自热产品已经广泛应用于生活中。化学兴趣小组对某品牌的“暖宝宝”进行了初步验证性探究。

【实验一】食盐作用的探究

【实验探究\(\rm{1}\)】兴趣小组的同学进行了如下实验：

按图所示装配成\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)、\(\rm{C}\)、\(\rm{D}\)四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表\(\rm{(}\)表中所列数据为导管中水面上升的高度\(\rm{/cm)}\)所示。

【反思评价\(\rm{1}\)】

\(\rm{(1)}\)上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为\(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)________。

\(\rm{(2)}\)你认为“暖宝宝”中的氯化钠起的作用是___________________，在此变化中______能转化为_______能。

【实验二】成分定性的探究

【实验探究\(\rm{2}\)】

\(\rm{(1)}\)“暖宝宝”中是否含有铁粉？兴趣小组的同学认为可以用_________来检验。

\(\rm{(2)}\)如图是兴趣小组验证黑色粉末中含有活性炭粉的实验装置图。\(\rm{(}\)燃烧匙内盛有“暖宝宝”袋内黑色粉末，燃烧匙上方罩一个内壁涂有石灰水的烧杯\(\rm{)}\)

【反思评价\(\rm{2}\)】验证黑色粉末中是否含有活性炭的方案_______\(\rm{(}\)填“可行”或“不可行”\(\rm{)}\)。理由是_____________________________。

【实验三】成分定量的探究

暖宝宝的好坏，不是原料越重越好，也不是温度越高越好，其发热温度的高低，持续时间的长短，都与发热原料中的铁粉的含量密不可分，那么如何测定发热原料中铁粉的含量呢？

【实验探究三】取\(\rm{5.7g}\)样品，投入装有\(\rm{10.0g}\)稀盐酸\(\rm{(}\)足量\(\rm{)}\)的烧杯\(\rm{(}\)烧杯质量\(\rm{10.0g)}\)中，在化学反应过程中对烧杯进行了五次称量，数据记录如下：

【结果分析】

\(\rm{(1)}\)表格中\(\rm{m}\)的值为 ______\(\rm{g}\)。

\(\rm{(2)}\)暖宝宝样品中铁的质量分数____________。\(\rm{(}\)保留到\(\rm{0.001)}\)

竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物。同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分。

【查阅资料】红磷需加热到\(\rm{240 ℃}\)才能燃烧，白磷只需达到为\(\rm{40 ℃}\)即可燃烧。另，二氧化碳能溶于水。

\(\rm{(1)}\)收集竹子中的气体。

小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体。

小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体。

大家认为两人的想法都可行，于是分为\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)两组，在相同的条件下，\(\rm{A}\)组采用小华的取气方法，\(\rm{B}\)组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验。

\(\rm{(2)}\)设计实验证明气体中含有二氧化碳气体。

\(\rm{(3)}\)测定氧气含量。

【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。

​

【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。

【反思与评价】

\(\rm{a.}\)实验中磷的量应为足量，原因是_________________________________。

\(\rm{b.}\)两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案____，原因是_______________。

\(\rm{c.}\)经过\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)两组同学的实验，\(\rm{A}\)组测得的竹子中含氧量总是大于\(\rm{B}\)组的，你认为原因是___________。

在做“铁在氧气里燃烧”实验时，小芳等同学进行了以下探究活动，请你一同参与。

\(\rm{[}\)探究一\(\rm{]}\)：探究所需氧气的浓度。

\(\rm{[}\)实验内容\(\rm{]}\)：选用\(\rm{0.38mm}\)的铁丝，分别在体积分数为\(\rm{90％}\)、\(\rm{70％}\)、\(\rm{65％}\)、\(\rm{60％}\)、\(\rm{55％}\)的氧气中进行实验。

实验现象：

\(\rm{[}\)结论\(\rm{]}\)：就\(\rm{0.38mm}\)的铁丝而言，所需氧气的最低体积分数为________，且氧气浓度越大，现象越________。\(\rm{(}\)选填“剧烈”或“不剧烈”\(\rm{)}\)；

\(\rm{[}\)拓展\(\rm{]}\)：上述关于所需氧气最低浓度的结论是否合理，请说出理由？________\(\rm{(}\)选填“合理”或“不合理”\(\rm{)}\)，理由：______________________________________________________。

\(\rm{[}\)探究二\(\rm{]}\)：探究产生火星四射的原因

\(\rm{[}\)实验内容\(\rm{]}\)：取纯铁丝和含碳量分为\(\rm{0.1％}\)、\(\rm{0.32％}\)、\(\rm{0.52％}\)、\(\rm{0.69％}\)的铁丝\(\rm{(}\)直径均\(\rm{0.20mm)}\)，分别在氧气中进行实验。

\(\rm{[}\)结论\(\rm{]}\)：产生火星四射现象和________\(\rm{(}\)填元素符号\(\rm{)}\)有关，就\(\rm{0.20mm}\)的铁丝而言，剧烈程度和其含量的关系为________。在做“铁在氧气里燃烧”实验时一般会用排水法收集氧气，这样会在集气瓶底部留一层水，留水是为了________。

小华欲精盐配制\(\rm{100g20\%}\)的氯化钠溶液

\(\rm{(1)}\)配制溶液的步骤为___________、________、________、_________、 装瓶贴标签。

\(\rm{(2)}\)经检测，所配制溶液的溶质质量分数偏小，其原因可能是___________\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)．

\(\rm{①}\)氯化钠固体不纯 \(\rm{②}\)称量时，砝码端忘垫质量相同的纸片

\(\rm{③}\)量取水时，仰视读数 \(\rm{④}\)向烧杯中倒水时，有少量水溅出烧杯外  ．

某校化学兴趣小组的同学开展了测定\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)和\(\rm{NaCl}\)的固体混合物中质量分数的探究实验。他们设计了如下的实验方案：

\(\rm{[}\)方案\(\rm{]}\)气体分析法。

\(\rm{(1)}\)   如下图\(\rm{1}\)所示\(\rm{(}\)铁夹夹持的仪器是注射器\(\rm{)}\)，把\(\rm{X g}\)的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)气体的体积。

\(\rm{(2)}\)   有同学提出以图\(\rm{2}\)代替图\(\rm{1}\)中的收集装置，则所测\(\rm{CO_{2}}\)气体的体积_______  \(\rm{(}\)填 “偏大”、“偏小”、“不变”\(\rm{)}\)，理由是 ______________，你的改进方案是______________；广口瓶内原有的空气对实验结果________\(\rm{(}\)填“有”或“没有”\(\rm{)}\)影响。

\(\rm{(3)}\) 有人用图\(\rm{3}\)装置测定\(\rm{CO_{2}}\)的质量 \(\rm{(}\)碱石灰的成分是\(\rm{CaO}\)和\(\rm{NaOH}\)的混合物，可吸收水和\(\rm{CO_{2}}\)气体\(\rm{)}\)。则图\(\rm{3}\)实验装置主要存在哪些缺陷\(\rm{?}\)这些缺陷对实验结果有何影响\(\rm{?(}\)选\(\rm{2}\)点填入下表\(\rm{)}\)

某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行了分组实验探究。

\(\rm{(1)}\)一组同学讨论后认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其他成分反应而且生成物为固体。他们应该选择_______\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)

A.蜡烛      \(\rm{B.}\)红磷      \(\rm{C.}\)铁丝     \(\rm{D.}\)木炭

二组：某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验进行了大胆改进，分别设计了以下两种装置，如图Ⅰ和图Ⅱ，\(\rm{(}\)图Ⅱ选用容积为\(\rm{30mL(}\)规格为\(\rm{18×180mm)}\)的试管作反应容器进行实验，均收到了良好的效果。请你对比分析下面图\(\rm{I}\)、图Ⅱ的实验，回答下列有关问题：

\(\rm{(3)}\)按图\(\rm{I}\)所示装置进行实验，红磷在瓶中燃烧时的主要现象是________________ ；发生反应的化学方程式为________________________ 。

\(\rm{(4)}\)下表是图Ⅰ实验中记录的数据

根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为 ___________                   　　　　

\(\rm{(5)}\)图Ⅰ实验中，下列操作过程对实验结果的影响分析正确的是 ________\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)

A.弹簧夹没夹紧会导致实验结果偏小

B.燃烧匙内盛放过量的红磷会导致实验结果偏大

C.没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏小

D.点燃红磷伸入瓶中时，没有立即塞紧瓶塞会导致实验结果偏大

\(\rm{(6)}\)图Ⅱ实验的操作步骤如下：

\(\rm{ａ.}\)检查装置的气密性　　

\(\rm{ｂ.}\)将少量红磷平装入试管中，将\(\rm{20mL}\)的注射器活塞置于\(\rm{10mL}\)刻度处，并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管

\(\rm{ｃ.}\)点燃酒精灯　

\(\rm{ｄ.}\)撤去酒精灯，待试管冷却到室温后松开弹簧夹　

\(\rm{ｅ.}\)读取注射器活塞的数据

\(\rm{(7)}\)图Ⅱ实验中，若操作均正确，注射器活塞最终停止在________\(\rm{mL}\)刻度处

\(\rm{(8)}\)图Ⅱ实验中，如上述步骤\(\rm{ｂ}\)中，未用弹簧夹夹住橡皮管，其它步骤都不变，则实验过程中注射器的活塞将先向________\(\rm{(}\)填左或右\(\rm{)}\)移动，后向________\(\rm{(}\)填左或右\(\rm{)}\)移动，最终活塞会停留在________\(\rm{mL}\)刻度处

\(\rm{(9)}\)对比图Ⅰ和图Ⅱ，下列分析正确的是 ________\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)

A.图Ⅰ和图Ⅱ都能粗略的测出空气中氧气的质量分数

B.图Ⅱ实验中，没有白烟逸出，更环保

C.图Ⅱ实验中装置始终密闭，避免红磷放入瓶中时空气逸出，实验结果更准确

用来测定空气成分的方法很多，如图\(\rm{1}\)所示为初中常用的测定装置，请回答下列问题：

\(\rm{(1)}\)实验中红磷要足量的原因是______________________________________________。

\(\rm{(2)}\)实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到剩余容积的__________________。你认为导致这一结果的原因可能是____________________________\(\rm{ (}\)写一条即可\(\rm{)}\)。

\(\rm{(3)}\)某同学对实验进行反思后，提出了改进方法\(\rm{(}\)如图\(\rm{2}\)所示\(\rm{)}\)。该装置改进后的优点是___________________________________________________________。

将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶\(\rm{(}\)容积为\(\rm{146mL)}\)。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数\(\rm{(}\)此时瓶内氧气含量近似为零\(\rm{)}\)。记录相关数据如下表．

\(\rm{(1)}\)金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价_____\(\rm{(}\)填“升高”或“降低”\(\rm{)}\)的过程．

\(\rm{(2)}\)实验\(\rm{①}\)和\(\rm{②}\)说明\(\rm{NaCl}\)可以__________　\(\rm{(}\)填“加快”或“减慢”\(\rm{)}\)铁锈蚀的速率．

\(\rm{(3)}\)实验中，瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是             \(\rm{(}\)填“放热”或“吸热”\(\rm{)}\)过程．

\(\rm{(4)}\)实验\(\rm{①}\)和\(\rm{③}\)是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验\(\rm{③}\)的样品组成是________。

\(\rm{(5)}\)该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是_____\(\rm{\%(}\)精确到小数点后\(\rm{1}\)位\(\rm{)}\)，若实验操作和装置都正确试分析该实验结果出现误差的原因___________________

某兴趣小组同学阅读课外资料得知：很多物质都能影响过氧化氢分解速度。于是，同学们探究催化剂对过氧化氢分解速度的影响。分别取相同质量和浓度的过氧化氢溶液加入不同质量的\(\rm{MnO_{2}}\)，测量相同时间内收集氧气的体积。

【实验过程】实验数据记录如下：

【实验分析】

\(\rm{(1)}\)过氧化氢分解的化学符号表达式__________________________________。

\(\rm{(2)}\)本实验中，测量\(\rm{O_{2}}\)体积的装置是________\(\rm{(}\)填编号\(\rm{)}\)。

【实验反思】除了催化剂的质量会影响过氧化氢分解速度外，催化剂的种类是否也会影响过氧化氢分解速度呢？

【实验探究】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？如果能，催化效果如何\(\rm{?}\)

【实验结论】

\(\rm{(3)}\)实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的_________________和______________在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；

【实验评价】

\(\rm{(4)}\)若实验Ⅳ观察到\(\rm{D}\)试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是：__________。

【知识拓展】

查阅资料可知：\(\rm{CuO}\)、\(\rm{CuSO_{4}}\)、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。

\(\rm{(5)}\)下列有关催化剂的说法中正确的是_________________。

A.\(\rm{MnO_{2}}\)只能作过氧化氢溶液分解的催化剂

B.同一个化学反应可以有多种催化剂

C.使用催化剂就能加快化学反应的速率     

D.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物

为“测定空气里氧气含量”，小明同学取足量的红磷、镁条、木炭分别在等体积的\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)、\(\rm{C}\)三瓶空气中同时燃烧\(\rm{(}\)发生的化学反应有\(\rm{C+O_{2} \overset{点燃}{=} CO_{2}}\)；\(\rm{4P+5O_{2} \overset{点燃}{=} 2P_{2}O_{5}}\)；\(\rm{2M}\)\(\rm{g}\)\(\rm{+O_{2} \overset{点燃}{=} 2M}\)\(\rm{g}\)\(\rm{O}\)；\(\rm{3M}\)\(\rm{g}\)\(\rm{+N_{2} \overset{点燃}{=} M}\)\(\rm{g}\)\(\rm{{\,\!}_{3}N_{2})}\)；充分燃烧后恢复到常温再松开止水夹，发现集气瓶\(\rm{B}\)中进水最多，\(\rm{C}\)中进入水量很少．