已知木炭粉与某红棕色粉末在高温下反应生成二氧化碳和铁。某同学-优题课

某化学兴趣小组将镁条用砂纸打磨后按图Ⅰ所示方案进行实验。A中缓慢产生气泡，B、C中快速产生较多气泡，且C中有白色不溶物产生。

（1）图Ⅰ实验中取用镁条的仪器是＿＿＿＿＿（填“药匙”或“镊子”）。

（2）同学们经过讨论获知：水能解离出少量 $H^{+} 、 O H^{﹣}$ ，且镁与稀盐酸反应的化学方程式为： $M g + 2 H C l ═ M g C l_{2} + H_{2} ↑$ ，则A中反应的化学方程式为＿＿＿＿＿。

同学们接着对C中产生的白色不溶物的成分进行了以下探究。

【提出问题】

C中产生的白色不溶物是什么呢？

【查阅资料】

① $M g （ O H ）_{2}$ 和 $M g C O_{3}$ 均为白色不溶物。

② $M g （ O H ）_{2}$ 和 $M g C O_{3}$ 均可与盐酸发生复分解反应。

③ $M g （ O H ）_{2}$ 和 $M g C O_{3}$ 加热均易分解，分别生成两种氧化物。

④ $M g （ H C O_{3} ）_{2}$ 可溶于水，且不稳定，易分解为 $M g C O_{3} 、 H_{2} O 、 C O_{2}$ 。

⑤白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。

【提出猜想】

（3）猜想一：白色不溶物是纯净的 $M g （ O H ）_{2}$ 。

猜想二：白色不溶物是纯净的＿＿＿＿＿。

猜想三：白色不溶物是 $M g （ O H ）_{2} 、 M g C O_{3}$ 的混合物。

【实验验证】

（4）取该白色不溶物加足量的稀盐酸，发现不溶物全部溶解，并有气体产生，则猜想　　不成立。再取干燥的该白色不溶物加热分解，并将所产生的气体通过无水硫酸铜，发现无水硫酸铜变蓝，由这两个小实验得出猜想＿＿＿＿＿成立。

【拓展探究】

（5）如图Ⅱ，称取干燥的该白色不溶物 $70.4$ 克于热分解装置中，充分加热至不再产生气体，使分解产生的气体依次通过装置D、E，并使分解产生的气体全部被装置D、E吸收，实验后测得装置D增重 $3.6$ 克，装置E增重 $30.8$ 克，若该白色不溶物的组成用 $x M g （ O H ）_{2} • y M g C O_{3}$ 表示，则 $x ： y ＝$ ＿＿＿＿＿。

（6）装置F的作用是＿＿＿＿＿。

化学精灵提供的实验仪器和药品还有很多。某同学在做“稀盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，发现向烧杯中滴加稀盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度，他赶紧补滴酚酞溶液，发现溶液仍然为无色。于是他和同学们一起对烧杯内溶液的溶质成分进行探究。

【提出问题】该烧杯内溶液的溶质除酚酞外还有什么？

【提出猜想】猜想一：只有 $N a C l$ ；

猜想二：有＿＿＿＿＿（填化学式）；

猜想三：有 $N a C l$ 和 $N a O H$ 。

【分析与思考】根据已有的实验现象，小爱认为其中猜想＿＿＿＿＿肯定不正确。

【进行实验】为进一步确认溶液的溶质成分，小荷进行了如下实验：取样，加入适量的碳酸钠溶液，观察到＿＿＿＿＿。

【得出结论】上述现象说明猜想二正确。

【反思与交流】小平认为，另选与小荷实验中不同类别的物质，如＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填一种物质名称即可），也能得到上述相同的结论。

一种“贴身暖宝宝”的使用说明书如下，某化学兴趣小组围绕袋内物质展开探究。

品名：XX牌贴身暖宝宝

成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等

内袋材料：微孔透气无纺布

外袋材料：不透气塑料

用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时

【提出问题】袋内是否含有铁粉？

【进行实验】①取出袋内粉末于滤纸上，与磁铁充分接触。②将少量磁铁吸出的粉末加入足量稀硫酸中。

【收集证据】磁铁吸出的粉末与稀硫酸剧烈反应得到浅绿色溶液、同时＿＿＿＿＿。

【得出结论】袋内含有铁粉。

【做出猜想】被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。

【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上，铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。

【反思交流】铁粉燃烧反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

【拓展探究】用不同燃料测定空气里氧气的含量：分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷（均足量），电加热引燃。氧气含量随时间变化情况如图乙、图丙：

（1）温度传感器显示，实验过程中瓶内温度均＿＿＿＿＿（填“升高”或“降低”）。

（2）待铁粉熄灭并恢复至室温后，打开弹簧夹，进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的＿＿＿＿＿。

（3）分析图乙、图丙可知，实验中消耗氧气更彻底的是＿＿＿＿＿（填“铁粉”或“红磷”，下同），消耗氧气速率更快的是＿＿＿＿＿。

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、 $K_{2} C O_{3}$ 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
2.取溶液少许于试管中，滴加少许＿＿＿＿＿溶液	＿＿＿＿＿	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 $K O H$ 、 $C a （ O H ）_{2}$ 。

海洋封存是实现“碳中和”的途径之一，其原理是利用 $C O_{2}$ 在水等溶剂中的溶解性来吸收 $C O_{2}$ 。某小组开展如下探究。

【活动一】探究 $C O_{2}$ 在水和食盐水（模拟海水）中的溶解情况

相同条件下，该小组分别用排水法、排食盐水法收集 $C O_{2}$ （如图1），待收集 $100 m L C O_{2}$ 后，移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内 $C O_{2}$ 体积。重复实验，所测数据平均值如下表。

时间/ $h$	$0$	$0.5$	$6$	$12$	$24$	$48$
排水法时 $C O_{2}$ 体积/ $m L$	$100$	$98.5$	$85.5$	$77$	$66$	$59$
排食盐水法时 $C O_{2}$ 体积/ $m L$	$100$	$99$	$93$	$90.5$	$89$	$88$

（1）图1发生装置中反应的化学方程式为＿＿＿＿＿，反应类型是＿＿＿＿＿。

（2）由上表数据分析：

①能用排水法收集 $C O_{2}$ 的理由是＿＿＿＿＿。

②相同条件下，等体积水和食盐水吸收 $C O_{2}$ 更多的是＿＿＿＿＿（填“水”或“食盐水”）。

（3）海洋封存 $C O_{2}$ 可能带来的危害是＿＿＿＿＿（写出1点即可）。

【活动二】探究植物油隔离对 $C O_{2}$ 在水中溶解情况的影响

（4）小芳设计并完成以下对照实验：用两个量筒分别收集 $100 m L C O_{2}$ 倒置于水槽中，向其中一个量筒内注入少量植物油，使 $C O_{2}$ 与水被植物油隔开（ $C O_{2}$ 与植物油不反应）。测得量筒内 $C O_{2}$ 体积随时间变化曲线如图2。分析该图可得出的结论是＿＿＿＿＿。

【活动三】深度探究【活动二】中 $C O_{2}$ 的溶解情况

（5）①小松用图3表示无植物油隔离时，量筒内气体中存在的 $C O_{2}$ 分子的微观示意图。请参照图3的表示方式，在图4方框中画出有植物油隔离时，量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图（植物油分子用表示）。

②为检验有植物油隔离时 $C O_{2}$ 是否会进入水中，请设计实验方案：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。