铁生锈探秘
为探究铁生锈的原因，化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验：
实验结果显示：B、D实验中铁生了锈，而A、C实验中没有明显的现象，仔细分析这4 个实验，回答下列问题：
（1）评价方案
对照实验指除了一个变量外，其他的量都保持不变的实验．该实验方案中采用了对照实验方法．请指出其中的对照实验（填ABCD实验代号）和变量．
第①组对照实验
第②组对照实验
第③组对照实验
（2）解释数据
实验时，每隔一段时间测量导管内水面上升的高度，结果如下表所示（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm ）：
| 时间/小时 编号 |
0 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
| A |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| B |
0 |
0 |
0 |
0.3 |
0.8 |
2.0 |
3.5 |
| C |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| D |
0 |
0.4 |
1.2 |
3.4 |
7.6 |
9.5 |
9.8 |
导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是
（3）获得结论
根据本实验，你认为导致铁生锈的物质有
某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题，请按要求回答下列问题。
（一）图1是工业炼铁的主要装置，图2是实验室模拟炼铁的装置，
图1 图2
（1）图1设备的名称是 。
（2）工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎，其目的是 。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外，还能 。
（3）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式： 。
（二）上图2为实验室模拟工业炼铁装置图：已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功，请回答下列问题：
（1）图中仪器的名称为 。
（2）实验过程中的现象：A中 、B中 。
（3）该实验的操作步骤： 。（填序号）
a．点燃A处酒精灯 b．通入CO气体 c．停止通入CO气体 d．熄灭酒精灯。
（4）兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．已知原固体质量为48.0g，如图所示．
①根据图象分析，写出B点时固体成分的化学式 。
②若A点生成物为一成分固定的化合物，请确定其化学式是 。（写出计算过程）
写出氧化铁生成该物质的化学方程式为 。
（5）若某同学实验中，发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为 g。
（6）实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有 （填序号字母）。
A．收集一氧化碳 B．吸收二氧化碳 C．检验二氧化碳
（一）请结合下列实验常用装置，回答有关问题．
（1）写出标号仪器的名称a
（2）如若用氯酸钾固体加热制取氧气，发生装置应选用____________（选填装置序号）。
（3）实验室用过氧化氢制较纯净的氧气，制取气体时，组装好仪器后，应先____________，再添加药品；收集氧气时，应选用的收集装置是 (填字母)，反应的文字表达式是 ；若选择装置H收集氧气(H中原来是空气且正放)，则气体从_______管（选填“c”或“d”）进入；
（4） 图中D装置比B装置多用一支小试管，D装置的优点有
①可控制反应的开始和结束 ②节约药品 ③可形成液封防止漏气
（二）实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的装置图，请结合图示回答有关问题．
（1）根据下表提供的实验数据，完成下表．
| 硬质玻璃管中 空气的体积 |
反应前注射器中 空气体积 |
反应后注射器中 气体体积 |
实验测得空气中 氧气的体积分数 |
| 25mL |
15mL |
9mL |
|
（2）不断推拉注射器的目的是
（3）若实验测得的结果偏小（氧气的体积分数小于21%），可能的原因有哪些？（列举一条）
（4）反应结束后要将气球内的气体挤出，否则测得的结果 （填偏大、偏小或不变）
空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】
图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
（1）写出红磷燃烧的符号表达式 。
（2）实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内气体的 减小，烧杯中水倒吸到集气瓶。
【问题提出】
有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测定结果与理论值往往相差较大。
【实验改进】
Ⅰ. 甲同学根据铁在空气中生锈的原理设计图2实验装置，再次测定空气中氧气含量（装置中装铁粉的纸袋浸有浓食盐水，会加速铁生锈）。
Ⅱ. 乙同学经过思考，在图2的基础上设计了图3实验装置，实验测得实验数据如下表：
| 时间／h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
| 压强／KP |
101.6 |
89.7 |
85.4 |
83.3 |
82.2 |
81.] |
81.2 |
81.2 |
81.2 |
【交流表达】
（1）根据表中数据计算，改进后测得空气中氧气的体积分数是 (结果精确到0.1%)。
（2）从实验原理角度分析，图2的实验结果比图1准确度更髙的主要原因是： 。
【实验反思】
许多同学用改进前图1装置得出的结论却也与理论值相差不大，其主要原因是：
用图甲所示的电解水装置来测定水的组成。
【实验步骤】
（1）按图安装好装置，检验装置气密性。
（2）在Ｕ型管中装入水（水面略低于支管口）。
（3）取下注射器，打开电源一段时间后，关闭电源。
（4）将注射器活塞推到顶后连接注射器，再次打开电源。
当注射器二中活塞停留在10mL刻度时，关闭电源。
（5）检验气体。
【实验结论】水是由 组成的。电解水的符号表达式 。
【问题讨论】
（1）实验开始时先打开电源通电一段时间后再接上注射器的目的是 。
（2）实验结束时注射器一中活塞停留在 刻度处。将该注射器带上针头，移向燃着的木条旁，推动活塞，现象是 。
（3）水电解的过程可用下列图示表示。粒子运动的先后顺序是 。
在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，
① 甲同学设计了如图1的实验方案：在集气瓶内放足量红磷，塞紧橡皮塞，用放大镜聚集太阳光来引燃红磷，待红磷火焰熄灭且集气瓶冷却至室温后，打开止水夹。如果实验成功，那实验过程中观察到的主要现象有 （11） 。
② 乙同学设计了如图2的实验方案：将足量镁粉点燃后放入钟罩装置进行实验，写出镁粉与氧气反应的化学方程式 （12） 。燃烧完毕冷却后水几乎占满整个钟罩，已知镁是一种很活泼的金属，请推测产生这一现象的可能原因 （13） 。如果将图2中镁粉换成碳粉进行相同实验，则 （14） （能或不能）用来测定空气中氧气的含量。
③ 丙同学设计了如图3的实验方案：反应容器是由两个针筒和中间的玻璃管组成的密闭系统，容器内留有30mL空气。加热等铜丝的温度升高后，交替缓缓推动两个注射器活塞，观察到亮红色的铜丝表面覆盖着一层黑色物质（反应方程式：2Cu+O2 2CuO），实验数据记录如下：
| 反应前容器内空气体积 |
反应后容器内气体体积 |
| 30mL |
X mL |
I.反应后容器内气体体积X理论上为 （15） mL。
II.如果反应结束后测得容器内气体体积为28mL，假设装置气密性完好，那造成实验有误差的原因可能是 （16） （试举一个即可）。
④ 十八世纪法国化学家拉瓦锡为了研究空气的组成设计的实验如图4，实验原理是汞与氧气在加热条件下会反应生成红色的氧化汞粉末。当年拉瓦锡在观察到汞表面浮起红色渣滓后，还继续加热了12天才停止实验，他这样做的理由是 （17） 。
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