讨论后，提出以下两种猜想。
猜想一：少许氢氧化铜可溶于足量水中。
猜想二：氢氧化铜可在足量氢氧化钠浓溶液中溶解，溶液呈亮蓝色。
【实验探究】
为验证猜想，同学们用氢氧化铜粉末（其它试剂可任选）设计如下实验。请你填写表中的空格。

实验序号	实验方法与操作	实验现象	结论
③	将少许 $Cu(OH{)}_2$粉末加到5mL蒸馏水中，充分振荡		猜想一错误
④			猜想二正确

【结论与反思】
（1）根据实验，并进一步查阅资料知道，氢氧化铜在氢氧化钠溶液中溶解生成 $N{a}_{2}Cu(OH{)}_4$，反应的化学方程式是。
（2）根据实验可知饱和硫酸铜溶液与饱和氢氧化钠溶液的反应是放热反应，依据的实验现象是。

已知 $C{O}_2$通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，继续通 $C{O}_2$气体由浑浊又变澄清， $CaC{O}_3+H_{2}O+C{O}_2=Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2$，由此某化学兴趣小组欲探究 $C{O}_2$与 $NaOH$溶液反应后的溶质组成。
【提出问题】 $C{O}_2$与 $NaOH$溶液反应后的溶质组成
【查阅资料】1、 $NaHC{O}_3+NaOH=N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O$

2、盐酸滴入碳酸钠溶液中，实际反应分两步进行
第一步反应： $N{a}_{2}C{O}_3+HCl=NaCl+NaHC{O}_3$
第二步反应： $NaHC{O}_3+HCl=NaCl+H_{2}O+C{O}_2\uparrow$

【提出猜想】猜想1：溶质为 $N{a}_{2}C{O}_3$
猜想2：溶质为（填化学式，以下同）
猜想3：溶质为

猜想4：溶质为         
【实验方案】I甲组同学为确定 $C{O}_2$与 $NaOH$溶液反应后所得溶液中溶质组成，设计如下实验方案。
（1）向所得溶液中加入足量的 $CaC{l}_2$溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸无气泡产生，则溶质为。
（2）向所得溶液中加入足量的 $CaC{l}_2$溶液，若无白色沉淀生成，溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，则溶质为。
（3）向所得溶液中加入足量的 $CaC{l}_2$溶液，若有白色沉淀生成，过滤后向溶液中加入足量的稀盐酸有气泡产生，则溶质为 。
II乙组同学根据甲组同学的猜想，通过定量分析绘制出向所得溶液中逐滴加入稀盐酸的质量与生成二氧化碳的质量关系示意图，请根据图像确定溶质成分。

为探究氢氧化钙溶液和稀盐酸反应所得溶液中溶质的成分，小鸣和同学们通过测定了反应后溶液的pH，得到了如图所示的pH曲线，请回答：

（1）由图可知该实验操作是将滴加到另一种溶液中；
（2）该反应的化学方程式为；
（3）实验过程中，小鸣取了a、b、c三处反应后的溶液于三个烧杯中，却忘了作标记，请你设计不同的方案（不再用测定pH的方法），探究三种样品分别属于哪处溶液。
【查阅资料】 $CaC{l}_2$溶液显中性， $CaC{l}_2+N{a}_{2}C{O}_3=CaC{O}_3\downarrow +2NaCl$。
【探究过程】
①分别取少量样品于三支试管中，加入酚酞试液，观察到其中一支试管内出现的现象。结论：该样品是a处溶液。
②为进一步确定b或c处溶液，又设计了以下方案：

实验步骤	实验现象	实验结论
另取余下样品少量于两支试管中，分别滴加足量的 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液。		该样品为b处溶液。
	该样品为c处溶液，并推知溶液中的阳离子有。

【反思评价】探究反应后溶液中溶质的成分，除了要考虑生成物之外，还要考虑。

某化学活动小组在一次实验中进行了如图所示实验：
此时观察到的实验现象是（1）__________________________。
实验后，小组同学充分振荡U形玻璃管，将U形玻璃管内的物质过滤后，对滤液成分产生了浓厚的兴趣，进行了进一步的探究活动。

【提出问题】滤液中除Na⁺外，还含有什么离子？
【猜想与假设】A同学：含有OH^-、Cl^-、C0₃^2-
B同学：含有OH^-、Cl^-、Ba²⁺
C同学：含有（2）__________________（填离子符号）
【实验探究】B同学为了验证自己的猜想，取滤液于试管中，向其中滴加少量的硫酸钠溶液，观察到无明显现象。由此B同学得出结论：自己的猜想不成立，A同学的猜想成立。
【评价与交流】请你评价B同学的结论：（3）______________________。同学们经过讨论后一致认为：B同学在验证自己的猜想时，若将所加试剂调换成足量的另一种试剂（4）_____________（填化学式），既能验证自己的猜想．也能确定滤液中的离子成分。
C同学取该试剂进行实验，最终确定了滤渡中的离子成分。
【归纳与总结】通过上述实验我们能够总结出：在确定化学反应后所得溶液中的离子成分时，一般应加入（5）___________________，验证（6）____________________________就可以确定溶液中的离子成分。

某化学兴趣小组按照课本实验方法（如下图），做木炭与氧化铜反应的实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。

【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【查阅资料】铜有+1 和+2 两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4 或-4。
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为          。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象
更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
【分析与交流】
（1）小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是          ；反应的化学方程式为                    。
（2）小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的好处是          。
【实验与结论】
同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙          后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，          （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是          （填“吸”或“放”）热反应。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。

某实验小组为探究酸的化学性质，由甲、乙同学设计并完成了如图所示的实验．

（1）甲同学实验中所发生的化学方程式为                                   ．
【查阅资料】CaCl₂、NaCl的溶液呈中性，Na₂CO₃溶液呈       （填“酸”或“碱”）性．
【实验探究一】确定甲、乙同学上述实验后所得溶液中的溶质．
（2）取甲所得溶液少许，加入石蕊试液，溶液显红色，甲所得溶液中一定含有的溶质是       （写化学式）
（3）取乙所得溶液少许，加入酚酞试液，溶液显红色，乙所得溶液中一定含有的溶质是       （写化学式）
【实验探究二】
（4）甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中，观察到废液缸中产生少量气泡，最终有白色沉淀生成，该白色沉淀是           （写化学式）．
【讨论交流】丙同学提出：若将上述废缸中物质取出，过滤，所得滤液中含有哪些物质呢？经过讨论大家一致认为：一定含有NaCl，可能含有CaCl₂、盐酸和Na₂CO₃中的部分物质．
【实验探究三】取少量滤液于试管中，滴加过量的稀硝酸，可观察到有大量气泡产生．
【归纳总结】该滤液中含有的溶质是氯化钠和          （写化学式）．
【探索与拓展】有一份由Na₂SO₄、NaCl两种物质组成的固体样品．为确定其组成，上述小组同学将样品全部溶于蒸馏水中制成119.3g溶液，再往其中加入104gBaCl₂溶液，两者恰好完全反应．过滤，得到23.3g白色沉淀和一定质量的滤液．经测定，该滤液中溶质质量分数为9%．试计算：（均需计算过程）
（5）所用B₂Cl₂的溶液中溶质的质量分数．
（6）所用样品的质量．

实验室中有一瓶标签受损的无色溶液，如图所示。

这瓶无色溶液中的溶质是什么呢? 化学兴趣小组的同学进行了探究。
实验员老师告诉大家，该溶液中的溶质只能是氧化钠、氯化钠、氢氧化钠、硫酸钠、碳酸钠中的一种。
（1）大家讨论后一致认为不可能是氧化钠，理由是          。
（2）为确定该溶液中溶质的成分，同学们继续进行实验探究，最终确定这瓶溶液中的溶质是氯化钠。请只用2种试剂完成实验并书写实验报告：

实验操作	预期现象和结论
①
②

 

（某研究性学习小组在实验中发现：不仅碱溶液可以使酚酞溶液变红，Na₂CO₃溶液也能使酚酞溶液变红。碱溶液可以使酚酞溶液变红，是因为碱在水溶液中解离出了OH^-，那么Na₂CO₃溶液中究竟是哪种粒子可以使酚酞溶液变红呢？他们设计了下图3个实验，请你和他们一起探究。

（1）实验Ⅰ可以证明                                       。
（2）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是              。小组内有同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为他们的理由是                                  。
（3）实验Ⅲ滴入K₂CO₃溶液，振荡，酚酞溶液变红，向变红后的溶液中再逐渐滴入过量的CaCl₂溶液，红色逐渐消失，同时还观察到          现象。由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：CO₃^2-可以使酚酞溶液变红。
（4）小组同学在与老师交流上述结论时，老师说：“其实Na₂CO₃溶液能使酚酞溶液变红也是由于溶液中存在OH^-。”你认为Na₂CO₃溶液存在OH^-的原因是                                            。

实验室里有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体，某化学兴趣小组对其进行了如下探究。
（1）确定固体的成分。
【提出猜想】猜想Ⅰ：固体中只含碳酸钠；
猜想Ⅱ：固体中只含氢氧化钠；
猜想Ⅲ：固体中含有                 。
【进行实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量固体溶于水，加入        ；	产生白色沉淀	猜想Ⅲ成立
②将上述反应后的混合液过滤，取少量滤液，加入              。

（2）测定固体中碳酸钠的质量分数。
【查阅资料】二氧化碳几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液中。
【进行实验】取2g固体，在25℃、101kPa下用如图所示装置进行实验，步骤如下：

①连接好装置并检查气密性；
②装入药品，通过分液漏斗滴加足量稀硫酸后，关闭分液漏斗活塞；
③充分反应后，恢复至25℃、101kPa，量筒中液体的体积为220mL。
【实验分析】
①装置B中的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，原因是                        。
②充分反应后，装置A中残留的的二氧化碳对实验结果是否有明显影响？       （选填“有”或“没有”）。
③已知在25℃、101kPa下二氧化碳的密度为1.8g/L，则固体中碳酸钠的质量分数为          （结果保留至0.1%）。
（3）除去固体中的碳酸钠。
【进行实验】实验流程如下图：

【实验分析】该流程中发生反应的化学方程式为                              。
操作①、②、③均需用到的一种仪器是           。

在学习酸、碱、盐的性质时，某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液 $M$（如图）进行反应，有白色沉淀产生，过滤后得到澄清滤液．同学们对该实验进行了一系列的探究。

探究一： $M$溶液中的溶质是什么？
（1）【提出猜想】该组同学认为M溶液的溶质有两种可能：
①是，②是 $CaC{l}_2$。
【收集资料】 $CaC{l}_2$水溶液呈中性．
（2）【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量 $M$溶液于试管中，向其中滴入	溶液变红	猜想①正确

探究二：过滤后澄清滤液中会有哪些溶质？
【提出猜想】
猜想一： $NaOH$和 $N{a}_{2}C{O}_3$；
猜想二：；
猜想三： $NaOH$．
（3）【实验验证】同学们针对"猜想一"进行如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取样于试管中，滴入几滴稀盐酸	没有气泡产生	"猜想一"不成立

他们的实验结论是否正确？（填"是"或"否"）
（4）【继续探究】设计如下实验方案确定滤液中溶质的组成．

实验操作	实验现象	实验结论
分别取少量滤液于 $A,B$两支试管中， $A$中加入 $CaC{l}_2$溶液， $B$中加入溶液	若 $A$中产生白色沉淀， $B$中没有沉淀	"猜想一"成立
	"猜想二"成立
若 $A,B$中都没有沉淀产生	"猜想三"成立

（5）【反思与拓展】
①为防止标签被腐蚀而破损，倾倒液体时。
②在分析反应后所得溶液中溶质时，除考虑可溶性的生成物，还应考虑。

化学兴趣小组同学对“铁生锈的条件”进行实验探究。
【进行实验】

实验	实验操作	实验现象	实验结论
1	A         B	一段时间后， A中铁丝表面有红色固体生成 B中铁丝无明显变化
2	C            D	一段时间后， C中 D中铁丝无明显变化	铁生锈需要与O2接触

某同学在家中发现，炒完菜的铁锅表面容易生锈。
【猜想与假设】可能是食盐对铁生锈的速率产生了影响。
【进行实验】该小组用实验装置E、F同时进行实验。其中集气瓶的容积相同，量筒内盛有等体积的水，F中集气瓶内另加入了某种物质。

实验装置	实验过程	实验结论
E                    F	一段时间后，打开止水夹，记录实验过程中量筒内剩余水的体积（每次测量时间间隔不等，实验数据见下表）。E中铁丝和F中另加入的物质表面均出现红色物质。	食盐可以加速铁的生锈

实验记录表

次数	1	2	3	4	5	6
量筒中剩余水的体积/mL	E	68	57	44	30	30	30
F	71	65	56	a	30	30

（1）实验装置F中，集气瓶内另加入的物质是                 。
（2）实验记录表中，a的取值范围是              。
【反思与应用】结合上述实验，谈谈你对家中铁锅使用的建议：              。