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            • 1.

              某研究性小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验。

              Ⅰ\(\rm{.}\)定性探究

              在一定温度下,该小组同学用一氧化碳还原纯净的氧化铁,实验装置如图\(\rm{1}\)所示,从环保角度看,该小组设计的实验装置有不足之处,你认为该如何改进?  __________________ 。

              实验过程中,硬质玻璃管中红色固体逐渐变黑,试管中澄清石灰水便浑浊。请分别写出硬质玻璃管中和试管中所发生的反应的化学方程式        _______________,______________________________。

              实验结束后,观察到玻璃管内固体由红色全部变为黑色\(\rm{.}\)小明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家分头查阅资料。

              【查阅资料】

              \(\rm{(1)}\)一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。

              \(\rm{(2)}\)一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。

              \(\rm{(3)}\)

              性质物质

              四氧化三铁

              氧化亚铁

              铁粉

              颜色

              黑色

              黑色

              黑色

              能否被磁铁吸引

              不能

              【实验与猜想】

              \(\rm{(1)}\)该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体全部能被吸引,则该黑色固体中不可能含有___________

              \(\rm{(2)}\)进行猜想:黑色固体可能

              \(\rm{a.}\)全部为铁\(\rm{b.}\)________________\(\rm{c.}\)_____________________

              Ⅱ\(\rm{.}\)定量探究

              取上述研磨后的黑色固体\(\rm{20g}\),设计如下实验\(\rm{(}\)如图\(\rm{2}\)所示\(\rm{)}\):

              \(\rm{(1)}\)小明同学的猜想是否成立?____________________。

              \(\rm{(2)}\)通过计算,确定\(\rm{20g}\)黑色固体的成分及质量\(\rm{(}\)请写出计算过程\(\rm{)}\)。

            • 2. 化学活动小组的同学在探究金属的化学性质时,发现铜与稀硫酸在常温或短时间加热的条件下均不反应,那么,铜与浓硫酸能否发生反应呢?
              【猜想与假设】
              猜想\(\rm{1}\):在常温下能反应;
              猜想\(\rm{2}\):在常温下不能反应,但在加热条件下能反应;
              猜想\(\rm{3}\):在加热条件下也不能反应.
              【实验与事实】操作\(\rm{1}\):将一小块铜片放入试管中,加入足量的浓硫酸,无明显现象;
              操作\(\rm{2}\):加热该试管,铜片上有气泡生成,并闻到刺激性气味;
              操作\(\rm{3}\):检验产生的有刺激性气味的气体\(\rm{(}\)检验方法及现象略\(\rm{)}\);
              操作\(\rm{4}\):立即停止加热;
              操作\(\rm{5}\):将试管中的残液慢慢倒入少量水中,溶液呈蓝色
              【结论与解释】
              \(\rm{(1)}\)由以上探究可知猜想 ______ 正确的。\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)
              \(\rm{(2)}\)经检验产生的气体是\(\rm{SO_{2}}\),立即停止加热是为了避免产生更多的\(\rm{SO_{2}}\);
              \(\rm{(3)}\)铜跟浓硫酸在加热条件下反应的产物是\(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{CuSO_{4}}\)。
              【反思与评价】
              \(\rm{(1)}\)操作\(\rm{5}\)中,从安全角度考虑\(\rm{(}\)填“能”或“不能”\(\rm{) }\)______ 将水倒入剩余的残液里。
              \(\rm{(2)}\)探究结论中对产物是\(\rm{SO_{2}}\)和\(\rm{CuSO_{4}}\)的判断是否正确___________ ,理由是 __________________________________________________________ 。

              【拓展与应用】

              根据以上探究和已掌握的知识,同学们又设计了两个利用废铜屑、硫酸为原料制取硫酸铜的实验方案。
              甲方案:利用废铜屑和浓硫酸在加热的条件下反应制取\(\rm{CuSO_{4}}\)
              乙方案:在加热条件下将废铜屑在空气中氧化成\(\rm{CuO}\),再将\(\rm{CuO}\)与稀硫酸反应制取\(\rm{CuSO_{4}}\)。
              \(\rm{(1)}\)请你从安全、节约、环保等方面进行评价,较好的方案是 __________ ,理由是:______________________________________________________。
            • 3.

              化学学习小组进行“铝和酸溶液反应的探究”的活动。用铝片分别和氢离子浓度相同的稀盐酸、稀硫酸反应,发现铝片和稀盐酸反应现象非常明显,而和稀硫酸却几乎不反应。

              【提出问题】是什么原因导致两者的差异?

              两种酸中氢离子浓度相同,那么存在的差异就可能跟\(\rm{H^{+}}\)所处的环境不同有关\(\rm{(}\)如阴离子的不同\(\rm{)}\)。

              【作出猜想】猜想一:\(\rm{Cl^{-}}\)能促进金属铝与\(\rm{H^{+}}\)的反应。

              猜想二:_________________________________。

              猜想三:铝表面的致密氧化膜有保护作用,使\(\rm{H^{+}}\)与铝不易接触。

                为了验证上述假设,经充分讨论,大家设计了如下实验方案进行验证。

              【查阅资料】已知\(\rm{9.8\%H_{2}SO_{4}}\)溶液和\(\rm{7.3\%HCl}\)溶液中\(\rm{H^{+}}\)浓度相同。

              【设计实验】

              \(\rm{①}\)

              \(\rm{9.8\%H_{2}SO_{4}}\)溶液\(\rm{5mL+}\)铝片

              不加其他试剂\(\rm{(}\)对比\(\rm{)}\)

              无气泡

              \(\rm{②}\)

              \(\rm{9.8\%H_{2}SO_{4}}\)溶液\(\rm{5mL+}\)铝片

              加入             溶液

              有较多气泡

              \(\rm{③}\)

              \(\rm{9.8\%H_{2}SO_{4}}\)溶液\(\rm{5mL+}\)铝片

              加入\(\rm{0.5mL Na_{2}SO_{4}}\)溶液

              无气泡

              \(\rm{④}\)

              \(\rm{7.3\%HCl}\)溶液\(\rm{5mL+}\)铝片

              加入             溶液

              有较多气泡

              \(\rm{⑤}\)

              \(\rm{7.3\%HCl}\)溶液\(\rm{5mL+}\)铝片

              不加其他试剂\(\rm{(}\)对比\(\rm{)}\)

              有较多气泡

                由实验\(\rm{②③}\)得出猜想_______成立;由\(\rm{④⑤}\)得出猜想_______不成立。

                为了验证猜想一成立,小明认为只需要在\(\rm{5mL 9.8\%H_{2}SO_{4}}\)溶液和铝片中加入____________,并与实验\(\rm{①}\)对比即可。

              【实验拓展】对于有气体生成的化学反应,我们可以用产生气体的速率来比较反应速率。为准确比较,应该测量收集相同体积气体所需的________,因此,上述收集氢气应该采用__________法。

                    为了真实地观察未打磨的铝片与稀盐酸反应的情况,小红用压强传感器测量集气瓶中气体压强的变化,如图所示。


              请解释曲线变化的原因:

              \(\rm{OA}\)段____________________________;

              \(\rm{AB}\)段____________________________;

              \(\rm{BC}\)段____________________________。

              指出反应结束并恢复到常温时集气瓶内的压强值约为_________\(\rm{Kpa}\)。

            • 4.

              兴趣小组同学对探究分子性质的实验\(\rm{(}\)图\(\rm{1)}\)进行了改进。如图\(\rm{2}\)所示,试管丁、戊中各有一张每隔\(\rm{2}\)厘米滴有一滴酚酞溶液的滤纸条,装有适量浓氨水的小药瓶固定在橡皮塞上,试管丁中小药瓶上的瓶塞已塞紧,试管戊中的小药瓶上无瓶塞。



              \(\rm{(1)}\)按照图\(\rm{1}\)所示进行探究活动,不能得到的结论是         \(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)。

              \(\rm{①}\)氨分子是不断运动的            \(\rm{②}\)氨水有挥发性

              \(\rm{③}\)分子之间有间隔                \(\rm{④}\)空气不能使酚酞溶液变红

              \(\rm{(2)}\)按照图\(\rm{2}\)所示进行探究活动,试管戊中现象是          ,从浓氨水化学性质的角度分析,此现象可得出的结论是         

              如果丁中没有小药瓶,图\(\rm{2}\)的实验也可达到实验目的,理由          

              如果将戊浸入冰水中,滤纸条         \(\rm{(}\)填“会”或“不会”\(\rm{)}\)变红。

              \(\rm{(3)}\)对比图\(\rm{1}\)的实验,改进后图\(\rm{2}\)实验的优点除了环保还有          \(\rm{(}\)答一点即可\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(4)}\)玲玲同学查阅资料得知,浓盐酸有挥发性,浓盐酸不能使酚酞溶液变色,能使紫色石蕊溶液变红。若将图\(\rm{2}\)中浓氨水换成浓盐酸达到相同的实验目的,还需要对实验进行简单的改进,方法是          

            • 5.

              回答实验室用高锰酸钾制取氧气的相关问题。

              \(\rm{(1)}\)写出制取原理的符号表达式:___________________________________________。

              \(\rm{(2)}\)如下图所示,若要制取并收集一瓶干燥的氧气,应选用_________\(\rm{(}\)填编号,下同\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(3)}\)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体,该反应必须严格控加水速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为上图中最适合制取乙炔气体的发生装置是______;如果用\(\rm{G}\)图所示装置收集乙炔,气体应从_____\(\rm{(}\)填“\(\rm{a}\)”或“\(\rm{b}\)”\(\rm{)}\)端管口通入。

              \(\rm{(4)}\)为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积,应选用下图装置_____________\(\rm{(}\)填编号\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(5)}\)实验结束,某同学发现收集到的纯氧气质量大于通过理论计算所得质量。不考虑实验误差,请你就此提出一种猜想并设计相应验证方案:

              猜想

              验证方案

                                                 

                                                 

                                                                   

                                                                    

            • 6.

              为比较相同浓度的\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液和\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液对\(\rm{H_{2}O_{2}}\)分解的催化效果,某研究小组进行了如下探究:

              \(\rm{(1)}\)请写出实验室中\(\rm{H_{2}O_{2}}\)制取氧气反应的符号表达式___________________________。

              【定性研究】

              \(\rm{(2)}\)如图甲,可通过观察______________________________来定性比较两者的催化效果。

              【定量研究】

              \(\rm{(3)}\)如图乙,实验中注射器的作用是______________________。要定量比较两者的催化效果,可测量生成等体积气体所需的______________。

              【深入研究】

              \(\rm{(4)}\)老师认为该研究小组证明\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液或\(\rm{CuSO_{4}}\)溶液可作\(\rm{H_{2}O_{2}}\)制取氧气的催化剂的实验,除了要探究上述问题外,还应对它们在化学反应前后的__________和_________进行实验探究。

            • 7.

              下图所示的是初中化学中的一个重要实验。请回答下列问题

              \(\rm{(1)}\)实验前应该进行的操作是 :                   。


              \(\rm{(2)}\)冷却后,松开止水夹,看到烧杯中的水倒流至集气瓶中的   处\(\rm{(}\)填\(\rm{1}\)、\(\rm{2}\)、\(\rm{3}\)、\(\rm{4)}\)。

              \(\rm{(3)}\)用电热棒点燃红磷比用酒精灯点燃红磷的测量的结果更准确,推测主要原因是                                 

              \(\rm{(4)}\)该实验可推论出氮气_______\(\rm{(}\)填“难”或“易”\(\rm{)}\)溶于水和其化学性质________

              \(\rm{(}\)填“活泼”或“不活泼”\(\rm{)}\)的结论。

              \(\rm{(5)}\)从课本镁条燃烧实验小明得到启发,于是他用镁代替红磷做起了这个实验,实验完毕,冷却后进入集气瓶中水的体积远远大于总容积的\(\rm{1 /5}\),若装置气密性良好,则可能原因是                                             

              【实验与交流】\(\rm{(6)}\)在老师的指导下,小明分别用过量的红磷\(\rm{(}\)着火点\(\rm{240℃)}\)和白磷\(\rm{(}\)着火点\(\rm{40℃)}\)进行该实验,用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为\(\rm{8.85%}\)和\(\rm{3.21%}\)。请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因                          。  


              【实验探究\(\rm{1}\)】小明根据铁生锈的原理,探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量。于是进行了实验\(\rm{(}\)装置如图\(\rm{3)}\)。通过\(\rm{7}\)天测得的数据计算出空气中氧气的含量为\(\rm{19.13%}\)。

              【交流与反思】

              \(\rm{(7)}\)与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法测定的主要优点       \(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。


              A.装置内残留的氧气更少

              B.反应更彻底,实验结果更准确

              C.铁丝生锈比红磷燃烧反应更快


              【实验探究\(\rm{2}\)】为了加快反应速率,小明通过查闻资料,利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验\(\rm{(}\)装置如图\(\rm{4)}\)。\(\rm{8}\)分钟后测得的数据如下表:

              \(\rm{(8)}\)请计算出空气中氧气含量          \(\rm{(}\)计算结果保留一位小数\(\rm{)}\)。

              【结论与反思】

              \(\rm{(9)}\)通过上述实验探究,选择        \(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)进行实验,可较为快速地完成实验并减小实验误差。

              A.红磷\(\rm{B.}\)白磷\(\rm{C.}\)铁粉、炭粉、氯化钠、蒸馏水

              【拓展延伸】\(\rm{(10)}\)铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀,生成铜绿\(\rm{[}\)铜绿主要成分为\(\rm{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}]}\)。若将图\(\rm{3}\)装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验,请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量,并说明理由     _____\(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。

              \(\rm{a.}\)空气中\(\rm{CO_{2}}\)含量只有约\(\rm{0.03%}\),铜不能将装置内的氧气几乎耗尽

              \(\rm{b.}\)铜丝反应比铁丝快

              \(\rm{c.}\)反应更彻

            • 8.

              \(\rm{(}\)某实验小组的同学用\(\rm{NaOH}\)溶液和稀盐酸进行中和反应的实验,向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加一定量的稀盐酸后,发现忘记了滴加指示剂,此时他们停止滴加稀盐酸,并对所得溶液中溶质的成分进行探究。

              Ⅰ\(\rm{.}\)该反应的化学方程式为                                      

              Ⅱ\(\rm{.}\)请你和他们一起完成探究活动:

              【提出问题】反应后所得无色溶液中的溶质是什么?

              【猜想假设】\(\rm{①}\)、\(\rm{NaCl}\)和\(\rm{NaOH}\); \(\rm{②}\)、                \(\rm{(}\)填化学式\(\rm{)}\); \(\rm{③}\)、\(\rm{NaCl}\)和\(\rm{HCl}\);\(\rm{④}\)、\(\rm{NaOH}\)、\(\rm{NaCl}\)和\(\rm{HCl}\);小亮认为猜想            不合理。

              【实验方案】\(\rm{(1)}\)小明取少量烧杯中的溶液于试管,滴入几滴酚酞溶液,振荡,观察到              ,证明:猜想\(\rm{1}\)不成立;\(\rm{(2)}\)小明又取少量反应后的溶液于试管,加入适量无锈的铁钉,观察到                         ,证明猜想\(\rm{3}\)成立,写出该反应的化学方程式:                                                

              【反思拓展】\(\rm{(1)}\)若要证明猜想\(\rm{3}\)成立,下列试剂中还可以达到实验目的的是              

               \(\rm{A.}\)紫色石蕊试液    \(\rm{B.Cu}\)    \(\rm{C.Na_{2}CO_{3}}\)    \(\rm{D.AgNO_{3}}\)

            • 9.

              控制变量法是化学常用的研究方法。下列实验研究中都要使用控制变量法,根据下图实验回答问题:

              \(\rm{(1)}\)探究二氧化碳与水反应:将紫色石蕊浸泡过的小花,一半烘干放入盛有\(\rm{CO_{2}}\)的集气瓶中,如图\(\rm{A}\)所示,观察到的现象是_________。 其中干燥的纸花要探究的问题是_________。

              \(\rm{(2)}\) 探究燃烧的条件:图\(\rm{B}\)所示实验实现了对多个影响条件的控制,其中水中白磷要研究的变量是__________。

              \(\rm{(3)}\) 已知金属活动性越强,与酸反应生成氢气的速率就越快。课外小组的同学想用图\(\rm{C}\)所示装置探究\(\rm{Zn}\)、\(\rm{Fe}\)的活动性强弱。你觉得他们在研究中需要控制的影响变量有________。

            • 10.

              某化学实验小组对“影响石灰石与盐酸反应速率的因素\(\rm{——}\)盐酸的浓度和石灰石的颗粒大小等”进行了如下实验探究,请你参与。

              \(\rm{[}\)进行实验\(\rm{]}\)

              室温下,选用\(\rm{20mL}\)不同溶质质量分数的盐酸\(\rm{(4\%}\)和\(\rm{6\%)}\)分别与\(\rm{1g}\)颗粒状或块状的石灰石进行实验\(\rm{(}\)固定夹持仪器略去\(\rm{)}\)。


                \(\rm{(1)}\)石灰石与盐酸反应的化学方程式为             

                \(\rm{(2)}\)按上图装置进行实验,在装药品前应检查该装置的气密性,具体的做法是       。开始实验时,应将\(\rm{20mL}\)稀盐酸        \(\rm{(}\)选填“快速”或“缓慢”\(\rm{)}\)推入锥形瓶中,以保证盐酸能全部推入锥形瓶中。

              \(\rm{[}\)处理数据\(\rm{]}\)

                \(\rm{(3)}\)实验小组进行实验后,获得的相关实验数据如下表所示:

              实验编号

              盐酸溶质质量分数

              \(\rm{(}\)均取\(\rm{20mL)}\)

              石灰石固体形状

              \(\rm{(}\)均取\(\rm{1g)}\)

              二氧化碳体积\(\rm{(mL)}\)

              \(\rm{(}\)均收集前\(\rm{30S}\)的气体\(\rm{)}\)

              \(\rm{a}\)

              \(\rm{4\%}\)

              颗粒

              \(\rm{64.0}\)

              \(\rm{b}\)

              \(\rm{4\%}\)

              块状

              \(\rm{40.4}\)

              \(\rm{c}\)

              \(\rm{6\%}\)

              颗粒

              \(\rm{98.2}\)

              \(\rm{d}\)

              \(\rm{6\%}\)

              块状

              \(\rm{65.3}\)

              \(\rm{①}\)要比较不同溶质质量分数的盐酸对反应速率的影响,可选择的实验编号是       \(\rm{(}\)写一组\(\rm{)}\),由此可得到的结论是                

              \(\rm{②}\)从上述实验中得出石灰石的颗粒大小反应速率影响的结论是         

              \(\rm{[}\)拓展延伸\(\rm{]}\)

                \(\rm{(4)}\)下表是实验时记录生成的二氧化碳气体体积和对应的时间的一组实验数据\(\rm{(}\)每间隔\(\rm{4S}\)读数一次\(\rm{)}\):

              时间\(\rm{/S}\)

              \(\rm{4}\)

              \(\rm{8}\)

              \(\rm{12}\)

              \(\rm{20}\)

              \(\rm{24}\)

              \(\rm{28}\)

              \(\rm{32}\)

              \(\rm{36}\)

              \(\rm{40}\)

              气体体积\(\rm{/mL}\)

              \(\rm{16.0}\)

              \(\rm{22.2}\)

              \(\rm{29.4}\)

              \(\rm{39.3}\)

              \(\rm{50.4}\)

              \(\rm{57.6}\)

              \(\rm{62.0}\)

              \(\rm{64.7}\)

              \(\rm{66.0}\)

              \(\rm{66.0}\)

              从上表数据可以分析得出,到\(\rm{20S}\)后反应速率逐渐变       ,其主要原因是                   

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