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题文

钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中,某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验。
实验一:用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁
实验装置如下图:

其中A是实验室用草酸(H2C2O4)和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,反应的化学方程式是:。请回答下列问题:
(1)B装置中发生反应的化学方程式是                                     .
(2)C装置无明显现象,C装置的作用是                                     。
D装置中浓硫酸的作用是                                              。
(3)E装置中的实验现象是                                        
(4)F装置的作用是                                                 。
实验二:铝粉和氧化铁粉末反应(铝热反应)
实验装置如下图:

图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起,使四周都有四层,点燃镁条后观察到的现象:镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入细沙中。
实验后老师作了如下提示:实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件,铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式                     。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的         (填“氧化”或“还原”)性。
实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣,激发了探究热情。
【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗?
同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。
【实验方案】

实验组别
实验操作
实验现象
结论
实验1
取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。
黑色粉末变成      
固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈无色。
Zn和CuO能发生置换反应。
实验2
取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。
发生爆炸,黑色粉末变成红色。
固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈   色。
 
实验3
取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
粉末无变化
Cu、Fe2O3不能反应。

 
【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应,有些不能反应。
【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与     的反应相似。

科目 化学   题型 探究题   难度 较难
知识点: 实验探究物质的组成成分以及含量
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相关试题

氧气是我们身边无法离开的物质。某兴趣小组对氧气的研究如下:

I.氧气的制备:

(1)写出图中有标号仪器的名称:①   ,②   

(2)写出用KMnO 4制取O 2的化学反应方程式   。该装置中棉花团的作用是   ,图中装置一处明显的错误是   

II.氧气的收集:

【实验1】用向上排空气法收集氧气,当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。

【实验2】用向上排空气法收集氧气,当放置在集气瓶口带火星木条复燃后,继续收集40秒,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。

【实验3】用排水法收集氧气,测定瓶中氧气的含量,重复实验3次。

实验数据:


实验1

实验2

实验3

氧气的体积分数(%)

79.7

79.6

79.9

88.4

89.0

87.9

90.0

89.8

89.3

氧气的平均体积分数(%)

79.7

88.4

89.7

数据分析:

(3)由实验1、2可知,用向上排空气法收集氧气时,为提高获得的氧气体积分数,可采取的措施是   

(4)不考虑操作因素,实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是   

Ⅲ.铁丝在氧气中燃烧

(5)铁丝在纯净氧气中燃烧的化学反应方程式为   

(6)铁丝燃烧时火星四射,经研究表明产生火星四射现象的原因,可能是同时生成了某种气体,推测该气体是   (填化学式)。将燃烧后的黑色固体粉碎后,滴加稀盐酸,若产生气泡,则原因是   (用化学反应方程式表示)。

兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。

【实验回顾】

(l)铝与稀盐酸反应。

①用如图1所示装置制取氢气。

铝与稀盐酸反应的化学方程式为

②用B装置收集氢气的原因是

(2)在金属活动性顺序里,金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢,判断的依据是

【提出问题】

铝能否与水反应生成氢气?

【查阅资料】

物质 钠与水 铝与水 汞与水
能否发生反应 能反应 能反应 不反应

【交流与讨论】

(1)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为

(2)除去铝表面氧化铝薄膜的方法(举一例) 。除上述方法外,还可以将铝片浸入氯化汞(HgCl 2)溶液中,形成铝汞齐(铝汞合金)破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。

【实验探究】

(1)将铝片完全浸入氯化汞(HgCl 2)溶液中1分钟左右,取出,立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图2),其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为

(2)在导管口a处涂肥皂水,发现导管口有气泡形成,当气泡离开导管后,气泡 (填"下沉"或"上升"),用燃着的木条点燃气泡,发出爆鸣声。

【实验结论】

铝能与水反应生成氢气。

写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式

【实验反思】

(1)图2装置内,在铝与水反应的过程中,若关闭导管上的活塞K,反应停止,其原理是 。当再次打开活塞K,反应继续,产生气泡。铝未能生成氧化铝,其原因是

(2)汞有毒,会污染环境,兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞,用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。

化学兴趣小组在实验室发现一瓶氢氧化钠溶液,瓶口有少量白色固体且玻璃瓶塞打不开,这一情况激起了他们浓厚的兴趣,于是展开了如下探究:

【提出问题】瓶口白色固体的成分是什么?

【查找资料】(1)玻璃中含有二氧化硅(SiO 2),试剂瓶身经抛光处理,不易反应,而瓶口和玻璃塞上的磨砂将二氧化硅裸露出来;

(2)二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应,SiO 2+2NaOH=Na 2SiO 3+H 2O;

(3)硅酸钠(Na 2SiO 3)是一种白色固体,有很强的粘合性,可溶于水,溶液呈碱性;硅酸钠溶液能与强酸反应,如:Na 2SiO 3+2HCl=2NaCl+H 2SiO 3↓(白色);

硅酸钠溶液能与氯化钙溶液反应:Na 2SiO 3+CaCl 2=2NaCl+CaSiO 3↓(白色)。

【作出猜想】白色固体的成分是:

Ⅰ.硅酸钠;

Ⅱ.硅酸钠和碳酸钠;

Ⅲ.硅酸钠、碳酸钠和氢氧化钠

【实验探究】取一定量白色固体溶于适量水中形成样品溶液,分组进行如下实验并相互评价:


实验操作

实验现象

结论与评价

第1组

有气泡冒出且产生白色沉淀

同学们认为猜想①   不成立;写出生成气体的反应化学方程式:②   

第2组

第一步

产生白色沉淀

第1组同学认为:此步骤还不能准确判断出原固体的成分。

第二部

  

大家一致认为:猜想II成立。

【反思交流】

(1)有同学认为,第2组实验中不能用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液,理由是:④   

(2)氢氧化钠溶液必须密封保存,且试剂瓶只能用橡胶塞。

某实验小组的同学在学习了铁的冶炼后,想探究炼铁高炉排放出的高炉气体中含有污染环境的气体有哪些,请我们共同参与探究并回答下列问题:

【提出问题】高炉气体中含有污染环境的气体是什么?

【作出猜想】猜想一:只有CO;

猜想二:只有SO 2

猜想三:CO和SO 2都有;

【查阅资料】二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊(与CO 2相似),能使品红溶液褪色,可被酸性高锰酸钾溶液吸收。

【实验探究】该实验小组的同学组装了如图1装置进行实验。

(1)甲同学在实验中发现A中品红溶液褪色,高炉气体中含有气体   ,B中酸性高锰酸钾溶液的作用是   ,C 中品红溶液的作用是   

(2)乙同学发现C中品红溶液没有褪色,E中澄清石灰水变浑浊,得出高炉气体中含有CO.丙同学认为乙同学的结论不正确,理由是   

(3)该实验小组的同学经过讨论后,改进了实验装置,如图2所示。用氢氧化钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液的优点是   ,写出SO 2与 NaOH溶液反应的化学方程式   

【实验结论】炼铁厂排放的高炉气体中含有有害气体CO和SO 2,直接排放到空气中会污染环境,需达标后才能排放。

某化学兴趣小组同学,用盐酸和氢氧化钠进行"酸碱中和反应"的探究,进行一段时间后发现没有明显变化,询问老师才知道忘记滴加指示剂。因此,他们停止实验,并在老师的指导下对烧杯内的溶液中的溶质的成分进行探究。

【提出问题】该烧杯内的溶质是什么?

【猜想假设】猜想一:NaCl猜想二:NaCl和HCl

猜想三:NaCl和NaOH猜想四:NaCl、NaOH和HCl

同学们讨论后一致认为猜想四不合理,请你说出不合理的理由   (用化学方程式表示)。

【查阅资料】NaCl溶液呈中性。

【实验探究】兴趣小组甲、乙、丙三位同学分别设计了如下的实验方案,请你帮助他们完成实验报告的相关内容。

实验方案

实验现象

实验结论

甲同学取少量烧杯内的溶液于试管中,滴入酚酞试液

溶液无变化

猜想一成立

乙同学另取少量烧杯内的溶液于试管中,加入   

有气泡生成

猜想二成立

丙同学另取少量烧杯内的溶液于试管中,滴加适量的CuSO 4溶液

没有蓝色沉淀产生

猜想   不成立

【评价反思】老师看了甲、乙、丙三位同学的实验报告,指出甲同学的实验结论不准确,请你分析甲同学实验结论不准确的原因:   

【得出结论】猜想二成立

【拓展延伸】某同学在进行酸碱中和滴定实验时,测得溶液的pH变化如下图1所示,请回答下列问题:

(1)由图1可知,该同学实验操作是   

A.将盐酸滴入氢氧化钠溶液中

B.将氢氧化钠溶液滴入盐酸中

(2)由图1可知,在b点处溶液中溶质是   

(3)图2为盐酸和氢氧化钠溶液反应的微观过程,从微粒的角度分析,此反应的微观实质   (合理答案即可)。

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