常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气-优题课

常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。

（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是。
（2）探究生成的气体是什么？
用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是。
（3）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】

常见铁的氧化物	$F e O$	$F e_{2} O_{3}$	$F e_{3} O_{4}$
颜色、状态	黑色粉末	红棕色粉末	黑色晶体
能否被磁铁吸引	否	否	能

【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是 $F e$ 与 $F e_{3} O_{4}$ ；猜想二：剩余固体是。
【实验探究】

实验操作	实验现象及结论

【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为。
【反思与交流】该黑色固体不可能是 $F e_{2} O_{3}$ ，理由是。

科目化学题型探究题难度较难

知识点：实验探究物质的组成成分以及含量

硼（ $B$ ）是制造火箭耐热合金的原料。镁还原法生产硼的主要工艺流程如图。

（1）脱水炉中，硼酸发生分解反应，配平该反应的化学方程式。

＿＿＿＿＿＿＿ $H_{3} B O_{3}$ $1 B_{2} O_{3}$ +＿＿＿＿＿＿＿ $H_{2} O$

（2）还原炉中，发生反应的基本反应类型为＿＿＿＿＿＿＿。

（3）酸煮罐中，加入盐酸的目的是＿＿＿＿＿＿＿。

某化学兴趣小组同学看完天宫课堂后，对“泡腾片实验”中产生的气体成分有了浓厚兴趣。他们在老师的指导下，对气体的成分进行探究。

查阅资料：（1）某泡腾片的主要成分是碳酸钠（ $N a_{2} C O_{3}$ ）和柠檬酸（ $C_{6} H_{8} O_{7}$ ）。

（2）常温时，柠檬酸为白色晶体，是一种重要的有机酸，易溶于水，具有酸的通性， $175 ℃$ 以上时会分解，柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸。

（3）碳酸不稳定，易分解。

[猜想与假设]

依据质量守恒定律分析：该气体可能是 $C O_{2} 、 O_{2} 、 C O 、 H_{2}$ 中的一种或几种，但从安全角度考虑该气体中不可能含有 $C O$ 和 $H_{2}$ 。

猜想一：该气体是 $C O_{2}$

猜想二：该气体是＿＿＿＿＿。

猜想三：该气体是 $C O_{2}$ 和 $O_{2}$

[设计与实验]

实验序号	实验操作	实验现象
实验一		澄清石灰水变浑浊
实验二		带火星的木条没有复燃

根据上述实验现象分析判断猜想＿＿＿＿＿正确。

[反思与交流]

（1）实验二中饱和氢氧化钠溶液的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）甲同学认为：该气体通入紫色石蕊溶液中，若石蕊溶液变红，也能确定该气体中一定含有二氧化碳。

乙同学认为：甲同学的实验方案不严谨，泡腾片中的柠檬酸可能随气流进入紫色石蕊溶液使其变红。可对甲同学实验后的溶液稍微加热，若观察到红色溶液变回紫色，才能确定使紫色石蕊溶液变红的物质不是柠檬酸，其理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

粗盐中除含泥沙等不溶性杂质外，还含有少量的可溶性杂质（如 $M g C l_{2}$ 、 $C a C l_{2}$ 等），工业上以粗盐为原料制取精盐的生产流程如图所示。

请回答下列问题：

（1）“操作1”的名称是＿＿＿＿＿。

（2）向滤液F中加入稀盐酸发生中和反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

新冠疫情期间，口罩成为人们与病毒隔离的重要屏障。某实验小组为了弄清口罩的构造和关键材料的化学组成，进行了以下实验探究。

Ⅰ.探究口罩的构造

取一个医用口罩，用剪刀将其剪开，观察到里面有银白色的金属条，口罩分三层。查阅资料得知内外层为无纺布，中间层为熔喷布，成分均为聚丙烯。用显微镜观察，中间层最致密，测得孔径小于 $0.5 μ m$ 。

（1）大部分飞沫直径集中在 $0.74 ～ 2.12 μ m$ 。口罩能有效防止病毒通过飞沫传播的原理相当于化学实验中的＿＿＿＿＿（填操作名称）。

Ⅱ.探究熔喷布的元素组成

聚丙烯属于有机物，含有碳元素，还可能含有氢、氧元素。实验小组取 $1.4 g$ 熔喷布，设计如图所示装置进行实验（部分夹持装置略去），实验过程中观察到装置B中 $U$ 形管内固体变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。

已知：无水 $C u S O_{4}$ 为白色固体，吸水后变成蓝色晶体。

（2）装置B的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）装置C中发生反应的化学方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）实验时，若装置B和C调换位置，对实验产生的影响是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）实验过程中持续通入干燥 $O_{2}$ ，熔喷布在装置A中完全燃烧，测得装置B质量增加 $1.8 g$ ，装置C、D质量共增加 $4.4 g$ 。通过计算判断：

①熔喷布中是否含有氧元素？＿＿＿＿＿（填“含有”或“不含有”）。

②聚丙烯分子中碳原子与氢原子的个数比是＿＿＿＿＿。

某校学生用盐酸和碳酸钙制备 $C O_{2}$ ，产生了大量废液。兴趣小组通过以下探究确定废液处理方案。

（1）废液成分的确定

①写出制备 $C O_{2}$ 的化学方程式_______。

②推测废液所含溶质

推测一：_______ 推测二： $C a C l_{2}$ 和 $H C l$

③若要用一种药品验证哪种推测成立，可选择的有哪些？_______(填标号)

石蕊溶液

$A g N O_{3}$ 溶液

锌粒

$C u O$ 粉末

（2）废液的处理

实验表明废液中的溶质是 $C a C l_{2}$ 和 $H C l$ ，小组决定用 $N a_{2} C O_{3}$ 除去它们。

【提出问题】如何估算 $N a_{2} C O_{3}$ 固体的用量？

【进行实验】取 $100 m L$ 废液样品于烧杯中，逐滴滴加 $5.3 %$ 的 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液，用 $p H$ 传感器测定滴加过程中溶液的 $p H$ 。实验结果如图所示。

【结果讨论】

①a→b阶段，观察到烧杯中的现象是_______。

②b点后曲线平缓阶段，反应的化学方程式为_______。

③c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加 $C a C l_{2}$ 溶液，有白色沉淀生成，说明处理 $100 m L$ 废液，所需 $5.3 %$ 的 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液的体积_______ $120 m L$ 。(填“大于”“等于”或“小于”)

④将烧杯中的沉淀过滤、干燥、称重，质量为 $4 g$ 。若处理 $10 L$ 该废液，理论上需要 $N a_{2} C O_{3}$ 固体___ $g$ 。(实验所用 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液的密度近似看做 $1 g / c m^{3}$ )