專題09物質組成（及其含量）、構成的探究

某鐵銹成分為Fe03*耳。，興趣小組模擬工業(yè)煉鐵原理探究此鐵銹組成。

［資料鏈接］①FqOs"H?。失去結晶水溫度為110回；②溫度高于5000時鐵的氧化物才能被CO還原；

③堿石灰的成分是NaOH和CaOo

興趣小組在科研人員的指導下設計了如下實驗方案供大家討論。（已知：草酸在濃H2s04作用下受熱分解

A

H2C2O4=cot+CO2t+H2O）

先將D裝置溫度控制在200團充分加熱至質量不變，再將溫度升高到500團以上的高溫，繼續(xù)加熱。

ABCDEFG

⑴甲同學認為裝置A中反應生成的氣體通過B、C裝置可得到干燥、純凈的CO氣體，洗氣瓶B、C中應分

別盛放_（選填字母序號）。

a.濃硫酸、氫氧化鈉溶液b.氫氧化鈉溶液、濃硫酸

⑵乙同學認為，停止實驗時，應該先停止對D裝置加熱，此時應繼續(xù)向D中通入氣體至冷卻，原因是一

⑶開始進行上述實驗時，應先點燃A裝置中的酒精燈，一會兒后對D玻璃管加熱，原因是有同學認

為該裝置有缺陷，你認為"缺陷"是

⑷對D裝置進行500回以上的高溫加熱時，發(fā)生反應的化學方程式o

⑸若稱取樣品10.0g,用上述裝置進行實驗，測定鐵銹中鐵元素的質量分數(shù)。實驗前后稱得F裝置增重

7.92g,則此鐵銹樣品中鐵元素的質量分數(shù)是

⑹稱取一定量此鐵銹樣品，實驗結束，冷卻后稱量，裝置E增重5.4g,裝置F增重13.2g。則樣品中

Fe2O3-XH2O中x=

⑺若缺少G裝置，F(xiàn)ezC^xH2。中x的值會（選填"偏大"、"偏小"、"不變"）

（8）假定該鐵銹樣品中有FezCVxH?。和Fe兩種成分，學習小組稱取30.0g的鐵銹樣品，按如圖裝置進行實

驗。充分反應后冷卻、稱量，裝置D中剩余固體的質量為19.8g,裝置E增重5.4g,則FeQa-xH?。中

x=—,鐵銹樣品中單質鐵的質量分數(shù)為—（計算結果保留一位小數(shù)）。

1.（2023?湖北武漢?統(tǒng)考中考真題）分類回收塑料制品是環(huán)境保護的重要研究課題?；瘜W興趣小組用燃燒

法探究塑料的組成。某塑料含有碳、氫元素，可能還含有氧和氯元素中的一種或兩種。該塑料充分燃燒除

生成二氧化碳和水蒸氣外，還可能生成氯化氫氣體。取mg該塑料樣品與足量干燥的氧氣充分反應，用圖

3所示裝置吸收生成的氣體。實驗過程中，觀察到裝置乙溶液中產生白色沉淀。當氣體被充分吸收后，測

得裝置甲、乙、丙的質量在反應前后分別增加mig、m2g和msg。（無水氯化鈣可作干燥劑，裝置氣密性良

好，裝置甲、乙、丙、丁中試劑均足量）

乙丙丁

圖3

⑶裝置乙溶液中產生白色沉淀，說明該塑料含有氯元素。產生白色沉淀的化學方程式為

⑷該塑料樣品中氫元素的質量為—（用代數(shù)式表示）。

（5）關于該實驗，下列說法正確的是。（填標號）

A.該塑料中碳原子與氯原子的個數(shù)比為73m3：88m2

B.若號+012+誓=m,則該塑料不含氧元素

C.若將裝置乙與丙互換，也能夠達到實驗目的

D.若去除裝置丁，則對測定氫元素的質量無影響

2.（2023?湖南長沙?長沙市第六中學?？寄M預測）雅禮中學劉老師給了同學們一包紅色粉末，該粉末可能

是銅粉和氧化鐵(Fe2O3)粉末中的一種或兩種。同學們對該粉末進行了定性與定量研究。

(1)定性實驗：

實驗方案實驗現(xiàn)象實驗結論

若紅色粉末全部消失

粉末為Fe2O3

取少量紅色粉末放入試管中溶液呈棕黃色

滴加足量的稀鹽酸振蕩

粉末為Cu

(2)定量實驗:

取該粉末4g放入硬質玻璃管中，先通CO,然后用酒精噴燈加熱一段時間，停止加熱繼續(xù)通入C。至裝置

冷卻。實驗裝置如圖：

①實驗時，先通C。再加熱的目的是

②若該粉末全部是氧化鐵，在硬質玻璃管中觀察到的實驗現(xiàn)象是—。B裝置用于吸收二氧化碳并收集CO,

其中盛放的試劑最好是

A.NaOH溶液B.稀鹽酸C.水

如果該實驗沒有裝置B、C,實驗造成的危害是

③若該粉末為銅粉和氧化鐵的混合物，待裝置完全冷卻至室溫，稱量硬質玻璃管內剩余固體的質量為mgo

則m的取值范圍是

3.(2023?廣西南寧??？寄M預測)鎂是一種銀白色有金屬光澤的金屬，但久置的鎂條總有一層灰黑色"外

衣”。

項目一：探究灰黑色"外衣"的形成原因

【提出問題】空氣中什么物質使久置的鎂條表面變灰黑？

【猜想假設】①氧氣；②二氧化碳；③水蒸氣；④氧氣、二氧化碳、水蒸氣都需要。

【進行實驗】以下每組實驗鎂條長度、試管容積均相同。

磨

亮

打

B光

工打磨光亮官打磨光亮

的

一的鎂條鎂一的鎂條

水

蒸

條

--水蒸氣一水蒸氣

氧

7氣--豪氣

-COIT氣

2n)k-7-CO2

IIIIV

§

S1

【實驗現(xiàn)象】實驗川中的鎂條久置變灰黑，實驗I、團均無變灰黑。

【實驗分析】

⑴得出“久置鎂條變灰黑一定與。2有關”的結論，依據(jù)的是實驗I唱中的哪兩個實驗？_（填標號）。

（2）要證明猜想④正確，需要補充一個實驗。請將如圖中的回補充完整。

【實驗結論】猜想④正確。

項目二：用分解法驗證灰黑色"外衣"的組成元素取適量久置的鎂粉于熱分解裝置中進行如圖2實驗。

【分析與結論】

⑶證明分解產物中有水的依據(jù)是裝置B中澄清石灰水變渾濁，該反應的化學方程式為說明灰黑

色"外衣"由Mg、0、H、C四種元素組成。

【查閱資料】碳酸鎂晶體（MgCO3-3H2。，相對分子質量為138）受熱分解的最終產物與灰黑色"外衣"受熱分

解的最終產物相同。

【拓展實驗】取13.8g碳酸鎂晶體進行加熱，測得固體質量與溫度之間關系如圖3?

⑷分解產生的水蒸氣總質量為_g。

（5）73團時，反應的化學方程式為

4.（2023?湖北咸寧?校聯(lián)考模擬預測）近幾年我國某些城市酸雨污染較為嚴重，主要是因為大量燃燒含硫

量高的煤而形成的此外，各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。

【提出問題】通過實驗證明煤中含有碳元素和硫元素。

【查閱資料】

二氧化硫能使高銃酸鉀溶液褪色（由紫紅色變?yōu)闊o色）。

⑴二氧化硫和二氧化碳一樣，也能使澄清石灰水變渾濁。請寫出二氧化硫與澄清石灰水反應的化學方程

式：。

根據(jù)上述資料，甲同學、乙同學和丙同學分別設計實驗方案進行探究。

【實驗探究】

甲同學：實驗操作：甲同學進行了如圖1所示A、B兩步實驗：

燃著的煤燃著的煤

三叁稀高鎰酸鉀溶液匚4澄清石灰水

AB

圖1

實驗現(xiàn)象：A中稀高銃酸鉀溶液褪色，B中澄清石灰水變渾濁。

得出結論：煤燃燒生成二氧化硫和二氧化碳，證明煤中含有碳元素和硫元素。

⑵乙同學認為甲同學的實驗方案不合理，其理由是

丙同學：實驗操作：丙同學進行了如圖2所示實驗（部分裝置在圖中略去）:

煤粉

緩緩通入

充足氧氣

圖2

【探究與結論】

⑶上圖C裝置的作用是—=

⑷在丙同學的實驗中能證明煤中含有碳元素和硫元素的現(xiàn)象是

⑸假設實驗過程中每一步均能充分反應，且S、C分別轉化為SO2、C02,不考慮水蒸發(fā)影響，5g煤粉樣品

充分反應后，B、C、D三個裝置質量分別增加0.8g、0.1g、13.2g,則該煤粉樣品含硫量為-0

⑹實驗中通入氧氣而不用空氣的原因是

5.（2023?湖南株洲?統(tǒng)考三模）雷瑣辛具有殺菌作用，可用作防腐劑，常添加于化妝品、皮膚病藥物糊劑

中等。某化學小組對雷瑣辛的元素成分開展了如下探究:

【提出問題】雷瑣辛的組成元素是什么？

【查閱資料】①含有碳元素的物質不完全燃燒時可能生成一氧化碳。

②堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的固體混合物，可作干燥劑o

【進行實驗】

⑴小明取適量雷瑣辛在氧氣中燃燒，檢驗到生成物中只有水和二氧化碳，得出結論“雷瑣辛是由碳、氫、

氧三種元素組成的"。小雨認為該方案不合理，不能確定一定含有一元素。

【繼續(xù)探究】為進一步確定雷瑣辛的元素組成，小組同學利用下列裝置進行實驗（固定裝置省略，裝置B、

C、D、E中藥品足量）。

（2）裝置A中氧化銅的作用是—（填字母）。

a.確保樣品中碳元素全部轉換成CO2b.確保樣品中氫元素全部轉換成比。

⑶實驗中裝置C處發(fā)生反應的化學方程式為

【數(shù)據(jù)記錄】取雷瑣辛樣品質量2.75g,充分燃燒后，稱得加熱前后裝置B、C和D、E質量的兩次數(shù)據(jù)如

下：

裝置B/g裝置C和D/g裝置E/g

加熱前200.00380.00180.00

加熱后201.35386.60180.02

⑷分析表中數(shù)據(jù)可知：2.75g雷瑣辛樣品燃燒后生成C02的質量為_g。裝置E的作用是

【分析與結論】

⑸利用上述實驗數(shù)據(jù)分析與計算，雷瑣辛由—元素組成，他們之間的原子個數(shù)比為：_o

【反思與評價】

⑹裝置加熱前需要先通入氧氣，目的是為了排盡裝置內空氣，以免對實驗結果造成干擾，反應后，也需要

繼續(xù)通入氧氣，此時的目的是：_0

（7）B、C裝置的位置—互換（填"能"或"不能”），理由是

6.（2023?山東濟寧?統(tǒng)考二模）人類研發(fā)使用可降解塑料，是防治“白色污染”的重要途徑之一。某化學興趣

小組查閱資料得知，以聚乳酸為原料加工而成的一種餐具能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化

碳和水。該小組按下圖連接儀器（夾持裝置已略去）對這種餐具的組成元素進行探究：

（1）①裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為

②根據(jù)—的現(xiàn)象，可證明這種餐具中含有氫元素。

③寫出裝置E內發(fā)生反應的化學方程式

④實驗前后都需通入一段時間N2,實驗后通帥的目的是

⑤測得裝置C中餐具碎片的起始質量為0.72g,反應后裝置C中硬質玻璃管內無固體殘留。裝置D增重

0.36g,裝置E增重1.32g。經計算判斷，該餐具中是否含有氧元素？_（填"含有"或"不含有"）。

⑥小組內有同學指出餐具碎片可能未完全燃燒，產物為CO、82、出0的混合物，從而影響對其組成元素

的測定，對上述裝置提出改進建議為

⑵某研究小組同學發(fā)現(xiàn)“茶垢清潔劑"（如圖）能快速清潔茶具上附著的茶垢等污漬。使用時，將產品倒入

茶具中，加入60~70。（：的熱水，立即產生大量氣泡。該小組同學對生成物進行了探究:

IEASCALfCIWW

茶垢清潔劑一］主要成分：過碳酸鈉（2Na2CO3-3H;O2）

去漬原理：過碳酸鈉溶于水時生成碳酸鈉

和過氧化氫……

【查閱資料】過碳酸鈉（2Na2c（V3HQ2）具有Na2cO3和HQ2的雙重性質，遇酸產生CO2,受熱或遇水易

分解。

【進行實驗】同學們?yōu)榱蓑炞C產生的氣體和溶液中溶質的成分，進行了以下探究：

實驗實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論

取少量該茶垢清潔劑于試管中，產生大量氣泡，

1加入一定量的60~70℃熱水，帶火星木條復燃。產生的該氣體為02

向試管中伸入

2溶質的成分為Na2cO3

【總結提升】

①茶垢清潔劑溶于水生成了碳酸鈉和過氧化氫。碳酸鈉溶液有較好的去污效果，過氧化氫分解生成活性氧,

可深層帶走污垢。

②根據(jù)過碳酸鈉的性質，保存茶垢清潔劑應注意的事項—（寫一條即可）。

7.（2023?四川綿陽??？寄M預測）化學興趣小組的同學欲設計實驗探究保鮮膜的成分，查閱資料如下：

固保鮮膜的主要成分是聚乙烯，俗稱PE；

固聚乙烯中只含碳、氫兩種元素，具有可燃性。

他們設計了如下圖所示裝置進行實驗：

濃

硫

化

乙氫氧

—酸

J

液

-鈉溶

O

2翔

In

片M

C

B

E

D

電

后接通

段時間

進行一

置反應

A裝

②讓

置；

套裝

接整

，連

質量

初始

置的

D裝

量C、

①稱

為：

步驟

操作

實驗

假

量。

的質

裝置

C、D

稱量

，再

時間

一段

氧氣

通入

繼續(xù)

止后

燒停

內燃

裝置

待B

；③

膜碎片

保鮮

，引燃

熱絲

問題：

答下列

，回

完全

進行

應均

步反

設每

o

式為—

學方程

應的化

發(fā)生反

裝置中

(1)A

o

是—

其作用

置，

個裝

加一

間增

B之

在A、

，應

缺陷

計有

驗設

出實

學指

安同

⑵小

o

是—

目的

氣的

通氧

繼續(xù)

操作

③步

⑶第

裝置

證明D

，要

現(xiàn)象

明顯

外無

增重

質量

置除