第五单元 课题2 化学方程式-九年级化学上册实验探究专练（人教版）

第五单元课题2化学方程式（33道题）考试时间：自主检测；1．（一）、质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律，具体表述为：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。（1）某科学兴趣小组的同学设计了如下三个实验装置（天平略）来验证质量守恒律。其中，只有A装置能用来验证质量守恒定律，B、C装置则不能。否定B、C装置的理由是：___________。（2）小明将C装置进行改进，如图D所示。①此实验的现象是________。②试写出D中发生反应的化学方程式__________________。（二）、小刚和小洁以“化学反应中，反应物和生成物的质量关系”为课题进行科学探究，请填写以下探究过程中的空格：（提示：稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳和水、氯化钙；稀盐酸与氢氧化钠生成水和氯化钠）（1）提出假设：化学反应中，反应物的总质量与生成物的总质量_____（2）确定研究方法：分析推理，查阅资料，实验探究。（3）设计并进行实验：小刚设计的实验装置和选用药品如图A所示，小洁的如图B所示，他们在反应前后都进行了规范的操作，准确的称量和细致的观察。（4）实验结论：通过实验，小刚认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等，小洁认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量相等，你认为结论正确的是______，请你谈谈导致另一种结论错误的原因：_______。（5）结论分析：请从原子的角度，简要分析你认为正确的结论：_____。（6）查阅资料：小刚和小洁通过查阅资料了解到：法国伟大的科学家拉瓦锡，早在18世纪就围绕这个问题，进行了准确，缜密的研究，并做出了科学结论。（7）交流表达：请简要谈一下，你认为这条科学结论有什么重大意义？（不超过30个字）___。（8）结论应用：环保部门常用I2O5测定空气受CO污染的程度，发生反应的化学方程式：I2O5＋5CO＝I2+5X根据生成X的多少，可以判断CO的含量，X的化学式是____。【答案】（一）（1）B装置酒精与水混合属于物理变化，不能验证质量守恒，C装置石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，装置需要密闭（2）有大量气泡产生，气球胀大CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（二）、（1）相等（4）小洁小刚同学结论错误的原因是他所做的实验反应后的气体逸散到空气中，使得反应后剩余物的质量不等于反应物的总质量（5）反应前后原子的种类、数目、质量不变（7）化学反应还表示反应物、生成物各物质之间的质量关系，使对化学的研究就由定性化学转向了定量化学（8）CO2【解析】（一）（1）由质量守恒定律的定义可知，只有化学变化才符合质量守恒定律，B中酒精溶于水属于物理变化，不能用来验证质量守恒定律，C中石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，天平不平衡，不能用来直接验证质量守恒，故填：B装置酒精与水混合属于物理变化，不能验证质量守恒，C装置石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，装置需要密闭；（2）①石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，有气体放出，所以可观察到的现象是锥形瓶内有大量气泡产生，气球胀大，故填：有大量气泡产生，气球胀大；②石灰石的主要成分是碳酸钙，所以D中碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；（二）（1）结合题干中提供的探究过程，可假设化学反应中，反应物的总质量与生成物的总质量相等，故填：相等；（4）小洁用的是稀盐酸与氢氧化钠生成水和氯化钠，没有气体逸出，所以反应前后物质的总质量相等，由于小刚在操作过程中反应生成二氧化碳气体逸出，所以剩余物的质量比反应物的总质量不相等，不能直接用来验证质量守恒定律，故填：小洁；小刚同学结论错误的原因是他所做的实验反应后的气体逸散到空气中，使得反应后剩余物的质量不等于反应物的总质量；（5）化学反应的实质为为分子分成原子，原子重新组合成新的分子，所以反应前后原子的种类、数目、质量不变，故填：反应前后原子的种类、数目、质量不变；（7）化学反应还表示反应物、生成物各物质之间的质量关系，使对化学的研究就由定性化学转向了定量化学，故填：化学反应还表示反应物、生成物各物质之间的质量关系，使对化学的研究就由定性化学转向了定量化学；（8）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，反应前I、C、O的原子个数分别为2、5、10，反应后I、C、O的原子个数分别为2、0、0，5个X分子中含有5个碳原子和10个氧原子，X的化学式为CO2，故填：CO2。2．蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。（查阅资料）蔗糖隔绝空气受热时可以发生分解反应。兴趣小组成员进行了下述两种不同的实验方案：（方案一）小组成员将蔗糖放在氧气中燃烧，检验有水和二氧化碳生成，据此得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。（1）你认为该方案_______（填“合理”或“不合理”），理由为________。（方案二）用下图所示装置进行实验，实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加热至完全反应。（2）先通入一会儿氮气的目的是________。（3）实验时观察到干冷的小烧杯内壁有小水珠，说明蔗糖中含有_______元素。（4）硬质玻璃管中残留有黑色固体，小组同学猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用如图所示装置，另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如下表：实验过程实验现象小烧杯中加入足量的澄清石灰水，往硬质玻璃管中通入氧气，点燃酒精灯加热①硬质玻璃管中_________；②烧杯内的________。写出上述实验过程中硬质玻璃管内反应的化学方程式_______。（5）（实验结论）小组同学通过实验得出蔗糖由碳、氢、氧三种元素组成，为进一步确定蔗糖的化学式，又称取34.2g蔗糖采用方案二进行实验，待完全反应测得生成14.4gC和19.8gH2O、据此可知蔗糖的化学式为________（选填字母）。A．C12H22O6B．C6H11O6C．C12H22O11D．C6H11O11【答案】（1）不合理氧气中含有氧元素（2）排尽装置内氧气（3）氢元素、氧元素（4）黑色固体燃烧，发出白光澄清石灰水变浑浊（5）C【解析】方案一：（1）小明的方案不合理，理由是蔗糖燃烧有氧气参加，因此不能确定蔗糖中是否含有氧元素，只能确定含有碳元素和氢元素；方案二：（2）先通入一会儿氮气，是为了排尽装置内的氧气，防止蔗糖与氧气反应影响实验结果；（3）实验时观察到干冷的小烧杯内壁有小水珠，说明有水生成，根据质量守恒定律可知，蔗糖中含有氢元素、氧元素；（4）往硬质玻璃管中通入氧气，碳在氧气燃烧，能观察到硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光；碳燃烧生成二氧化碳，可观察到烧杯内的澄清石灰水变浑浊；反应的化学方程式为；（5）34.2g蔗糖中氢元素的质量为=2.2g；氧元素的质量为19.8g-2.2g=17.6g；则蔗糖中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为=12：22：11，所以蔗糖的化学式为C12H22O11，故选C。3．甲、乙、丙三个实验小组分别利用2g铜粉“测定空气中氧气的含量”，实验装置见下图一、丁实验小组利用红磷“测定空气中氧气的含量”所得数据见下图二、（1）图一中硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是___________。（2）图一中小气球的作用是___________。（3）图二是利用红磷测定空气中氧气的含量以及用该装置测得的红磷燃烧过程中压强间的关系图(该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压)。该实验的结果接近于理论值，为什么集气瓶中的压强会先增大？___________，瓶中压强最后小于初始气压，由此你可以推测，红磷燃烧的产物一定不是___________态。该实验___________(填“能或“不能”)用木炭代替红磷进行相同实验。（总结反思）上述图一，图二两种方法测空气中氧气的含量，利用的装置和物质虽然不同，但原理是一样的，它们都是利用混合物中___________的差异，利用化学反应，在不引入___________的前提下，将氧气进行转化，从而达到测定空气中氧气含量的目的。（拓展探究）课外兴趣小组为研究实验中铜粉的氧化情况，又进行以下实验：①兴趣小组将甲、乙、丙三个实验小组硬质玻璃管中的残留物全部取出，称量后置于烧杯中；②在烧杯中加入足量稀硫酸使之充分反应，（铜与稀硫酸不反应，氧化铜与稀硫酸(H2SO4)发生反应生成硫酸铜和水）。将剩余固体过滤、洗涤、干燥、称量；相关数据见下表：甲组乙组丙组反应前固体质量2.016g2.016g2.024g反应后固体质量1.936g1.936g1.904g（1）写出烧杯中反应的化学方程式为___________；（2）甲、乙两组实验数据相同，残留固体中氧化铜的质量为___________，丙组残留固体中氧化铜的质量为___________。（3）兴趣小组通过分析数据得出，甲、乙两组实验数据更接近空气中氧气的含量，丙组差异较大。你认为丙组在“测定空气中氧气的含量”的实验中，可能存在的操作误差是___________。【答案】（1）（2）促进空气流通，平衡压强（3）红磷燃烧，放出热量，气体受热膨胀气不能（总结反思）各组分性质新的气态杂质（拓展探究）（1）（2）0.08g0.12g（3）装置气密性不好(合理即可)【解析】（1）图一中硬质玻璃管中发生反应为铜和氧气加热生成氧化铜，。（2）图一中小气球的作用是促进空气流通，平衡压强，来来回推拉注射器过程中使反应更充分。（3）实验中红磷燃烧，放出热量，气体受热膨胀，导致集气瓶中的压强会先增大；瓶中压强最后小于初始气压，说明气体的量减小，故可以推测，红磷燃烧的产物一定不是气态。木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置中压强变化不大，故该实验不能用木炭代替红磷进行相同实验。总结反思：上述图一，图二两种方法测空气中氧气的含量，利用的装置和物质虽然不同，但原理是一样的，它们都是利用混合物中各组分性质的差异，利用化学反应，在不引入新的气态杂质的前提下，将氧气进行转化，从而达到测定空气中氧气含量的目的。拓展探究：（1）已知，铜与稀硫酸不反应，氧化铜与稀硫酸(H2SO4)发生反应生成硫酸铜和水；则烧杯中反应的化学方程式为；（2）在烧杯中加入足量稀硫酸使之充分反应，反应后固体减少质量就是反应氧化铜的质量；甲、乙两组实验数据相同，残留固体中氧化铜的质量为2.016-1.936=0.08g；丙组残留固体中氧化铜的质量为2.024-1.904=0.12g。（3）甲、乙两组实验数据更接近空气中氧气的含量，丙组差异较大。可能存在的操作误差是装置气密性不好(合理即可)。4．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，某研究性学习小组同学要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，请你参与一起踏上探究之路，回答下列问题：（查阅资料）①碳酸亚铁（FeCO3）具有还原性，在空气中灼烧生成铁的氧化物和CO2气体。②FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。③FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl3不能；FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出现红色。（猜想与假设）猜想1：固体成分是氧化铁；猜想2：固体成分是四氧化三铁；猜想3：______。（活动与探究）连接仪器、装好药品如图所示（加热和固定装置已省略），打开止水夹K，通入氧气，加热玻璃管X。当Y瓶中产生的沉淀不再增加时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却。取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加盐酸，微热，固体完全溶解。将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。实验编号实验步骤实验现象a向甲溶液中滴加KSCN溶液溶液变红色b向乙溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液的紫红色不消失（结论与反思）（1）由上述实验现象可知，FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是______。（2）FeCO3在氧气中高温灼烧的化学方程式为______。（3）上述实验______（填“a”或“b”）是多余的，因为______。（总结与提升）同学们经过反思，觉得该实验设计还存在问题，因为如果在实验b中观察到______，就不能确定哪个猜想是正确的。所以同学们又对该实验进行了定量探究：取m克纯净的碳酸亚铁固体，在空气中高温灼烧至恒重，称得固体质量n克。通过计算：当______时，FeCO3和氧气充分反应后的固体成分是氧化铁。【答案】（猜想与假设）氧化铁和四氧化三铁（结论与反思）（1）氧化铁（2）4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2a无论猜想几正确，加入酸之后溶液中一定有铁离子，不需要检验铁离子的存在与否（总结与提升）高锰酸钾溶液褪色【解析】猜想与假设：由假设①②，也可能是两者的混合物，则猜想3是固体成分是氧化铁和四氧化三铁，故填：氧化铁和四氧化三铁。结论与反思：（1）由FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出现红色，则向甲溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中含有FeCl3。FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl3不能，向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液的紫红色不消失，说明溶液中不含FeCl2。氯化铁是氧化铁与稀盐酸反应生成的，故FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是氧化铁，故填：氧化铁。（2）FeCO3在氧气中高温灼烧生成氧化铁和二氧化碳气体，反应的化学方程式为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，故填：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。（3）上述实验中a是多余的，因为无论猜想几正确，加入酸之后溶液中一定有铁离子，不需要检验铁离子的存在与否，故填：a。总结与提升：FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl3不能，如果在实验b中观察到高锰酸钾溶液褪色，说明含有氯化亚铁溶液，不能确定是否含有氯化铁，就不能确定哪个猜想是正确的。m克纯净的碳酸亚铁固体，在空气中高温灼烧至恒重，称得固体质量n克故填：。5．84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。（查阅资料）84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）。（实验一）取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生：然后把带火星的木条伸入试管中，带火星的木条复燃，证明产生的气体是___________。（提出问题）在上述反应中，NaC1O的作用是什么？（作出猜想）猜想一：作反应物，NaC1O与H2O2溶液发生化学反应。猜想二：作___________，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。（实验二）①按图所示组装实验装置，并___________。②向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入25mLH2O2溶液。③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响）见下表。次序第1次第2次第3次第4次第5次收集气体的总体积/mL140280365x375（1）表中的数据x=___________。（2）分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是___________。（分析讨论）NaC1O与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为___________。（拓展反思）生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外，还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质。切记：科学使用，注意安全！生活中下列使用消毒剂的做法正确的是___________。A．不同的消毒剂可随意混合使用B．使用84消毒液的浓度越高越好C．使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾D．84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存【答案】（实验一）氧气催化剂检查装置的气密性（实验二）（1）370（2）每次加入的H2O2溶液质量不变，如果是NaClO作催化剂，那么每次产生气体的质量应该相等，但实验结果是产生的气体质量不等（分析讨论）（拓展反思）CD【解析】实验一：氧气具有助燃性；把带火星的木条伸入试管中，带火星的木条复燃，证明产生的气体是氧气。作出猜想：分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用为催化剂，故猜想二：作催化剂，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。实验二：①按图所示组装实验装置，并检查装置气密性，防止漏气。（1）表中第2、3次数据可知，第3次得到气体体积为365-280=85mL，小于第1次得到气体体积140mL，说明此时反应已经完全不再产生气体；故第4次加入25÷5=5mL过氧化氢溶液后又排出5mL气体，收集气体的总体积x=365+5=370。（2）分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是每次加入的H2O2溶液质量不变，如果是NaClO作催化剂，那么每次产生气体的质量应该相等，但实验结果是产生的气体质量不等。分析讨论：NaC1O与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为。拓展反思：A．不同的消毒剂不可随意混合使用，防止相互发生反应，造成危险，错误；B．使用84消毒液的浓度不是越高越好，要按说明使用，错误；C．酒精具有可燃性，使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾，正确；D．84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存，正确。故选CD。6．（1）如图为实验室制取并收集气体的装置图，请回答下列问题：（1）①仪器a的名称是______。②若用A装置制取氧气，写出对应的化学方程式______。③若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置是______（填装置序号）。④若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，其验满的方法是______。⑤二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，比空气的密度大，易溶于水且与水反应。若用F装置收集二氧化硫气体，则气体应从______（填“b”或“c”）端导入。（2）电解饱和食盐水可以制得氢氧化钠、氯气（Cl2）和氢气，并进而生产具有消毒、漂白作用的漂白液。①粗盐中的难溶性杂质可通过溶解、______操作除去，以免破坏电解装置。②写出电解饱和食盐水的化学方程式______。③某同学想知道某一瓶放置一段时间的漂白液是否变质，设计了下列探究实验。（查阅资料）Ⅰ．制取漂白液（有效成分为NaClO）的原理：Ⅱ．在空气中NaClO易发生反应：，HClO能使有色布条褪色，且HClO含量越高，漂白效果越好；HClO易分解，分解后丧失漂白作用Ⅲ．Ca(ClO)2易溶于水（提出问题）放置一段时间的漂白液是否变质？（提出猜想）猜想1：未变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO猜想2：部分变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO、Na2CO3猜想3：全部变质，溶液中主要成分为NaCl、Na2CO3（实验探究）实验操作实验现象实验结论i取适量该溶液于烧杯中，放入有色布条______猜想3不成立ii另取适量该溶液于试管中，滴入适量氯化钙溶液产生白色沉淀猜想_____成立写出实验操作ⅱ中产生白色沉淀的化学方程式______。（拓展应用）由（查阅资料）和如图可知，需控制pH约为______时（填整数），漂白液具有最佳漂白能力。【答案】（1）锥形瓶E将燃着的木条平放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳己收集满c①过滤②（实验探究）有色布条褪色2（拓展应用）5【解析】（1）①由图可知仪器a为锥形瓶，故填：锥形瓶；②氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热条件下生成氯化钾和氧气，可用A作为发生装置，化学方程式，故填：；③排水法收集的氧气纯净，若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用排水法，故填：E；④二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，其验满的方法是将燃着的木条平放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳己收集满，故填：将燃着的木条平放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳己收集满；⑤二氧化硫是一种密度比空气大的气体，若用F装置收集二氧化硫气体，则气体应从c导入，故填：c；（2）①粗盐中的难溶性杂质可通过溶解、过滤操作除去，以免破坏电解装置，故填：过滤；②电解饱和食盐水可以制得氢氧化钠、氯气（Cl2）和氢气，电解饱和食盐水的化学方程式，故填：；[实验探究]取适量该溶液于烧杯中，放入有色布条，有色布条褪色，说明还含有有效成分次氯酸钠，猜想3不成立，另取适量该溶液于试管中，滴入适量氯化钙溶液，产生白色沉淀，说明含有碳酸钠，碳酸钠和氯化钙生成碳酸钙沉淀和氯化钠，化学方程式，漂白液既有次氯酸钠，又有碳酸钠，猜想2成立，故填：有色布条褪色；2；；[拓展应用]由图可知，pH=5次氯酸质量分数最高，漂白效果最好，故填：5。7．过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。在一次科技活动中，化学兴趣小组设计了实验(如图甲、乙所示)，其中①处是棉花，②处是包有过氧化钠粉末的棉花，③处是过氧化钠粉末，先置于空气中(如图甲)，无明显现象，再移入盛有CO2的集气瓶中(如图乙)，观察到①、③处无明显现象，②处棉花燃烧。(1)依据图甲、图乙中中所发生的现象，说明图乙中②处具备的条件是_______。(2)实验探究（提出问题）上述图乙实验中是如何给棉花提供燃烧条件的？（查阅资料）Ⅰ.在常温下Na2O2与CO2、H2O均能发生化学反应。Ⅱ.水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色。（实验设计）经过讨论，小组同学设计了如图丙所示的实验装置进行实验探究。（实验过程）实验步骤实验现象实验结论①检查整套装置气密性后，推动针筒活塞，往试管内注入稀盐酸，一段时间后D处：无水硫酸铜不变色装置C中导出的气体不含水分E处：_______Na2O2和CO2反应过程中伴随能量变化，该反应属于_____(填“放热”或“吸热”)反应②在P处放置一根燃着的木条P处：_______Na2O2和CO2反应产生氧气(3)讨论交流①Na2O2和CO2反应除生成氧气外，还生成了一种固体，学生甲认为生成的固体是NaOH，学生乙认为是Na2CO3，你认为_______(选填“学生甲”或“学生乙”)的猜想是错误的，你判定的依据是_______。②写出Na2O2和CO2反应的化学方程式_______。【答案】（1）与空气(或氧气)充分接触，温度达到着火点（2）温度计示数增大，澄清石灰水变浑浊放热（3）木条燃烧得更旺①学生甲因为Na2O2和CO2中都没有氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成NaOH(或由于反应物中有碳元素，所以生成物一定含有碳元素。)②【解析】（1）燃烧条件可燃物、氧气、温度达到着火点，图乙中②处燃烧说明具备条件与空气(或氧气)充分接触，温度达到着火点，故填：与空气(或氧气)充分接触，温度达到着火点。（2）图乙中②处燃烧说明温度达到着火点，故Na2O2和CO2反应过程中伴随能量变化，该反应属于放热反应，故E处温度计温度升高，温度升高氢氧化钙溶解度减小，澄清石灰水变浑浊，故填：温度计示数增大，澄清石灰水变浑浊；放热。（3）Na2O2和CO2反应产生氧气，氧气具有助燃性，能使木条燃烧得更旺，故填：木条燃烧得更旺。（4）根据质量守恒，反应前后元素种类不变，因为Na2O2和CO2中都没有氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成NaOH，或者反应物中由碳元素，生成物中一定含碳元素，故学生甲猜想错误的，故填：学生甲；因为Na2O2和CO2中都没有氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成NaOH(或由于反应物中有碳元素，所以生成物一定含有碳元素。)（5）分析可知，过氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠和氧气，故填：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2。

8．纳米零价铁（单质铁）在环保领域应用广泛，以菱铁矿（主要成分为FeCO3能和酸反应不考虑杂质）为原料，制备纳米零价铁的反应为：，反应一段时间后，某学习小组对剩余固体的成分进行探究。（提出问题）剩余固体的成分是什么？（做出猜想）剩余固体的成分：猜想一：Fe猜想二：FeCO3猜想三：______（实验探究）该学习小组利用如图置，对剩余固体成分进行探究，实验操作及现象如图。回答下列问题。（1）装置C中浓硫酸的作用是______。（2）向装置A中加入稀硫酸后，A中产生气泡且溶液变为浅绿色，小芳同学判断猜想一正确，小刚同学认为小芳的判断不合理，理由是______。（3）装置B中溶液变浑浊，说明含有碳酸亚铁，写出石灰水变浑浊的方程式______。（4）观察到装置D中黑色粉末变红色，反应的化学方程式是。（实验结论）猜想______正确。（反思交流）如果将装置E去掉，______（填“能”或“不能”）验证剩余固体中含有Fe。【答案】Fe和FeCO3（1）干燥气体（2）FeCO3和HCl反应也会产生相同的现象（3）（4）三能【解析】猜想三、因为反应条件是高温，实验后只可能剩余FeCO3、Fe，考虑的反应进行程度差异，最后剩余固体可能剩余Fe，FeCO3或Fe，FeCO3；（1）、C装置浓硫酸可以干燥来自B装置的气体，保证之后E装置中的无水硫酸铜如果变色只可能是因为装置D反应生产的水；（2）、FeCO3和HCl反应也会生成二氧化碳气体和浅绿色的FeCl2，形成了干扰；（3）、二氧化碳与氢氧化钙反应生产白色沉淀碳酸钙和水，方程式为：；（4）、第（3）问中说明固体中有FeCO3存在，装置D中黑色粉末变红色是因为氢气的还原，而氢气来于铁单质和硫酸发生了置换反应，这说明固体中铁单质存在，综合而言，猜想三正确；装置E去掉，D装置中黑色粉末是否变色也能证明氢气是否存在，也能证明铁单质是否存在。过氧化氢在生产生活中有着泛的应用。化学实验小组对过氧化氢的某些性质进行了研究。Ⅰ、不稳定性（1）如图所示进行实验（还测量收集的氧气体积），过氧化氢分解的化学方程式为______，导管伸入量筒收集气体在滴加双氧水______（前或后）。（2）能用排水法收集氧气的原因是______。（3）已知：常温常压下，氧气的密度为1.33g·L-1。实验小组称量了10g溶质质量分数为6%的过氧化氢溶液进行实验，如果将该过氧化氢溶液一次性全部放入锥形瓶中，则选择规格为______mL（选填“50”、“200”或“250”）的量筒收集氧气较为合适，图示方法测得氧气体积偏大的原因是______。（4）实验小组同学还探究了温度对过氧化氢分解速率的影响，相关实验数据如下表：实验序号①②③H2O2溶液的溶质质量分数/%303030H2O2溶液的体积/mL666温度/℃203535MnO2的用量/g000反应时间/min404040收集O2的体积/mL01.97.8由此得出的结论是______。Ⅱ、腐蚀性（查阅资料）H2O2溶液有一定的腐蚀性。（进行实验）将铜片分别浸泡在以下3重溶液中进行实验，实验现象如下表：编号①②③实验一段时间后的现象无明显变化溶液变蓝，缓慢产生细小气泡无明显变化（解释与结论）（5）实验⑤中铜片被腐蚀的反应为Cu+H2O+H2SO4=CuSO4+______，请补全该反应的化学方程式。（反思交流）（6）小红同学提出，实验⑤中除发生（5）所给的反应外，还发生了另一个反应导致有细小的气泡产生，该反应的反应物是______。【答案】Ⅰ、（1）前（2）氧气不易溶于水且不与水反应（3）250包含了滴入双氧水的体积当其他条件相同时，温度越高，过氧化氢分解的速率越快Ⅱ、（5）2H2O（6）H2O2【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，化学方程式为：，在滴加双氧水前，将导管伸入量筒收集气体。（2）能用排水法收集O2的原因是：氧气不易溶于水且不与水反应。（3）设生成氧气的质量为xx=0.282g，得到氧气的体积=0.282g×1.33g·L–1=212mL，所以应选250mL的量筒；图示方法测得氧气体积偏大的原因是因为包含了滴入双氧水的体积。（4）表格①②对比可知，温度越高，相同时间内收集到氧气的体积越多，得出的结论是：当其他条件相同时，温度越高，过氧化氢分解的越快；（5）铜片被腐蚀的反应是：铜和过氧化氢、稀硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式为：Cu+H2O+H2SO4=CuSO4+2H2O；（6）过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，所以是H2O2。10．84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂，兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。（查阅资料）84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）。（实验1）取少量84消毒液于试管中，滴加H2O2溶液，发现有大量气泡产生，然后______（填写实验操作和现象），证明产生的气体是氧气。（提出问题）在上述反应中，NaClO的作用是什么？（作出猜想）猜想一：作反应物，NaClO与H2O2溶液发生化学反应；猜想二：作______，类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用（实验2）按如图所示组装实验装置进行实验（1）实验装置组装后，要先进行的操作是______。（2）向锥形瓶中加入30mL84消毒液，注射器中吸入25mLH2O2溶液。（3）将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中：每次推入H2O2溶液，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响）见下表。第1次第2次第3次第4次第5次收集气体的总体积/mL140280365x375①表中的数据x=______。②分析表中数据得出“猜想一正确”，其依据是______。（分析讨论）NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外，还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为______。（拓展反思）75%酒精、过氧乙酸等也可作消毒剂。在使用各种消毒剂时，要考虑它们的性质。生活中下列使用消毒剂的做法正确的是______。A．不同的消毒剂可随意混合使用B．使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾C．使用84消毒液的浓度越高越好D．84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存【答案】把带火星的木条伸入试管中，带火星的木条复燃催化剂检查装置的气密性370第3次产生的O2量减少，第4、5次不再产生氧气

BD【解析】实验1：氧气具有助燃性，若证明产生的气体是氧气，可以把带火星的木条伸入试管中，若带火星的木条复燃，证明产生的气体是氧气。故填：把带火星的木条伸入试管中，带火星的木条复燃。猜想二：NaClO类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用，MnO2作催化剂，则猜想二是NaClO作催化剂。故填：催化剂。实验2：（1）由于该实验装置有气体参与，按如图所示组装实验装置，并检查装置气密性。故填：检查装置的气密性。（3）①根据实验数据可知，第一次加入5mL过氧化氢溶液，生成140mL气体，第二次加入5mL过氧化氢溶液，生成气体的体积为：，第三次加入5mL过氧化氢溶液，生成气体的体积为，说明NaClO已经反应完，第四、五次加入5mL过氧化氢溶液，排出气体的体积即为加入过氧化氢溶液的体积，则；故填：370。②催化剂的特点是改变其他反应速率，但本身的质量和化学性质不变，也不能改变生成物的质量，分析实验数据可知，“猜想一正确”，其依据是每次加入的过氧化氢溶液溶液质量不变，如果NaClO是催化剂，则每次产生气体的质量相等，但实验结果是产生气体的质量不等，第3次产生的O2量在减少，第4、5次不再产生氧气。故填：第3次产生的O2量减少，第4、5次不再产生氧气。分析讨论：NaClO与H2O2溶液反应生成氧气、氯化钠和水，该反应的化学方程式为：。拓展反思：A、不同的消毒剂不能随意混合使用，如含过氧化氢和含NaClO的消毒剂就不能混用，此选项错误；B、酒精具有可燃性，使用75%酒精消毒应远离明火，防止火灾，此选项正确；C、使用84消毒液的浓度适中消毒效果好，而不是浓度越高越好，此选项错误；D、84消毒液中的NaClO易被氧化，酒精易挥发，则84消毒液和75%酒精等消毒剂均应密封保存，此选项正确。故选：BD。11．过氧化钙（CaO2）在生产中具有广泛的应用（一）过氧化钙的性质与用途（1）CaO2能与稀盐酸发生复分解反应，反应的化学方程式为_____。（2）鱼类长途运输的增氧剂的主要成分为CaO2，它与水缓慢反应生成O2，还生成一种碱，其化学式为_____，Na2O2也能与水反应，原理与CaO2相同，但却不能作为鱼虾运输的供氧剂，请分析可能的原因_____。（二）过氧化钙晶体的制备（资料）过氧化钙晶体(CaO2·yH2O)，常温为白色，能溶于酸，难溶于酒精。制备原理：CaCl2＋H2O2＋NH3＋H2O→CaO2·yH2O↓＋NH4Cl，装置如下。（1）装置A中试管内发生反应的化学方程式为_____。（2）装置C采用冰水浴控制温度在0℃左右，可能的原因主要有：Ⅰ.该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·yH2O产率；Ⅱ._____。（3）反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·yH2O。①洗涤时采用95%的酒精溶液洗涤的优点是_____。②检验晶体已洗涤干净的方法为_____。（三）过氧化钙晶体组成的测定称取21.6克晶体用热分析仪对其进行热分解实验，并绘制成固体质量与温度关系图（过氧化钙晶体受热时会先失去结晶水），（1）0—150℃质量不发生改变的原因是_____。（2）根据如图可知y=_____。（写出计算过程）（3）350℃时发生反应的化学方程式为_____。【答案】（一）CaO2+2HCl=H2O2+CaCl2Ca(OH)2反应生成氢氧化钠，具有强腐蚀性Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O防止过氧化氢分解减少晶体损失，易于干燥取最后一次洗涤所得的滤液置于试管中，加入AgNO3溶液，无现象，已洗净（三）未达到反应所需的温度82CaO22CaO+O2↑【解析】（一）（1）CaO2和HCl反应生成H2O2和CaCl2，方程式是：CaO2+2HCl=H2O2+CaCl2；

（2）根据质量守恒定律可知生成物中含有钙元素，所以CaO2与水缓慢反应生成氧气和氢氧化钙；Na2O能与水反应生成了氧气和氢氧化钠，氢氧化钠有强碱性，不利于鱼虾生存．所以，Na2O2不能作为鱼虾运输的供氧剂。（二）（1）氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，所以方程式是：Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；

（2）装置C采用冰水浴控制温度在0℃左右，另一个可能的原因主要有温度高时过氧化氢容易分解生成水和氧气；

（3）①过氧化钙晶体（CaO2•yH2O），难溶于酒精，酒精易挥发，所以洗涤时采用95%的酒精溶液洗涤的优点是减少晶体损失，易于干燥；②如果晶体洗涤不干净，会混有氯化铵，即含有氯离子，所以取最后一次洗涤所得的滤液置于试管中，加入硝酸银如果有白色沉淀产生，说明没有洗干净，如果没有现象，说明洗干净了；（三）（1）0—150℃质量不发生改变的原因是未达到反应所需的温度。（2）过氧化钙晶体受热时会先失去结晶水，故失去的水的质量为：21.6g-7.2g=14.4g，故过氧化钙和水的分子个数比为：=1：8，故y=8；（3）350℃时完全分解剩余的质量是5.6g，减少的质量为7.2g-5.6g=1.6g，故减少的是氧元素，组成的是氧气，发生的分解反应方程式为：2CaO22CaO+O2↑。12．甲同学为了探究铝、铁、铜三种金属的活动性，设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，并只用一支试管，取一次盐酸的探究方案。（1）请你帮助甲同学完善下表的探究方案并回答有关问题。实验步骤观察到的现象试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用__________②在①所得的溶液中，插入________，充分作用无明显现象②所得的溶液中得的溶液中插入________，充分作用______________【结论】金属活动性Al＞Fe＞Cu。（1）写出①中反应的化学方程式：_________。将铝丝插入溶液前应进行的操作是________。（2）乙同学认为在甲的设计方案中，只要补充一个实验，就可得出Al＞Fe＞H＞Cu的结论。乙要补充的实验是______。（3）丙同学认为要得到活动性Al＞Fe＞H＞Cu的结论，不必补做实验，只需将甲同学方案中插入金属的顺序调整即可，调整后的金属插入顺序为________________。【答案】（1）溶液中出现气泡，溶液由无色变为浅绿色铜丝铝丝溶液由浅绿色变为无色【结论】（1）Fe+2HCl=FeCl2+H2↑用砂纸除去铝丝表面的氧化铝（2）把铜丝插入盐酸中（3）CuFeAl【解析】铁能与稀盐酸反应产生氢气，稀盐酸是无色的，氯化亚铁溶液是浅绿色的，故实验现象是溶液中出现气泡，溶液由无色变为浅绿色。金属活动性顺序中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其化合物的溶液中置换出来，在①所得的溶液中，插入某金属，充分作用，无明显现象，说明此金属没有与FeCl2溶液反应，则此金属不如Fe的活动性强，即插入的是铜丝。然后再插入铝丝，2Al+3FeCl2==2AlCl3+3Fe，生成的氯化铝溶液是无色的，故实验现象是溶液由浅绿色变为无色。【结论】Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，铝在常温下，表面形成了一层致密的氧化铝薄膜，用砂纸除去铝丝表面的氧化铝。甲同学已经得出Al＞Fe＞Cu，乙同学把铜丝插入盐酸中，说明H＞Cu，即Al＞Fe＞H＞Cu。（3）先把Cu丝插入稀盐酸中，无现象，说明H＞Cu，然后插入Fe丝，有气泡产生，说明Fe＞H，最后插入铝丝，溶液由浅绿色变为无色，说明反应发生：2Al+3FeCl2==2AlCl3+3Fe，即Al＞Fe，进而得出Al＞Fe＞H＞Cu。点睛：要顺利解决此题，就要熟练掌握金属的活动性顺序，氢前置氢，排前置后是经常要应用的规律，探究金属活动性顺序，考虑到了这两个知识点，问题即可迎刃而解。13．化学兴趣小组对“锌与稀硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。（提出问题）锌与稀硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？（猜想与假设）①可能与稀硫酸的溶质质量分数有关；②可能与锌的形状有关。（设计并实验）兴趣小组用100mL不同质量分数的稀硫酸和5g不同形状的锌进行如下实验(时间为3分钟)。编号硫酸的质量分数(均取20mL)锌的形状(均取1g)氢气的体积(mL)(均收集3分钟)120%锌粒31.7220%锌片50.9330%锌粒61.7430%锌片79.9(1)锌与硫酸反应的化学方程式为__________________________________。(2)下图所示装置收集并测量氢气的体积，则正确的链接顺序是：氢气→_______________(填导管口序号)。（收集证据）(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是______。（得出结论）依据上表得出的结论是____________________________________。（反思评价）(4)下表是兴趣小组第①组实验根据前6分钟记录详细数据(每分钟记录一次产生氢气的体积)。时段(均为1分钟)第1分钟第2分钟第3分钟第4分钟第5分钟第6分钟H2的体积/mL3.116.711.99.67.66.0请解释锌与稀硫酸反应由快变慢的原因____________________________________。(5)锌与硫酸反应的快慢可能还会受_____________因素影响，如果用实验验证该因素对反应快慢的影响，应该控制________________因素不同，而其他因素则相同。【答案】（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（2）efg（3）1和3或2和4相同条件下，硫酸的质量分数越大，反应速率越快或锌与硫酸的接触面积越大，反应速率越快（4）随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，所以反应速度由快变慢（5）温度温度【解析】锌与硫酸反应的化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(2).当剩余的水较少时，水易从f端出来，故连接顺序是efg（3）作对比试验必须控制变量，当只有一个条件不同时，才可探究出该条件对实验是否有影响故选①③或②④。【得出结论】依据上表得出的结论是相同条件下，硫酸的质量分数越大，反应速率越快或锌与硫酸的接触面积越大，反应速率越快。（4）随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，所以反应速度由快变慢。（5）反应物之间的反应速率与温度、反应物溶液的浓度、反应物之间的接触面积等多种因素有关。故锌与硫酸反应的快慢可能还会受温度因素影响，作对比试验必须控制变量，当只有一个条件不同时，才可以探究出该条件对实验是否有影响。点睛：本题主要考查学生探究影响反应速率因素的能力。14．某学习小组对人体呼出气体的成分进行探究。（知识回顾）红磷在空气中燃烧的化学方程式为______。（粗略测量）（1）检查装置气密性。在医用输液袋中装入VmL呼出气体。如图一所示，集气瓶中装入VmL足量NaOH溶液以充分吸收CO2，带小孔燃烧匙内装入足量红磷（通常条件下，红磷与NaOH溶液不反应）红磷的颗粒比小孔大）。接连成如图二所示装置，则方框内最合适的装置是______（在图一中选择）。（2）打开弹簧夹K1、K2，缓慢将袋中的气体全部排出，读取量筒中液体体积为V1mL。（3）关闭弹簧夹K1、K2，用激光笔照射红磷，红磷剧烈燃烧。待装置和气体______，打开K2，读走量筒中液体体积为V2mL。（4）数据分析：人体呼出气体中，氧气的体积分数可表示为______×100%；若数据×100%满足______条件，则理论上可证明呼吸作用产生了CO2。（精密测定）如图三所示，把O2、CO2、湿度（测水蒸气）传感器探头放入有少量空气的保鲜袋中，打开仪器开始采集数据，然后向袋内呼出气体。采集的数据食品如图四所示，纵坐标均为某气体体积分数（%），横坐标均为时间（S）。据图回答；（1）表示O2体积分数变化的曲线是______（选填“X”、“Y”、“Z”）。（2）实验中，200s时没有采集数据的其余气体的总体积分数为______。（3）Y曲线60设置后逐渐下降，可推测保鲜袋中可能出现的现象是______。（反思拓展）小组同学曾认为空气成分中“其它气体和杂质”主要包括水蒸气灯，由实验可判断该认识是错误的，理由是______。【答案】（粗略测量）（1）D（3）冷却至室温（4）大于0.03%（精密测定）（1）Z（2）76.86%（3）保鲜袋中有水雾（4）由实验可知，空气中水的体积分数为1.98%，而空气成分的其它气体和杂质体积分数为0.03%，故认为空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气的说法是错误的【解析】知识回顾：磷和氧气点燃生成五氧化二磷，反应的化学方程式：。粗略测量：（1）根据图二装置的特点，该实验需要用集气瓶内的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，故气体应从长管进，这样反应比较充分，并根据压强原理通过排出水来测量气体的体积，水应从长管排出，应选择图一中的装置D。（3）红磷剧烈燃烧放出大量的热，待装置和气体冷却至室温，再打开K2，读出量筒中液体体积为V2mL，防止温度较高，气体膨胀引起误差。（4）磷燃烧消耗了氧气，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积(V1-V2)mL；故氧气的体积分数可表示为×100%；足量NaOH溶液以充分吸收CO2，步骤（2）中气体减少体积就是吸收的二氧化碳的体积(V-V1)mL，空气成分的二氧化碳体积分数为0.03%，当数据×100％大于0.03%，则理论上可证明呼吸作用产生了CO2。精密测定：（1）空气中氧气的体积含量约为21%，呼吸作用消耗氧气生成二氧化碳和水蒸气；向袋内吹入气体，采集的数据经处理，由于呼出气体中二氧化碳增多和水蒸气增多，氧气减少，故表示氧气体积分数变化的是Z。（2）由图示可知：200s时未采集数据的所有气体，总体积分数为100%-3.67%-2.3%-17.17%=76.86%。（3）Y的体积分数在60s后逐渐减小的原因是水蒸气冷凝导致其体积分数减小，故保鲜袋中出现的现象是：保鲜袋中有水雾。反思拓展：由实验可知，空气中水的体积分数为1.98%，而空气成分的其它气体和杂质体积分数为0.03%，故认为空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气的说法是错误的。15．某化学兴趣小组的同学对铁以及含铁物质的相关现象产生了兴趣，进行了探究活动，请你参与。（探究一）铁丝燃烧是否需要纯氧（实验内容）取长短相同直径均为0.38mm的铁丝，分别在O2含量不同的情况下实验。（实验现象）O2%90%70%60%55%实验现象燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功难以燃烧，只是发红在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，最好用_____法收集，发生反应的化学方程式_____。若用如图装置收集一瓶（150mL）含氧气的体积分数约为60%的气体，方法是：在150mL集气瓶里装满水，塞紧胶塞并关闭活塞b，打开活塞a通入氧气，把瓶里的水排入量筒，当量筒内的水达到设定的体积后立即关闭活塞a，然后打开活塞b通入空气，把瓶里的水全部排入量筒。则停止通入氧气时量筒内水的体积约为_____。（提示：空气中氧气的体积分数约为是1/5）。（结论）就0.38m铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数在_____范围。（探究二）铁丝燃烧产生火星四射的原因（查阅资料）日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。（实验内容）取长短相同、直径均为0.2mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧，观察现象下表是将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录，请你分析完成下表：物质纯铁丝含碳0.05%铁丝含碳0.2%铁丝含碳0.6%铁丝燃烧时的现象无火星四射现象，熔断剧烈燃烧，极少火星剧烈燃烧，少量火星_____通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和_____（填元素符号）有关。这种细铁丝燃烧时，同时生成_____（填化学式）气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。【答案】（探究一）（实验现象）排水75mL（结论）55%-60%（探究二）剧烈燃烧，火星四射CCO2【分析】本题考查对铁丝燃烧是否需要纯氧及铁丝燃烧产生火星四射的原因的探究。【解析】[探究一]铁丝燃烧是否需要纯氧[实验现象]在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底部要放少量的水，防止高温熔融物溅落下来炸裂瓶底，最好用排水法收集，铁丝和氧气在点燃的条件下可以生成四氧化三铁,故发生反应的化学方程式为;设停止通入氧气时量筒内水的体积为x,则通入空气的体积为（150mL-x），则，则x=75mL，故停止通入氧气时量筒内水的体积为75mL；[结论]就0.38m铁丝而言，在60%的氧气中，燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功，在55%的氧气中，难以燃烧，只是发红，故燃烧所需氧气的最低体积分数在55%-60%范围之间；[探究二]铁丝燃烧产生火星四射的原因[实验内容]由表格中的现象分析可知，含碳量越高，燃烧过程中越容易出现火星四射的现象，故含碳0.6%铁丝燃烧时的现象是剧烈燃烧，火星四射；通过以上实验，说明铁丝燃烧产生火星四射现象和C有关；这种细铁丝燃烧时，其中的碳燃烧会生成CO2气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。16．为了验证质量守恒定律，甲乙两个兴趣小组分别设计了如图所示的实验来进行验证。（查找资料）有关反应的化学方程式：甲组：_____。乙组：；氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体。（提出问题）参加化学反应的各物质的总质量与反应后生成的各物质的总质量是否相等？（设计实验）甲、乙两组同学分别进行对应实验（如图一），待充分反应后再把烧杯放回天平，观察天平是否平衡。请回答：（实验现象）反应后，甲小组的天平指针指向刻度盘的_____（选填“左边”、“右边”或“中间”），乙小组的天平指针指向刻度盘的右边。（实验分析）乙小组的解释为：_____。（优化装置）乙小组对实验装置进行了如图二的两种改进，你认为最佳装置是（填序号）_____，另一种装置的不足之处是_____。（得出结论）乙小组利用改进后的最佳装置进行再次探究，发现天平在实验后保持平衡。甲乙两组共同分析发现，最终得出结论：_____。（实验反思）验证质量守恒定律的实验，对于有气体参加或有气体生成的化学反应，实验应在_____装置中进行。（微观解释）化学反应前后，一定不变的是_____（填序号），所以质量守恒。①原子种类②原子数目③分子种类④分子数目⑤元素种类⑥物质种类【答案】（查找资料）（实验现象）中间（实验分析）反应后生成的二氧化碳逸出（优化装置）BA装置中碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳充满气球，使整个装置所受空气浮力增大，因此会影响天平平衡（得出结论）参加化学反应的各物质的总质量与反应后生成的各物质的总质量相等（实验反思）密闭（微观解释）①②⑤【解析】查找资料：有关反应的化学方程式：甲组中铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：。实验现象：反应后，甲小组实验中铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，没有烧杯外的物质参加反应，也没有物质逸出烧杯，故反应前后物质的总质量相等，天平指针指向刻度盘的中间。实验分析：乙小组实验中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，因为反应生成的二氧化碳逸出烧杯，所以待充分反应后再把烧杯放回天平，天平指针指向刻度盘的右边。优化装置：乙小组对实验装置进行了如图二的两种改进，因为装置B中锥形瓶内有氢氧化钠溶液，生成的二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收，不会和装置A中气球那样体积膨胀，造成浮力增大，导致天平不平衡，所以最佳装置是：B。另一种装置A的不足之处是：A装置虽然处于密闭状态，但A装置中碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳因为不能被锥形瓶内的物质吸收，造成气球膨胀，使整个装置所受空气浮力增大，导致天平不平衡。得出结论：乙小组利用改进后的最佳装置进行再次探究，发现天平在实验前后保持平衡，结合反应后，甲小组的天平指针指向刻度盘的中间的实验现象，甲乙两组可得出的结论是：参加化学反应的各物质的总质量与反应后生成的各物质的总质量相等。实验反思：通过分析乙组图一和图二中的实验可知，验证质量守恒定律的实验，对于有气体参加或有气体生成的化学反应，实验应在密闭装置中进行。微观解释：根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的质量总和一定不变。从微观角度分析，化学反应遵守质量守恒定律的原因是：化学反应前后，原子的种类、数目和质量一定不变；根据元素的概念可知，化学反应前后，元素的种类和质量一定不变；另外，化学反应前后，分子种类一定改变，分子数目可能改变，物质种类一定改变。故化学反应前后，一定不变的是：①②⑤。17．现有下列实验装置图，结合该图回答下列问题。（1）写出图中标号仪器的名称：①_____，②_____。（2）若用高锰酸钾制取氧气，则发生和收集装置可选_____，该反应的化学方程式是_____。（3）加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气时，应调节C中旋钮_____（填“K1”，“K2”或“K3”）使试管口略向下倾斜。（4）通过课后查阅资料后并在老师的指导下，小丽和小明利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。（查阅资料）①氯酸钾的熔点约为356℃，二氧化锰的分解温度约为535℃，用酒精灯给物质加热，受热物质的温度一般约为400℃左右；②不同配比是指氯酸钾和二氧化锰混合物中，氯酸钾和二氧化锰的质量比；③氯酸钾分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图（图2）及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图（图3）如图：请回答问题：①分析图2，氯酸钾分解温度_____（填“高于”、“等于”或“低于”）其熔点。②根据资料和分析图2，加热氯酸钾时，在图1中的试管口向上的可能原因是_____。③分析图3，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是_____，当物质配比为_____时，氯酸钾分解温度约为75℃。【答案】（1）长颈漏斗试管（2）BE或BF（3）K2（4）①高于②氯酸钾尚未分解时已经熔化，防止液态氯酸钾流出试管③物质配比越大，氯酸钾的分解温度越高1：2【分析】本题考查实验室制取氧气及对氯酸钾制氧气进行了深入的探究。【解析】（1）图中标号仪器①的名称是长颈漏斗；标号仪器②的名称是试管；（2）若用高锰酸钾制取氧气，反应物是固体，反应需要加热，故发生装置选择B，氧气密度比空气大，容易聚集在空气的下方，可选用向上排空气法收集氧气，氧气不易溶于水，可选用排水法收集氧气，故收集装置可选E或F，该反应是高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，故化学方程式是；（3）加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气时，图中铁架台的K1旋钮是调节铁夹的高度的，K2旋钮是调节铁夹的角度的，K3旋钮是调节铁夹的松紧程度的，故应调节C中旋钮K2使试管口略向下倾斜。（4）①分析图2，氯酸钾分解温度即为产生氧气浓度较大的转折点，高于其熔点356℃；②根据资料和分析图2，加热氯酸钾时，在图1中的试管口向上的可能原因是氯酸钾尚未分解时已经熔化，防止液态氯酸钾流出试管；③分析图3，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是物质配比越大，氯酸钾的分解温度越高，当物质配比为1：2时，氯酸钾分解温度约为75℃。18．四硫化钠(Na2S4)固体可代替红磷测定空气中氧气的体积分数，反应原理为：2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH（实验资料）①四硫化钠受热时，会与空气中水蒸气反应，生成少量有毒气体硫化氢(水溶液呈酸性)②硫代硫酸钠(Na2S2O3)可溶于水，常温下与NaOH溶液不反应（实验过程）①取碳酸钠、硫粉混合后置于试管中，加热(如图1所示，夹持装置已略去)，制得Na2S4反应为：4Na2CO3+12S+X=2Na2S4+2Na2S2O3+4CO2，X的化学式为_____，蘸有浓NaOH溶液的棉花的作用是____。②冷却后，取下棉花，放置一段时间，再向该试管中加入10mL水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1(如图2所示)③将该试管插入水中(如图3所示)，取下橡胶塞，观察到____，塞紧橡胶塞。将试管取出，倒过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，理论上h1：h2=___。④按照①~③再重复实验2次，3次实验数据如下表所示。第1次第2次第3次h1/cm11.211.411.6h2/cm8.99.19.2（解释与结论）根据第一次实验数据，计算空气中氧气的体积分数为___(结果精确到0.1%)。（反思与评价）若实验过程②中，取下棉花后，未放置一段时间即进行后续操作，会影响测定结果，请说明有何影响，并阐述理由_____。【答案】（实验过程）O2吸收硫化氢和二氧化碳气体水进入试管内，进入水的体积约为试管内空气体积的五分之一，有黄色固体生成5:4（解释与结论）20.5%（反思与评价）导致结果偏小，未放置一段时间会导致试管内的空气成分与外边的空气成分可能有差异，因为过程①消耗了氧气【解析】实验过程：①根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Na、C、O、S的个数分别是8、4、12、12，生成物中含Na、C、O、S的个数分别是8、4、14、12，故反应物中还应含2个O，故X的化学式为O2；碳酸钠能与硫、氧气反应生成四硫化钠、硫代硫酸钠和二氧化碳，四硫化钠受热时，会与空气中水蒸气反应，生成少量有毒气体硫化氢，故蘸有浓氢氧化钠溶液的棉花的作用是：吸收硫化氢气体和二氧化碳；②四硫化钠能与氧气和水反应生成硫和氢氧化钠，反应消耗了氧气，装置内压强减小，故将该试管插入水中(如图3所示)，取下橡胶塞，观察到水进入试管内，进入水的体积约为试管内空气体积的五分之一，有黄色固体生成；冷却后，取下棉花，放置一段时间，再向该试管中加入10mL水，迅速塞紧橡胶塞，充分振荡，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h1，h1表示试管内空气，反应后，将试管取出，倒过来，测量液面至橡胶塞下沿的距离，记录数据h2，h2表示消耗氧气后，剩余气体，故h1：h2=5:4；解释与结论：空气中氧气的体积分数为：；反思与评价：实验过程②中，取下棉花后，未放置一段时间即进行后续操作，会使测定结果偏小，因为未放置一段时间会导致试管内的空气成分与外边的空气成分可能有差异，因为过程①消耗了氧气。19．某学习小组对过量炭粉与氧化铁反应后的气体产物成分进行研究。（提出问题）学完完全燃烧与不完全燃烧后，知道碳在质量不同的氧气中燃烧可以生成二氧化碳或一氧化碳，那过量的炭粉与氧化铁反应后的气体产物有哪些可能呢？（提出假设）假设1：只有二氧化碳；假设2：______________；假设3：二氧化碳和一氧化碳的混合气体。（设计方案）如下图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应（查阅资料）氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵(NH4Cl)溶液和亚硝酸钠(NaNO2)溶液混合加热反应制得氮气，同时生成氯化钠和一种常见的液体。请写出该反应的化学方程式：______________。（实验操作及实验现象）①按上图连接装置(未装药品)，并检查装置的气密性，方法是先夹紧弹簧夹，在右侧导管处连接一注射器，将注射器活塞往里推一段距离，松手后观察到_____________现象，说明装置气密性良好。②称取3.20g氧化铁和2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；③加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气，目的是____________。④停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊，B中反应方程式：____________。⑤待反应结束，应先_____________，再_____________(填“熄灭酒精喷灯”或“打开弹簧夹并继续通氮气”)，冷却至室温后停止通入氮气，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g。(已知氧化铁被完全还原成铁单质)。（数据处理）经计算，参加反应的碳元素质量为0.48g，生成的气体中碳元素与氧元素的质量比为______。（得出结论）根据数据处理结果判断，得出假设_____________成立。（实验反思）有同学认为也可以将上图中虚线内B装置换成以下装置，下列装置中你认为最为合理的是_____________。【答案】（提出假设）只有一氧化碳（查阅资料）2NH4Cl+2NaNO2＝2NaCl+4H2O+2N2↑（实验操作及实验现象）①活塞回到原处③排出装置中的空气，防止影响实验结果④CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O⑤打开弹簧夹、继续通氮气熄灭酒精喷灯（数据处理）1：2（得出结论）3（实验反思）丙【解析】[提出假设]假设1：只有二氧化碳；假设2：只有一氧化碳；假设3：二氧化碳和一氧化碳的混合气体。故填：只有一氧化碳[查阅资料]实验室可以用氯化铵（NH4Cl）溶液和亚硝酸钠（NaNO2）溶液混合加热反应制得氮气，同时生成氯化钠和一种常见的液体﹣水，该反应的化学方程式为：2NH4Cl+2NaNO2＝2NaCl+4H2O+2N2↑。故填：2NH4Cl+2NaNO2＝2NaCl+4H2O+2N2↑[实验操作及实验现象]①按上图连接装置，将注射器活塞往里推一段距离，松手后观察到活塞回到原处，说明装置气密性良好。故填：活塞回到原处。③加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气，目的是排出装置中的空气，防止影响实验结果。故填：排出装置中的空气，防止影响实验结果。④停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊，该现象说明生成了二氧化碳，二氧化碳和澄清石灰水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。故填：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；⑤待反应结束，应先打开弹簧夹、继续通氮气，再熄灭酒精喷灯，冷却至室温后停止通入氮气，以防止液体倒流炸裂试管。故填：打开弹簧夹、继续通氮气；熄灭酒精喷灯[数据处理]经计算，参加反应的碳元素质量为0.48g，参加反应的氧元素质量为：3.20g+2.00g+48.48g﹣52.24g﹣0.48g＝0.96g，生成的气体中碳元素与氧元素的质量比为：0.48g：0.96g＝1：2，故填：1：2[得出结论]二氧化碳中碳元素和氧元素质量比为：12：32＝3：8，一氧化碳中碳元素和氧元素质量比为：12：16＝3：4，因此生成的气体是二氧化碳和一氧化碳的混合物，即假设3成立。故填：3[实验反思]图2装置中你认为最为合理的是丙，这是因为丙装置既能够吸收二氧化碳气体，也能够收集一氧化碳气体。故填：丙20．某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时，发现制得的气体有刺激性气味，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）（1）氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在：（2）氯气（Cl2）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（3）氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸有漂白作用，可使带颜色的溶液褪色。（猜想与假设）猜想一：该气体为O2；猜想二：该气体为C12；猜想三：该气体为______（实验探究）序号实验操作实验现象实验结论1小丽用排水集气法收集A、B两瓶气体，将带火星木条伸入A中；湿润的淀粉碘化钾试纸伸入B中A中带火星木条复燃，B中淀粉碘化钾试纸不变色猜想①成立2小岚用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中C中带火星木条复燃，D中淀粉碘化钾试纸_____猜想三成立（反思与评价）（1）小涛认为小丽的结论不正确，原因是__________。（2）除了闻该气体气味和上述方法外，还可用其他的方法检验Cl2的存在，该方法是____。（拓展应用）（1）若取氯酸钾和二氢化锰混合加热后的少量固体，加入足量水溶解，过滤，滤液成紫红色，该现象说明反应还生成了__________（填化学式）。（2）MnO2不仅能作催化剂还可以作反应物，实验室通常用MnO2与浓盐酸共热制取C12。请完成该反应的化学方程式：。【答案】（猜想与假设）氯气和氧气（实验探究）变蓝（反思与评价）（1）氯气能溶于水，能与水反应生成盐酸和次氯酸，可能氯气被消耗掉了（2）将生成的气体通入品红溶液，品红溶液褪色，证明有氯气存在（拓展应用）KMnO4H2O【分析】氧气具有助燃性。【解析】[猜想与假设]氯酸钾与二氧化锰混合加热产生的气体只以单质形式存在，猜想一：该气体为O2,猜想二：该气体为C12,还有一种可能是两种气体的混合物，故填：氯气和氧气；[实验探究]猜想三成立产生的气体成分是氯气和氧气,小岚用向上排空气法收集C、D两瓶气体，将带火星木条伸入C中，湿润的淀粉碘化钾试纸伸入D中，C中带火星木条复燃，证明有氧气存在，D中淀粉碘化钾试纸变蓝，证明有氯气存在，故填：变蓝；[反思与评价]（1）小涛认为小丽的结论不正确，原因是氯气能溶于水，能与水反应生成盐酸和次氯酸，可能氯气被消耗掉了，故填：氯气能溶于水，能与水反应生成盐酸和次氯酸，可能氯气被消耗掉了；（2）除了闻该气体气味和上述方法外，还可用其他的方法检验Cl2的存在，该方法是将生成的气体通入品红溶液，品红溶液褪色，证明有氯气存在，故填：将生成的气体通入品红溶液，品红溶液褪色，证明有氯气存在；[拓展