常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇，设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
（1）试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。
（2）探究生成的气体是什么？
用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______________。
（3）探究试管中剩余固体成分是什么？
【查阅资料】（1）金属氧化物能和酸反应且生成物能溶于水 （2）信息如表格
| 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 |
【初步验证】试管中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一：剩余固体是Fe与Fe3O4；猜想二：剩余固体是_____________。
【实验探究】
| 实验操作 |
实验现象 |
结论 |
| |
|
猜想二正确 |
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________.
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3，理由是_______________________________.
小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：
加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
| 实验步骤 |
实验现象 |
化学方程式 |
| 取一只250 mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中 |
木炭燃烧得更旺 |
化学方程式I |
表中，化学方程式I是 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是 。
实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，进行实验，并重复多次。
（250 mL 集气瓶）
【实验记录】
| 实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
|
| ① |
检查装置的气密性 |
|
装置的气密性良好 |
| ② |
加入药品，将装置连接固定 |
|
|
| ③ |
打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b |
A中水进入到B中，B中水的体积为200 mL。 |
收集200 mL气体（由压强差引起的误差忽略不计） |
| ④ |
用凸透镜聚光引燃白磷 |
燃烧，产生大量白烟 |
|
| ⑤ |
待白磷熄灭并冷却到室温， 进行操作I |
现象I |
小丽收集的气体不是纯净的氧气 |
表中，操作I是 ；
现象I是 。
【数据记录】
| 实验次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| B中剩余水体积/mL |
100 |
42 |
39 |
41 |
38 |
【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为 % 。
【实验反思】
导致第1组数据产生较大误差的可能原因是 。
某实验小组的同学在整理实验仪器时，发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后，同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物（反应完全），从中可以回收得到MnO2。小组同学将黑色固体取出，并对其进行了探究。
【查阅资料】①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾（KClO3）固体的混合物制取氧气。其反应的文字表达式为：氯酸钾
氯化钾＋氧气。
②氯化钾溶于水，其水溶液呈无色；锰酸钾溶于水，其水溶液呈绿色。
③催化剂在化学反应前后，其质量和化学性质保持不变。
探究活动一：探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
【猜想】猜想一：过氧化氢制取氧气；
猜想二：氯酸钾制取氧气；
猜想三： 制取氧气。
请写出猜想一制取氧气反应的表达式 ，
根据所学知识和以上信息判断，猜想一不成立，理由是 。
【进行实验】取少量黑色固体于另一个烧杯中，加入足量蒸馏水溶解，振荡，过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
【得出结论】猜想 成立，理由是 。
探究活动二：探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
【猜想】猜想一：是反应物；猜想二：是催化剂。
【进行实验】
| 实验操作 |
实验现象 |
| 1、取12.25g氯酸钾在试管中加热，把带火星的木条伸入试管。 |
固体融化，产生少量气体，木条上的火星变亮。 |
| 2、取12.25g氯酸钾和2.0g二氧化锰混合均匀后在试管中加热，把带火星的木条伸入试管。 |
___________________。 |
| 3、待反应完全后，将试管中的剩余物加足量的水溶解，过滤，并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。 |
称量固体的质量是_______g |
【实验结论】猜想二成立，二氧化锰在反应中起到催化作用。
【反思与交流】小贝同学提出，前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用，因为没有证明二氧化锰的 在反应前后不变。
研究性学习小组选择“可燃物燃烧剧烈程度与哪些因素有关”的课题进行探究。
【提出问题】可燃物燃烧剧烈程度与哪些因素有关？
【猜想与假设】可能与氧气的浓度有关。
【完成实验】按下表进行实验，并记录反应的现象。
| 实验编号 |
可燃物种类 |
集气瓶中气体 |
反应现象 |
| ① |
细铁丝 |
空气 |
无现象 |
| ② |
硫 粉 |
氧气 |
？ |
| ③ |
细铁丝 |
氧气 |
燃烧且火星四射 |
| ④ |
硫 粉 |
空气 |
产生淡蓝色火焰 |
【分析现象，得出结论】
（1）表格中实验②中的现象是： ；
（2）写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式： ；
（3）由实验 对比，证明猜想合理；由实验①④对比，说明可燃物燃烧的剧烈程度还与 有关。
【反思】
（1）再举“氧气浓度影响可燃物燃烧剧烈程度”的例子：
（2）氧气的浓度还会影响可燃物是否完全燃烧，如煤在氧气不足时燃烧生成 有害气体。
你若还能提出新的合理的假设和实验方案，本题可奖励4分（化学试卷总分不超过100分）
【假设】
【实验方案】
某同学发现一瓶没有塞上瓶塞的过氧化氢溶液。查资料得知，过氧化氢溶液在光线的直射下也能分解成氧气和水。他想探究这瓶过氧化氢溶液是否已经完全分解，与同学们一起进行如下实验。
【猜想与假设】
猜想Ⅰ：这瓶过氧化氢溶液已经完全分解。 猜想Ⅱ：这瓶过氧化氢溶液未完全分解。
【设计实验】为了验证猜想，甲、乙、丙三位同学分别提出如下方案：
甲同学：取适量试剂于试管中，伸入带火星的木条，若带火星的木条复燃，则猜想Ⅰ成立，若带火星的木条不复燃，则猜想Ⅱ成立。同学们认为此方案不行，原因是_______________________。
乙同学：取等量的过氧化氢溶液于A、B两个试管中，向A试管中加入少量二氧化锰，再把带火星的木条分别伸入A、B试管中，若观察到_____________________，则猜想Ⅰ成立。该实验中，B试管的作用是_____________。
丙同学：
| 操作 |
现象 |
结论 |
| 取与甲同学等量的试剂于另一支试管中，加热，再伸入带火星的木条 |
_______________________ ， ________________________ |
猜想Ⅱ 成立 |
【反思与交流】
① 敞口放置的试剂容易变质，所以要_________保存；过氧化氢溶液见光易分解，所以要存放在___________（填试剂瓶类型）中。
② 二氧化锰在过氧化氢的分解中起催化作用。从本组实验中可得知，能改变化学反应速率的方法还可以_______________________。
在过氧化氢溶液的分解反应中，二氧化锰能作催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是 （选填序号）。
| A．在化学反应后其质量减小 |
| B．在化学反应后其化学性质发生了变化 |
| C．能增大生成物的质量 |
| D．能改变化学反应速率 |
【提出问题】在过氧化氢溶液的分解反应中，除了二氧化锰，是否有其他物质也能作催化剂？
【查阅资料】在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂。
【进行实验】用天平称量0．2g氧化铜，取5mL5%过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
（1）填写下表：
| 步骤③现象 |
步骤⑥结果 |
步骤⑦操作 |
结论 |
| ，带火星的木条复燃 |
|
重复步骤 |
在过氧化氢溶液的分解反应中，氧化铜也能作催化剂 |
（2）步骤①的目的是与步骤 对比，检验加入氧化铜前后过氧化氢溶液的分解速率有无变化。
粤公网安备 44130202000953号