世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～4-优题课

(10分）"双吸剂"是一种常见袋装食品的保鲜剂，能吸收空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气等。化学兴趣小组的同学在某食品袋中发现一包"双吸剂"，其标签如下图所示。同学们对这包久置的"双吸剂"固体样品很好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】久置"双吸剂"固体的成分是什么？
【查阅资料】
①铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁： $F e + 2 F e C l_{3} = 3 F e C l_{2}$ ；
②碱性的 $N a_{2} C 0_{3}$ 溶液可以与中性的 $C a C l_{2}$ 溶液发生复分解反应。
【作出猜想】久置固体中可能含有 $F e$ 、 $F e_{2} 0_{3}$ 、 $C a 0$ 、 $C a (0 H)_{2}$ 和 $C a C 0_{3}$ 。
【实验探究1】下表是小明设计的实验方案和记录的实验报告，请你补充完整。

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量样品放入试管中，滴加一定量的．用带异營的单孔橡皮塞塞紧试管口，导管另一端伸入澄清石灰水中。	试管中固体逐漸减少，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，澄清石灰水变浑浊。	样品中一定含有，不含_{$F e_{2} 0_{3}$}。
②取少量样品放入试管中，加水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞试液。	试管底部有不溶物，上层清液由无色变为红色。	样品中含有。

【实验质疑】小组同学通过讨论认为实验并不能得出一定不含 $F e_{2} 0_{3}$ 的结论，理由是、(用化学方程式表示）。
为进一步确定这包久置的"双吸剂"固体的成分迸行如下定量实验。
【实验探究2】取3g样品研碎，并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2．6g，按照下图流程进行实验，请回答相关问题：

（1）操作二、操作三名称是。
（2）固体I的成分是。(填物质化学式，下同）；
（3）烧杯 $A$ 中溶液和加入的碳酸钠溶液反应的化学方程式为；
（4）依据实验探究1、2中现象的分析及数据计算判断，这包久置"双吸剂"固体的成分是。
【实验反思】
下列对实验探究1、2的反思，不正确的是(填字母序号）。
A．对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合
B．实验探究2烧杯 $C$ 中的溶质为 $N a_{2} C 0_{3}$ 和 $N a O H$

C．实验探究1、2中都有气体产生，但生成的气体成分不同
D．在原样品中加人足量盐酸有4个反应发生

实验设计是化学实验的重要环节。请根据下列实验要求回答相关问题：【活动与探究一】用对比实验方法探究二氧化碳的性质。

（1）实验一中振荡 $3$ 个矿泉本塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为 $A > B > C$ ，其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为；对比 $A$ 瓶与(填" $B$ "或" $C$ "）瓶的实验现象，可证明 $C O_{2}$ 能与 $N a O H$ 发生反应。
（2）实验二观察到 $C$ 装置中发生的现象是结论是(用化学方程式表示）。
【活动与探究二】用变量控制方法探究影响物质溶解性的因素。

（3）实验三目的是探究对硝酸钾溶解性的影响；实验四是探究溶剂种类对物质溶解性的影响，该实验中需要控制的变量是温度和．
【活动与探究三】定量测定空气中氧气的含量。

（4）实验五中，反应的原理为(用化学方程式表示）；装置一比装置二更合理，理由是；
根据下表提供的实验数据，完成下表：

硬质玻璃管的容积	反应前注射器中气体体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
30mL	20mL	12 mL

定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体（其量小于注射器内的空气），而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果(填"偏小、'偏大"或"无影响"）。

化学是一门研究物质的科学，我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质。以金属为例，请你参与其中回答相关问题：
（1）认识金属元素存在：自然界中大多数金属都以化合物的形式存在。
下列矿石的主要成分属于氧化物的是(填字母序号，下同）；
A．铝土矿 (主要成分 $A l_{2} O_{3}$ )
B．钾长石(主要成分 $K A l S i_{3} O_{8}$ )
C．赤铁矿 (主要成分 $F e_{2} O_{3}$ )
D．磁铁矿 (主要成分 $F e_{3} O_{4}$ )
（2）探究金属性质：金属原子容易失去最外层电子，化学性质活泼。图1为探究金属化学性质的实验，图2是金属化学性质网络图。

①图1甲中反应现象是丙中反应的化学方程式为；
②图1只有乙中不反应，能得出三种金属活动性及它们和氢元素的位置关系，由强到弱的顺序是(填元素符号）；
③依据图1完成金属性质网络，图2中的A属于(填物质类别）；
（3）认识金属的制备：工业上常采用还原法、置换法、电解法制备金属。
用一氧化碳还原赤铁矿冶铁反应的化学方程式为

（4）金属在生产生活中应用广泛。
①下列金属制品的用途，利用其导电性的是

A．

铁锅

B．

铜导线

C．

铝箔

D．

黄金饰品

②合金性能优于单一金属，因而被广泛应用。焊锡（主要含锡、铅)与其组成金属相比
具有的特性，可用于焊接电子元件；
③ 金属是一种有限资源，需要保护和回收利用。
黄铜（铜锌合金)用作弹壳的制造。现有一批使用过的，锈迹斑斑的弹壳，处理这批弹壳可以制得硫酸锌和铜，其主要流程如下所示。
【收集资料】弹壳上的锈主要为 $C u_{2} {(O H)}_{2} C O_{3}$ ，能与稀硫酸反应得到硫酸铜溶液；弹壳中其他杂质不溶于水、也不参加反应。

a．写出弹壳上的锈与稀硫酸反应的化学方程式。
b．固体D为。

铁生锈探秘
为探究铁生锈的原因，化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验：

实验结果显示：B、D实验中铁生了锈，而A、C实验中没有明显的现象，仔细分析这4 个实验，回答下列问题：
（1）评价方案
对照实验指除了一个变量外，其他的量都保持不变的实验．该实验方案中采用了对照实验方法．请指出其中的对照实验（填ABCD实验代号）和变量．
第①组对照实验，变量．
第②组对照实验，变量．
第③组对照实验，变量．
（2）解释数据
实验时，每隔一段时间测量导管内水面上升的高度，结果如下表所示（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm ）：

时间/小时编号	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A	0	0	0	0	0	0
B	0	0	0.3	0.8	2.0	3.5
C	0	0	0	0	0	0
D	0.4	1.2	3.4	7.6	9.5	9.8

导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是．
（3）获得结论
根据本实验，你认为导致铁生锈的物质有；能加快铁生锈的物质是．

探究学习小组在实验室中用图1所示装置制取 $C O_{2}$ 并探究 $C O_{2}$ 与过氧化钠（ $N a_{2} O_{2}$ ）的反应。

查阅资料得知：过氧化钠（ $N a_{2} O_{2}$ ）是一种淡黄色固体，能与 $C O_{2}$ ， $H_{2} O$ 发生反应： $N a_{2} O_{2} + 2 C O_{2} = 2 N a_{2} C O_{3} + O_{2}$ ， $2 N a_{2} O_{2} + 2 H_{2} O = 4 N a O H + O_{2}$ ↑
请回答下列问题：
（1）装置 $A$ 中发生反应的化学方程式为，利用装置 $A$ 制取 $C O_{2}$ 的优点是．
（2）装置 $B$ 的作用是吸收 $C O_{2}$ 中混有的 $H C l$ ，发生反应的化学方程式为．
（3）装置 $D$ 的作用是．
（4）装置 $E$ 中收集到的气体是（填化学式），该气体还可以用下列图2装置中的进行收集（填写字母序号）．

（5）为探究反应后装置 $C$ 硬质玻璃管中固体的成分，该小组同学进行了如图3实验：

根据判断，反应后装置 $C$ 硬质玻璃管中固体为．

序号	样品	量筒起始读数/mL	量筒最终读数/mL	所需时间 /min
1	1g铁粉、0.2g碳和10滴水	100	72	约120
2	l　g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量 $N a C l$	100	72	约70
3		\	\	\