为了研究炼铁原理，在老师的指导下，同学们在实验室的通风橱内利-优题课

某化学兴趣小组想对某次高炉炼铁得到的生铁中铁的质量分数进行探究，请按要求完成下列探究报告。
【实验目的】
测定生铁中铁的质量分数。
【资料支撑】
生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。碳在生铁中以两种形态存在：一种是单质碳(石墨)，另一种是化合碳(如 $F e_{3} C$ 等)；硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂；这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应。
【设计思路】
要测定生铁中铁的质量分数，必须先通过实验测定并计算铁的质量，基本思路是：
。
【实验过程】
①取一只烧杯，称得其质量为70.4g，加入一定量生铁的样品碎屑，称得烧杯和样品的总质量为102.4g；
②向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸，边加边搅拌，直到烧杯中不再产生气泡，再加入少量稀硫酸以确保过量，测得共用去稀硫酸247.3g；
③静置，称量。称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g。
【数据处理】计算该生铁样品中单质铁的质量分数是多少?(写出计算过程)
【交流讨论】
(1)实验过程中稀硫酸要过量的原因是：；
(2)经质检部门精确测定，该样品中铁元素的总含量为95.2％。假设没有与稀硫酸反应的铁都以 $F e_{3} C$ 形式存在，则样品中 $F e_{3} C$ 的质量为(计算结果保留一位小数)；
(3)该小组的同学还查阅到：一氧化碳具有可燃性，点燃一氧化碳与空气的混合物有可能爆炸。他们按下表中的体积比收集四瓶一氧化碳和空气的混合气，并点火实验，结果列于下表中：

V( $C O$ ):V(空气)	3:7	5:5	7:3	8:2
点火处理	炸	炸	炸	不炸

①由上述实验可知， $C O$ 在空气混合气中的爆炸极限(体积分数)约为12.5％；
②由此我们得到启示：在点燃或加热一氧化碳前，一定要先；
③一氧化碳还可用于炼铁，请写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式：.

某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取 $C O_{2}$ 气体。请你参与下列的探究并回答问题。
[提出问题]上述酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取 $C O_{2}$ 气体。
[方案设计]大家经过讨论，一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取 $C O_{2}$ 气体，原因是浓盐酸挥发出的 $H C l$ 气体混于 $C O_{2}$ 中，使制得的气体不纯。小明设计了下图装置来除去 $C O_{2}$ 中 $H C l$ ，

洗气瓶中盛装的液体可以是（填序号）
①浓硫酸②碳酸氢钠溶液
③氢氧化钠溶液④澄清石灰水
[实验与结论]
该小组设计了三个实验进行对比

（1）请你填写实验C的实验现象和实验结论

实验	实验现象	实验结论
A	剧烈反应，迅速放出大量气体	反应速度过快，气体不便收集，不宜用于实验室制取 $C O_{2}$
B	产生气泡，速度迅速减慢，几秒钟后反应几乎停止	无法持续产生气体，不能用于实验室制取 $C O_{2}$
C

（2）根据实验探究，实验室制取 $C O_{2}$ 的化学反应原理为（用化学方程式表示）
[拓展迁移]
将上述实验C反应后的混合物过滤。对滤液中的溶质，小聪同学提出了以下三种猜想：
①溶质是 $H C l$ ；②溶质是 $C a C l_{2}$ ；③溶质是 $H C l$ 和 $C a C l_{2}$ 该小组成员一起讨论后认为，上述三种猜想中有一种是不合理的，你认为不合理的猜想是（填序号）。对小聪的另外两种合理猜想，请你设计实验，并根据不同现象说明溶液中的溶质属于哪一种猜想。

在高效课堂中，老师和同学们一起对"灭火的原理"进行了探究学习。
【课堂归纳】
通过小组合作实验，我们归纳出燃烧的三个条件是：
①可燃物②③

【演示引导】
我们进一步学习灭火的原理。如图所示，烧杯中有一支燃着的蜡烛，烧杯底部有一些碳酸钠粉末，向烧杯中倒入少量稀盐酸，发现蜡烛迅速的熄灭。
写出上述反应的化学方程式是。

熄灭蜡烛所依据的原理是。
【小组探究】
点燃一长一短两支蜡烛，同学们分小组对熄灭蜡烛的方法展开探究。

⑴小何说："因为人呼出的是二氧化碳气体，所以我可以将它们吹灭。"
小邹对小何的说法提出了质疑，认为人呼出的气体中含有氧气，并设计如下实验证明了自己的说法。

实验步骤	实验现象	实验结论

看了小邹的实验后，小何发现了吹灭蜡烛所依据的灭火原理是。
⑵小丽说："可以在燃着的两支蜡烛上罩一个大烧杯，过一会蜡烛也会熄灭。"（如图）

小苗说："蜡烛熄灭是有先后顺序的，因为蜡烛燃烧会产生二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，所以短蜡烛先熄。"
小张说："由于氧气的密度比空气大，上部氧气少，所以长蜡烛先
熄。"
同学们一起合作进行了实验，发现长蜡烛先熄。
小苗对小张的说法仍心存疑惑，认为氧气的密度比空气大不是长蜡烛先熄的主要原因，并设计实验进行了证明。她的实验方案是。
通过实验，小苗终于发现了长蜡烛先熄灭的秘密，她的发现是。
⑶通过探究，小丽进一步提出采用与上述灭火原理不同的方法是。
【归纳反思】
通过学习，我知道了灭火的原理，而且还有了新的启示是。（答一条）

通过学习，我们知道了常见气体的实验室制取方法和相关性质，我能根据所学知识回答下列问题：

（1）图1是实验室常用的制取气体的装置：

图1

实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是，所选用的发生装置是(填序号)，用 $C$ 装置收集氧气后，验满的方法是
。
（2）小丽欲使用图2装置收集较纯净的氧气，则应先将装置中装满水，再将气体从（填" $a$ "或" $b$ "）端通入。

图2
（3）小丽用排新制的澄清石灰水的方法收集了半瓶氧气，然后将燃着的木炭伸入该集气瓶中继续做气体性质实验，我能观察到的现象是，
我能写出二氧化碳和澄清石灰水发生反应的化学方程式。
（4）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应。在实验室里，可用图3所示装置进行实验：实验中玻璃管内的粉末由红色变为色，该反应的化学方程式为，通过实验我可以得出的一氧化碳的相关化学性质是

图3

某化学课外兴趣小组为探究 $N a$ 与 $C O_{2_{}}$ 的反应进行了如下实验（实验部分装置如右图所示）：向盛有 $N a$ 的装置A中通入纯净、干燥的 $C O_{2_{}}$ ，当观察到装置B中刚好出现浑浊时，点燃酒精灯，同时继续缓缓通入 $C O_{2_{}}$ ， $N a$ 剧烈燃烧，产生白烟，燃烧结束后装置A中有黑色固体和白色固体生成。

【资料卡】
（1） $K$ 、 $C a$ 、 $N a$ 等活泼金属的氧化物均可与水反应生成对应的碱；
（2）钠为银白色金属，过氧化钠为淡黄色固体。
【提出问题】白色固体含有什么物质？
【猜想与假设】
假设1：白色固体含有；
假设2：白色固体含有 $N a_{2} O$ ；
【实验设计】

实验步骤	实验现象	实验结论
①取少量白色固体放入足量水中	白色固体完全溶解
②取①中少量溶液，加入	产生大量气泡	假设1成立
③另取①中少量溶液，		假设2成立

【反思提高】
$N a$ 在 $C O_{2_{}}$ 中燃烧存在多个反应、生成多种物质。请你写出其中生成物仅为一种白色固体与一种黑色固体的反应的化学方程式：。