1.1 认识化学科学（拓展培优）-2024-2025学年九年级化学上册课后培优分级练（沪教版2024）

1.1 认识化学科学 1．在探究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。 【实验目的】铁生锈条件的探究。 【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，一周后观察现象。 【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内液面上升。 【实验思考】 （1）实验③进入试管内的水的体积约占试管内空气容积的________。 （2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和________两种现象来判断铁丝反应进行的情况。 （3）通过对比实验________，说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。通过对比实验②③，说明铁生锈的另一个必要条件是________。 【实验结论】 （4）铁生锈实际上是铁与空气中的________（填名称）发生反应的结果。 【提出问题】同学们根据实验③的现象和铁在空气中生锈的原理，继续探究能否用铁准确测定空气中的氧气含量。 【讨论交流】 （5）通过查资料得知，红磷燃烧产生的白烟与水接触后有毒。与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是无污染，缺点是耗时长。为了探究影响铁锈蚀快慢的因素，在老师指导下同学们用氧气传感器测得相关数据如下装。下列分析不正确的是_______（填字母）。 实验装置 序号 其他试剂 200s时O2的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和1.0g氯化钠 8% A. ②③中氧气含量减少表明铁已锈蚀 B. ①②证明水对铁锈蚀有影响 C. ②③证明氯化钠能加快铁锈蚀 D. ①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 【改进实验】同学们利用铁粉、拨粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如下图），8分钟后测得的数据如表所示。 实验前的体积/mL 实验后的体积/mL 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 130 90 63.7 （6）根据上表数据计算，实验测得空气中氧气含量为________（计算结果精确到0.1%）。 （7）从实验原理角度分析改进后的实验结果比燃烧红磷实验准确度更高的原因：________。 2．新出炉的面包松软醇香，老师说面包制作过程中添加了膨松剂(已知某品牌膨松剂的成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种)，化学学习小组的同学对“食品中的膨松剂”进行了如下探究。 【查阅资料】①碳酸氢钠(NaHCO3)受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解；碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳；②碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物，不与氨气反应；③氨气易溶于水并能与水反应生成氨水。 【进行实验】为确定膨松剂的成分，按如图所示连接好装置(夹持仪器略去)。 【实验过程与结论】 （1）为防止气体泄漏，连接仪器后要　 　，再装入药品。 （2）点燃酒精灯，打开K1，关闭K2，一段时间后观察到A装置的试管中白色固体减少，B装置的试管中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中有　 　。 （3）打开K2，关闭K1，观察到D装置的烧杯中无色酚酞溶液　 　，说明分解产物中有氨气。 （4）继续充分加热，试管中仍有固体剩余，说明该膨松剂的成分是　 　。 （5）【反思交流】 C装置里碱石灰的作用是　 　。 （6）【拓展延伸】 碳酸氢钠及其分解产物碳酸钠在生活中有广泛的用途，请结合题中信息，设计一种鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法，写出实验操作、现象及结论：　 　。 3．制作面包常用到泡打粉，碳酸氢钠是泡打粉的主要成分之一、学习小组通过学习知道碳酸钠与碳酸氢钠性质相似，开展了“能否用碳酸钠替代碳酸氢钠作泡打粉”的探究。某品牌泡打粉标签如下图所示。 【实验1】取泡打粉样品少许于试管中，加入适量水，观察现象。 【实验2】取1g碳酸氢钠与1g碳酸钠分别置于各盛有10mL蒸馏水的两个烧杯中，边搅拌边用pH传感器进行测量，实验结果如图1。 【实验3】如图2，各取1g的碳酸氢钠与碳酸钠粉末分别放在两支Y形管(容量均为100mL)一端，另一端装足量的等量等浓度稀盐酸，倾斜铁架台，让盐酸缓缓流向粉末。实验过程中，Y形管塞子被冲出。 【实验4】另各取0.5g的碳酸氢钠与碳酸钠粉末，重新按实验3操作步骤进行，用压强传感器测量管内气压变化如图3。 （1）实验1中观察到的主要现象是　 　。 （2）实验2中两个烧杯内碳酸氢钠溶液的浓度　 　(填“大于”、“等于”或“小于”)碳酸钠溶液的浓度。 （3）实验3中盐酸流向粉末后发生反应的化学方程式为　 　(写一个)；Y形管塞子被冲出的原因是　 　。 （4）根据实验4中可知等质量的碳酸氢钠比碳酸钠发酵效果更好，其原因是　 　。 （5）项目式学习小组模仿制作面包时利用面粉、泡打粉、水等设计如下实验。 组别 面粉/g 泡打粉/g 水/g 感官评定 ① 50 0.5 25 待评 ② 50 1 25 待评 ③ 50 2 25 待评 该实验的目的是　 　。 （6）已知碱性较强的物质会使食物带有苦涩味、口感较差。根据实验结果分析，一般不用碳酸钠替代碳酸氢钠作泡打粉，简要说明理由。 答：　 　。 4．某同学超市时发现食品添加利中有”碳酸氢铵”。感觉很惊讶“碳酸氢铵”是“臭粉”啊，怎么可以放进食品？于是开展了以下探究，请你帮助完成下列相关问题。 查阅资料： ①食用级碳酸氢铵比较纯净，可作膨松剂，一般用在油炸食品中，水蒸食品中不用； ②常温常压下，1体积水约能溶解600体积氨气，其水溶液呈弱碱性。 ③碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。 产生疑惑：臭粉为何可以作脚松剂？为何一般适用于油炸食品面不适用于水燕食品？ 实验设计：实验装置如图。图一是检验装置，图二是收集装置，取适量碳酸氢铵分别置于两试管中，按如图进行实验。 （1）现象与分析： ①图一：B中现象是　 　，C中发生反应的化学方程式是　 　。 ②图二：装置E的作用是　 　，用F装置收集完氨气时取下F，塞紧橡皮塞。用注射器向F中注入少量水，振荡，可看到的现象是　 　；拔出橡皮塞闻到氨味。 （2）解释与结论： ①有臭味的碳酸氢按添加到食品中，如果油炸，则含有的少量碳酸氢铵受热时完全分解、产生的气体使食品膨胀。且生成物可以迅速挥发而离开食品，没有残留物，其臭味会消失，碳酸氢铵受热发生反应的化学方程式是　 　。 ②添加碳酸氢铵的食品如果水蒸，则　 　。 通过上述探究该明白了：高纯度的碳酸铵传可以作为食品添加剂，但同一食品添加剂并不适合所有食品。使用食品添加剂需产格控制用量。 5．我国高铁创造的中国速度令世界瞩目。高铁建设过程中因锈蚀报废了部分钢铁材料。某学习小组对钢铁锈蚀的因素进行探究。 【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？ 【查阅资料】氯化钙是常用的干燥剂 【设计实验】 （1）实验一：定性探究影响铁锈蚀的因素 取四枚大小相同洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验。 一段时间后，A、D、E中铁钉生锈，B、C中铁钉无明显锈蚀。 【得出结论】 对比试管AB和　 　中实验现象，说明铁锈蚀是铁与空气中的氧气和水作用的过程。 （2）试管D、E中铁钉比试管A中铁钉锈蚀程度严重，说明铁锈蚀与溶液中　 　有关。 （3）实验二：定量探究溶液的pH对铁锈蚀的影响用图2所示装置进行实验，向三颈烧瓶中放入3.5g相同的生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。 实验组 盐酸pH 压强p/kPa 氧气浓度开始降低时间/s P反应前 P反应后 实验① 2.0 90.8 91.8 第131 实验② 4.0 90.8 90.3 第24 实验③ 6.0 90.8 90.6 第175 已知：铁与盐酸接触即发生反应，分析表中数据回答：实验①反应后压强变大主要原因是　 　。(用化学方程式表示) （4）实验①②③中，铁粉与盐酸、铁粉与氧气的反应　 　(填“能”或“不能”)同时开始。 （5）【得出结论】 当pH=　 　时，铁粉的锈蚀程度最大。 （6）【延伸拓展】为了研究溶液中不同离子对铁钉锈蚀速率的影响，该小组利用相同浓度、相同体积的NaNO3溶液、NaCl溶液分别进行实验，用数字传感器测定装置内氧气浓度的变化，结果如图3所示。 溶液中Cl-加快铁钉锈蚀的能力　 　(填“强”或“弱”)于；两条曲线都呈现“先陡后缓”的趋势，即锈蚀速率先快后慢，请分析原因：　 　。 6．全世界每年因锈蚀造成浪费的金属高达产量的20%以上，但铁锈蚀原理却在日常生活中被广泛应用。某小组开展如下探究。 查阅文献： (ⅰ)氯化钙固体可作干燥剂。 (ⅱ)一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。 (ⅲ)常温常压，氢气密度是ρ g/mL。 （1）【活动一】定性探究铁锈蚀的因素 取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行实验，实验报告如下表所示。 实验序号 ① ② ③ ④ 试管序号 A B C D 实验装置 一周后现象 铁钉表面有一层铁锈 铁钉表面无明显变化 铁钉表面无明显变化 铁钉表面有较厚铁锈 对比实验①、②、③，说明铁锈蚀主要是与空气中的　 　发生化学反应。 （2）对比实验①、④，说明铁锈蚀还与　 　有关。 （3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是　 　，写出除铁锈的化学方程式　 　。 （4）【活动二】定量探究铁锈蚀的因素 小组设计了图甲装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。 据图乙，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是　 　。 （5）据图丙，对比AB段和BC段说明　 　，t3时刻压强突然变大的原因是　 　。 （6）与活动一对比，活动二铁锈蚀明显更快的原因是　 　。 7．在一次研学活动中，校科技小组的同学发现某沿海城市一小区围墙铁艺栏杆锈蚀严重，于是围绕“铁艺栏杆锈蚀”这一主题展开了项目式学习。 任务一：交流铁艺栏杆锈蚀的条件及防护 【查阅资料】铁艺栏杆为钢铁制品。钢铁被广泛应用于交通运输、机械设备、建筑等领域，据统计，每年全球的钢铁产量达数十亿吨，因锈蚀而损失的钢铁量占全年生产量的1/4。 【小组交流】 （1）钢铁锈蚀的条件是　 　，防止铁艺栏杆锈蚀的措施有　 　（写一点）。 任务二：探究铁艺栏杆锈蚀严重的原因 【信息检索】沿海地区空气湿度大，盐雾含量高，盐雾的主要成分为氯化钠。 【进行实验】小组同学用图1所示的装置进行实验，实验数据如图2所示。 【分析讨论】 （2）通过对比图2中曲线，可以得出的结论是　 　。 任务三：探究该城市空气中是否含有氯化钠 【实验准备】用图3所示的装置采样。一端连接抽气泵抽气，空气从另一端进入水中，一段时间后，取出装置中溶液备用。 【教师指导】 ①灼烧含钠的物质会产生黄色火焰。 ②为既不溶于水，也不溶于硝酸的白色沉淀。 【进行实验】 （3）为证明该城市空气中含有氯化钠，小组同学设计如下方案，并进行实验。 实验操作 实验现象 实验结论 Ⅰ．用洁净的铁丝蘸取该溶液，放到火焰上灼烧 火焰为黄色 含有　 　（填离子符号） Ⅱ．取少量该溶液于试管中，滴加几滴稀硝酸和　 　 产生白色沉淀 含有 【反思评价】 （4）该沿海城市空气中含有氯化钠，采集空气样品时，抽气泵应与图3装置的　 　端连接。 （5）步骤Ⅱ中发生复分解反应的化学方程式为　 　。 任务四：展望金属资源的保护 【走访调查】同学们通过走访，知道了金属材料在生产、生活中的重要作用，了解到金属矿物资源是有限的，不能再生。 【成果分享】 （6）通过探究学习，同学们进一步认识了钢铁锈蚀的条件、影响锈蚀速率的因素及保护金属资源的重要性，提出了防止金属腐蚀、　 　等保护金属资源有效途径的建议。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.1 认识化学科学 1．在探究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。 【实验目的】铁生锈条件的探究。 【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，一周后观察现象。 【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内液面上升。 【实验思考】 （1）实验③进入试管内的水的体积约占试管内空气容积的________。 （2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和________两种现象来判断铁丝反应进行的情况。 （3）通过对比实验________，说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。通过对比实验②③，说明铁生锈的另一个必要条件是________。 【实验结论】 （4）铁生锈实际上是铁与空气中的________（填名称）发生反应的结果。 【提出问题】同学们根据实验③的现象和铁在空气中生锈的原理，继续探究能否用铁准确测定空气中的氧气含量。 【讨论交流】 （5）通过查资料得知，红磷燃烧产生的白烟与水接触后有毒。与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是无污染，缺点是耗时长。为了探究影响铁锈蚀快慢的因素，在老师指导下同学们用氧气传感器测得相关数据如下装。下列分析不正确的是_______（填字母）。 实验装置 序号 其他试剂 200s时O2的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和1.0g氯化钠 8% A. ②③中氧气含量减少表明铁已锈蚀 B. ①②证明水对铁锈蚀有影响 C. ②③证明氯化钠能加快铁锈蚀 D. ①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 【改进实验】同学们利用铁粉、拨粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如下图），8分钟后测得的数据如表所示。 实验前的体积/mL 实验后的体积/mL 集气瓶内空气 烧杯内蒸馏水 烧杯内剩余蒸馏水 130 90 63.7 （6）根据上表数据计算，实验测得空气中氧气含量为________（计算结果精确到0.1%）。 （7）从实验原理角度分析改进后的实验结果比燃烧红磷实验准确度更高的原因：________。 【答案】(1) (2) 试管内液面上升 (3) ①③ 要与氧气接触 (4) 氧气和水蒸气 (5) D (6) 20. 2% (7) 铁的缓慢氧化使集气瓶中氧气消耗更彻底 【解析】（1）铁和氧气、水共同接触时会生锈，实验③中的铁和氧气、水共同接触，则水生锈。 （2）铁生锈消耗氧气，装置中的气体减少，压强减少，则试管中的液面会上升，则不仅可根据铁丝表面的铁锈情况，还可通过试管内的液面上升情况判断铁丝反应进行的情况。 （3）实验①中铁只和氧气接触，不剩余，与③相比说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触； 实验②中铁只和水接触，没有和氧气接触，与③相比说明铁生锈的另一个必要条件是与氧气接触。 （4）根据反应前后元素种类不变，铜绿中含有铜、氢、碳、氧四种元素，则说明铜生锈需与含碳、氢、氧元素的物质反应，则铜绿是铜和空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气共同作用而形成的； 由于铜和三种物质共同作用，则需要四个实验，一个铜和三种物质共同接触，一个铜只和水、氧气接触，一个铜只和水、二氧化碳接触，一个铜只和氧气、二氧化碳接触。 （5）保护金属资源，除了防止金属锈蚀外，还要合理开采金属矿物、寻找金属替代品、回收废旧金属等。 2．新出炉的面包松软醇香，老师说面包制作过程中添加了膨松剂(已知某品牌膨松剂的成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种)，化学学习小组的同学对“食品中的膨松剂”进行了如下探究。 【查阅资料】①碳酸氢钠(NaHCO3)受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解；碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳；②碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物，不与氨气反应；③氨气易溶于水并能与水反应生成氨水。 【进行实验】为确定膨松剂的成分，按如图所示连接好装置(夹持仪器略去)。 【实验过程与结论】 （1）为防止气体泄漏，连接仪器后要　 　，再装入药品。 （2）点燃酒精灯，打开K1，关闭K2，一段时间后观察到A装置的试管中白色固体减少，B装置的试管中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中有　 　。 （3）打开K2，关闭K1，观察到D装置的烧杯中无色酚酞溶液　 　，说明分解产物中有氨气。 （4）继续充分加热，试管中仍有固体剩余，说明该膨松剂的成分是　 　。 （5）【反思交流】 C装置里碱石灰的作用是　 　。 （6）【拓展延伸】 碳酸氢钠及其分解产物碳酸钠在生活中有广泛的用途，请结合题中信息，设计一种鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法，写出实验操作、现象及结论：　 　。 【答案】（1）检查装置气密性 （2）二氧化碳/CO2 （3）变红 （4）碳酸氢钠、碳酸氢铵 （5）吸收二氧化碳和水 （6）分别加热两种物质，把气体通入澄清石灰水中，能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠，不能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸钠（合理即可） 【解析】（1） 为防止气体泄漏，连接仪器后要先检查装置气密性再装入药品； （2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中有二氧化碳； （3）氨气溶于水时溶液呈碱性， 打开K2，关闭K1，观察到D装置的烧杯中无色酚酞溶液变红，说明分解产物中有氨气； （4）碳酸氢钠分解会产生二氧化碳、碳酸钠和水，碳酸氢铵分解会产生氨气、水和二氧化碳，继续充分加热，试管中仍有固体剩余，说明该膨松剂的成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵； （5） C装置里碱石灰的作用是吸收二氧化碳和水； （6）碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，要鉴别碳酸钠和碳酸氢钠 ，可分别加热两种物质，把气体通入澄清石灰水中，能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠，不能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸钠 ； 【分析】根据碳酸氢钠分解会产生二氧化碳、碳酸钠和水，碳酸氢铵分解会产生氨气、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氨气能使酚酞变红分析。 3．制作面包常用到泡打粉，碳酸氢钠是泡打粉的主要成分之一、学习小组通过学习知道碳酸钠与碳酸氢钠性质相似，开展了“能否用碳酸钠替代碳酸氢钠作泡打粉”的探究。某品牌泡打粉标签如下图所示。 【实验1】取泡打粉样品少许于试管中，加入适量水，观察现象。 【实验2】取1g碳酸氢钠与1g碳酸钠分别置于各盛有10mL蒸馏水的两个烧杯中，边搅拌边用pH传感器进行测量，实验结果如图1。 【实验3】如图2，各取1g的碳酸氢钠与碳酸钠粉末分别放在两支Y形管(容量均为100mL)一端，另一端装足量的等量等浓度稀盐酸，倾斜铁架台，让盐酸缓缓流向粉末。实验过程中，Y形管塞子被冲出。 【实验4】另各取0.5g的碳酸氢钠与碳酸钠粉末，重新按实验3操作步骤进行，用压强传感器测量管内气压变化如图3。 （1）实验1中观察到的主要现象是　 　。 （2）实验2中两个烧杯内碳酸氢钠溶液的浓度　 　(填“大于”、“等于”或“小于”)碳酸钠溶液的浓度。 （3）实验3中盐酸流向粉末后发生反应的化学方程式为　 　(写一个)；Y形管塞子被冲出的原因是　 　。 （4）根据实验4中可知等质量的碳酸氢钠比碳酸钠发酵效果更好，其原因是　 　。 （5）项目式学习小组模仿制作面包时利用面粉、泡打粉、水等设计如下实验。 组别 面粉/g 泡打粉/g 水/g 感官评定 ① 50 0.5 25 待评 ② 50 1 25 待评 ③ 50 2 25 待评 该实验的目的是　 　。 （6）已知碱性较强的物质会使食物带有苦涩味、口感较差。根据实验结果分析，一般不用碳酸钠替代碳酸氢钠作泡打粉，简要说明理由。 答：　 　。 【答案】（1）有气泡产生 （2）小于 （3）或；反应产生的气体过多，装置内气压过大 （4）等质量的碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠与酸反应产生的二氧化碳气体更多，使面包更松软 （5）探究其他条件相同时，泡打粉用量对发酵效果的影响 （6）碳酸钠溶液碱性较强，以免加入碳酸钠过多导致食物带有苦涩味、口感较差 【详解】（1）泡打粉中有碳酸氢钠和固体酒石酸。酒石酸是一种酸，溶于水可以解离出氢离子，氢离子和碳酸氢钠解离出的碳酸氢根离子结合成水和二氧化碳，所以现象是有气泡产生。 （2）碳酸氢钠可溶于水，碳酸钠易溶于水。则20℃碳酸氢钠的溶解度小于10g，碳酸钠溶解度大于10g，所以取1g碳酸氢钠与1g碳酸钠分别置于各盛有10mL（10g）蒸馏水的两个烧杯中，碳酸氢钠部分溶解，碳酸钠全部溶解。所以碳酸氢钠溶液的浓度小于碳酸钠溶液浓度。 （3）碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为 。碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为 。反应有气体产生，装置内气压增大，反应产生的气体过多，装置内气压过大时会将塞子冲出。 （4）从图像可知，等量的碳酸钠和碳酸氢钠和盐酸反应，碳酸氢钠压强变化较大，则产生的气体较多，所以碳酸氢钠比碳酸钠发酵效果更好的原因是等质量的碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠与酸反应产生的二氧化碳气体更多，使面包更松软。 （5）从表格数据可知，面粉、水的质量相同，泡打粉的质量不同，则变量是泡打粉的质量，评价项目是感官评定。所以实验的目的是探究其他条件相同时，泡打粉用量对发酵效果的影响。 （6）根据图1可知，碳酸氢钠的饱和溶液的pH小于碳酸钠溶液的pH，所以碳酸氢钠溶液的碱性较弱，而碱性较强的物质会使食物带有苦涩味、口感较差。所以一般不用碳酸钠替代碳酸氢钠作泡打粉，是因为碳酸钠溶液碱性较强，以免加入碳酸钠过多导致食物带有苦涩味、口感较差。 4．某同学超市时发现食品添加利中有”碳酸氢铵”。感觉很惊讶“碳酸氢铵”是“臭粉”啊，怎么可以放进食品？于是开展了以下探究，请你帮助完成下列相关问题。 查阅资料： ①食用级碳酸氢铵比较纯净，可作膨松剂，一般用在油炸食品中，水蒸食品中不用； ②常温常压下，1体积水约能溶解600体积氨气，其水溶液呈弱碱性。 ③碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。 产生疑惑：臭粉为何可以作脚松剂？为何一般适用于油炸食品面不适用于水燕食品？ 实验设计：实验装置如图。图一是检验装置，图二是收集装置，取适量碳酸氢铵分别置于两试管中，按如图进行实验。 （1）现象与分析： ①图一：B中现象是　 　，C中发生反应的化学方程式是　 　。 ②图二：装置E的作用是　 　，用F装置收集完氨气时取下F，塞紧橡皮塞。用注射器向F中注入少量水，振荡，可看到的现象是　 　；拔出橡皮塞闻到氨味。 （2）解释与结论： ①有臭味的碳酸氢按添加到食品中，如果油炸，则含有的少量碳酸氢铵受热时完全分解、产生的气体使食品膨胀。且生成物可以迅速挥发而离开食品，没有残留物，其臭味会消失，碳酸氢铵受热发生反应的化学方程式是　 　。 ②添加碳酸氢铵的食品如果水蒸，则　 　。 通过上述探究该明白了：高纯度的碳酸铵传可以作为食品添加剂，但同一食品添加剂并不适合所有食品。使用食品添加剂需产格控制用量。 【答案】（1）酚酞试液变红；；吸收水和二氧化碳；塑料瓶变瘪 （2）；部分氨气溶于水，影响口感 【详解】（1）①加热碳酸氢铵生成氨气、二氧化碳和水，氨气溶于水形成氨水显碱性，能使酚酞试液变红，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为 ，故填：酚酞试液变红； ； ②碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物能吸收水和二氧化碳，氨气能溶于水，会使瓶内压强小于外界的压强，塑料瓶变瘪，故填：吸收水和二氧化碳；塑料瓶变瘪； （2）①加热碳酸氢铵生成氨气、二氧化碳和水，发生反应的化学方程式为 ，故填： ； ②氨气极易溶于水，若水蒸食品中添加了碳酸氢铵，受热分解后生成的氨气就会溶解在水中，使食品有臭味，所以添加碳酸氢铵的食品如果水蒸，碳酸氢铵分解生成氨气，部分氨气溶于水，影响口感，故填：部分氨气溶于水，影响口感。 5．我国高铁创造的中国速度令世界瞩目。高铁建设过程中因锈蚀报废了部分钢铁材料。某学习小组对钢铁锈蚀的因素进行探究。 【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？ 【查阅资料】氯化钙是常用的干燥剂 【设计实验】 （1）实验一：定性探究影响铁锈蚀的因素 取四枚大小相同洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验。 一段时间后，A、D、E中铁钉生锈，B、C中铁钉无明显锈蚀。 【得出结论】 对比试管AB和　 　中实验现象，说明铁锈蚀是铁与空气中的氧气和水作用的过程。 （2）试管D、E中铁钉比试管A中铁钉锈蚀程度严重，说明铁锈蚀与溶液中　 　有关。 （3）实验二：定量探究溶液的pH对铁锈蚀的影响用图2所示装置进行实验，向三颈烧瓶中放入3.5g相同的生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。 实验组 盐酸pH 压强p/kPa 氧气浓度开始降低时间/s P反应前 P反应后 实验① 2.0 90.8 91.8 第131 实验② 4.0 90.8 90.3 第24 实验③ 6.0 90.8 90.6 第175 已知：铁与盐酸接触即发生反应，分析表中数据回答：实验①反应后压强变大主要原因是　 　。(用化学方程式表示) （4）实验①②③中，铁粉与盐酸、铁粉与氧气的反应　 　(填“能”或“不能”)同时开始。 （5）【得出结论】 当pH=　 　时，铁粉的锈蚀程度最大。 （6）【延伸拓展】为了研究溶液中不同离子对铁钉锈蚀速率的影响，该小组利用相同浓度、相同体积的NaNO3溶液、NaCl溶液分别进行实验，用数字传感器测定装置内氧气浓度的变化，结果如图3所示。 溶液中Cl-加快铁钉锈蚀的能力　 　(填“强”或“弱”)于；两条曲线都呈现“先陡后缓”的趋势，即锈蚀速率先快后慢，请分析原因：　 　。 【答案】（1）C （2）离子 （3） （4）不能 （5）4.0 （6）强；刚开始时，氧气及铁的含量充足，反应物接触面积足够，则反应速率快，一段时间后，氧气含量下降，铁表面被铁锈覆盖，反应接触面积变小，反应速率变慢 【解析】（1）对比AB实验可得出铁生锈与氧气有关，对比AC实验可得出铁生锈与水有关； （2）试管D、E中铁钉比试管A中铁钉锈蚀程度严重，说明铁锈蚀与溶液中离子有关，稀盐酸和氯化钠溶液中都存在有离子； （3）实验①反应后压强变大是因为铁与稀盐酸反应产生氢气，使装置内的气压变大； （4）实验①②③中，铁粉与盐酸、铁粉与氧气的反应不能同时开始，因为分析表格中的数据可以知道氧气浓度降低的时间和压强改变的时间不同； （5）pH=4.0时，氧气浓度开始降低的时间最早，铁粉的锈蚀程度最大； （6）由图像分析比较，溶液中Cl-加快铁钉锈蚀的能力强与，锈蚀速率先快后慢，是因为刚开始时，氧气及铁的含量充足，反应物接触面积足够，则反应速率快，一段时间后，氧气含量下降，铁表面被铁锈覆盖，反应接触面积变小，反应速率变慢。 6．全世界每年因锈蚀造成浪费的金属高达产量的20%以上，但铁锈蚀原理却在日常生活中被广泛应用。某小组开展如下探究。 查阅文献： (ⅰ)氯化钙固体可作干燥剂。 (ⅱ)一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。 (ⅲ)常温常压，氢气密度是ρ g/mL。 （1）【活动一】定性探究铁锈蚀的因素 取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行实验，实验报告如下表所示。 实验序号 ① ② ③ ④ 试管序号 A B C D 实验装置 一周后现象 铁钉表面有一层铁锈 铁钉表面无明显变化 铁钉表面无明显变化 铁钉表面有较厚铁锈 对比实验①、②、③，说明铁锈蚀主要是与空气中的　 　发生化学反应。 （2）对比实验①、④，说明铁锈蚀还与　 　有关。 （3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是　 　，写出除铁锈的化学方程式　 　。 （4）【活动二】定量探究铁锈蚀的因素 小组设计了图甲装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。 据图乙，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是　 　。 （5）据图丙，对比AB段和BC段说明　 　，t3时刻压强突然变大的原因是　 　。 （6）与活动一对比，活动二铁锈蚀明显更快的原因是　 　。 【答案】（1）氧气、水 （2）氯化钠或NaCl （3）外层的铁锈会加速铁制品的腐蚀速度； （4）铁生锈放出的热量小于装置散失的热量 （5）氯化钠会加速铁的锈蚀；此时加入了稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成了氢气 （6）活动二中铁的锈蚀有碳粉、氯化钠协同加速铁的锈蚀过程 【解析】【解答】（1）B中缺少氧气铁钉不生锈，C中缺少水铁钉不生锈，A中铁与氧气和水同时接触铁钉生锈，说明铁锈蚀是与空气中的氧气和水发生了化学反应； （2）D中铁钉表面有较厚铁锈，与A相比，说明氯化钠加快了铁锈蚀的速度，即铁的锈蚀还与氯化钠有关； （3）因为铁锈质地疏松，如果不及时处理铁锈的话，铁锈会吸附更多的水分，从而使里面的铁继续发生氧化反应，加速铁制品的腐蚀速度；氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为； （4）t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，是因为环境中高温物体会自发的向低温物体散失热量，铁生锈放出的热量小于装置散失的热量，使得装置温度下降； （5）AB段和BC段压强减小的原因是铁生锈消耗氧气，BC段减小幅度大是因为加入氯化钠溶液后，铁锈蚀较快，说明了氯化钠会加速铁的锈蚀；t3时刻压强突然增大是因为铁锈蚀消耗氧气，装置内压强减小，注射器内稀盐酸被注入烧瓶，铁与稀盐酸反应产生较多氢气； （6）活动二铁锈蚀明显更快的原因是活动二中铁的锈蚀有碳粉、氯化钠协同加速铁的锈蚀过程，活动一中没有加入碳粉来促进铁的锈蚀。 7．在一次研学活动中，校科技小组的同学发现某沿海城市一小区围墙铁艺栏杆锈蚀严重，于是围绕“铁艺栏杆锈蚀”这一主题展开了项目式学习。 任务一：交流铁艺栏杆锈蚀的条件及防护 【查阅资料】铁艺栏杆为钢铁制品。钢铁被广泛应用于交通运输、机械设备、建筑等领域，据统计，每年全球的钢铁产量达数十亿吨，因锈蚀而损失的钢铁量占全年生产量的1/4。 【小组交流】 （1）钢铁锈蚀的条件是　 　，防止铁艺栏杆锈蚀的措施有　 　（写一点）。 任务二：探究铁艺栏杆锈蚀严重的原因 【信息检索】沿海地区空气湿度大，盐雾含量高，盐雾的主要成分为氯化钠。 【进行实验】小组同学用图1所示的装置进行实验，实验数据如图2所示。 【分析讨论】 （2）通过对比图2中曲线，可以得出的结论是　 　。 任务三：探究该城市空气中是否含有氯化钠 【实验准备】用图3所示的装置采样。一端连接抽气泵抽气，空气从另一端进入水中，一段时间后，取出装置中溶液备用。 【教师指导】 ①灼烧含钠的物质会产生黄色火焰。 ②为既不溶于水，也不溶于硝酸的白色沉淀。 【进行实验】 （3）为证明该城市空气中含有氯化钠，小组同学设计如下方案，并进行实验。 实验操作 实验现象 实验结论 Ⅰ．用洁净的铁丝蘸取该溶液，放到火焰上灼烧 火焰为黄色 含有　 　（填离子符号） Ⅱ．取少量该溶液于试管中，滴加几滴稀硝酸和　 　 产生白色沉淀 含有 【反思评价】 （4）该沿海城市空气中含有氯化钠，采集空气样品时，抽气泵应与图3装置的　 　端连接。 （5）步骤Ⅱ中发生复分解反应的化学方程式为　 　。 任务四：展望金属资源的保护 【走访调查】同学们通过走访，知道了金属材料在生产、生活中的重要作用，了解到金属矿物资源是有限的，不能再生。 【成果分享】 （6）通过探究学习，同学们进一步认识了钢铁锈蚀的条件、影响锈蚀速率的因素及保护金属资源的重要性，提出了防止金属腐蚀、　 　等保护金属资源有效途径的建议。 【答案】与氧气和水共同接触；刷漆（合理即可）；食盐能加速铁生锈；Na+；硝酸银；b；；回收废旧金属（合理即可） 【详解】（1）铁和氧气、水共同接触时会生锈； （2）由图可知，加入食盐后，消耗的氧气更多，且更快，说明食盐可加快铁的生锈； （3）Ⅰ、由于灼烧含钠的物质会产生黄色火焰，灼烧该溶液时，火焰呈黄色，说明该溶液中含有钠离子，符号为Na+； Ⅱ、由于氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，则可滴加硝酸银溶液（或AgNO3溶液）来证明氯离子； （4）②由于要将空气通入水中，则空气应从a口进入，则抽气泵应与图3装置的b端连接； ③步骤Ⅱ中，氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，反应的化学方程式为：AgNO3 + NaCl ＝ AgCl↓ + NaNO3； （5）保护金属资源，除了防止金属腐蚀外，还可采用金属回收利用或合理开采矿物或寻找金属的替代品（合理即可）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！13 学科网（北京）股份有限公司 $$