初中化学题型复习(三)实验探究题习题

1题型复习(三)实验探究题题型之一物质组成成分的探究1．(2015·云南)有一包白色粉末，可能由CuSO4、Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种组成。为探究其组成，同学们查阅资料得知NaCl、BaCl2溶液呈中性，经过思考设计并进行了以下实验：请分析实验过程，回答下列问题：(1)白色粉末中一定不含有CuSO4和Na2SO4；可能含有NaOH。(2)生成白色沉淀的化学方程式为Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。(3)为最终确定白色粉末的组成，还需要对无色滤液中呈碱性的物质进行探究。【提出问题】无色滤液中呈碱性的物质是什么？【作出猜想】猜想I：Na2CO3；猜想Ⅱ：NaOH；猜想Ⅲ：Na2CO3和NaOH。【进行实验】【得出结论】白色粉末的成分是Na2CO3、BaCl2、NaOH。2．(2016·新疆兵团)实验室有一瓶标签受到腐蚀的无色溶液，如图所示。这瓶无色溶液是放在存放盐溶液的柜子里。化学兴趣小组开展探究：【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么盐的溶液？【猜想与假设】该无色溶液可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种溶液。【初步分析】(1)库尔班同学根据标签上的组成元素认为一定不是氯化钠溶液。(2)艾力同学提出，碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能，他的依据是碳酸氢钠和硝酸钠的化学式中钠元素右下角的数字为1。【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液，他们设计了如下实验。实验操作实验现象①取少量该无色溶液于试管中，慢慢滴加BaCl2溶液；②静置后，向沉淀中滴加稀盐酸①产生白色沉淀；②产生大量气泡，沉淀全部溶解【实验结论】(3)该瓶无色溶液的溶质是Na2CO3(填化学式)。生成白色沉淀的化学反应方程式是Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。【实验反思】(4)玉素甫同学认为原设计的实验还可简化，同样达到鉴别的目的。该同学设计的实验如下(将实验操作及实验现象填入相应的空格中)：实验操作实验现象取上述无色溶液少许于试管中，滴加少量的溶液中没有气泡产生(或有气泡产生)，该瓶实验步骤实验现象实验结论①取无色滤液少许于试管中，滴加过量的BaCl2溶液产生白色沉淀猜想Ⅱ不成立②在①反应后的试管中滴加酚酞溶液变为红色猜想Ⅲ成立2稀盐酸无色溶液是硫酸钠溶液(或碳酸钠溶液)(5)白燕同学经查阅资料得知：氯化钠、硫酸钠、硝酸钠溶液呈中性，碳酸钠、碳酸氢钠溶液呈碱性，提出测溶液的酸碱性来确定更简便．她采用pH试纸测量溶液的pH值＞(填“＞”“＝”或“＜”)7，则结论与以上同学一致。3．(2016·临沂)某饮用水中含有较多的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，属于硬水，煮沸时会有水垢生成，实验小组欲探究该水垢的主要成分。【猜想与分析】分析Ca(HCO3)2与水的元素组成，该水垢的主要成分可能是Ⅲ或Ⅳ。Ⅰ.CaOⅡ.Ca(OH)2Ⅲ.CaCO3Ⅳ.Ca(OH)2和CaCO3小强同学认为该水垢中不会存在CaO，理由是氧化钙能与水反应。【实验与事实】实验现象解释或结论实验一将适量的水垢和水装入试管中，充分振荡后静置，用滴管取上层清液于小试管中，然后再向小试管中滴入紫色石蕊溶液紫色石蕊溶液不变色Ca(OH)2微溶于水，其水溶液显碱性，能使紫色石蕊溶液变蓝色，不变色说明水垢中一定没有Ca(OH)2实验二按如图所示方案进行实验反应一段时间后水垢消失，溶液澄清；玻璃片上澄清石灰水变浑浊石灰水变浑浊，说明有CO2生成，则水垢中一定含有CaCO3【原理与呈现】请用化学方程式表示实验二中有关反应的化学反应原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。【实践与应用】使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，长期饮用硬水对人体健康不利，在日常生活中，可使用肥皂水来检测饮用水是硬水还是软水。4．(2016·河北)蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。【实验验证】方案一：小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验到生成物中有水和二氧化碳，得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。小刚认为该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，不能确定是否含有氧元素，理由是蔗糖燃烧中有氧气参加反应。方案二：小刚用下图所示装置进行实验。实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。(1)观察到小烧杯(或玻璃导管)中有水珠出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。(2)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用上图所示装置，另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如下：实验过程实验现象向小烧杯中加入澄清石灰水，向硬质玻璃管中通入氧气，点燃酒精灯①硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光；②澄清石灰水变浑浊写出上述实验过程中一个反应的化学方程式：C＋O2=====点燃CO2[或CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O]。3【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。【拓展交流】(1)方案二中，先通入一会儿氮气的原因排净硬质玻璃管中的空气(或防止氧气参加反应)。(2)查阅资料得知蔗糖的化学式为C12H22O11。小红发现：蔗糖分子中氢原子数目是氧原子数目的2倍，但是，蔗糖中氧元素质量却是氢元素质量的8倍。导致出现这种情况的原因氧的相对原子质量比氢大。5．(2016·福州)某固体粉末由Mg、MgO和Mg(OH)2中的一种或几种组成。某化学小组为了探究该固体粉末的成分，设计如图所示的装置(固定装置省略)。【信息资料】本实验条件下，氢气密度为0.09g/L。【实验过程】步骤Ⅰ：检查装置气密性，装入药品并连接仪器。步骤Ⅱ：倾斜Y形管，使样品充分反应，测定生成气体的体积为55.6mL。步骤Ⅲ：拆下装置，往Y形管内残余液中加入氢氧化钠溶液，至不再生产沉淀。经过滤、洗涤和干燥后，称得沉淀质量为2.90g。【回答问题】(1)该套装置气密性的检查方法是把水准管下移一段距离，使水准管和量气管中的水形成一定的液面差，如果一段时间后液面差保持不变，则说明装置不漏气；反之，则表示装置漏气。(2)①使样品与硫酸充分反应的正确操作是A(填标号)。A．硫酸溶液转移到样品中B．样品转移到硫酸溶液中②判断样品完全反应的现象是Y形管中的固体全部消失。(3)根据实验结果分析：①通过步骤Ⅱ推断，样品中一定含有的物质是镁。通过步骤Ⅲ计算，样品中镁元素的总质量为1.20g。②结论：该样品中的成分是Mg、MgO和Mg(OH)2。【反思】(4)该化学小组同学经过讨论得到以下结论，正确的有AB(填标号)。A．利用该实验方案，能计算出样品中各物质的质量B．实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量，确保样品完全反应C．仅称量步骤Ⅱ中Y形管内药品减轻的质量，即能计算出样品中各物质的质量题型之二反应后物质成分的探究1．(2016·南充)某化学兴趣小组的同学在做氢氧化钙与盐酸中和反应的实验时，忘记滴加指示剂，因而无法判断酸碱是否恰好完全反应。于是他们对反应后溶质大胆提出猜想，进行了以下探究，请你和他们一起完成下列实验报告。【提出问题】该溶液中的溶质含有哪些成分？【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【猜想与假设】猜想Ⅰ：溶液中的溶质只有CaCl2；猜想Ⅱ：溶液中的溶质有CaCl2、HCl；猜想Ⅲ：溶液中的溶质有CaCl2、Ca(OH)2；4猜想Ⅳ：溶液中的溶质有CaCl2、Ca(OH)2、HCl；请写出该反应的化学方程式Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O。经过讨论，同学们直接得出猜想Ⅳ是不正确的。为了验证余下的哪一个猜想是正确的，同学们又做了以下实验。【进行实验】实验操作实验现象实验结论①取少量反应后的溶液于试管中，滴加酚酞试液溶液不变红色理想Ⅲ不正确②再另取少量反应后的溶液于另一支试管中，向里面加入适量CaCO3有气泡生成猜想Ⅰ不正确；猜想Ⅱ正确有气泡生成的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。【拓展】还可以单独用下列哪种物质来证明上述猜想是正确的A。A．CuOB．AgNO3C．CuD．NaOH反应的化学方程式为CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O。2．(2016·十堰)甲、乙两同学在学习酸的化学性质时做了如图所示实验：甲同学实验时没有观察到明显现象，乙同学实验时观察到有气泡发生：甲、乙同学将反应完成后试管中的溶液倒入洁净的废液杯中，没有观察到明显现象。【提出问题】废液杯中溶液的溶质是什么？【猜想与假设】猜想1：废液中含有的溶质为NaCl、CaCl2；猜想2：废液中含有的溶质为NaCl、CaCl2、HCl；猜想3：废液中含有的溶质为NaCl、CaCl2、Ca(OH)2(写化学式)。【验证与探究】甲同学取少量废液于试管中，加入紫色石蕊试液，溶液变红，则猜想2正确；乙同学取少量的废液于试管中，加入适量氧化铁粉末，发现溶液变黄色，发生反应的化学方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。【表达与交流】甲、乙同学都认为将该溶液直接排放会对环境造成危害，你认为处理该废液的最佳方法是加熟石灰中和至中性。【归纳与总结】确定反应后溶液中溶质的成分，除了要考虑生成物外，还要考虑生成物是否有剩余。【拓展与延伸】乙同学在实验完毕后查阅资料得知：少量盐酸与碳酸钠溶液反应能产生碳酸氢钠，反应的化学方程式为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，那么在【猜想与假设】中存在第4种猜想的可能，则猜想4：废液中含有的溶质为NaCl、CaCl2、NaHCO3(写化学式)。3．(2016·娄底)某化学兴趣小组的同学在学习九年级《化学》下册中的资料卡片“石笋和钟乳石的形成”时，发现难溶于水的碳酸钙当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，联想到实验室中澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，同学们对长时间向碱溶液中通入CO2反应后溶液中的溶质组成产生了浓厚的兴趣。【提出问题】一定量CO2与NaOH溶液反应后的溶质组成是什么？【查阅资料】(1)通入少量CO2反应的化学方程式为：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O。(2)通入过量CO2，反应的化学方程式为：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。(3)碳酸氢盐都是可溶于水的，BaCO3难溶于水。(4)碳酸氢钠溶液呈碱性。【提出猜想】(1)溶质为NaOH和Na2CO3；(2)溶质为Na2CO3；(3)溶质为Na2CO3和NaHCO3(填化学式)；(4)溶质为NaHCO3。【设计实验】5实验步骤实验现象实验结论(1)用玻璃棒蘸取反应后溶液，滴在pH试纸上pH＝9该溶液显碱性(2)取反应后溶液少许于试管中，向其中滴加过量的BaCl2溶液有白色沉淀生成生成猜想(4)不成立(3)取步骤(2)中的上层清液，滴入稀盐酸有气泡冒出猜想(1)和(2)不成立【得出结论】猜想(3)成立。【讨论交流】(1)有同学提出，实验步骤(1)是多余的。你认为该实验设计是否需要？不需要(填“需要”或“不需要”)。(2)同学们又一次把目光投向了教材，发现遇热或压强变小时：Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，纷纷提出，干粉灭火器中用NaHCO3灭火的反应原理与之相似，试写出NaHCO3受热分解的化学方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。【反思应用】(1)同学们回忆起实验室检验二氧化碳的情景，心想：如果向澄清石灰水中不断通入二氧化碳，会看到怎样的现象呢？请你描述一下：石灰水先变浑浊，后又变回澄清。(2)老师投影图片——新化县的梅山龙宫，冷水江市的波月洞，涟源市的藏经阁，双峰县的药王洞…宛如人间仙境的美丽溶洞，竟然是文中两个简单的化学反应创造？！同学们不禁对大自然的鬼斧神工赞不绝口，纷纷