专项02科学探究题-2023-2024学年九年化学上学期期末真题分类汇编（・全国）（原卷版）12

专项02科学探究题1.【探究气体成分】（20222023江苏省常州市溧阳市期末）某课外化学兴趣小组发现木炭与浓硫酸加热后产生了有刺激性气味的气体。同学们在老师的指导下对该气体成分进行如下探究。【提出问题】该气体分是什么？【作出猜想】（1）猜想Ⅰ：该气体是SO2；猜想Ⅱ：该气体是CO2；猜想Ⅲ：该气体是______。【查阅资料】1．SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应，使其褪色。2．Ca（OH）2+SO2=CaSO3↓+H2O，CaSO3是一种白色固体。【实验设计】（2）【现象与结论】实验操作实验现象实验结论按题26图装配好仪器，检查装置的气密性，加入药品，并加热。装置B中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅____________该气体中含有CO2（3）实验结论：猜想______（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）成立。【反思交流】（4）实验室里与圆底烧瓶一样需垫上石棉网才能加热的常用仪器有______（写出一种即可）。（5）装置B中足量高锰酸钾溶液的作用有______，装置C的作用是______。（6）装置B与装置D位置不能互换的理由是______。（7）有同学认为，木炭与浓硫酸加热后生成的产物中，除上述己验证的物质外，至少还有一种产物，理由是______。2.【探究反应产物】（20222023江苏南京鼓楼区期末）钢铁工业是国家的基础工业。（一）如图是“炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图”。（1）以赤铁矿为例，写出A区、B区主要反应的化学方程式：A区：______。B区：______，______。（2）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量______（填“大于或小于”）钢的含碳量。（二）化学小组同学查阅资料后获知甲烧也具有还原性，于是在实验室里尝试利用甲烷和氧化铁反应模拟炼铁。反应后，观察到固体由红棕色全部变成黑色，同学们对除固体以外的其它产物进行如下探究。【提出假设】假设①：CO、CO2假设②：CO、H2O假设③：CO2、H2O假设④：CO、CO2、H2O其中假设______不合理，理由是______。【查阅资料】①浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂；②氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳。【设计实验】为了判断其它几种假设的合理性，小王设计了如图装置进行实验。【实验步骤】①按上图连接装置，并检查装置气密性，称取80g氧化铁放入硬质玻璃管中；②通入甲烷一段时间，分别称量A、B、C、D装置质量后，再点燃酒精喷灯；③待反应结束，熄灭酒精喷灯，再缓缓通入一段时间甲烷；④冷却至室温，再次称取A、B、C、D装置质量，记录数据如下表所示（假设药品均足量）。装置编号ABC+D实验前装置的质量/g220156.6256.8实验后装置的质量/g196171270【分析与讨论】（1）步骤③中缓缓通入一段时间甲烷的目的是______；______。（2）由以上数据可推测，假设______合理，写出该反应的化学方程式______。3.【探究物质的性质】（20222023江苏徐州期末）过氧化钠（Na2O2）是一种重要的固体物质，可用作潜艇或航天器中的供氧剂。化学小组在老师的指导下，对过氧化钠的组成和有关性质进行探究。【查阅资料】①过氧化钠溶于水时，与水反应生成氢氧化钠和氧气：②在通常状况下，过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气：③CaC12固体具有强烈的吸水性且不与CO2反应。【了解组成】（1）过氧化钠中氧元素化合价是1价，则其中钠元素的化合价是___________。（2）Na2O2中的2个氧原子是结合在一起的、一种带负电荷的原子团即离子，则该离子的化学符号是___________。【探究性质】（3）少量过氧化钠溶于过量水中，得到___________（填物质名称）溶液，该溶液___________（填“能”或“不能”）导电，该溶液中大量存在的离子有___________和___________。【进行实验】（4）用下图所示装置进行实验，可以探时过氧化钠与CO2反应生成氧气等的原理。有关主要实验过程和现象为：①按图示连接装置并检查其气密性。②从吹气口持续吹气，气体一分为三，分别进入A、B、C三支试管里。③吹气Imin，用手摸A的底部，感觉发烫，并且带火星木条在A中能复燃：用手摸C的底部，感觉温度无明显变化，并且带火星木条在C中不复燃；同时观察到B中的脱脂棉发生燃烧现象。上述对比实验说明，过氧化钠与CO2发生化学反应时必须有___________（填物质名称）存在。A中发生的反应是___________（填“吸热”或“放热”）反应。A中发生反应的化学方程式是___________（任写一个）。【拓展延伸】（5）向长期暴露于空气中的过氧化钠里加入足量的白醋，产生的气体中一定有___________（填物质名称），可能有___________（填物质名称）。过氧化钠必须___________保存，否则极易变质。4.【探究反应条件及影响因素】（20222023江苏省泰州市靖江市期末）我国高铁创造的中国速度令世界瞩目，某学习小组对高铁建设中的钢铁锈蚀进行探究【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关【查阅资料】碳粉可加快铁的锈蚀，碳粉不与盐酸反应；氧化铁能与盐酸反应，不产生气体。【设计实验】实验一：定性探究铁锈蚀的因素取四枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如下表。试管编号BCD一周后铁钉表面现象有一层铁锈无明显变化无明显变化有较厚铁锈（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是与空气中的___________发生化学反应。（2）得到无氧蒸馏水可采用煮沸的方法，是因为氧气在水中的溶解度随温度的升高面___________（填“升高”或“降低”）。（3）对比A和D试管中实验现象，说明铁锈蚀快慢与___________有关（4）生活中铁制品易生锈而铝制品不易生锈的原因是___________。实验二：定量探究影响铁锈蚀的因素小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上（此时没有推动注射器活塞），采集数据。（5）据图3，说明铁生锈是___________（填“放热”或“吸热”），t2～t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是___________。（6）据图2图4，分析t3时刻后压强突然变大，原因是该时刻小组同学进行___________操作。实验三：测定部分生锈的铁粉中铁的含量（7）连接如图装置。取部分生锈的铁粉（铁和氧化铁的混合物）0.6g于锥形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后，测得生成气体体积为0.2L，已知该条件下氢气密度为0.09g/L，根据以上数据，请计算该固体中铁的质量分数。（写出计算过程）___________。（8）学习小组有同学提出；用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数变大，可能的原因是___________（填序号）。a、装置的气密性不好b、铁与盐酸反应放热c、生成的气体会部分滞留在锥形瓶中d、没有扣掉加入的盐酸的体积【反思评价】（9）小丽同学猜测：铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关，为判断该猜测是否正确，请你设计实验验证小丽同学的猜想，简述实验方案。（实验方案包括操作、现象和结论）___________。5.【探究物质的元素组成】（江苏省镇江市丹阳市20222023上学期期末）2022年3月，香港疫情严重，中央援建的元朗谭尾方舱医院已交付使用。医院在建造过程中用到了具有极好的抗冲击性和防潮性的HDPE膜。某化学兴趣小组对HDPE膜的组成元素产生了浓厚的兴趣，进行如下探究。【提出问题】HDPE膜由什么元素组成？【查阅资料】①HDPE膜能够燃烧，燃烧生成碳的氧化物和水。②氢氧化钠溶液吸收二氧化碳；无水硫酸铜遇水变蓝。【作出猜想】（1）猜想1：HDPE膜由碳、氢元素组成；猜想2：HDPE膜由_______元素组成。【进行实验】如图所示，先通入干燥氮气，再将5.6gHDPE膜样品在一定量氧气中点燃，并将燃烧产物依次通过装置A、B、C、D(装置中每步反应均进行完全)，反应结束再次通入干燥氮气。【数据记录】测得装置A增重7.2g，C装置增重17.6g。【实验分析】（2）装配好实验装置后，先要_______。（3）装置A中无水硫酸铜变蓝，证明产生了_______。（4）装置B中_______(填现象)，证明产生了CO。（5）HDPE膜中碳、氢元素的总质量为_______，最后大家一致认为猜想_______不成立。【反思评价】（6）若实验中5.6gHDPE膜样品在一定量氧气中燃烧生成碳的氧化物质量为m，则m的取值范围为_______。6.【探究物质的性质和制备】（江苏省镇江市丹阳市20222023上学期期末）在生产生活中，金属锰及其化合物用途广泛。(一)对金属锰及其化合物的认识（1）植物生长需要微量的锰，这里的锰是指(选填序号)。A.原子 B.元素 C.单质（2）地铁列车的钢轨材料是高锰钢(主要成分铁、锰、碳)，高锰钢属于________选填“纯净物”或“混合物”)。车身作喷漆处理既美观又防锈，其防锈原理是______。（3）华为使用的是锂电池，锂电池质量轻、容量大，其反应原理是锂与二氧化锰反应生成亚锰酸锂(LiMnO2)，该反应的化学方程式是______。（4）菱锰矿(主要成分是MnCO3，含少量FeCO3)，向一定量矿石中加入稀盐酸，观察到有大量气泡产生，且反应前后金属元素的化合价保持不变，推断反应后溶液中含有的金属阳离子主要是______(填离子符号)。(二)碳酸锰的制备MnCO3是一种高性能磁性材料。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料制备MnCO3的主要流程如下。已知：MnCO3难溶于水，在100℃时开始分解。（5）原料软锰矿在使用之前通常需粉碎，其目的是_______。（6）已知X是一种常见的无色液体，则反应②的化学方程式为_______。（7）反应②中加入NH4HCO3溶液时，往往需要控制温度在30~35℃，温度不宜过高的原因是_______(用化学方程式表示)。（8）产品MnCO3(Ⅱ)比MnCO3(Ⅰ)更纯净，原因是产品MnCO3(Ⅰ)经过洗涤、烘干后，表面附着的水及_______等杂质已被除去。（9）为了获得纯净的MnCO3，烘干时需要控制的条件是_______。(三)碳酸锰热分解产物的研究MnCO3及锰的氧化物加热分解的温度如下。MnCO3MnO2MnaObMnO称取4.60gMnCO3样品置于装置A中，进行热分解实验。控制不同的温度对样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图2所示。（10）通入空气，焙烧MnCO3到300℃时，观察到装置B中澄清石灰水变浑浊，写出装置A中反应的化学方程式为_______。（11）加热至300900℃时，锰的氧化物分解会分解产生一种常见气体，该气体为_______。（12）当加热到800℃时，N点固体的成分是_______，对应物质的质量比为_______。7.【物质的定量探究】（20212022江苏苏州期末）对比实验是实验探究的重要方法。【实验目的】选择合适装置探究木炭和氧化铜反应的最佳质量比。【查阅资料】a、氧化铜中的氧元素能被木炭夺去，生成氧化亚铜或铜。b、氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应（）。【实验过程】实验I：分别取0.1g木炭粉和1.1g氧化铜粉末充分混合，进行A和B两个实验。实验序号AB装置酒精灯上套金属网能提高火焰温度，两个实验中均加热至导管口不再产生气泡为止。反应后试管内固体的颜色黑色粉末中混有少量红色固体红色固体有金属光泽，混有极少量黑色物质（1）实验A和实验B中均观察到澄清石灰水中有气泡，且变浑浊。①澄清石灰水变浑浊的化学方程式为___________。②木炭与氧化铜反应生成的气体除了CO2，还可能含有___________（填化学式）。（2）通过对比实验，___________（填“A”或“B”）装置更适合进行后续实验。实验Ⅱ：分别取0.1g木炭粉与一定量的氧化铜粉末按下表所示比例充分混合，进行实验。实验序号木炭粉与氧化铜混合的质量比充分反应后试管内固体的颜色①1：9红色固体有金属光泽混有少量黑色物质②1：10混有很少量黑色物质③1：11混有极少量黑色物质④1：12无黑色物质⑤1：13混有少量黑色物质（3）实验Ⅱ的结论是___________。【总结反思】（4）实验Ⅱ⑤中，反应后固体中“混有少量黑色物质”，该黑色物质的主要成分是___________（填化学式）。（5）为检验实验Ⅱ④反应所得固体中是否含Cu2O，进行如下实验：取少量固体于试管中，___________（填实验操作和现象），则说明固体中含有Cu2O。1.【探究反应条件及影响因素】（20222023江苏无锡期末）研究小组利用图所示装置探究催化剂碘化钾（KI）对过氧化氢分解速率的影响。实验所得数据如下表所示。编号使用1%H2O2的体积/mL加入碘化钾（KI）质量/g反应200s时产生的氧气/mL反应400s时产生的氧气/mL实验110058实验2100.052555实验3100.085192（1）实验1中，过氧化氢分解的化学方程式为___________。（2）实验1、2、3均需控制相同的温度，目的是___________。（3）对比实验1和实验2，你得出的结论是___________。对比实验2和实验3，你得出的结论是___________。（4）KI催化过氧化氢分解的原理如图所示。图中X物质的化学式是___________。2.【探究气体的成分】（20222023江苏无锡期末）载人潜艇中舱室内的空气成分需要科学调控以维持工作人员的正常呼吸。实验小组围绕该课题展开相关研究。（1）实验小组设计了如图所示的实验装置测量人体呼出的气体中二氧化碳的体积百分比。已知：。①实验时，用嘴对准呼吸口，先缓缓吸气，再缓缓吹气。吸气时，空气的进气口为___________（填“E”或“F”）。②实验时，若瓶Ⅰ溶液增加0.98g，CO2的密度为1.96g/L，在E出口测得的气体总体积为13.8L，计算此次实验人体呼出的气体中二氧化碳的体积分数（写出计算过程）___________。（2）实验小组对潜艇内人体吸入的气体和呼出的气体成分测定的结果如下表所示。空气成分舱室内空气正常呼出的气体变化值氧气20.77%17.17%3.60%二氧化碳0.056%3.67%3.61%载人潜艇需保持舱室内氧气浓度为19%21%，二氧化碳的浓度为0.03%1%。你认为潜艇内调节气体成分的措施是___________。（3）实验小组探索用过氧化钠调控舱室内空气成分的可行性。查阅资料：过氧化钠（Na2O2）能够和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。采用下列装置进行探究，实验时打开阀门，使二氧化碳气体能够缓缓地通过两边的导管。①你预测甲、乙两个烧杯内的现象是___________。②过氧化钠吸收二氧化碳的化学方程式是___________。③潜艇舱室中氧气浓度随时间的变化如图所示。推测潜艇内开启空气调节设备的时间为___________。3.【探究物质的制备】（20212022江苏苏州期末）以FeSO4·7H2O为原料制备铁红（Fe2O3）的一种方法如下：已知：①沉淀时的主要反应为：。②H2SO4的不断生成会使溶液酸度增大，导致FeO（OH）难以生成。（1）“沉淀”所得的FeO（OH）中铁元素的化合价为___________。（2）加入物质X目的是使溶液保持适当的酸度，X应具备的性质有___________（填字母）A.能与H2SO4反应 B.不与FeO（OH）反应（3）①“煅烧”制得Fe2O3的化学方程式为___________。②不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响如图所示（过程中铁元素质量不变）。高于800°C时随温度升高。产品中Fe2O3质量分数降低原因是___________。（4）用该方法制备Fe2O3，计算理论上5.56tFeSO4·7H2O（相对分子质量为278）可制得Fe2O3的质量（写出计算过程）。4.（20222023江苏省扬州市江都区期末）空气是生命赖以生存的重要物质，也是重要的自然资源。I、空气成分的发现二百多年前，法国化学家拉瓦锡为研究空气的组成，做了如下实验：①他把少量汞放在如图所示的密闭容器中加热十二天，发现部分汞变成红色粉末，同时，空气体积减少了五分之一左右；②通过对剩余气体的研究，他发现这部分气体不能供给呼吸，也不助燃，他认为这全部是氮气；③拉瓦锡又把加热生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器中再加热，得到汞和氧气；④他把得到的氧气导入前一个容器，所得气体和空气性质完全相同。根据以上实验，结合所学知识回答下列问题：（1）①中减少的气体的化学式是________。（2）上述②中拉瓦锡得出的结论是否准确？_______(填“是”或“否”)。（3）拉瓦锡在实验中的得到的红色粉末是氧化汞(HgO)，实验③中反应的化学方程式______，该反应的基本反应类型是______。（4）下列有关汞的说法中，正确的是_____。A.汞是一种非金属单质B.常温下汞呈液态C.实验中汞的作用仅作反应物D.实验中用过的汞要妥善处理，否则可能污染环境II、空气中的“碳—氧”平衡党的二十大报告提出，要积极稳妥推进“碳达峰”“碳中和”，加快节能降碳先进技术研发和推广应用，倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。（5）空气中二氧化碳的体积分数约是______，空气中含量升高会造成的环境问题是_____，导致该问题加剧的主要原因是______。A.人和动植物的呼吸B.煤、石油等化石燃料的大量燃烧C.绿色植物的光合作用D.微生物的分解作用加剧（6）“碳中和”是指的排放量_______(选填“>”“<”或“=”)的吸收量，自然界中消耗的主要途径是______。（7）如图是某利用二氧化碳反应的微观示意图，根据图回答：该反应的化学方程式为________，反应中没有发生改变的微粒符号是______。（8）2022年卡塔尔足球世界杯是首届“碳平衡”世界杯，在此次世界杯中，“中国元素”大放光彩。下列中国制造对实现碳平衡起到重要作用的有______。A.中国承建的卡塔尔首座太阳能发电站——阿尔卡萨800兆瓦光伏电站B.中国制造的888台宇通纯电动客车为比赛提供通勤用车C.中国制造的服装、足球、包、吉祥物、纪念品等5.（20222023江苏常熟期末）实验室用氧化铁粉末模拟炼铁，装置如图所示。（1）B装置的两个作用是_____、_____。(已知：氢氧化钠、碳酸钠易溶于水，（2）某同学用酒精灯和酒精喷灯两种不同的热源进行加热，对模拟炼铁进一步探究，装置如图所示。完全反应后，两组生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行如下实验：步骤实验操作甲组乙组1称量黑色粉末的质量m1m22取黑色粉末，用磁铁吸引能被吸引能被吸引3取黑色粉末，加入稀盐酸固体全部溶解，有大量气泡固体不溶解，无气泡产生4取黑色粉末，加入足量硫酸铜溶液有红色物质析出无红色物质析出查阅资料：a.常温下Fe3O4不与稀盐酸或硫酸铜溶液反应。b.CO与Fe2O3反应时的产物受温度的影响如图所示：根据实验分析：①甲组产物是_______，乙组用的热源是_______。②某同学猜想乙组的生成物为Fe3O4。若该同学称量黑色粉末m2=_______g，则可证实他的猜想。（3）某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁，日产含铁7×104t的生铁，至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量是多少？(写出计算过程)_______。6.（20222023江苏省无锡市锡山区期末）铁及其化合物具有重要用途I.铁在自然界中的存在（1）铁元素在地壳中含量居于第_______位。（2）赤铁矿的主要成分氧化铁中铁元素显_______价。Ⅱ.铁的冶炼（3）工业上把铁矿石和焦炭、石灰石一起投入高炉，主要反应过程如图：下列有关高炉炼铁的说法正确的是_______(填字母)。A.能用于炼铁的矿石中必须含有铁元素B.上述流程中①②均为吸热反应C.高炉炼铁的过程是通过置换反应得到铁D.实验室用一氧化碳还原氧化铁与工业高炉炼铁得到的产物不完全一样（4）实验室模拟工业炼铁原理如下：①写出A中玻璃管内反应的化学方程式_______。②写出B中试管内反应的化学方程式_______。③C处酒精灯的作用是_______。（5）CO与Fe2O3在不同温度下反应时，Fe2O3因失氧程度不同会生成其他铁的氧化物或铁单质。某同学改变温度后再次进行上述实验，加热一段时间后，取反应后的固体粉末，使用仪器测得粉末中铁元素和氧元素的质量比为5：2，据此推断其组成可能是_______(填字母)。A.FeO B.Fe3O4 C.FeO和Fe3O4 D.Fe3O4和Fe2O3（6）H2还原Fe2O3的过程相似，大致分为三个阶段。向4.8gFe2O3中不断通入H2，不断加热，实验测得固体残留率随温度的变化曲线如图所示。①bc段发生反应的化学方程式为_______。②d点对应固体为_______(写化学式)。7.【物质的定量探究】（20222023江苏省扬州市江都区期末）菱铁矿主要成分是碳酸亚铁(FeCO3)，是一种分布广泛的矿物，为探究碳酸亚铁的性质并测定某菱铁矿中碳酸亚铁的质量分数，进行了如下探究。活动一：探究在空气中煅烧碳酸亚铁的固体生成物。【查阅资料】：①FeCO3在空气中加热生成铁的一种氧化物和二氧化碳。②FeO是一种黑色粉末，在空气中加热，能迅速被氧化成四氧化三铁。③Fe2O3能与盐酸反应生成氯化铁和水，Fe3O4能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。④酸性条件下，FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl3不能使高锰酸钾溶液褪色，向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色；向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变红色.【猜想与假设】：猜想1：固体成分是Fe2O3；猜想2：固体成分是Fe3O4；猜想3：固体成分是FeO。【进行实验】①利用如图装置进行实验，连接仪器，________；②打开弹簧夹K，通入氧气，加热FeCO3；③当石灰水中沉淀不再增多时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却；④取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加过量盐酸，微热，固体完全溶解；⑤将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。实验步骤和现象记录如下实验编号实验步骤实验现象a溶液向甲溶液中滴加KSCN溶液变红色b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【解释与结论】（1）步骤①中空格内的操作是是_________。（2）在实验前就可以判断猜想______不成立，因为_________。（3）实验b的目的是___，由实验a、b的现象可知，猜想_________成立，则FeCO3与氧气在加热时反应的化学方程式为_______。活动二：测定菱铁矿中碳酸亚铁的质量分数。（4）碳酸亚铁中铁元素的质量分数为_______(精确到0.1%)。（5）乙组同学称取10.0g菱铁矿样品，把80g稀盐酸分四次加入样品中与盐酸反应的化学方程式为FeCO3+2HCl=FeCl2+CO2↑+H2O，矿石中杂质不与稀盐酸反应)，测得实验数据见下表：实验序号第1次第2次第3次第4次加入盐酸质量/g20.020.020.020.0剩余固体质量/g7.24.43.0m①m=_______。②实验测出菱铁矿样品中FeCO3的质量分数为_______。③计算实验中所用稀盐酸的溶质质量分数_______(写出计算过程，结果精确到0.1%)。8.(江苏省淮安市淮安区20222023上学期期末)在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体。资料：①无水氯化钙具有吸水性；②常见铁的氧化物有关信息如表：常见铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色粉末能否被磁铁吸引否否能③四氧化三铁能与稀盐酸反应得到黄绿色溶液，反应方程式为：Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。Ⅰ.探究“铁与水蒸气”反应的气体产物【实验探究】取适量的铁粉与湿棉花（棉花的成分不参加反应）于反应装置A中。按上图所示进行实验，试管内放一团湿棉花的目的是_______；观察到C处管口有淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾。说明产生的气体是__________。Ⅱ．探究“铁与水蒸气”反应后剩余固体的成分及含量【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。【猜想与假设】猜想1：剩余固体是_______；猜想2：剩余固体是Fe和Fe3O4。【实验验证】甲同学取样品于烧杯中，加入足量的稀盐酸，观察到________（填实验现象），溶液由无色变为黄绿色，说明猜想2正确。【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为_________。【含量测定】乙同学取A装置中剩余黑色固体50g，与足量的稀硫酸充分反应后，共收集到氢气0.2g，试通过化学方程式计算剩余黑色固体中Fe3O4的质量分数_________。9.【探究物质的性质】（江苏省盐城市建湖县20222023上学期期末）类比法是化学研究物质的重要方法之一，草酸（H2C2O4）的化学性质与碳酸相似，受热分解后得到三种氧化物，某兴趣小组对草酸的有关性质进行了探究。【提出猜想】猜想一：草酸也能使紫色石蕊试液变红色；猜想二：三种氧化物可能是CO2、CO和_______（填化学式）。【查阅资料】I.无水硫酸铜是一种白色粉末，遇水变成蓝色。II.向氯化钯溶液中通入CO，会产生黑色沉淀。【实验探究】兴趣小组为验证猜想二，将草酸受热后得到的气体，依次通过如图的A、B、C装置。【实验结论】当观察到装置A中变蓝、B中变浑浊、C中__________的实验现象时，证明猜想二是正确的。写出B中发生反应的化学方程式___________。【实验反思】①根据实验结论，从环保角度考虑，实验中还有一个缺陷，处理方法是________。②草酸受热分解化学方程式为________。【拓展提升】某实验小组同学从碳酸钙、碳酸钠和氯化钠的固体混合物中提取氯化钠，实验操作的一部分流程如下图。请根据图中所提供的数据，回答下列问题：①反应生成二氧化碳的质量为_________。②固体混合物中碳酸钠的质量为_________。③本实验最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是多少_________？（写出计算过程）10.【探究反应条件及影响因素】（20222023江苏省扬州市高邮市期末）双氧水广泛应用于化学合成、印染纺织、污水处理等领域。（1）欲将100g30%的过氧化氢溶液稀释成6%的过氧化氢溶液用以实验室制取氧气，则需要加入水的体积为________mL，若量取30%的过氧化氢溶液时俯视读数，会导致所配溶液溶质质量分数_________6%（填“>”“<”或“=”）。（2）某化学兴趣小组利用下列装置，通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H2O2分解速率的因素。①仪器a、仪器b的名称分别是________、________。②锥形瓶内发生反应的化学方程式是________，此实验选用排水法收集时，当观察到________的现象时，开始收集。a.气泡连续均匀冒出b.一有气泡冒出③探究过氧化氢分解快慢的影响因素，实验过程如下表所示实验编号温度二氧化锰用量双氧水体积双氧水浓度氧气体积收集时间甲20℃0.2g10mL6%125ml20S乙20℃0.2g10mL30%125ml2S丙40℃无10mL30%125ml148S通过对比实验甲与实验乙得出的结论是_______；对比实验乙与实验丙得出结论：温度越高，过氧化氢分解速率越慢。你认为该结论是否可靠？理由是_______。（3）某研究团队在《Science》杂志上提出一种一步合成法：在PtPb催化剂作用下，氢气和氧气化合得到过氧化氢，该反应的化学方程式为_________。其工艺特点主要采用水作为反应介质，活性炭为载体的PtPb催化剂，为了出于安全考虑，合成时在反应物中加入大量CO2、N2等，请说出需要加入这些气体的原因_________。（4）用双氧水制得的“补钙增氧灵”（主要成分是CaO2），在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氧气，其反应化学方程式为__________。长时间存放的过氧化钙中含有的主要杂质是氢氧化钙和________（填化学式）。11.【探究气体成分】（江苏省扬州市高邮市20222023上学期期末）一氧化碳还原硫酸镁制备氧化镁，检验气体产物中有CO2、SO2，实验装置如下：已知：①足量的SO2能使紫红色的KMnO4溶液褪为无色②SO2能与澄清石灰水反应，也能使澄清石灰水变浑浊（1）反应前先_______（填“通CO”或“打开电加热器”），目的是________。（2）当装置B中紫红色的KMnO4溶液_________（填实验现象）证明有SO2生成；当________（填C、D中实验现象）的现象出现时，则可证明有CO2生成。装置D中发生反应的化学方程式为________，装置D不能调换到装置B前的理由是________。（3）该装置的明显不足之处是_______，改进的方法为________。（4）XRD图谱可用于判断某固体物质是否存在。图1为CO还原MgSO4在不同温度下的的XRD图谱，图2为加热时间对硫酸镁分解速率的影响。根据图1、图2分析，温度为________℃，MgO纯度最高，最佳加热时间为_________min。12.【探究反应产物】（江苏省南京市鼓楼区20222023上学期期末）钢铁工业是国家的基础工业。（一）如图是“炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图”。（1）以赤铁矿为例，写出A区、B区主要反应的化学方程式：A区：______。B区：______，______。（2）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量______（填“大于或小于”）钢的含碳量。（二）化学小组同学查阅资料后获知甲烧也具有还原性，于是在实验室里尝试利用甲烷和氧化铁反应模拟炼铁。反应后，观察到固体由红棕色全部变成黑色，同学们对除固体以外的其它产物进行如下探究。【提出假设】假设①：CO、CO2假设②：CO、H2O假设③：CO2、H2O假设④：CO、CO2、H2O其中假设______不合理，理由是______。【查阅资料】①浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂；②氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳。【设计实验】为了判断其它几种假设的合理性，小王设计了如图装置进行实验。【实验步骤】①按上图连接装置，并检查装置气密性，称取80g氧化铁放入硬质玻璃管中；②通入甲烷一段时间，分别称量A、B、C、D装置质量后，再点燃酒精喷灯；③待反应结束，熄灭酒精喷灯，再缓缓通入一段时间甲烷；④冷却至室温，再次称取A、B、C、D装置质量，记录数据如下表所示（假设药品均足量）。装置编号ABC+D实验前装置的质量/g220156.6256.8实验后装置的质量/g196171270【分析与讨论】（1）步骤③中缓缓通入一段时间甲烷的目的是______；______。（2）由以上数据可推测，假设______合理，写出该反应的化学方程式______。13.【物质的定量探究】（江苏省宿迁市泗洪县20222023上学期期末）某化学学习小组同学通过实验探究物质化学反应前后物质质量的变化。【查阅资料】无水硫酸铜是一种白色固体，遇水变蓝色，可以检验是否有水，也可以吸收水。【提出问题】反应前后物质的总质量存在什么关系？【提出假设】参加化学反应的各物质质量总和与反应后生成的各物质质量总和相等。【设计实验】甲同学设计的实验如A图所示，乙同学设计的实验如B图所示，他们反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察，甲同学实验过程中观察到气球先膨胀后缩小。【实验结论】甲认为：在化学反应中，生成物总质量与参加反应的反应物总质量相等；乙认为：在化学反应中，生成物总质量与参加反应的反应物总质量不相等，你认为__________（填：“甲”或“乙”）结论正确，请解释导致另一种结论错误的原因__________。【结论分析】请你从原子的角度说明质量守恒的原因___________。【反思拓展】（1）小明设计了实验C来验证质量守恒定律，小刚认为该实验设计是错误的，原因是__________。（2）实验D中丙同学发现镁条燃烧后生成物的质量大于参加反应的镁条质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。丁同学对此提出了异议，丁同学的理由是____________。（3）应用质量守恒定律从元素的角度解释为什么不能“点石成金”（石头的主要成分是CaCO3）__________。【交流应用】为了测定蜡烛元素组成，小华设计蜡烛燃烧实验并用下列装置吸收反应生成的二氧化碳和水（假定每步吸收完全），实验过程已省略。测定质量结果如下表：A装置B装置C装置反应前的质量/g65.980105反应后的质量/g64.481.8109.4请根据实验数据计算：（1）蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为__________。（2）蜡烛中__________（填“含”或“不含”）氧元素。14.【探究反应原理】（20222023江苏苏州期末）兴趣小组对一次性发热贴的发热原理展开研究。取10g铁粉与5g活性炭粉混合形成铁炭混合物。将其加入如图1所示装置的三颈瓶内，再加入2mL饱和氯化钠溶液，立即塞紧胶塞。反应开始一段时间，三颈瓶内气体温度和压强随时间的变化如图2所示。（1）氯化钠和水存在时，铁和氧气发生锈蚀反应的化学方