(6分)某化学学习小组的同学在实验室将一定量氢氧化钙溶液与碳-优题课

下面所示为常见气体的制备、净化和性质实验的部分仪器。试根据题目要求，回答
下列问题：

（1）仪器A中，发生反应的化学方程式为。
（2）若要制备并收集纯净干燥的二氧化碳，请回答：
①仪器的连接顺序为：。
②装置D的作用是。
（3）某同学欲用含有少量杂质CO₂的CO气体测定某不纯氧化铁样品的纯度（杂质不反应），
并验证反应中气体生成物的性质。其所选仪器的连接顺序为：CO混合气体→F₁→C→B→F₂
①仪器F₂中看到的现象是。
②写出装置B中发生反应的化学方程式。
③若氧化铁样品质量为10g，完全反应后称量，前后B装置的质量减少2.7g，则该氧化铁样品中氧化铁所占的质量分数为。
④指出该套装置的缺点并提出改进办法。

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.

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤一：取少量溶液于试管中，滴加过量稀盐酸		猜想二不正确
步骤二：取少量溶液于试管中，滴加溶液	产生白色沉淀	猜想一不正确、猜想三正确