【期末满分】2024-2025学年九年级化学上册精品期末专项复习提升11 实验探究题（1至8单元 全国通用）【解析版】

【期末满分】2024-2025学年九年级化学上册精品期末专项复习提升11 实验探究题 （1至8单元 全国通用）【解析版】 可能用到的相对原子质量：H-1　C-12　N-14　O-16　F-19　Na-23　Mg-24 P-31 S-32 C1-35.5　K-39 Ca-40　M n-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127 【典例】 1．化学反应需要一定的条件，控制条件可以调控化学反应。“启航”小组以“调控化学反应”为主题展开探究，请回答下列问题。 【生火有道】 （1）观察生活：小组同学观察到天然气、木炭能燃烧，而水和石头不能燃烧，得出燃烧的条件之一是______。 实验探究：为继续探究燃烧的条件，小组同学设计并完成了图1所示实验。 已知：白磷着火点40℃，红磷着火点240℃。磷燃烧时产生污染空气的五氧化二磷白烟。 【现象与结论】 （2）① 铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，得出燃烧的条件之一是______。 ② 小红根据______现象，得出燃烧的条件之一是可燃物与氧气接触。 【评价与反思】 （3）① 实验中小组同学认为图1装置存在不足，于是设计了图2所示装置。图2装置的优点为______。 ② 小明对小红的结论提出质疑，设计了图3所示装置，对燃烧过程中的氧气含量进行测定，得到图4所示图像。结合图像分析，“可燃物与氧气接触”应准确地表述为______。 【调控有术】 化学反应速率与多种因素有关，为探究影响过氧化氢分解速率的因素，小组同学分别取足量且等质量的过氧化氢溶液完成了下列实验。 实验序号 过氧化氢溶液的浓度 二氧化锰粉末的质量/g 温度/℃ 10秒共收集到氧气的体积/mL ① 3% 0 10 几乎无 ② 5% 0 20 几乎无 ③ 5% 0.5 20 14 ④ 10% 0.5 20 80 （4）探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，应选择的实验序号是______；对比实验③和实验④，可得出的结论是______；上述实验无法探究出______因素对过氧化氢分解速率的影响（写一条即可）。 【应用有方】 （5）通过探究，小组同学认识到，生活中也可以通过控制条件促进或抑制化学反应。 ① 用天然气做饭，发现炉火火焰呈黄色，锅底出现黑色物质，这时需要______（填“调大”或“调小”）灶具的进风口。 ② 炒菜时如果油锅着火，可采取的灭火措施是______（写一条即可）。 【精炼】 1. 有学者提出“铁丝燃烧绕成螺旋状，是为了防止燃烧点因迅速上升到集气瓶内氧气低浓度区而熄灭”。据此，化学学习小组的同学决定对铁丝在氧气中燃烧进行更深入的探究。 活动一：氧气的制取和浓度测定 如图1，在集气瓶中加入30mL质量分数为10%的过氧化氢溶液，取1g粉末状的二氧化锰加入集气瓶中。将带有氧气浓度传感器的塑料瓶套盖在集气瓶上方，分别测量反应前后集气瓶内氧气浓度数值。 （1）取用二氧化锰的仪器是 ，集气瓶内发生反应的化学方程式为 。 （2）实验结束后，若要将二氧化锰从混合物中分离，可采取的方法是 。 活动二：探究铁丝燃烧时长的影响因素 如图2所示，从同一长铁丝上分别截取3根长度相同的铁丝，将1根拉直、另2根绕成直径大小不同的螺旋状，下端系上燃着的小木条进行燃烧实验。每种形状的铁丝平行测量3次，所测得的实验数据如图3所示。 （3）实验时，3根铁丝均要完全伸入集气瓶中，原因是 。 （4）每种形状的铁丝平行测量3次，目的是 。 （5）实验中发现不管铁丝形状如何，其燃烧时长均在曲线附近，说明 。 （6）通过对实验数据的分析，可以得出铁丝剧烈燃烧时长主要与 有关。 2. 实验室现有一包含少量铜和水的氧化铜粉末。某化学小组同学利用锌粒和稀硫酸制备氢气，再用干燥的氢气测定该氧化铜粉末中各组分的含量(已知：装置气密性良好；浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氢气)。 Ⅰ.制备氢气 （1）下列能用于制备氢气的发生装置是 (填标号)。 （2）发生装置中产生氢气的化学方程式为_ 。 Ⅱ.测定氧化铜粉末中各组分的含量 （3）利用选定的发生装置和下图所示装置完成实验，则下图所示装置的连接顺序应该是 (装置不重复使用，填标号)。 （4）取用质量为m1g的样品进行实验，实验结束后测得：消耗锌粒的质量为m2g，装置丙玻璃管中固体质量为m3g，装置戊中浓硫酸的质量增加了m4g。样品中氧化铜的质量分数为 (填表达式)。 （5）关于该实验说法正确的是 (填标号)。 A. 实验时应先点燃装置丙处的酒精灯，再通入氢气 B. 装置戊中生石灰的作用是防止空气中的水蒸气被浓硫酸吸收 C. 样品中单质铜的质量为(m3-m2)g D. 若无装置丁，则测得样品中水的质量分数偏小 3. 碳及碳的化合物与生产生活密切相关，化学兴趣小组对含“碳”的合成气做出探究。 【查阅资料】 （1）工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应，得到CO和H2，该反应的化学方程式为 ，得到的CO和H2的混合气被称为合成气，合成气在工业上有广泛用途。 【提出猜想】 小组同学在实验室按上述原理制备得到合成气，并设计实验探究了所得合成气与氧化铜反应的产物。甲同学对反应产物作出如下猜想： （2）猜想①：只有CO2；猜想②： ；猜想③：既有CO2还有H2O 【实验探究】 为验证猜想，设计实验装置如下图所示（已知浓硫酸可以吸收水蒸气，CO2可与氢氧化钠发生反应，CO和 CH4均不与氢氧化钠反应）： 小组同学按上图装置进行实验，并记录了实验现象和数据： （3）装置B中现象为 。 （4）装置D的作用是 。 （5）测得 C、D 装置的质量变化如下表所示，可得出结论：猜想 （填序号）成立。 装置 C 的质量 装置 D 的质量 反应前 292.4 g 198.2g 反应后 296.0 g 201.5 g 【反思交流】 （6）乙同学认为，从环保角度考虑，该装置的设计不足之处是_______。 （7）丙同学通过对上表中的质量变化进一步分析，计算得出 C、D 装置吸收气体中碳氢元素质量比不等于查阅资料中所写方程式生成物内的碳氢元素质量比，故推测可能是未完全反应的_______与CuO反应导致。 4. 同学们在学习金属的化学性质时，在实验室利用下图装置来探究铁、锌、铝的金属活动性强弱情况。 （1）实验原理：B中反应的化学方程式为 。 （2）实验现象：A中反应的实验现象为 。 （3）实验结论： 。 （4）实验前，对铁片、锌片、铝片进行的操作是 。 （5）问题与交流：为了保证实验的可靠性，对加入的稀盐酸的要求是 。 5. 氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物，制备特殊的陶瓷材料等。某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁（Mg3N2），并用实验方法测定氮化镁的纯度。 Ⅰ：制备氮化镁 【查阅资料】 ①(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O，该反应为放热反应； ②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气；稀硫酸能吸收氨气； ③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应。 【实验】制备氮化镁的装置示意图如图甲（A-G）： （1）D装置的作用是_____。 （2）E装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）实验时先进行 （选填“A”或“E”）处加热，理由是 。 Ⅱ：测定氮化镁的含量 （4）氮化镁是浅黄色粉末，极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3，反应的化学方程式为 。 【定性分析】 （5）步骤一：取少量氮化镁样品于试管中，加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成。 步骤二：弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡．该步骤中产生气泡的化学方程式为 。 【定量测定】按图乙（H﹣I）实验装置进行实验： （6）取氮化镁样品16g进行实验，I装置增重3.4g，则该样品中氮化镁的质量分数 。 （7）球形干燥管的作用是 。 6. 初中化学常见的具有还原性的物质有C、CO、H2等，图一是CO还原氧化铜的实验装置。 Ⅰ：CO还原氧化铜 （1）仪器A的名称为 。 （2）CO还原氧化铜的化学方程式为 。 Ⅱ：某气体R也具有还原性，兴趣小组同学为了测定气体R的元素组成，将图一装置进行改进，如图二。 【实验步骤】 ①用注射器甲吸入10mL空气，如图连接装置后，将气体全部推入装置，发现注射器丁的活塞由0移动至10mL处； ②在玻璃管乙中装入足量的CuO并连接乙和丙，用氮气排尽装置内的空气； ③在注射器甲中装入mg气体R，注射器丁的活塞位于0刻度处，再按如图组装装置； ④点燃酒精灯，推动甲的活塞使气体R慢慢通过装有氧化铜的玻璃管乙，至R完全反应； ⑤待装置冷却至室温后，将注射器甲的活塞推至0刻度处，此时注射器丁的活塞位于VmL刻度处。经检测装置中的气体仅有氮气，乙管中固体质量减少了m1g，丙管中收集到m2g水（该状态下氮气密度为ρg/mL，忽略丙管中水的体积对实验的影响）。 请回答下列问题： （3）步骤①目的是 。 （4）实验中可观察到乙管中的现象为 。 （5）根据实验数据计算，发现气体R中不存在氧元素，能证明该结论的表达式为 。 （6）关于该实验，下列说法正确的是 （填标号）。 a．若氧化铜没有反应完，则会影响气体R中元素的测定 b．实验过程中可以通过来回缓慢推拉注射器甲、丁的活塞，促使气体R完全反应 c．根据实验数据分析，气体R中一定含有氮、氢两种元素，且R中氮、氢原子的个数比为9pV：14m2 d．不称量乙管中固体减少的质量，也能得出气体R的元素组成 7. 小明同学学习了木炭还原氧化铜的实验后，对生成气体的成分产生了质疑。他认为生成的气体中除含CO2外，可能还含CO。 【查阅资料】 ①浓硫酸具有吸水性，可除去气体中混有水蒸气； ②NaOH溶液可以吸收CO2，其反应方程式为CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O。 为了探究木炭还原氧化铜实验中是否产生了一氧化碳，小明称取m1g的木炭和氧化铜混合物放入装置A中，并设计了如图所示的装置进行实验探究。 （1）仪器a的名称为 。 （2）从环保角度，实验时应先加热 （填“A”或“E”）装置的硬质玻璃管。 （3）装置A中一定会发生的反应方程式为_ 。 （4）若观察到的实验现象：______，则证明木炭还原氧化铜的气体产物中含CO。 （5）小明同学通过反思：仅用虚线框中的实验装置也能判断装置A中生成的气体是否含CO，测定的实验数据如下： 装置 A B C D 反应前质量/g m1 m2 m3 m4 反应后质量/g m1′ m2′ m3′ m4′ 若实验步骤及操作无误，能证明装置A生成的气体中含CO的证据是 （用合适的“代数式”表示）。 8. 化学兴趣小组的同学在进行课外实验取用生石灰时，发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂（如图），他们对此现象充满好奇，决定一起探究这瓶生石灰是否变质并测定其成分，兴趣小组进行了如下探究。 探究一：生石灰是否变质 （1）取部分样品于试管中，加入适量的水，用手触摸试管外壁，无法感觉到明显的 （填“吸热”或“放热”）现象。 兴趣小组得出结论：生石灰已经变质。 探究二：变质生石灰的成分 【查阅资料】Ca（OH）2加热到580℃时会发生分解反应，生成两种氧化物；碱石灰是氢氧化钠与氧化钙固体混合物，能吸收水和二氧化碳。 【进行实验】 Ⅰ.连接装置，检查装置气密性； Ⅱ.称取10.0g样品于装置B中，先通入空气一段时间，称量C、D、E装置的质量； Ⅲ.然后边通入空气，边用酒精喷灯加热（能达到1000℃高温）至完全反应； Ⅳ.继续通空气一段时间，再称量C、D、E装置的质量，测得C增重0.9g，D增重2.2g，E没有增重。 （2）步骤Ⅳ中“继续通空气一段时间”的作用是 。 【实验结论】 （3）请计算和分析，该生石灰样品中各成分及其质量分别是 。 【反思评价】 （4）若缺少A装置或缺少E装置，致生石灰样品中某一成分质量偏小，该成分是 （填化学式）。 （5）该生石灰样品在变质过程中涉及的化学方程式是 （任写一个即可）。 9. 碱式碳酸铜(简单表示为aCuO·bCO2·cH2O)可用于制备各种铜的化合物等，其受热易分解：。某学习小组进行如下实验。 I.验证碱式碳酸铜分解产生的气体中含有二氧化碳。 （1）试剂X的名称是 。 （2）实验完毕后，停止实验的操作是 。 Ⅱ.确定该碱式碳酸铜的组成并回收铜 取22.2g碱式碳酸铜样品装入硬质玻璃管，用如下装置实验： 已知：浓硫酸具有吸水性；NaOH溶液可吸收CO2；碱石灰可吸收水和二氧化碳；试剂均足量。 （3）为进一步优化图2装置，宜在装置中添加M于 之间(填写装置下面对应的字母)。 （4）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞 (请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。 a.加热反应一段时间 b.收集气体并检验其纯度 c.关闭分液漏斗活塞 d.停止加热，充分冷却 （5）实验后，B装置回收金属铜12.8g，D装置增重4.4g，则a：b：c= _(写出最简整数比)。若测得c的值偏大，可能的原因是 (填标号)。 a.固体铜中残留有CuO b.C中加入浓硫酸的量不足 c.D中加入NaOH溶液的量不足 d.NaOH溶液中部分水变为水蒸气进入E装置 10. 某学习小组仿照拉姆塞发现稀有气体的实验原理，用下图所示装置测定空气中氧气的质量分数，并制备少量氮化镁。（碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，装置气密性良好，夹持装置已略去，忽略气体密度变化） 已知：①点燃或加热时，镁与氮气反应生成氮化镁固体（其中氮元素为-3价）。 ②装置丁内收集到气体的密度为ρg/mL。 部分实验步骤： I、装入药品，连接装置，点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气。 Ⅱ、点燃丙处酒精灯，继续通入一段时间空气。 Ⅲ、停止通入空气，熄灭酒精灯，冷却至室温。 实验测得数据：装置甲、丙硬质玻璃管内固体质量分别增加m1g、m2g：装置乙质量增加m3g：最终装置戊量筒里水的体积为VmL。 回答问题： （1）空气中能供给呼吸的气体是 （填化学式）。 （2）装置甲硬质玻璃管内观察到的实验现象是 。 （3）装置丙硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为 。 （4）步骤I中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是 。 （5）空气中氧气的质量分数为_ （用m1、m2、m3、ρ、V的代数式表示）。 11. 活性碳酸钙（CaCO3）和碳粉（C）常用作橡胶填充料，用来改良橡胶性能。现有一份由活性碳酸钙和碳粉组成的橡胶填充料样品，为测定其中活性碳酸钙的含量，用如图装置进行实验。（已知：氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳） 步骤如下： ①连接装置并检查装置的气密性； ②取6.0g样品，置于甲中硬质玻璃管内，乙中加入足量的氢氧化钠溶液； ③通入一段时间氧气后，点燃酒精喷灯； ④持续通入氧气，充分反应后，乙装置的质量增加了3.3g ⑤实验结束后… 请回答下列问题： （1）步骤③中先通入一段时间氧气的目的是 。 （2）写出活性碳酸钙反应的化学方程式 。 （3）计算样品中活性碳酸钙的质量分数为 （结果精确到0.1%）。 （4）实验结束后应 （填序号）。 A. 先熄灭酒精喷灯，再停止通氧气 B. 先停止通氧气，再熄灭酒精喷灯 （5）某实验小组同学提出，也可将样品与足量的稀盐酸反应，测定样品中活性碳酸钙的质量分数，试推测该反应的现象为 。 12. 定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用氢气还原氧化铜所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了认真的探究。请你一起踏上探究之路，回答下列问题。 【查阅资料】 ①无水硫酸铜遇水变蓝；②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2；③铜与稀硫酸不反应；Cu2O与稀硫酸反应的方程式为：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O （1）氧化亚铜中铜元素的化合价为 。 【定性实验】 方案1取该红色固体加入适量稀硫酸，观察到预定现象，结论为红色固体中含有Cu2O。 （2）方案1中的现象为 。方案2装置如图所示，若干燥管中无水硫酸铜变蓝，则红色固体 （填“含有”或“不含有”）Cu2O。 （3）为确保探究的科学、合理、安全。实验中还应采取的措施有 （填序号）。 ①加热前先排尽装置中的空气 ②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置 ③在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓硫酸的洗气瓶 【定量实验】 方案3称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为ag，取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg。 （4）该实验方案最少得进行 次称量（填序号）。 A. 3 B. 4 C. 5 （5）若确认红色固体中含有Cu2O，则符合a、b、c关系的数学表达式为 。 13. 某化学兴趣小组的同学对碳酸钙高温加热一段时间剩余固体的成分进行探究。(碳酸钙高温反应能生成氧化钙和二氧化碳) 【提出问题】剩余固体成分是什么？ 【猜想与假设】 （1）A．没有反应：全部是碳酸钙；B．完全反应：全部是氧化钙；C．部分反应： 。 【设计实验，并完成实验】 （2）完成下列表格 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量固体于试管中，加适量水振荡后静置，再滴几滴无色酚酞试液 溶液变红 说明固体成分中一定含有 ②再取少量固体于另一试管中滴加过量稀盐酸 有气泡生成 说明固体成分中一定含有 【实验结论】 （3）通过实验，该小组同学得出的结论：剩余固体成分应为【猜想与假设】中的 (填“A”或“B”或“C”)。 【交流与反思】 （4）实验操作②中产生气泡的化学方程式 。 14. 为探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组进行了探究。 【提出问题】影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素有哪些? 【猜想与假设】甲同学： 丙同学：溶液温度； 乙同学：酸的浓度。 【设计实验】小组同学将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验。 【实验验证】写出大理石与稀盐酸反应化学方程式： ； 比较下表是同学进行的探究记录，请完善表格。 实验目的 对照组 实验现象 实验结论 探究温度对于反 应速率的影响 ①和 。 温度越高化学反应应 速率越快 ③和④ 实验③产生气泡速率比实验④快 15. 二氧化碳的制取与性质是初中化学的重要实验，请回答下列问题。 Ⅰ.二氧化碳的制取 （1）仪器B的名称是 。 （2）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 。 （3）从上图中选择仪器组装一套发生装置，要求制取较大量的二氧化碳，且可便于多次添加稀盐酸，不需要用到的仪器有哪些？ (填序号)。 Ⅱ.二氧化碳的性质 为了验证能与水反应，某兴趣小组的同学进行了如下探究活动。 小明同学进行实验一(如图)： 【步骤1】把干燥紫色石蕊纸花放入装满的软塑料瓶，立即旋紧瓶盖。一段时间后，纸花颜色无明显变化； 【步骤2】打开瓶塞向该软塑料瓶注入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。 （4）观察到现象：①干燥的紫色石蕊纸花变红；② 。 （5）小明同学根据“干燥的紫色石蕊纸花变红”这一现象得出“能与水反应”结论。你认为小明同学验证能与水反应的方法是通过实验证明 (填序号)。 A. 反应物被消耗 B. 有新物质生成 （6）小红同学认为小明同学所得结论不严密。其理由是：可能是二氧化碳和水反应的生成物使紫色石蕊纸花变红；也可能是 使紫色石蕊纸花变红。 该兴趣小组的同学继续用干燥石蕊纸花完成了实验二，验证能与水反应。 （7）小丽同学认为不必要做“甲”实验，理由是 。 （8）该小组同学根据“乙”实验产生的现象得出了结论：能与水反应。“乙”实验产生的现象是 。写出二氧化碳与水反应的化学反应方程式 。 Ⅲ.二氧化碳的应用 中国力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，意味着中国将完成全球最高的碳排放降幅。科学家正在研究如下图所示的循环体系。 （9）上述循环体系中可循环利用的物质是 。 （10）从上述图中分析得出以下结论，不正确的是 。 A. 二氧化碳是一种重要的资源 B. 可通过多种途径实现水的分解 C. 分离、浓缩得到二氧化碳是化学变化 16. 某实验小组围绕“木炭还原氧化铜”反应的气体产物成分开展实验。 【提出问题】碳还原氧化铜生成的气体是什么？ 【作出猜想】 猜想①：只有CO；猜想②：只有； （1）猜想③： 。 【实验1】装置如图 （2）连接装置时，需根据导管的高度调节 (填“甲”或“乙”，下同)处的高度，再确定 处的高度。 （3）实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊，相关的化学方程式是 。 （4）实验结束时，应该先撤出导管，再熄灭酒精灯。要等盛装固体的试管冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是 。 实验结论1：猜想①不成立。 【实验2】为进一步确定碳还原氧化铜生成的气体，实验小组设计实验如图。 （5）实验前，需要通入一段时间的氦气(He)，其实验目的是________。 将氧化铜、碳粉按一定比例加入试管中进行实验2，测得数据如图。 实验结论2：猜想③成立。 （6）结合图像分析，碳还原氧化铜反应生成最多的气体是 。 （7）请结合图像分析图中a→b段的变化原因 (用化学方程式表示)。 （8）科学家制造出一种超轻材料——“碳海绵”，主要成分是石墨烯和碳纳米管(均属于碳的单质)，请思考能否用“碳海绵”还原氧化铜，请分析原因： 。 17. 为研究影响H2O2分解的因素，用如图装置进行实验。 实验情况下表： 已知：①室温为20℃，水浴时间均为5分钟 ② 实验组号 实验序号 具支试管内的试剂 水浴温度 试管内现象 Ⅰ 1 10mL蒸馏水，1mL2%H2SO4溶液 20℃ 无气泡 2 40℃ 极少量气泡 Ⅱ 3 10mL30% H2O2溶液 20℃ 无气泡 4 40℃ 极少量气泡(比实验2略多) Ⅲ 5 10mL30%H2O2溶液，1mL2% H2SO4溶液 20℃ 无气泡 6 少量气泡 Ⅳ 7 10mL30%溶液，1mL2%溶液 20℃ 少量气泡 8 40℃ 大量气泡 （1）实验组Ⅰ的目的是 。 （2）实验6中设置水浴温度为 。 （3）①对比实验 和 (填序号，从1～8中选择)，可知硫酸铜可以加快H2O2分解。 ②从以上实验可知，除了加入硫酸铜等催化剂，还可以通过 方法加快H2O2分解。 （4）写出实验8中H2O2分解反应的化学方程式 。 迁移拓展： 实验Ⅴ：将光亮的粗铜丝灼烧后，迅速伸入盛有10mL30%H2O2溶液和1mL2% H2SO4溶液的试管中(如图)。溶液中立即产生大量气泡，该气体能使带火星的木条复燃。 （5）仅通过实验Ⅴ，得出“Cu也能加快分解”的证据是否充足？请做出判断，并说明理由： 。 18. “大单元整合”是一种新的化学学习方法。与铁有关的部分实验如下： 实验一：铁丝的燃烧 实验二：铁钉与CuSO4溶液反应前后质量的测定 实验三：水的组成的探究 （1）实验一：铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧，说明燃烧的剧烈程度与_ 有关。铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为 。 （2）实验二：该实验___(填“能”或“不能”)用于验证质量守恒定律，实验现象为铁钉表面覆盖一层红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色。 实验三：法国科学家拉瓦锡曾让水蒸气通过一根烧红的铁质枪管，探究水的组成。 【查阅资料】①.有2种黑色含铁元素的氧化物(FeO、Fe3O4)，其中FeO不能被磁铁吸引，只有Fe和Fe3O4可以被磁铁吸引。②铁能与硫酸铜反应产生红色固体，而Fe3O4不与硫酸铜溶液反应。 （3）按如图装好药品、连好装置。其中装置A对装置B中反应的作用是 。 （4）黑色铁粉加热一段时间后，B中仍为黑色，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣声，同学们猜想生成的气体可能是 。 （5）【实验探究】 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤1：倒出B中黑色固体于白纸上。用磁铁反复吸引 黑色固体全部被吸。 黑色固体中一定没有① 步骤2：取上这少量黑色固体于试管中，加入足量硫酸铜溶液，充分反应。 有红色固体出现，且有黑色固体剩余 黑色固体中一定有Fe和② ③由上述实验探究结论得出：在高温条件下，铁与水蒸气反应的化学方程式 。 19. 【科学探究】某学习小组对铁锈蚀进行探究。 【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？ 电路板 【查阅资料】（1）氯化钙固体可作干燥剂。（2）一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。 【设计与实验】 实验一：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，进行如图实验，现象如表1 表1 试管 A B C D 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 （1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与______发生化学反应。 （2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与______有关。 （3）写出用盐酸除铁锈的化学方程式______。 实验二：影响铁锈蚀速度的因素。 （4）该小组用图甲装置进行探究铁的锈蚀的实验（量筒内的铁丝绒的量充足），起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约______（填“40”或“10”）mL刻度处。 （5）小强同学进行如下拓展探究实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。小强同学的实验是探究______对铁钉锈蚀快慢的影响。 温度/℃ 10 20 30 40 50 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 018 20. 某兴趣小组同学用镁条和稀盐酸反应来研究质量守恒定律的相关问题，其反应的化学方程式为 。 【实验前准备】称3份质量为1.2g的镁条，量取3份50 mL稀盐酸溶液，反应装置如图所示。 【设计并实验】 （1）甲同学称量稀盐酸溶液和烧杯试管总质量为m1；加入一份镁条，待反应结束后(镁条没反应完)称量其总质量为m2。此时发现(m1+1.2) m2(填“＞”“=”或“＜”)；其原因是： 。 （2）乙同学吸取甲同学的教训，对实验进行了完善，他的做法是： ，再做实验得到成功。 （3）丙同学重新设计实验，以计算参加反应的镁条质量:使用甲同学的实验装置，反应前称量装置总质量为m3，将1.2 g镁条分成5等份(每份0.24 g)，先后分5次加入装置中，每次待充分反应后称量装置的总质量，将每次减少的质量m数据记录于下表： 次数 1 2 3 4 5 m/g a 0.02 0.02 0.02 0 a理论上应该是 g，但实测数据偏大，其可能的原因是 ，通过分析数据可知生成氢气的量；由此计算出参加反应的镁条质量是 g。 21. 某气体由H2、CO中的一种或两种组成，某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究。 【提出问题】该气体由什么物质组成？ 【提出假设】猜想Ⅰ：只有氢气；猜想Ⅱ：只有一氧化碳；猜想Ⅲ： ； 【提供信息】由H2、CO中的一种或两种组成的气体能在氧气中安静地燃烧。 【设计实验】将该气体在氧气中完全燃烧的产物依次通过装置A、B，根据装置A、B中物 质质量的变化情况来推测该气体的组成。 【现象与结论】 现象 结论 ①. 装置A质量增加， 装置B质量无变化 猜想 成立 ②. 装置A质量 ，装置B质量增加 猜想Ⅱ成立 ③. 装置A质量增加，装置B质量 猜想Ⅲ成立 【分析讨论】 （1）装置A质量增加，说明气体燃烧的产物中有 生成，推知该气体成分中一定含有 元素；装置B质量增加，说明该气体燃烧的产物中有 生成，推知该气体成分中一定含有 元素。 （2）装置A中浓硫酸的作用 。 【反思】若某纯净物完全燃烧，将其产物依次通过该套实验装置A、装置B，发现装置A、B的质量都增加了，则该纯净物可能是 （任写一种物质的化学式或名称）。 22. 学完金属的性质后，某校兴趣小组同学对金属的部分性质进行了研究。 【活动一】探究金属与氧气的反应 （1）若利用图一进行铁丝燃烧实验时没有观察到火星四射的现象可能原因 (写一条即可)。 （2）图二是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式，更能提高实验成功率的方式是 (填序号，图二从左到右分别是①②③)。 【活动二】探究金属与酸的反应 （3）为探究铁与盐酸反应剧烈程度的影响因素，兴趣小组做了以下实验，如图三所示，实验过程中可观察到铁粉产生气泡速率更快。由此得出的结论是_____，发生反应的化学方程式______。 （4）取表面积大小相同的3种金属片，分别加入足量相同的三份稀盐酸中，并用温度传感器测定反应过程中的温度变化，所得温度变化曲线如图所示。由图 A 可知：_______(填“能”或“不能”)根据金属与酸的反应放热来判断不同金属的活动性强弱。 【活动三】探究金属与金属化合物溶液反应 （5）兴趣小组同学想检测生产硫酸铜工厂排放的污水中是否含有硫酸铜，请你参与设计方案 操作 现象及原理(用方程式表示) 结论 将打磨过的铁钉放入装有少量废水的试管中， 观察现象。 现象: 。 原理: 。 污水中含有硫酸铜 23. 同学们在实验课上进行了氧气的制取与性质的验证实验，请你与他们一起完成如下实验报告。 氧气的实验室制取与性质 【实验目的】学习实验室制取和收集氧气的方法，认识氧气的性质。 【制取原理】 （1）______________（用化学方程式表示）。 【实验步骤】 （2）制取氧气 ①按照图示连接仪器，并检查装置的气密性。 ②向试管中装人药品，固定装置。 ③加热试管，收集氧气。 ④气体收集完毕后，_ 。 （3）验证氧气的性质 在螺旋状的细铁丝末端系上火柴梗，用坩埚钳夹住铁丝并点燃末端的火柴梗，伸入集满氧气的集气瓶中。观察到铁丝在氧气中燃烧的现象是 。 【问题与交流】 （4）用图示装置收集氧气，利用了氧气 的物理性质。 （5）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，应该注意的事项有 （写一点）。 24. 蒸汽眼罩对缓解眼疲劳、帮助睡眠等具有很重要的作用。蒸汽眼罩由无纺布透气膜和发热体构成。使用眼罩时，去掉外袋，空气中的氧气通过透气膜进入内部，与发热体发生化学反应，释放出热量。某兴趣小组的同学们针对蒸汽眼罩进行了如下项目化学习之旅。 任务一：了解蒸汽眼罩的发热原理 （1）小组同学通过查阅资料得知，蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈。铁粉生锈是铁与空气中的 共同作用的结果。 （2）蒸汽眼罩内的粉末在使用后变为红棕色，其主要成分是 （填化学式）。 任务二：探究蒸汽眼罩内黑色固体的成分， 【查阅资料】蒸汽眼罩的发热体内含有一些黑色固体和氯化钠、蛭石（具有保温作用，可以减缓热量散失）、高吸水树脂（具有良好的保水性能，为眼罩提供水蒸气）等。 【作出猜想】发热体中的黑色固体除铁粉外，可能还含有活性炭粉。 【进行实验】 （3）小组同学想验证此猜想，设计并进行了如下实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量黑色粉末，用磁铁靠近粉末 。 发热体中的黑色固体含有铁粉和活性炭粉 ②另取少量黑色粉末加入小烧杯中，向其中加入过量的稀盐酸 。 【反思与交流】 （4）步骤②涉及的反应的化学方程式为 。 （5）眼罩放热的时间和温度是通过透气膜的透氧速率进行控制的，如果透气膜透氧速率太快，可能产生的后果是 。 任务三：自制蒸汽眼罩 【自制过程】取与市售眼罩中等量的铁粉和活性炭粉于无纺布袋中，滴加几滴蒸馏水和浓食盐水，混合均匀制得蒸汽眼罩。 【结果分析】 （6）测得自制蒸汽眼罩比市售蒸气眼罩的放热时间短，造成这种差异的原因是 。。 【表达交流】 （7）为了使蒸汽眼罩的使用效果更加明显，蒸汽眼罩应该保存在 。的环境中。 25. 2023年9月，《2023全球碳中和年度进展报告》在北京正式发布，为推动各国深化碳中和转型、弥合 全球碳中和进展提供了重要信息。化学实验小组的同学基于该思路，在老师的带领下围绕“碳中和”的一系列内容展开了项目式学习活动。 任务一：分析“碳中和”的思路 【分析讨论】 （1）同学们讨论后认为，二氧化碳占空气总体积的_____%，它主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是_______。 任务二：探究“海洋固碳”原理 【查阅资料】海洋是地球上最重要的“碳汇”聚集地。据测算，地球上每年使用化石燃料所产生的二氧化碳约35%为海洋中的海水、浮游植物、藻类生物等所吸收。 【分析讨论】 （2）同学们结合生物学知识，认为藻类生物与浮游植物一样，都是通过 作用吸收二氧化碳，这一方法属于“生物固碳”。 【做出猜想】海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。 【进行实验】 （3）同学们设计了以下实验方案对猜想进行验证。 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 ①用软塑料瓶收集一瓶二氧化碳，用橡胶塞塞紧瓶口。 / 海水吸收100mL水二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。 ②用注射器盛装100mL水，将针头扎过橡胶塞。并将水全部推入瓶中，振荡。 软塑料瓶先变硬，振荡后恢复原状 ③取软塑料瓶中的液体少许于试管中，加入适量的 ，荡。 液体变浑浊 【反思评价】 （4）同学们认为步骤③中发生的反应是 （写化学方程式）。 （5）小刚认为“海水固碳”的主要原理应该是二氧化碳与水发生反应，但同学们认为他的观点不正确，理由是 。 【总结提升】 （6）同学们再次查阅资料获得了北太平洋不同深度的海水中二氧化碳分压pCO2（二氧化碳含量的一种表示方法）图像，请你分析在0~1000m水深范围内，二氧化碳分压随海水深度增加而增大的原因是 。 任务三：了解“人工固碳”技术 【查阅资料】“人工固碳”就是用各种手段捕捉空气中的二氧化碳，将其储存或者利用。其方法之一是将捕捉的二氧化碳压缩后，压回到枯竭的油田、天然气田、深海进行封存。 【分析交流】 （7）同学们交流后认为，上述这种“人工固碳”法发生的变化属于 。 【成果分享】 （8）通过项目式学习，同学们了解了“碳中和”的思路、原理和方法，在此基础上以“低碳生活从我做起”为主题设计了宣传海报在社区内进行宣传活动，请你与同学们一同完成海报内容_ 。 26. 为了测定空气中氧气含量，某兴趣小组设计以下实验进行探究： Ⅰ．燃烧红磷法测定空气中氧气的含量。 甲组同学按照教材内容设计了如图实验装置。 【实验原理】利用红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，集气瓶内压强减小，烧杯内水倒流。写出红磷在空气中燃烧的文字表达式 。 【实验步骤】 （1）用弹簧夹夹紧橡皮管； （2）点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞； （3） _______（补全实验步骤）； （4）观察水倒流至集气瓶并记录水面的变化情况。 【实验结论】多次实验发现，在实验操作完全规范下，集气瓶内上升的水面仍然始终小于理论值。 【拓展研究】查阅资料得知，当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧，由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是 。 Ⅱ．探究脱氧剂测定空气中氧气含量。使用下图装置进行实验，实验原理是利用脱氧剂中铁在常温下能够消耗装置内氧气，但实验前应先进行的操作是 ，具体操作是关闭弹簧夹，将注射器活塞向外拉一定距离，_ （完善操作、现象与结论）。 【实验过程】 步骤1：在注射器中放入足量脱氧剂粉末，打开弹簧夹； 步骤2：注射器向右拉至一定距离，关闭弹簧夹； 步骤3：一段时间后活塞位置不再发生变化，记录数据。 【数据处理】 （1）实验中需要记录的数据有 （填字母）。 A．反应前注射器中原有空气的体积 B． 反应后注射器中剩余气体的体积 （2）上述实验测定过程至少需要重复两次，其目的是 ，最终计算得出氧气约占空气的体积分数。 【实验评价】与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是 。 27. 同学们为探究燃烧的条件，设计并完成了如下实验。（白磷的着火点为40℃） 实验步骤：检查装置的气密性，加入药品，进行实验。 实验原理： （1）锥形瓶中发生反应的化学方程式为 。 实验现象： （2）锥形瓶中有气泡产生，烧杯中_ 。 实验结论：燃烧需要氧气。 清洗整理仪器，擦拭实验台，完善实验报告。 问题交流： （3）①还需探究的燃烧条件有_ ，②该实验的注意事项是 （写一点）。 28. 法国化学家拉瓦锡利用实验揭秘了水的组成，此后其他科学家对其结论进行了验证。在实验室中，同学们模拟科学家的实验过程，对水的组成进行了探究。 【实验用品】电解器、学生电源(12V)、导线、烧杯、水、氢氧化钠(其他用品选)。 【实验步骤】 ①配制溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液。 ②在电解器玻璃管里加满10%的氢氧化钠溶液。 ③接通直流电源，观察并记录现象。 ④一段时间后，切断电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录现象。 【实验现象】 （1）两个电极附近均有气泡产生，玻璃管a、b内气体的体积比为 。 （2）检验玻璃管内气体时，b尖嘴口的现象是 。 【实验原理】 （3） 。(用化学方程式表示) 【实验结论】 （4） 。 【问题与交流】 （5）配制溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液需要哪些步骤？ 。(简单写出关键词) 29. 同学们在学习金属的化学性质时，在实验室利用下图装置来探究铁、锌、铝的金属活动性强弱情况。 （1）实验原理：B中反应的化学方程式为 。 （2）实验现象：A中反应的实验现象为 。 （3）实验结论： 。 （4）实验前，对铁片、锌片、铝片进行的操作是_______。 （5）问题与交流：为了保证实验的可靠性，对加入的稀盐酸的要求是 。 30. 燃烧是人类最早利用的化学反应之一，燃烧与人类的生活以及社会的发展有着密切的联系。某校实践小组的同学们在老师的组织下，带着极大的兴趣以“探究燃烧的奥秘”为主题展开了如下项目化学习。 任务一：调查燃烧的价值 【咨询交流】 （1）同学们通过上网搜索、图书馆翻阅资料、社区调查、学习小组讨论等方式，列举出了许多生活中对燃烧的利用实例，请你写出其中一条 。调查发现社区80%的家庭使用天然气(主要成分是CH4)做饭，CH4完全燃烧的化学方程式为 。 任务二：探究燃烧的条件 【设计实验】为探究燃烧的条件，小组同学在老师的指导下，在实验室设计并完成如下实验。 【查阅资料】白磷的着火点是40℃、红磷的着火点是240℃。 （2）【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤1：按图Ⅱ装置用坩埚钳夹持石头、木条分别置于酒精灯上，点燃 石头不能燃烧，木条可以燃烧 物质燃烧需要满足的条件：___________ 步骤2：室温下，按图I组装装置，装入药品。将锥形瓶浸入80℃的热水中 白磷和红磷均不能燃烧 步骤3：取出锥形瓶，恢复至室温并擦干；打开止水夹K1和K2，从K1处缓慢通入约200mL氧气，再关闭K1和K2 白磷和红磷均不能燃烧 物质燃烧需要满足的条件：可燃物达到燃烧所需要的最低温度 步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象 【反思评价】 （3）通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是 。 （4）从环保角度分析，图Ⅰ装置的优点是_ 。 （5）小明同学提出可以通过提高和降低可燃物的着火点达到灭火的目的。你是否认同小明的观点，并说明理由： 。 任务三：设计调控燃烧的宣传活动 活动主题 远离火灾，珍爱生命 活动对象 小区居民 时间、地点 1月15日上午、安全小区 活动形式 演讲、小品表演、张贴广告或海报 活动目的 ①通过张贴海报引导人们懂得火灾的危险性，敲响安全防范的警钟 ②通过主题演讲、小品表演等方式普及灭火知识 ③活动总结，撰写实践报告 【成果分享】 （6）针对炒菜时油锅着火，请你给出一条合理的灭火建议： 。 31. 某化学兴趣小组同学找来一只口罩，准备探究制作口罩中熔喷布的元素组成，查阅资料得知熔喷布可能含C、H、O元素中的两种或者三种。设计完成以下实验(假设每步反应进行完全)。 【实验猜想】（1）猜想一：含C和H两种元素； 猜想二：含C和O两种元素； 猜想三：含H和O两种元素； 猜想四： 。 【实验装置】见图 【实验步骤】 ①检查装置的气密性；②装入相关试剂后，通入一段时间O2；③按图连接装置；④点燃酒精灯。 （2）上述实验步骤的正确顺序为 (填序号)。 【实验现象】 Ⅰ、装置B中无水硫酸铜变蓝，查阅资料得知产生了H2O； Ⅱ、装置C中现象为澄清石灰水变浑浊，证明产生了CO2； （3）写出C中发生反应的化学方程式 。 【实验结论】 （4）根据Ⅰ、Ⅱ可判断：熔喷布中一定含有的元素有 (填元素符号)。 【实验反思】兴趣小组对熔喷布进行了定量研究，数据如下： 装置 A B C 反应前称量/g 48 85 152 反应后称量/g 43.5 87.7 158.6 （5）由上表数据判断本次实验测定的熔喷布_______(填“含”或“不含”)氧元素。 32. 下列实验均用到红磷或白磷，请分析并回答相关问题。 实验1：测定空气里氧气的含量 实验2：红磷燃烧前后质量的测定 实验3：燃烧条件的实验 （1）实验1中红磷要过量的目的是 。用此装置测定空气中氧气含量所选药品的要求有 （填序号）。 A．只与空气中的氧气反应 B．不生成气体 C．在空气中能自燃 （2）实验2中红磷燃烧未耗尽氧气，对实验结果的影响是 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。验证质量守恒定律实验的要求有 （填序号）。 A．必须在密闭容器中进行 B．不能有气体生成 C．必须是化学反应 （3）白磷的着火点为40℃，红磷为240℃。实验3水中白磷未燃烧的原因是 。热水的作用有 （填序号）。 A．升高着火点 B．使白磷和红磷的温度均达到着火点 C．隔绝水下白磷与氧气的接触 33. 根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题。 （1）写出标号仪器②的名称： 。 （2）实验室选择装置 A 用高锰酸钾制取氧气时，你认为 A 装置存在的问题是 ，该反应的化学方程式是 。 （3）选择收集装置应依据气体的_ （填序号）的物理性质以及不与水和空气反应的化学性质。 ①颜色 ②密度 ③溶解性 ④可燃性 （4）实验室可以选择装置 （填 A ﹣ E 中的字母） 制取并收集 CO2气体， 该反应的化学方程式是 ，验满的方法是 。 （5）若用 F 装置收集 CO2气体，气体应该从______（填“a”或“b”）导管进。 34. 汽水是一种深受青少年喜爱的清凉饮料。某化学兴趣小组的同学对汽水的制作原料、制作过程、气体成分、与人体健康的关系等方面产生兴趣.开展项目化学习活动。 任务一：探究制作原料 【查阅资料】 （1）利用白糖、果汁、水、柠檬酸和碳酸氨钠（食品级）可以制作汽水碳酸氢钠中含钠离子，请用离子符号表示： 。 任务二：探究制作过程 【进行实验】同学们按如下步骤自制汽水。 【交流讨论】 （2）最终所得汽水的物质类别是 。步骤②用凉开水的原因是 。 任务三：探究气体的成分 （3）制得的汽水打开瓶益有气泡冒出，同学们猜想产生的气体可能是二氧化碳，经讨论设计如下方案进行探究。 实验方案 实验现象 实验结论 产生的气体是二氧化碳 【反思评价】 （4）试管中发生反应的化学方程式是 。 任务四：探究与人体健康的关系 （5）不少人对汽水又爱又恨，喜欢它可口的口感，却害怕它带来的一系列健康危害。危害大致上可分为这三个方面：热量大引起肥胖，阻碍钙吸收引起骨质疏松；酸性高导致蛀牙。请你针对汽水的饮用提出一条合理化建议： 。 35. 某科学兴趣小组的同学设计了三个实验装置（托盘天平略）来验证质量守恒定律，如图A、B、C所示。 （1）同学们经过讨论后认为，上述的A～C三个实验装置，只有一个装置能直接用于验证质量守恒定律，该装置是 （填字母代号），另外两个装置被否定的原因分别是 、 。 （2）装置A中锥形瓶底部细沙的作用是 。 （3）小明受到A装置的启发，将C装置进行改进，如图D所示。使D中反应能发生的操作方法为将锥形瓶倾斜，发生反应的化学方程式为 ，该装置中小气球的作用是 。 36. 同学们多次探究铁与氧气的反应，设计如下实验。 （1）实验原理：实验一中反应的化学方程式为 。 （2）实验现象：实验二中观察到的现象是 。 （3）实验结论：铁在氧气中可以燃烧，在 的条件下会生锈。 【问题与交流】 （4）①实验一成功的关键是 （写一条）。 ②实验二中需用刚煮沸的蒸馏水，原因是 。 37. 某化学兴趣小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。 查阅资料：白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃；P2O5能溶于水，且有毒性。 （1）图甲实验中，铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明燃烧的条件之一是 ，水的作用除了提供热量外，还有 。 （2）要使图甲热水中的白磷燃烧，可以进行的操作是_ 。 （3）图乙装置与图甲装置相比，其优点是 。 （4）用氧气传感器测出图乙密闭容器中氧气含量的变化如图所示，下列说法错误的是 (填序号)。 A. 白磷燃烧需要氧气 B. 白磷燃烧前，密闭容器中氧气的体积分数约为21% C. 白磷熄灭后，密闭容器中还有氧气 D. 白磷熄灭后，密闭容器中二氧化碳的体积分数为84% 38. 为探究二氧化碳的过度排放对人类的影响。小组同学聚焦人类活动中排放二氧化碳的主要途径，基于“炼铁技术”，我们该如何践行“低碳行动”展开了项目式探究。 任务一：认识人类活动中二氧化碳的排放途径 【查阅资料】人类活动中二氧化碳的排放量占比。 人类活动 二氧化碳排放占比/% 电力生产与储存(电力) 27 取暖与制冷(供暖系统、冷却系统、制冷系统) 7 交通运输(飞机、卡车、货船) 16 生产和制造(钢、水泥、塑料) 31 种植和养殖(植物和动物) 19 【交流讨论】 （1）同学们通过资料进行了认真比较、分析，形成了报告，并写下了自己的认识： 。 任务二：认识炼铁过程中二氧化碳的排放 【参观学习】钢铁是使用最多的金属材料。钢是含有少量碳及其他金属或非金属的铁。钢和生铁是含碳量不同的两种铁合金。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。炼制钢铁的原理是利用一氧化碳和赤铁矿反应。在工业生产中，炼铁是一个复杂的过程，高炉炼铁是常见的炼铁方法，在实验室里，可以利用如图装置进行制备铁的实验。 【交流学习】 （2）工业炼铁途径的主要原理是 (用化学方程式表示)。炼铁过程中依据 的现象能判断反应过程中排放出了二氧化碳。 任务三：寻找清洁、可持续发展的炼铁途径 【咨询专家】从我国国情出发，现阶段以焦炉煤气等富氢气体为主，未来以纯氢气作为还原剂直接还原铁的新技术具有广阔的前景，对减少炼铁过程中二氧化碳的排放量，实现钢铁行业的可持续发展有重要意义。 （3）【演示实验】 实验操作 实验现象分析 解释 在试管中加入3颗锌粒，再加入3mL稀硫酸，将缠绕有氧化铁的玻璃棒在酒精灯火焰上灼烧至红热，再迅速伸入试管中 产生大量气泡，红色固体变为黑色 【反思评价】 （4）小组同学进一步检验了实验中产生的黑色固体，具体的方法是 。 （5）小组同学从绿色化学角度设想，寻找到清洁、可持续发展的炼铁途径是 ，该炼铁途径的优点是 。 任务四：从生活视角提出“低碳行动”的建议 【成果分享】 （6）通过以上分析，同学们知道在炼铁的同时会带来一系列的生活与环保问题。基于炼铁技术从生活视角提出建议，你还能提出一条有价值的建议是 。 39. 同学们学习了碳和碳的氧化物后，设计并完成如下二氧化碳的制取和性质探究实验。 （1）实验方法：将图I装置倾斜，使Y形试管内稀盐酸流入装大理石的一端，用一小试管收集满CO2，再将试管倒扣在图Ⅱ装置中。检验CO2收集满的方法是 。 （2）实验原理：图Ⅱ装置发生反应的化学方程式为 。 （3）实验现象：图I装置中观察到 ；图Ⅱ装置中试管内液面上升，紫色石蕊溶液变红。 （4）实验结论：二氧化碳能与水发生反应。 问题与交流： ①检查装置I气密性的操作是 。 ②小明同学认为，要得出二氧化碳能与水发生反应的结论，还需证明 。 40. 第19届杭州亚运会火炬“薪火”庄重大气，喻意中华文明薪火相传。实践小组同学们对火炬产生了浓厚的兴趣，并在老师指导下对火炬材料、燃料的选择以及火炬结构等展开了项目式学习的探究。 任务一：了解火炬的制作材料 【查阅资料】“薪火”火炬金属部分采用了1070铝合金旋压成型工艺；火炬手柄采用的生物质材料是以秸秆等植物及其加工废弃物为原材料加工而成的。 【小组讨论】 （1）手柄采用生物质材料，其优点是 （写一点）。 任务二：探究火炬的燃料选择 【信息检索】①2022年北京冬奥会火炬选用氢气作燃料。②2023年杭州亚运会主火炬所用燃料为液态“零碳甲醇”（利用焦炉气中的H2与从工业尾气中捕集的CO2合成）。 【交流分析】 （2）液态“零碳甲醇”与氢气相比，具有优势是 （写一点）。 【提出问题】氢气燃烧时火焰是淡蓝色的，为什么冬奥火炬颜色呈黄色？ 【教师指导】①钠和钠的化合物灼烧时，火焰呈黄色。②玻璃的主要成分是Na2SiO3。 【进行实验】为探究冬奥火炬火焰呈黄色的原因，同学们设计了如下方案，并完成了实验。 实验方法 实验现象 实验结论 按图示进行实验，待锥形瓶口有白雾冒出后，点燃气体 a瓶口：黄色火焰（不明显） 火炬火焰出口处涂有含钠元素的物质 b瓶口：黄色火焰（非常明显） 【反思评价】 （3）锥形瓶中发生反应的化学方程式为 。锥形瓶口有白雾冒出，说明该反应过程中能量变化为_ （填“放出”或“吸收”）热量。 （4）a瓶口也能产生黄色火焰，原因是 。 任务三：认识火炬的内部结构 【查阅资科】①火炬的内部由燃料供应系统和燃烧系统等组成。②北京冬奥会主会场火炬“飞扬”的燃料通过24根导气管向上传输，点火后24个火焰汇聚成更大的火焰。 【小组交流】 （5）由24根导气管向上传输燃料的“飞扬”火炬，燃烧更旺，其原因是 。 （6）如果要实现水下传递，除需保证温度达到着火点外，火炬的内部结构还应增加 系统。 【成果分享】 （7）经过以上项目式学习活动，小组同学们认识了火炬的材料、燃料以及内部结构，设计出了自己的校运会火炬。你对火炬的外部图案设计方面的建议是 （写一点）。 41. 为探究水电解实验最佳条件，某化学小组利用图1装置开展如下研究。 [查阅资料] ①电解纯水速率较慢，加入氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠等电解质增强导电性，加快反应速率。 ②氢氧化钠、氢氧化钾有较强腐蚀性。 ③去离子水是指除去呈离子形式杂质后的纯水，生产成本较高。 [实验1]探究不同电解质对水电解速率的影响 往图1水杯中分别加入等量的浓度为12%的碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钾和氢氧化钠溶液进行实验，通电相同时间读取并记录数据，重复实验三次，计算氢气产生速率，结果如图3。 （1） 检查装置气密性：先用燕尾夹夹紧医用软管，再将注射器竖直向下浸入水中如图2，若观察到 (填标号)现象，说明气密性良好。 （2）由图3判断：影响水电解速率最大的电解质是 。从实验效果分析， (填“有”或“没有”)必要使用去离子水进行本实验。 [实验2]探究水电解实验中电解质溶液的最佳浓度(以氢氧化钠溶液为例)，结果如图4。 （3）浓度为 的氢氧化钠溶液为最佳电解质溶液。从安全角度考虑，实验过程需戴橡胶手套的原因是 。 [实验3]将下列电极连接电源负极，探究不同电极材料对水电解速率的影响，测定产生氢气的速率(cm3/s)如表。 电极材料 铁丝 铜丝 铁镍合金 石墨 第1次 0.0164 0.0214 0.0138 0.0031 第2次 0.0159 0.0207 0.0150 0.0027 第3次 00161 0.0209 0.0144 00034 平均值 0.0160 0.0210 0.0144 0.0030 （4）本实验条件下，最佳电极材料是 。 （5）选择电极材料需考虑的因素：电极应与电解质溶液不反应。若用铁作电极，电解质溶液不能用稀硫酸，原因是 (用化学方程式解释)。 （6）为验证温度也是影响水电解速率的因素，请写出实验方案： 。 42. 模拟炼铁实验装置如下图所示，具体操作如下： I 打开两端弹簧夹 K1、K2，通入CO2一段时间后，关闭K1、K2； II 接着用酒精喷灯对着炭粉加热一段时间后移到氧化铁处加热； Ⅲ待反应结束后，先停止加热，后打开K1、K2，继续通入二氧化碳一段时间后，关闭K1、K2； Ⅳ待试管冷却后，取出生成物，检验是否有铁生成。 （1）实验刚开始先通入CO2一段时间的目的是 。 （2）实验中通入二氧化碳一段时间后关闭弹簧夹，用酒精喷灯对准炭粉加热发生化合反应，其反应的化学方程式为_ 。 （3）一段时间后，将酒精喷灯移至氧化铁处加热，其反应的化学方程式为 。 （4）反应结束后继续通入CO2的目的是 。 43. 实验室应用制取的氧气进行“密闭体系中蜡烛燃烧时间的影响因素”实验。 根据图1和图2回答下列问题： （1）仪器a的名称是 ，实验室制取O2的化学方程式为 。 （2）给高锰酸钾加热，待导管口 (填实验现象)时开始收集气体。 （3）空气中氧气的体积分数约为21%。往集气瓶中装入一半容积的水，再用排水法收集氧气，则得到的混合气体中氧气的体积分数为 。 （4）控制相同条件，进行蜡烛燃烧实验，实验结果如图2所示。蜡烛持续燃烧时间与氧气体积分数之间的关系是 。 44. 某课外小组的同学想通过实验探究水的组成，请你一起参与探究过程，并填写下列空白。 【做出猜想】水中含有氢元素和氧元素。 【设计并进行实验】小组同学合作制作了如图所示的简易电解水装置。 （1）实验前往水中加入氢氧化钠的目的是 。 （2）B试管中收集到的气体是 ，燃烧会产生 色的火焰。 （3）写出氢气与氧气反应的化学方程式 。 【得出结论】通过实验得到的结论为水是由 组成的。 【反思与评价】 （1）研究物质组成方法是：根据化学反应前后 不变的原理，设计实验让物质参与一个化学反应，通过分析反应物或生成物的元素组成进一步确定该物质的组成。 （2）在实验过程中，某同学发现刚开始的一段时间内阴、阳两极产生的气体体积之比大于2∶1，其可能原因是 。 45. 兴趣小组同学利用现有仪器对化学实验进行如下改进，请回答有关问题： （1）模拟自然界中CO2的循环实验。 将图1装置置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生。该收集气体的方法是 ，检验所收集的气体应进行的操作是 。 （2）利用图2装置进行硫的燃烧实验。 用气卿(能不断鼓入空气的装置)不断地向弯型具支试管中鼓入空气，同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧，移去酒精灯，可观察到微弱的淡蓝色火焰；然后停止鼓入空气，再用酒精灯给高锰酸钾加热，使硫粉继续燃烧。 ①写出高锰酸钾加热分解的化学方程式： 。 ②当“硫粉继续燃烧”时，可观察到 色的火焰。 ③该实验装置的主要优点：a．节约药品；b．能对比硫在空气中和氧气中燃烧的情况； c． 。 46. 查得资料：废旧手机的电路板中主要含有铜，还含有少量铁、金和银等金属。为了探究金属的性质和回收废旧手机电路板中的铜、金和银，开展如下研究。 I.探究金属的性质 实验1：比较铁和铜的金属活动性强弱 （1）取大小相同的铜片和铁片，用砂纸打磨光亮，进行了如下实验： 实验内容 实验现象 铁片表面 铜片表面无明显现象 铁片表面覆盖 物质，溶液由蓝色变为浅绿色 实验结论 铁的金属活动性比铜强 （2）铁片与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 。 （3）由实验1得出，比较金属活动性强弱的方法有 (写一种)。 II.硝酸浸取回收铜 实验2：探究电路板粉末与硝酸溶液质量比(即固液比)对铜浸取率的影响取5g处理后的电路板粉末于烧杯中，按照特定的固液比，加入等浓度硝酸溶液混合均匀，将烧杯置于磁力搅拌水浴锅内，温度设置为50℃，反应时间55分钟。浸取效果的变化曲线如图所示。 （4）实验2中，铜浸取率与固液比的关系是 (写一种)。 （5）反思实验2，提出一个关于硝酸浸取回收铜可进一步探究的问题。答： 。 III.硫脲浸取回收金和银 实验3：探究硫脲浸取回收金和银的实验条件 取2g浸铜后的干燥固体残渣与硫脲溶液混合，其他条件相同时，分别在不同温度、不同反应时长进行对比实验，其浸取效果的变化曲线如图所示： （6）实验3中，硫脲浸取金和银的最佳实验温度、时长依次为 ℃、 min。 IV.交流讨论 （7）合理回收废旧金属的意义是 (写一点)。 47. 1782年，法国化学家拉瓦锡利用高温下水蒸气与铁的反应，制得了一种黑色固体和“易燃空气”。为了进一步探究水的组成，化学兴趣小组的同学对水蒸气与铁的反应产生了兴趣，展开了如下一系列探究。 【查阅资料】硫酸铜粉末遇水变蓝色，其原理是CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O。 【分析交流】 （1）A处玻璃管中灰色铁粉逐渐变黑，B处碱石灰的作用是 。 （2）装置C中观察到烧杯内壁出现小水珠，从而验证了“易燃空气”为 （填化学式）。 实验结束后，同学们对装置A中的黑色固体的成分产生了好奇，继续展开探究。 【提出问题】玻璃管中的黑色固体成分是什么？ 【查阅资料】 ①铁粉（黑色）、FeO（黑色）、Fe2O3（红棕色）、Fe3O4（黑色）。 ②FeO不能被磁铁吸引，Fe和Fe3O4可以被磁铁吸引。 【实验验证】 （3）同学们将装置A中的黑色固体放在白纸上，用磁铁反复吸附，观察到黑色固体全部被吸附，得出黑色固体中一定没有 ，于是同学们对黑色固体的成分作出如下猜想。 【作出猜想】 （4）猜想一： 猜想二：Fe3O4 猜想三：Fe、Fe3O4 【继续实验】 （5） 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量黑色固体于试管中，加入足量硫酸铜溶液 猜想三正确，写出反应的化学方程式： 。 【反思交流】 （6）水蒸气与铁发生反应 （选填“能”或“不能”）证明水是一种化合物。 48. 某学习小组用如图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数。 （1）实验前，先将锌铜合金用砂纸打磨片刻，其目的是 ； （2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥、称重；③待B中不再有气体产生恢复至室温，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂。 上述再进行的操作的顺序是 (填序号)，记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 ； （3）B中发生反应的化学方程式为： ； （4）若实验用铜锌合金的质量为a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为VL，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是 。 A. 反应前加入稀酸的体积 B. 反应前加入稀酸的质量分数 C. 实验前反应装置中空气的体积 D. 实验条件下氢气的密度 （5）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，B中剩余固体的质量为b g，则锌的质量分数为 ； （6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 49. 小华同学在探究金属与酸反应时，将铝片、锌片打磨后，分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中，观察到铝与稀盐酸反应较锌与稀盐酸反应快。 【提出问题】金属与盐酸反应快慢，除与金属的种类有关外，还受哪些因素的影响呢？ 【猜想与假设】a.可能与盐酸的浓度有关；b.可能与反应时的温度有关；c.你的猜想是 。 实验编号 盐酸的浓度（均取20mL） 温度/℃ 记录的数据 ① 5% 30 ② 10% 20 ③ 5% 20 ④ 10% 30 【设计并实验】小明利用图甲所示装置，用不同浓度的盐酸和相同形状的铝片进行如下实验。 【交流讨论】（1）请写出铝与酸反应的化学方程式： 。 （2）实验前小明先将分液漏斗的活塞关闭，再将注射器活塞往右拉，松手后，观察到注射器活塞回到原处。小明进行该操作的目的是 。 【分析数据、得出结论】（3）实验中记录的数据可能是： ；对比实验②③可知 对金属与酸反应的速率的影响 （4）实验表明，四次实验时反应的速率由快到慢依次为④、②、①、③.根据记录的数据分析，如果盐酸浓度为10%，温度为25℃，则所记录数据应该介于 两次实验所记录的数据之间。 【拓展延伸】（5）小明进行铝与稀盐酸反应时，试管外壁发烫，并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示，根据曲线归纳铝与稀盐酸反应速率的变化规律： 。 （6）研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行再探究。将橡皮塞连接气体压力传感器，烧瓶中放入图片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如丙图所示的气体压强与时间的关系曲线图。CD段气体压力逐渐下降的原因是： 。 50. 学习小组在进行“二氧化碳的实验室制取”时，发现随着反应的进行，生成二氧化碳的速率会变慢，重新加入稀盐酸后，反应速率又有所加快。学习小组查得资料：盐酸属于酸，由HCl气体溶解在水中形成；浓盐酸会挥发出HCl气体，浓度越大，挥发性越强。请和小组同学完成如下实践性作业。 I．检验不同浓度的盐酸与石灰石的反应速率 [实验1]如图所示，用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳(二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液)。记录集气瓶中收集满二氧化碳气体的时间，结果如下： 盐酸的浓度(%) 收集满瓶的时间(s) 37 20 32 23 26 25 20 26 14 1分6秒 8 2分22秒 （1）盐酸与石灰石反应的化学方程式为 。 （2）该实验得出的结论是 。 Ⅱ、探究盐酸浓度对制取的二氧化碳的影响 [实验2]如下图所示(夹持仪器略)，用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳，将气体分别通入到紫色石蕊溶液中，然后加热。结果如下： 盐酸的浓度(%) 紫色石蕊溶液的变化 变红的石蕊溶液的变化(加热后) 37 变红 不变 32 不变 26 变成紫色 20 变成紫色 14 变成紫色 8 变成紫色 （3）盐酸的浓度为32%以上时，变红的石蕊溶液加热后颜色不变的原因是 。 [实验3]如图所示，用浓度为0.05%的极稀盐酸与碳酸钙进行实验探究。观察到锥形瓶内无气泡产生，玻璃管内液面不移动；将锥形瓶中的液体过滤，滤液放在蒸发皿中加热浓缩并蒸干，发现有白色固体出现。重复上述实验，结果相同。 （4）滤液蒸干后出现白色固体，猜测该白色固体可能是 (填化学式)。 （5）对比实验1和实验3，结合碳的燃烧情况，从化学反应的角度，给你的启示是 。 Ⅲ、实践结论 （6）根据上述实践活动，请你给老师建议：在课堂上制取二氧化碳所使用的盐酸，最适宜的浓度范围是 。 51. 小明和妈妈在一次外出就餐的时候对盛“花甲粉”的容器产生了兴趣。经询问知道这是“锡纸餐盒”。这一发现引起了小明的兴趣。于是他和同学们一起来到实验室进行探究： 【提出问题1】“锡纸”是锡制成的吗？ 【查阅资料】“锡纸”是锡箔或铝箔和涂层粘合而成；锌粉是一种深灰色固体。 【提出猜想】 （1）猜想I： ；猜想Ⅱ：“锡纸”中金属是铝。 （2）【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 取打磨后的“锡纸”片放入试管中，滴加氯化锌溶液。 猜想Ⅱ成立。反应的化学方程式为 【交流讨论】 （3）取“锡纸片”打磨，其目的是 。 （4）下列物质中可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是_ (填序号)。 A 氯化铜溶液 B. 硝酸银溶液 C. 硫酸钠溶液 D. 硫酸亚铁溶液 【提出问题2】为什么称为“锡纸”？ 【查阅资料】最初的锡纸是锡造的，但质软，熔点较低，到160℃以上就开始脆化，从而限制了它在食品包装方面的使用。铝价格较低，且熔点较高，加热到660℃以上才开始熔化。适用于普通食品包装，烘焙食品，既干净卫生又能保持食品原有风味。 【趣味实验】 （5）将“锡纸”剪成一段两头宽中间窄的纸条，两头分别连接电池的正负极，开始“锡纸”不燃烧，但短路后却能燃烧。请根据燃烧条件分析，其中的原因是 。 【活动延伸】 （6）某同学将一定量的铁粉加入到一定量的硫酸铜溶液(溶液为蓝色)中，充分反应后过滤，得到滤渣与滤液，请设计实验证明铁粉已过量 。 52、 某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成，某兴趣小组对此进行了相关探究实验： 【查阅资料】 ①SO2能使品红溶液褪色； ②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色； ③CO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊； ④CO和CO2均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。 【实验研究】为验证这三种气体，同学们设计并进行如下实验： 【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。 （1）装置A的作用是 (答出一点即可)，若A中高锰酸钾溶液褪色，而B中品红溶液不褪色，则表明 。 （2）能证明气体中含有CO2的现象是 。 （3）实验中，发现D中溶液也变浑浊了，写出其中发生反应的化学方程式： 。 （4）实验装置E中的现象为 。 【反思与评价】 （5）有同学指出装置E后还应该增加 装置，原因是 。 53. 目前，全世界每年生产各种易拉罐约4000亿罐，中国人均年消费24罐。常见的食品金属罐通常有两种，一是铝材，二是马口铁。以下三个易拉罐样品，其罐底的回收标识如图所示，打磨掉三个易拉罐表面油漆，并裁成相同大小的碎片，备用。 活动一：探究3号易拉罐材质是铝材还是马口铁？ （1）以下方案中不可行的是 （填写序号） A. 往易拉罐样品中加入硫酸铜溶液，观察是否有红色固体析出 B. 用磁铁吸引易拉罐样品 C. 用刀在易拉罐样品上刻出划痕，放在潮湿的空气中，放置一段时间，观察其变化 D. 易拉罐样品在火焰上灼烧，观察其变化 活动二：铝罐、铁罐等金属罐都能被酸腐蚀，饮料中又常含有碳酸、柠檬酸等酸性物质，为何商家用金属罐来盛放饮料呢？探究1号易拉罐能否盛放酸性物质。 （2） 实验步骤 实验现象 实验结论 取适量1号易拉罐样品放在试管中，向试管中滴加足量的稀盐酸 有气泡生成 反应的化学方程式为 待充分反应后取出样品。 只剩下一层白色薄膜 【查阅资料】易拉罐的内壁喷有一层白色薄膜，这层白色薄膜是一种有机材料环氧树脂，其无毒无害，化学性质稳定，不与酸、碱溶液发生化学反应。 【实验小结】 （3）1号易拉罐能盛放酸性物质，原因是 活动三：2号易拉罐的材质是否是纯铁？ 取适量的2号易拉罐样品与足量稀硫酸充分反应后，测定生成氢气体积。通过计算逸出的氢气的质量对铁的质量进行计算。已知标准状况下，氢气的密度是0.0899g/L，浓硫酸具有吸水性。实验装置如下： . 实验编号 样品质量/g 氢气体积/mL 1 0.205 75.2 2 0.210 76.5 3 0.207 76.0 （4）写出导管正确的连接方式：A→_ _→_ → → →_ （填“F”或“G”）。 （5）依据表格中测得的实验数据，可以得到结论：2号易拉罐不是纯铁制成，理由： 。 （6）活动四：马口铁成分较为复杂，用它来再提炼成铁的成本较高，而铝罐的成分中铝要纯得多，容易再次提炼。100个易拉罐重量是1344g，能回收铝锭总重量是1116g。废弃的铝制易拉罐回收的意义是 （写一条）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！共46页 第46 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【期末满分】2024-2025学年九年级化学上册精品期末专项复习提升11 实验探究题 （1至8单元 全国通用）【解析版】 可能用到的相对原子质量：H-1　C-12　N-14　O-16　F-19　Na-23　Mg-24 P-31 S-32 C1-35.5　K-39 Ca-40　M n-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127 【典例】 1．化学反应需要一定的条件，控制条件可以调控化学反应。“启航”小组以“调控化学反应”为主题展开探究，请回答下列问题。 【生火有道】 （1）观察生活：小组同学观察到天然气、木炭能燃烧，而水和石头不能燃烧，得出燃烧的条件之一是______。 实验探究：为继续探究燃烧的条件，小组同学设计并完成了图1所示实验。 已知：白磷着火点40℃，红磷着火点240℃。磷燃烧时产生污染空气的五氧化二磷白烟。 【现象与结论】 （2）① 铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，得出燃烧的条件之一是______。 ② 小红根据______现象，得出燃烧的条件之一是可燃物与氧气接触。 【评价与反思】 （3）① 实验中小组同学认为图1装置存在不足，于是设计了图2所示装置。图2装置的优点为______。 ② 小明对小红的结论提出质疑，设计了图3所示装置，对燃烧过程中的氧气含量进行测定，得到图4所示图像。结合图像分析，“可燃物与氧气接触”应准确地表述为______。 【调控有术】 化学反应速率与多种因素有关，为探究影响过氧化氢分解速率的因素，小组同学分别取足量且等质量的过氧化氢溶液完成了下列实验。 实验序号 过氧化氢溶液的浓度 二氧化锰粉末的质量/g 温度/℃ 10秒共收集到氧气的体积/mL ① 3% 0 10 几乎无 ② 5% 0 20 几乎无 ③ 5% 0.5 20 14 ④ 10% 0.5 20 80 （4）探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，应选择的实验序号是______；对比实验③和实验④，可得出的结论是______；上述实验无法探究出______因素对过氧化氢分解速率的影响（写一条即可）。 【应用有方】 （5）通过探究，小组同学认识到，生活中也可以通过控制条件促进或抑制化学反应。 ① 用天然气做饭，发现炉火火焰呈黄色，锅底出现黑色物质，这时需要______（填“调大”或“调小”）灶具的进风口。 ② 炒菜时如果油锅着火，可采取的灭火措施是______（写一条即可）。 【答案】 （1）可燃物 （2）① 温度达到可燃物的着火点 ② 铜片上的白磷燃烧，而热水中的白磷不燃烧 （3）① 环保 ② 可燃物与足够浓度的氧气接触 （4）②③ 相同条件下，过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快 ③．催化剂的种类 （5）① 调大 ② 用锅盖盖灭 【解析】 （1）小组同学观察到天然气、木炭能燃烧，而水和石头不能燃烧，得出燃烧的条件之一是可燃物，天然气、木材具有可燃性，而水和石头不具有可燃性。 （2）①白磷和红磷都属于可燃物，且都与氧气接触，铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，得出燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。 ②铜片上的白磷和水中的白磷属于同一种物质，且着火点相同，小红根据铜片上的白磷燃烧，而热水中的白磷不燃烧现象，得出燃烧的条件之一是可燃物与氧气接触。 （3）①实验中小组同学认为图1装置存在不足，白磷燃烧有大量白烟生成，污染环境，图2所示装置是在密闭环境中进行实验，不会污染环境，装置的优点为环保。 ②由图3和图4可知：白磷燃烧消耗试管中的氧气，氧气的含量逐渐减少，当氧气浓度小于10%时，白磷不在燃烧，结合图像分析，“可燃物与氧气接触”应准确地表述为可燃物与足够浓度的氧气接触。 （4）探究催化剂对过氧化氢分解速率的影响，变量是有无催化剂，过氧化氢溶液的浓度，反应时的温度必须相同，应选择的实验序号是②③；比实验③和实验④，催化剂粉末质量相同，反应时温度相同，只有过氧化氢溶液的浓度不同，浓度越大，相同时间内收集氧气的体积越大，可得出的结论是相同条件下，过氧化氢溶液浓度越大，反应速率越快；上述实验无法探究出催化剂的种类因素对过氧化氢分解速率的影响。 （5）①用天然气做饭，发现炉火火焰呈黄色，锅底出现黑色物质，说明氧气不充足，燃烧不充分，这时需要调大灶具进风口，使燃烧更充分 ②炒菜时如果油锅着火，可采取的灭火措施是用锅盖盖灭，对应灭火的原理是隔绝空气。 【精炼】 1. 有学者提出“铁丝燃烧绕成螺旋状，是为了防止燃烧点因迅速上升到集气瓶内氧气低浓度区而熄灭”。据此，化学学习小组的同学决定对铁丝在氧气中燃烧进行更深入的探究。 活动一：氧气的制取和浓度测定 如图1，在集气瓶中加入30mL质量分数为10%的过氧化氢溶液，取1g粉末状的二氧化锰加入集气瓶中。将带有氧气浓度传感器的塑料瓶套盖在集气瓶上方，分别测量反应前后集气瓶内氧气浓度数值。 （1）取用二氧化锰的仪器是 ，集气瓶内发生反应的化学方程式为 。 （2）实验结束后，若要将二氧化锰从混合物中分离，可采取的方法是 。 活动二：探究铁丝燃烧时长的影响因素 如图2所示，从同一长铁丝上分别截取3根长度相同的铁丝，将1根拉直、另2根绕成直径大小不同的螺旋状，下端系上燃着的小木条进行燃烧实验。每种形状的铁丝平行测量3次，所测得的实验数据如图3所示。 （3）实验时，3根铁丝均要完全伸入集气瓶中，原因是 。 （4）每种形状的铁丝平行测量3次，目的是 。 （5）实验中发现不管铁丝形状如何，其燃烧时长均在曲线附近，说明 。 （6）通过对实验数据的分析，可以得出铁丝剧烈燃烧时长主要与 有关。 【答案】（1） ①. 药匙 ②. （2）过滤（或过滤、洗涤、干燥） （3）确保铁丝与氧气的接触面积相同 （4）减少误差 （5）相同条件下，铁丝形状对铁丝燃烧时长的影响不大 （6）氧气起始浓度 【解析】 【小问1详解】 二氧化锰是粉末状药品，取用二氧化锰的仪器是：药匙； 集气瓶内发生反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：； 小问2详解】 过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，二氧化锰难溶于水，故实验结束后，若要将二氧化锰从混合物中分离，可采取的方法是：过滤、洗涤、干燥； 【小问3详解】 实验时，3根铁丝均要完全伸入集气瓶中，原因是：确保铁丝与氧气的接触面积相同； 【小问4详解】 每种形状的铁丝平行测量3次，目的是：减少误差； 【小问5详解】 实验中发现不管铁丝形状如何，其燃烧时长均在曲线附近，说明：相同条件下，铁丝的形状对铁丝燃烧时长影响不大； 【小问6详解】 由图可知，相同条件下，集气瓶内氧气的起始浓度越大，铁丝剧烈燃烧时长越短，说明铁丝剧烈燃烧时长主要与氧气起始浓度有关。 2. 实验室现有一包含少量铜和水的氧化铜粉末。某化学小组同学利用锌粒和稀硫酸制备氢气，再用干燥的氢气测定该氧化铜粉末中各组分的含量(已知：装置气密性良好；浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氢气)。 Ⅰ.制备氢气 （1）下列能用于制备氢气的发生装置是 (填标号)。 （2）发生装置中产生氢气的化学方程式为_ 。 Ⅱ.测定氧化铜粉末中各组分的含量 （3）利用选定的发生装置和下图所示装置完成实验，则下图所示装置的连接顺序应该是 (装置不重复使用，填标号)。 （4）取用质量为m1g的样品进行实验，实验结束后测得：消耗锌粒的质量为m2g，装置丙玻璃管中固体质量为m3g，装置戊中浓硫酸的质量增加了m4g。样品中氧化铜的质量分数为 (填表达式)。 （5）关于该实验说法正确的是 (填标号)。 A. 实验时应先点燃装置丙处的酒精灯，再通入氢气 B. 装置戊中生石灰的作用是防止空气中的水蒸气被浓硫酸吸收 C. 样品中单质铜的质量为(m3-m2)g D. 若无装置丁，则测得样品中水的质量分数偏小 【答案】（1）乙 （2） （3）丁→丙→戊 （4） （5）BD 【解析】 【小问1详解】 实验室通常用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，属于固液不加热反应，发生装置可选乙； 【小问2详解】 产生氢气的反应为锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应的化学方程式为：； 【小问3详解】 用干燥的氢气测定该氧化铜粉末中各组分的含量，故发生装置应先连接丁装置，用浓硫酸干燥氢气，然后连接丙装置，使氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，然后连接戊装置，用足量浓硫酸吸收水，故顺序是：丁→丙→戊； 【小问4详解】 反应后，装置丙玻璃管中固体的质量为反应生成铜的质量和原本样品中铜的质量的和，装置戊中增加的质量为反应生成水的质量与原本样品中水的质量的和。 解：设样品中氧化铜的质量为ag，反应生成铜的质量为x，反应生成水的质量为y x=0.8ag y=0.225ag 则样品中铜的质量为：m3g-0.8ag，样品中水的质量为：m4g-0.225ag，则ag+m3g-0.8ag+m4g-0.225ag=m1g，a=40(m3+m4-m1)g，则样品中氧化铜的质量分数为：； 【小问5详解】 A、氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故实验时应先通入氢气，将装置内空气排尽，然后点燃装置丙处的酒精灯，防止发生爆炸，不符合题意； B、生石灰是氧化钙的俗称，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，故装置戊中生石灰的作用是防止空气中的水蒸气被浓硫酸吸收，影响实验结果，符合题意； C、该实验中，需要先通入氢气，将装置内空气排尽，然后点燃酒精灯，使反应发生，且反应结束后，需要继续通入氢气，防止铜高温下被氧化，也可以防止液体倒吸，也可使水被戊装置完全吸收，故通入氢气的质量大于参加反应的氢气的质量，故不能根据消耗锌粒的质量计算铜的质量，不符合题意； D、由以上分析可得，样品中水的质量为：，若无装置丁，氢气会从发生装置中携带出水蒸气，从而使测得m4的质量偏大，则测得样品中水的质量偏小，样品中水的质量分数偏小，符合题意。 故选BD。 3. 碳及碳的化合物与生产生活密切相关，化学兴趣小组对含“碳”的合成气做出探究。 【查阅资料】 （1）工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应，得到CO和H2，该反应的化学方程式为 ，得到的CO和H2的混合气被称为合成气，合成气在工业上有广泛用途。 【提出猜想】 小组同学在实验室按上述原理制备得到合成气，并设计实验探究了所得合成气与氧化铜反应的产物。甲同学对反应产物作出如下猜想： （2）猜想①：只有CO2；猜想②： ；猜想③：既有CO2还有H2O 【实验探究】 为验证猜想，设计实验装置如下图所示（已知浓硫酸可以吸收水蒸气，CO2可与氢氧化钠发生反应，CO和 CH4均不与氢氧化钠反应）： 小组同学按上图装置进行实验，并记录了实验现象和数据： （3）装置B中现象为 。 （4）装置D的作用是 。 （5）测得 C、D 装置的质量变化如下表所示，可得出结论：猜想 （填序号）成立。 装置 C 的质量 装置 D 的质量 反应前 292.4 g 198.2g 反应后 296.0 g 201.5 g 【反思交流】 （6）乙同学认为，从环保角度考虑，该装置的设计不足之处是_______。 （7）丙同学通过对上表中的质量变化进一步分析，计算得出 C、D 装置吸收气体中碳氢元素质量比不等于查阅资料中所写方程式生成物内的碳氢元素质量比，故推测可能是未完全反应的_______与CuO反应导致。 【答案】（1） （2）只有H2O （3）黑色物质变为红色 （4）吸收反应生成的二氧化碳 （5）③ （6）D装置后应添加一个酒精灯 （7）CH4 【解析】 【小问1详解】 工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应，得到CO和H2，该反应的化学方程式为：； 【小问2详解】 根据猜想①只有CO2，猜想③既有CO2还有H2O，可知猜想②：只有H2O； 【小问3详解】 一氧化碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，装置B中现象为黑色物质变为红色； 【小问4详解】 装置D是氢氧化钠溶液，氢氧化钠能和二氧化碳反应，作用是吸收反应生成的二氧化碳； 【小问5详解】 根据表中数据可知，反应后装置C、D的质量均增加了，说明产物中既有CO2还有H2O因此可得出结论猜想③成立； 【小问6详解】 乙同学认为，从环保角度考虑，一氧化碳有毒，该装置的设计不足之处是D装置后应添加一个酒精灯， 【小问7详解】 计算得出 C、D 装置吸收气体中碳氢元素质量比不等于查阅资料中所写方程式生成物内的碳氢元素质量比，故推测可能是未完全反应的CH4与CuO反应导致。 4. 同学们在学习金属的化学性质时，在实验室利用下图装置来探究铁、锌、铝的金属活动性强弱情况。 （1）实验原理：B中反应的化学方程式为 。 （2）实验现象：A中反应的实验现象为 。 （3）实验结论： 。 （4）实验前，对铁片、锌片、铝片进行的操作是 。 （5）问题与交流：为了保证实验的可靠性，对加入的稀盐酸的要求是 。 【答案】（1） （2）铁片表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色 （3）金属活动性：铝>锌>铁 （4）用砂纸将金属片打磨光亮 （5）浓度相同、体积相同（合理即可） 【解析】 【小问1详解】 B中发生反应为锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，该反应的化学方程式为：； 小问2详解】 A中铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故现象是：铁片表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色； 【小问3详解】 将相同形状和大小的铁片、锌片、铝片与相同体积、相同浓度的稀盐酸反应，铁、锌、铝均能与稀盐酸反应，产生气泡，且产生气泡的速率：铝＞锌＞铁，说明金属活动性：铝>锌>铁； 【小问4详解】 实验前，对铁片、锌片、铝片进行的操作是：用砂纸将金属片打磨光亮，除去金属表面的氧化物； 【小问5详解】 探究铁、锌、铝的金属活动性强弱，根据控制变量法，除了金属的种类不同，其它因素相同，故对加入的稀盐酸的要求是：浓度相同、体积相同。 5. 氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物，制备特殊的陶瓷材料等。某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁（Mg3N2），并用实验方法测定氮化镁的纯度。 Ⅰ：制备氮化镁 【查阅资料】 ①(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O，该反应为放热反应； ②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气；稀硫酸能吸收氨气； ③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应。 【实验】制备氮化镁的装置示意图如图甲（A-G）： （1）D装置的作用是_____。 （2）E装置中发生反应的化学方程式为 。 （3）实验时先进行 （选填“A”或“E”）处加热，理由是 。 Ⅱ：测定氮化镁的含量 （4）氮化镁是浅黄色粉末，极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3，反应的化学方程式为 。 【定性分析】 （5）步骤一：取少量氮化镁样品于试管中，加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成。 步骤二：弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡．该步骤中产生气泡的化学方程式为 。 【定量测定】按图乙（H﹣I）实验装置进行实验： （6）取氮化镁样品16g进行实验，I装置增重3.4g，则该样品中氮化镁的质量分数 。 （7）球形干燥管的作用是 。 【答案】（1）干燥氮气 （2）3Mg+N2Mg3N2 （3）①. A ②. 排尽装置内的空气 （4）Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑ （5）Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ （6）62.5% （7）充分反应，防倒吸 【解析】 【小问1详解】 浓硫酸具有吸水性，能够吸收水蒸气，干燥氮气，故填：干燥氮气； 【小问2详解】 E装置中镁与氮气在点燃的条件下生成氮化镁，反应的化学方程式为3Mg+N2Mg3N2，故填：3Mg+N2Mg3N2； 【小问3详解】 实验时先进行A处加热，原因是排尽装置中的空气，防止空气中的氧气影响实验结果，故填：A；排尽装置中的空气； 【小问4详解】 氮化镁与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3，反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑，故填：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑； 【小问5详解】 加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡，是因为样品中含有过量的镁，镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑，故填：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑； 【小问6详解】 解：氨气与硫酸反应生成硫酸铵，I装置增重3.4g，说明氨气的质量为3.4g，设样品中氮化镁的质量为x， 该样品中氮化镁的质量分数为×100%=62.5%； 故填：62.5%； 【小问7详解】 氨气极易溶于水，因此球形干燥管的作用是充分反应，防倒吸，故填：充分反应，防倒吸。 6. 初中化学常见的具有还原性的物质有C、CO、H2等，图一是CO还原氧化铜的实验装置。 Ⅰ：CO还原氧化铜 （1）仪器A的名称为 。 （2）CO还原氧化铜的化学方程式为 。 Ⅱ：某气体R也具有还原性，兴趣小组同学为了测定气体R的元素组成，将图一装置进行改进，如图二。 【实验步骤】 ①用注射器甲吸入10mL空气，如图连接装置后，将气体全部推入装置，发现注射器丁的活塞由0移动至10mL处； ②在玻璃管乙中装入足量的CuO并连接乙和丙，用氮气排尽装置内的空气； ③在注射器甲中装入mg气体R，注射器丁的活塞位于0刻度处，再按如图组装装置； ④点燃酒精灯，推动甲的活塞使气体R慢慢通过装有氧化铜的玻璃管乙，至R完全反应； ⑤待装置冷却至室温后，将注射器甲的活塞推至0刻度处，此时注射器丁的活塞位于VmL刻度处。经检测装置中的气体仅有氮气，乙管中固体质量减少了m1g，丙管中收集到m2g水（该状态下氮气密度为ρg/mL，忽略丙管中水的体积对实验的影响）。 请回答下列问题： （3）步骤①目的是 。 （4）实验中可观察到乙管中的现象为 。 （5）根据实验数据计算，发现气体R中不存在氧元素，能证明该结论的表达式为 。 （6）关于该实验，下列说法正确的是 （填标号）。 a．若氧化铜没有反应完，则会影响气体R中元素的测定 b．实验过程中可以通过来回缓慢推拉注射器甲、丁的活塞，促使气体R完全反应 c．根据实验数据分析，气体R中一定含有氮、氢两种元素，且R中氮、氢原子的个数比为9pV：14m2 d．不称量乙管中固体减少的质量，也能得出气体R的元素组成 【答案】（1）铁架台 （2） （3）检查装置气密性 （4）黑色固体变红色 （5）m1＝m2 （6）bcd 【解析】 【小问1详解】 仪器A的名称为铁架台。 小问2详解】 一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为。 【小问3详解】 用注射器甲推入10mL空气，发现注射器丁的活塞由0移动至10mL处，说明装置气密性良好，该步骤的目的是检查装置的气密性。 【小问4详解】 氧化铜固体被还原，所以乙管中观察到的现象是：黑色固体变红。 【小问5详解】 由于该气体中不含氧元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素质量不变，所以氧化铜中减少的氧元素质量和生成水中氧元素质量相等，m2g水中氧元素的质量为：，即能证明该结论的表达式为：。 【小问6详解】 a.该计算是根据氧化铜减少的质量与生成水中氧元素的质量相比较得出该气体中是否含有氧元素的，所以氧化铜没有反应完不会影响气体R中元素的测定，故a选项错误； b.实验过程中可以通过来回缓慢推拉注射器甲、丁的活塞，促使气体与氧化铜充分接触，从而使R完全反应，故b选项正确； c.反应结束后，注射器甲中的气体已经完全反应，将注射器甲的活塞推至0刻度处，此时注射器丁的活塞位于VmL刻度处，经检测装置中的气体仅有氮气，说明有VmL氮气产生，则氮气的质量为：，即R气体中氮元素的质量为，生成的水中氢元素质量为：，所以R分子中氮原子个数和氢原子个数之比为：，故c选项正确； d.不称量乙管中固体减少的质量，也能得出气体R 的元素组成，是因为反应生成水和氮气，根据氮气质量可以计算R中氮元素质量，根据生成水的质量可以计算氢元素质量，再比较氮元素和氢元素质量之和与mg气体R的关系，可以判断是否含有氧元素，故该选项d正确。故选bcd。 7. 小明同学学习了木炭还原氧化铜的实验后，对生成气体的成分产生了质疑。他认为生成的气体中除含CO2外，可能还含CO。 【查阅资料】 ①浓硫酸具有吸水性，可除去气体中混有水蒸气； ②NaOH溶液可以吸收CO2，其反应方程式为CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O。 为了探究木炭还原氧化铜实验中是否产生了一氧化碳，小明称取m1g的木炭和氧化铜混合物放入装置A中，并设计了如图所示的装置进行实验探究。 （1）仪器a的名称为 。 （2）从环保角度，实验时应先加热 （填“A”或“E”）装置的硬质玻璃管。 （3）装置A中一定会发生的反应方程式为_ 。 （4）若观察到的实验现象：______，则证明木炭还原氧化铜的气体产物中含CO。 （5）小明同学通过反思：仅用虚线框中的实验装置也能判断装置A中生成的气体是否含CO，测定的实验数据如下： 装置 A B C D 反应前质量/g m1 m2 m3 m4 反应后质量/g m1′ m2′ m3′ m4′ 若实验步骤及操作无误，能证明装置A生成的气体中含CO的证据是 （用合适的“代数式”表示）。 【答案】（1）酒精灯 （2）E （3） （4）C中无明显现象，E中黑色固体变红色，F中澄清石灰水变浑浊 （5）m1+m2+m3+m4＞m1′+m2′+m3′+m4′ 【解析】 【小问1详解】 由图可知，仪器a的名称是：酒精灯； 【小问2详解】 木炭能与氧化铜在高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，故从环保角度，实验时应先加热E装置的硬质玻璃管，使反应生成的一氧化碳充分反应，防止一氧化碳逸出，污染空气； 【小问3详解】 装置A中一定会发生的反应为木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：； 【小问4详解】 一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，故若观察到C中无明显现象（说明A中生成的二氧化碳被B装置完全吸收），E装置中黑色固体逐渐变红，F中澄清石灰水变浑浊，则证明木炭还原氧化铜的气体产物中含CO； 【小问5详解】 根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，若反应生成了一氧化碳，B、C、D装置不能吸收一氧化碳，则m1+m2+m3+m4＞m1′+m2′+m3′+m4′。 8. 化学兴趣小组的同学在进行课外实验取用生石灰时，发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂（如图），他们对此现象充满好奇，决定一起探究这瓶生石灰是否变质并测定其成分，兴趣小组进行了如下探究。 探究一：生石灰是否变质 （1）取部分样品于试管中，加入适量的水，用手触摸试管外壁，无法感觉到明显的 （填“吸热”或“放热”）现象。 兴趣小组得出结论：生石灰已经变质。 探究二：变质生石灰的成分 【查阅资料】Ca（OH）2加热到580℃时会发生分解反应，生成两种氧化物；碱石灰是氢氧化钠与氧化钙固体混合物，能吸收水和二氧化碳。 【进行实验】 Ⅰ.连接装置，检查装置气密性； Ⅱ.称取10.0g样品于装置B中，先通入空气一段时间，称量C、D、E装置的质量； Ⅲ.然后边通入空气，边用酒精喷灯加热（能达到1000℃高温）至完全反应； Ⅳ.继续通空气一段时间，再称量C、D、E装置的质量，测得C增重0.9g，D增重2.2g，E没有增重。 （2）步骤Ⅳ中“继续通空气一段时间”的作用是 。 【实验结论】 （3）请计算和分析，该生石灰样品中各成分及其质量分别是 。 【反思评价】 （4）若缺少A装置或缺少E装置，致生石灰样品中某一成分质量偏小，该成分是 （填化学式）。 （5）该生石灰样品在变质过程中涉及的化学方程式是 （任写一个即可）。 【答案】（1）放热 （2）使反应生成的二氧化碳和水全部被C、D装置吸收 （3）C增重的质量就是生成水的质量，则生成水的质量为0.9g，D增重的质量就是生成二氧化碳的质量，则生成二氧化碳的质量为2.2g， 设：氢氧化钙的质量为x， x＝3.7g 即：氢氧化钙的质量为3.7g； 设碳酸钙的质量为y， y＝5.0g 即碳酸钙的质量为5.0g，则氧化钙的质量为10.0g﹣5.0g﹣3.7g＝1.3g， 答：该生石灰样品中CaO、Ca（OH）2、CaCO3的质量分别为1.3g、3.7g、5.0g。 （4）CaO （5）CaO+H2O＝Ca（OH）2或CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 【解析】 【小问1详解】 生石灰是氧化钙的俗称，氧化钙与水反应生成氢氧化钙且放出大量的热，结论是生石灰已经变质，则取部分样品于试管中，加入适量的水，用手触摸试管外壁，无法感觉到明显的放热现象； 【小问2详解】 Ca(OH)2加热到580℃时会分解生成氧化钙和水，碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，则步骤Ⅳ中“继续通空气一段时间”的作用是使反应生成的二氧化碳和水全部被C、D装置吸收，使实验结果更准确； 【小问3详解】 浓硫酸具有吸水性，C增重的质量就是生成水的质量，则生成水的质量为0.9g，碱石灰能吸收二氧化碳，D增重的质量就是生成二氧化碳的质量，则生成二氧化碳的质量为2.2g，见答案； 【小问4详解】 空气中含有二氧化碳和水蒸气，若缺少A装置会使测定的二氧化碳质量和水蒸气偏大，计算出的碳酸钙和氢氧化钙质量偏大，氧化钙的质量等于样品的质量减去碳酸钙和氢氧化钙的质量，则氧化钙的质量偏小，缺少E装置会使测定的二氧化碳质量偏大，计算出的碳酸钙质量偏大，氢氧化钙的质量不变，则氧化钙的质量偏小，故若缺少A装置或缺少E装置，均会导致生石灰样品中氧化钙质量偏小，化学式是CaO； 【小问5详解】 生石灰是氧化钙的俗称，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为CaO+H2O＝Ca（OH）2，生成的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。 9. 碱式碳酸铜(简单表示为aCuO·bCO2·cH2O)可用于制备各种铜的化合物等，其受热易分解：。某学习小组进行如下实验。 I.验证碱式碳酸铜分解产生的气体中含有二氧化碳。 （1）试剂X的名称是 。 （2）实验完毕后，停止实验的操作是 。 Ⅱ.确定该碱式碳酸铜的组成并回收铜 取22.2g碱式碳酸铜样品装入硬质玻璃管，用如下装置实验： 已知：浓硫酸具有吸水性；NaOH溶液可吸收CO2；碱石灰可吸收水和二氧化碳；试剂均足量。 （3）为进一步优化图2装置，宜在装置中添加M于 之间(填写装置下面对应的字母)。 （4）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞 (请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。 a.加热反应一段时间 b.收集气体并检验其纯度 c.关闭分液漏斗活塞 d.停止加热，充分冷却 （5）实验后，B装置回收金属铜12.8g，D装置增重4.4g，则a：b：c= _(写出最简整数比)。若测得c的值偏大，可能的原因是 (填标号)。 a.固体铜中残留有CuO b.C中加入浓硫酸的量不足 c.D中加入NaOH溶液的量不足 d.NaOH溶液中部分水变为水蒸气进入E装置 【答案】（1）澄清石灰水 （2）先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯 （3）A、B （4）badc （5） ①. 2:1:1 ②. cd 【解析】 【小问1详解】 二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故可用澄清石灰水检验二氧化碳，故试剂X的名称是：澄清石灰水； 【小问2详解】 实验完毕后，停止实验的操作是：先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止液体倒流，炸裂试管； 【小问3详解】 为进一步优化图2装置，宜在装置中添加M于A、B之间，用于干燥反应生成的氢气，防止氢气从A装置中携带出水蒸气，影响实验结果； 【小问4详解】 该实验实验步骤为：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞，反应生成氢气，氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故应先通入氢气，将装置内空气排尽，收集气体并检验其纯度，当收集到纯净的氢气时，开始加热，使碱式碳酸铜受热分解，氢气和氧化铜反应，反应完毕，先停止加热，继续通入氢气，防止液体倒吸，待冷却至室温后，关闭分液漏斗活塞，故顺序为：badc； 【小问5详解】 该实验中发生反应为：，氢气和氧化铜反应：，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则碱式碳酸铜中的铜元素完全转化到了铜中，则碱式碳酸铜中氧化铜的质量为：，D装置中增加的质量为反应生成二氧化碳的质量，则碱式碳酸铜中二氧化碳的质量为：4.4g，则碱式碳酸铜中水的质量为：22.2g-16g-4.4g=1.8g，则a：b：c=； a、固体铜中残留有CuO，会导致测得铜的质量偏大，则导致测得碱式碳酸铜中水的质量偏小，导致c值偏小，不符合题意； b、C中加入浓硫酸的量不足，会导致反应生成的水不能被C装置完全吸收，但是该实验是通过碱式碳酸铜的质量减去生成二氧化碳和氧化铜的质量和，来得出碱式碳酸铜中水的质量，故C中浓硫酸不足，不会使c值偏大，不符合题意； c、D中加入NaOH溶液的量不足，反应生成的二氧化碳不能被完全吸收，会导致测得二氧化碳的质量偏小，导致测得碱式碳酸铜中水的质量偏大，c值偏大，符合题意； d、NaOH溶液中部分水变为水蒸气进入E装置，会导致测得生成二氧化碳的质量偏小，导致测得碱式碳酸铜中水的质量偏大，c值偏大，符合题意。 故选cd。 10. 某学习小组仿照拉姆塞发现稀有气体的实验原理，用下图所示装置测定空气中氧气的质量分数，并制备少量氮化镁。（碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，装置气密性良好，夹持装置已略去，忽略气体密度变化） 已知：①点燃或加热时，镁与氮气反应生成氮化镁固体（其中氮元素为-3价）。 ②装置丁内收集到气体的密度为ρg/mL。 部分实验步骤： I、装入药品，连接装置，点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气。 Ⅱ、点燃丙处酒精灯，继续通入一段时间空气。 Ⅲ、停止通入空气，熄灭酒精灯，冷却至室温。 实验测得数据：装置甲、丙硬质玻璃管内固体质量分别增加m1g、m2g：装置乙质量增加m3g：最终装置戊量筒里水的体积为VmL。 回答问题： （1）空气中能供给呼吸的气体是 （填化学式）。 （2）装置甲硬质玻璃管内观察到的实验现象是 。 （3）装置丙硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为 。 （4）步骤I中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是 。 （5）空气中氧气的质量分数为_ （用m1、m2、m3、ρ、V的代数式表示）。 【答案】（1）O2 （2）红色粉末逐渐变黑 （3） （4）排出装置内的氧气，防止镁与氧气反应 （5） 【解析】 【小问1详解】 氧气用途是供给呼吸，支持燃烧，所以空气中能供给呼吸的气体是氧气。化学式。 【小问2详解】 装置甲硬质玻璃管内是足量铜粉通入空气，加热条件下红色铜粉与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜粉末。所以装置甲硬质玻璃管内观察到的实验现象是红色粉末逐渐变黑。 【小问3详解】 据图可知，由于铜粉消耗了空气中的氧气，足量碱石灰消耗了空气中的二氧化碳，剩下的氮气在加热的条件下与镁粉反应生成氮化镁固体。化学方程式 【小问4详解】 实验步骤I、装入药品，连接装置，点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气。是使足量铜粉与空气中的氧气充分反应，耗尽空气中的氧气，避免镁与氧气反应。所以步骤I中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是耗尽空气中的氧气，避免镁与氧气反应。 【小问5详解】 根据实验测得数据可知，装置甲消耗了空气中的氧气，质量为m1g；装置丙消耗了空气中的氮气，质量为m2g；装置乙吸收了空气中的二氧化碳，质量为m3g；装置丁中收集到的气体是稀有气体，质量为ρg/mL×VmL=ρVg。所以空气的质量为m1g＋m2g＋m3g＋ρVg。所以空气中氧气的质量分数=。 11. 活性碳酸钙（CaCO3）和碳粉（C）常用作橡胶填充料，用来改良橡胶性能。现有一份由活性碳酸钙和碳粉组成的橡胶填充料样品，为测定其中活性碳酸钙的含量，用如图装置进行实验。（已知：氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳） 步骤如下： ①连接装置并检查装置的气密性； ②取6.0g样品，置于甲中硬质玻璃管内，乙中加入足量的氢氧化钠溶液； ③通入一段时间氧气后，点燃酒精喷灯； ④持续通入氧气，充分反应后，乙装置的质量增加了3.3g ⑤实验结束后… 请回答下列问题： （1）步骤③中先通入一段时间氧气的目的是 。 （2）写出活性碳酸钙反应的化学方程式 。 （3）计算样品中活性碳酸钙的质量分数为 （结果精确到0.1%）。 （4）实验结束后应 （填序号）。 A. 先熄灭酒精喷灯，再停止通氧气 B. 先停止通氧气，再熄灭酒精喷灯 （5）某实验小组同学提出，也可将样品与足量的稀盐酸反应，测定样品中活性碳酸钙的质量分数，试推测该反应的现象为 。 【答案】（1）排尽装置内的空气，避免空气中的二氧化碳对实验造成干扰 （2） （3）96.7% （4）A （5）固体部分消失，溶液中有气泡产生 【解析】 【小问1详解】 步骤③中先通入一段时间氧气是为了排尽装置内的空气，避免空气中的二氧化碳对实验造成干扰； 【小问2详解】 活性碳酸钙在高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳：； 【小问3详解】 解：乙装置氢氧化钠溶液增加的质量是生成二氧化碳的质量3.3g，设样品中碳酸钙的质量为x，高温分解生成二氧化碳的质量为y， 结合两个比例式可计算出：x5.8g 解得：样品中活性CaCO3的质量分数为。 【小问4详解】 先熄灭酒精灯，再停止通氧气，氧气可以阻碍空气中的二氧化碳对实验造成干扰，故选A； 【小问5详解】 将样品与足量的稀盐酸反应，碳与盐酸不反应，活性碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应现象是固体部分消失，溶液中有气泡产生。 12. 定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用氢气还原氧化铜所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了认真的探究。请你一起踏上探究之路，回答下列问题。 【查阅资料】 ①无水硫酸铜遇水变蓝；②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2；③铜与稀硫酸不反应；Cu2O与稀硫酸反应的方程式为：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O （1）氧化亚铜中铜元素的化合价为 。 【定性实验】 方案1取该红色固体加入适量稀硫酸，观察到预定现象，结论为红色固体中含有Cu2O。 （2）方案1中的现象为 。方案2装置如图所示，若干燥管中无水硫酸铜变蓝，则红色固体 （填“含有”或“不含有”）Cu2O。 （3）为确保探究的科学、合理、安全。实验中还应采取的措施有 （填序号）。 ①加热前先排尽装置中的空气 ②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置 ③在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓硫酸的洗气瓶 【定量实验】 方案3称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为ag，取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg。 （4）该实验方案最少得进行 次称量（填序号）。 A. 3 B. 4 C. 5 （5）若确认红色固体中含有Cu2O，则符合a、b、c关系的数学表达式为 。 【答案】（1）+1 （2） ①. 溶液变为蓝色 ②. 含有 （3）①②③ （4）B （5）c＜ 【解析】 【小问1详解】 氧化亚铜中，氧元素化合价为-2价，设铜元素的化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则2x+（-2）=0，解得x=+1。 【小问2详解】 由于氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，硫酸铜溶液显蓝色，则现象为固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色； 硫酸和锌反应生成氢气，氢气具有还原性，能和氧化亚铜反应生成铜和水，水能使无水硫酸铜变蓝，则说明红色固体中含有氧化亚铜。 【小问3详解】 ①由于空气中含有水蒸气，则加热前应先排尽装置中的空气，符合题意； ②由于制取的氢气中混有水蒸气，则应在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置，符合题意； ③由于空气中含有水蒸气，为了防止空气直接进入无水硫酸铜中，则应在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓硫酸的洗气瓶，符合题意。 故选①②③。 【小问4详解】 该实验中，需要称量坩埚的质量、红色固体置于坩埚中的总质量以及充分反应后的固体和坩埚的总质量，且为了确保反应充分进行，称量反应后的质量后，应继续加热一段时间后再称量一次，确保质量不变，则至少进行4次称量，故选B。 【小问5详解】 铜加热生成氧化铜，氧化铜高温灼烧生成氧化亚铜和氧气，即最终生成氧化亚铜的质量为（c-a）g，其中含铜元素的质量为，而加入的红色固体为（b-a）g，若红色固体中含有氧化亚铜，则（b-a）g>，即。 13. 某化学兴趣小组的同学对碳酸钙高温加热一段时间剩余固体的成分进行探究。(碳酸钙高温反应能生成氧化钙和二氧化碳) 【提出问题】剩余固体成分是什么？ 【猜想与假设】 （1）A．没有反应：全部是碳酸钙；B．完全反应：全部是氧化钙；C．部分反应： 。 【设计实验，并完成实验】 （2）完成下列表格 实验操作 实验现象 实验结论 ①取少量固体于试管中，加适量水振荡后静置，再滴几滴无色酚酞试液 溶液变红 说明固体成分中一定含有 ②再取少量固体于另一试管中滴加过量稀盐酸 有气泡生成 说明固体成分中一定含有 【实验结论】 （3）通过实验，该小组同学得出的结论：剩余固体成分应为【猜想与假设】中的 (填“A”或“B”或“C”)。 【交流与反思】 （4）实验操作②中产生气泡的化学方程式 。 【答案】（1）氧化钙和碳酸钙的混合物 （2）①. 氧化钙##CaO ②. 碳酸钙##CaCO3 （3）C （4） 【解析】 【小问1详解】 碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，故部分反应，剩余固体是碳酸钙和氧化钙的混合物，故填：氧化钙和碳酸钙的混合物； 【小问2详解】 ①取少量固体于试管中，加适量水振荡后静置，再滴几滴无色酚酞试液，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，故溶液变红，说明固体成分中一定含有氧化钙； ②再取少量固体于另一试管中滴加过量稀盐酸，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故有气泡产生，说明固体成分中一定含有碳酸钙； 【小问3详解】 由以上分析可知，剩余固体成分为碳酸钙和氧化钙，则剩余固体成分应为【猜想与假设】中的C； 【小问4详解】 实验操作②中产生气泡的反应为碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。 14. 为探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组进行了探究。 【提出问题】影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素有哪些? 【猜想与假设】甲同学： 丙同学：溶液温度； 乙同学：酸的浓度。 【设计实验】小组同学将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验。 【实验验证】写出大理石与稀盐酸反应化学方程式： ； 比较下表是同学进行的探究记录，请完善表格。 实验目的 对照组 实验现象 实验结论 探究温度对于反 应速率的影响 ①和 。 温度越高化学反应应 速率越快 ③和④ 实验③产生气泡速率比实验④快 【答案】 ①. 反应物的接触面积 ②. CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ③. ③ ④. 试管③中产生的气泡比试管①中的快 ⑤. 探究反应速率与接触面积有关 ⑥. 接触面积越大，反应速率越快 【解析】 【详解】（1）由设计的实验可知，甲同学的猜想是反应速率与接触面积有关。 （2）大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。 （3）根据控制变量法，探究温度对于反应速率的影响应该选①③。 （4）由实验的结论可知，试管③中产生的气泡比试管①中的快。 （5）试管③④的不同点是大理石的大小不同，与稀盐酸的接触面积不同，故实验目的是探究反应速率与接触面积有关。 （6）接触面积越大，反应速率越快。 【点睛】在探究实验中，当有多个因素影响实验时，要注意控制变量法的应用。 15. 二氧化碳的制取与性质是初中化学的重要实验，请回答下列问题。 Ⅰ.二氧化碳的制取 （1）仪器B的名称是 。 （2）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 。 （3）从上图中选择仪器组装一套发生装置，要求制取较大量的二氧化碳，且可便于多次添加稀盐酸，不需要用到的仪器有哪些？ (填序号)。 Ⅱ.二氧化碳的性质 为了验证能与水反应，某兴趣小组的同学进行了如下探究活动。 小明同学进行实验一(如图)： 【步骤1】把干燥紫色石蕊纸花放入装满的软塑料瓶，立即旋紧瓶盖。一段时间后，纸花颜色无明显变化； 【步骤2】打开瓶塞向该软塑料瓶注入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。 （4）观察到现象：①干燥的紫色石蕊纸花变红；② 。 （5）小明同学根据“干燥的紫色石蕊纸花变红”这一现象得出“能与水反应”结论。你认为小明同学验证能与水反应的方法是通过实验证明 (填序号)。 A. 反应物被消耗 B. 有新物质生成 （6）小红同学认为小明同学所得结论不严密。其理由是：可能是二氧化碳和水反应的生成物使紫色石蕊纸花变红；也可能是 使紫色石蕊纸花变红。 该兴趣小组的同学继续用干燥石蕊纸花完成了实验二，验证能与水反应。 （7）小丽同学认为不必要做“甲”实验，理由是 。 （8）该小组同学根据“乙”实验产生的现象得出了结论：能与水反应。“乙”实验产生的现象是 。写出二氧化碳与水反应的化学反应方程式 。 Ⅲ.二氧化碳的应用 中国力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，意味着中国将完成全球最高的碳排放降幅。科学家正在研究如下图所示的循环体系。 （9）上述循环体系中可循环利用的物质是 。 （10）从上述图中分析得出以下结论，不正确的是 。 A. 二氧化碳是一种重要的资源 B. 可通过多种途径实现水的分解 C. 分离、浓缩得到二氧化碳是化学变化 【答案】（1）锥形瓶 （2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （3）AEF （4）塑料瓶变瘪 （5）B （6）水 （7）小明的实验已验证 （8）①紫色石蕊纸花变红 ② （9）二氧化碳 （10）C 【解析】 【小问1详解】据图可知，仪器B的名称是锥形瓶； 【小问2详解】实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳，同时生成氯化钙和水，反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； 【小问3详解】发生装置为固液发生装置，同时需要多次加入稀盐酸，因此长颈漏斗为必须仪器，锥形瓶能作为反应容器，双孔橡胶塞密封锥形瓶，同时固定长颈漏斗，故需要BCD，不需要的仪器是：AEF； 【小问4详解】二氧化碳和水反应使塑料瓶中的压强小于外界压强，从而使塑料瓶变瘪； 【小问5详解】根据小明实验操作可以知道，小明是利用了二氧化碳与水反应属于化学变化，即产生了新物质来进行判断的，故选B； 【小问6详解】向盛有二氧化碳的塑料瓶内倒入水，干燥的紫色石蕊纸花变红，也可能是水使其变红，本实验没有排除水的干扰； 【小问7详解】小明的实验：把干燥紫色石蕊纸花放入装满的软塑料瓶，立即旋紧瓶盖。一段时间后，纸花颜色无明显变化，说明二氧化碳不能使石蕊变红； 【小问8详解】二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红，反应的化学反应方程式为：； 【小问9详解】由流程可知，可循环利用的物质是二氧化碳； 【小问10详解】A、二氧化碳也是一种重要的资源，故说法正确； B、由图示可知，可通过多种途径实现水的分解，如电解或在光照和催化剂的催化作用下，故说法正确； C、分离、浓缩得到二氧化碳过程中没有生成新物质，属于物理变化，故说法错误； 故选C。 16. 某实验小组围绕“木炭还原氧化铜”反应的气体产物成分开展实验。 【提出问题】碳还原氧化铜生成的气体是什么？ 【作出猜想】 猜想①：只有CO；猜想②：只有； （1）猜想③： 。 【实验1】装置如图 （2）连接装置时，需根据导管的高度调节 (填“甲”或“乙”，下同)处的高度，再确定 处的高度。 （3）实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊，相关的化学方程式是 。 （4）实验结束时，应该先撤出导管，再熄灭酒精灯。要等盛装固体的试管冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是 。 实验结论1：猜想①不成立。 【实验2】为进一步确定碳还原氧化铜生成的气体，实验小组设计实验如图。 （5）实验前，需要通入一段时间的氦气(He)，其实验目的是________。 将氧化铜、碳粉按一定比例加入试管中进行实验2，测得数据如图。 实验结论2：猜想③成立。 （6）结合图像分析，碳还原氧化铜反应生成最多的气体是 。 （7）请结合图像分析图中a→b段的变化原因 (用化学方程式表示)。 （8）科学家制造出一种超轻材料——“碳海绵”，主要成分是石墨烯和碳纳米管(均属于碳的单质)，请思考能否用“碳海绵”还原氧化铜，请分析原因： 。 【答案】（1）、 （2） ①. 乙 ②. 甲 （3） （4）防止灼热的铜被氧化为氧化铜 （5）排尽装置内的空气，防止影响实验结果 （6）二氧化碳## （7） （8）“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管，均属于碳的单质且碳单质具有还原性，故在一定条件下“碳海绵”可还原氧化铜 【解析】 【小问1详解】 由猜想①只有CO，猜想②只有可知，猜想③有、； 【小问2详解】 连接装置时，需根据装有澄清石灰水的导管的高度调节乙处的高度，再确定甲处酒精灯的高度； 【小问3详解】 实验过程中，观察到澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体生成，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，相关的化学方程式是； 【小问4详解】 实验结束时，应该先撤出导管，再熄灭酒精灯，等盛装固体的试管冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是防止灼热的铜被氧化为氧化铜； 【小问5详解】 实验前，需要通入一段时间的氦气(He)，其实验目的是排尽装置内的空气，防止影响实验结果； 【小问6详解】 由图像分析可知，碳还原氧化铜反应生成最多的气体是二氧化碳（）； 【小问7详解】 图中a→b段二氧化碳的质量减小，对应一氧化碳的质量增加，说明二氧化碳与碳在高温条件下反应生成了一氧化碳，化学方程式为； 【小问8详解】 “碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管，均属于碳的单质且碳单质具有还原性，故在一定条件下“碳海绵”可还原氧化铜。 17. 为研究影响H2O2分解的因素，用如图装置进行实验。 实验情况下表： 已知：①室温为20℃，水浴时间均为5分钟 ② 实验组号 实验序号 具支试管内的试剂 水浴温度 试管内现象 Ⅰ 1 10mL蒸馏水，1mL2%H2SO4溶液 20℃ 无气泡 2 40℃ 极少量气泡 Ⅱ 3 10mL30% H2O2溶液 20℃ 无气泡 4 40℃ 极少量气泡(比实验2略多) Ⅲ 5 10mL30%H2O2溶液，1mL2% H2SO4溶液 20℃ 无气泡 6 少量气泡 Ⅳ 7 10mL30%溶液，1mL2%溶液 20℃ 少量气泡 8 40℃ 大量气泡 （1）实验组Ⅰ的目的是 。 （2）实验6中设置水浴温度为 。 （3）①对比实验 和 (填序号，从1～8中选择)，可知硫酸铜可以加快H2O2分解。 ②从以上实验可知，除了加入硫酸铜等催化剂，还可以通过 方法加快H2O2分解。 （4）写出实验8中H2O2分解反应的化学方程式 。 迁移拓展： 实验Ⅴ：将光亮的粗铜丝灼烧后，迅速伸入盛有10mL30%H2O2溶液和1mL2% H2SO4溶液的试管中(如图)。溶液中立即产生大量气泡，该气体能使带火星的木条复燃。 （5）仅通过实验Ⅴ，得出“Cu也能加快分解”的证据是否充足？请做出判断，并说明理由： 。 【答案】（1）作对照实验，排除蒸馏水和硫酸溶液在实验条件下生成氧气的可能 （2）40℃ （3） ①. 3 ②. 7（或4和8） ③. 加热（合理即可） （4） （5）铜加热后和氧气反应生成氧化铜，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，双氧水大量分解生成氧气，不能确定是铜的作用还是硫酸铜的作用 【解析】 【小问1详解】 实验I的目的是作对照实验，排除蒸馏水和硫酸溶液在实验条件下生成氧气的可能； 【小问2详解】 根据实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的数据可知，实验6中设置的水浴温度为40℃； 【小问3详解】 ①根据对比实验Ⅱ、Ⅳ（3、7或4、8）其他条件相同时，可知硫酸铜可以加快H2O2分解； ②从以上实验数据可知，还可以通过加热的方法加快H2O2分解； 【小问4详解】 H2O2在硫酸铜催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：； 【小问5详解】 仅通过实验V，不能得出“Cu也能加快H2O2分解”，铜加热后和氧气反应生成氧化铜，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，双氧水大量分解生成氧气，不能确定是铜的作用还是硫酸铜的作用。 18. “大单元整合”是一种新的化学学习方法。与铁有关的部分实验如下： 实验一：铁丝的燃烧 实验二：铁钉与CuSO4溶液反应前后质量的测定 实验三：水的组成的探究 （1）实验一：铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中剧烈燃烧，说明燃烧的剧烈程度与_ 有关。铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为 。 （2）实验二：该实验___(填“能”或“不能”)用于验证质量守恒定律，实验现象为铁钉表面覆盖一层红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色。 实验三：法国科学家拉瓦锡曾让水蒸气通过一根烧红的铁质枪管，探究水的组成。 【查阅资料】①.有2种黑色含铁元素的氧化物(FeO、Fe3O4)，其中FeO不能被磁铁吸引，只有Fe和Fe3O4可以被磁铁吸引。②铁能与硫酸铜反应产生红色固体，而Fe3O4不与硫酸铜溶液反应。 （3）按如图装好药品、连好装置。其中装置A对装置B中反应的作用是 。 （4）黑色铁粉加热一段时间后，B中仍为黑色，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣声，同学们猜想生成的气体可能是 。 （5）【实验探究】 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤1：倒出B中黑色固体于白纸上。用磁铁反复吸引 黑色固体全部被吸。 黑色固体中一定没有① 步骤2：取上这少量黑色固体于试管中，加入足量硫酸铜溶液，充分反应。 有红色固体出现，且有黑色固体剩余 黑色固体中一定有Fe和② ③由上述实验探究结论得出：在高温条件下，铁与水蒸气反应的化学方程式 。 【答案】（1） ①. 氧气的浓度 ②. 3Fe+2O2Fe3O4 （2）能 （3）提供水蒸气 （4）氢气##H2 （5）①. 氧化亚铁##FeO ②四氧化三铁##Fe3O4 ③3Fe+4H2OFe3O4 + 4H2 【解析】 【小问1详解】 空气中氧气含量较低，则铁丝在空气中不能燃烧，而在氧气中剧烈燃烧，说明燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关； 铁燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为。 【小问2详解】 铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应前后天平平衡，则该实验能用于验证质量守恒定律。 【小问3详解】 装置A为加热水，则该装置为装置B提供了水蒸气。 【小问4详解】 氢气不纯时点燃会发出尖锐的爆鸣声，且根据质量守恒，水中含有氢元素，则该气体可能是氢气。 【小问5详解】 步骤1：黑色固体能被磁铁吸引，而FeO不能被磁铁吸引，则说明黑色固体中不含FeO； 步骤2：铁能与硫酸铜反应生成红色的铜和硫酸亚铁，四氧化三铁不能与硫酸铜反应，将黑色固体加入硫酸铜溶液中，有红色固体出现，且有黑色固体剩余，则说明黑色固体中一定有Fe和Fe3O4。 ③结合前面分析可知，在高温条件下，铁与水蒸气反应生成四氧化三体和氢气，反应的化学方程式为。 19. 【科学探究】某学习小组对铁锈蚀进行探究。 【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？ 电路板 【查阅资料】（1）氯化钙固体可作干燥剂。（2）一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。 【设计与实验】 实验一：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，进行如图实验，现象如表1 表1 试管 A B C D 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 （1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与______发生化学反应。 （2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与______有关。 （3）写出用盐酸除铁锈的化学方程式______。 实验二：影响铁锈蚀速度的因素。 （4）该小组用图甲装置进行探究铁的锈蚀的实验（量筒内的铁丝绒的量充足），起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约______（填“40”或“10”）mL刻度处。 （5）小强同学进行如下拓展探究实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。小强同学的实验是探究______对铁钉锈蚀快慢的影响。 温度/℃ 10 20 30 40 50 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 018 【答案】（1）水和氧气 （2）##氯化钠 （3） （4）40 （5）温度 【解析】 【小问1详解】 对比A、B、C试管中，A铁钉与水和空气接触发生休息，B铁钉只与水接触不生锈，C铁钉只与干燥空气接触不生锈，说明铁锈蚀主要是铁与水、氧气发生化学反应； 【小问2详解】 A、D试管中的不同之处为无氧蒸馏水和无氧蒸馏水配制的氯化钠溶液，说明铁锈蚀还与氯化钠有关； 【小问3详解】 盐酸除铁锈是盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为； 【小问4详解】 实验二如图甲所示，在密封环境中，铁锈是消耗氧气，使气压减小，液面上升，上升的比例为空气中氧气的体积分数，约使液面上升总体高度的五分之一，即上升到40mL刻度处； 【小问5详解】 小强同学进行的拓展探究实验根据控制变量法可知，改变的是反应温度，故小强同学的实验是探究温度因素对铁钉锈蚀快慢的影响，结论是在其他条件相同时，温度在10~50℃的范围内，温度越高，铁钉锈蚀的速度越快。 20. 某兴趣小组同学用镁条和稀盐酸反应来研究质量守恒定律的相关问题，其反应的化学方程式为 。 【实验前准备】称3份质量为1.2g的镁条，量取3份50 mL稀盐酸溶液，反应装置如图所示。 【设计并实验】 （1）甲同学称量稀盐酸溶液和烧杯试管总质量为m1；加入一份镁条，待反应结束后(镁条没反应完)称量其总质量为m2。此时发现(m1+1.2) m2(填“＞”“=”或“＜”)；其原因是： 。 （2）乙同学吸取甲同学的教训，对实验进行了完善，他的做法是： ，再做实验得到成功。 （3）丙同学重新设计实验，以计算参加反应的镁条质量:使用甲同学的实验装置，反应前称量装置总质量为m3，将1.2 g镁条分成5等份(每份0.24 g)，先后分5次加入装置中，每次待充分反应后称量装置的总质量，将每次减少的质量m数据记录于下表： 次数 1 2 3 4 5 m/g a 0.02 0.02 0.02 0 a理论上应该是 g，但实测数据偏大，其可能的原因是 ，通过分析数据可知生成氢气的量；由此计算出参加反应的镁条质量是 g。 【答案】 ①. ②. ＞ ③. 盐酸与镁反应生成的氢气逸出装置，导致反应后总质量减少 ④. 将实验放在密闭容器内进行 ⑤. 0.02 ⑥. 盐酸挥发 ⑦. 0.96 【解析】 【详解】镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，该反应方程式为； [设计并实验] （1）甲同学称量稀盐酸溶液和烧杯试管总质量为m1；加入一份镁条，待反应结束后(镁条没反应完)称量其总质量为m2。此时发现(m1+1.2)＞m2；其原因是镁与稀盐酸反应生成的氢气逸出装置，导致反应后的总质量减小； （2）由于甲同学的实验是在敞口容器内进行的，所以对实验进行完善，将实验放在密闭容器内进行，例如可以放在带有塞子的锥形瓶内进行实验，即可得到成功； （3）反应前称量装置总质量为m3，将1.2 g镁条分成5等份(每份0.24 g)，先后分5次加入装置中，每次待充分反应后称量装置的总质量，将每次减少的质量m数据记录于下表： 由表格前四次数据可知，每增加0.24g镁条，每次减少的质量为0.02g，所以a理论上应该是0.02g，但实测数据偏大，其可能的原因是盐酸挥发，导致反应后总质量减少更多，所以测得m偏大，通过分析数据可知生成氢气的量为0.02g×4=0.08g； 设参加反应的镁条的质量为x，则有 x=0.96g 即参加反应的镁条的质量为0.96g。 21. 某气体由H2、CO中的一种或两种组成，某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究。 【提出问题】该气体由什么物质组成？ 【提出假设】猜想Ⅰ：只有氢气；猜想Ⅱ：只有一氧化碳；猜想Ⅲ： ； 【提供信息】由H2、CO中的一种或两种组成的气体能在氧气中安静地燃烧。 【设计实验】将该气体在氧气中完全燃烧的产物依次通过装置A、B，根据装置A、B中物 质质量的变化情况来推测该气体的组成。 【现象与结论】 现象 结论 ①. 装置A质量增加， 装置B质量无变化 猜想 成立 ②. 装置A质量 ，装置B质量增加 猜想Ⅱ成立 ③. 装置A质量增加，装置B质量 猜想Ⅲ成立 【分析讨论】 （1）装置A质量增加，说明气体燃烧的产物中有 生成，推知该气体成分中一定含有 元素；装置B质量增加，说明该气体燃烧的产物中有 生成，推知该气体成分中一定含有 元素。 （2）装置A中浓硫酸的作用 。 【反思】若某纯净物完全燃烧，将其产物依次通过该套实验装置A、装置B，发现装置A、B的质量都增加了，则该纯净物可能是 （任写一种物质的化学式或名称）。 【答案】 ①. 氢气与一氧化碳的混合物 ②. Ⅰ ③. 无变化 ④. 增加 ⑤. 水##H2O ⑥. 氢##H ⑦. 二氧化碳##CO2 ⑧. 碳##C ⑨. 吸水 ⑩. 甲烷（乙醇、甲醇等） 【解析】 【详解】[提出假设] 猜想Ⅲ：根据H2、CO两种气体的组合方式，共有三种可能：①只有氢气；②只有一氧化碳；③氢气与一氧化碳的混合物。所以猜想Ⅲ：氢气与一氧化碳的混合物。 [现象与结论] 浓硫酸有吸水性，能吸收燃烧生成的水，二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，可以吸收燃烧产生的二氧化碳，又氢气燃烧只生成水，一氧化碳燃烧只生成二氧化碳。 ①装置A质量增加，装置B质量无变化，说明只生成了水，则猜想Ⅰ正确； ②猜想Ⅱ成立，则只生成二氧化碳，则装置A质量无变化，装置B质量增加； ③如猜想Ⅲ成立，则生成水和二氧化碳，则装置A质量增加，装置B质量增加。 [分析讨论] （1）浓硫酸有吸水性，能吸收燃烧生成的水，二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，可以吸收燃烧产生的二氧化碳，装置A质量增加，说明气体燃烧的产物中有水，水中的氧元素可来自氧气，但氢元素定来自气体；装置B质量增加，说明该气体燃烧的产物中有二氧化碳，其中碳元素必然来自气体。 （2）浓硫酸有吸水性，能吸收燃烧生成的水，从而进一步判断气体的成分。 [反思] 燃烧产物中既有水，又有二氧化碳，根据质量守恒定律，则可燃物中必然含有碳、氢两种元素可能含有氧元素，不可能含有其他元素，如甲烷、乙醇、甲醇等。 22. 学完金属的性质后，某校兴趣小组同学对金属的部分性质进行了研究。 【活动一】探究金属与氧气的反应 （1）若利用图一进行铁丝燃烧实验时没有观察到火星四射的现象可能原因 (写一条即可)。 （2）图二是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式，更能提高实验成功率的方式是 (填序号，图二从左到右分别是①②③)。 【活动二】探究金属与酸的反应 （3）为探究铁与盐酸反应剧烈程度的影响因素，兴趣小组做了以下实验，如图三所示，实验过程中可观察到铁粉产生气泡速率更快。由此得出的结论是_____，发生反应的化学方程式______。 （4）取表面积大小相同的3种金属片，分别加入足量相同的三份稀盐酸中，并用温度传感器测定反应过程中的温度变化，所得温度变化曲线如图所示。由图 A 可知：_______(填“能”或“不能”)根据金属与酸的反应放热来判断不同金属的活动性强弱。 【活动三】探究金属与金属化合物溶液反应 （5）兴趣小组同学想检测生产硫酸铜工厂排放的污水中是否含有硫酸铜，请你参与设计方案 操作 现象及原理(用方程式表示) 结论 将打磨过的铁钉放入装有少量废水的试管中， 观察现象。 现象: 。 原理: 。 污水中含有硫酸铜 【答案】（1）氧气的浓度不足（合理即可） （2）③ （3） ①. 其他条件相同，铁与酸接触面积越大，反应越剧烈 ②. （4）不能 （5） ①. 铁丝表面有红色固体析出 ②. 【解析】 【小问1详解】 氧气的浓度不足会导致铁丝无法燃烧，因此图一装置进行铁丝燃烧实验时，没有观察到火星四射的现象，可能原因为氧气的浓度不足（合理即可）； 【小问2详解】 ③的方式更容易利用火焰持续预热火柴梗，使火柴持续燃烧，利用火焰加热铁丝，使其温度达到着火点。所以更能提高实验成功率的方式是③； 【小问3详解】 使用的酸的种类、质量分数与体积相同，不同的是铁的形状，铁粉比铁片与盐酸的接触面积更大，反应更快。所以可以得出结论其他条件相同，铁与酸接触面积越大，反应越剧烈； 铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：； 【小问4详解】 由图可知：金属和酸反应后铁的温度大于锌，而锌的金属活动性大于铁，因此不能根据金属与酸的反应放热来判断不同金属的活动性强弱； 【小问5详解】 铁的金属活动性在铜之前，因此可以置换出硫酸铜中的铜。故将打磨过的铁钉放入装有少量废水的试管中，若观察到铁丝表面有红色固体析出，这证明污水中含有硫酸铜；原理为铁和硫酸铜反应生成硫酸铜和铁，化学方程式为：。 23. 同学们在实验课上进行了氧气的制取与性质的验证实验，请你与他们一起完成如下实验报告。 氧气的实验室制取与性质 【实验目的】学习实验室制取和收集氧气的方法，认识氧气的性质。 【制取原理】 （1）______________（用化学方程式表示）。 【实验步骤】 （2）制取氧气 ①按照图示连接仪器，并检查装置的气密性。 ②向试管中装人药品，固定装置。 ③加热试管，收集氧气。 ④气体收集完毕后，_ 。 （3）验证氧气的性质 在螺旋状的细铁丝末端系上火柴梗，用坩埚钳夹住铁丝并点燃末端的火柴梗，伸入集满氧气的集气瓶中。观察到铁丝在氧气中燃烧的现象是 。 【问题与交流】 （4）用图示装置收集氧气，利用了氧气 的物理性质。 （5）做铁丝在氧气中燃烧的实验时，应该注意的事项有 （写一点）。 【答案】（1） （2）先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 （3）剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 （4）不易溶于水 （5）集气瓶中留少量水（或将细铁丝打磨光亮或待火柴梗快燃尽时，由上而下缓慢伸入集气瓶中）（合理即可） 【解析】 【小问1详解】 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故化学方程式为：。 【小问2详解】 气体收集完毕后，为了防止导管倒吸冷水进入试管，应该先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。 【小问3详解】 铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。 【小问4详解】 氧气能用排水法收集的原因是因为氧气不易溶于水的物理性质。 【小问5详解】 做铁丝在氧气中燃烧的实验时，应在集气瓶中留少量水，防止高温熔融物溅落集气瓶底，或将细铁丝打磨光亮去除表面氧化物再进行燃烧，或待火柴梗快燃尽时，由上而下缓慢伸入集气瓶中保证温度升至着火点以上。（合理即可） 24. 蒸汽眼罩对缓解眼疲劳、帮助睡眠等具有很重要的作用。蒸汽眼罩由无纺布透气膜和发热体构成。使用眼罩时，去掉外袋，空气中的氧气通过透气膜进入内部，与发热体发生化学反应，释放出热量。某兴趣小组的同学们针对蒸汽眼罩进行了如下项目化学习之旅。 任务一：了解蒸汽眼罩的发热原理 （1）小组同学通过查阅资料得知，蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈。铁粉生锈是铁与空气中的 共同作用的结果。 （2）蒸汽眼罩内的粉末在使用后变为红棕色，其主要成分是 （填化学式）。 任务二：探究蒸汽眼罩内黑色固体的成分， 【查阅资料】蒸汽眼罩的发热体内含有一些黑色固体和氯化钠、蛭石（具有保温作用，可以减缓热量散失）、高吸水树脂（具有良好的保水性能，为眼罩提供水蒸气）等。 【作出猜想】发热体中的黑色固体除铁粉外，可能还含有活性炭粉。 【进行实验】 （3）小组同学想验证此猜想，设计并进行了如下实验。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量黑色粉末，用磁铁靠近粉末 。 发热体中的黑色固体含有铁粉和活性炭粉 ②另取少量黑色粉末加入小烧杯中，向其中加入过量的稀盐酸 。 【反思与交流】 （4）步骤②涉及的反应的化学方程式为 。 （5）眼罩放热的时间和温度是通过透气膜的透氧速率进行控制的，如果透气膜透氧速率太快，可能产生的后果是 。 任务三：自制蒸汽眼罩 【自制过程】取与市售眼罩中等量的铁粉和活性炭粉于无纺布袋中，滴加几滴蒸馏水和浓食盐水，混合均匀制得蒸汽眼罩。 【结果分析】 （6）测得自制蒸汽眼罩比市售蒸气眼罩的放热时间短，造成这种差异的原因是 。。 【表达交流】 （7）为了使蒸汽眼罩的使用效果更加明显，蒸汽眼罩应该保存在 。的环境中。 【答案】（1）氧气、水蒸气 （2）Fe2O3 （3） ①. 部分黑色固体被吸引 ②. 产生大量气泡，溶液由无色变为浅绿色，有固体剩余 （3） （4）蒸汽眼罩温度过高而烫伤眼睛 （5） 自制蒸汽眼罩中没有加入保温材料蛭石 （6） 干燥 【解析】 【小问1详解】 铁粉生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。 【小问2详解】 蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈，铁与氧气和水共同作用生成氧化铁，则铁生锈是缓慢氧化，蒸汽眼罩内的粉末在使用后变为红棕色，其主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3。 【小问3详解】 因为铁能被磁铁吸引，所以现象为部分黑色固体被吸引，铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，所以实验现象还有：产生大量气泡，溶液由无色变为浅绿色，有固体剩余。 【小问4详解】 步骤②涉及的反应是铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，化学方程式为：。 【小问5详解】 如果透气膜透氧速率太快，会加快铁生锈，短时间内迅速升温，使蒸汽眼罩温度过高而烫伤眼睛。 【小问6详解】 蒸汽眼罩（结构成分为铁粉、活性炭、吸水树脂、食用盐水、无纺布、蛭石等），市售蒸汽眼罩能持续放热并保温的原因是蛭石保温，而自制蒸汽眼罩中没有加入保温材料蛭石。 【小问7详解】 为了使蒸汽眼罩的使用效果更加明显，蒸汽眼罩应该保存在干燥的环境中，防止铁粉失效。 25. 2023年9月，《2023全球碳中和年度进展报告》在北京正式发布，为推动各国深化碳中和转型、弥合 全球碳中和进展提供了重要信息。化学实验小组的同学基于该思路，在老师的带领下围绕“碳中和”的 一系列内容展开了项目式学习活动。 任务一：分析“碳中和”的思路 【分析讨论】 （1）同学们讨论后认为，二氧化碳占空气总体积的_____%，它主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是_______。 任务二：探究“海洋固碳”原理 【查阅资料】海洋是地球上最重要的“碳汇”聚集地。据测算，地球上每年使用化石燃料所产生的二氧化碳约35%为海洋中的海水、浮游植物、藻类生物等所吸收。 【分析讨论】 （2）同学们结合生物学知识，认为藻类生物与浮游植物一样，都是通过 作用吸收二氧化碳，这一方法属于“生物固碳”。 【做出猜想】海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。 【进行实验】 （3）同学们设计了以下实验方案对猜想进行验证。 实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论 ①用软塑料瓶收集一瓶二氧化碳，用橡胶塞塞紧瓶口。 / 海水吸收100mL水二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。 ②用注射器盛装100mL水，将针头扎过橡胶塞。并将水全部推入瓶中，振荡。 软塑料瓶先变硬，振荡后恢复原状 ③取软塑料瓶中的液体少许于试管中，加入适量的 ，荡。 液体变浑浊 【反思评价】 （4）同学们认为步骤③中发生的反应是 （写化学方程式）。 （5）小刚认为“海水固碳”的主要原理应该是二氧化碳与水发生反应，但同学们认为他的观点不正确，理由是 。 【总结提升】 （6）同学们再次查阅资料获得了北太平洋不同深度的海水中二氧化碳分压pCO2（二氧化碳含量的一种表示方法）图像，请你分析在0~1000m水深范围内，二氧化碳分压随海水深度增加而增大的原因是 。 任务三：了解“人工固碳”技术 【查阅资料】“人工固碳”就是用各种手段捕捉空气中的二氧化碳，将其储存或者利用。其方法之一是将捕捉的二氧化碳压缩后，压回到枯竭的油田、天然气田、深海进行封存。 【分析交流】 （7）同学们交流后认为，上述这种“人工固碳”法发生的变化属于 。 【成果分享】 （8）通过项目式学习，同学们了解了“碳中和”的思路、原理和方法，在此基础上以“低碳生活从我做起”为主题设计了宣传海报在社区内进行宣传活动，请你与同学们一同完成海报内容_ 。 【答案】（1） ①. 0.03 ②. 减少二氧化碳的产生 （2）光合 （3）澄清石灰水 （4） （5）碳酸不稳定易分解 （6）压强增大，二氧化碳的溶解度增大 （7）物理变化 （8）每天少开 1 小时灯 【解析】 【小问1详解】 二氧化碳占空气总体积的0.03%，它主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是减少二氧化碳的产生；　 【小问2详解】 藻类生物与浮游植物一样，都是通过光合作用吸收二氧化碳； 【小问3详解】 根据实验结论和实验现象，溶液变浑浊，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则步骤③取软塑料瓶中的液体少许于试管中，加入适量的澄清石灰水； 【小问4详解】 二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：； 【小问5详解】 由于二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸不稳定易分解，所以“海水固碳”的主要原理不应该是二氧化碳与水发生反应； 【小问6详解】 气体的溶解度随压强增大而增大，所以在0~1000m水深范围内，二氧化碳分压随海水深度增加而增大，是因为压强增大，二氧化碳的溶解度增大； 【小问7详解】 “人工固碳”就是用各种手段捕捉空气中的二氧化碳，将其储存或者利用。其方法之一是将捕捉的二氧化碳压缩后，压回到枯竭的油田、天然气田、深海进行封存，过程中没有新物质生成，属于物理变化； 【小问8详解】 “低碳生活从我做起”，每周少开1次车，每天少用一滴水，每天少开 1 小时灯，均可以减少二氧化碳的排放。 26. 为了测定空气中氧气含量，某兴趣小组设计以下实验进行探究： Ⅰ．燃烧红磷法测定空气中氧气的含量。 甲组同学按照教材内容设计了如图实验装置。 【实验原理】利用红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，集气瓶内压强减小，烧杯内水倒流。写出红磷在空气中燃烧的文字表达式 。 【实验步骤】 （1）用弹簧夹夹紧橡皮管； （2）点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞； （3） _______（补全实验步骤）； （4）观察水倒流至集气瓶并记录水面的变化情况。 【实验结论】多次实验发现，在实验操作完全规范下，集气瓶内上升的水面仍然始终小于理论值。 【拓展研究】查阅资料得知，当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧，由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是 。 Ⅱ．探究脱氧剂测定空气中氧气含量。使用下图装置进行实验，实验原理是利用脱氧剂中铁在常温下能够消耗装置内氧气，但实验前应先进行的操作是 ，具体操作是关闭弹簧夹，将注射器活塞向外拉一定距离，_ （完善操作、现象与结论）。 【实验过程】 步骤1：在注射器中放入足量脱氧剂粉末，打开弹簧夹； 步骤2：注射器向右拉至一定距离，关闭弹簧夹； 步骤3：一段时间后活塞位置不再发生变化，记录数据。 【数据处理】 （1）实验中需要记录的数据有 （填字母）。 A．反应前注射器中原有空气的体积 B． 反应后注射器中剩余气体的体积 （2）上述实验测定过程至少需要重复两次，其目的是 ，最终计算得出氧气约占空气的体积分数。 【实验评价】与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是 。 【答案】 ①. 红磷+氧气五氧化二磷 ②. 反应完全后，冷却至室温，打开止水夹 ③. 红磷不能将氧气耗尽 ④. 检查装置的气密性 ⑤. 松手后注射器活塞恢复到原位，说明气密性良好 ⑥. AB ⑦. 减小实验误差 ⑧. 操作简便；环保；节能；结论更可靠 【解析】 【详解】实验原理：红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷固体，故红磷在空气中燃烧的文字表达式为红磷+氧气五氧化二磷； 实验步骤：（3）燃烧结束后需要冷却到室温，故实验步骤为反应完全后，冷却至室温，打开止水夹； 拓展研究：当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧，由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是红磷不能将氧气耗尽； Ⅱ、该实验为探究脱氧剂测定空气中氧气含量，故需要在实验前检查检查装置的气密性；具体操作是关闭弹簧夹，将注射器活塞向外拉一定距离，松手后注射器活塞恢复到原位，说明气密性良好； 数据处理： （1）因实验需要计算氧气的体积分数，故需要知道反应前注射器中原有空气的体积以及反应后注射器中剩余气体的体积，故选择AB； （2）测量实验需要进行多次实验，其目的是为了减小误差； 实验评价：与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是操作简便、环保、节能、结论更可靠，对于学生实验来看，操作更安全（合理即可）。 27. 同学们为探究燃烧的条件，设计并完成了如下实验。（白磷的着火点为40℃） 实验步骤：检查装置的气密性，加入药品，进行实验。 实验原理： （1）锥形瓶中发生反应的化学方程式为 。 实验现象： （2）锥形瓶中有气泡产生，烧杯中_ 。 实验结论：燃烧需要氧气。 清洗整理仪器，擦拭实验台，完善实验报告。 问题交流： （3）①还需探究的燃烧条件有_ ，②该实验的注意事项是 （写一点）。 【答案】（1）2H2O22H2O+O2↑ （2）白磷1不燃烧，白磷2燃烧 （3） ①. 温度达到着火点 ②. 装置气密性要好，过氧化氢要足量 【解析】 【小问1详解】 过氧化氢分解制氧气的化学方程式为。 【小问2详解】 过氧化氢分解生成氧气，白磷 1 没有接触氧气所以不燃烧，白磷2与氧气接触，且热水的温度高于白磷着火点，故白磷2燃烧。 【小问3详解】 ①燃烧需要的三个条件是：可燃物、与氧气接触、温度达到着火点。 ②要持续产生氧气才能观察到白磷燃烧，所以装置气密性要好，过氧化氢要足量等。 28. 法国化学家拉瓦锡利用实验揭秘了水的组成，此后其他科学家对其结论进行了验证。在实验室中，同学们模拟科学家的实验过程，对水的组成进行了探究。 【实验用品】电解器、学生电源(12V)、导线、烧杯、水、氢氧化钠(其他用品选)。 【实验步骤】 ①配制溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液。 ②在电解器玻璃管里加满10%的氢氧化钠溶液。 ③接通直流电源，观察并记录现象。 ④一段时间后，切断电源，用燃着的木条分别在两个玻璃管尖嘴口检验电解反应中产生的气体，观察并记录现象。 【实验现象】 （1）两个电极附近均有气泡产生，玻璃管a、b内气体的体积比为 。 （2）检验玻璃管内气体时，b尖嘴口的现象是 。 【实验原理】 （3） 。(用化学方程式表示) 【实验结论】 （4） 。 【问题与交流】 （5）配制溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液需要哪些步骤？ 。(简单写出关键词) 【答案】（1）1:2 （2）b尖嘴口气体燃烧，产生淡蓝色火焰 （3）2H2O2H2↑+O2↑ （4）水由氢元素和氧元素组成 （5）计算、称量、量取、溶解、装瓶 【解析】 【小问1详解】 电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，a试管与正极相连，产生氧气，b试管与负极相连，产生氢气，二者体积比为1：2，故填：1：2； 【小问2详解】 电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，b试管与负极相连，产生氢气，氢气具有可燃性，将b尖嘴口气体燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气，故填：b尖嘴口气体燃烧，产生淡蓝色火焰； 【小问3详解】 电解水时，负极产生氢气，正极产生氧气，方程式为，故填：； 【小问4详解】 氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，化学变化中元素的种类不变，通过该实验探究得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成，故填：水由氢元素和氧元素组成； 【小问5详解】 第一步：计算，确定需要氢氧化钠质量和水的质量，第二步：称量、根据计算结果称量氢氧化钠，第三步：量取，选择合适量筒量取所需水的体积，第四步：将氢氧化钠加入烧杯中，再将水加入烧杯中，溶解氢氧化钠，可用玻璃棒加快溶解，第五步：装瓶，溶解完后将溶液转移到细口瓶并贴好标签，故填：计算、称量、量取、溶解、装瓶。 29. 同学们在学习金属的化学性质时，在实验室利用下图装置来探究铁、锌、铝的金属活动性强弱情况。 （1）实验原理：B中反应的化学方程式为 。 （2）实验现象：A中反应的实验现象为 。 （3）实验结论： 。 （4）实验前，对铁片、锌片、铝片进行的操作是_______。 （5）问题与交流：为了保证实验的可靠性，对加入的稀盐酸的要求是 。 【答案】（1） （2）铁片表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色 （3）金属活动性：铝>锌>铁 （4）用砂纸将金属片打磨光亮 （5）浓度相同、体积相同（合理即可） 【解析】 【小问1详解】 B中发生反应为锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，该反应的化学方程式为：； 【小问2详解】 A中铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故现象是：铁片表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色； 【小问3详解】 将相同形状和大小的铁片、锌片、铝片与相同体积、相同浓度的稀盐酸反应，铁、锌、铝均能与稀盐酸反应，产生气泡，且产生气泡的速率：铝＞锌＞铁，说明金属活动性：铝>锌>铁； 【小问4详解】 实验前，对铁片、锌片、铝片进行的操作是：用砂纸将金属片打磨光亮，除去金属表面的氧化物； 【小问5详解】 探究铁、锌、铝的金属活动性强弱，根据控制变量法，除了金属的种类不同，其它因素相同，故对加入的稀盐酸的要求是：浓度相同、体积相同。 30. 燃烧是人类最早利用的化学反应之一，燃烧与人类的生活以及社会的发展有着密切的联系。某校实践小组的同学们在老师的组织下，带着极大的兴趣以“探究燃烧的奥秘”为主题展开了如下项目化学习。 任务一：调查燃烧的价值 【咨询交流】 （1）同学们通过上网搜索、图书馆翻阅资料、社区调查、学习小组讨论等方式，列举出了许多生活中对燃烧的利用实例，请你写出其中一条 。调查发现社区80%的家庭使用天然气(主要成分是CH4)做饭，CH4完全燃烧的化学方程式为 。 任务二：探究燃烧的条件 【设计实验】为探究燃烧的条件，小组同学在老师的指导下，在实验室设计并完成如下实验。 【查阅资料】白磷的着火点是40℃、红磷的着火点是240℃。 （2）【进行实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 步骤1：按图Ⅱ装置用坩埚钳夹持石头、木条分别置于酒精灯上，点燃 石头不能燃烧，木条可以燃烧 物质燃烧需要满足的条件：___________ 步骤2：室温下，按图I组装装置，装入药品。将锥形瓶浸入80℃的热水中 白磷和红磷均不能燃烧 步骤3：取出锥形瓶，恢复至室温并擦干；打开止水夹K1和K2，从K1处缓慢通入约200mL氧气，再关闭K1和K2 白磷和红磷均不能燃烧 物质燃烧需要满足的条件：可燃物达到燃烧所需要的最低温度 步骤4：将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，观察现象 【反思评价】 （3）通过上述实验，能证明燃烧需要氧气的实验现象是 。 （4）从环保角度分析，图Ⅰ装置的优点是_ 。 （5）小明同学提出可以通过提高和降低可燃物的着火点达到灭火的目的。你是否认同小明的观点，并说明理由： 。 任务三：设计调控燃烧的宣传活动 活动主题 远离火灾，珍爱生命 活动对象 小区居民 时间、地点 1月15日上午、安全小区 活动形式 演讲、小品表演、张贴广告或海报 活动目的 ①通过张贴海报引导人们懂得火灾的危险性，敲响安全防范的警钟 ②通过主题演讲、小品表演等方式普及灭火知识 ③活动总结，撰写实践报告 【成果分享】 （6）针对炒菜时油锅着火，请你给出一条合理的灭火建议： 。 【答案】（1） ①. 供暖（合理即可） ②. CH4+2O2CO2+2H2O （2） ①. 物质具有可燃性 ②. 白磷燃烧，红磷不燃烧 （3）步骤2中白磷不燃烧，步骤4中白磷燃烧 （4）装置密封可以防止五氧化二磷逸出污染空气 （5）不认同，着火点是物质的一种属性，一般不随外界条件的改变而改变 （6）立即盖锅盖(或者倒入大量的冷蔬菜) 【解析】 【小问1详解】 生活中对燃烧的利用实例有利用天然气供暖，利用燃料做饭等； 甲烷和氧气燃烧生成二氧化碳和水，化学反应方程式为CH4+2O2CO2+2H2O； 【小问2详解】 石头不能燃烧，木条可以燃烧，对比说明物质燃烧需要满足的条件是物质具有可燃性； 白磷的着火点是40℃、红磷的着火点是240℃，步骤3中向瓶内通入氧气，步骤4将锥形瓶浸入80℃的热水中，达到了白磷的着火点，达不到红磷的着火点，所以观察到白磷燃烧，产生大量的白烟，红磷不燃烧； 【小问3详解】 步骤2中，将锥形瓶浸入80℃的热水中，白磷温度达到了着火点，但是隔绝氧气，不燃烧，步骤5中，当锥形瓶中充满氧气时，将锥形瓶再次浸入80℃的热水中，白磷温度达到了着火点，与氧气接触，燃烧，对比可得燃烧条件之一是可燃物需要与氧气接触，所以能证明燃烧需要氧气的实验现象是步骤2中白磷不燃烧，步骤4中白磷燃烧； 【小问4详解】 白磷燃烧生成的五氧化二磷有毒，装置始终密闭，可以防止五氧化二磷逸出污染空气，所以图Ⅰ装置的优点是装置始终密闭，防止五氧化二磷逸出污染空气； 【小问5详解】 小明同学提出可以通过提高和降低可燃物的着火点达到灭火的目的，不认同这种观点，因为着火点是物质的一种属性，一般不随外界条件的改变而改变； 【小问6详解】 炒菜时油锅着火，可以用锅盖盖灭，从而达到隔绝氧气目的；或者倒入大量的冷蔬菜，从而达到降低温度到着火点以下的目的； 31. 某化学兴趣小组同学找来一只口罩，准备探究制作口罩中熔喷布的元素组成，查阅资料得知熔喷布可能含C、H、O元素中的两种或者三种。设计完成以下实验(假设每步反应进行完全)。 【实验猜想】（1）猜想一：含C和H两种元素； 猜想二：含C和O两种元素； 猜想三：含H和O两种元素； 猜想四： 。 【实验装置】见图 【实验步骤】 ①检查装置的气密性；②装入相关试剂后，通入一段时间O2；③按图连接装置；④点燃酒精灯。 （2）上述实验步骤的正确顺序为 (填序号)。 【实验现象】 Ⅰ、装置B中无水硫酸铜变蓝，查阅资料得知产生了H2O； Ⅱ、装置C中现象为澄清石灰水变浑浊，证明产生了CO2； （3）写出C中发生反应的化学方程式 。 【实验结论】 （4）根据Ⅰ、Ⅱ可判断：熔喷布中一定含有的元素有 (填元素符号)。 【实验反思】兴趣小组对熔喷布进行了定量研究，数据如下： 装置 A B C 反应前称量/g 48 85 152 反应后称量/g 43.5 87.7 158.6 （5）由上表数据判断本次实验测定的熔喷布_______(填“含”或“不含”)氧元素。 【答案】 ①. 含C、H、O三种元素 ②. ③①②④ ③. ④. C、H ⑤. 含 【解析】 【详解】（1）根据题干可知，熔喷布可能含C、H、O元素中的两种或者三种，通过排列组合有四种情况，分别为C、H元素；C、O元素；H、O元素；C、H、O元素。 故答案为：含C、H、O元素。 （2）做实验时要先连接装置，然后检查装置的气密性以免装置漏气浪费药品造成实验失败，再通入一段时间氧气排尽装置中的空气，最后点燃酒精灯加热开始实验。所以顺序为③①②④。 （3）用澄清的石灰水检验CO2的方程式为。 故答案为：。 （4）根据题干可知反应物为熔喷布和氧气，装置B中无水硫酸铜变蓝，可知产生了H2O，装置C中现象为澄清石灰水变浑浊，证明产生了CO2，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物中含C、H、O三种元素，而反应物氧气含氧元素，所以熔喷布中一定含有C、H两种元素，不确定是否含有氧元素。 故答案为：C、H。 （5）根据表格信息可知，反应的熔喷布的质量为48g-43.5g=4.5g，生成水的质量为87.7g-85g=2.7g，生成CO2的质量为158.6g-152g=6.6g，2.7g水中氢元素的质量是，6.6gCO2中碳元素的质量是，则生成物中碳元素和氢元素的质量总和为2.1g<4.5g，所以熔喷布中除C、H两种元素外，一定含有氧元素。故答案为：含 32. 下列实验均用到红磷或白磷，请分析并回答相关问题。 实验1：测定空气里氧气的含量 实验2：红磷燃烧前后质量的测定 实验3：燃烧条件的实验 （1）实验1中红磷要过量的目的是 。用此装置测定空气中氧气含量所选药品的要求有 （填序号）。 A．只与空气中的氧气反应 B．不生成气体 C．在空气中能自燃 （2）实验2中红磷燃烧未耗尽氧气，对实验结果的影响是 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。验证质量守恒定律实验的要求有 （填序号）。 A．必须在密闭容器中进行 B．不能有气体生成 C．必须是化学反应 （3）白磷的着火点为40℃，红磷为240℃。实验3水中白磷未燃烧的原因是 。热水的作用有 （填序号）。 A．升高着火点 B．使白磷和红磷的温度均达到着火点 C．隔绝水下白磷与氧气的接触 【答案】（1） ①. 将集气瓶内的氧气全部消耗掉 ②. AB （2） ①. 无影响 ②. AC （3） ①. 白磷不能与氧气接触 ②. C 【解析】 【小问1详解】 实验1中是测定空气中氧气的体积分数，红磷要过量的目的是将集气瓶内的氧气全部消耗掉，用此装置测定空气中氧气含量所选药品的要求有只与空气中的氧气反应、不生成气体等，故选：AB； 【小问2详解】 实验2中红磷燃烧未耗尽氧气，会使测定的氧气的含量偏小；验证质量守恒定律实验的要求有必须在密闭容器中进行、必须是化学反应，故选：AC； 【小问3详解】 由燃烧的条件可知，白磷的着火点为40℃。实验8水中白磷未燃烧的原因是白磷不能与氧气接触；烧杯中热水的作用为：隔绝水下白磷与氧气的接触，故选：C。 33. 根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题。 （1）写出标号仪器②的名称： 。 （2）实验室选择装置 A 用高锰酸钾制取氧气时，你认为 A 装置存在的问题是 ，该反应的化学方程式是 。 （3）选择收集装置应依据气体的_ （填序号）的物理性质以及不与水和空气反应的化学性质。 ①颜色 ②密度 ③溶解性 ④可燃性 （4）实验室可以选择装置 （填 A ﹣ E 中的字母） 制取并收集 CO2气体， 该反应的化学方程式是 ，验满的方法是 。 （5）若用 F 装置收集 CO2气体，气体应该从______（填“a”或“b”）导管进。 【答案】（1）长颈漏斗 （2） ① 试管口缺少一团棉花 ②. （3）②③##③② （4） ①. BC##CB ②. ③. 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明已收集满二氧化碳 （5）a 【解析】 【小问1详解】 ②为长颈漏斗； 【小问2详解】 实验室选择装置 A 用高锰酸钾制取氧气时，为了防止加热时粉末状物质进入导管，堵塞导管，需要在试管口放一小团棉花，故 A 装置存在的问题是试管口缺少一团棉花； 高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式是； 【小问3详解】 选择收集装置应依据气体的密度和溶解性的物理性质，以及不与水和空气反应的化学性质，故选②③； 小问4详解】 实验室利用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应为固液常温型，发生装置可选择B，由于由于二氧化碳能溶于水且能与水反应，不能用排水法收集，由于二氧化碳密度比空气大，可选择向上排空气法收集，收集装置可选择C，故可以选择装置BC制取并收集 CO2 气体； 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水， 该反应的化学方程式是； 由于二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明已收集满二氧化碳； 【小问5详解】 由于二氧化碳密度比空气大，若用 F 装置收集 CO2 气体，气体应该从长管a导管进入。 34. 汽水是一种深受青少年喜爱的清凉饮料。某化学兴趣小组的同学对汽水的制作原料、制作过程、气体成分、与人体健康的关系等方面产生兴趣.开展项目化学习活动。 任务一：探究制作原料 【查阅资料】 （1）利用白糖、果汁、水、柠檬酸和碳酸氨钠（食品级）可以制作汽水碳酸氢钠中含钠离子，请用离子符号表示： 。 任务二：探究制作过程 【进行实验】同学们按如下步骤自制汽水。 【交流讨论】 （2）最终所得汽水的物质类别是 。步骤②用凉开水的原因是 。 任务三：探究气体的成分 （3）制得的汽水打开瓶益有气泡冒出，同学们猜想产生的气体可能是二氧化碳，经讨论设计如下方案进行探究。 实验方案 实验现象 实验结论 产生的气体是二氧化碳 【反思评价】 （4）试管中发生反应的化学方程式是 。 任务四：探究与人体健康的关系 （5）不少人对汽水又爱又恨，喜欢它可口的口感，却害怕它带来的一系列健康危害。危害大致上可分为这三个方面：热量大引起肥胖，阻碍钙吸收引起骨质疏松；酸性高导致蛀牙。请你针对汽水的饮用提出一条合理化建议： 。 【答案】（1）Na+ （2） ①. 混合物 ②. 温度越低气体溶解度越大 （3）澄清石灰水变浑浊 （4）CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O （5）适当饮用（合理即可） 【解析】 【小问1详解】 离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略，若表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字。碳酸氢钠中含钠离子，离子符号表示为Na+； 【小问2详解】 汽水是由白糖、果汁、碳酸氢钠、柠檬酸和水等物质混合而成，属于混合物； 气体的溶解度随温度的升高而减小，故步骤②用凉开水的原因是温度降低，可使气体溶解度变大； 【小问3详解】 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，根据实验结论：产生的气体是二氧化碳，则可观察到的现象是澄清石灰水变浑浊； 【小问4详解】 二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：； 【小问5详解】 汽水的热量大会引起肥胖，阻碍钙吸收引起骨质疏松；酸性高导致蛀牙中的酸性物质和糖分会损伤牙齿，故应适量饮用汽水。 35. 某科学兴趣小组的同学设计了三个实验装置（托盘天平略）来验证质量守恒定律，如图A、B、C所示。 （1）同学们经过讨论后认为，上述的A～C三个实验装置，只有一个装置能直接用于验证质量守恒定律，该装置是 （填字母代号），另外两个装置被否定的原因分别是 、 。 （2）装置A中锥形瓶底部细沙的作用是 。 （3）小明受到A装置的启发，将C装置进行改进，如图D所示。使D中反应能发生的操作方法为将锥形瓶倾斜，发生反应的化学方程式为 ，该装置中小气球的作用是 。 【答案】（1） ①. A ②. B装置内发生的变化属于物理变化，不能验证质量守恒定律； ③. C装置内产生的氧气会逸散到空气中，不能用来验证质量守恒定律。 （2）防止红磷燃烧放热使锥形瓶底因受热不均而炸裂 （3） ①. 2H2O22H2O+O2↑ ②. 收集生成的氧气并缓冲瓶中压强变化 【解析】 【小问1详解】 由于验证质量守恒定律时，有气体参加反应或生成，需要在密闭容器中进行。所以上述的A～C三个实验装置，只有A装置能直接用于验证质量守恒定律。 另外两个装置被否定的原因分别是：B装置内发生的变化属于物理变化，不能验证质量守恒定律；C装置内产生的氧气会逸散到空气中，不能用来验证质量守恒定律。 【小问2详解】 为了防止红磷燃烧放热使锥形瓶底因受热不均而炸裂，所以装置A中锥形瓶底部放有少量细沙。 【小问3详解】 过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气。化学方程式 为收集生成的氧气并缓冲瓶中压强变化，装置中玻璃导管上方放一小气球。 36. 同学们多次探究铁与氧气的反应，设计如下实验。 （1）实验原理：实验一中反应的化学方程式为 。 （2）实验现象：实验二中观察到的现象是 。 （3）实验结论：铁在氧气中可以燃烧，在 的条件下会生锈。 【问题与交流】 （4）①实验一成功的关键是 （写一条）。 ②实验二中需用刚煮沸的蒸馏水，原因是 。 【答案】（1） （2）甲、乙铁钉不生锈，丙铁钉生锈 （3）与水和氧气同时接触 （4）①. 打磨铁丝，除去表面的铁锈或待火柴快燃尽时将铁丝深入集气瓶内(合理即可) ②. 除去水中溶解的氧气 【解析】 【小问1详解】 由图可知，实验一是铁丝燃烧实验，铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为； 【小问2详解】 实验二：甲铁只与氧气接触，观察到铁钉不生锈，乙铁只与水接触，观察到铁钉不生锈，丙铁既与水，又与氧气接触，观察到铁钉生锈； 【小问3详解】 实验二中，甲、丙对比，说明铁生锈需要水，乙、丙对比，说明铁生锈需要氧气，综上所述，在与水和氧气同时接触的条件下铁会生锈； 【小问4详解】 实验一中铁丝表面不能有铁锈，否则不能燃烧，一定要火柴快燃尽，再伸入集气瓶内，否则火柴会消耗过多的氧气导致氧气浓度低，铁丝不能燃烧，所以成功的关键是打磨铁丝，除去表面的铁锈，待火柴快燃尽时将铁丝深入集气瓶内； 实验二中需用刚煮沸的蒸馏水，温度升高，气体溶解度减小，目的是除去水中溶解的氧气，排除干扰。 37. 某化学兴趣小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。 查阅资料：白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃；P2O5能溶于水，且有毒性。 （1）图甲实验中，铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明燃烧的条件之一是 ，水的作用除了提供热量外，还有 。 （2）要使图甲热水中的白磷燃烧，可以进行的操作是_ 。 （3）图乙装置与图甲装置相比，其优点是 。 （4）用氧气传感器测出图乙密闭容器中氧气含量的变化如图所示，下列说法错误的是 (填序号)。 A. 白磷燃烧需要氧气 B. 白磷燃烧前，密闭容器中氧气的体积分数约为21% C. 白磷熄灭后，密闭容器中还有氧气 D. 白磷熄灭后，密闭容器中二氧化碳的体积分数为84% 【答案】（1） ①. 温度达到可燃物的着火点 ②. 隔绝空气(或氧气) （2）向热水中的白磷通入氧气 （3）能防止白磷燃烧产生的白烟污染空气 （4）D 【解析】 【小问1详解】 铜片上的白磷（与氧气接触、温度达到白磷的着火点）燃烧而红磷（与氧气接触、温度没有达到红磷的着火点）不燃烧，说明燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点； 水的作用除了提供热量外，还可以使水中的白磷隔绝空气（或氧气）；　 【小问2详解】 根据燃烧的条件：可燃物、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点。图甲热水中的白磷温度达到可燃物对的着火点，要使图甲热水中的白磷燃烧，可向热水中的白磷通入氧气； 【小问3详解】 图乙装置在密闭容器中进行，能防止白磷燃烧产生的白烟污染空气； 【小问4详解】 A、随着氧气减少到一定程度，白磷会熄灭，说明白磷燃烧需要氧气，该选项说法正确； B、由图中信息可知，白磷燃烧前，密闭容器中氧气的体积分数为21%，该选项说法正确； C、当氧气体积分数减小到16%时，白磷熄灭，说明白磷熄灭后，密闭容器中还有氧气，该选项说法正确； D、白磷熄灭后，密闭容器中的二氧化碳体积分数小于84%，这是因为空气中除去氧气和二氧化碳外，还含有稀有气体等物质，该选项说法不正确； 故选：D。 38. 为探究二氧化碳的过度排放对人类的影响。小组同学聚焦人类活动中排放二氧化碳的主要途径，基于“炼铁技术”，我们该如何践行“低碳行动”展开了项目式探究。 任务一：认识人类活动中二氧化碳的排放途径 【查阅资料】人类活动中二氧化碳的排放量占比。 人类活动 二氧化碳排放占比/% 电力生产与储存(电力) 27 取暖与制冷(供暖系统、冷却系统、制冷系统) 7 交通运输(飞机、卡车、货船) 16 生产和制造(钢、水泥、塑料) 31 种植和养殖(植物和动物) 19 【交流讨论】 （1）同学们通过资料进行了认真比较、分析，形成了报告，并写下了自己的认识： 。 任务二：认识炼铁过程中二氧化碳的排放 【参观学习】钢铁是使用最多的金属材料。钢是含有少量碳及其他金属或非金属的铁。钢和生铁是含碳量不同的两种铁合金。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。炼制钢铁的原理是利用一氧化碳和赤铁矿反应。在工业生产中，炼铁是一个复杂的过程，高炉炼铁是常见的炼铁方法，在实验室里，可以利用如图装置进行制备铁的实验。 【交流学习】 （2）工业炼铁途径的主要原理是 (用化学方程式表示)。炼铁过程中依据 的现象能判断反应过程中排放出了二氧化碳。 任务三：寻找清洁、可持续发展的炼铁途径 【咨询专家】从我国国情出发，现阶段以焦炉煤气等富氢气体为主，未来以纯氢气作为还原剂直接还原铁的新技术具有广阔的前景，对减少炼铁过程中二氧化碳的排放量，实现钢铁行业的可持续发展有重要意义。 （3）【演示实验】 实验操作 实验现象分析 解释 在试管中加入3颗锌粒，再加入3mL稀硫酸，将缠绕有氧化铁的玻璃棒在酒精灯火焰上灼烧至红热，再迅速伸入试管中 产生大量气泡，红色固体变为黑色 【反思评价】 （4）小组同学进一步检验了实验中产生的黑色固体，具体的方法是 。 （5）小组同学从绿色化学角度设想，寻找到清洁、可持续发展的炼铁途径是 ，该炼铁途径的优点是 。 任务四：从生活视角提出“低碳行动”的建议 【成果分享】 （6）通过以上分析，同学们知道在炼铁的同时会带来一系列的生活与环保问题。基于炼铁技术从生活视角提出建议，你还能提出一条有价值的建议是 。 【答案】（1）人类活动中二氧化碳的排放途径主要为生产制造和电力生产与储存（合理即可） （2） ①. ②. 澄清石灰水变浑浊 （3）锌能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气具有还原性，能与氧化铁在高温下反应生成铁和水，将铁从其氧化物中还原出来 （4）将黑色固体放于试管中，加入稀盐酸，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，说明是铁 （5） ①. 氢气炼铁 ②. 还原产物是水，无污染（合理即可） （6）防止金属锈蚀或回收利用废旧金属等（合理即可） 【解析】 【小问1详解】 由表中相关资料，我们可以得出：人类活动中二氧化碳的排放途径主要为生产制造和电力生产与储存； 【小问2详解】 工业炼铁途径的主要原理是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：； 二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故炼铁过程中依据澄清石灰水变浑浊的现象能判断反应过程中排放出了二氧化碳； 【小问3详解】 锌能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气具有还原性，能与氧化铁在高温下反应生成铁和水，将铁从其氧化物中还原出来，故现象是：产生大量气泡，红色固体变为黑色； 【小问4详解】 铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故检验实验中产生的黑色固体，可将黑色固体放于试管中，加入稀盐酸，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，说明是铁； 【小问5详解】 氢气与氧化铁在高温下反应生成铁和水，还原产物是水，无污染，故清洁、可持续发展的炼铁途径是：氢气炼铁，优点是：还原产物是水，无污染； 【小问6详解】 在炼铁的同时会带来一系列的生活与环保问题，除了改良炼铁技术，我们还可以保护金属资源，如防止金属锈蚀，回收利用废旧金属等。 39. 同学们学习了碳和碳的氧化物后，设计并完成如下二氧化碳的制取和性质探究实验。 （1）实验方法：将图I装置倾斜，使Y形试管内稀盐酸流入装大理石的一端，用一小试管收集满CO2，再将试管倒扣在图Ⅱ装置中。检验CO2收集满的方法是 。 （2）实验原理：图Ⅱ装置发生反应的化学方程式为 。 （3）实验现象：图I装置中观察到 ；图Ⅱ装置中试管内液面上升，紫色石蕊溶液变红。 （4）实验结论：二氧化碳能与水发生反应。 问题与交流： ①检查装置I气密性的操作是 。 ②小明同学认为，要得出二氧化碳能与水发生反应的结论，还需证明 。 【答案】（1）将燃着的木条放在试管口处，木条熄灭，则说明已收集满 （2） （3）固体逐渐溶解，但不消失，产生气泡 （4） ①. 将导管的一端浸没在水中，用手紧握Y形管，若导管口有气泡冒出，则说明该装置气密性良好 ②. 二氧化碳不能使紫色石蕊变红色 【解析】 【小问1详解】 二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，检验二氧化碳收集满的方法为：将燃着的木条放在试管口处，木条熄灭，则说明已收集满； 【小问2详解】 图Ⅱ装置中二氧化碳和水反应生成碳酸，化学方程式为：；　 【小问3详解】 图I装置中大理石的主要成分是碳酸钙，还含有杂质，杂质不与盐酸反应，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，可观察到固体逐渐溶解，但不消失，产生大量气泡； 【小问4详解】 ①检查装置I气密性的操作是：将导管的一端浸没在水中，用手紧握Y形管，若导管口有气泡冒出，则说明该装置气密性良好； ②要得出二氧化碳能与水发生反应的结论，还需证明二氧化碳不能使紫色石蕊变红色，即可说明二氧化碳和水反应生成了酸性物质能使紫色石蕊溶液变红色。 40. 第19届杭州亚运会火炬“薪火”庄重大气，喻意中华文明薪火相传。实践小组同学们对火炬产生了浓厚的兴趣，并在老师指导下对火炬材料、燃料的选择以及火炬结构等展开了项目式学习的探究。 任务一：了解火炬的制作材料 【查阅资料】“薪火”火炬金属部分采用了1070铝合金旋压成型工艺；火炬手柄采用的生物质材料是以秸秆等植物及其加工废弃物为原材料加工而成的。 【小组讨论】 （1）手柄采用生物质材料，其优点是 （写一点）。 任务二：探究火炬的燃料选择 【信息检索】①2022年北京冬奥会火炬选用氢气作燃料。②2023年杭州亚运会主火炬所用燃料为液态“零碳甲醇”（利用焦炉气中的H2与从工业尾气中捕集的CO2合成）。 【交流分析】 （2）液态“零碳甲醇”与氢气相比，具有优势是 （写一点）。 【提出问题】氢气燃烧时火焰是淡蓝色的，为什么冬奥火炬颜色呈黄色？ 【教师指导】①钠和钠的化合物灼烧时，火焰呈黄色。②玻璃的主要成分是Na2SiO3。 【进行实验】为探究冬奥火炬火焰呈黄色的原因，同学们设计了如下方案，并完成了实验。 实验方法 实验现象 实验结论 按图示进行实验，待锥形瓶口有白雾冒出后，点燃气体 a瓶口：黄色火焰（不明显） 火炬火焰出口处涂有含钠元素的物质 b瓶口：黄色火焰（非常明显） 【反思评价】 （3）锥形瓶中发生反应的化学方程式为 。锥形瓶口有白雾冒出，说明该反应过程中能量变化为_ （填“放出”或“吸收”）热量。 （4）a瓶口也能产生黄色火焰，原因是 。 任务三：认识火炬的内部结构 【查阅资科】①火炬的内部由燃料供应系统和燃烧系统等组成。②北京冬奥会主会场火炬“飞扬”的燃料通过24根导气管向上传输，点火后24个火焰汇聚成更大的火焰。 【小组交流】 （5）由24根导气管向上传输燃料的“飞扬”火炬，燃烧更旺，其原因是 。 （6）如果要实现水下传递，除需保证温度达到着火点外，火炬的内部结构还应增加 系统。 【成果分享】 （7）经过以上项目式学习活动，小组同学们认识了火炬的材料、燃料以及内部结构，设计出了自己的校运会火炬。你对火炬的外部图案设计方面的建议是 （写一点）。 【答案】（1）节能环保 （2）成本低 （3） ①. ②. 放热 （4）锥形瓶是玻璃仪器，瓶口处玻璃含有钠元素 （5）提供的可燃物更充足 （6）氧气供应 （7）可以加入中国传统元素如祥云等（合理即可） 【解析】 【小问1详解】 火炬手柄采用的生物质材料是以秸秆等植物及其加工废弃物为原材料加工而成的，既节约了资源，又减少了污染； 【小问2详解】 液态“零碳甲醇”利用焦炉气中的H2与从工业尾气中捕集的CO2合成，制备更容易，成本低； 【小问3详解】 镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，方程式为：； 锥形瓶口有白雾冒出，白雾是水蒸气遇冷形成的小液滴，说明该反应过程中放热； 【小问4详解】 钠的化合物灼烧时，火焰呈黄色，玻璃的主要成分是Na2SiO3，属于钠的化合物，故a瓶口也能产生黄色火焰； 【小问5详解】 由24根导气管向上传输燃料，提供的可燃物更充足，更多的可燃物燃烧的现象更剧烈； 【小问6详解】 由燃烧条件：可燃物；氧气（或空气）；达到燃烧所需的最低温度（也叫着火点）。如果要实现水下传递，除需保证温度达到着火点外，火炬的内部结构还应增加氧气供应系统； 【小问7详解】 火炬的外部图案设计时可以考虑中华传统元素如祥云等，能向世界传播中国文化。（合理即可） 41. 为探究水电解实验最佳条件，某化学小组利用图1装置开展如下研究。 [查阅资料] ①电解纯水速率较慢，加入氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠等电解质增强导电性，加快反应速率。 ②氢氧化钠、氢氧化钾有较强腐蚀性。 ③去离子水是指除去呈离子形式杂质后的纯水，生产成本较高。 [实验1]探究不同电解质对水电解速率的影响 往图1水杯中分别加入等量的浓度为12%的碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钾和氢氧化钠溶液进行实验，通电相同时间读取并记录数据，重复实验三次，计算氢气产生速率，结果如图3。 （1） 检查装置气密性：先用燕尾夹夹紧医用软管，再将注射器竖直向下浸入水中如图2，若观察到 (填标号)现象，说明气密性良好。 （2）由图3判断：影响水电解速率最大的电解质是 。从实验效果分析， (填“有”或“没有”)必要使用去离子水进行本实验。 [实验2]探究水电解实验中电解质溶液的最佳浓度(以氢氧化钠溶液为例)，结果如图4。 （3）浓度为 的氢氧化钠溶液为最佳电解质溶液。从安全角度考虑，实验过程需戴橡胶手套的原因是 。 [实验3]将下列电极连接电源负极，探究不同电极材料对水电解速率的影响，测定产生氢气的速率(cm3/s)如表。 电极材料 铁丝 铜丝 铁镍合金 石墨 第1次 0.0164 0.0214 0.0138 0.0031 第2次 0.0159 0.0207 0.0150 0.0027 第3次 00161 0.0209 0.0144 00034 平均值 0.0160 0.0210 0.0144 0.0030 （4）本实验条件下，最佳电极材料是 。 （5）选择电极材料需考虑的因素：电极应与电解质溶液不反应。若用铁作电极，电解质溶液不能用稀硫酸，原因是 (用化学方程式解释)。 （6）为验证温度也是影响水电解速率的因素，请写出实验方案： 。 【答案】（1）b （2） ①. 氢氧化钠##NaOH ②. 没有 （3）①. 18% ②. 氢氧化钠有较强腐蚀性 （4）铁镍合金 （5）Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑ （6）采用上述实验装置，水杯中分别加入20℃和30℃，等量的浓度为18%氢氧化钠溶液进行实验，通电相同时间读取并记录数据，重复实验三次，计算氢气产生速率。 【解析】 【小问1详解】 若装置的气密良好，用燕尾夹夹紧医用软管，再将注射器竖直向下浸入水中如图2，管内封存一定质量气体，在注射器竖直向下浸入水的过程中，气压越大，会观察到b现象； 【小问2详解】 由图3判断：影响水电解速率最大的电解质是氢氧化钠（或NaOH）；从实验效果分析，用自来水配制和溶液与用去离子水配制的溶液氢气产生速率几乎相同，没有必要使用去离子水进行本实验； 【小问3详解】 根据图4可知，浓度为18%的氢氧化钠溶液为最佳电解质溶液。从安全角度考虑，实验过程需戴橡胶手套的原因是氢氧化钠具有较强腐蚀性； 【小问4详解】 根据表格中数据可知，本实验条件下，最佳电极材料是铁镍合金，产生氢气的速率最快； 【小问5详解】 电解质溶液不能用稀硫酸，原因是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑ ；  【小问6详解】 为验证温度也是影响水电解速率的因素，根据控制变量的原理，其他条件相同，通过比较温度不同时，产生氢气的速率，实验方案：采用上述实验装置，水杯中分别加入20℃和30℃，等量的浓度为18%氢氧化钠溶液进行实验，通电相同时间读取并记录数据，重复实验三次，计算氢气产生速率。 42. 模拟炼铁实验装置如下图所示，具体操作如下： I 打开两端弹簧夹 K1、K2，通入CO2一段时间后，关闭K1、K2； II 接着用酒精喷灯对着炭粉加热一段时间后移到氧化铁处加热； Ⅲ待反应结束后，先停止加热，后打开K1、K2，继续通入二氧化碳一段时间后，关闭K1、K2； Ⅳ待试管冷却后，取出生成物，检验是否有铁生成。 （1）实验刚开始先通入CO2一段时间的目的是 。 （2）实验中通入二氧化碳一段时间后关闭弹簧夹，用酒精喷灯对准炭粉加热发生化合反应，其反应的化学方程式为_ 。 （3）一段时间后，将酒精喷灯移至氧化铁处加热，其反应的化学方程式为 。 （4）反应结束后继续通入CO2的目的是 。 【答案】（1）排除装置内的空气，防止高温发生爆炸 （2） （3） （4）防止铁被氧化，使一氧化碳气体收集到气囊中，防止污染空气 【解析】 【小问1详解】 二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，一氧化碳是可燃性气体，实验刚开始先通入CO2一段时间的目的是排除装置内的空气，防止高温发生爆炸。 【小问2详解】 碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，该反应化学方程式：。 【小问3详解】 一氧化碳和氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应化学方程式：。 【小问4详解】 反应结束后继续通入CO2的目的是防止铁被氧化，使一氧化碳气体收集到气囊中，防止污染空气。 43. 实验室应用制取的氧气进行“密闭体系中蜡烛燃烧时间的影响因素”实验。 根据图1和图2回答下列问题： （1）仪器a的名称是 ，实验室制取O2的化学方程式为 。 （2）给高锰酸钾加热，待导管口 (填实验现象)时开始收集气体。 （3）空气中氧气的体积分数约为21%。往集气瓶中装入一半容积的水，再用排水法收集氧气，则得到的混合气体中氧气的体积分数为 。 （4）控制相同条件，进行蜡烛燃烧实验，实验结果如图2所示。蜡烛持续燃烧时间与氧气体积分数之间的关系是 。 【答案】（1） ①. 集气瓶 ②. （2）有连续不断均匀气泡冒出 （3）60.5% （4）相同条件下，氧气体积分数20%-50%时蜡烛燃烧时间随氧气的体积分数增大而延长，氧气体积分数50%-100%时蜡烛燃烧时间随氧气体积分数增大而缩短 【解析】 【小问1详解】 仪器a的名称是集气瓶，实验室加热高锰酸钾制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应化学方程式：。 【小问2详解】 给高锰酸钾加热，待导管口有连续不断均匀气泡冒出时开始收集气体，防止收集气体不纯。 【小问3详解】 空气中氧气的体积分数约为21%。设集气瓶体积为，往集气瓶中装入一半容积的水，再用排水法收集氧气，集气瓶中空气的体积为，体积的空气中含有氧气的体积，集气瓶中收集到氧气的体积为，则得到的混合气体中氧气的体积分数=。 【小问4详解】 蜡烛持续燃烧时间与氧气的体积分数之间的关系是相同条件下，氧气体积分数20%-50%时蜡烛燃烧时间随氧气的体积分数增大而延长，氧气体积分数50%-100%时蜡烛燃烧时间随氧气体积分数增大而缩短。 44. 某课外小组的同学想通过实验探究水的组成，请你一起参与探究过程，并填写下列空白。 【做出猜想】水中含有氢元素和氧元素。 【设计并进行实验】小组同学合作制作了如图所示的简易电解水装置。 （1）实验前往水中加入氢氧化钠的目的是 。 （2）B试管中收集到的气体是 ，燃烧会产生 色的火焰。 （3）写出氢气与氧气反应的化学方程式 。 【得出结论】通过实验得到的结论为水是由 组成的。 【反思与评价】 （1）研究物质组成方法是：根据化学反应前后 不变的原理，设计实验让物质参与一个化学反应，通过分析反应物或生成物的元素组成进一步确定该物质的组成。 （2）在实验过程中，某同学发现刚开始的一段时间内阴、阳两极产生的气体体积之比大于2∶1，其可能原因是 。 【答案】 ①. 增强水的导电性 ②. 氢气## ③. 淡蓝 ④. ⑤. 氢元素和氧元素 ⑥. 元素种类 ⑦. 氧气比氢气更易溶于水，一部分氧气溶于水 【解析】 【详解】[设计并进行实验]：（1）纯水不导电，所以需要向水中加入适量氢氧化钠，以增强水的导电性，故填增强水的导电性； （2）电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且氢气和氧气的体积比为2：1；根据图示，B试管连接电源负极，所以B试管内为氢气，故填氢气或 ； 氢气燃烧时产生淡蓝色火焰，故填淡蓝； （3）氢气在氧气中燃烧生成水，其化学方程是为 ，故填； [得出结论]：电解水过程中，水在通电条件下生成氢气和氧气，而氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，说明水中含有氢元素和氧元素，故填氢元素和氧元素； [反思于评价]：（1）化学反应遵守质量守恒定律，在化学反应前后元素种类保持不变，所以可利用化学反应前后元素种类不变的原理，设计实验让物质参与一个化学反应，通过分析反应物或生成物的元素组成进一步确定该物质的组成。故填元素种类； （2）氧气不易溶于水，氢气难溶于水，所以氧气比氢气更易溶于水，导致生成的氧气有一部分溶于水中，使得阴、阳两极产生的气体体积之比大于2∶1。故填氧气比氢气更易溶于水，一部分氧气溶于水。 45. 兴趣小组同学利用现有仪器对化学实验进行如下改进，请回答有关问题： （1）模拟自然界中CO2的循环实验。 将图1装置置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生。该收集气体的方法是 ，检验所收集的气体应进行的操作是 。 （2）利用图2装置进行硫的燃烧实验。 用气卿(能不断鼓入空气的装置)不断地向弯型具支试管中鼓入空气，同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧，移去酒精灯，可观察到微弱的淡蓝色火焰；然后停止鼓入空气，再用酒精灯给高锰酸钾加热，使硫粉继续燃烧。 ①写出高锰酸钾加热分解的化学方程式： 。 ②当“硫粉继续燃烧”时，可观察到 色的火焰。 ③该实验装置的主要优点：a．节约药品；b．能对比硫在空气中和氧气中燃烧的情况； c． 。 【答案】（1） ①. 排水法 ②. 将带火星的木条伸入试管中，木条复燃，则说明为氧气 （2） ①. ②. 蓝紫 ③. 环保 【解析】 【小问1详解】 由图可知，图中收集气体的方法为排水法； 绿色植物进行光合作用，消耗二氧化碳，生成氧气，氧气具有助燃性，则检验方法为：将带火星的木条伸入试管中，木条复燃，则说明为氧气。 【小问2详解】 ①高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：。 ②硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰。 ③该实验为密闭装置，且尾部为处理二氧化硫的装置，环保。 46. 查得资料：废旧手机的电路板中主要含有铜，还含有少量铁、金和银等金属。为了探究金属的性质和回收废旧手机电路板中的铜、金和银，开展如下研究。 I.探究金属的性质 实验1：比较铁和铜的金属活动性强弱 （1）取大小相同的铜片和铁片，用砂纸打磨光亮，进行了如下实验： 实验内容 实验现象 铁片表面 铜片表面无明显现象 铁片表面覆盖 物质，溶液由蓝色变为浅绿色 实验结论 铁的金属活动性比铜强 （2）铁片与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 。 （3）由实验1得出，比较金属活动性强弱的方法有 (写一种)。 II.硝酸浸取回收铜 实验2：探究电路板粉末与硝酸溶液质量比(即固液比)对铜浸取率的影响取5g处理后的电路板粉末于烧杯中，按照特定的固液比，加入等浓度硝酸溶液混合均匀，将烧杯置于磁力搅拌水浴锅内，温度设置为50℃，反应时间55分钟。浸取效果的变化曲线如图所示。 （4）实验2中，铜浸取率与固液比的关系是 (写一种)。 （5）反思实验2，提出一个关于硝酸浸取回收铜可进一步探究的问题。答： 。 III.硫脲浸取回收金和银 实验3：探究硫脲浸取回收金和银的实验条件 取2g浸铜后的干燥固体残渣与硫脲溶液混合，其他条件相同时，分别在不同温度、不同反应时长进行对比实验，其浸取效果的变化曲线如图所示： （6）实验3中，硫脲浸取金和银的最佳实验温度、时长依次为 ℃、 min。 IV.交流讨论 （7）合理回收废旧金属的意义是 (写一点)。 【答案】（1） ①. 有气泡 ②. 红色 （2） （3）金属与酸反应(或者金属与另一金属化合物溶液反应) （4）相同条件下，随着固液比中液体质量提高，铜的浸取率呈现上升的趋势，到固液比为1：20时，铜的浸取率达到最大值，之后趋于平缓 （5）探究温度对铜浸取率的影响 （6）①. 40 ②. 120 （7）节约金属资源(或减少对环境的污染) 【解析】 【小问1详解】 铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故现象是：铁片表面有气泡； 铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故现象是：铁片表面覆盖红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色； 【小问2详解】 铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：； 【小问3详解】 实验1中，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，产生气泡，说明在金属活动性顺序里，铁排在氢前，铜和稀硫酸不反应，无明显现象，说明在金属活动性顺序里，铜排在氢后，说明铁比铜活泼，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼，故由实验1得出，比较金属活动性强弱的方法有：金属与酸反应或者金属与另一金属化合物溶液反应； 【小问4详解】 由图可知，相同条件下，随着固液比中液体质量的提高，铜的浸取率呈现上升的趋势，到固液比为1：20时，铜的浸取率达到最大值，之后趋于平缓； 【小问5详解】 温度可能会对铜的浸取率产生影响，故可在硝酸浸取回收铜的实验中，探究温度对铜浸取率的影响； 【小问6详解】 由图可知，当温度为40℃，时长为120min时，浸取率最高，此时是最佳实验条件； 【小问7详解】 合理回收废旧金属，可以节约金属资源，减少对环境的污染，保护环境。 47. 1782年，法国化学家拉瓦锡利用高温下水蒸气与铁的反应，制得了一种黑色固体和“易燃空气”。为了进一步探究水的组成，化学兴趣小组的同学对水蒸气与铁的反应产生了兴趣，展开了如下一系列探究。 【查阅资料】硫酸铜粉末遇水变蓝色，其原理是CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O。 【分析交流】 （1）A处玻璃管中灰色铁粉逐渐变黑，B处碱石灰的作用是 。 （2）装置C中观察到烧杯内壁出现小水珠，从而验证了“易燃空气”为 （填化学式）。 实验结束后，同学们对装置A中的黑色固体的成分产生了好奇，继续展开探究。 【提出问题】玻璃管中的黑色固体成分是什么？ 【查阅资料】 ①铁粉（黑色）、FeO（黑色）、Fe2O3（红棕色）、Fe3O4（黑色）。 ②FeO不能被磁铁吸引，Fe和Fe3O4可以被磁铁吸引。 【实验验证】 （3）同学们将装置A中的黑色固体放在白纸上，用磁铁反复吸附，观察到黑色固体全部被吸附，得出黑色固体中一定没有 ，于是同学们对黑色固体的成分作出如下猜想。 【作出猜想】 （4）猜想一： 猜想二：Fe3O4 猜想三：Fe、Fe3O4 【继续实验】 （5） 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量黑色固体于试管中，加入足量硫酸铜溶液 猜想三正确，写出反应的化学方程式： 。 【反思交流】 （6）水蒸气与铁发生反应 （选填“能”或“不能”）证明水是一种化合物。 【答案】（1）除去水蒸气 （2）H2 （3）FeO、Fe2O3 （4）Fe （5） ① 黑色固体减少，有红色固体析出 ②. （6）能 【解析】 【小问1详解】 A中铁和水蒸气发生反应，为了验证生成物具有可燃性，B中碱石灰的作用是除去水蒸气，防止水蒸气过多，无法验证生成的气体是否可燃； 【小问2详解】 装置C中观察到烧杯内壁出现小水珠，说明有水生成，依据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，则“易燃空气”为氢气，故填：H2； 【小问3详解】 固体为黑色，一定没有氧化铁，因为氧化铁是红棕色的；用磁铁反复吸附，观察到黑色固体全部被吸附，黑色固体中一定没有FeO，因为FeO不能被磁铁吸引； 【小问4详解】 据上分析，黑色固体可能只有铁，或只有四氧化三铁，或铁和四氧化三铁的混合物；故猜想一：Fe； 【小问5详解】 结论是猜想三正确，黑色固体是铁和四氧化三铁的混合物，取少量黑色固体于试管中，加入足量硫酸铜溶液，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，四氧化三铁不溶于水，且不与硫酸铜反应，能观察到黑色固体减少，有红色固体析出，化学方程式为：； 【小问6详解】 综上分析，铁和水蒸气高温下反应生成四氧化三铁和氢气，依据质量守恒定律，水蒸气中含有氢元素和氧元素，属于化合物。 48. 某学习小组用如图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数。 （1）实验前，先将锌铜合金用砂纸打磨片刻，其目的是 ； （2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥、称重；③待B中不再有气体产生恢复至室温，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂。 上述再进行的操作的顺序是 (填序号)，记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 ； （3）B中发生反应的化学方程式为： ； （4）若实验用铜锌合金的质量为a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为VL，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是 。 A. 反应前加入稀酸的体积 B. 反应前加入稀酸的质量分数 C. 实验前反应装置中空气的体积 D. 实验条件下氢气的密度 （5）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，B中剩余固体的质量为b g，则锌的质量分数为 ； （6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 【答案】（1）除去合金表面的氧化膜 （2） ①. ①④③② ②. 使D和C的液面相平 （3）或 （4）D （5） （6）偏小 【解析】 【小问1详解】 实验前，先将锌铜合金用砂纸打磨片刻，其目的是：除去合金表面的氧化膜； 【小问2详解】 要根据排开液体的体积来测定生成氢气的体积，首先需记录 C 的液面，由A向B滴加足量试剂，使反应进行，待B中不再有气体产生恢复至室温，说明完全反应，记录C的液面位置；最后可以对剩余固体进行处理，即将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥、称重；所以本题答案为：①④③②； 记录 C 的液面位置时，除视线平视外，还应使 D 和 C 的液面相平，保持两边液面的压强相同； 【小问3详解】 B中发生反应为锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应的化学方程式为：，或锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，该反应的化学方程式为：； 【小问4详解】 A、如果已知反应前加入稀酸的体积，酸的密度和溶质质量分数未知，且酸足量，无法计算出锌的质量，不能得出合金中锌、铜的质量分数，不符合题意； B、如果已知反应前加入稀酸的质量分数，但是酸的质量未知，且酸足量，无法计算出锌的质量，不能得出合金中锌、铜的质量分数，不符合题意； C、如果已知实验前反应装置中空气的体积，无法计算出锌的质量，不能得出合金中锌、铜的质量分数，不符合题意； D、已知生成氢气的体积，如果知道实验条件下氢气的密度，可计算出生成氢气的质量，从而计算得出合金中锌的质量，从而计算出合金中锌的质量分数，继而求出合金中铜的质量分数，符合题意。 故选D； 【小问5详解】 锌能与稀酸反应，铜与稀酸不反应，故与酸充分反应后，B中剩余固体为铜，则铜的质量为b g，则锌的质量分数为：； 【小问6详解】 实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则会导致得到铜的质量偏大，则计算出的锌的质量偏小，则测得锌的质量分数将偏小。 49. 小华同学在探究金属与酸反应时，将铝片、锌片打磨后，分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中，观察到铝与稀盐酸反应较锌与稀盐酸反应快。 【提出问题】金属与盐酸反应快慢，除与金属的种类有关外，还受哪些因素的影响呢？ 【猜想与假设】a.可能与盐酸的浓度有关；b.可能与反应时的温度有关；c.你的猜想是 。 实验编号 盐酸的浓度（均取20mL） 温度/℃ 记录的数据 ① 5% 30 ② 10% 20 ③ 5% 20 ④ 10% 30 【设计并实验】小明利用图甲所示装置，用不同浓度的盐酸和相同形状的铝片进行如下实验。 【交流讨论】（1）请写出铝与酸反应的化学方程式： 。 （2）实验前小明先将分液漏斗的活塞关闭，再将注射器活塞往右拉，松手后，观察到注射器活塞回到原处。小明进行该操作的目的是 。 【分析数据、得出结论】（3）实验中记录的数据可能是： ；对比实验②③可知 对金属与酸反应的速率的影响 （4）实验表明，四次实验时反应的速率由快到慢依次为④、②、①、③.根据记录的数据分析，如果盐酸浓度为10%，温度为25℃，则所记录数据应该介于 两次实验所记录的数据之间。 【拓展延伸】（5）小明进行铝与稀盐酸反应时，试管外壁发烫，并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示，根据曲线归纳铝与稀盐酸反应速率的变化规律： 。 （6）研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行再探究。将橡皮塞连接气体压力传感器，烧瓶中放入图片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如丙图所示的气体压强与时间的关系曲线图。CD段气体压力逐渐下降的原因是： 。 【答案】 ①. 金属与酸的接触面积 ②. ③. 检查装置气密性 ④. 相同时间内注射器中收集到气体的体积（或注射器中收集相同体积气体所用的时间） ⑤. 盐酸的浓度 ⑥. 实验②与实验④ ⑦. 开始由慢变快，一段时间后，由快变慢 ⑧. 到C点反应完成，气体体积最大，并且该反应放热，所以反应结束后，随着温度降低，气体体积减小，压力逐渐下降 【解析】 【详解】猜想与假设：a.可能与盐酸的浓度有关；b.可能与反应时的温度有关；c.你的猜想是金属与酸的接触面积有关； （1）铝与稀盐酸反应产生氯化铝和氢气化学方程式：； （2）实验前小明先将分液漏斗的活塞关闭，再将注射器活塞往右拉，松手后，观察到注射器活塞回到原处。小明进行该操作的目的是：检查装置气密性，确保实验成功； （3）实验中记录的数据可能是：相同时间内注射器中收集到气体的体积（或注射器中收集相同体积气体所用的时间）；实验②中稀盐酸浓度为10%，实验③稀盐酸的浓度为5%，两者稀盐酸的浓度不同；对比可知稀盐酸浓度对金属与酸反应的速率的影响； （4）实验表明，四次实验时反应的速率由快到慢依次为④、②、①、③.根据记录的数据分析，如果盐酸浓度为10%，温度为25℃，则所记录数据应该介于实验②与实验④两次实验所记录的数据之间。因为实验②的稀盐酸浓度为10%，温度为20℃，实验④的稀盐酸浓度为10%，温度为30℃； （5）小明进行铝与稀盐酸反应时，试管外壁发烫，并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线，根据曲线归纳铝与稀盐酸反应速率的变化规律：开始由慢变快，因为：随着反应的发生，放出热量，溶液温度升，一段时间后，稀盐酸浓度较小，热量散失，由快变慢； （6）研究小组同学对铝和稀盐酸反应进行再探究。将橡皮塞连接气体压力传感器，烧瓶中放入图片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如丙图所示的气体压强与时间的关系曲线图。CD段气体压力逐渐下降的原因是：到C点反应完成，气体体积最大，并且该反应放热，所以反应结束后，随着温度降低，气体体积减小，压力逐渐下降； 50. 学习小组在进行“二氧化碳的实验室制取”时，发现随着反应的进行，生成二氧化碳的速率会变慢，重新加入稀盐酸后，反应速率又有所加快。学习小组查得资料：盐酸属于酸，由HCl气体溶解在水中形成；浓盐酸会挥发出HCl气体，浓度越大，挥发性越强。请和小组同学完成如下实践性作业。 I．检验不同浓度的盐酸与石灰石的反应速率 [实验1]如图所示，用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳(二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液)。记录集气瓶中收集满二氧化碳气体的时间，结果如下： 盐酸的浓度(%) 收集满瓶的时间(s) 37 20 32 23 26 25 20 26 14 1分6秒 8 2分22秒 （1）盐酸与石灰石反应的化学方程式为 。 （2）该实验得出的结论是 。 Ⅱ、探究盐酸浓度对制取的二氧化碳的影响 [实验2]如下图所示(夹持仪器略)，用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳，将气体分别通入到紫色石蕊溶液中，然后加热。结果如下： 盐酸的浓度(%) 紫色石蕊溶液的变化 变红的石蕊溶液的变化(加热后) 37 变红 不变 32 不变 26 变成紫色 20 变成紫色 14 变成紫色 8 变成紫色 （3）盐酸的浓度为32%以上时，变红的石蕊溶液加热后颜色不变的原因是 。 [实验3]如图所示，用浓度为0.05%的极稀盐酸与碳酸钙进行实验探究。观察到锥形瓶内无气泡产生，玻璃管内液面不移动；将锥形瓶中的液体过滤，滤液放在蒸发皿中加热浓缩并蒸干，发现有白色固体出现。重复上述实验，结果相同。 （4）滤液蒸干后出现白色固体，猜测该白色固体可能是 (填化学式)。 （5）对比实验1和实验3，结合碳的燃烧情况，从化学反应的角度，给你的启示是 。 Ⅲ、实践结论 （6）根据上述实践活动，请你给老师建议：在课堂上制取二氧化碳所使用的盐酸，最适宜的浓度范围是 。 【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （2）盐酸的浓度越高，盐酸与石灰石的反应速率越大 （3）反应后的石蕊试液中含有较多的氯化氯 （4）CaCl2 （5）反应的浓度越高，反应速率越大 （6）20%～26% 【解析】 【小问1详解】 石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； 【小问2详解】 根据表格中的数据可知，盐酸的浓度越高，盐酸与石灰石的反应速率越大； 【小问3详解】 盐酸的浓度为32%以上时，变红的石蕊溶液加热后颜色不变的原因是二氧化碳气体中含有较多的氯化氯气体，导致反应后的石蕊试液中含有较多的氯化氯（氯化氢溶于水形成盐酸，使石蕊试液变红色）； 【小问4详解】 碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，滤液蒸干后出现白色固体，猜测该白色固体可能是氯化钙，化学式为CaCl2； 【小问5详解】 对比实验1和实验3，说明盐酸的浓度越高，盐酸与石灰石的反应速率越大；碳在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，从化学反应的角度，启示是反应的浓度越高，反应速率越大； 【小问6详解】 根据实验1和实验3可知，浓度太高制出的二氧化碳中混有氯化氢气体，浓度太小反应速度不快，在课堂上制取二氧化碳所使用的盐酸，最适宜的浓度范围是20%～26%。 51. 小明和妈妈在一次外出就餐的时候对盛“花甲粉”的容器产生了兴趣。经询问知道这是“锡纸餐盒”。这一发现引起了小明的兴趣。于是他和同学们一起来到实验室进行探究： 【提出问题1】“锡纸”是锡制成的吗？ 【查阅资料】“锡纸”是锡箔或铝箔和涂层粘合而成；锌粉是一种深灰色固体。 【提出猜想】 （1）猜想I： ；猜想Ⅱ：“锡纸”中金属是铝。 （2）【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 取打磨后的“锡纸”片放入试管中，滴加氯化锌溶液。 猜想Ⅱ成立。反应的化学方程式为 【交流讨论】 （3）取“锡纸片”打磨，其目的是 。 （4）下列物质中可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是_ (填序号)。 A 氯化铜溶液 B. 硝酸银溶液 C. 硫酸钠溶液 D. 硫酸亚铁溶液 【提出问题2】为什么称为“锡纸”？ 【查阅资料】最初的锡纸是锡造的，但质软，熔点较低，到160℃以上就开始脆化，从而限制了它在食品包装方面的使用。铝价格较低，且熔点较高，加热到660℃以上才开始熔化。适用于普通食品包装，烘焙食品，既干净卫生又能保持食品原有风味。 【趣味实验】 （5）将“锡纸”剪成一段两头宽中间窄的纸条，两头分别连接电池的正负极，开始“锡纸”不燃烧，但短路后却能燃烧。请根据燃烧条件分析，其中的原因是 。 【活动延伸】 （6）某同学将一定量的铁粉加入到一定量的硫酸铜溶液(溶液为蓝色)中，充分反应后过滤，得到滤渣与滤液，请设计实验证明铁粉已过量 。 【答案】（1）“锡纸”中的金属是锡 （2） ①. “锡纸”表面有深灰色固体析出 ②. 2Al+3ZnCl2=2AlCl3+3Zn （3）除去“锡纸”表面的涂层(或氧化膜) （4）D （5）短路时，温度升高，温度达到了“锡纸”的着火点 （6）向滤渣中加入稀盐酸或稀硫酸，若观察到有气泡产生，则铁粉过量 【解析】 【小问1详解】 由查阅资料可知，“锡纸”是锡箔或铝箔和涂层粘合而成，猜想Ⅱ是“锡纸”中的金属是铝，则猜想I是“锡纸”中的金属是锡，故填：“锡纸”中的金属是锡； 【小问2详解】 铝比锌活泼，而锡不如锌活泼，锌粉是一种深灰色固体，实验结论是猜想Ⅱ成立，即“锡纸”中的金属是铝，铝与氯化锌反应生成锌和氯化铝，则将打磨后的“锡纸”片放入试管中，滴加氯化锌溶液，观察到“锡纸”表面有深灰色固体析出，反应的化学方程式为2Al+3ZnCl2=2AlCl3+3Zn，故填：“锡纸”表面有深灰色固体析出；2Al+3ZnCl2=2AlCl3+3Zn； 【小问3详解】 取“锡纸片”打磨，其目的是除去金属表面的涂层(或氧化膜)，故填：除去“锡纸”表面的涂层(或氧化膜)； 【小问4详解】 A、铝、锡都能和氯化铜反应，故选项不符合题意； B、铝、锡都能和硝酸银反应，故选项不符合题意； C、铝、锡都不能和硫酸钠反应，故选项不符合题意； D、铝比铁活泼，能和硫酸亚铁反应，锡不如铁活泼，不能和硫酸亚铁反应，故选项符合题意； 故选D； 【小问5详解】 开始“锡纸”不燃烧，但短路后却能燃烧是因为短路时，温度升高，温度达到了“锡纸”的着火点，因此锡纸燃烧，故填：短路时，温度升高，温度达到了“锡纸”的着火点； 【小问6详解】 铁和硫酸铜反应生成和硫酸亚铁铜，若铁粉过量，则滤渣中含有铁和铜，铁能与稀盐酸（或稀硫酸）反应，铜不能与稀盐酸（或稀硫酸）反应，因此证明铁粉已过量的实验方案为：向滤渣中加入稀盐酸或稀硫酸，铁和盐酸（稀硫酸）反应生成氯化亚铁（或硫酸亚铁）和氢气，若观察到有气泡产生，则铁粉过量； 故填：向滤渣中加入稀盐酸或稀硫酸，若观察到有气泡产生，则铁粉过量。 52、 某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成，某兴趣小组对此进行了相关探究实验： 【查阅资料】 ①SO2能使品红溶液褪色； ②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色； ③CO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊； ④CO和CO2均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。 【实验研究】为验证这三种气体，同学们设计并进行如下实验： 【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。 （1）装置A的作用是 (答出一点即可)，若A中高锰酸钾溶液褪色，而B中品红溶液不褪色，则表明 。 （2）能证明气体中含有CO2的现象是 。 （3）实验中，发现D中溶液也变浑浊了，写出其中发生反应的化学方程式： 。 （4）实验装置E中的现象为 。 【反思与评价】 （5）有同学指出装置E后还应该增加 装置，原因是 。 【答案】（1） ①. 检验二氧化硫气体(或除去二氧化硫气体) ②. SO2已被完全除去 （2）B中品红不褪色，C中溶液变浑浊 （3） （4）黑色固体逐渐变为红色 （5）①. 尾气处理 ②. CO有毒，直接排入空气会污染环境 【解析】 【小问1详解】 由题可知SO2能使品红溶液褪色，且SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色，所以装置A的作用为检验二氧化硫气体(或除去二氧化硫气体)； A中高锰酸钾溶液褪色，而B中品红溶液不褪色，则表明SO2已被完全除去； 【小问2详解】 因为CO2不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应，CO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊，所以证明气体中含有CO2的现象是B中品红不褪色，C中溶液变浑浊； 【小问3详解】 D中澄清石灰水变浑浊主要是因为二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙发生了反应，其化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O； 【小问4详解】 装置E中是一氧化碳和氧化铜发生了反应生成铜和二氧化碳，故其现象为黑色固体逐渐变为红色； 【小问5详解】 在装置E中，无法确定气体中的CO完全反应完，且CO有毒，直接排入空气会污染环境，因此还应添加尾气处理装置。 53. 目前，全世界每年生产各种易拉罐约4000亿罐，中国人均年消费24罐。常见的食品金属罐通常有两种，一是铝材，二是马口铁。以下三个易拉罐样品，其罐底的回收标识如图所示，打磨掉三个易拉罐表面油漆，并裁成相同大小的碎片，备用。 活动一：探究3号易拉罐材质是铝材还是马口铁？ （1）以下方案中不可行的是 （填写序号） A. 往易拉罐样品中加入硫酸铜溶液，观察是否有红色固体析出 B. 用磁铁吸引易拉罐样品 C. 用刀在易拉罐样品上刻出划痕，放在潮湿的空气中，放置一段时间，观察其变化 D. 易拉罐样品在火焰上灼烧，观察其变化 活动二：铝罐、铁罐等金属罐都能被酸腐蚀，饮料中又常含有碳酸、柠檬酸等酸性物质，为何商家用金属罐来盛放饮料呢？探究1号易拉罐能否盛放酸性物质。 （2） 实验步骤 实验现象 实验结论 取适量1号易拉罐样品放在试管中，向试管中滴加足量的稀盐酸 有气泡生成 反应的化学方程式为 待充分反应后取出样品。 只剩下一层白色薄膜 【查阅资料】易拉罐的内壁喷有一层白色薄膜，这层白色薄膜是一种有机材料环氧树脂，其无毒无害，化学性质稳定，不与酸、碱溶液发生化学反应。 【实验小结】 （3）1号易拉罐能盛放酸性物质，原因是 活动三：2号易拉罐的材质是否是纯铁？ 取适量的2号易拉罐样品与足量稀硫酸充分反应后，测定生成氢气体积。通过计算逸出的氢气的质量对铁的质量进行计算。已知标准状况下，氢气的密度是0.0899g/L，浓硫酸具有吸水性。实验装置如下： . 实验编号 样品质量/g 氢气体积/mL 1 0.205 75.2 2 0.210 76.5 3 0.207 76.0 （4）写出导管正确的连接方式：A→_ _→_ → → →_ （填“F”或“G”）。 （5）依据表格中测得的实验数据，可以得到结论：2号易拉罐不是纯铁制成，理由： 。 （6）活动四：马口铁成分较为复杂，用它来再提炼成铁的成本较高，而铝罐的成分中铝要纯得多，容易再次提炼。100个易拉罐重量是1344g，能回收铝锭总重量是1116g。废弃的铝制易拉罐回收的意义是 （写一条）。 【答案】（1）A （2） （3）内壁白色薄膜将饮料与金属材料隔开 （4） ①. C ②. B ③. E ④. D ⑤. F （5）0.210g铁与足量稀硫酸反应 生成氢气的体积为83.4mL，与表中数据相差较大 （6）节约金属资源或防止废弃铝制易拉罐污染环境 【解析】 【小问1详解】 A、铝材和马口铁都能与硫酸铜溶液反应，都能置换出红色的铜，故A方案不可行； B、铝材不能被磁铁吸引，马口铁能被磁铁吸引，故B方案可行； C、铝材在潮湿的空气中易被氧化，表面形成一层致密的白色氧化铝薄膜，而马口铁在潮湿的空气中易生锈，铁锈是红色的，故C方案可行； D、铝材在空气中灼烧，表面形成一层致密的白色氧化铝薄膜，而而马口铁在空气中灼烧，表面变黑，故D方案可行； 故选：A； 【小问2详解】 取适量1号易拉罐样品放在试管中，向试管中滴加足量的稀盐酸，有气泡生成，发生的反应是铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑； 【小问3详解】 易拉罐的内壁喷有一层白色薄膜，这层白色薄膜的化学性质稳定，不与酸、碱溶液发生化学反应，则1号易拉罐能盛放酸性物质，原因是内壁上的白色薄膜可将酸性物质与金属材料隔开； 【小问4详解】 浓硫酸具有吸水性，且与氢气不反应，可用浓硫酸干燥氢气，为了使气体与浓硫酸充分接触，氢气应长进短出，要测量产生氢气体积，要从短管进气，长管出水，更利于水的排出，从而测量氢气体积，最后用量筒测量水的体积，导管不能伸入量筒底部，则导管正确的连接方式是A→C→B→E→D→F； 【小问5详解】 若2号易拉罐是纯铁制成，设生成氢气的质量为x， 解得x=0.0075g， 在标准状况下，氢气的密度是0.0899g/L，则0.0075g氢气的体积为0.0075g÷0.0899g/L≈83.4mL，与表中数据相差较大，则2号易拉罐不是纯铁制成，理由是0.210g铁与足量稀硫酸反应生成氢气的体积为83.4mL，与表中数据相差较大，所以2号易拉罐不是纯铁制成； 【小问6详解】 铝是一种可回收的金属，回收铝制易拉罐可以减少对铝矿的开采，则废弃的铝制易拉罐回收的意义是节约金属资源，也可以防止废弃的铝制易拉罐污染环境。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！共84页 第83 页 学科网（北京）股份有限公司 $$