【改编】常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁-优题课

化学兴趣小组的同学们探究用 $F e$ 从含 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 和 $C u S O_{4}$ 的溶液中获取金属 $C u$ 的原理．请你一起参与探究．
（1）实验依据：金属活动顺序．请在下表对应的方框内填入铁和铜的元素符号．

（2）意外发现：小明将光亮的铁丝插入含 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 和 $C u S O_{4}$ 的废液中，一段时间后取出，意外地发现铁丝表面没有变红．
（3）提出问题： $F e$ 为什么没有从废液中置换出 $C u$ ？
（4）提出假设：小丽认为在铁丝表面可能有 $C u$ 析出，但被 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 溶液溶解了．
（5）验证假设：提供的主要实验用品：洁净的铁丝和铜丝各两根，相同体积、相同浓度的 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 溶液三份[ $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 溶液显黄色]．

实验操作	实验现象和数据	结论
①准确称量洁净的铁丝和铜丝的质量	铁丝质量为ag，铜丝质量为bg	\
②将铁丝插入 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 溶液中，一段时间后取出、洗净、干燥、称量	铁丝质量为mg，（m＜a），溶液有黄色变为浅绿色	一定有生成（填化学式）
③将铜丝插入 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 溶液中，一段时间后取出、洗净、干燥、称量	铜丝质量为ng（n＜b）	铜（填"能"或"不能"）与 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 溶液反应
④另取相同质量、相同粗细的洁净铁丝和铜丝互相缠绕，插入 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 溶液中，一段时间后取出、洗净、干燥、分别称量铁丝和铜丝的质量	铁丝质量较轻铜丝质量不变	Fe、 $C u$ 共存时优先与 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 溶液反应

（6）实验结论：小丽的假设（选填"成立"或"不成立"），理由是；
（7）思考与交流：
①兴趣小组的同学们通过对上述实验的分析，找到了用 $F e$ 从含 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 和 $C u S O_{4}$ 的溶液中提取金属 $C u$ 的关键，并且最终实验获得了成功，其实验成功的关键是：．并且反应充分．
②已知 $F e$ 和 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 发生化合反应．请按反应顺序写出用 $F e$ 从含 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 和 $C u S O_{4}$ 的溶液中获取金属 $C u$ 的化学方程式：；．

某化学兴趣小组的同学为了探究"复分解反应发生的条件"，做了两个实验： $C u S O_{4}$ 溶液分别与 $N a O H$ 溶液、 $B a C l_{2}$ 溶液反应．实验结束后将两实验中的废液倒入同一个干净的烧杯中，充分混合后过滤，得到滤液呈无色．
（1）写出废液混合后使滤液变无色时一定发生的反应的化学方程式：．
（2）取少量滤液于试管中，滴入紫色石蕊试液，石蕊溶液仍为紫色，则滤液呈性（填"酸"、"中"、"碱"）．
（3）该小组的同学对滤液中溶质的成分继续进行了如下探究实验：
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【作出猜想】猜想Ⅰ：；猜想Ⅱ；猜想Ⅲ．
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
实验①：取少量滤液于试管中，加入适量的纯碱溶液，振荡．	无明显现象	猜想Ⅱ不成立
实验②	产生白色沉淀	猜想Ⅲ成立

在实验②的溶液中滴加无色酚酞溶液，观察到酚酞溶液变成红色．
【交流拓展】要使蓝色溶液变成无色，还可以用不同于上述原理的方法，即在蓝色溶液中加入足量的．

探究（1）：碳酸氢钠（ $N a H C O_{3}$ ）俗名小苏打，常用于食品和医学工业．某化学兴趣小组的同学对碳酸氢钠进行加热，发现有气泡，同时还剩余白色固体．他们对白色固体进行探究．
【提出问题】这白色固体是什么？
【查阅资料】碳酸氢钠受热易分解生成水、二氧化碳和一种常见的固体．
【提出猜想】
猜想1：白色固体是碳酸钠，
猜想2：白色固体是氢氧化钠
猜想3：白色固体是氢氧化钠和碳酸钠的混合物
【实验探究】
兴趣小组为了确定反应后的固体产物成分，进行了如下实验，请填写下表：

实验方案	实验现象	结论
步骤一：取少量反应后的固体产物溶于水，加入过量的中性氯化钙溶液，过滤．	产生白色沉淀	猜想1成立
步骤二：取滤液少许，往滤液中滴入：①	②

【实验总结】写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式③．
探究2：某化学兴趣小组把金属钠投到硫酸铜溶液中，实验并非如想象的有红色铜析出，而是生成一种蓝色沉淀．同学们非常好奇并进行实验探究．
【提出问题】金属钠投到硫酸铜溶液中到底发生了怎样的化学反应？
【查阅资料】钠是非常活泼的金属，能与水发生剧烈反应，并放出气体，生成的溶液显碱性
【提出猜想】
猜想1：钠先与水反应生成氢气和某碱溶液，某碱再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀；
猜想2：钠先与水反应生成某气体和某碱溶液，某碱再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀；
【实验探究】
实验一：同学们把一小块切干净的钠投到装有少量蒸馏水的试管中，点燃生成的气体，听到"噗"的一声后燃烧起来；
实验二：在剩余的溶液中加入硫酸铜溶液，发现有蓝色沉淀．
【实验总结】
①两个猜想中的"某碱"是，猜想2中生成的气体是；
②水与金属钠反应的化学方程式．
③请你判断猜想成立．

根据下图回答下列问题：

（1）仪器a的名称　　．
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，反应的化学方程式是　　；如果用F收集氧气，则气体由　　进入　　（填 ①或 ②）．
（3）如果实验室要制取并收集二氧化碳气体，选择的装置连接是　　（填字母）．

$C O_{2}$ 和 $N a O H$ 溶液能发生反应，但看不到明显现象．某化学兴趣小组为验证CO₂与NaOH溶液发生了反应，进行如下探究活动．

[查阅资料]
（1） $C O_{2}$ 和 $N a O H$ 反应的化学方程式为．
[设计实验]
（2）方案一：

实验操作	实验现象	结论
往盛有 $N a O H$ 溶液的试管中通入 $C O_{2}$ ，然后滴入足量的		$C O_{2}$ 和 $N a O H$ 溶液发生了反应

（3）方案二：按如图所示装置进行实验．

实验操作	实验现象	结论
．	烧杯中的水吸入集气瓶中．	$C O_{2}$ 和 $N a O H$ 溶液发生了反应

[反思与评价]
（4）有同学认为方案二根据实验现象不能得出" $C O_{2}$ 和 $N a O H$ 溶液能发生反应"的结论，还应再做对比实验，理由是．

常见铁的氧化物	FeO	Fe₂O₃	Fe₃O₄
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

实验操作	实验现象及结论