实验室利用下列装置制取并收集O2（试管中的棉花根据反应的需要-优题课

小组同学收集了某种铝制易拉罐，剪成条状并打磨后进行如图所示实验，发现纯铝片表面有划痕。

[发现问题]根据所学知识，合金的硬度比组成它的纯金属硬度更　　，结合上述现象，可得出该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外，还含有什么金属呢？

[查阅资料]①铝制易拉罐中的主要成分是铝，可能还含有镁、铁。

②铝能与氢氧化钠溶液反应：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑；镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应。

[作出猜想]该易拉罐的金属组成除铝外，可能还含有镁、铁中的一种或两种。

[实验设计]小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验：

实验步骤

实验现象

解释与结论

（1）取一定量的样品于烧杯中，加入足量的　　溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥；

固体表面有大量气泡产生；过滤后得到黑色粉末。

样品中含铝

（2）取少量上述黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸。

有气泡产生，溶液变成浅绿色。

样品中含铁，发生反应的

化学方程式为　　。

[实验结论]小明得出该易拉罐是由铝和铁组成。

[反思评价]其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨，理由是　　；大家认为应该补充下列实验：取步骤（1）中少量黑色粉末于试管中，加入某种金属的盐溶液后，如果无现象产生，则小明的结论正确。你认为加入的盐溶液中阳离子对应的金属理论上可以是　　（填一种即可）。

[拓展应用]如图为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”，废弃易拉罐应放入标有　B　（填序号）图标的垃圾桶内。

某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行如下探究。

[知识回忆]碳和氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO $\frac{\underline{高温}}{}$ 2Cu+CO₂↑，理论上碳和氧化铜的质量比为　　。

[作出猜想]产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。

[实验探究]小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物（不考虑其中杂质），分别进行实验，部分实验现象记录如下：

实验序号	m（C）：m（CuO）	实验后A处试管中固体颜色	C处导管口的现象
1	1：8	红色固体中有少量黑色固体	尾气燃烧
2	1：9	红色固体中有较少量黑色固体	尾气燃烧
3	1：10	红色固体中有很少量黑色固体	尾气不燃烧
4	1：11	红色固体中有极少量黑色固体
5	1：12	红色固体中无黑色固体	尾气不燃烧
6	1：13	红色固体中有较多黑色固体	尾气不燃烧

[交流讨论]

（1）推测实验4中“C处导管口的现象”是　　。

（2）上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1：10～1：12之间，可观察到黑色固体明显变红，同时还可减少　　（填化学式）排放，防止空气污染。

（3）检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是　　，观察到的现象是　　。

[反思评价]分析发现，实验5中m（C）：m（CuO）比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因：　　（写一个即可）。

根据如图回答有关问题：

（1）图一中仪器①的名称是　　。

（2）实验室用A装置制氧气的化学方程式为　　。欲收集一瓶较纯净的氧气，可从图一中选择的收集装置是　　（填字母）。

（3）图二中E是小组同学组装的实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置的优点是　　；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置E中连接压强传感器（如图F），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图G）。下列说法正确的是　　（填序号，双选）。

Ⅰ．ab段试管中液面逐渐上升

Ⅱ．bc段石灰石与稀盐酸脱离接触

Ⅲ．c点的对应操作是打开弹簧夹

以FeSO₄•7H₂O为原料制备铁红（Fe₂O₃）的一种方法如图：

已知“沉淀”时的主要反应为：2FeSO₄+H₂O₂+2H₂O═2FeO（OH）↓+2H₂SO₄

（1）FeO（OH）中铁元素的化合价为　　。FeO（OH）可表示为mFe₂O₃•nFe（OH）₃， $\frac{m}{n} =$ 　　。

（2）“沉淀”时需控制溶液的pH与反应的温度。

①“沉淀”时调节溶液的初始pH约为4，过程中应始终保持溶液的pH为3.0～4.5，需不断加入物质Z调节溶液的pH，Z应具备的性质有　　（填字母）。

A．能与酸反应

B．能与碱反应

C．不与FeO（OH）反应

②“沉淀”时反应温度不宜过高，其原因是　　。

（3）“过滤”后需对固体进行洗涤与干燥。洗涤时被除去的沾于固体表面的阴离子为　　（填离子符号）。

（4）“煅烧”时反应的化学方程式为　　。

（5）如图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe₂O₃质量分数的影响。煅烧温度较低时，产品中Fe₂O₃质量分数较低，其原因是　　。当煅烧温度达800℃时，继续升高温度，产品中Fe₂O₃质量分数降低，且铁元素质量分数升高，所得产品发黑，其可能原因是　　。

（6）用该方法制备Fe₂O₃，计算理论上13.9t FeSO₄•7H₂O（相对分子质量为278）可制得Fe₂O₃的质量（写出计算过程）。

垃圾分类就是新时尚。目前，践行“新时尚”的垃圾分类工作已在全国地级及以上城市全面启动。

（1）生活垃圾可分为可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾等。

①空饮料瓶、废旧报纸应放置于贴有标志　　（填字母序号，下同）的垃圾箱中。

②废旧电池中含有铅、镉、汞等有害金属，如果将其随意丢弃，这些金属渗出会造成土壤及　　污染，威胁人类健康，应将其放入废旧电池专用收集箱。

③餐厨垃圾是生活垃圾的主要来源。下列有关说法合理的是　　。

A．餐厨垃圾沥干水分后放入家用垃圾袋

B．部分餐厨垃圾可作为沼气池中发酵的原料

C．外出就餐提倡“光盘行动”

（2）垃圾是“放错了地方的资源”。

①部分废旧塑料具有　　（选填“热塑”或“热固”）性，可反复加工再利用。

②某化学兴趣小组从工厂收集到一份金属废料，可能含有Al、Zn、Fe、Ag四种金属中的一种或几种，为测定其组成，便于回收利用，现取样向其中加入一定质量的CuSO₄溶液。

Ⅰ．充分反应，得到无色溶液及少量固体剩余物，且反应前后溶液的质量相等。该金属废料中一定含有　　（填元素符号）。

Ⅱ．将Ⅰ中少量固体剩余物置于试管中，加入足量稀盐酸充分反应，　　（选填“一定有”、“可能有”或“一定没有”） H₂生成。

③建筑工地废弃的大理石边角料（主要成分为CaCO₃，杂质不参加反应）可用于制备轻质碳酸钙（常用作牙膏中的摩擦剂）。已知：CaCO₃ $\frac{\underline{高温}}{}$ CaO+CO₂↑

Ⅰ．操作a的具体步骤包括　　、洗涤、干燥。

Ⅱ．计算10g大理石边角料理论上最多得到轻质碳酸钙的质量（写出计算过程）。