（10南京市27）．（l1分）一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学，
(1)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 ▲ 得到的CO和H2的混合气被称为合成气，合成气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料，还可用于冶炼某些金属。
(2)某他学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备，并设计实验验证合成气的还原性。
I．用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气．根据(1)中所写的化学方程式．合成气中CO和H2的质量比为 ▲ 。
Ⅱ．用合成气还原足量氧化铜．实验装置如下图所示：
【设计买验步骤]
①连接好装置并检查气密性。
②装入药品，通人一段时间合成气。
③分别称量装置D、E的质量。
④缓缓通入合成气，加热装置C，使其充分反应。
⑤停止加热，继续通入合成气至恢复到室温。
⑥再次分别称量装置D、E的质量。
[完善实验设计]经过讨论同学们认为，装置E后还应添加一个酒精灯，并在实验步骤 ▲ (填实验步骤的序号)中点燃(点燃前应对气体验纯)。
[进行实验]该小组的同学按上述步骤进行实验，并记录了实验现象和数据：
①装置C中出现 ▲ 色物质。
②称量数据如右表所示。
[现象分析和数据处理]
①甲同学根据装置C中的现象，认为是合成气中的CO和H2还原了CuO。 ．
②乙同学通过对上表数据的分析，推测除了CO和H2以外，制得的合成气中可能还有未反应的CH4，且CH4也还原了CuO。试通过计算说明他的推测依据。 ▲
③丙同学提出，实验步骤⑤中通入的气体会带走装置E中的部分水蒸气，使实验产生误差。你认为该误差对乙同学的推测结果是否有影响? ▲ (选填“是”或“否”，并说明理由)。
[拓展探究]该小组同学对于CH4是否真的能够还原氧化铜提出了质疑并进行探究。
查阅资料：甲烷具有还原性，可以还原氧化铜，生成CO2和H2O；
白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。
实验设计：该小组同学拟用纯净的甲烷气体和如下装置进行实验。
①上图装置F中盛放的试剂名称是 ▲ 。
②上图装置的正确连接顺序是 ▲ (填字母，且每套装置限用一次)。
[实验反思]除了可能是CH4也还原了CuO外，出现上表数据关系还可能是因为 ▲ (写出一个原因，并说明理由)。 ▲
某校化学兴趣小组将用剩的过氧化氢溶液倒入放有生锈铁钉的废液缸中，发现产生了大量的气泡，经检验此气体为氧气。根据学过的知识初步判断，是生锈铁钉中的某种物质加快了过氧化氢的分解，那么究竟是哪种物质加快了过氧化氢的分解速率？请你参与他们的研究，分享和体验探究实验的快乐。
【猜想与假设】
甲同学：铁钉表面的氧化铁加快了H2O2的溶液分解。
乙同学：铁钉里的加快了H2O2的溶液分解。
【设计方案和实验】完成下列表格
| 实验方案 |
实验现象 |
结论 |
| 方案一：向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入2g 氧化铁粉末，将一根带火星的木条放在试管口，观察现象。 |
甲同学结论成立。 |
|
| 方案二：向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入粉末，将一根带火星的木条放在试管口，观察现象。 |
无现象 |
乙同学结论。 （填“成立”或“不成立”） |
【讨论交流】丙同学认为“方案一”只能说明Fe2O3加快了H2O2溶液的分解，并不能说Fe2O3就一定是催化剂。你是否支持丙同学的观点？，如果要证明氧化铁是催化剂，就要设计一个实验来证明，这个实验的设计原理是。
【拓展】
（1）实验证明Fe2O3粉末可以作为H2O2分解的催化剂。该反应的文字表达式
（2）下表是丙同学探究影响H2O2分解速率时所记录的部分数据，通过对数据分析，你能得出什么结论？。
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间：
O2、CO2 是自然界碳、氧循环重要的两种物质。电影<星际穿越>中宇航员库玻和其他几位队员承载“endurance”宇宙飞船穿越太空寻找适合人类生存的星球。
布兰德教授从物质循环、舱内压力、反应条件等角度考虑，
为飞船驾驶舱选择的最适合供氧物质是（填序号）。
①液氧②过氧化钠（2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑）
③氯酸钾与二氧化锰④超氧化钾（4KO2+2CO2==2K2CO3+3O2↑）
（2）假设他们找到了一颗表面被CO2气体覆盖的星球（星球地心引力作用是地球的1.2倍），库玻想在该星球上仿照实验室制取氧气，设计下图装置，反应的化学方程式为，他（“能”或“不能”）收集到氧气。
（3）库玻的女儿墨菲在家里无意间发现鸡蛋壳和白醋混合，也能产生CO2，请你和她一起从下图中选出③⑧（填序号）日常用品，制取和收集干燥、纯净的CO2 。
实验室制备CO2的化学反应方程式为。
（4）墨菲在地球上慢慢长大，逐渐明白了事物都有两面性。她喜爱的铜镜生锈是因为Cu与空气中的CO2、O2、H2O发生化学反应所致，铜锈的主要成分是铜绿【Cu2(OH)2CO3】。好奇的她加热干燥的铜绿，发现一段时间后澄清石灰水变浑浊，试管壁上有水珠，绿色固体变成了黑色固体。
【提出问题】黑色固体是什么物质？
【提出假设】假设Ⅰ：C假设Ⅱ：CuO假设Ⅲ：C和 CuO
【验证假设】1.她应选择的最合理实验装置是（填序号）。
2.最能说明假设Ⅲ成立的实验现象是 （填序号）。
①试管内黑色固体出现红色②洗气瓶中澄清石灰水变浑浊
③洗气瓶中有气泡产生④黑色固体消失
【实验结论】最后实验证明假设Ⅱ正确，请帮女儿墨菲写出绿色固体加热分解反应的化学方程式。
甲同学误把H2O2溶液当作酸与Fe2O3粉末混合，发现有大量气泡产生。他联想到MnO2可作为H2O2分解的催化剂，那么，Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂呢？请你一起参与探究，并填写下列空白。
【猜想】Fe2O3能作为H2O2分解的催化剂。
【实验验证】甲同学依次设计了三个实验：
实验一取一定量的H2O2溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生，伸入带火星的木条，没有复燃。说明H2O2溶液常温下缓慢分解。
实验二在实验一的试管中加入W g Fe2O3粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃。说明；
实验三待反应结束后，将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为W g。说明；
【实验结论】甲同学认为，Fe2O3粉末可以作为H2O2分解的催化剂。
【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要再补充一个探究实验。探究。
【拓展】下表是丙同学探究影响H2O2分解因素时所记录的部分数据，通过对数据分析，你能得出什么结论？。
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间：
人教版新课标化学教材九年级上册 “分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及 “寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。
【实验探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，催化效果如何?
| 实验步骤 |
实验现象 |
| Ⅰ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象。 |
A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象 |
| Ⅱ．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次试验，观察现象。 |
试管中均产生气泡，带火星木条均复燃 |
 Ⅲ．将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行过滤、洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag。 |
 |
| Ⅳ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象。 |
【实验结论】
①由实验Ⅰ你可以得出的结论是；
②实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的和在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；
③写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式。
【实验评价】
①实验设计Ⅳ的目的是；
②若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是：。
【知识拓展】
①查阅资料可知：CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。
下列有关催化剂的说法中正确的是。
A．MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B．同一个化学反应可以有多种催化剂
C．催化剂只能加快化学反应的速率
D．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
②马铃薯长期放置后会发芽，发芽马铃薯中含有一种致毒成分茄碱（C45H73O15N），又称马铃薯毒素，是一种弱碱性的甙生物碱，又名龙葵甙，大量食用未成熟或发芽马铃薯可引起急性中毒。试计算433.5g茄碱中含有的碳元素的质量（写出计算过程）。
【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外，还有其它因素吗？以下是另一实验小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
| 实验序号 |
H2O2溶 液浓度% |
H2O2溶液体积/mL |
温度℃ |
MnO2的用量/g |
收集氧气的体积/mL |
反应所需 的时间/s |
| ① |
5 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
16.75 |
| ② |
15 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
6.04 |
| ③ |
30 |
5 |
35 |
0 |
2 |
49.21 |
| ④ |
30 |
5 |
55 |
0 |
2 |
10.76 |
通过实验①和②对比可知，化学反应速率还与有关；
从实验和对比可知，温度越高，化学反应速率越快。
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）实验室选用A装置来制取氧气，发生反应的化学方程式为，若要收集较纯净的氧气，可选用的收集装置是（填序号，下同）。
（3）查阅资料：①实验室可以在常温下将石灰石固体和稀盐酸（液态）混合来制取二氧化碳气体；②通常情况下，二氧化碳（CO2）是一种无色、无气味密度比空气大且能溶于水（1体积水溶解1体积CO2，CO2能与水发生反应）的气体。根据以上信息推测：实验室制取二氧化碳，从A～E中可以选择制取CO2的装置组合是。若用F装置来收集二氧化碳，气体可以从（填“a”或“b”）端通入。
（4）实验创新是中学生最为重要的科学素养。下图是某学校师生对“MnO2催化H2O2分解实验装置的创新设计”，实验过程如下：
①将一支球形干燥管水平放置，用滴管吸取3ml（密度为lg/ml）质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡内，再用药匙取0. 2gMnO2粉末，加在干燥的进气管的管壁上。
②点燃橡胶塞上固定的棒香后，塞紧干燥管并将其竖立，观察到带火星的棒香立即复燃。
对该创新实验的评价，你认为不合理的是（填序号）。
| A．反应速度太慢，耽误时间 |
| B．实验使用的药品用量太大 |
| C．实验中所用的仪器、材料及药品均易得到 |
| D．实验现象明显，整个装置好似点燃的灯塔，趣味性强 |