初中化学实验探究物质的组成成分以及含量试题

氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂．某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙（CaH₂）遇水反应生成氢氧化钙和氢气．探究小组的同学把一定量的CaH₂加入Na₂CO₃溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液．经检验滤渣的成分是碳酸钙．
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
（1）【猜想与假设】
猜想一：NaOH
猜想二：
猜想三：NaOH、Na₂CO₃
猜想四：NaOH、Na₂CO₃、Ca（OH）₂
经过讨论，大家一致认为猜想四不合理，请用化学方程式说明原因                    。
（2）【实验验证】

实验	现象	结论
实验一：取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想 ① 不成立
实验二：另取滤液，向其中加入 ②	先无变化后产生气泡	猜想三成立

（3）【反思与拓展】①若向NH₄Cl的溶液中加一定量CaH₂，充分反应，产生的气体是氢气和         ．②登山运动员常用CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是       ．

有关 $NaOH$与 $C{O}_2$反应的探究
探究一：检验 $NaOH$固体样品露置空气中一段时间后的成分
【查阅资料】 $N{a}_{2}C{O}_3$溶液是碱性； $KCl$溶液、 $BaC{l}_2$溶液显中性、 $BaC{O}_3$难溶于水。
（1）检验样品是否变质。检验样品成分中是否含碳酸根的实验方法（操作、现象及结论）：。
（2）检验样品是否完全变质。实验操作：取样品加水溶解，先加过量的（填编号，下同），再滴加。

A．	盐酸
B．	$KCl$溶液
C．	$BaC{l}_2$溶液
D．	$Ba{\left(OH\right)}_2$溶液

E．酚酞试液
探究二：用 $NaOH$溶液测定空气中酸性气体（ $C{O}_2$、 $S{O}_2$）的体积分数
【实验装置】如图8所示，向细玻璃管内注入少量水，形成一段水柱；经检查该装置气密性良好。已知细玻璃管单位长度的容积为0．1mL·cm^-1。水柱的质量忽略不计。

【操作步骤】保持外界条件不变，完成以下操作：
①将40mL浓 $NaOH$溶液迅速倒入烧瓶内，立即塞紧橡皮塞，并在细玻璃管上标记水柱底部的位置
②观察并测量得出水柱缓慢向下移动的距离为2．0cm；
③实验结束后，根据①中的标记，测得该标记以下细玻璃管及烧瓶的总容积为340mL。
（3）检查图8装置气密性的操作方法：。
（4）仅根据本次测量数据，该气体样品中酸性气体的体积分数为（精确到0．00001）。
（5）在上述操作步骤②中，若装置温度略有升高，实验结果（填"偏大"、"不变"或"偏小"）。

某兴趣小组发现了一包敞口放置的碱石灰样品，为探究其成分，同学们在实验室对这包碱石灰样品展开了探究。
【查阅资料】①碱石灰是由 $CaO$和 $NaOH$固体混合而成，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体。②熟石灰微溶于水，且溶于水放出的热量很少可以忽略不计。③ $BaC{l}_2$溶液显中性。
【提出猜想】根据资料，同学们分析碱石灰样品的主要成分可能含有 $CaO$、 $NaOH$、 $Ca{\left(OH\right)}_2$、 $CaC{O}_3$和。
【实验探究】小组讨论后设计如下实验进行探究：

实验步骤及操作	实验现象	结  论
①取部分该样品于试管中，加少量水	无明显放热现象	碱石灰样品中不含 $CaO$和
②继续加足量水，振荡，静置	产生白色沉淀	样品中一定含有 $CaC{O}_3$
③从步骤②的试管中取少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量 $BaC{l}_2$溶液	产生白色沉淀
④将步骤③所得物质过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液	溶液变红色

【思考与分析】
小杰同学经过分析认为步骤②的结论不准确，原因是（用化学方程式表示）。
【解释与结论】
通过以上探究与分析：可以得出该碱石灰样品一定含有的物质是；实验探究步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有。

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           。

甲、乙两同学在学完酸的化学性质后，做了如下实验：

【观察与讨论1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是悬浊液由浑浊变澄清 。再滴加无色酚酞溶液，无明显现象（已知CaCl₂溶液呈中性）。
【观察与讨论2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生，于是对碳酸钠能否与盐酸反应表示怀疑。甲同学通过查阅资料得知：
在碳酸钠溶液中逐滴加入少量稀盐酸，先发生反应Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，继续滴加稀盐酸，才能观察到有气泡产生，再发生反应的化学方程式为     。
【观察与讨论3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中，乙同学在观察到气泡产生后，也将实验废液缓慢倒入该废液杯中，没有观察到明显现象。据此可以确定，甲同学的试管中废液含有的溶质一定有酚酞、
          （写化学式），
为了处理实验后产生的废液，甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。
【提出问题】最终废液中除酚酞外还含有什么溶质？
【猜想与假设】猜想1：废液中含有CaCl₂、NaCl两种溶质。
猜想2：废液中含有                （写化学式）三种溶质。
猜想3：废液中含有NaHCO₃、CaCl₂、 NaCl三种溶质。
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想，进行了如下实验：

方案	方法步骤	实验现象	实验结论
甲同学	取少量废液于试管中，向其中滴加盐酸，	无气泡产生	猜想3不正确
乙同学实验	取少量废液于试管中，向其中加入		猜想2正确

【表达与交流】甲、乙同学经过实验确认了混合废液中溶质的成分。以下甲乙同学关于废液成分的观点，你赞成的有            。
A．可以加入适量的石灰石或熟石灰对混合废液进行处理后排放
B．取混合废液，滴加少量碳酸钠溶液，则一定能观察到白色沉淀
C．取混合废液，滴加少量硝酸银溶液，则一定能观察到白色沉淀
D．可以用碳酸钠溶液对废液成分中氯化钙的含量进行定量测定

某学习小组探究氢氧化钙溶液的化学性质，并作了延伸探究。
探究一：甲同学设计了如下实验方案，请你帮助完成实验报告。

方案	（1）	（2）	（3）
实验操作
现象		澄清石灰水变浑浊	红色褪为无色
结论或解释	氢氧化钙溶液能使石蕊等酸碱指示剂变色	氢氧化钙溶液能与某些非金属氧化物反应生成盐和水．二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式是．	氢氧化钙溶液能与酸发生中和反应

【提出问题】实验方案（3）褪色后溶液中的溶质是什么？
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【作出猜想】乙同学从反应情况分析，溶液中除含少量酚酞外，溶质可能有以下三种情况：
①氯化钙  ②氯化钙和氯化氢  ③氯化钙和氢氧化钙
【分析讨论】丙同学从实验现象分析得出：猜想③肯定不合理，其理由是。
探究二：丁同学为进一步验证乙同学的猜想，设计实验如下：将实验方案（3）褪色后溶液倒入烧杯中，向其中逐滴滴加稀碳酸钠溶液至过量，边滴加边振荡。实验后得出产生沉淀质量与碳酸钠溶液体积之间的关系，如图所示。写出实验过程中的现象。

【得出结论】乙同学的猜想中，（填序号）合理。
【反思讨论】学习小组结合图像，分析了丁同学实验过程中烧杯内溶液的变化。下列说法正确的是（填序号）

A．	溶液质量逐渐增大
B．	氯化钠质量逐渐增大， $V_2$后不变
C．	氯化钙的质量先增大后减小
D．	溶液的 $pH$一直增大

实验室常用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳。化学兴趣小组的同学们想探究反应后废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答问题。
【提出问题】废液中的溶质是什么物质？
【作出猜想】玉素甫同学认为：废液中溶质只有氯化钙；
阿依古丽同学认为：废液中含有的溶质是氯化钙和氯化氢
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验与结论】
（1）请写出实验室制取二氧化碳反应的化学方程式。
【玉素甫同学做对比实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量废液于试管中，滴入无色酚酞溶液。	溶液无色	废液中溶质只有氯化钙 猜想正确
取少量氯化钙溶液于试管中，滴入无色酚酞溶液。	溶液无色

【实验评价】
（2）你认为玉素甫同学（填"能"或"不能"）证明他的猜想，理由是。
（3）如果你要证明阿依古丽同学的猜想是正确的，你选择（填字母：A．紫色石蕊试液 B．氢氧化钠溶液 C．稀盐酸）来代替酚酞试液，理由是。
（4）若实验证明了阿依古丽同学的猜想是正确的，向废液中加入过量的，反应完成后过滤就可得到只含氯化钙一种溶质的溶液。

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。

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。

过碳酸钠(2Na₂CO₃·3H₂O₂)广泛用于洗涤、纺织、医疗、造纸等。某兴趣小组展开了深入的学习：【资料卡片】：

I、制备研究：下图是制备过碳酸钠的工艺流程。

请回答问题：
（1）操作A的名称是   ，若在实验室完成此操作，需要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和 。
（2）生产中，反应及干燥均需在较低温度下进行，原因是                    。
（3）加入较多的氯化钠的作用是                                               。
Ⅱ、纯度测定：测定过碳酸钠样品（杂质不溶于水）中2Na₂CO₃·3H₂O₂的质量分数。
小组同学设计了如下图所示实验装置（部分仪器略去），并进行实验。

【实验步骤】：
①连接仪器，检查装置的气密性；
②将过碳酸钠样品(2．20g)和少许黑色粉末均匀混合后
置于装置A中，在量筒中加满水；
③连接仪器，打开分液漏斗活塞，缓缓滴入水；
④待装置A中不再产生气泡时，停止加水，并关闭活塞；
⑤待量筒中水面不再变化时，记录其中水面刻度；
⑥根据数据进行计算。
【实验分析及数据处理】：
（4）实验中，        ，则开始收集气体。
A．刚开始出现气泡时
B．当气泡均匀连续出现时
C．若用带火星木条放在导管口部，复燃时
（5）若量筒中收集到气体的体积是224mL（换算后质量约为0．32g），计算过碳酸钠样
品中2Na₂CO₃·3H₂O₂的质量分数为多少？[已知：Mr(2Na₂CO₃·3H₂O₂)＝314，保留到0．1%
【反思】：
（6）量筒中长导管的作用是                                   

某学校实验小组的同学，在实验室里将稀硫酸和氯化钡溶液混合后，发现产生白色沉淀，他们将反应后的溶液进行过滤，得到滤液，滤液中溶质的成分是什么呢？于是他们进行了如下探究。
【提出问题】：反应后滤液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】：端端同学认为反应后滤液中的溶质是HCl
默默同学认为反应后滤液中的溶质是HCl、H₂SO₄
硕硕同学认为反应后滤液中的溶质是H₂SO₄和BaCl₂
【探究与交流】：：（1）请说出端端同学猜想的理由                                   ；
（2）上述哪位同学的猜想不正确         ；请说明理由                               ；
（3）默默同学为了证明自己的猜想，向反应后的滤液中加入几滴石蕊溶液，紫色石蕊溶液变红，于是认为自己猜想正确，请对他的结论进行评价                                       。
（4）经过同学们多次实验证明端端、默默的猜想都是错误的，滤液中的溶质应该是                。

(6分)小鹏与小明做完酸、碱、盐相关性质实验后，很感兴趣地把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液倒入一个烧杯中，看到有大量气泡生成。他们对反应后溶液中溶质的成分很好奇，请你与他们一起进行探究。
【提出问题】反应后溶液中溶质的成分是什么?
【猜想假设】猜想①Na₂S0₄、Na₂C0₃   
猜想②Na₂S0₄
猜想③Na₂S0₄、H₂S0₄、Na₂C0₃   
猜想④Na₂S0₄、H₂S0₄
上述猜想中，你认为不合理的是猜想______(填序号)。
【实验探究】
（1）小鹏取少量该溶液于试管中，向其中滴加无色酚酞，发现溶液颜色无变化，据此，他认为猜想②是正确的。请你对他的结论进行评价______。
（2）小明向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入适量该溶液，振荡，溶液变蓝。该反应的化学方程式是___________________________。
【实验结论】根据上述实验探究，你认为猜想______(填序号)是正确的。
【拓展应用】工厂与实验室的酸性废水必须处理至中性再排放，这样做的意义是___________(答一点即可)。

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。

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。

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：              。