2023年中考化学二轮复习之混合物中各成分的探究专项练习（三）（含解析）考试试卷

中考化学之混合物中各成分的探究专项练习（三）
一．选择题（共2小题）
1．某固体样品物质可能含有Mg、MgO、Cu、C中的一种或几种。某化学兴趣小组为确定其组成，进行了如下探究：
根据以上探究分析，下列说法中不正确说法的个数是（　　）
①原固体样品中一定含有Mg、Cu、C
②仅由步骤2可知样品中一定存在Cu、C，且其质量比一定为1：4
③步骤3所得蓝色溶液中可能含有三种溶质
④步骤3所得固体残渣中一定含有Ag、C，可能含有Cu、不可能含有MgO
⑤步骤3所得固体残渣质量一定大于样品质量
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
2．已知铁有三种氧化物，如FeO、Fe2O3和Fe3O4，在一定条件下，均能失去其中的氧，被还原为铁。现有仅含Fe、O两种元素的固体14.4g，其中有可能含有单质铁或者铁的氧化物中的一种或几种。为了探究其成分进行如图所示的实验，充分反应后，称得装置C在反应前后质量增加了8.8g。（通入A装置中的CO气体混有CO2和H2O，碱石灰能完全吸收CO2和H2O，NaOH溶液能完全吸收CO2）
①实验开始前应先点燃酒精喷灯，再通入一氧化碳气体
②若无A装置，测定的原固体中铁元素质量分数将偏大
③根据实验数据进行计算，可确定原固体中铁和氧的原子的个数比为1：1
④B中反应停止时关闭K1、K2，主要是为了防止B中生成的固体被氧化
⑤原固体可能是纯净物，也可能是混合物
⑥原14.4克固体的组成可能有7种情况
以上说法正确的个数有（　　）
A．5个 B．4个 C．3个 D．2个
二．填空题（共7小题）
3．红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图1所示．同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究．
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3，久置固体中可能含有Ca（OH）2的原因是（用化学方程式表示） 　 　．
【实验探究1】甲同学的方案：
实验操作 实验现象 实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液． 固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红． 固体中一定含有 　 　和氢氧化钙．
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的 　 　． 固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液． 固体中一定含有 　 　，一定不含Fe2O3
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中 　 　 固体中一定含有CaCO3
【实验质疑】
（1）乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca（OH）2的结论，理由是 　 　．
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是 　 　．
【实验探究2】乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：
（1）③中反应的化学方程式是 　 　．
（2）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有 　 　，仍有一种物质不能确定，该物质是 　 　．
（3）乙、丙同学又经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g，滤渣B中CaCO3的质量为1.0g，滤渣C的质量为1.0g．
【实验结论】综合上述实验及所给数据，久置固体的成分是 　 　．
4．暖宝宝是一种防寒用品，如图所示．暖宝宝中的主要成分有哪些？发热的原因是什么？
（1）小明探究：暖宝宝中的主要成分是什么？剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色．
【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化铜、四氧化三铁中的一种或几种．
【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引．
【查阅资料】四氧化三铁具有磁性，能被磁铁吸引．
【得出结论】该黑色粉末可能含有　 　．
【进行实验】实验编号 实验操作 实验现象 ①取黑色粉末加足量稀硫酸固体部分溶解，有气泡产生，溶液无蓝色 ②取实验①的残渣灼烧，将内壁涂有 澄清石灰水的小烧杯罩在上方 澄清石灰水变浑浊由实验①可知，该黑色粉末肯定含　 　，肯定不含　 　．写出实验①的化学反应方程式　 　．由实验②可知，该黑色粉末肯定含　 　．
（2）小明思考：暖宝宝为什么会发热？
【查阅资料】暖宝宝中的铁粉在空气中发生了缓慢氧化，进而放出热量．由此可见，人们可以利用化学反应放出的能量，请再举一例：　 　．
5．在实验探究课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种。同学们为了确定该粉末的成分，进行如下探究。请你参与他们的探究并回答问题。
（1）【提出问题】假设1：红色粉末是铜粉；假设2：红色粉末是氧化铁粉；
假设3：红色粉末是 　 　。
（2）【设计实验方案】同学们对实验作了如下设想和分析：取少量红色粉末放入硬质玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加热至充分反应（实验装置如图）。请你完成下表：
实验中可能出现的现象 结论
红色粉末不变色，石灰水不变浑浊 假设1成立
　 　 假设2成立
　 　 假设3成立
（3）【进行实验】通过实验及分析，确认假设3成立。
（4）【反思与评价】
①实验过程中，硬质玻璃管内发生的化学反应方程式是 　 　。
②实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是 　 　。
③从环保角度看，上面的实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是 　 　。
（5）【拓展】为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱，你认为可选用下列试剂中的 　 　（填序号）。
A．硝酸铜溶液 B．稀盐酸 C．氯化亚铁溶液。
6．请你参与某学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务．
【研究课题】探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】该小组同学通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3﹣等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质﹣﹣水垢（主要成分为碳酸盐、碱等的混合物）．同时，他们还查阅到下列有关物质的溶解性：
物 质 Ca（HCO3）2 Mg（HCO3）2 Ca（OH）2 Mg（OH）2 CaCO3 MgCO3
溶解性 可溶 可溶 微溶 不溶 不溶 微溶
【提出猜想】水垢的主要成分一定含有　 　和　 　，可能含有Ca（OH）2和　 　．
【设计方案】（1）甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，取上层清液加入　 　，没有白色沉淀，说明水垢中无Ca（OH）2．
（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分．其主要实验步骤如图1：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量盐酸溶液；
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量（如图2）；
③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；
④再次称量干燥管内物质增加的质量；
⑤重复③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变．
讨论：
a．步骤①加入样品前还应检查　 　．
b．装置Ⅱ的作用是　 　；从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时，装置Ⅰ的作用是　 　．
c．研究性小组的同学通过简单计算，认为水垢中一定含有MgCO3，理由是　 　．
【实验结论】通过上述探究可知：水垢的主要成分有　 　．
7．小亮同学想通过实验探究某企业采用的氨碱法制的纯碱样品的成分及含量．
提出问题：该纯碱样品中含有哪些物质？
猜想与假设：通过分析，小亮做出如下假设：
（1）只含有Na2CO3；
（2）含有Na2CO3和NaHCO3
查阅资料：
NaHCO3 Na2CO3
加入稀盐酸 现象Ⅰ 产生气泡
加入饱和石灰水 溶液变浑浊 现象Ⅱ
加入CaCl2溶液 无明显现象 溶液变浑浊
加热溶液至沸腾，将气体通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 澄清石灰水无明显变化
（1）表中的现象Ⅰ为 　 　；
（2）现象Ⅱ对应的化学方程式为 　 　．
实验探究：为了确定纯碱样品的成分，小亮设计如下实验方案，请你一起完成下列实验报告．
实验步骤 实验现象
①取少量样品溶于水，加入过量的CaCl2溶液． 　 　； 该反应的方程式：　 　．
②将上述反应后的混合液过滤，取滤液 　 　． 　 　； 证明猜想②成立．
实验反思：
实验步骤①中，氯化钙溶液过量的目的是 　 　．
提出问题2：如何测量该纯碱样品中各物质的含量？
（1）为测量该纯碱样品各成分的含量，小亮设计了：图（1）装置，通过称量B装置得到质量变化来确定样品中各成分的含量．该装置气密性良好，稀硫酸与样品、进入装置B的CO2与NaOH均完全反应，操作无误，但多次实验发现，测定结果有偏差．造成偏差的原因有①　 　；
②　 　．
（2）小亮在老师的指导下重新设计了如图（2）的实验装置．该实验有以下操作步骤：
①检查装置气密性，将w g 干燥的样品放入锥形瓶中；
②称量盛有氢氧化钠浓溶液的B瓶质量；
③打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气，关闭活塞b；
④向锥形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再产生气泡
⑤再次称量盛有氢氧化钠浓溶液的B瓶质量；
⑥打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
⑦根据B瓶增加的质量，计算样品中各成分的含量．
该实验的正确步骤是 　 　．
8．水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气．某课题组同学为验证水煤气的成分，设计如下实验装置：
请分析上面信息后回答：
①利用上述装置验证水煤气中各成分的依次顺序是 　 　（填气体的化学式）；
②装置C的目的是 　 　，装置E内观察到的现象是 　 　；
③实验中两次用到装置A，其目的分别是 　 　、　 　．
9．城市排污管道中常因聚集有毒气体而引发伤人事故．某学习小组想知道城市排污管道气中可能的成分，并设计实验对各成分进行检验．查阅资料得知：①城市排污管道中可能含有较多的CO、CO2、H2S、CH4等气体； ②碱石灰可以吸收水蒸气和CO2；
③H2S气体有剧毒，能与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀；④CH4、CO均不与CuSO4溶液、石灰水以及碱石灰反应．
小组同学设计了如图所示的装置（相关气体在A、C装置中吸收完全）．
请回答下列问题：
（1）若装置A中出现黑色浑浊，则说明排污管道气中含有 　 　（填化学式）．
（2）若排污管道气中含有CO2，则装置B中观察到的现象是 　 　，该反应的化学方程式是 　 　．
（3）若装置D中可见火焰，干燥的烧杯内壁有水雾出现，说明排污管道气中含有 　 　（填名称）．该反应的化学方程式是 　 　．
（4）有同学提出，若样品气中含有CO，并测得燃烧产物中水的质量[m（H2O）]和二氧化碳的质量[m（CO2）]，则应满足的关系是 　 　（取最简整数比）．
参考答案与试题解析
一．选择题（共2小题）
1．某固体样品物质可能含有Mg、MgO、Cu、C中的一种或几种。某化学兴趣小组为确定其组成，进行了如下探究：
根据以上探究分析，下列说法中不正确说法的个数是（　　）
①原固体样品中一定含有Mg、Cu、C
②仅由步骤2可知样品中一定存在Cu、C，且其质量比一定为1：4
③步骤3所得蓝色溶液中可能含有三种溶质
④步骤3所得固体残渣中一定含有Ag、C，可能含有Cu、不可能含有MgO
⑤步骤3所得固体残渣质量一定大于样品质量
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【分析】根据镁和硫酸反应会生成硫酸镁和氢气，铜和氧气反应生成氧化铜，固体质量增加，碳和氧气反应生成二氧化碳，固体质量减少，铜和硝酸银反应会生成硝酸铜和银，镁和硝酸银反应生成硝酸镁和银等知识进行分析。
【解答】解：镁和硫酸反应会生成硫酸镁和氢气，铜和氧气反应生成氧化铜，固体质量增加，碳和氧气反应生成二氧化碳，固体质量减少，铜和硝酸银反应会生成硝酸铜和银，镁和硝酸银反应生成硝酸镁和银。
由样品加入足量的稀硫酸产生气体可知固体中含有单质镁；干燥固体在空气中充分灼烧后的产物质量和干燥固体质量相等可知样品中含有铜和碳，即样品中铜、碳的质量比等于氧化铜中铜元素和氧元素的质量之比，样品中铜和碳的质量比＝64：16＝4：1；
①原固体样品中一定含有Mg、Cu、C三种物质，故①正确；
②通过以上分析可知，样品中铜和碳的质量比＝64：16＝4：1，故②错误；
③镁和铜都能和硝酸银反应，溶液呈蓝色，溶液中一定有硝酸铜，肯定有硝酸镁，可能硝酸银，所得蓝色溶液中可能含有三种溶质，故③正确；
④根据金属活动性顺序可知，碳、氧化镁不和硝酸银反应，镁、铜能和硝酸银反应，固体残渣中一定含有Ag、C，当铜过量且原固体中含有氧化镁时，固体残渣中含有MgO、Cu，否则不含，故④错误；
⑤每64份质量的铜会置换出216份质量的银，每24份质量的镁会置换出216份质量的银，所以步骤3所得固体残渣质量一定大于样品质量，故⑤正确。
故选：B。
【点评】本题是一道考查金属与酸、盐反应，根据化学式进行计算的题目，综合性强，难度大，掌握相关的知识是解答本题的关键。
2．已知铁有三种氧化物，如FeO、Fe2O3和Fe3O4，在一定条件下，均能失去其中的氧，被还原为铁。现有仅含Fe、O两种元素的固体14.4g，其中有可能含有单质铁或者铁的氧化物中的一种或几种。为了探究其成分进行如图所示的实验，充分反应后，称得装置C在反应前后质量增加了8.8g。（通入A装置中的CO气体混有CO2和H2O，碱石灰能完全吸收CO2和H2O，NaOH溶液能完全吸收CO2）
①实验开始前应先点燃酒精喷灯，再通入一氧化碳气体
②若无A装置，测定的原固体中铁元素质量分数将偏大
③根据实验数据进行计算，可确定原固体中铁和氧的原子的个数比为1：1
④B中反应停止时关闭K1、K2，主要是为了防止B中生成的固体被氧化
⑤原固体可能是纯净物，也可能是混合物
⑥原14.4克固体的组成可能有7种情况
以上说法正确的个数有（　　）
A．5个 B．4个 C．3个 D．2个
【分析】①根据可燃性气体或粉尘与氧气或空气混合达到爆炸极限时遇明火或加热时会发生爆炸分析；
②根据实验的的原理进行分析；
③根据实验数据进行计算；
④根据实验操作引起的后果分析；
⑤⑥根据③得出的数据分析。
【解答】解：①实验开始前应先通入一氧化碳气体，再点燃酒精喷灯，以防止一氧化碳和空气混合达到爆炸极限时发生爆炸，该选项说法错误；
②该实验室通过生成二氧化碳的质量进行计算，若无A装置，导致C装置增大的质量偏大，从而导致固体中氧元素质量偏大，测定的原固体中铁元素质量分数将偏小，该选项说法错误；
③由FeO+COFe+CO2，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，Fe3O4+4CO3Fe+4CO2可知，反应生成二氧化碳中的氧元素一半来自于铁的氧化物，原固体中氧元素质量：8.8g××100%÷2＝3.2g，铁元素质量：14.4g﹣3.2g＝11.2g，原固体中铁和氧的原子的个数比为：：＝1：1，该选项说法正确；
④实验结束时关闭K1、K2，虽然可避免产物被氧化，但是会导致二氧化碳的测量结果偏小，实验反应停止后还需继续通入气体，一方面可以防止固体被空气氧化，另一方面还需使产生的气体被氢氧化钠溶液吸收，该选项说法错误；
⑤原固体中铁和氧的原子的个数比为1：1，因此可以是氧化亚铁，也可以铁和氧化铁；铁和四氧化三铁；铁、氧化亚铁、氧化铁；铁、氧化亚铁、四氧化三铁；铁、氧化铁、四氧化三铁；铁、氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁等共7种，原固体可能是纯净物，也可能是混合物，该选项说法正确。
⑤原14.4克固体的组成可能情况：氧化亚铁；铁和氧化铁；铁和四氧化三铁；铁、氧化亚铁、氧化铁；铁、氧化亚铁、四氧化三铁；铁、氧化铁、四氧化三铁；铁、氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁等共7种，该选项说法正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
二．填空题（共7小题）
3．红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图1所示．同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究．
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3，久置固体中可能含有Ca（OH）2的原因是（用化学方程式表示） 　CaO+H2O═Ca（OH）2　．
【实验探究1】甲同学的方案：
实验操作 实验现象 实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液． 固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红． 固体中一定含有 　CaO　和氢氧化钙．
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的 　稀HCl　． 固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液． 固体中一定含有 　Fe　，一定不含Fe2O3
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中 　澄清石灰水变浑浊　 固体中一定含有CaCO3
【实验质疑】
（1）乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca（OH）2的结论，理由是 　氧化钙和水反应生成氢氧化钙，也能使酚酞试液变红　．
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是 　氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液也是浅绿色　．
【实验探究2】乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：
（1）③中反应的化学方程式是 　Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH　．
（2）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有 　Fe2O3　，仍有一种物质不能确定，该物质是 　Ca（OH）2　．
（3）乙、丙同学又经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g，滤渣B中CaCO3的质量为1.0g，滤渣C的质量为1.0g．
【实验结论】综合上述实验及所给数据，久置固体的成分是 　Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3　．
【分析】【作出猜想】：本题探究了防腐剂的成分，双吸剂中含有生石灰，氧化钙久置能与水反应生成氢氧化钙，根据书写方程式的原则书写方程式．
【实验探究1】：固体溶解时放出大量热，因为生石灰溶于水生成熟石灰放出大量的热，由此可以判断固体中一定含有氧化钙；但氧化钙与水反应生成的氢氧化钙也能使无色酚酞变红，不能确定原固体中是否含有氢氧化钙．取少量固体放于试管中，滴加足量的稀盐酸，固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，固体中一定含有铁，不一定不含Fe2O3理由是：氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液也是浅绿色．将生成的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明固体中一定含有CaCO3．
【实验探究2】：由乙丙同学的设计方案可知：磁铁吸引了铁粉，②中滤液A中的氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠；取滤渣B于试管中，加入适量稀盐酸，有气泡冒出，溶液变为黄色，说明含有碳酸钙和氧化铁．仍有一种物质氢氧化钙不能确定．
【实验结论】丙同学认为乙同学的方案中仍有一种物质氢氧化钙不能确定，因此经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g，而滤渣B中CaCO3的质量为1.0g，滤渣C的质量为1.0g，即可得钙元素质量是：2.0g×＝0.8g，1.6g＞0.8g，因此一定有氢氧化钙，即久置固体的成分是：Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3
【解答】解：【作出猜想】：氧化钙在空气中能与空气中的水反应生成氢氧化钙，化学方程式为CaO+H2O＝Ca（OH）2
【实验探究1】：甲同学的方案：
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液，固体溶解时试管外壁发烫，说明一定含有氧化钙，氧化钙溶于水放出大量的热，试管底部有不溶物，溶液变红，不一定含有氢氧化钙，因为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，也能使酚酞试液变红；
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的稀盐酸，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，固体中一定含有铁，不一定不含Fe2O3，因为氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液也是浅绿色．
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中，石灰水变浑浊，说明固体中一定含有碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应产生二氧化碳使石灰水变浑浊．
【实验探究2】：
（1）由乙丙同学的设计方案可知：磁铁吸引了铁粉；固体溶于水后，滤液A中的氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，化学方程式为：
Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH
（2）对滤渣B的探究：①取滤渣B于试管中，加入足量稀盐酸，有气泡冒出，溶液变为黄色，说明一定含有碳酸钙和氧化铁，碳酸钙与盐酸反应产生气泡，氧化铁与盐酸反应产生氯化铁溶于水呈黄色．
由乙丙同学的实验还不能确定一定含有氢氧化钙，因为氧化钙与水反应生成了氢氧化钙．
【实验结论】丙同学认为乙同学的方案中仍有一种物质氢氧化钙不能确定，因此经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g，而滤渣B中CaCO3的质量为1.0g，滤渣C的质量为1.0g，即钙元素质量是：2.0g××100%＝0.8g，1.6g＞0.8g，因此一定有氢氧化钙，即久置固体的成分是：Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3．故答案为：Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3
故答案是：
【作出猜想】CaO+H2O═Ca（OH）2．
【实验探究1】
实验操作 实验现象 实验结论
（1） CaO．
（2）稀HCl． Fe，
（3） 澄清石灰水变浑浊
【实验质疑】
（1）氧化钙和水反应生成氢氧化钙，也能使酚酞试液变红．
（2）氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液也是浅绿色．
【实验探究2】（1）③Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH．
（2）Fe2O3，Ca（OH）2．
【实验结论】Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3．
【点评】有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，哪种方法更简便．
4．暖宝宝是一种防寒用品，如图所示．暖宝宝中的主要成分有哪些？发热的原因是什么？
（1）小明探究：暖宝宝中的主要成分是什么？剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色．
【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化铜、四氧化三铁中的一种或几种．
【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引．
【查阅资料】四氧化三铁具有磁性，能被磁铁吸引．
【得出结论】该黑色粉末可能含有　铁和四氧化三铁　．
【进行实验】实验编号 实验操作 实验现象 ①取黑色粉末加足量稀硫酸固体部分溶解，有气泡产生，溶液无蓝色 ②取实验①的残渣灼烧，将内壁涂有 澄清石灰水的小烧杯罩在上方 澄清石灰水变浑浊由实验①可知，该黑色粉末肯定含　含有铁　，肯定不含　氧化铜　．写出实验①的化学反应方程式　Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑　．由实验②可知，该黑色粉末肯定含　炭粉　．
（2）小明思考：暖宝宝为什么会发热？
【查阅资料】暖宝宝中的铁粉在空气中发生了缓慢氧化，进而放出热量．由此可见，人们可以利用化学反应放出的能量，请再举一例：　燃烧燃料做饭等　．
【分析】（1）由于黑色固体物质能够被磁铁吸附，所以要么是本身具有磁性的四氧化三铁，要么是能够被吸附的铁粉．而加入稀硫酸，黑色固体部分溶解产生气泡，在黑色物中只有铁粉和硫酸能够反应得到氢气．而溶液无蓝色，说明原物质一定不含氧化铜．对固体残渣加热，用石灰水检验时，发现石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，则原物质一定含有炭粉．
（2）人们对化学反应放热的应用很多，如燃烧燃料做饭、燃烧燃料驱动汽车等交通工具的行走、发射火箭、农家肥的腐熟等．
【解答】解：（1）由于黑色固体物质能够被磁铁吸附，所以要么是本身具有磁性的四氧化三铁，要么是能够被吸附的铁粉．而加入稀硫酸，黑色固体部分溶解产生气泡，在黑色物中只有铁粉和硫酸能够反应得到氢气气体（反应方程式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑）．而溶液无蓝色，说明原物质一定不含氧化铜．对固体残渣加热，用石灰水检验时，发现石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，则原物质一定含有炭粉．
（2）人们对化学反应放热的应用很多，如燃烧燃料做饭、燃烧燃料驱动汽车等交通工具的行走、发射火箭、农家肥的腐熟等．
故答案为：
（1）铁和四氧化三铁； 铁；氧化铜； Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；炭粉．
（2）燃烧燃料做饭等．
【点评】熟悉常见物质的特征性颜色和特征性反应，平时多总结，这样利于物质推断题的解答．
5．在实验探究课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种。同学们为了确定该粉末的成分，进行如下探究。请你参与他们的探究并回答问题。
（1）【提出问题】假设1：红色粉末是铜粉；假设2：红色粉末是氧化铁粉；
假设3：红色粉末是 　铜粉和氧化铁粉的混合物　。
（2）【设计实验方案】同学们对实验作了如下设想和分析：取少量红色粉末放入硬质玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加热至充分反应（实验装置如图）。请你完成下表：
实验中可能出现的现象 结论
红色粉末不变色，石灰水不变浑浊 假设1成立
　红色粉末全部变为黑色，石灰水变浑浊　 假设2成立
　红色粉末部分变为黑色，石灰水变浑浊　 假设3成立
（3）【进行实验】通过实验及分析，确认假设3成立。
（4）【反思与评价】
①实验过程中，硬质玻璃管内发生的化学反应方程式是 　3CO+Fe2O32Fe+3CO2　。
②实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是 　防止加热时硬质玻璃管发生爆炸　。
③从环保角度看，上面的实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是 　在b处用酒精灯点燃，或用塑料袋（气球）收集　。
（5）【拓展】为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱，你认为可选用下列试剂中的 　ABC　（填序号）。
A．硝酸铜溶液 B．稀盐酸 C．氯化亚铁溶液。
【分析】（1）根据题意，对红色粉末进行猜想；
（2）根据实验结论，分析支持结论应该出现的实验现象；
（4）对实验装置的操作进行解释及对存在问题进行改进；
（5）根据铁和铜的化学性质分析选择的试剂。
【解答】解：（1）该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种，因此红色粉末可能为两物质的混合物；
（2）铜在高温下不与一氧化碳反应，因此粉末不变色，澄清石灰水也不会出现浑浊；氧化铁在高温下可与一氧化碳反应生成黑色铁粉和二氧化碳，充分反应后，粉末变黑色，澄清石灰水浑浊；
（4）①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳；化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃可能发生爆炸，因此应先通一氧化碳，待玻璃管内气体为纯净的一氧化碳时再进行加热，防止形成混合气体而引起爆炸；
③一氧化碳气体有毒，直接排放到空气中会造成空气污染，可把尾气进行燃烧或收集；故可在b处用酒精灯点燃，或用塑料袋（气球）收集；
（5）金属铁可与硝酸铜反应，与盐酸反应生成氢气，而铜不能与硝酸铜反应，也不能与盐酸反应，故AB可验证铁的活动性比铜强；铜不能与氯化亚铁反应，说明铁比铜活泼。
故答案为：（1）铜粉和氧化铁粉的混合物
（2）
实验中可能出现的现象 结论
假设1成立
红色粉末全部变为黑色，石灰水变浑浊 假设2成立
红色粉末部分变为黑色，石灰水变浑浊 假设3成立
（4）①3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
②防止加热时硬质玻璃管发生爆炸
③在b处用酒精灯点燃，或用塑料袋（气球）收集
（5）ABC
【点评】在使用可燃性气体时，一定要注意检验气体的纯度，不纯的气体在点燃时有可能出现爆炸；可能气体主要有：氢气、一氧化碳、甲烷（天然气）。
6．请你参与某学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务．
【研究课题】探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】该小组同学通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3﹣等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质﹣﹣水垢（主要成分为碳酸盐、碱等的混合物）．同时，他们还查阅到下列有关物质的溶解性：
物 质 Ca（HCO3）2 Mg（HCO3）2 Ca（OH）2 Mg（OH）2 CaCO3 MgCO3
溶解性 可溶 可溶 微溶 不溶 不溶 微溶
【提出猜想】水垢的主要成分一定含有　Mg（OH）2　和　CaCO3　，可能含有Ca（OH）2和　MgCO3　．
【设计方案】（1）甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，取上层清液加入　Na2CO3溶液　，没有白色沉淀，说明水垢中无Ca（OH）2．
（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分．其主要实验步骤如图1：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量盐酸溶液；
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量（如图2）；
③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；
④再次称量干燥管内物质增加的质量；
⑤重复③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变．
讨论：
a．步骤①加入样品前还应检查　装置的气密性　．
b．装置Ⅱ的作用是　吸收CO2中的水　；从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时，装置Ⅰ的作用是　除去空气中的CO2　．
c．研究性小组的同学通过简单计算，认为水垢中一定含有MgCO3，理由是　即使50g水垢全部为CaCO3，产生CO2的质量应为22g，而实验测得生成的CO2质量＞22g　．
【实验结论】通过上述探究可知：水垢的主要成分有　Mg（OH）2、CaCO3、MgCO3　．
【分析】【提出猜想】：根据水垢的成分及题中所给物质的溶解性表可以提出猜想．
【设计方案】：（1）从检验钙离子的方法上入手分析．
（2）a根据实验操作步骤分析即可；b碱石灰是碱性干燥剂，可以吸收酸性气体，氢氧化钠可以吸收二氧化碳气体；c从二氧化碳的量上去分析．
【实验结论】：根据猜想和计算即可确定水垢的成分．
【解答】解：【提出猜想】因为水垢的主要成分为碳酸盐、碱等的混合物，再结合物质的溶解下表可知，水垢中一定含Mg（OH）2和CaCO3，可能含有Ca（OH）2和MgCO3
故答案为：Mg（OH）2；CaCO3；MgCO3
【设计方案】：（1）为检验氢氧化钙，取上层清液加入碳酸钠溶液，无白色沉淀出现，说明所取上层清液中不含氢氧化钙；
故答案为：Na2CO3溶液；
（2）a．在做有关气体的实验之前，一定要检查装置的气密性，以防装置漏气；
故答案为：装置的气密性；
b．因为该实验通过测定生成二氧化碳的质量来确定水垢的成分，所以进入锥形瓶的气体必须除去二氧化碳气体，以免引起干扰，氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体，所以装置Ⅰ的作用是除去空气中的CO2，又因为从锥形瓶中出来的二氧化碳不干燥，所以二氧化碳气体在进入干燥管之前必须经过干燥，浓硫酸可以用来干燥二氧化碳气体．
故答案为：吸收CO2中的水；除去空气中的CO2；
c．即使50g水垢全部为CaCO3，产生CO2的质量应为22g，而从图2可以知道实验测得生成的CO2质量比22g多，所以水垢中一定还有MgCO3．
故答案为：即使50g水垢全部为CaCO3，产生CO2的质量应为22g，而实验测得生成的CO2质量＞22g；
【实验结论】：实验猜想中已经确定有Mg（OH）2、CaCO3，根据（2）的计算可知还应该有MgCO3，
故答案为：Mg（OH）2、CaCO3、MgCO3．
【点评】根据装置的特点及装置中所盛放药品的性质，对装置的作用进行理解，是解决给出实验装置类探究问题的一个重要手段．
7．小亮同学想通过实验探究某企业采用的氨碱法制的纯碱样品的成分及含量．
提出问题：该纯碱样品中含有哪些物质？
猜想与假设：通过分析，小亮做出如下假设：
（1）只含有Na2CO3；
（2）含有Na2CO3和NaHCO3
查阅资料：
NaHCO3 Na2CO3
加入稀盐酸 现象Ⅰ 产生气泡
加入饱和石灰水 溶液变浑浊 现象Ⅱ
加入CaCl2溶液 无明显现象 溶液变浑浊
加热溶液至沸腾，将气体通入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 澄清石灰水无明显变化
（1）表中的现象Ⅰ为 　产生气泡　；
（2）现象Ⅱ对应的化学方程式为 　Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH　．
实验探究：为了确定纯碱样品的成分，小亮设计如下实验方案，请你一起完成下列实验报告．
实验步骤 实验现象
①取少量样品溶于水，加入过量的CaCl2溶液． 　有白色沉淀产生　； 该反应的方程式：　Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl　．
②将上述反应后的混合液过滤，取滤液 　滴加稀盐酸　． 　有气泡冒出　； 证明猜想②成立．
实验反思：
实验步骤①中，氯化钙溶液过量的目的是 　将碳酸钠全部除去　．
提出问题2：如何测量该纯碱样品中各物质的含量？
（1）为测量该纯碱样品各成分的含量，小亮设计了：图（1）装置，通过称量B装置得到质量变化来确定样品中各成分的含量．该装置气密性良好，稀硫酸与样品、进入装置B的CO2与NaOH均完全反应，操作无误，但多次实验发现，测定结果有偏差．造成偏差的原因有①　空气中的CO2进入装置B被氢氧化钠吸收　；
②　装置A中残留的CO2未被装置B中的氢氧化钠吸收　．
（2）小亮在老师的指导下重新设计了如图（2）的实验装置．该实验有以下操作步骤：
①检查装置气密性，将w g 干燥的样品放入锥形瓶中；
②称量盛有氢氧化钠浓溶液的B瓶质量；
③打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气，关闭活塞b；
④向锥形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再产生气泡
⑤再次称量盛有氢氧化钠浓溶液的B瓶质量；
⑥打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
⑦根据B瓶增加的质量，计算样品中各成分的含量．
该实验的正确步骤是 　①③②④⑥⑤⑦　．
【分析】查阅资料：（1）稀盐酸可以和碳酸氢钠反应生成气体，可以据此解答该题；
（2）碳酸钠可以和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，可以据此写出该反应的化学方程式；
实验探究：碳酸钠可以和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，可以据此写出该反应的化学方程式；碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，可以据此完成实验现象；
实验反思：碳酸钠也可以和稀盐酸反应生成气体，为了防止碳酸钠干扰实验现象，所以应该加入过量的氯化钙将碳酸钠全部除去，可以据此解答该题；
提出问题2．（1）反应前装置A中含有空气，而反应后生成的二氧化碳不能全部被吸收，可以据此分析并完成解答；
（2）为了防止反应前A中的空气中含有的二氧化碳干扰实验结论并将反应中生成的二氧化碳全部吸收，实验开始前应该先将气体鼓出，实验结束后应该将生成的二氧化碳气体鼓出并吸收可以据此结合题给的步骤完成解答．
【解答】解：查阅资料：（1）稀盐酸可以和碳酸氢钠反应生成气体，所以实验现象Ⅰ为产生了气泡；
（2）碳酸钠可以和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，该反应的化学方程式为Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH；
实验探究：碳酸钠可以和氯化钙溶液反应生成白色的碳酸钙沉淀和氯化钠，该反应的化学方程式为：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl；碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，所以加入稀盐酸后可以观察到有气泡冒出；
实验反思：碳酸钠也可以和稀盐酸反应生成气体，为了防止碳酸钠干扰实验现象，所以应该加入过量的氯化钙将碳酸钠全部除去；
提出问题2．（1）①反应前装置A中含有空气，空气中含有二氧化碳，空气中的二氧化碳被吸收而使测量结果不准确；
②反应后生成的二氧化碳在装置A中没有逸出，而不能全部被吸收，也会使测量结果不准确；
（2）为了防止反应前A中的空气中含有的二氧化碳干扰实验结论并将反应中生成的二氧化碳全部吸收，实验开始前应该先将气体鼓出，实验结束后应该将生成的二氧化碳气体鼓出并吸收所以正确的实验步骤为：①③②④⑥⑤⑦．
故答案为：查阅资料：（1）产生气泡；
（2）Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH；
实验探究：
实验步骤 实验现象
①取少量样品溶于水，加入过量的CaCl2溶液． 有白色沉淀产生； 该反应的方程式：Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl．
②将上述反应后的混合液过滤，取滤液 滴加稀盐酸． 有气泡冒出； 证明猜想②成立．
实验反思：将碳酸钠全部除去；
提出问题2．（1）①空气中的CO2进入装置B被氢氧化钠吸收；
②装置A中残留的CO2未被装置B中的氢氧化钠吸收；
（2）①③②④⑥⑤⑦．
【点评】解答这类题目时，首先，赏析问题情景，找到实验探究的反应原理；再根据实验的反应原理，分析推断出该物质的组成成分，然后得出所要探究的物质中该成分的组成．
8．水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气．某课题组同学为验证水煤气的成分，设计如下实验装置：
请分析上面信息后回答：
①利用上述装置验证水煤气中各成分的依次顺序是 　H2O、CO2、H2、CO　（填气体的化学式）；
②装置C的目的是 　除去水煤气中的二氧化碳　，装置E内观察到的现象是 　黑色固体逐渐变成红色　；
③实验中两次用到装置A，其目的分别是 　第一次使用装置A目的是验证水煤气中水蒸气的存在　、　第二次使用装置A目的是检验水煤气中是否含有氢气　．
【分析】①根据水能使白色硫酸铜变蓝，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氢气还原氧化铜能生成水，一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳考虑本题；②根据氢氧化钠能与二氧化碳反应考虑，氧化铜被还原成铜考虑实验现象；③根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊考虑本题．
【解答】解：①水能使白色硫酸铜变蓝，先通过无水硫酸铜是检验是否含有水的；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，再通过石灰水是检验是否含有二氧化碳的；再通过氢氧化钠是除去原来的二氧化碳气体，通过浓硫酸是除去原来的水蒸气，通过氧化铜是检验是否含有还原性气体，再通过无水硫酸铜，是看是否有水生成，因为氢气还原氧化铜生成铜和水，所以是为了检验是否有氢气的；最后通过澄清石灰水是看有没有二氧化碳生成，由于一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，所以是为了检验是否含有一氧化碳的；
②氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以氢氧化钠的目的是吸收二氧化碳，排除对一氧化碳检验的干扰；氧化铜被还原成铜所以现象是黑色粉末变为红色；
③前面的装置A是为了检验是否有水生成，后面的装置A是为了检验是否有水生成，从而确定是否有氢气存在．
故答案为：①H2O、CO2、H2、CO②除去水煤气中的二氧化碳；黑色固体逐渐变成红色；③第一次使用装置A目的是验证水煤气中水蒸气的存在；第二次使用装置A目的是检验水煤气中是否含有氢气．
【点评】解答本题关键是要知道检验水用无水硫酸铜，检验二氧化碳用澄清石灰水，检验氢气是通过氧化铜看有没有水生成，检验一氧化碳是通过氧化铜看有没有二氧化碳生成．
9．城市排污管道中常因聚集有毒气体而引发伤人事故．某学习小组想知道城市排污管道气中可能的成分，并设计实验对各成分进行检验．查阅资料得知：①城市排污管道中可能含有较多的CO、CO2、H2S、CH4等气体； ②碱石灰可以吸收水蒸气和CO2；
③H2S气体有剧毒，能与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀；④CH4、CO均不与CuSO4溶液、石灰水以及碱石灰反应．
小组同学设计了如图所示的装置（相关气体在A、C装置中吸收完全）．
请回答下列问题：
（1）若装置A中出现黑色浑浊，则说明排污管道气中含有 　H2S　（填化学式）．
（2）若排污管道气中含有CO2，则装置B中观察到的现象是 　产生白色浑浊　，该反应的化学方程式是 　CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O　．
（3）若装置D中可见火焰，干燥的烧杯内壁有水雾出现，说明排污管道气中含有 　甲烷　（填名称）．该反应的化学方程式是 　CH4+2O2CO2+2H2O　．
（4）有同学提出，若样品气中含有CO，并测得燃烧产物中水的质量[m（H2O）]和二氧化碳的质量[m（CO2）]，则应满足的关系是 　小于9：11　（取最简整数比）．
【分析】灵活运用CO的还原性，CO2能使澄清石灰水变浑浊、CH4燃烧生成二氧化碳和水的性质，结合题目中的信息：排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO2、H2S、CH4等和H2S气体能与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀，再观察图中实验步骤硫酸铜溶液检验二氧化碳，B澄清石灰水检验二氧化碳，C氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳，即可快速解答本题．
【解答】解：（1）装置A中是硫酸铜溶液，它与硫化氢反应生成黑色沉淀，若出现黑色浑浊证明排污管道气含硫化氢，化学式为H2S．故填：H2S．
（2）装置B中是澄清的石灰水，二氧化碳能使它变浑浊，反应化学方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O
（3）利用甲烷燃烧能够产生水和二氧化碳，装置D中可见火焰，干燥的烧杯内壁有水雾出现，说明排污管道气中含有甲烷，反应的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O，故填：甲烷；CH4+2O2CO2+2H2O
（4）根据反应的化学方程式 CH4+2O2CO2+2H2O，纯净的甲烷气体完全燃烧生成水与二氧化碳的质量比＝（2×18）：44＝9：11，如果排污管道气含有CO则燃烧生成物中二氧化碳质量会增大，则反应后＜9：11，故填：小于9：11
【点评】利用信息的实验探究题，只有熟练掌握物质的性质才能准确顺利的得出正确答案．