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虚后的产物。
（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】
| 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 |
实验现象及结论 |
| |
|
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。
请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。
【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分
【查阅资料】通过查阅资料知道，天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表：
| 物 质 |
Ca(HCO3)2 |
Mg(HCO3)2 |
Ca(OH)2 |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
MgCO3 |
| 溶解性 |
可溶 |
可溶 |
微溶 |
不溶 |
不溶 |
微溶 |
【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 ，可能含有Ca(OH)2和 。
【设计方案】
（1）甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na2CO3溶液，如果没有白色沉淀，说明水垢中无 (填化学式)。
（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。
其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重22g，则水垢全部是CaCO3。
②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；
③称量D瓶内物质增加的质量；
④重复②和③的操作，直至D瓶内物质质量不变。
测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如 右图曲线所示；
【评价】
（1）A瓶中的NaOH溶液起到 作用。若A瓶中无 NaOH 溶液，D瓶中的质量将 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）一般情况下，两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知：水垢中一定含有
（化学式），理由是 。
不少溶洞里的地下河水是含有MgCl2和CaCl2的硬水。下表是某化学兴趣小组设计的软化硬水实验方案，请你一起来完成。
| 实验操作 |
现象 |
结论或化学方程式 |
| 步骤Ⅰ：取少量硬水样品于试管中，向其中滴加Ca(OH)2溶液，直到反应完全。 |
有白色沉淀产生。 |
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2 |
| 步骤Ⅱ：向上述试管中滴加 溶液，直到反应完全。 |
|
化学方程式： |
| 步骤Ⅲ： (填操作 名称)。 |
除去沉淀物。 |
得到澄清滤液。 |
| 步骤Ⅳ：用两试管取等量的上述滤液和原硬水样品，分别滴加 ，振荡。 |
盛有滤液的试管中 。 |
证明硬水已软化。 |
【拓展】经过上述实验后得到的软水还含有一种可溶性杂质。要得到纯净水，
可以将滤液再进行 操作。
小亮在实验室发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶，其标签破损，从残余部分只能看出溶质质量分数为10%，具体是什么物质无法辨认。老师告诉他，这瓶溶液可能是氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙或是碳酸钠中的一种。
（1）小亮查阅氢氧化钙常温下的溶解度为0.18g后，认为该溶液不可能是氢氧化钙，理由是 。
（2）小亮用洁净干燥的玻璃棒蘸取该溶液滴到湿润的pH试纸上，测得pH=9，他判断该溶液不可能是氯化钠。对他的操作方法、测量结果及结论的评价，正确的是 ；
A．方法正确，结果正确，且结论正确 B．方法不正确，结果偏小，但结论正确
C．方法不正确，结果偏大，结论不正确 D．方法正确，结果正确，但结论不正确
（3）为了进一步确定该溶液的成分，小亮继续进行下列实验。
[设计实验方案]方案甲：选择氯化钡溶液来确定该溶液的成份；
方案乙：选择稀硫酸来确定该溶液的成份。
[进行实验]在两个方案中选一个方案，填写步骤、现象、结论。
| 实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
| 取少量溶液于试管，滴加 。 |
|
该溶液是碳酸钠溶液。有关反应的化学方程式为： 。 |
[实验反思]
①有同学认为还可以用一种常见的碱溶液来确定是碳酸钠，该碱溶液可以是 溶液。
有关反应的化学方程式为： 。
②小亮经过反思，向同学们提出如下建议，你认为不合理的是 （填字母）。
A、倾倒液体时应注意保护标签不被腐蚀
B、要有严谨的科学实验的态度
C、无法辨认的药品，直接倒掉，无需保留
（4）用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有少量的氯化钠。为测定某纯碱样品中碳酸钠的质量分数，小明称取该样品11 g，加入到盛有一定量稀盐酸的烧杯中，恰好完全反应，测得烧杯中物质总质量的变化如图所示。请计算：
①该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。（精确到0.1%，下同）
②反应后所得溶液中溶质的质量分数。
某兴趣小组话动中，同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究。探究过程中，大家对磷燃烧生成的大量白烟是否危害人体健康提出疑问。
【查阅资料】白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，……燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，并能与空气中的水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸(HPO3)。
【交流与讨论】白烟对人体健康有害，该实验装置必须改进。
【改进与实验】同学们按改进后的图2装置进行实验。
图1 图2 图3
请你帮助他们将下表补充完整。
| 实验现象 |
对实验现象的解释 |
| （1）a试管中白磷燃烧，热水中白磷没有燃烧 |
（1）热水中白磷没有燃烧的原因是热水中的白磷没有与氧气（或空气）接触。 |
| （2）b试管中红磷没有燃烧 |
（2）b试管中红磷没有燃烧的原因是 。 |
【反思与评价】
（1）根据上述实验得出，可燃物燃烧的条件是 。
（2）同学按图2完成实验后，经反思总结实验过程，又改进设计了图3实验，其中图3实验中气球的作用是 （填字母）。
A．收集生成的气体
B．防止有害物质污染空气
C．调节试管内的气体压强，避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动
【拓展与迁移】实验小结时，小朱同学说：“待a试管冷却后，如果将试管口朝下垂直伸入水面下(室温)，并取下橡皮塞，将看到液体进入试管。”这一说法得到大家的一致认同。你认为如果不考虑橡皮塞占试管的容积，实验所用白磷足量，装置气密性良好，且进入a试管内液体的体积约占试管容积的1∕5，这一现象还可以得出的结论是 。
某同学在商店买到一种“果冻蜡烛”（见图）。他想对“果冻蜡烛”进行探究。
【提出问题】“果冻蜡烛”是否含有碳、氢、氧元素。
【查阅资料】“果冻蜡烛”可完全燃烧，燃烧时无烟尘，燃烧过程和熄灭时无异味；
【探究实验】（请完成下列实验报告）
| 步骤 |
现象 |
实验结论 |
| （1）点燃“果冻蜡烛”，并在火焰上方罩一个干冷的小烧杯。 |
烧杯内壁有无色小液滴产生。 |
“果冻蜡烛”燃烧生成 。 |
| （2）迅速倒转小烧杯，向其中加入适量澄清石灰水，振荡。 |
。 |
“果冻蜡烛”燃烧生成二氧化碳。 |
【实验结论】该同学分析：水是由氢元素和氧元素组成，二氧化碳是由碳元素和氧元素组成，因此“果冻蜡烛”含有碳、氢、氧元素。
【反思与评价】你认为该同学得出的实验结论是否正确？ （填“正确”或“不正确”），请说明原因 。
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