某化学小组对铁的冶炼、铁的锈蚀与防护进行以下实验探究．（1）-优题课

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)

A．

石蕊溶液

B．

$A g N O_{3}$ 溶液

C．

锌粒

D．

$C u O$ 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 $1 g / c m^{3}$ )

陶瓷是火与土的结晶，是中华民族文化的象征之一

（1）下列中学实验室常见用品中，材质为陶瓷的是 (填标号)。

A．

烧杯

B．

集气瓶

C．

蒸发皿

D．

坩埚钳

（2）烧制陶瓷的原料为黏土，某黏土的成分如下表，所列出的四种氧化物中属于非金属氧化物的是_______。(写化学式)

成分	二氧化硅	氧化铝	氧化铁	氧化镁	其它
质量分数/%	$69.51$	$14.15$	$2.55$	$1.31$	$12.48$

（3）“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”描述的是著名的青瓷。

①手工制作陶瓷的过程如下图，陶瓷丰富的色彩与烧制过程中的还原反应有关。燃料(以木炭为例)在窑体内燃烧，通过两步反应生成 $C O$ ，化学方程式为_______、_______。

②青瓷的“翠色”来源十分复杂。涉及窑体内的 $C O$ 和瓷器表面粙料中的氧化铁在高温下反应生成氧化亚铁，化学方程式为_______。

（4）古代窑炉(如下图)构造不断变迁。为了提高窑体内 $C O$ 的体积分数，下列措施中可行的有哪些？。(填标号)

A．	相对增加燃料用量	B．	相对增加空气鼓入
C．	增加排气口数量	D．	减少排气口数量

天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生 $C O$ ，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分，进行如下实验：

（1）实验开始时，点燃 $D$ 处酒精灯之前，先通一会儿 $N_{2}$ ，其目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2） $A$ 中无水 $C u S O_{4}$ 变蓝，说明气体产物中含有水； $B$ 中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有＿＿＿＿＿（填化学式）。

（3） $C$ 装置中发生反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）实验中观察到 $D$ 装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿， $E$ 装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明气体产物中还有 $C O$ 。

（5） $F$ 处为尾气处理装置，下列装置中合理的是＿＿＿＿＿。

（1）如图1为实验室制取并收集气体的装置图，请回答下列问题。

①仪器a的名称是　　。

②若用A装置制取氧气，写出对应的化学方程式　　。

③若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置是　　（填装置序号）。

④若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，其验满的方法是　　。

⑤二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，比空气的密度大，易溶于水且与水反应。若用F装置收集二氧化硫气体，则气体应从　　（填“b”或“c”）端导入。

（2）电解饱和食盐水可以制得氢氧化钠、氯气（Cl₂）和氢气，并进而生产具有消毒、漂白作用的漂白液。

①粗盐中的难溶性杂质可通过溶解、　　操作除去，以免破坏电解装置。

②写出电解饱和食盐水的化学方程式　　。

③某同学想知道某一瓶放置一段时间的漂白液是否变质，设计了下列探究实验。

【查阅资料】

Ⅰ.制取漂白液（有效成分为NaClO）的原理：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；

Ⅱ.在空气中NaClO易发生反应：2NaClO+H₂O+CO₂═Na₂CO₃+2HClO，HClO能使有色布条褪色，且HClO含量越高，漂白效果越好；HClO易分解，分解后丧失漂白作用；

Ⅲ.Ca（ClO）₂易溶于水。

【提出问题】放置一段时间的漂白液是否变质？

【提出猜想】

猜想1：未变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO

猜想2：部分变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO、Na₂CO₃

猜想3：全部变质，溶液中主要成分为NaCl、Na₂CO₃

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
ⅰ取适量该溶液于烧杯中，放入有色布条		猜想3不成立
ⅱ另取适量该溶液于试管中，滴入适量氯化钙溶液	产生白色沉淀	猜想　　成立

写出实验操作ii中产生白色沉淀的化学方程式　　。

【拓展应用】由【查阅资料】和图2可知，需控制pH约为　　时（填整数），漂白液具有最佳漂白能力。