题型02 科学探究题-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级化学上学期期末真题分类汇编（广东专用）

题型02 科学探究题 1．（23-24九年级上·广东东莞外国语学校·期末）智慧化学兴趣小组的同学进行制备氧气的实验，实验过程中小明不小心将FeCl3粉末加入H2O2溶液中，发现有大量气泡生成，于是小明和同学们开展相关的探究活动。 【查阅资料】FeCl3对H2O2分解有催化作用。 【提出问题】其他的金属化合物是否对过氧化氢分解具有的催化作用呢? 【实验探究】 （1）定性实验：分别量取10mL5%的H2O2溶液，分别置于编号为A、B、C的试管中。 实验序号 操作 现象 结论 实验1 向试管A中加入10mL5%的H2O2溶液，用带火星的小木条伸入试管内 带火星的小木条 常温下H2O2分解速率较慢 实验2 向试管B中加入10mL5%的H2O2溶液和0.5gFeCl3，用带火星的小木条伸入试管内 带火星的小木条复燃 实验3 向试管C中加入10mL5%H2O2溶液和 ，用带火星的小木条伸入试管内 带火星的小木条复燃 CuCl2能加快过氧化氢的分解 （2）实验1目的是 。 （3）实验2中化学反应方程式是 。 （4）反思评价：如果要验证CuCl2是否为该反应的催化剂，还需要测定其质量和 是否发生改变。 定量实验：分别取等质量0.03gMnO2、FeCl3、CuCl2粉末置于三个烧瓶中，各加入3mL5%的H2O2溶液，利用氧气传感器测量不同的催化剂催化过氧化氢分解的效果。实验结果如图所示。 （5）实验中用手触摸烧瓶有发热感觉，该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 （6）三个实验中完全分解过氧化氢用时最短的是实验 (填“4”、“5”或“6”)，结合实验结果，你得到的结论是： 。 2．（23-24九年级上·广东佛山南海·期末）烧陶瓷窑炉所用燃料经历了柴、煤、油、天然气等变迁。兴趣小组研究燃料组成及燃料产物，帮助了解窑炉燃料的发展。 I.煤窑 （1）煤属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。烧煤产生的SO2对环境的危害是 。 II.油窑 （2）油窑使用油类燃料。小组同学研究油窑燃料的元素组成： 实验序号 操作 现象 结论 1 取样品点燃，在火焰上方罩干燥烧杯 烧杯内壁 含氢元素 2 往烧杯中注入澄清石灰水，振荡 石灰水变浑浊 含 元素 （3）小组同学进一步探究燃烧产物中含碳氧化物的成分，设计如下方案： 查阅资料：NaOH溶液可吸收CO2 提出猜想：猜想1：只有 猜想2：有CO和CO2。 实验过程：为检验含碳氧化物的成分，实验装置连接顺序为：燃烧后气体→ (填字母)→A→尾气处理装置。 得出结论：实验中观察到 ，猜想2成立。 III.气窑 （4）使用天然气(主要成分CH4)为燃料，控温更准确，烧制陶瓷更匀整。CH4燃烧的化学方程式为 。 （5）研究结论：小组同学通过研究，认为陶瓷燃料朝低碳方向发展。根据此理念，可发展为烧制陶瓷更理想的燃料是 。 3．（23-24九年级上·广东广州南沙·期末）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： 。 4．（23-24九年级上·广东揭阳·期末）化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，该反应的化学方程式是 。某次实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】氯酸钾与二氧化锰混合加热时，产生的气体只以单质形式存在；氯气（）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【猜想假设】 猜想一：该气体为。 猜想二：该气体为 。 猜想三：该气体为和的混合物。 【实验探究】 序号 操作 现象 结论 方案Ⅰ 用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 带火星的木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色 猜想 成立 方案Ⅱ 向上排空气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 带火星的木条 ，淀粉碘化钾试纸 。 猜想三成立 【反思评价】为什么两种方案得出的结论不一致？哪个是正确的？ 甲同学认为，方案Ⅰ结论不正确，其操作不合理，不合理之处是 。 乙同学提出，不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是 。 【拓展应用】实验结束后，该组同学回收固体剩余物中的不溶物二氧化锰。二氧化锰的 在反应前后没有改变。 5．（23-24九年级上·广东揭阳榕城·期末）天然气作为燃料已进入千家万户，其主要成分是 (填化学式)。它在空气中完全燃烧生成CO2和H2O。如果它不完全燃烧会生成什么物质呢？某研究性学习小组对此展开探究。 【提出猜想】生成物中一定有 (填化学式)，可能有CO2和CO。 【实验探究】该小组同学将生成的混合气体，依次通过如图所示的装置，验证猜想。 【现象与结论】 （1）观察到A中 ，证明混合气体中含有CO2。 （2）观察到D中粉末由黑色变成 色，证明混合气中含有CO，D中反应的化学方程式为 。 【交流讨论】 （1）小武认为:从E装置中澄清石灰水变浑浊也能推断出混合气中有一氧化碳，那么B中NaOH溶液的作用是 。 （2）小文则提出:从环保的角度看，此装置有一个不足之处，你认为是 。 6．（23-24九年级上·广东茂名部分学校·期末联考）屠呦呦因为发现治疗疟疾的药物青蒿素（C15H22O5）获得了诺贝尔奖，也获得了国家最高科学技术奖。某研究小组的同学学习了屠呦呦的事迹后，对验证青蒿素的组成产生了浓厚兴趣。 【提出问题】如何通过实验验证青蒿素的组成元素？ 【查阅资料】（1）青蒿素具有可燃性； （2）含碳元素的物质完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳； （3）白色的无水硫酸铜遇水变蓝； （4）二氧化碳和澄清石灰水、NaOH溶液都能反应； （5）检验二氧化碳用澄清石灰水，除去大量二氧化碳用氢氧化钠溶液。 小组同学认为检验物质的组成元素的关键是让其反应，在老师指导下建构了“物质组成推断”类问题的思维模型： 【任务一】根据信息，同学们设计图1方案燃烧青蒿素并收集产物（实验中产物均为气体）。 为了将玻璃管中的空气排净，在点燃酒精灯加热前要先通入氧气一段时间。将带火星的木条放在装置右边的导管口，观察到的现象是 。 【任务二】检验燃烧产物成分，验证青蒿素的组成元素。 【猜想与假设】同学们对青蒿素燃烧产生的气体作出猜想： 小林：CO2、H2O；小江：CO、H2O； 小琴：NH3、CO2、H2O；小雨：CO2、CO、H2O。 你认为 同学的猜想一定是错误的，理由是 。 【实验及解释】同学们设计了如图2实验方案（固定装置未画出），将青蒿素在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。 （1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出 同学的猜想成立。请写出装置E中发生反应的化学方程式 。 （2）同学们对实验设计进行反思，认为取消装置C和D，并不影响对气体的成分作出准确的判断，请你作出解释 。 【实验创新】同学们从简化装置、节约实验药品的角度出发，对图2方案进行了改进与创新，改用图3所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小林先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了对气体产物成分的检验。 实验中，装置H的作用是 。 【得出结论】通过上述定性实验分析，小组同学得出青蒿素肯定含有碳、氢两种元素的结论。然后，再设计定量实验验证青蒿素的组成。 7．（23-24九年级上·广东汕尾·期末）草酸（）存在于自然界的植物中，在以上易分解生成水和碳的氧化物。兴趣小组为确定草酸的分解产物中有哪些含碳的氧化物，展开了探究。 【提出问题】草酸的分解产物中有哪些含碳的氧化物？ 【猜想与假设】 （1）猜想1：只有；猜想2： ；猜想3：有和 【查阅资料】氢氧化钠溶液可以除去二氧化碳；浓硫酸具有吸水性。 【进行实验】基于猜想3，该兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置（部分固定装置已略去）。 （2）请完善下面表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 将分解产物从左至右依次通过各装置 A中 说明分解产物中含有 E中黑色粉末变为 色，F中澄清石灰水变浑浊 说明分解产物中含有 【交流与反思】 （3）装置A、E中发生反应的化学方程式分别为 、 。 （4）小组同学讨论后认为点燃E处酒精灯前，必须先通一会儿气体，理由是 。 （5）有同学从安全、环保角度考虑，认为该实验装置存在不足，改进的方法为 。 8．（23-24九年级上·广东韶关部分学校·期末联考）生活中所用“免洗液”中含有一定量的乙醇(C2H5OH)，工业生产无水乙醇的方法是在工业酒精(含有一定量水的乙醇)中加足量的生石灰后蒸馏。 （1）生石灰与水反应的化学方程式为 。 （2）无水乙醇与金属钠反应时有气体产生。以下是某化学兴趣小组对该反应产生的气体进行的探究，请你填答相关问题。 【提出问题】无水乙醇和金属钠反应产生的气体是什么？ 【查阅资料】无水乙醇和金属钠反应能生成一种常见的可燃性气体。 【提出假设】对气体提出以下假设 假设I：CO；假设Ⅱ：CH4；假设Ⅲ：H2；假设Ⅳ：CO2。 以上假设中，假设 不成立，理由是 。 【实验探究】 实验操作 实验现象 结论 a．向盛无水乙醇的试管中加入金属钠。迅速塞上带尖嘴导管的胶塞(如图)，在导管口用一支小试管收集并检验气体的纯度 验纯时发出 说明气体不纯 b．点燃气体，在火焰上方罩一个干冷烧杯 烧杯内壁有白雾 假设 不成立 c．将烧杯迅速倒转，向其中注入适量的 ，充分振荡 假设Ⅲ成立 【反思评价】根据实验结果，操作b反应的化学方程式为 。 9．（23-24九年级上·广东深圳·期末） 在实验室利用下图所示装置进行C还原CuO实验。    （1）实验原理：C和CuO反应的化学方程式为 。 （2）化学兴趣小组的同学在查阅资料后提出了C和CuO的质量比等因素会影响实验效果。于是再次进行了实验，根据实验现象对实验效果进行评分(评分越高，效果越好)。 实验组 第一组 第二组 实验序号 a b c d h i j k C和CuO的质量比 1：10 1：11 X：Y 1：13 1：10 1：11 1：12 1：13 木炭颗粒大小 细 细 细 细 极细 极细 极细 极细 实验效果评分 6.3 6.9 5.1 3.8 7.8 9.2 6.8 4.0 Ⅰ．实验c中X：Y= 。 Ⅱ．根据上表分析除C和CuO的质量比会影响实验效果，还有 也会影响实验效果。 Ⅲ．为了得出C和CuO质量比为1：11时效果最好这一结论，下列关于实验组合的选择合理的是 (填序号)。 A．abcd                B．abjk                    C．hijk （3）实验结束，对所得气体的成分进行探究。 【查阅资料】微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。为验证产生的气体是CO2和CO的混合物，将气体产物进行如下操作：    实验中观察到 现象，则证明是CO2和CO的混合气体。 （4）实验结束，对所得红色固体的成分进行探究。 【查阅资料】 ⅰ．C还原CuO除生成Cu外还可能生成氧化亚铜(Cu2O)； ⅱ．Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体； ⅲ．Cu2O和稀硫酸会发生反应，反应原理为：(CuSO4的水溶液呈蓝色)，Cu与稀硫酸不反应。 【猜想假设】猜想1：红色固体中含有Cu2O；猜想2：红色固体中不含Cu2O。 【实验探究】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量红色固体加入到足量 (填试剂名称)中 红色固体 (填“全部”、“全部不”或“部分”)溶解，溶液变为蓝色 猜想1成立 10.（23-24九年级上·广东中山·期末）我国提出2060年前实现碳中和，彰显了负责任大国的作为与担当。某兴趣小组同学对CO2的吸收进行了相关探究。 （1）实验探究一：运用已有知识设计实验吸收CO2 实验序号 实验1 实验2 设计依据 能溶于水并与水反应 能与澄清石灰水反应 实验过程 实验现象 塑料瓶变瘪 塑料瓶变瘪程度大，澄清石灰水 通过上述实验现象判断，实验 (填实验序号)吸收二氧化碳的效果更好，其原因是 (用化学方程式表示)。 实验探究二：比较水和海水吸收CO2的能力大小 【提出问题】CO2被水和食盐水(模拟海水)吸收的情况如何？ 【作出猜想】猜想I：水吸收的CO2更多；猜想II：食盐水(模拟海水)吸收的CO2更多。 【进行实验】分别将收集有100mLCO2的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中如图1所示，每隔一定时间观察并记录量筒内CO2的体积，所测数据如表。 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 烧杯A量筒中CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 烧杯B量筒中CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 【解释与结论】 （2）由表中数据分析，相同条件下，吸收CO2更多的是 (填“水”或“食盐水”)。 （3）地球表面71%被水覆盖，海水占全球储水量的96.5%，采取海洋吸收CO2，可有效减碳，但也会造成海水酸化，涉及的反应为 (用化学方程式表示)。 【拓展交流】 用两个量筒分别收集100mLCO2倒置于水槽中，向1个量筒内注入少量的植物油，使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应)，测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图2所示。 （4）比较图中两条曲线，说明植物油 (填“能”或“不能”)减少CO2溶于水。 （5）事实上用排水法也可以收集到CO2，请根据以上表格的实验数据分析理由是 。 1．（2024•广东茂名滨海新区·一模）学习小组制取CO2和SO2，并探究其水溶液的性质。    Ⅰ.制取CO2和SO2 在常温、气体压强为101kPa时，1体积水里最多能溶解大约1体积CO2或40体积SO2。学习小组利用图1所示装置制取CO2和SO2。 （1）利用该装置制取CO2的化学反应方程式为 。 （2）不能用排水法收集SO2的理由是 。 Ⅱ.探究CO2和SO2水溶液的性质 （3）在通风橱中分别向100 mL H2O中通入CO2和SO2至饱和，用pH计测定饱和溶液pH，静置2h后，再次读取溶液pH。结果如下表所示。 饱和溶液pH 静置2h后溶液pH CO2水溶液 3.94 4.12 SO2水溶液 0.88 0.79 ①测定pH最简便的方法是使用pH试纸，操作时玻璃棒的作用是 （填字母）。 A．搅拌      B．引流   C．蘸取溶液 ②静置2h后，CO2水溶液酸性 （填“增强”或“减弱”）。 ③有同学根据溶液的pH认为CO2也是造成酸雨的重要因素。请判断该推论是否正确，并说明理由： 。 （4）取静置后的SO2水溶液于试管中，向其中滴加过量Ba(OH)2溶液，有沉淀产生。 【提出问题】该沉淀是什么? 【查阅资料】 ①SO2水溶液、BaSO3都能与O2发生氧化反应。 ②BaSO3和BaSO4都难溶于水。 ③BaSO3能溶于浓度较大的盐酸，BaSO4不溶于盐酸。 【提出猜想】沉淀可能为BaSO4或BaSO4、BaSO3的混合物。 【实验验证】请设计实验验证沉淀中一定含有BaSO4。简述实验过程（包括操作和现象）： 。（实验中须使用的试剂：10%的盐酸） （5）煤燃烧排放的SO2可能导致酸雨。南通市2021年酸雨发生率为1.7%，比2020年减少1%。你了解的本地决策部门为降低SO2排放做出的举措有 （写一条）。 （6）酸雨对环境的影响因地区地质而异。图2中河流受酸雨损害的程度较小的原因是 。 2．（2024·广东汕头潮阳部分学校·一模联考）在实验探究课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种。同学们为了确定该粉末的成分，进行如下探究。请你参与他们的探究并回答问题。 【提出问题】 （1）假设1：红色粉末是铜粉；假设2：红色粉末是氧化铁粉；假设3：红色粉末是 　 　。 【设计实验方案】同学们对实验作了如下设想和分析：取少量红色粉末放入硬质玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加热至充分反应（实验装置图如图）。 （2）请你完成下表： 实验中可能出现的现象 结论 ①　 　 假设1成立 ②红色粉末全部变黑色，石灰水变浑浊 假设2成立 ③　 　 假设3成立 【进行实验】通过实验及分析，确认假设3成立。 【反思与评价】 （3）①实验过程中，硬质玻璃管内发生的化学反应方程式是 　 　。 ②实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是 　 　。 ③从环保角度看，上面的实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是 　 　。 【拓展】 （4）①为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱，你认为可选用下列试剂中的 　 　（填序号）。 A．硝酸铜溶液 B．稀盐酸 C．氯化锌溶液 ②请你用另一种反应原理证明猜想3成立，实验方案是 　 　。 【答案】 （1）铜粉和氧化铁粉；（2）①红色粉末不变色，石灰水不变浑浊； ③红色粉末部分变黑色，石灰水变浑浊； （3）①； ②将装置内空气排尽，防止发生爆炸； ③在b处用酒精灯点燃（合理即可）； （4）①AB； ②取少量红色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸充分反应，试管底部有红色固体剩余，溶液变为黄色，则猜想3成立。 【分析】（1）根据该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种进行分析。 （2）根据铜和一氧化碳不反应，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，进行分析。 （3）根据一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳具有可燃性，一氧化碳有毒进行分析。 （4）根据铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁、铜和氯化锌均不反应，均无明显现象进行分析。 【解答】解：（1）该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种，故该粉末可能是铜粉，可能是氧化铁粉，也可能是铜粉和氧化铁粉的混合物，故假设3：红色粉末是铜粉和氧化铁粉； （2）①结论为假设1成立，故该粉末是铜粉，铜和一氧化碳不反应，故现象是：红色粉末不变色，石灰水不变浑浊； ③结论为假设3成立，故该粉末是铜粉和氧化铁粉，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，一氧化碳和铜不反应，故现象是：红色粉末部分变黑色，石灰水变浑浊； （3）①实验过程中，硬质玻璃管内发生的反应为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：； ②一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是：将装置内空气排尽，防止发生爆炸； ③一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，故该装置的缺陷是缺少尾气处理装置，一氧化碳具有可燃性，故可在b处用酒精灯点燃； （4）①A、铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼，符合题意； B、铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，说明在金属活动性顺序里，铁排在氢前，铜和稀盐酸不反应，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，符合题意； C、铁、铜和氯化锌均不反应，均无明显现象，说明锌比铁、铜活泼，但是无法探究铁、铜的金属活动性顺序，不符合题意。 故选AB； ②氧化铁能与稀盐酸反应生成氯化铁和水，铜和稀盐酸不反应，故设计方案：取少量红色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸充分反应，试管底部有红色固体剩余，溶液变为黄色，则猜想3成立。 3．（2024·广东深圳·一模）．同学们利用图1装置进行电解水实验（水中加入少量氢氧化钠以增强导电性）。 （1）电解水实验的化学方程式为 ，该实验说明水由 组成。    （2）某小组探究不同电极材料对实验的影响，实验记录如下表。 实验序号 电极材料 玻璃管内气体体积（mL） 体积比 正极 负极 1 铂 5.0 10.2 0.98：2 2 铜 4.8 10.7 0.90：2 3 碳棒 3.2 10.4 0.62：2    【提出问题】实验3中，正极气体体积偏少的原因是什么？ 【形成假设】O2和碳棒反应生成CO2，且部分CO2被吸收。 【进行实验】利用图2装置，将正极气体通入澄清石灰水中，现象为 ，该现象对应的化学方程式为 。 【得出结论】假设成立。 【交流讨论】结合资料卡片，分析实验3中体积比偏小的原因还可能是 。 【反思评价】由上述三组实验可知，电解水实验的电极材料选用 最合适。 4．（2024·广东茂名四校·一模联考）在学习完金属冶炼一课后，某兴趣小组用如图装置进行一氧化碳还原氧化铁的实验，实验结束后，同学们对反应后硬质玻璃管内的黑色粉末成分产生了兴趣，于是在老师的指导下进行了以下探究活动。 【交流讨论】 （1）实验室进行一氧化碳还原氧化铁实验时，玻璃管中发生反应化学方程式为_____。 （2）该实验装置尾部气球的作用是_____。 【查阅资料】①铁及其氧化物中，Fe3O4、FeO、Fe均为黑色粉末，Fe3O4和Fe能被磁铁吸引，FeO不能被磁铁吸引。②已知反应，FeCl3溶液呈黄色。③KSCN溶液与三价铁盐溶液反应生成血红色溶液；亚铁盐溶液和稀盐酸与KSCN溶液混合无现象。 【提出问题】硬质玻璃管内黑色粉末除了Fe粉外还含哪些物质？ 【作出猜想】 （3）猜想1：FeO；猜想2：_____；猜想3：FeO、Fe3O4 【进行实验】 （4） 步骤 实验操作 实验现象 结论 ① 取少量反应后的黑色粉末，用磁铁吸引 _____ 黑色粉末中含有FeO ② 将黑色粉末加入足量稀盐酸中，向实验后的溶液中滴加几滴KSCN溶液 黑色粉末全部溶解，有气泡产生，溶液变为血红色 黑色粉末中含有铁粉和_____ 产生气泡的化学方程式为_____。 【实验结论】 （5）由上述实验现象，得出猜想_____正确。 【拓展与思考】 （6）查阅资料得知，一氧化碳还原氧化铁的固体生成物与温度的关系如下： 温度 400~500℃ 600~680℃ 700~800℃ 生成物 Fe3O4 FeO Fe 为了提高铁的产率，应控制的温度范围是_____。 【答案】（1） （2）收集未完全反应的CO避免其污染空气 （3）Fe3O4 （4） ①. 有部分黑色粉末未被磁铁吸引 ②. 四氧化三铁##Fe3O4 ③. （5）3 （6）700~800℃ 【解析】 【小问1详解】 氧化铁与一氧化碳高温下反应生成铁单质和二氧化碳，化学方程式为； 【小问2详解】 CO属于空气污染物，实验装置尾部气球的作用是收集未完全反应的CO避免其污染空气； 【小问3详解】 结合猜想1和猜想3，硬质玻璃管内黑色粉末除了Fe粉外还可能含Fe3O4； 【小问4详解】 ①铁及其氧化物中，Fe3O4、FeO、Fe均为黑色粉末，Fe3O4和Fe能被磁铁吸引，FeO不能被磁铁吸引，结论是黑色粉末中含有FeO，故现象是有部分黑色粉末未被磁铁吸引； ②KSCN溶液与三价铁盐溶液反应生成血红色溶液；亚铁盐溶液和稀盐酸与KSCN溶液混合无现象，现象是黑色粉末全部溶解，有气泡产生，溶液变为血红色，说明溶液中有三价铁离子，而铁与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，故黑色粉末中含有铁粉和Fe3O4；铁与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，化学方程式为； 【小问5详解】 由（4）知，黑色粉末中有铁、FeO、Fe3O4，故猜想3正确； 【小问6详解】 由表格知，在体系温度为700~800℃，生成物是Fe，故为了提高铁的产率，应控制的温度范围是700~800℃。 5．（2024·广东中山·一模） 钢铁产业是国民经济的重要基础产业。兴趣小组开展了与钢铁相关的探究活动。 （1）选矿：常见的铁矿石有赤铁矿，矿石入炉前进行粉碎，目的是 。 （2）炼铁：下图是模拟工业炼铁的实验，玻璃管中发生的化学反应方程式： 。 （3）图丙装置作用 。 探究：加热一段时间后玻璃管中生成的黑色固体是什么? 【查阅资料】     ①CO 与 Fe₂O₃ 反应的固体生成物与温度的关系如下表： 温度 400~500℃ 600~680℃ 700~800℃ 生成物 Fe₃O₄ FeO Fe ②FeO为一种黑色固体，Fe₃O₄和Fe都能被磁铁吸引，Fe₂O₃和FeO不能被磁铁吸引。 ③CuSO₄ 溶液不与铁的氧化物反应。 【作出猜想】 猜想 I:固体成分为 Fe 猜想Ⅱ:固体成分为Fe₃O₄ 猜想Ⅲ:固体成分为FeO 【实验探究】 （4）完成下列实验并记录 实验步骤 现象 结论 ①玻璃管冷却后，将固体 倒出，用磁铁吸引 固体全部被吸引 猜想 不正确 ②向样品中加入足量 CuSO₄溶液，充分反应。 有红色固体析出，溶液                   猜想I正确 【分析】 （5）步骤②中发生的化学反应方程式： 。 【反思应用】 （6）工业上冶炼铁的过程中，为了提高铁的产率，温度应不低于 ℃ 6．（2024·广东广州海珠·一模）某小组用W形管探究C还原后的气体产物。 （1）按照配比，混合相应质量的C粉和粉末，并充分混合、研磨。 编号 粉末① 粉末② 粉末③ C原子与O原子个数比 C粉质量 质量 x ______g。 （2）实验探究1： 步骤1：如图a，称取研磨均匀后的粉末①装入A处，B处放入澄清石灰水，用金属网罩住酒精灯加热。一段时间后，A处粉末变成红色，B处澄清石灰水变浑浊。请写B处出相关化学方程式_______。 步骤2：分别用粉末②、粉末③重复上述实验，一段时间后，均出现A处粉末变成红色，B处澄清石灰水变浑浊。 根据上述实验结果可以得出的实验探究1的结论是_______。 （3）实验探究2：探究与C反应能否生成 步骤1：如图形管处放入氧化铜粉末，凹槽处不放置药品。点燃酒精灯，并对处固体加热5分钟，无明显现象。 步骤2：另取W形管，取粉末①装入处。从另一端放入氧化铜粉末于处，加热5分钟，发现处无明显变化。 步骤3：分别用粉末②、粉末③重复上述实验，加热5分钟，发现处变成红色。 实验探究2中，步骤1的目的是______。 （4）进一步用仪器测量实验探究2产生的气体，得到以下图像： ①请问用粉末③进行实验时产生的气体对应曲线为________。 ②从定量角度分析，C还原生成的含量增加的原因可能是________。 【答案】（1）10 （2） ①. ②. C还原CuO后气体产物中含有二氧化碳 （3） 证明高温条件下，空气中的物质不能将氧化铜还原成铜 （4） ①. A ②. 碳粉过量 【解析】 【小问1详解】 由表中数据信息可以看出，碳原子和氧原子的个数比即为碳粉中碳原子个数与氧化铜的粒子个数之比，由此可以求出氧化铜的质量，如粉末①中，碳原子与氧原子个数比为1:2，所以碳原子个数与氧化铜的微粒个数比为1:2，则二者的质量比为:，即氧化铜的质量约是碳粉的质量的13.3倍，所以碳的质量为1g时，氧化铜的质量为13.3g； 所以粉末②中碳与氧化铜的质量比为：，即当碳粉质量为1g时，氧化铜的质量为10g，故x的值为10。 【小问2详解】 澄清的石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：。 小组实验的目的是用W形管探究C还原CuO后的气体产物，A处粉末变成红色说明有铜生成，B处澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，所以可以得出的实验探究1的结论是：C还原CuO后的气体产物中含有二氧化碳。 【小问3详解】 步骤1虽然只放了氧化铜，但玻璃管内有空气，氧化铜没有发生变化，证明高温条件下，空气中的物质不能将氧化铜还原成铜（或氧化铜受热不分解，合理即可）。 【小问4详解】 碳粉和氧化铜反应的化学方程式及各物质的质量关系如下：，由碳与氧化铜反应的化学方程式可知，当碳粉和氧化铜恰好完全反应时，碳粉和氧化铜的质量比为3:40，结合前面的分析可以得出，当碳粉过量时，过量的碳粉与氧化铜和碳粉反应生成的二氧化碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，由于氧化铜量一定，所以生成的二氧化碳量一定，但当剩余的碳粉量越多，使二氧化碳完全转化成一氧化碳的可能性就越大，产生的一氧化碳也就越多，结合（1）表中数据可知，碳粉与氧化铜的质量比越大，产生的一氧化碳越多，故答案为： ①粉末③进行实验时产生的气体对应曲线为A； ②碳粉过量（或碳粉与氧化铜的质量比增大，合理即可） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 题型02 科学探究题 1．（23-24九年级上·广东东莞外国语学校·期末）智慧化学兴趣小组的同学进行制备氧气的实验，实验过程中小明不小心将FeCl3粉末加入H2O2溶液中，发现有大量气泡生成，于是小明和同学们开展相关的探究活动。 【查阅资料】FeCl3对H2O2分解有催化作用。 【提出问题】其他的金属化合物是否对过氧化氢分解具有的催化作用呢? 【实验探究】 （1）定性实验：分别量取10mL5%的H2O2溶液，分别置于编号为A、B、C的试管中。 实验序号 操作 现象 结论 实验1 向试管A中加入10mL5%的H2O2溶液，用带火星的小木条伸入试管内 带火星的小木条 常温下H2O2分解速率较慢 实验2 向试管B中加入10mL5%的H2O2溶液和0.5gFeCl3，用带火星的小木条伸入试管内 带火星的小木条复燃 实验3 向试管C中加入10mL5%H2O2溶液和 ，用带火星的小木条伸入试管内 带火星的小木条复燃 CuCl2能加快过氧化氢的分解 （2）实验1目的是 。 （3）实验2中化学反应方程式是 。 （4）反思评价：如果要验证CuCl2是否为该反应的催化剂，还需要测定其质量和 是否发生改变。 定量实验：分别取等质量0.03gMnO2、FeCl3、CuCl2粉末置于三个烧瓶中，各加入3mL5%的H2O2溶液，利用氧气传感器测量不同的催化剂催化过氧化氢分解的效果。实验结果如图所示。 （5）实验中用手触摸烧瓶有发热感觉，该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 （6）三个实验中完全分解过氧化氢用时最短的是实验 (填“4”、“5”或“6”)，结合实验结果，你得到的结论是： 。 【答案】（1）不复燃 FeCl3能加快H2O2的分解 0.5gCuCl2 （2）对比实验 （3）2H2O22H2O+O2↑ （4）化学性质 （5）放热 （6）4 相同条件下，二氧化锰对过氧化氢的催化效果最好 【解析】（1）实验1：向试管A中加入10mL5%的H2O2溶液，用带火星的小木条伸入试管内，实验结论是常温下H2O2分解速率较慢，说明产生氧气的量很小，因此带火星的小木条不复燃，故填：不复燃； 实验2：向试管B中加入10mL5%的H2O2溶液和0.5gFeCl3，用带火星的小木条伸入试管内，带火星的小木条复燃，说明FeCl3能加快H2O2的分解，故填：FeCl3能加快H2O2的分解； 实验3：实验结论是CuCl2能加快过氧化氢的分解，因此除了向试管C中加入10mL5%H2O2溶液外，根据实验目的，还应加入0.5gCuCl2，故填：0.5gCuCl2； （2）该实验目的是其他的金属化合物可以作过氧化氢分解的催化剂，因此做实验1的目的是对比实验，故填：对比实验； （3）实验2中H2O2在FeCl3的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，故填：2H2O22H2O+O2↑； （4）5%的H2O2溶液分解比较缓慢，加入后0.5gCuCl2后反应明显加快。若要证明CuCl2是否是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它在化学反应前后的质量和化学性质是否发生改变，故填：化学性质； （5）实验中用手触摸烧瓶有发热感觉，该反应是放热反应，故填：放热； （6）由图可知，三个实验中完全分解过氧化氢用时最短的是实验4，由此可得出的结论是：相同条件下，二氧化锰对过氧化氢的催化效果最好，故填：4；相同条件下，二氧化锰对过氧化氢的催化效果最好。 2．（23-24九年级上·广东佛山南海·期末）烧陶瓷窑炉所用燃料经历了柴、煤、油、天然气等变迁。兴趣小组研究燃料组成及燃料产物，帮助了解窑炉燃料的发展。 I.煤窑 （1）煤属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。烧煤产生的SO2对环境的危害是 。 II.油窑 （2）油窑使用油类燃料。小组同学研究油窑燃料的元素组成： 实验序号 操作 现象 结论 1 取样品点燃，在火焰上方罩干燥烧杯 烧杯内壁 含氢元素 2 往烧杯中注入澄清石灰水，振荡 石灰水变浑浊 含 元素 （3）小组同学进一步探究燃烧产物中含碳氧化物的成分，设计如下方案： 查阅资料：NaOH溶液可吸收CO2 提出猜想：猜想1：只有 猜想2：有CO和CO2。 实验过程：为检验含碳氧化物的成分，实验装置连接顺序为：燃烧后气体→ (填字母)→A→尾气处理装置。 得出结论：实验中观察到 ，猜想2成立。 III.气窑 （4）使用天然气(主要成分CH4)为燃料，控温更准确，烧制陶瓷更匀整。CH4燃烧的化学方程式为 。 （5）研究结论：小组同学通过研究，认为陶瓷燃料朝低碳方向发展。根据此理念，可发展为烧制陶瓷更理想的燃料是 。 【答案】（1）不可再生 酸雨 （2）有水雾出现 碳/C （3）ACB 澄清石灰水变浑浊，B中固体由黑色变为红色 （4） （5）氢气 【解析】（1）煤为化石燃料，形成时间较长，短时间内不能从自然界中获取，属于不可再生能源； 二氧化硫溶于雨水中最终会生成硫酸，会引起酸雨。 （2）燃烧中含有氢元素，根据反应前后元素种类不变，则说明生成物中有水，会观察到烧杯内壁有水雾出现； 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，说明生成物有二氧化碳，根据反应前后元素种类不变，说明燃料中含有碳元素。 （3）二氧化碳能使石灰水变浑浊，一氧化碳和氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳，为了防止产物中二氧化碳的干扰，检验结束后应除去，而氢氧化钠能除去二氧化碳，则流程为ACBA→尾气处理装置； 猜想2成立，则说明产物中有二氧化碳和一氧化碳，则会观察到澄清石灰水都会变浑浊，且B中固体由黑色变为红色。 （4）甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：。 （5）氢气燃烧只生成水，没有污染，则为理想的燃料。 3．（23-24九年级上·广东广州南沙·期末）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）乙 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】（1）由猜想①只有CO，猜想②只有可知，猜想③有、； （2）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； （3）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； （4）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； （5）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； （6）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（）； （7）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； （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。 4．（23-24九年级上·广东揭阳·期末）化学兴趣小组在实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，该反应的化学方程式是 。某次实验时偶然发现制得的气体有刺激性气味，这一现象引起了同学们的兴趣，于是在老师的指导下对该气体成分进行探究。 【提出问题】氯酸钾与二氧化锰混合加热后产生的气体成分是什么？ 【查阅资料】氯酸钾与二氧化锰混合加热时，产生的气体只以单质形式存在；氯气（）是有刺激性气味的气体，能溶于水，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 【猜想假设】 猜想一：该气体为。 猜想二：该气体为 。 猜想三：该气体为和的混合物。 【实验探究】 序号 操作 现象 结论 方案Ⅰ 用排水集气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 带火星的木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色 猜想 成立 方案Ⅱ 向上排空气法收集甲、乙两瓶气体，将带火星的木条伸入甲瓶，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入乙瓶。 带火星的木条 ，淀粉碘化钾试纸 。 猜想三成立 【反思评价】为什么两种方案得出的结论不一致？哪个是正确的？ 甲同学认为，方案Ⅰ结论不正确，其操作不合理，不合理之处是 。 乙同学提出，不需要进行实验，就能排除猜想一，理由是 。 【拓展应用】实验结束后，该组同学回收固体剩余物中的不溶物二氧化锰。二氧化锰的 在反应前后没有改变。 【答案】 一 复燃 变蓝色 氯气能溶于水，用排水法收集会影响实验 氧气是无味气体，没有刺激性气味 质量、化学性质 【解析】氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生氯化钾和氧气，故方程式为：； 猜想假设：结合资料及猜想一和三，故猜想二为该气体为Cl2； 实验探究：根据现象带火星的木条复燃，淀粉碘化钾试纸不变色，气体中有氧气无氯气，故猜想一成立； 若猜想三成立，则气体同时含有氧气和氯气，故现象为：带火星的木条复燃，淀粉碘化钾试纸变蓝； 方案I用排水法收集，而氯气能溶于水，会导致氯气溶于水不能被检测到，故填：氯气能溶于水，用排水法收集会影响实验； 反思评价：气体有刺激性气味，氧气无色无味，不可能是纯氧气，故填：氧气是无味气体，没有刺激性气味； 拓展应用：二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，反应前后质量和化学性质不变。 5．（23-24九年级上·广东揭阳榕城·期末）天然气作为燃料已进入千家万户，其主要成分是 (填化学式)。它在空气中完全燃烧生成CO2和H2O。如果它不完全燃烧会生成什么物质呢？某研究性学习小组对此展开探究。 【提出猜想】生成物中一定有 (填化学式)，可能有CO2和CO。 【实验探究】该小组同学将生成的混合气体，依次通过如图所示的装置，验证猜想。 【现象与结论】 （1）观察到A中 ，证明混合气体中含有CO2。 （2）观察到D中粉末由黑色变成 色，证明混合气中含有CO，D中反应的化学方程式为 。 【交流讨论】 （1）小武认为:从E装置中澄清石灰水变浑浊也能推断出混合气中有一氧化碳，那么B中NaOH溶液的作用是 。 （2）小文则提出:从环保的角度看，此装置有一个不足之处，你认为是 。 【答案】 CH4 H2O 澄清石灰水变浑浊 红（或紫红）/红/紫红 除去混合气中的二氧化碳 缺少尾气处理装置 【解析】天然气的主要成分是甲烷，化学式为CH4。 提出猜想：甲烷由碳氢两种元素组成，所以其燃烧后的产物中一定有水，故填H2O。 现象与结论： （1）因为二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊，所以当观察到A中澄清石灰水变浑浊，证明混合气体中含有二氧化碳。 （2）一氧化碳可以还原氧化铜，所以观察到D中粉末由黑色变成红色或紫红色，证明混合气中含有CO； D中是一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：。 交流讨论： （1）B中NaOH溶液与混合气中的二氧化碳反应，除去了二氧化碳，所以若E装置中澄清石灰水变浑浊，说明混合气中有一氧化碳，且其和氧化铜反应生成了二氧化碳。 （2）该反应中有大气污染物一氧化碳气体，排放到空气中会污染空气，所以应该在装置末尾添加尾气吸收或处理装置，防止其排放到空气中。 6．（23-24九年级上·广东茂名部分学校·期末联考）屠呦呦因为发现治疗疟疾的药物青蒿素（C15H22O5）获得了诺贝尔奖，也获得了国家最高科学技术奖。某研究小组的同学学习了屠呦呦的事迹后，对验证青蒿素的组成产生了浓厚兴趣。 【提出问题】如何通过实验验证青蒿素的组成元素？ 【查阅资料】（1）青蒿素具有可燃性； （2）含碳元素的物质完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳； （3）白色的无水硫酸铜遇水变蓝； （4）二氧化碳和澄清石灰水、NaOH溶液都能反应； （5）检验二氧化碳用澄清石灰水，除去大量二氧化碳用氢氧化钠溶液。 小组同学认为检验物质的组成元素的关键是让其反应，在老师指导下建构了“物质组成推断”类问题的思维模型： 【任务一】根据信息，同学们设计图1方案燃烧青蒿素并收集产物（实验中产物均为气体）。 为了将玻璃管中的空气排净，在点燃酒精灯加热前要先通入氧气一段时间。将带火星的木条放在装置右边的导管口，观察到的现象是 。 【任务二】检验燃烧产物成分，验证青蒿素的组成元素。 【猜想与假设】同学们对青蒿素燃烧产生的气体作出猜想： 小林：CO2、H2O；小江：CO、H2O； 小琴：NH3、CO2、H2O；小雨：CO2、CO、H2O。 你认为 同学的猜想一定是错误的，理由是 。 【实验及解释】同学们设计了如图2实验方案（固定装置未画出），将青蒿素在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。 （1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出 同学的猜想成立。请写出装置E中发生反应的化学方程式 。 （2）同学们对实验设计进行反思，认为取消装置C和D，并不影响对气体的成分作出准确的判断，请你作出解释 。 【实验创新】同学们从简化装置、节约实验药品的角度出发，对图2方案进行了改进与创新，改用图3所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小林先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了对气体产物成分的检验。 实验中，装置H的作用是 。 【得出结论】通过上述定性实验分析，小组同学得出青蒿素肯定含有碳、氢两种元素的结论。然后，再设计定量实验验证青蒿素的组成。 【答案】 带火星的木条复燃 小琴 青蒿素中没有氮元素 小雨 E中黑色粉末变红即可说明气体产物中有一氧化碳 吸收二氧化碳并收集尾气一氧化碳 【任务一】为了将玻璃管中的空气排净，在点燃酒精灯加热前要先通入氧气一段时间，将带火星的木条放在装置右边的导管口，观察到带火星的木条复燃，说明玻璃管中的空气已经排净； 【猜想与假设】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，青蒿素与氧气反应，元素种类为碳元素、氢元素和氧元素，故生成物中也是这三种元素，不会含有氮元素，故小琴同学的猜想一定是错误的； 【实验及解释】（1）无水硫酸铜变蓝，说明混合气体中含有水蒸气，B中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中含有二氧化碳，C装置是吸收多余的二氧化碳气体，D中澄清石灰水不变浑浊，说明二氧化碳已经被吸收完全，F中澄清石灰水变浑浊，说明C装置中生成了二氧化碳，故混合气体中含有一氧化碳，故小雨同学的猜想成立；装置E中一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为； （2）若装置E中的黑色氧化铜固体变为红色固体，也能说明混合气体中含有一氧化碳，故取消装置C和D，并不影响对气体的成分作出准确的判断； 【实验创新】实验中，装置H的作用是吸收二氧化碳并收集尾气一氧化碳。 7．（23-24九年级上·广东汕尾·期末）草酸（）存在于自然界的植物中，在以上易分解生成水和碳的氧化物。兴趣小组为确定草酸的分解产物中有哪些含碳的氧化物，展开了探究。 【提出问题】草酸的分解产物中有哪些含碳的氧化物？ 【猜想与假设】 （1）猜想1：只有；猜想2： ；猜想3：有和 【查阅资料】氢氧化钠溶液可以除去二氧化碳；浓硫酸具有吸水性。 【进行实验】基于猜想3，该兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置（部分固定装置已略去）。 （2）请完善下面表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 将分解产物从左至右依次通过各装置 A中 说明分解产物中含有 E中黑色粉末变为 色，F中澄清石灰水变浑浊 说明分解产物中含有 【交流与反思】 （3）装置A、E中发生反应的化学方程式分别为 、 。 （4）小组同学讨论后认为点燃E处酒精灯前，必须先通一会儿气体，理由是 。 （5）有同学从安全、环保角度考虑，认为该实验装置存在不足，改进的方法为 。 【答案】（1）只有 （2）澄清石灰水变浑浊 红 一氧化碳/CO （3）CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O （4）排净管内空气，防止加热时发生爆炸 （5）增加尾气处理装置 【解析】（1）根据猜想1：只有；猜想3：有和；可知猜想2：只有； （2）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中含有二氧化碳； （3）一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，故E中黑色粉末变为红色，F中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中含有一氧化碳；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （4）一氧化碳具有可燃性，与空气混合加热易发生爆炸，所以在实验过程中先通入分解产物，排净管内空气，防止加热时发生爆炸； （5）由以上分析可知草酸分解的产物中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，会污染空气，所以为了防止污染环境，该实验应增加尾气处理装置。 8．（23-24九年级上·广东韶关部分学校·期末联考）生活中所用“免洗液”中含有一定量的乙醇(C2H5OH)，工业生产无水乙醇的方法是在工业酒精(含有一定量水的乙醇)中加足量的生石灰后蒸馏。 （1）生石灰与水反应的化学方程式为 。 （2）无水乙醇与金属钠反应时有气体产生。以下是某化学兴趣小组对该反应产生的气体进行的探究，请你填答相关问题。 【提出问题】无水乙醇和金属钠反应产生的气体是什么？ 【查阅资料】无水乙醇和金属钠反应能生成一种常见的可燃性气体。 【提出假设】对气体提出以下假设 假设I：CO；假设Ⅱ：CH4；假设Ⅲ：H2；假设Ⅳ：CO2。 以上假设中，假设 不成立，理由是 。 【实验探究】 实验操作 实验现象 结论 a．向盛无水乙醇的试管中加入金属钠。迅速塞上带尖嘴导管的胶塞(如图)，在导管口用一支小试管收集并检验气体的纯度 验纯时发出 说明气体不纯 b．点燃气体，在火焰上方罩一个干冷烧杯 烧杯内壁有白雾 假设 不成立 c．将烧杯迅速倒转，向其中注入适量的 ，充分振荡 假设Ⅲ成立 【反思评价】根据实验结果，操作b反应的化学方程式为 。 【答案】（1） （2）Ⅳ 二氧化碳没有可燃性 尖锐的爆鸣声 I 澄清石灰水 石灰水不变浑浊 【解析】（1）生石灰是氧化钙的俗称，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：； （2）提出假设：假设Ⅳ不成立，查阅资料中显示，生成的是可燃性气体，二氧化碳不能燃烧，不可能生成二氧化碳； 实验探究：a．气体不纯，会发出尖锐的爆鸣声；b．点燃气体，在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有白雾，说明有水生成，可得出假设I错误，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，不能生成水；c．CH4和H2的区分是检验燃烧后的产物，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，氢气燃烧生成水，所以检验产物中有无二氧化碳生成；将烧杯迅速倒转，向其中注入适量的澄清石灰水，充分振荡，石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，气体为CH4，假设Ⅱ成立；若石灰水不变浑浊，说明气体为H2，假设Ⅲ成立； 反思评价：根据以上探究，生成的气体为氢气，氢气燃烧生成水，化学方程式为：。 9．（23-24九年级上·广东深圳·期末） 在实验室利用下图所示装置进行C还原CuO实验。    （1）实验原理：C和CuO反应的化学方程式为 。 （2）化学兴趣小组的同学在查阅资料后提出了C和CuO的质量比等因素会影响实验效果。于是再次进行了实验，根据实验现象对实验效果进行评分(评分越高，效果越好)。 实验组 第一组 第二组 实验序号 a b c d h i j k C和CuO的质量比 1：10 1：11 X：Y 1：13 1：10 1：11 1：12 1：13 木炭颗粒大小 细 细 细 细 极细 极细 极细 极细 实验效果评分 6.3 6.9 5.1 3.8 7.8 9.2 6.8 4.0 Ⅰ．实验c中X：Y= 。 Ⅱ．根据上表分析除C和CuO的质量比会影响实验效果，还有 也会影响实验效果。 Ⅲ．为了得出C和CuO质量比为1：11时效果最好这一结论，下列关于实验组合的选择合理的是 (填序号)。 A．abcd                B．abjk                    C．hijk （3）实验结束，对所得气体的成分进行探究。 【查阅资料】微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。为验证产生的气体是CO2和CO的混合物，将气体产物进行如下操作：    实验中观察到 现象，则证明是CO2和CO的混合气体。 （4）实验结束，对所得红色固体的成分进行探究。 【查阅资料】 ⅰ．C还原CuO除生成Cu外还可能生成氧化亚铜(Cu2O)； ⅱ．Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体； ⅲ．Cu2O和稀硫酸会发生反应，反应原理为：(CuSO4的水溶液呈蓝色)，Cu与稀硫酸不反应。 【猜想假设】猜想1：红色固体中含有Cu2O；猜想2：红色固体中不含Cu2O。 【实验探究】 实验操作 实验现象 实验结论 取少量红色固体加入到足量 (填试剂名称)中 红色固体 (填“全部”、“全部不”或“部分”)溶解，溶液变为蓝色 猜想1成立 【答案】（1） （2）1：12 木炭颗粒大小 AC （3）澄清石灰水变浑浊，湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色 （4）稀硫酸 部分 【解析】（1）C和CuO在高温的条件下反应，产生铜和二氧化碳，化学方程式为； （2）Ⅰ.结合abcdhijk可知，C和CuO的质量比应该是由1：10到1：13，因此实验c中X：Y=1：12； Ⅱ.根据上表分析除C和CuO的质量比会影响实验效果，还有木炭颗粒大小也会影响实验效果； Ⅲ.为了得出C和CuO质量比为1：11时效果最好这一结论，根据控制变量法，关于实验组合的选择合理的是abcd、hijk，故答案为：AC； （3）实验中观察到澄清石灰水变浑浊（气体中含有二氧化碳）、湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色（气体中含有一氧化碳），则证明是CO2和CO的混合气体，故答案为：澄清石灰水变浑浊、湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色； （4）猜想1成立，红色固体中含有Cu2O；Cu2O和稀硫酸会发生反应，产生硫酸铜、铜和水，则取少量红色固体加入到足量稀硫酸中，红色固体部分溶解，溶液变为蓝色，则有氧化亚铜。 10.（23-24九年级上·广东中山·期末）我国提出2060年前实现碳中和，彰显了负责任大国的作为与担当。某兴趣小组同学对CO2的吸收进行了相关探究。 （1）实验探究一：运用已有知识设计实验吸收CO2 实验序号 实验1 实验2 设计依据 能溶于水并与水反应 能与澄清石灰水反应 实验过程 实验现象 塑料瓶变瘪 塑料瓶变瘪程度大，澄清石灰水 通过上述实验现象判断，实验 (填实验序号)吸收二氧化碳的效果更好，其原因是 (用化学方程式表示)。 实验探究二：比较水和海水吸收CO2的能力大小 【提出问题】CO2被水和食盐水(模拟海水)吸收的情况如何？ 【作出猜想】猜想I：水吸收的CO2更多；猜想II：食盐水(模拟海水)吸收的CO2更多。 【进行实验】分别将收集有100mLCO2的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中如图1所示，每隔一定时间观察并记录量筒内CO2的体积，所测数据如表。 时间/h 0 0.5 6 12 24 48 烧杯A量筒中CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59 烧杯B量筒中CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88 【解释与结论】 （2）由表中数据分析，相同条件下，吸收CO2更多的是 (填“水”或“食盐水”)。 （3）地球表面71%被水覆盖，海水占全球储水量的96.5%，采取海洋吸收CO2，可有效减碳，但也会造成海水酸化，涉及的反应为 (用化学方程式表示)。 【拓展交流】 用两个量筒分别收集100mLCO2倒置于水槽中，向1个量筒内注入少量的植物油，使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应)，测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图2所示。 （4）比较图中两条曲线，说明植物油 (填“能”或“不能”)减少CO2溶于水。 （5）事实上用排水法也可以收集到CO2，请根据以上表格的实验数据分析理由是 。 【答案】（1）变浑浊 2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O （2）水 （3）CO2+H2O=H2CO3 （4）能 （5）二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度 【解析】（1）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以观察到澄清石灰水变浑浊。由实验2塑料瓶变瘪程度大，说明实验2吸收二氧化碳的效果更好，因为二氧化碳能与氢氧化钙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。 （2）由表中数据分析，相同条件下，48h时，水中剩余二氧化碳59mL，食盐水中剩余二氧化碳88mL，说明相同条件下，等体积水和食盐水吸收CO2更多的是水； （3）二氧化碳与水反应生成碳酸造成海水酸化，反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3； （4）比较相同时间内二氧化碳的体积，有植物油的二氧化碳减少的较慢，所以说明说明植物油能减少CO2溶于水。 （5）由表中数据可知，二氧化碳溶于水的速度较慢。48h才溶解了100mL-59mL=41mL，所以可用排水法收集二氧化碳的理由是二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度。 1．（2024•广东茂名滨海新区·一模）学习小组制取CO2和SO2，并探究其水溶液的性质。    Ⅰ.制取CO2和SO2 在常温、气体压强为101kPa时，1体积水里最多能溶解大约1体积CO2或40体积SO2。学习小组利用图1所示装置制取CO2和SO2。 （1）利用该装置制取CO2的化学反应方程式为 。 （2）不能用排水法收集SO2的理由是 。 Ⅱ.探究CO2和SO2水溶液的性质 （3）在通风橱中分别向100 mL H2O中通入CO2和SO2至饱和，用pH计测定饱和溶液pH，静置2h后，再次读取溶液pH。结果如下表所示。 饱和溶液pH 静置2h后溶液pH CO2水溶液 3.94 4.12 SO2水溶液 0.88 0.79 ①测定pH最简便的方法是使用pH试纸，操作时玻璃棒的作用是 （填字母）。 A．搅拌      B．引流   C．蘸取溶液 ②静置2h后，CO2水溶液酸性 （填“增强”或“减弱”）。 ③有同学根据溶液的pH认为CO2也是造成酸雨的重要因素。请判断该推论是否正确，并说明理由： 。 （4）取静置后的SO2水溶液于试管中，向其中滴加过量Ba(OH)2溶液，有沉淀产生。 【提出问题】该沉淀是什么? 【查阅资料】 ①SO2水溶液、BaSO3都能与O2发生氧化反应。 ②BaSO3和BaSO4都难溶于水。 ③BaSO3能溶于浓度较大的盐酸，BaSO4不溶于盐酸。 【提出猜想】沉淀可能为BaSO4或BaSO4、BaSO3的混合物。 【实验验证】请设计实验验证沉淀中一定含有BaSO4。简述实验过程（包括操作和现象）： 。（实验中须使用的试剂：10%的盐酸） （5）煤燃烧排放的SO2可能导致酸雨。南通市2021年酸雨发生率为1.7%，比2020年减少1%。你了解的本地决策部门为降低SO2排放做出的举措有 （写一条）。 （6）酸雨对环境的影响因地区地质而异。图2中河流受酸雨损害的程度较小的原因是 。 【答案】（1） （2）常温、气体压强为101kPa时，SO2在水中溶解度较大 （3）C 减弱 不正确，常压下，空气中CO2的压强达不到101kPa，无法形成CO2的饱和溶液 （4）向产生沉淀的试管中滴加过量的10%的盐酸，沉淀不消失 （5）出台政策鼓励企业自主减排；推广使用清洁能源，减少煤、石油等化石燃料的使用；扩大烟花爆竹禁放区域；淘汰旧标燃油机动车，推广新能源车等 （6）河床中的CaCO3能与酸反应，降低河流酸性 【解析】（1）图1装置中稀硫酸能与碳酸钠反应生产硫酸钠、二氧化碳和水，利用此反应可制取二氧化碳，反应的化学方程式为：； （2）在常温、气体压强为101kPa时，1体积水里最多能溶解大约40体积SO2，SO2在水中溶解度较大，因此不能用排水法收集SO2； （3）①测定pH时，要用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上，再与标准比色卡对比来确定pH，因此操作时玻璃棒的作用为蘸取溶液，故选C； ②静置2h后，CO2水溶液的pH由3.94增大为4.12，pH增大，溶液酸性减弱； ③常压下，空气中CO2的压强达不到101kPa，无法形成CO2的饱和溶液，因此CO2不是造成酸雨的重要因素； （4）BaSO3能溶于浓度较大的盐酸，BaSO4不溶于盐酸，因此向产生沉淀的试管中滴加过量的10%的盐酸，沉淀不消失，说明沉淀中一定含有BaSO4； （5）煤燃烧排放的SO2可能导致酸雨，因此为降低SO2排放，可出台相关政策鼓励企业自主减排；推广使用清洁能源，减少煤、石油等化石燃料的使用；扩大烟花爆竹禁放区域；淘汰旧标燃油机动车，推广新能源车等； （6）石灰石河床的主要成分为碳酸钙，碳酸钙能与酸反应，降低河流酸性，因此河流受酸雨损害的程度较小。 2．（2024·广东汕头潮阳部分学校·一模联考）在实验探究课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种。同学们为了确定该粉末的成分，进行如下探究。请你参与他们的探究并回答问题。 【提出问题】 （1）假设1：红色粉末是铜粉；假设2：红色粉末是氧化铁粉；假设3：红色粉末是 　 　。 【设计实验方案】同学们对实验作了如下设想和分析：取少量红色粉末放入硬质玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加热至充分反应（实验装置图如图）。 （2）请你完成下表： 实验中可能出现的现象 结论 ①　 　 假设1成立 ②红色粉末全部变黑色，石灰水变浑浊 假设2成立 ③　 　 假设3成立 【进行实验】通过实验及分析，确认假设3成立。 【反思与评价】 （3）①实验过程中，硬质玻璃管内发生的化学反应方程式是 　 　。 ②实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是 　 　。 ③从环保角度看，上面的实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是 　 　。 【拓展】 （4）①为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱，你认为可选用下列试剂中的 　 　（填序号）。 A．硝酸铜溶液 B．稀盐酸 C．氯化锌溶液 ②请你用另一种反应原理证明猜想3成立，实验方案是 　 　。 【答案】 （1）铜粉和氧化铁粉；（2）①红色粉末不变色，石灰水不变浑浊； ③红色粉末部分变黑色，石灰水变浑浊； （3）①； ②将装置内空气排尽，防止发生爆炸； ③在b处用酒精灯点燃（合理即可）； （4）①AB； ②取少量红色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸充分反应，试管底部有红色固体剩余，溶液变为黄色，则猜想3成立。 【分析】（1）根据该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种进行分析。 （2）根据铜和一氧化碳不反应，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，进行分析。 （3）根据一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳具有可燃性，一氧化碳有毒进行分析。 （4）根据铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁、铜和氯化锌均不反应，均无明显现象进行分析。 【解答】解：（1）该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种，故该粉末可能是铜粉，可能是氧化铁粉，也可能是铜粉和氧化铁粉的混合物，故假设3：红色粉末是铜粉和氧化铁粉； （2）①结论为假设1成立，故该粉末是铜粉，铜和一氧化碳不反应，故现象是：红色粉末不变色，石灰水不变浑浊； ③结论为假设3成立，故该粉末是铜粉和氧化铁粉，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，一氧化碳和铜不反应，故现象是：红色粉末部分变黑色，石灰水变浑浊； （3）①实验过程中，硬质玻璃管内发生的反应为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：； ②一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是：将装置内空气排尽，防止发生爆炸； ③一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，故该装置的缺陷是缺少尾气处理装置，一氧化碳具有可燃性，故可在b处用酒精灯点燃； （4）①A、铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼，符合题意； B、铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，说明在金属活动性顺序里，铁排在氢前，铜和稀盐酸不反应，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，符合题意； C、铁、铜和氯化锌均不反应，均无明显现象，说明锌比铁、铜活泼，但是无法探究铁、铜的金属活动性顺序，不符合题意。 故选AB； ②氧化铁能与稀盐酸反应生成氯化铁和水，铜和稀盐酸不反应，故设计方案：取少量红色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸充分反应，试管底部有红色固体剩余，溶液变为黄色，则猜想3成立。 3．（2024·广东深圳·一模）．同学们利用图1装置进行电解水实验（水中加入少量氢氧化钠以增强导电性）。 （1）电解水实验的化学方程式为 ，该实验说明水由 组成。    （2）某小组探究不同电极材料对实验的影响，实验记录如下表。 实验序号 电极材料 玻璃管内气体体积（mL） 体积比 正极 负极 1 铂 5.0 10.2 0.98：2 2 铜 4.8 10.7 0.90：2 3 碳棒 3.2 10.4 0.62：2    【提出问题】实验3中，正极气体体积偏少的原因是什么？ 【形成假设】O2和碳棒反应生成CO2，且部分CO2被吸收。 【进行实验】利用图2装置，将正极气体通入澄清石灰水中，现象为 ，该现象对应的化学方程式为 。 【得出结论】假设成立。 【交流讨论】结合资料卡片，分析实验3中体积比偏小的原因还可能是 。 【反思评价】由上述三组实验可知，电解水实验的电极材料选用 最合适。 【答案】（1） 氢元素和氧元素 （2）澄清石灰水变浑浊 相同体积的水溶解氧气较多，溶解氢气较少 铂 【解析】（1）水通电产生氢气和氧气，方程式为：； 水通电产生氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，可知水是由氢氧元素组成的； （2）根据结论：假设成立，可知正极产生的气体中含有二氧化碳，故现象为：澄清石灰水变浑浊； 二氧化碳使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀同时生成水，方程式为：； 根据资料卡片：在20℃、标准大气压下，50 mL水中最多能溶解约1.55 mLO2，最多能溶解约0.90 mL H2，可推测3中体积比偏小的原因还可能是相同体积的水溶解氧气较多，溶解氢气较少； 由表中数据可知，电极材料为铂时体积比最接近1:2，故选铂最合适。 4．（2024·广东茂名四校·一模联考）在学习完金属冶炼一课后，某兴趣小组用如图装置进行一氧化碳还原氧化铁的实验，实验结束后，同学们对反应后硬质玻璃管内的黑色粉末成分产生了兴趣，于是在老师的指导下进行了以下探究活动。 【交流讨论】 （1）实验室进行一氧化碳还原氧化铁实验时，玻璃管中发生反应化学方程式为_____。 （2）该实验装置尾部气球的作用是_____。 【查阅资料】①铁及其氧化物中，Fe3O4、FeO、Fe均为黑色粉末，Fe3O4和Fe能被磁铁吸引，FeO不能被磁铁吸引。②已知反应，FeCl3溶液呈黄色。③KSCN溶液与三价铁盐溶液反应生成血红色溶液；亚铁盐溶液和稀盐酸与KSCN溶液混合无现象。 【提出问题】硬质玻璃管内黑色粉末除了Fe粉外还含哪些物质？ 【作出猜想】 （3）猜想1：FeO；猜想2：_____；猜想3：FeO、Fe3O4 【进行实验】 （4） 步骤 实验操作 实验现象 结论 ① 取少量反应后的黑色粉末，用磁铁吸引 _____ 黑色粉末中含有FeO ② 将黑色粉末加入足量稀盐酸中，向实验后的溶液中滴加几滴KSCN溶液 黑色粉末全部溶解，有气泡产生，溶液变为血红色 黑色粉末中含有铁粉和_____ 产生气泡的化学方程式为_____。 【实验结论】 （5）由上述实验现象，得出猜想_____正确。 【拓展与思考】 （6）查阅资料得知，一氧化碳还原氧化铁的固体生成物与温度的关系如下： 温度 400~500℃ 600~680℃ 700~800℃ 生成物 Fe3O4 FeO Fe 为了提高铁的产率，应控制的温度范围是_____。 【答案】（1） （2）收集未完全反应的CO避免其污染空气 （3）Fe3O4 （4） ①. 有部分黑色粉末未被磁铁吸引 ②. 四氧化三铁##Fe3O4 ③. （5）3 （6）700~800℃ 【解析】 【小问1详解】 氧化铁与一氧化碳高温下反应生成铁单质和二氧化碳，化学方程式为； 【小问2详解】 CO属于空气污染物，实验装置尾部气球的作用是收集未完全反应的CO避免其污染空气； 【小问3详解】 结合猜想1和猜想3，硬质玻璃管内黑色粉末除了Fe粉外还可能含Fe3O4； 【小问4详解】 ①铁及其氧化物中，Fe3O4、FeO、Fe均为黑色粉末，Fe3O4和Fe能被磁铁吸引，FeO不能被磁铁吸引，结论是黑色粉末中含有FeO，故现象是有部分黑色粉末未被磁铁吸引； ②KSCN溶液与三价铁盐溶液反应生成血红色溶液；亚铁盐溶液和稀盐酸与KSCN溶液混合无现象，现象是黑色粉末全部溶解，有气泡产生，溶液变为血红色，说明溶液中有三价铁离子，而铁与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，故黑色粉末中含有铁粉和Fe3O4；铁与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，化学方程式为； 【小问5详解】 由（4）知，黑色粉末中有铁、FeO、Fe3O4，故猜想3正确； 【小问6详解】 由表格知，在体系温度为700~800℃，生成物是Fe，故为了提高铁的产率，应控制的温度范围是700~800℃。 5．（2024·广东中山·一模） 钢铁产业是国民经济的重要基础产业。兴趣小组开展了与钢铁相关的探究活动。 （1）选矿：常见的铁矿石有赤铁矿，矿石入炉前进行粉碎，目的是 。 （2）炼铁：下图是模拟工业炼铁的实验，玻璃管中发生的化学反应方程式： 。 （3）图丙装置作用 。 探究：加热一段时间后玻璃管中生成的黑色固体是什么? 【查阅资料】     ①CO 与 Fe₂O₃ 反应的固体生成物与温度的关系如下表： 温度 400~500℃ 600~680℃ 700~800℃ 生成物 Fe₃O₄ FeO Fe ②FeO为一种黑色固体，Fe₃O₄和Fe都能被磁铁吸引，Fe₂O₃和FeO不能被磁铁吸引。 ③CuSO₄ 溶液不与铁的氧化物反应。 【作出猜想】 猜想 I:固体成分为 Fe 猜想Ⅱ:固体成分为Fe₃O₄ 猜想Ⅲ:固体成分为FeO 【实验探究】 （4）完成下列实验并记录 实验步骤 现象 结论 ①玻璃管冷却后，将固体 倒出，用磁铁吸引 固体全部被吸引 猜想 不正确 ②向样品中加入足量 CuSO₄溶液，充分反应。 有红色固体析出，溶液                   猜想I正确 【分析】 （5）步骤②中发生的化学反应方程式： 。 【反思应用】 （6）工业上冶炼铁的过程中，为了提高铁的产率，温度应不低于 ℃ 【答案】（1）增大反应物接触面积，使反应更快更充分 （2） （3）处理尾气防止空气污染 （4）Ⅲ 由蓝色变成浅绿色 （5） （6）700 【解析】（1）矿石入炉前进行粉碎，目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分； （2）一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：； （3）一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，一氧化碳具有可燃性，故丙装置的作用是：处理尾气，防止污染空气； （4）①玻璃管冷却后，将固体倒出，用磁铁吸引；Fe3O4和Fe能被磁铁吸引，Fe2O3和FeO不能被磁铁吸引，固体全部被吸引，故固体不可能是FeO，故猜想Ⅲ不正确； ②根据结论猜想Ⅰ正确，固体成分为铁，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，向样品中加入足量CuSO4溶液，可观察到有红色固体析出，溶液由蓝色变成浅绿色（或变成浅绿色），说明固体为铁，则猜想Ⅰ正确； （5）步骤②中铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，发生的化学反应方程式为：； （6）由题干信息可知，温度在700~800℃时，一氧化碳与氧化铁反应生成铁，故为了提高铁的产率，温度应不低于700℃。 6．（2024·广东广州海珠·一模）某小组用W形管探究C还原后的气体产物。 （1）按照配比，混合相应质量的C粉和粉末，并充分混合、研磨。 编号 粉末① 粉末② 粉末③ C原子与O原子个数比 C粉质量 质量 x ______g。 （2）实验探究1： 步骤1：如图a，称取研磨均匀后的粉末①装入A处，B处放入澄清石灰水，用金属网罩住酒精灯加热。一段时间后，A处粉末变成红色，B处澄清石灰水变浑浊。请写B处出相关化学方程式_______。 步骤2：分别用粉末②、粉末③重复上述实验，一段时间后，均出现A处粉末变成红色，B处澄清石灰水变浑浊。 根据上述实验结果可以得出的实验探究1的结论是_______。 （3）实验探究2：探究与C反应能否生成 步骤1：如图形管处放入氧化铜粉末，凹槽处不放置药品。点燃酒精灯，并对处固体加热5分钟，无明显现象。 步骤2：另取W形管，取粉末①装入处。从另一端放入氧化铜粉末于处，加热5分钟，发现处无明显变化。 步骤3：分别用粉末②、粉末③重复上述实验，加热5分钟，发现处变成红色。 实验探究2中，步骤1的目的是______。 （4）进一步用仪器测量实验探究2产生的气体，得到以下图像： ①请问用粉末③进行实验时产生的气体对应曲线为________。 ②从定量角度分析，C还原生成的含量增加的原因可能是________。 【答案】（1）10 （2） ①. ②. C还原CuO后气体产物中含有二氧化碳 （3） 证明高温条件下，空气中的物质不能将氧化铜还原成铜 （4） ①. A ②. 碳粉过量 【解析】 【小问1详解】 由表中数据信息可以看出，碳原子和氧原子的个数比即为碳粉中碳原子个数与氧化铜的粒子个数之比，由此可以求出氧化铜的质量，如粉末①中，碳原子与氧原子个数比为1:2，所以碳原子个数与氧化铜的微粒个数比为1:2，则二者的质量比为:，即氧化铜的质量约是碳粉的质量的13.3倍，所以碳的质量为1g时，氧化铜的质量为13.3g； 所以粉末②中碳与氧化铜的质量比为：，即当碳粉质量为1g时，氧化铜的质量为10g，故x的值为10。 【小问2详解】 澄清的石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：。 小组实验的目的是用W形管探究C还原CuO后的气体产物，A处粉末变成红色说明有铜生成，B处澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，所以可以得出的实验探究1的结论是：C还原CuO后的气体产物中含有二氧化碳。 【小问3详解】 步骤1虽然只放了氧化铜，但玻璃管内有空气，氧化铜没有发生变化，证明高温条件下，空气中的物质不能将氧化铜还原成铜（或氧化铜受热不分解，合理即可）。 【小问4详解】 碳粉和氧化铜反应的化学方程式及各物质的质量关系如下：，由碳与氧化铜反应的化学方程式可知，当碳粉和氧化铜恰好完全反应时，碳粉和氧化铜的质量比为3:40，结合前面的分析可以得出，当碳粉过量时，过量的碳粉与氧化铜和碳粉反应生成的二氧化碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，由于氧化铜量一定，所以生成的二氧化碳量一定，但当剩余的碳粉量越多，使二氧化碳完全转化成一氧化碳的可能性就越大，产生的一氧化碳也就越多，结合（1）表中数据可知，碳粉与氧化铜的质量比越大，产生的一氧化碳越多，故答案为： ①粉末③进行实验时产生的气体对应曲线为A； ②碳粉过量（或碳粉与氧化铜的质量比增大，合理即可） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$