某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的-优题课

某兴趣小组在实验中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究．
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如下图．

【进行实验】
（1）实验开始时，应先打开弹簧夹（填“①”或“②”）．
（2）C处点燃酒精灯的目的是．
【分析与讨论】
实验结束后，玻璃管内固体粉末由红棕色全部变成黑色，小明认为该黑色固体全部是单质铁，但小华提出了质疑，认为还可能是其它物质，如铁的常见氧化物：氧化铁、四氧化三铁、（填名称）。
【查阅资料】
上述氧化物中：氧化铁为红棕色，其余都为黑色；只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【实验与猜想】
（1）该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引。
（2）进行猜想：黑色固体粉末可能
a．全部为铁 b．全部为四氧化三铁c．．
（3）该小组按上述猜想设计实验，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66．0g（玻璃管的质量为60．0g）
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m g（冷却到室温称量）
【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算：
（1）若猜想a成立，则m=；
（2）若猜想b成立，反应的化学方程式为；
（3）若猜想c成立，则m的取值范围为：。

在一堂化学实验课上，老师为每组同学分别提供了一瓶氢氧化钠溶液，让他们用10%的稀盐酸来测定其溶质的质量分数。以下是几组同学的设想及做法：
（1）甲组同学的实验如下图所示:在烧杯中加入10g氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入10%的稀盐酸，并不断搅拌，至溶液颜色恰好变为无色为止。

请回答：
①酚酞溶液的作用是；
②边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是。
③当溶液颜色恰好变为无色时，共用去了稀盐酸14．6g，则甲组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数
为（用百分数表示）。
（2）乙组同学的设想是：在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液，用滴管慢慢滴入10%的稀盐酸，并不断搅拌，通过用pH试纸多次测定溶液pH的办法，达到实验目的。
①下列使用pH试纸的方法正确的是(填字母）。

A．将pH试纸剪成几段节约使用

B．将pH试纸直接插入待测液中

C．将pH试纸放在干净的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上

D．将pH试纸润湿后放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上

②由于用pH试纸需多次测定，较繁琐，且所测数值不够精确。在老师指导下，乙组同学取了10g氢氧化钠溶液进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图像（简单表示为下图所示）。
请回答：图中a点表示的含义是；b点溶液中含有的阳离子有（填离子符号）；乙组同学要计算出本组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是。

（3）丙组同学在滴加稀盐酸一段时间后，发现溶液中有少量气泡产生。这一“异常现象”激起了他们的探究欲望，通过实验证明：该组用的这瓶氢氧化钠溶液已经部分变质。请用化学方程式表示其变质的原因；若要除去溶液中变质生成的杂质，请简要写出你的实验方案：。

小组同学查资料知道泡沫灭火器原理是：AlCl₃+3NaHCO₃="3NaCl" +Al(OH)₃↓+3CO₂↑
【提出问题】此反应发生的原因是是否由于AlCl₃呈酸性？
【实验】测定AlCl₃溶液的酸碱性
（1）用测定溶液的酸碱性。
【提出问题】NH₄Cl溶液呈酸性，它是否也能与NaHCO₃溶液反应？
【实验】按下图进行实验：

观察到的现象是：湿润的红色石蕊试纸变蓝，石灰水变浑浊
（2）说明生成的气体有和
（3）C中浓硫酸吸收水蒸气和。
（4）A中的反应方程式是。
【实验反思】Ⅰ、Na₂CO₃和 NaHCO₃的性质区别
按下图进行实验：
取适量的NaHCO₃粉末加到a试管中，加热，观察到a试管口有水生成，b试管中澄清石灰水变浑浊。持续加热直至两试管均不再发生变化时，发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末。

（5）小文猜测白色固体粉末可能是：①NaOH；②Na₂CO₃；③NaCl．小燕认为猜想③一定不正确，理由是，小燕从试管内取少量白色固体溶于水，滴加酚酞，溶液变红，她判断该固体为NaOH，小美认为她的实验设计不合理，因为。
（6）他们继续探究固体成分，设计了如下实验：

操作步骤	实验现象	结论
取少量白色固体于试管中，加水溶解，向其中滴加足量溶液，		剩余的固体有Na₂CO₃
静置，继续滴加酚酞	不变红	剩余的固体没有NaOH

通过实验证明：2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+ H₂O, NaHCO₃热稳定性较Na₂CO₃差。
Ⅱ、泡沫灭火器中应用
按下图进行实验：U型管中分别加入等质量碳酸钠和碳酸氢钠固体，在两支注射器中分别吸入同溶质质量分数、同体积的足量稀盐酸，然后同时迅速将盐酸分别注入U型管中。

（7）边U型管乳胶套膨胀更大，等质量碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应生成的气体质量比是，由此可知泡沫灭火器中用NaHCO₃，不用Na₂CO₃的原因。
Ⅲ、碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数测定
（8）有一样品含有碳酸钠和碳酸氢钠，为了测定其中碳酸钠的含量，取样品10g，加热到质量不再减少，称得剩余固体质量为6.9g ，求样品中碳酸钠的质量分数。

某课外活动小组的同学用下图所示装置，对氧化铁粉末(含少量铁粉)样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请回答有关问题：

（1）实验目的：测定。
（2）课外活动小组的同学在实验操作时，应注意加热前先通一会儿氢气，目的是，反应完后，还要继续通氢气到试管冷却，是为了。
（3）实验现象和有关化学方程式如下表（H₂的化学性质与CO相似）：请完成表格。

实验现象	化学方程式
A中反应产生大量气泡；	A中：Zn+ H₂SO₄= ZnSO₄+H₂↑。
B中粉末逐渐变黑色；	B中：。

（4）实验数据记录和处理：经过规范的操作和正确的称量，得到如下两组数据(B中反应完全，C中吸收完全)：

	反应前	氧化铁完全反应后
①组	B：玻璃管的质量32.4克氧化铁样品的质量10.0克	B：玻璃管和管内固体物质的质量40.0克
②组	C：干燥管和生石灰质量40．O克	C：干燥管和管内固体物质的质量43.0克

通过计算，同学们发现，用得到的两组数据求出的样品中氧化铁的质量分数不同。你觉得应该选择组数据。样品中氧化铁的质量分数是_______。
（5）问题和讨论：
经过讨论，同学们对装置进行了改进，在（填2个装置代号）之间增加了一个如图所示的D装置，再次实验后，用得到的两组数据求出的样品中氧化铁的质量分数基本相同。图D装置里的液体是。

如图为“хх”钙片商品标签图，请根据标签的有关信息完成下列各题．

该钙片主要成分碳酸钙，碳酸钙的相对分子质量为①．
某校化学兴趣小组为了确认标签中碳酸钙的含量是否真实，决定通过实验进行探究．
实验目标：测定该钙片主要成分碳酸钙的含量．
实验原理：取一定质量的钙片与足量的稀盐酸反应，测量生成的CO₂的质量（已知该状态下CO₂的密度），然后计算其中碳元素的质量，利用反应前后碳元素的质量不变，再计算出碳酸钙的质量．
实验方案：兴趣小组的同学们经过思考提出了以下几种实验方案，请你参与他们对实验方案的讨论、取舍．
方案一：甲同学设计了如图所示的装置，通过反应后右侧注射器（注射器最大量程为20mL）内收集到气体的量来进行计算．

（1）同学们观看了他的设计后，都认为该方案中样品的取用的量需要一定的控制，这是因为．
（2）同学们讨论后，一致认为注射器的摩擦会影响生成的CO₂的完全收集．
方案二：乙同学设计了如图所示的装置，与甲同学的相比，仅仅在收集方法上不同．

（1）同学们观看了他的设计后，都认为所测得CO₂气体的体积将会①（填偏大或偏小），你认为他们的理由是②，你的改进方案是③；广口瓶内原有的空气对实验结果④（填“有”或“没有”）影响.
（2）同学们讨论后，一致认为把装置改进后测得生成的CO₂气体体积会偏大，你认为他们的最主要理由是．
方案三：丙同学设计了如图所示的装置．同学们观看后一致认可他的设计，并按照他的思路设计了以下实验步骤．

实验步骤：
①连接装置并检查装置气密性；
②加入10片钙片和水；
③记录C中液面刻度（C为带有刻度的玻璃管）；
④由A向B中滴加稀盐酸至过量；
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为V mL（经查，该气体密度为ρg/L）；
⑥计算气体的质量．
实验反思：
（1）丙同学在实验前将钙片全磨成粉末状，你认为他的目的是：；
（2）检查该装置的气密性时，如图准备好装置，在C、D两管中装好水且液面相平，提高D管，，则气密性良好；
（3）实验结论：经多次实验（钙片都是10片），所得CO₂气体的平均质量是6.82g，请你最后计算确认标签中碳酸钙的含量是（填“真实”或“不真实”）的．（最后一空不需要写计算过程）

实验操作	实验现象	实验结论
室温下，将大小相同并打磨光亮的铬片、铝片、铜片分别投入盛有体积相同、浓度相同的稀硫酸的试管中	铬片表面产生气泡缓慢铝片表面产生气泡较快铜片表面无现象产生	猜想 (填序号)成立