实验探究物质的组成成分以及含量知识点题库

实验室中用一氧化碳还原纯净的Fe₂O₃粉末．

反应后装置中玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色．小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小军同学提出了质疑，于是同学们提出查阅资料，寻求真理．

【查阅资料】

①一氧化碳还原Fe₂O₃的固体产物的成分与反应温度、时间有关，产物可能是Fe₃O₄、FeO、Fe

②几种物质的性质

物质

性质

Fe₂O₃

FeO

Fe₃O₄

颜色

黑色

红色

黑色

能否被磁铁吸引

能

不能

能

③已知反应：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O，FeCl₃溶液呈棕黄色

（1）【实验探究】
（1）该小组同学将反应后的黑色固体研细后，用磁铁吸引，发现黑色粉末全部能被吸引，则该黑色粉末中不可能含有Fe₂O₃和（填化学式）．
（2）黑色固体粉末的成分是什么？
猜想Ⅰ：全部为Fe
猜想Ⅱ：全部为Fe₃O₄
猜想Ⅲ：　（填化学式）
将黑色粉末加入到足量的稀盐酸中，全部溶解，观察现象：
①有无色气体产生，证明该固体中一定含有（填化学式）．
②溶液呈棕黄色
由上述实验现象，得出上述猜想　正确．
（2）【评价与反思】
装置中澄清石灰水的作用是．
若撤出装置中点燃的酒精灯可能造成的后果．

某研究性学习小组同学将钠置于充满CO₂的集气瓶中进行燃烧，反应后集气瓶内有黑色固体和白色固体生成．

（1）该小组经分析得知，白色固体中不可能有NaOH，原因是．他们对白色固体成分进一步探究．
【提出问题】白色固体是什么？
【查阅资料】①Na₂O+H₂O═2NaOH　②钠能与水反应生成NaOH和H₂
【猜想与假设】Ⅰ．白色固体是Na₂OⅡ．白色固体是Na₂CO₃
Ⅲ．白色固体还可能是．

（2）【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量白色固体于试管中，加入适量水振荡．	固体全部溶解

向上述所得溶液中加入过量CaCl₂溶液，静置．	产生白色沉淀
取静置后的上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液．	试液不变色		白色固体是．

（3）【得出结论】①通过上述实验，三个猜想中猜想成立．
②钠在CO₂中燃烧的化学方程式为．
（4）【反思与交流】钠着火，可以选用的灭火物质是．
A．水　　　　B．干沙土　　　C．二氧化碳

草木灰是农家肥料，主要含钾盐．请回答相关问题．

【分离提纯】

（1）在烧杯里放一定量的草木灰，加入水，同时用玻璃棒搅拌．把烧杯中的草木灰连同浸出液一起过滤．如果滤液仍然浑浊，处理的方法是．
（2）把滤液倒入蒸发皿里，加热，用玻璃棒搅拌．当蒸发到时，停止加热．
（3）【成分探究】
取所得的晶体少量溶于水，分到两支试管中．
①第一支：滴加盐酸，产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体．请写出产生浑浊发生的化学方程式：．
②第二支：滴加酚酞溶液后，溶液变为红色，说明溶液呈碱性．为证明溶液呈碱性是由CO₃²^﹣引起的，再向试管中加入〔可供选择试剂：澄清石灰水、KCl溶液（呈中性）、CaCl₂溶液（呈中性）〕，此时发生反应的方程式为，当看到时即可证明．

某兴趣小组的同学探究浓硫酸与铁定（碳素钢）反应后产生气体的成分．

【查阅资料】①Fe与浓H₂SO₄反应，加热，有SO₂生成

②C与浓H₂SO₄反应，加热，有CO₂和SO₂生成

③SO₂可使澄清石灰水变浑浊

④SO₂可使品红溶液的红色褪去，而CO₂不能

⑤SO₂可与酸性KMnO₄溶液反应使其褪色，而CO₂不能

⑥碱石灰的主要成分为NaOH和Cao

【实验探究】

（1）称取24.0g铁钉放入60.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到的溶液X并收集到气体Y．甲同学通过实验测定并推知气体Y中SO₂气体的体积分数为66.7%．同学们认为气体Y中还可能还有H₂和Z气体，则Z气体可能是．探究实验的主要装置如图所示：
（2）装置A中试剂的作用是．
（3）为确认Z的存在，需要将装置甲（如图所示）接入上述装置的（填编号）之间．装置甲中的液体名称是．
（4）实验中，如果观察到装置D中，且装置E中，则可确认Y中还有H₂气体．
（5）如果需要测定限定体积气体Y中H₂的含量（H₂约为0.01g）．除可用测量H₂体积方法外，（选填：“能”或“不能”）用称量上图中装置D、装置E的质量变化的方法，通过计算说明你判断的理由．

某课外活动小组进行如下实验探究。

（1）验证物质的燃烧条件
根据图1进行实验，实验现象如图所示。
①80℃热水的作用是。
②比较现象a、c，得出燃烧的条件是。
（2）验证锌与铁的金属活动性
①相同条件下，取等质量锌粉、铁粉，根据图2进行实验，实验过程中，观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快，由此得到的结论是。
②实验结束后，发现∪形管两边的金属粉末均无剩余，则硫酸剩余的情况可能是（填序号）。
A．左、右两边均有剩余
B.左边有剩余，右边无剩余

C.左、右两边均无剩余
D.左边无剩余，右边有剩余
（3）测定水中氢氧元素的质量比（已知H₂+CuO $\text{[math]}$ Cu+H₂O）
根据图3进行实验，反应后测得甲中玻璃管（含药品）质量减少ag，乙中U形管（含药品）质量增加bg。
①水中氢、氧元素的质量比是（用含 a、b的式子表示）。
②下列因素中，对测定结果有影响的是（填序号）。
A．CuO粉末不干燥
B.CuO没有完全转化为Cu
C.没有丙装置

化学兴趣小组的同学欲回收三项测试化学实验操作考试(考题：鉴别碳酸钠和氯化钠两瓶白色固体)用剩的药品。他们对其中的一瓶药品是否纯净产生质疑，对其成分展开了如下探究：

【猜想与假设】猜想一：白色固体为碳酸钠；

猜想二：白色固体为氯化钠；

猜想三：白色固体为碳酸钠和氯化钠的混合物。

【设计与实验】取少最固体药品，装入试管，加蒸馏水溶解，进行如图实验：

【讨论与交流】

（1）实验一①(填“能”或“不能”)得出正确结论，你的理由是②。
（2）实验二中向样品溶液滴加足量稀硝酸后③(填“能”或“不能”)得出正确结论，你的理由是④。
（3）加入稀硝酸并且至过量的目的是⑤。
同学们经过仔细讨论，最终确定猜想三成立。
（4）【归纳与总结】同学们根据实验结论领悟到：在选加试剂检验物质成分时；既要考虑⑥，又要防止⑦。

化学兴趣小组的同学探究金属和盐溶液反应时，发现将钠放入 $\text{[math]}$ 溶液中有气泡和白色沉淀产生。为了进一步探究，小组同学将充分反应后的混合物过滤，得固体A和滤液B。

（1） $\text{[math]}$ 查阅资料）钠与水反应生成氢氧化钠和氢气
（分析、思考、实验）钠放入 $\text{[math]}$ 溶液中产生的气泡，应该是；取固体A加入过量稀盐酸，A全部溶解，且无气泡产生，此反应的化学方程式为；

提出问题）滤液B中的溶质成分是什么？
（2）（提出猜想）猜想 $\text{[math]}$ ：有 $\text{[math]}$ 和NaOH猜想 $\text{[math]}$ ：有 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$
猜想 $\text{[math]}$ ：；

（3）（实验设计）

实验操作	实验现象或发生反应的方程式	实验结论
方案一：取滤液B少许于试管中，滴入硫酸铜溶液	无明显现象	猜想 $\text{[math]}$
方案二：取滤液B少许于试管中，滴入氢氧化钠溶液	方程式为：	猜想 $\text{[math]}$ 成立
方案三：取滤液B少许于试管中，滴入氢氧化钡溶液	现象为：	@@@/

（4）（讨论交流）通过讨论大家一致认为方案三不可取，原因是。

用如图装置在相应条件下完成下列实验

（1）探究燃烧条件：B盛木炭粉。
①由A处通N₂一段时间后，加热B，B、C无明显变化。

②待B冷却至室温，由A处通入O₂一段时间，B、C无明显变化。

③由A处继续通入O₂ ，加热B，木炭粉燃烧，C中溶液变浑浊。

结论：由①、③可知燃烧需要；由②、③可知燃烧需要。
（2）探究CO与金属氧化物反应：B盛金属氧化物。
I、模拟工业炼铁：A处通CO，B盛Fe₂O₃粉末，B处下方放酒精喷灯，D处放酒精灯。

实验：在A处通入CO时，应立即点燃处（填“B”或“D”）酒精（喷）灯。在B处加热一段时间后可观察到的现象是。

II、探究金属氧化物的组成：A处通CO，B盛金属氧化物，B处下方放酒精喷灯、D处放酒精灯。

已知：CuO、Fe₃O₄均为黑色物质，B中所盛粉末：CuO或Fe₃O₄或两者混合物。

实验：同Ⅰ操作、B中可观察到既有红色固体生成，又有黑色固体生成。

实验结论（定性）：该黑色粉末为。

定量分析：经测定反应前B重180克，完全反应后B重170.4克。将反应后B中固体全部加入到足量的稀硫酸中，完全反应后经过滤、洗涤、干燥，测得剩余固体12.8克。

实验结论（定量）：m（CuO）：m（Fe₃O₄）＝（写最简整数比）。

实验小组将澄清石灰水和碳酸钾溶液混合，充分反应后过滤，得到了滤液M，同学们对滤液M中溶质的成分进行探究，探究过程如下：

（1）（猜想与假设）①含有KOH；②含有；
③含有KOH、K₂CO₃； ④含有KOH、K₂CO₃和Ca（OH）₂。
（2）（设计与实验）
大家认为猜想一定错误，其原因是。
（3）甲同学取滤液M样品，向其中加入足量的，不产生气泡，则猜想③错误。
（4）乙同学依据甲同学的实验结论继续实验，记录如下：

实验操作

现象

结论

取一定量滤液M于试管中，加入溶液

猜想②成立

相关反应的化学方程式为。

（交流与反思）

若将滤液M直接倒入下水道，对环境造成的影响是。

取10g锌粉和铜粉的混合物于烧杯中，向烧杯中分四次加入等质量的同种稀硫酸，实验过程中得到如下数据。

	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀硫酸的质量	20g	20g	20g	20g
剩余固体的质量	8.7g	7.4g	6.1g	5.5g

（1）混合物中铜粉的质量是。
（2）所用稀硫酸中溶质的质量分数是多少。（保留计算过程）

有一包白色固体粉末，可能含有CuSO₄、Na₂SO₄、(NH₄)₂CO₃、BaCl₂、NH₄Cl 、KCl中的一种或几种。现做如下实验：

根据上述实验现象判断：

（1）白色固体中一定不含、，一定含有、、，可能含有。
（2）写出①中化学反应方程式。
（3）写出②中化学反应方程式。

在做酸碱中和反应的实验时，某同学向盛有NaOH溶液的烧杯中加入一定量的稀硫酸后没有明显现象。同学们产生疑问:反应后溶液中的溶质是什么呢?对此同学们展开了以下实验探究。

（1） [假设猜想]同学们给出了以下的猜想:
①只有NaSO₄；②有 Na₂SO₄和H₂SO₄；③有；④有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH。

你认为以上猜想中肯定不成立的是(填序号)。
（2） [实验探究]为了探究其余的猜想，同学们做了如下的实验:
李明同学取少量烧杯中的溶液于试管中，向其中滴加几滴无色酚酞溶液，没有明显变化，则原溶液中一定没有。
（3）张华也取少量样品溶液，向其中加入少量的碳酸钠溶液，发现立即有大量的气泡产生，产生气泡的化学反应方程式为，该现象可证明猜想②是正确的。
（4）李明又说，用Fe₂O₃固体同样也可以探究出猜想②是正确的，请你帮他写出具体的实验操作和现象:。
（5）受同学们的启发，小丽说用pH试纸也可以探究溶液成分，于是她用如图所示的方法测定该溶液的pH,结果小于7,也证明猜想②是正确的。但她的这种不正确操作会产生的后果是。
（6）小刚说:“老师说过硫酸也可以和BaCl₂溶液反应，生成硫酸钡白色沉淀，所以我们也可以用BaCl₂溶液来探究。”于是他取少量样品溶液于试管中，向其中滴加几滴无色的BaCl₂溶液，观察到产生白色沉淀，所以他证明猜想②是正确的。请问，小刚的结论是否正确，为什么?。
（7） [得出结论]反应后的溶液中溶质是硫酸钠和硫酸。
[评价反思]在确定溶液中存在某物质时，要根据该物质性质来进行探究。我们已知物质的结构决定性质，之所以能选用以上步骤(2) 到步骤(4)方案进行验证，都与溶液中存在的微粒(填符号)有关。

（1）初三某化学小组的同学们学习“中和反应”后，在实验室里他们将一定量的氢氧化钠溶液与稀硫酸混合，如图 1 所示，其反应的化学方程式为；同学们发现该反应没有明显的现象，进行了如下实验探究。
（2）（提出问题 1）如何验证该反应已经发生？
（进行实验）同学们分别取图 1B 图中溶液进行以下两个实验，结果如图 2 所示：

（反应评价）你认为上述图 2 中实验能验证反应已经发生的是实验，请选择上述任一实验从微观角度分析其正确或不正确的理由。
（3）（提出问题 2）图 1B 图溶液中溶质的成分有哪些？
（进行实验）

实验操作

实验现象

结论

取 B 图中的少量溶液于试管中加入。

观察到。

B 图中溶液的溶质是Na₂SO₄ 和 H₂SO₄

经思考，同学们认为用另一种不同类别的试剂，也能达到相同的目的。
（4）（拓展延伸）将 C 图试管中的物质静置，上层清液中一定含有的溶质是。

生活中，我们偶尔会看见蔗糖在锅里加热时间过长会变成褐色，因此，猜想蔗糖中含碳元素，或许还有其他元素。

[提出问题]蔗糖是我们经常接触的一种食品，你是否想过蔗糖是由哪些元素组成的呢?

[资料卡片]

（1）蔗糖属于有机化合物(一般指含有碳元素的化合物)，有机化合物般可以燃烧，受热容易分解，这都属于有机化合物的性质(填“物理”或“化学”)。
（2）化学反应前后①原子的种类，②分子的数目，③元素种类，④物质种类，⑤原子的数目，一定不变的是；(填序号)
（3） ①绿色植物吸收空气中的CO₂和H₂O先合成葡萄糖，再将葡萄糖转化为蔗糖。②蔗糖不易燃烧，掺入少量烟灰后，就能直接点燃(烟灰不能燃烧)。烟灰可能是起到的作用。
（4） [成分探究]蔗糖可能是由碳、氢、氧三种元素组成。
[实验1]点燃蔗糖与烟灰混合物，在火焰上方罩一只干冷烧杯，烧杯壁有水雾出现，则蔗糖含有元素。倒转烧杯后迅速加入澄清石灰水，石灰水变浑浊，则蔗糖含有元素。
（5） [实验2]隔绝空气高温加热蔗糖，容器内壁也出现水雾，则蔗糖还含有元素。高温加热后产生黑色固体，经实验证实是炭黑，一种碳单质。

某校化学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时，做了如下实验（如图），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、Na₂CO₃；

猜想3：Na₂SO₄、NaCl、H₂SO₄；

（实验探究）取烧杯中的溶液，进行如下实验：

（1）（收集证据）若猜想3成立，实验一的反应现象为，实验二发生反应的化学方程式为。
（2）（实验结论）实验二不能完成实验任务的原因是，猜想3成立。
（3）（表达交流）实验中滴加石蕊试液的作用是。在滴加硝酸钡溶液的过程中，如图中①表示的是（填符号），②表示的是（填符号）。
（4）（总结规律）通过探究还可以认识到：
①分析反应后溶液中溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑。

②两种化合物在溶液中都是以离子的形式存在，确定物质的成分可以从确定的角度来解决。

有一包固体粉末, 可能含有炭粉、氧化铜、氧化铁、碳酸钙中的一种或几种。进行如下实验： ①取样，加热至高温产生一种气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。②把适量稀盐酸滴入冷却后的固体残渣中, 残存固体全部溶解，同时产生一种可燃性气体。试推断：

（1）该固体粉末中一定含有，一定没有。
（2）该固体粉末中可能含有，为证实该物质是否存在，可选用的试剂是。
（3）写出①中生成气体的的化学方程式：。

充分利用废液或废物来进行科学探究，不仅可以变废为宝，同时也养成了科学探究中的良好习惯。现有如下的一些废液成废物，滴加X溶液（含溶质a）至过量，产生的气体或沉淀质量与溶质a质量之间的关系图像如图所示，则下列一定不符合该图像的选项是（）

选项	实验室中的废液或废物	溶质a
A	表面已经被氧化的铝片	H₂SO₄
B	氢氧化铜和过量稀盐酸反应后的溶液	NaOH
C	稀硫酸与过量氢氧化钠溶液反应后的溶液	BaCl₂
D	碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液恰好完全反应后的混合物	HCl

A . A B . B C . C D . D

有一种淡黄色粉末可制备消毒杀菌剂。兴趣小组对其成分进行了探究：

（提出问题）淡黄色固体是什么?

（查阅资料）⑴硫粉是一种淡黄色固体，难溶于水；

⑵过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体，能与水反应放出气体且反应放热；

⑶在化学反应中，原子的种类、数目、质量都不发生改变。

（1）（设计实验）
方案一：取少量该固体粉末于试管中，加 5mL 水，振荡并观察现象。

方案二：在燃烧匙里放少量该固体，在酒精灯上加热，观察现象。经过讨论，兴趣小组决定采用方案一，其理由是（填字母）

A 操作简单 B 无实验污染C 节约能源
（2）（实验验证）用下图装置实验，将淡黄色粉末加入试管中：

现象：①试管中；

②烧杯中。

（实验结论）实验确定该淡黄色粉末是过氧化钠。
（3）（问题讨论）联想到学过的知识，小明判断反应生成了氢氧化钠和一种无色气体，并对生成的气体成分提出了以下 3 种假设：a 气体为 CO；b 气体为 H₂；c 气体为 O₂
①小组其他同学一致认为该气体不可能是 CO，理由是；

②兴趣小组的同学通过讨论，一致认为过氧化钠与水反应生成的气体是，并通过实验验证了大家的猜想是正确的；

③写出过氧化钠与水反应的符号表达式。

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格（包括表中空格）。

（1）【演示实验】将一定量的稀H₂SO₄加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式：。
（2）【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢？
【假设猜想】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下：

猜想一：只有Na₂SO₄猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄

猜想三：有。猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH

乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的。不合理的猜想是，理由是。
（3）【实验探究】
丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有。

（4）为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液，进行如下三个方案的探究。

实验方案	测溶液pH值	滴加Na₂CO₃溶液	滴加BaCl₂溶液
实验操作
实验现象	①试纸变色，比对比色卡，pH<7	②有产生	③产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H₂SO₄	溶液中有H₂SO₄	溶液中有H₂SO₄

【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。

（5）【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究】（2）中存在两处明显不正确，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处不正确：①实验操作中的不正确是。②实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是。
（6）【反思与拓展】根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中的溶质含有H₂SO₄ ，除以上正确方案外，下列哪些物质单独使用也能完成该实验？填序号：_______。

A . 铜 B . 氧化铜 C . 紫色石蕊溶液 D . 硝酸钠溶液

加热碳酸氢铵时能闻到刺激性气味，这引起了同学们对氨气的兴趣，决定对其进行探究。

【查阅资料】室温下，NH₃能与HCl气体反应生成NH₄Cl固体。

实验一：按图甲装置进行实验——探究NH₃的性质与变化

【实验现象】

（1）实验Ⅰ中的现象是。
（2）实验Ⅱ中先滴入浓氨水，一段时间后，再滴入浓盐酸，滴入浓盐酸后观察到的现象是：
①集气瓶中从下至上出现白烟；

② (写一点)。
（3）【实验结论】
微观上，说明微粒具有的性质是；宏观上，说明氨气具有的性质有(写一点)。
（4）【反思与评价】
实验Ⅱ避免了实验Ⅰ的不足，改进后的优点有(写一点)。
（5）实验二：按图乙装置进行实验(假定氮气被完全吸收)——验证氨气中氮、氢两种元素的质量比

已知：氨气在加热条件下能与氧化铜反应，其反应原理为： $\text{[math]}$ ，则X的化学式为。
（6）【数据处理与误差分析】
充分反应后，测得A、B、C三个装置在反应前后的质量变化如下表所示：

装置

A

B

C

数据

减少了4.8g

增加了6.0

增加了2.8g

甲同学利用A、B、C三组装置所提供的数据，乙同学利用B、C两组装置所提供的数据，计算出氨气中氮，氢元素的质量比都与理论值明显不符，分析产生误差的原因是。
（7）【交流与表达】
在一定条件下，可用氮气和氢气制得氨气。工业上常用氨气生产化肥 $\text{[math]}$ 它属于(填“酸”“碱”或“盐”)；施肥时，要避免与之混用的是(填序号)。

A．硝酸钾 B．草木灰(其水溶液呈碱性)

C．熟石灰 D．氯化钾
（8）工业上生产的 $\text{[math]}$ 中常常混有少量NH₄Cl，检验其是否含有NH₄Cl的操作方法是。

实验操作	现象	结论
取一定量滤液M于试管中，加入溶液		猜想②成立

实验操作	实验现象	结论
取 B 图中的少量溶液于试管中加入。	观察到。	B 图中溶液的溶质是Na₂SO₄ 和 H₂SO₄

装置	A	B	C
数据	减少了4.8g	增加了6.0	增加了2.8g

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