类型一 反应后物质成分的探究(word版习题)汇总

题型三实验探究题

类型一反应后物质成分的探究

针对训练

1. （2016昆明八校联考）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混合在一起，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①Na2SO4、Na2CO3

猜想②Na2SO4、Na2CO3、NaOH

猜想③Na2SO4、H2SO4、Na2CO3

猜想④Na2SO4、H2SO4

猜想⑤Na2SO4

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⑤是正确的。你认为他的结论是（填“合理”或“不合理”）的，理由是。

（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）。

2. （2016遵义）在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。某兴趣小组请你参与研究：铁与水蒸气反应一段时间后剩余固体物质的成分、性质及再利用。

实验装置如图所示（夹持仪器略）

第2题图

（1）【推断】观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体是；

（2）探究B装置中剩余固体成分是什么？

【查阅资料】1.碎瓷片能防暴沸；碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。

2.铁的氧化物中，只有Fe2O3是红棕色，其余均为黑色，只有Fe3O4能被磁铁吸引。

【初步探究】B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引；

【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe3O4；

猜想二：剩余固体是；

【实验探究】

实验操作实验现象及结论

【实验结论】铁与水蒸气反应的化学方程式为；

（3）【成分再利用】若将B装置中剩余的黑色固体a g，经过一系列转化，全部变为红棕色固体Fe2O3（假设转化过程中铁元素无损

耗），增加的质量为x，则x的取值范围

．．．．为。

3. （2016昆明市盘龙区模拟）将一定量的碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合，过滤反应后的混合物。某实验小组的同学们欲探究滤液中溶质的组成。请你一同参与探究并回答有关问题：

【查阅资料】氯化钠、氯化钡溶液显中性。

【提出猜想】

猜想1：滤液中溶质是NaCl；

猜想2：滤液中溶质是NaCl和（填化学式）的混合物；

猜想3：滤液中溶质是NaCl和Na2CO3的混合物。

【实验探究】

（1）取少量滤液于试管中，滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡，无明显现象。同学们认为猜想不成立。

（2）另取少量滤液于另一支试管中，滴加碳酸钠溶液，若有______（填实验现象），证明猜想2成立。

【问题讨论】

（1）甲同学认为要证明猜想2成立也可以改用硫酸钠溶液。你

认为甲同学（填“能”或“不能”）达到实验目的。

（2）乙同学认为要证明猜想2成立也可以改用硝酸银溶液。你认为乙同学（填“能”或“不能”）达到实验目的，理由是。

4. （2016云南）某同学在课外阅读中得知，实验室用电石（主要成分CaC2）与水反应制取乙炔（C2H2），反应的方程式为：CaC2＋2H2O=== Ca（OH）2＋C2H2↑。

在实验室中该同学把一定量的CaC2加入Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，并对滤液的成分进行探究。

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

【猜想与假设】猜想一：NaOH

猜想二：NaOH、Ca（OH）2

猜想三：NaOH、Na2CO3

【设计并实验】

实验实验操作实验现象实验结论

实验一

取少量滤液于试管中，向

其中滴入适量碳酸钠溶液猜想二不成立

实验二

另取少量滤液于试管中，

向其中加入过量稀盐酸产生气泡

猜想

成立

写出实验二中产生气泡的化学方程式：。

【拓展延伸】①若向Cu（NO3）2溶液中加少量CaC2，充分反应，产生的现象是。

②实验室保存电石应注意________________________________。

5. （2016宿迁）某兴趣小组同学欲探究NaOH溶液与CO2气体的反应，设计如图所示实验装置：

（1）若导管a与b连接，将分液漏斗中的NaOH溶液注入锥形瓶，关闭分液漏斗上的活塞，振荡，然后打开导管上的活塞，观察到的实验现象是；CO2与NaOH反应的化学方程式是。

第5题图

（2）探究反应后锥形瓶内溶液中溶质的成分。

已知：Na2CO3＋H2O＋CO2=== 2NaHCO3

NaHCO3＋NaOH=== Na2CO3＋H2O

【提出猜想】Ⅰ.NaOH和Na2CO3；

Ⅱ. ；

Ⅲ. NaHCO3；

Ⅳ. Na2CO3和NaHCO3。

【查阅资料】①Ca（OH）2与Na2CO3、NaHCO3均能反应且有白色沉淀生成；

②CaCl2与Na2CO3能反应且有白色沉淀生成，与NaHCO3不反应；

③NaHCO3溶液显碱性，可与酸反应生成CO2气体。

【设计实验】限选试剂：Ca（OH）2溶液、CaCl2溶液、稀盐酸、酚酞试液。

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，加入足量的_________，振荡产生白色

沉淀

猜想Ⅲ不成

立

2. 将操作1所得混合物过滤，

向滤液中加入足量的

_________，振荡

猜想Ⅳ成立

【拓展应用】联想到空气中有CO2，所以实验室中的氢氧化钠溶液应保存。

6. （2016昆明）在老师的指导下，小乐同学探究金属和盐溶液反应时，发现将钠放入MgCl2溶液中有气泡和白色沉淀产生。为了进一步探究，小乐同学将充分反应后的混合物过滤，得固体A和滤液B。

【查阅资料】①钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。

②MgCl2溶液呈酸性。

【分析与思考】小乐同学根据所学知识对产生的气体和固体A 进行判断：

（1）产生的气体是（填序号）。

①CO2②H2③Cl2

（2）取A加入过量稀盐酸，A全部溶解，无气泡产生，则A的化学式是。

【提出问题】滤液B中溶质的成分是什么？

【猜想】猜想一：NaCl

猜想二：NaCl、MgCl2

猜想三：NaCl、NaOH

猜想四：NaCl、MgCl2、NaOH

小乐同学认为猜想不成立，理由是。

【实验探究】

实验操作

实验现

象

实验结论步骤一：取少量滤液B于试管中，滴

加几滴无色酚酞，振荡，观察现象溶液

猜想三

不成立

步骤二：取少量滤液B于试管中，滴加适量NaOH溶液，振荡，观察现象产生白

色沉淀

猜想

成立

【结论】在金属活动性顺序里，钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来。

【拓展】将钠与MgCl2固体隔绝空气加热到一定温度时，钠可以从MgCl2中置换出镁，该反应的化学方程式是__________________。

7. （2015绥化）某化学实验小组的同学利用如图所示装置进行实验。A中反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭

C，装置A中仍在反应。过一会儿，观察到装置B中出现白色沉淀，该沉淀的化学式为。小组同学探究反应后装置B中溶液的溶质成分。

第7题图

【提出问题】反应后装置B中溶液的溶质成分是什么？

【猜想与假设】

猜想1：NaCl、HCl；

猜想2：NaCl、CaCl2；

猜想3：NaCl、NaOH；

猜想4：NaCl、NaOH、Na2CO3。

【交流讨论】经过讨论，大家一致认为猜想一定不合理，理由是。

【实验探究】将反应后装置B中所得混合物过滤，取少量滤液分别进行如下实验：

实验1：向滤液中滴加碳酸钠溶液，无明显现象，则猜想_______不正确。

实验2：（填写下表）

实验操作

先向滤液中加入过

量Ba（NO3）2溶液然后再向滤液中滴加酚酞溶液

实验现象

实验结论猜想4正确

【反思评价】实验结束后，同学们经过交流与讨论后认为：探究反应后所得溶液的溶质成分时，不仅要考虑生成物，还要考虑反应物是否过量。

8. （2016贺州）某化学兴趣小组发现铜片在加热的条件下可以与浓硫酸反应，产生气泡并闻到刺激性气味，铜片溶解，溶液呈蓝色。请你参与实验探究。

【查阅资料】SO2是一种无色、有刺激性气味、有毒的气体。

（1）【提出问题】产生的气体是什么？

（2）【提出猜想】猜想一：SO2；猜想二：SO2和H2。

（3）你认为猜想二（填“正确”或“错误”）。

（4）【提出问题】蓝色溶液的溶质是什么？

（5）【提出猜想】猜想一：CuSO4；猜想二：CuSO4和H2SO4。

（6）【进行实验】取一定量反应后的溶液进行稀释，并分装在A、B两支试管中，然后进行下列实验，并完成下表：

步骤实验操作实验现象实验结论

步骤一

在试管A中加入少

量的CuO粉末①______________

________________

溶液中含有

H2SO4

步骤二

在试管B中加入过

量的NaOH溶液②______________

________________

溶液中含有

CuSO4

（7）【探究结论】通过实验，猜想二正确。

（8）写出步骤一发生反应的化学方程式：。

（9）完成并配平方程式：ＫCu＋ＫH2SO4（浓）=== __________________。

（10）【反思评价】根据化学方程式，小王认为工业上可以用铜和浓硫酸反应大量制取硫酸铜，小李认为不适宜，理由是____________________________。

答案：

1. 【猜想假设】②③【实验探究】(1)不合理无色酚酞试液遇酸性或中性溶液均不变色(2)CuO ＋H2SO4=== CuSO4＋H2O 【实验结论】④【拓展应用】防止污染水体(或防止腐蚀铁质下水道)

【解析】【猜想假设】根据题干有三种溶液混合之后有大量气泡生成，说明稀硫酸与Na2CO3发生了反应，则反应后的溶液中不可能含有NaOH，猜想②不合理；H2SO4与Na2CO3会发生反应，不共存，猜想③不合理。【实验探究】(1)无色酚酞试液遇酸和中性溶液均不变色，遇碱变红，向溶液中滴加酚酞试液，溶液颜色无变化，只能说明溶液不显碱性，猜想①错误，不能说明猜想⑤正确。(2)氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜溶液显蓝色。【实验结论】根据上述实验探究内容，可确定猜想④正确。【拓展应用】酸性废水处理至中性可防止水体污染或腐蚀铁质下水道等。

2. (1)氢气(或H 2) (2)【猜想与假设】四氧化三铁和铁(或Fe 3O 4和Fe) 【实验探究】取B 中黑色固体的样品于试管中，加入稀盐酸 若固体全部溶解，没有气泡冒出，剩余固体是Fe 3O 4；若固体全部溶解，有气泡冒出，剩余固体为铁和四氧化三铁 【实验结论】3Fe ＋

4H 2O =====高温 Fe 3O 4＋4H 2

(3)a 29 g ≤x ＜3a 7 g(或0.03a g ＜x ＜0.43a g)

【解析】(1)根据质量守恒定律，铁与水蒸气反应产生的气体可能是氢气，也可能是氧气，气体干燥后能使黑色氧化铜变成红色固体，说明该气体具有还原性，即铁与水蒸气反应生成的气体为氢气。(2)

【猜想与假设】铁在高温下与水蒸气反应生成氢气和另一种固体，根据质量守恒定律，该固体一定含铁元素和氧元素，可能是铁的氧化物，也可能存在反应剩余的铁，根据资料，铁的氧化物中只有四氧化三铁是黑色且能被磁铁吸收，所以黑色固体可能是四氧化三铁，也可能是铁和四氧化三铁的混合物。【实验探究】要确定该固体的成分，只需检验该固体中是否含有铁粉，可利用铁能与稀盐酸反应，可通过取样，加入稀盐酸观察是否有气泡冒出，据此判断黑色固体中是否含有铁。

【实验结论】通过探究可知，铁粉与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气。(3)【成分再利用】剩余固体全部转化为氧化铁，增加的质量即为增加的氧元素的质量。假设剩余固体全部是铁粉，将铁粉全部转化为三氧化二铁，存在如下关系：

2Fe ～Fe 2O 3～3O

112 48

a g x

48112＝x a g

解得：x ＝3a 7 g

假设剩余固体全部是四氧化三铁，将四氧化三铁转化为氧化铁，根据铁元素守恒，可找出转化后增加质量存在如下关系：

2Fe 3O 4～3Fe 2O 3～(3×3－2×4)O

464 16

a g x

16464＝x a g

解得：x ＝a 29 g

所以转化后，固体质量增加值x 的取值范围为a 29 g ≤x ≤3a 7 g 。

3. 【提出猜想】BaCl 2 【实验探究】(1)3 (2)白色沉淀生成 【问题讨论】(1)能 (2)不能 氯化钠和硝酸银反应也可以产生白色沉淀

【解析】【提出猜想】将碳酸钠和氯化钡混合，溶液中溶质有3种情况：①二者恰好完全反应，溶质为NaCl ；②碳酸钠过量，溶质为Na 2CO 3和NaCl ；③氯化钡过量，溶质为BaCl 2和NaCl 。【实验探究】(1)向滤液中滴加无色酚酞试液，无明显现象，说明溶液不显碱性，则不含Na 2CO 3，猜想3不成立。(2)滴加碳酸钠溶液，证明猜想2成立，猜想2的溶液溶质为BaCl 2和NaCl ，而氯化钡与碳酸钠反应

生成白色沉淀，故实验现象是有白色沉淀生成。【问题讨论】(1)硫酸钠与氯化钡反应生成白色沉淀，也可以证明溶液中含有氯化钡。(2)硝酸银与氯化钡、氯化钠反应都可以生成白色沉淀，溶液中肯定含有氯化钠，故加入硝酸银生成白色沉淀，不能证明滤液中含有氯化钡。

4. 【设计并实验】无明显现象三Na2CO3＋2HCl=== 2NaCl ＋H2O＋CO2↑【拓展延伸】①有气泡产生，出现蓝色沉淀②密封保存

解题思路：根据物质成分、物质性质，确定检验物质成分的方法。该题实质上是检验钙离子、碳酸根离子是否存在，选择的试剂应保证产生明显现象。在此基础上，还需认真考虑具体操作过程中所加试剂以及反应生成物可能造成的干扰问题。

探究流程：

【解析】【设计并实验】根据实验操作以及实验结论，确定滤液中不含氢氧化钙，则滴入碳酸钠溶液后，不会出现白色沉淀，无明显现象；根据实验操作以及实验现象，向滤液中加入过量稀盐酸时，产

生气泡，对比猜想的内容可知，滤液中含有氢氧化钠、碳酸钠，猜想三成立；实验二中发生了两个反应：氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，其中产生气泡的反应为Na2CO3＋2HCl=== 2NaCl＋H2O＋CO2↑。【拓展延伸】①根据题干信息可知，碳化钙首先与水反应生成氢氧化钙和乙炔气体，有气泡产生，然后氢氧化钙与硝酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硝酸钙，出现蓝色沉淀；②根据题干信息可知碳化钙能与水反应，因此应密封保存。

5. (1)B中的水沿导管进入A中的锥形瓶中2NaOH ＋CO2=== Na2CO3＋H2O(2)【提出猜想】Na2CO3【设计实验】1.氯化钙溶液 2.稀盐酸有气泡产生【拓展应用】密封

【解析】(1)氢氧化钠溶液与二氧化碳反应，使锥形瓶内CO2气体减少，压强变小，所以打开导管上的活塞后，B中的水在外界大气压作用下，沿导管进入A中的锥形瓶；二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。(2)【提出猜想】根据题给信息，二氧化碳与氢氧化钠的量不同，产物不同，存在两个反应，一是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，二是碳酸钠、水和二氧化碳反应生成碳酸氢钠，所以一定量的二氧化碳与一定量的氢氧化钠反应后，可能恰好进行第一个反应，所得溶液的溶质只有碳酸钠，也可能恰好进行第二个反应，反应后溶液中的溶质只有碳酸氢钠，此外还可能只发生第一个反应时，氢氧化钠过量，即溶液中的溶质有碳酸钠和氢氧化钠，也可能发生了第一反应后，有部分碳酸钠与二氧化碳反应，反应后溶液中的溶

质是碳酸钠和碳酸氢钠。【设计实验】利用碳酸钠可与氯化钙反应生成白色沉淀，碳酸氢钠不与氯化钙反应，所以先用氯化钙溶液检验，如果出现白色沉淀，说明溶液中含碳酸钠，为进一步检验溶液中是否存在碳酸氢钠，应该继续加入足量的氯化钙溶液，使溶液中的碳酸钠全部转化为碳酸钙沉淀，过滤后，取滤液检验碳酸氢钠，检验碳酸氢钠的方法，可利用碳酸氢钠能与稀盐酸反应产生气体。(4)【拓展应用】氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳而变质，所以实验中的氢氧化钠溶液应该密封保存。

6. 【分析与思考】(1)②(2)Mg(OH)2【猜想】四MgCl2和NaOH会发生化学反应【实验探究】不变色二

△Mg＋2NaCl

【拓展】2Na＋MgCl2=====

探究流程：

【解析】【分析与思考】(1)根据【查阅资料】的内容分析，钠放

入氯化镁溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气，因此产生的气体是氢气，②正确。(2)钠放入氯化镁溶液中先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠，因此推测固体A 是Mg(OH)2，结合“取A 加入过量稀盐酸，A 全部溶解，无气泡产生”，确定A 是Mg(OH)2。【猜想】氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，二者不能共存，猜想四不成立。【实验探究】根据实验结论“猜想三不成立”，结合猜想三以及实验操作的内容分析，滤液中不含氢氧化钠，故加入酚酞试液后溶液不变色；根据实验操作的内容以及实验现象“加入氢氧化钠溶液产生白色沉淀”分析，该沉淀是氢氧化镁，则滤液中含有氯化镁，猜想二成立。【拓展】根据题干信息，确定钠与氯化镁在加热条件下反应生成镁和氯化钠。

7. CaCO 3 【交流讨论】1 装置B 出现的沉淀为CaCO 3，会与盐酸反应 【实验探究】2 出现白色沉淀 溶液变红

8. (3)错误 (6)①固体溶解 ②产生蓝色沉淀 (8)CuO ＋

H 2SO 4=== CuSO 4＋H 2O (9)Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△ CuSO 4＋2H 2

O ＋SO 2↑ (10)该反应产生有毒的SO 2气体，会污染空气

【解析】(3)浓硫酸具有强氧化性，即使有氢气生成，也会被浓硫酸氧化成水，猜想二错误。(6)在试管A 中加入少量的CuO 粉末，结合实验结论：溶液中含有H 2SO 4，可观察到固体溶解的现象；在试管B 中加入过量的NaOH 溶液，结合实验结论：溶液中含有CuSO 4，可观察到有蓝色沉淀产生。(8)步骤一反应的化学方程式为CuO ＋H 2SO 4

=== CuSO 4＋H 2O 。(9)根据题中的探究，铜和浓硫酸反应的化学方程

式为Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△ CuSO 4＋2H 2O ＋SO 2

↑。(10)工业上不可能用铜和浓硫酸反应大量制取硫酸铜，理由是从经济、环保、安全的角度考虑，浓硫酸具有极强的腐蚀性，使用时要注意安全，同时反应中有一部分硫元素转化成二氧化硫，既污染空气，又造成原料的浪费。