铁是应用最广泛的金属。(1)写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式-优题课

现欲探究一固体混合物Ａ的成分，已知其中可能含有NH₄Cl、Cu（OH）₂、BaSO₄、CaO、NH₄ NO₃五种物质中的两种或多种。按下图所示进行实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有发生的反应均恰好完全反应）

试根据实验过程和发生的现象判断：
（1）常温下，气体B的水溶液显_________（填“酸性”“中性”“碱性”之一）。
（2）滤渣D的化学式是_________________。
（3）固体混合物A中，一定存在的物质是（写化学式）___________________________。
（4）滤液C中，一定大量存在的金属离子是（写离子符号）________________________。
（5）写出过程③中可能发生的一个化学方程式：。
（6）固体混合物A中还不能确定存在的物质是（写化学式），得出此结论的理由是。

铁和四氧化三铁及其他含铁物质的性质、转换、用途是初中化学常见的知识内容。某兴趣小组同学在《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》课题组老师的带领下开展了系列研究。
I：铁和四氧化三铁的转换：
i．铁在氧气里燃烧
【探究一】探究铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】取0.33mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验，实验现象：

O₂%	90%	70%	65%	60%	55%
实验现象	燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好	燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功	燃烧比70%弱，燃烧时间比70%短，实验成功	燃烧比65%弱，燃烧时间更短，实验成功	难以燃烧，只是发红

【结论】就0.33mm铁丝而言，依据上表燃烧所需氧气的最低体积分数为，且氧气浓度越大，燃烧越剧烈。
【反思】所有铁丝的燃烧所需氧气最低浓度为上述结论（填“是”或“不”）合理，理由是。
ii：铁和四氧化三铁在转换时的应用：
在焊接两根铁轨时，为确保施工质量，工程技术人员常用到一种叫做“引火铁”的反应活性材料，“引火铁”（极细的铁粉）是一种准纳米材料，它在空气中可以自燃。某化学兴趣小组根据上述原理设计在实验室制备其过程如下：
（1）在高温条件下用普通铁粉和水蒸气反应，得到粉末状的四氧化三铁和氢气。
（2）将四氧化三铁粉末再在高温条件下经过与上述过程相反的反应生成“引火铁”粉末。请分别用以下两套装置，制取四氧化三铁和“引火铁”。
（注：装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）

填写下列空白：
（1）写出实验过程中第（1）、（2）两个步骤中的任一反应方程式：；
（2）在实验装置中，烧瓶B的作用是；
（3）实验时试管A中加入的固体是；
（4）在试管H中反应进行H₂还原Fe₃O₄前，在I出口处必须先。
II：在实验室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，实验装置如图。

【进行实验】该小组按上述实验设计，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66g(玻璃管的质量为60g)
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g(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，得出黑色固体粉末为。
【反思与评价】一氧化碳还原氧化铁的实验中，可能会生成四氧化三铁、氧化亚铁等，那么要提高含铁量可采用的方法是。

$6 H_{2} S O_{4} (浓) + 2 F e \overset{△}{=} F e_{2} (S O_{4})_{3} + 6 H_{2} O + 3 S O_{2}$ 小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时，发现生成的气体有刺激性气味，于是进行了探究。
【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味？
【查阅资料】（1） $6 H_{2} S O_{4} (浓) + 2 F e \overset{△}{=} F e_{2} (S O_{4})_{3} + 6 H_{2} O + 3 S O_{2}$ ↑
（2） $S O_{2}$ 可使品红溶液的红色褪去。
【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物中可能有二氧化硫。
【实验探究】小明用图甲所示的装置进行实验，并将 $E$ 中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验。

请帮助小明完成下表：

	$A$ 中硫酸浓度	实验现象	$A$ 中生成气体成分
$B$ 中品红溶液	$D$ 中品红溶液	爆鸣实验
实验一	98%		不褪色	无爆鸣声	只有 $S O_{2}$
实验二	45%	稍有褪色	不褪色	有爆鸣声
实验三	25%		不褪色		只有 $H_{2}$

【实验结论】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物可能不同，当硫酸浓度达到足够大时，生成的气体产物中有二氧化硫。
【交流反思】（1）写出实验三中铁与硫酸反应的化学方程式：。
写出实验二中发生爆鸣反应的化学方程式：。
（2）实验一中 $C$ 装置的作用是。
【拓展延伸】小明又将 $A$ 装置进行了如右图所示的改过。试分析增加的导管伸入液面以下的原因是。该导管所起的作用是。

生石灰常用作食品干燥剂,其包装袋上除了标明主要成分为生石灰外,还提醒人们注意:不可食用,不可浸水,不可开袋,儿童勿碰.
Ⅰ．华雪同学通过探究发现,某食品包装袋中的生石灰干燥剂已经变质失效.他采用的探究方法是:取少量样品于试管中,加入少量水,用手触摸试管外壁,没有明显的放热现象.此实验中加入的水必须是少量的,理由是①.

Ⅱ．甲、乙同学想知道刚从食品袋中取出的生石灰干燥剂的成分,进行了如下探究:
【提出问题】

生石灰干燥剂中含有哪些物质 $？$

【查阅资料】

工业上用高温煅烧石灰石的方法来制取生石灰.
【猜想与假设】

猜想1:含有氧化钙、氢氧化钙
猜想2:含有氧化钙、碳酸钙
猜想3:含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙
【活动与探究】

甲、乙同学为了验证猜想,进行了如下实验:
甲同学实验:取少量样品于试管中,加入适量水充分反应后,再滴加几滴无色酚酞溶液,可观察到溶液呈红色.
乙同学实验:取少量样品于试管中,加入足量的稀盐酸,有无色无味的气体产生,该气体能使澄清的石灰水变浑浊.
【结论与反思】

（1）猜想②错误(填"1"或"2"或"3").
（2）甲同学实验中,发生反应的化学方程式是③,溶液呈红色的原因是④.

（3）乙同学实验中产生气体的化学方程式是⑤.

（4）乙同学认为甲同学的实验是多余的,因为⑥.

【总结与提升】

（1）甲、乙同学最终无法确定该生石灰干燥剂的成分,实验失败.华雪同学认为,可以通过定量实验来确定.在定量实验时一定要用到的实验操作是⑦.

（2）打开食品包装袋后,生石灰干燥剂不宜继续与食品放在一起,因为⑧,会加速食品变质.
（3）请写出工业上制生石灰的化学方程式⑨.

某同学发现，上个月做实验用的 $N a O H$ 溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们开始实验探究。
【猜想假设】
猜想（1）：该溶液没有变质，为 $N a O H$ 溶液。
猜想（2）：该溶液全部变质，为 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液。
猜想（3）：该溶液部分变质，为 $N a O H$ 和 $N a_{2} C O_{3}$ 的混合溶液。
【查阅资料】 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液呈碱性
【设计方案】请你完善下表几组同学探讨的设计方案

	实验操作	可能出现的现象与结论	同学评价
第1组		若溶液变红，则猜想（2）不成立	第2组同学认为：此方案结论不正确，理由是：。
第2组		若产生白色沉淀，反应方程式是：，则猜想（1）不成立。	第3组同学认为：此方案还不能确定猜想（2）还是猜想（3）成立。
第3组	第一步第二步	若滤液不变红，则猜想（2）成立；若滤液变红，则猜想（3）成立。	第1组同学认为：不需过滤也能达到实验目的，更简单的操作方法是：。

【探究实验】综合各小组的方案后，动手实验。
【结论与反思】NaOH溶液易与空气中CO₂反应而变质，所以要密封保存。
【拓展延伸】同学们设计了下列两套装置进行实验：

用胶头滴管吸取某种液体，锥形瓶中充入一种气体或放入一种固体物质，挤压胶头滴管。一段时间后，两装置中气球明显胀大。
（1）甲装置中可能发生反应的方程式是。
（2）若乙装置中胶头滴管吸取的是稀盐酸，则锥形瓶中放入的固体可能是。