指出下面实验室用高锰酸钾制取氧气的装置图中的三处错误：a.b-优题课

某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。

【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？
【进行猜想】（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉。请写出铁粉与 $C u S O_{4}$ 溶液反应的化学方程式。实验过程中采取了过滤，该操作中用到的玻璃仪器有，和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是。
（2）小华认为小明的猜想是错误的，理由是。
（3）小华提出了猜想①和猜想②，请结合所学知识补充余下的一个猜想。
猜想①；黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（ $F e_{3} O_{4}$ ）组成
猜想②；黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（ $F e O$ ）组成；
猜想③；。
【查阅资料】铁的氧化物都能与稀盐酸，稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【实验探究】

方案	实验操作	可能的现象	结论
①	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末全部被吸引	猜想①正确
②	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末部分被吸引	猜想②正确
③	取适量黑色粉末B加入足量稀盐酸	黑色粉末全部溶解	猜想②正确
④			猜想③正确

【反思评价】小娟认为方案②和方案③中得出的结论都不正确，其理由是。
【得出结论】在高温下，一氧化碳和二氧化碳可生成铁，氧化亚铁，四氧化三铁。请写出只生成氧化亚铁的方程式。

钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中，某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验。
实验一：用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁
实验装置如下图：

其中A是实验室用草酸（H₂C₂O₄）和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置，反应的化学方程式：
$H_{2} C_{2} O_{4} =_{加热}^{浓硫酸} H_{2} O + C O_{2} ↑ + C O ↑$ 。回答下列问题。

(1)B装置中发生反应的化学方程式是.
(2)C装置无明显现象，C装置的作用是。
D装置中浓硫酸的作用是。
（3）E装置中的实验现象是。
（4）F装置的作用是、。
实验二：铝粉和氧化铁粉末反应（铝热反应）
实验装置如下图：

图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层，点燃镁条后观察到的现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入细沙中。
实验后老师作了如下提示：实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件，铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的（填"氧化"或"还原"）性。
实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣，激发了探究热情。
【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗？
同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。
【实验方案】

实验组别	实验操作	实验现象	结论
实验1	取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。	黑色粉末变成色固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈无色。	Zn和CuO能发生置换反应。
实验2	取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。	发生爆炸，黑色粉末变成红色。固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈色。
实验3	取Cu、Fe₂O₃粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。	粉末无变化	Cu、Fe₂O₃不能反应。

【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应，有些不能反应。
【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与的反应相似。

化学实验中常常会出现意外情况，这是提升我们学科素养的良好机会，要根据具体情况区别对待，善于发现和解决问题。例如：
(1)用高锰酸钾制氧气时，用排水法收集到的氧气呈红色。原因是，相应的改进措施是。
(2)做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，集气瓶底部破裂。原因是，相应的改进措施是。
(3)用盐酸和碳酸钙固体反应，将得到的气体 $X$ 通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象，同学们提出了自己的想法和做法，请你帮助他们完成以下探究。
[假设]
小英的假设：澄清石灰水已变质
小青的假设：气体 $X$ 中除了有 $C O_{2}$ 外，还有.

[实验探究]
Ⅰ．小英的探究：

实验目的

实验步骤

可能的实验现象

化学方程式和实验结沦

探究所用
澄清石灰
水是否变
质

①用一支试管另取少
量原澄清石灰水
②取稀硫酸与碳酸钠

反应制取 $C O_{2}$

③

步骤③中现象为：

步骤②中反应方程式为：

步骤③可能的反应方程式略

实验结论：　

Ⅱ．小青的探究

实验目的	实验步骤	实验现象	化学方程式和实验结论
探究气体 $X$ 中是否含有气体	将气体 $X$ 通入硝酸银溶液		反应方程式为：实验结论：气体 $X$ 中含有气体

[实验反思]
Ⅲ．同学们经过讨论发现，只用一组实验装置就可以同时完成上述两个假设的探究。请你从下图中选择一组合理的装置(填序号)。

Ⅳ．在上述合理装置的第二支试管内应放入溶液，其作用是。

某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由 $C u$ 、 $F e_{2} O_{3}$ 二种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有：①只有 $C u$ ；②只有；③是 $C u$ 、 $F e_{2} O_{3}$ 的混合物
【资料获悉】 $C u$ 在 $F e C l_{3}$ 溶液中发生反应： $2 F e C l_{3} + C u = 2 F e C l_{2} + C u C l_{2}$

【实验探究】
（1）甲同学取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为的观点正确（填"甲"或"乙"）。
（2）丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0 $g$ 装入硬质玻璃管中，按如图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入 $C O$ 气体，过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，仍继续通 $C O$ 气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：

反应前

反应后

Ⅰ

组

玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 $g$

玻璃管和固体物质的总质量为36.1 $g$

Ⅱ

组

洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 $g$

洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 $g$

【交流讨论】
（1）在装置 $A$ 中先通 $C O$ 气体的作用是。
（2）应该选择组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明：该红色粉末的组成是猜想中的组（填序号）。
（3）写出 $A$ 装置中发生反应的化学方程式；实验中观察到 $A$ 装置中的现象为。
（4）为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前是否需要先断开 $A$ 和 $B$ 的连接处？（填"需要"或"不需要"），理由是。
【反思评价】丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？

某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验。
(1)甲同学选用如图所示的装置制取氧气。

①写出仪器B的名称：。
②甲同学应选取的试剂是Mn0₂和(填化学式)，Mn0₂固体在该反应中起作用。
③除用排水法外，甲同学还可选择法收集氧气。
④实验前，甲同学先向仪器A中加入水，然后将导管放人水槽中，并打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的是。
(2)乙同学称取一定质量KMn0₄放在大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂，该反应的化学方程式为。实验结束时，乙同学发现收集到的O₂大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想l：反应生成的MnO₂分解放出0₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂Mn0₄分解放出O₂
做出上述猜想的理由是。
【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的Mn0₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得Mn0₂的质量不变。则猜想错误。
②第二组同学取K₂Mn0₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学选择的实验方法是。
【拓展延伸】实验发现，K₂MnO₄受热只能部分分解，经分析可能是生成物K₂O对其分解产生影响。请设计实验方案验证：。
【实验反思】通过以上实验探究，你对"问题的发现与解决"有何认识?。