某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体．-优题课

某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体．针对这一现象，他们开展了如下探究活动．请仔细阅读并完成下列探究报告．
【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的．
【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据．
空气成分之一：，化学性质稳定，一般不与其它物质反应．
空气成分之二：氧气，与镁反应生成的氧化镁是色固体．
空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；再向沸水中滴入无色酚酞试液，呈现红色．则镁在沸水中反应的化学方程式为：．如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体．
空气成分之四：氮气、二氧化碳．猜想：可能是镁与 $N_{2}$ 或 $C O_{2}$ 反应生成黑色固体．
【实验一】镁带与氮气的反应
（一）获取氮气
（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气．这种方法属于（选填"物理"或"化学"）方法．但在实验室里空气不易被液化．
（2）以下是获取氮气的方法及装置，其中得到氮气较纯的是．（填字母）

（二）燃烧镁带，观察现象
将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛 $N_{2}$ 的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体．
（三）实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁．该反应的化学方程式是．
【实验二】将燃着的镁带伸入盛 $C O_{2}$ 的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体． $C O_{2}$ 与镁发生了置换反应，生成的黑色固体物质是．
【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中 $C O_{2}$ 反应产生的．

科目化学题型探究题难度困难

知识点：实验探究物质的组成成分以及含量

某小组用高锰酸钾制取氧气。如图是实验室中常见仪器，回答下列问题。

（1）仪器①的名称是＿＿＿＿＿。

（2）高锰酸钾制氧气的化学方程式为＿＿＿＿＿。组装氧气的收集装置，可选用＿＿＿＿＿（填序号）。

（3）某同学用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红了，可能是未使用＿＿＿＿＿（填实验用品名称）。若该同学收集的氧气不纯，原因可能是＿＿＿＿＿（写出1点即可）。

竹麻通过生石灰、草木灰（主要成分是 $K_{2} C O_{3}$ ）浸泡以及打浆、抄纸等步骤可制得纸张。某兴趣小组模拟古代造纸技术，他们将一定量的生石灰、 $K_{2} C O_{3}$ 用足量的水溶解后，过滤得到澄清溶液。澄清溶液中溶质是什么，请你参与他们的探究。

【猜想假设】

猜想一：只含有 $K O H$

猜想二：含有 $K O H$ 、＿＿＿＿

猜想三：含有 $K O H$ 、 $C a （ O H ）_{2}$

【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
1.取溶液少许于试管中，滴加过量稀盐酸	＿＿＿＿＿＿＿＿	猜想二不正确
＿＿＿＿＿＿＿＿	猜想三正确

【交流反思】

1.步骤2中发生反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2.含有 $K O H$ 、 $C a （ O H ）_{2}$ 的废水直接排放会造成水体污染。某小组同学对废水做如下处理（见如图）。C烧杯中出现＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿现象时，说明废水中已无 $K O H$ 、 $C a （ O H ）_{2}$ 。

絮凝剂常用于水的净化，实验小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果的因素。

【查阅资料】絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降，从而达到净水目的。硫酸铁是一种常见的絮凝剂。

【进行实验】

Ⅰ.配制水样和絮凝剂溶液

配制水样：向 $10 L$ 水中加入 $25 g$ 高岭土，搅拌、静置，取上层液作为水样。

配制絮凝剂溶液：用 $100 m L$ 水和 $5 g$ 硫酸铁进行配制。

Ⅱ.探究影响水样净化效果的因素

取水样，向其中加入絮凝剂溶液，搅拌，测定静置不同时间水样的浊度，并计算浊度去除率（浊度去除率越高代表净化效果越好）。实验记录如下：

实验序号	水样的体积/ $m L$	加入絮凝剂溶液的体积/ $m L$	静置时间/ $m i n$	浊度去除率/ $%$
①	$200$	$0$	$20$	$12.48$
②	$200$	$0.2$	$20$	$76.54$
③	$200$	$0.3$	$20$	$84.60$
④	$200$	$0.4$	$5$	$64.45$
⑤	$200$	$0.4$	$10$	$70.85$
⑥	$200$	$0.4$	$15$	$81.04$
⑦	$200$	$0.4$	$20$	$86.02$
⑧	$200$	$0.5$	$20$	$88.15$
⑨	$200$	$0.6$	$20$	$86.49$

【解释与结论】

（1）配制絮凝剂溶液的操作如图所示。

正确的操作顺序是＿＿＿＿＿＿＿（填序号）， $B$ 中用玻璃棒搅拌的目的是＿＿＿＿＿＿＿。

（2）②中浊度去除率比①高的原因是＿＿＿＿＿＿＿。

（3）依据④～⑦得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）探究等量水样中加入絮凝剂溶液的体积对净化效果影响的实验是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填序号）。

【反思与评价】

（5）依据实验数据，不能得出“静置时间相同时，等量水样中加入絮凝剂溶液的体积越大，净化效果越好”的结论，其证据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

硼（ $B$ ）是制造火箭耐热合金的原料。镁还原法生产硼的主要工艺流程如图。

（1）脱水炉中，硼酸发生分解反应，配平该反应的化学方程式。

＿＿＿＿＿＿＿ $H_{3} B O_{3}$ $1 B_{2} O_{3}$ +＿＿＿＿＿＿＿ $H_{2} O$

（2）还原炉中，发生反应的基本反应类型为＿＿＿＿＿＿＿。

（3）酸煮罐中，加入盐酸的目的是＿＿＿＿＿＿＿。

某化学兴趣小组同学看完天宫课堂后，对“泡腾片实验”中产生的气体成分有了浓厚兴趣。他们在老师的指导下，对气体的成分进行探究。

查阅资料：（1）某泡腾片的主要成分是碳酸钠（ $N a_{2} C O_{3}$ ）和柠檬酸（ $C_{6} H_{8} O_{7}$ ）。

（2）常温时，柠檬酸为白色晶体，是一种重要的有机酸，易溶于水，具有酸的通性， $175 ℃$ 以上时会分解，柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸。

（3）碳酸不稳定，易分解。

[猜想与假设]

依据质量守恒定律分析：该气体可能是 $C O_{2} 、 O_{2} 、 C O 、 H_{2}$ 中的一种或几种，但从安全角度考虑该气体中不可能含有 $C O$ 和 $H_{2}$ 。

猜想一：该气体是 $C O_{2}$

猜想二：该气体是＿＿＿＿＿。

猜想三：该气体是 $C O_{2}$ 和 $O_{2}$

[设计与实验]

实验序号	实验操作	实验现象
实验一		澄清石灰水变浑浊
实验二		带火星的木条没有复燃

根据上述实验现象分析判断猜想＿＿＿＿＿正确。

[反思与交流]

（1）实验二中饱和氢氧化钠溶液的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）甲同学认为：该气体通入紫色石蕊溶液中，若石蕊溶液变红，也能确定该气体中一定含有二氧化碳。

乙同学认为：甲同学的实验方案不严谨，泡腾片中的柠檬酸可能随气流进入紫色石蕊溶液使其变红。可对甲同学实验后的溶液稍微加热，若观察到红色溶液变回紫色，才能确定使紫色石蕊溶液变红的物质不是柠檬酸，其理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。