如图是某化学课外学习小组设计的探究工业炼铁原理及产物验证的实

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更新 2022-09-03
科目化学
题型探究题
难度较难
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如图是某化学课外学习小组设计的探究工业炼铁原理及产物验证的实验，其中A装置的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳，看图回答下列问题：

（1）写出装置 $A$ 玻璃管中发生反应的化学方程式：；
（2）实验过程中，应先点燃装置中的酒精喷灯。
（3）要验证 $B$ 中产生的 $C O_{2}$ ，还需要在 $A 、 B$ 之间增加装置（填" $D$ "或" $E$ "）。
（4）整套装置还有一个明显的不足之处是：。
（5）由于铁的氧化物 $F e_{3} O_{4} 和 F e O$ 均为黑色， $B$ 中得到的铁是否含有 $F e_{3} O_{4} 和 F e O$ ，该小组同学设计了下列探究实验。
【提出问题】 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 得到的铁是否含有 $F e_{3} O_{4} 和 F e O$ ？
【提出猜想】猜想1： $F e$ ；猜想2： $F e 和 F e_{3} O_{4}$ ；猜想3： $F e 和 F e O$ ；
猜想4：．
【查阅资料】① $2 F e C l_{3} + F e = 3 F e C l_{2}$ ，但 $F e C l_{3}$ 溶液不与 $F e_{3} O_{4} 、 F e O$ 反应
② $F e_{3} O_{4} + 8 H C l = 2 F e C l_{3} + F e C l_{2} + 4 H_{2} 0$ ③含有 $F e^{3 +}$ 盐溶液遇到 $K S C N$ 溶液时变成血红色．
【实验探究】限选试剂： $C O$ 、盐酸、澄清石灰水、 $K S C N$ 溶液、 $F e C l_{3}$ 溶液

实验操作	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量黑色产物加入到装有FeCl₃溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤．	黑色固体部分溶解	猜想2和猜想4都不成立
Ⅱ．取第I步洗涤后所得固体加入到装有足量的试管中，充分反应后，再滴加少量KSCN溶液．	黑色固体全部溶解，溶液不变为血红色
Ⅲ．另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量澄清石灰水的容器中．	澄清石灰水变浑浊	猜想成立

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.(10连云港27)某研究性学习兴趣小组同学在学习了酸、碱、盐的知识后，走进化学实验室。邀请你参与以下活动。（已知①2Na₂CO₃+ H₂SO₄==NaHCO₃+Na₂SO₄ NaHCO₃溶液呈碱性②CaSO₄微溶，但在稀溶液中看作可溶，其水溶液呈中性）

（1）甲、乙两同学想用实验证明稀硫酸和NaOH稀溶液确实能发生反应，设计了如图A所示的实验。丙、丁两同学想再现课本上将“澄清的石灰水滴入Na₂CO₃溶液”的现象，设计了如图B所示的实验，并各自进行操作。
【问题讨论】教师首先肯定了这四位同学的实验设计和操作，请你填空：
甲、乙同学将较多量的稀硫酸加入锥形瓶后，他们是依据溶液的颜色由    色变为    色的现象来判断两者确实发生反应的。丙、丁同学的实验中发生的复分解反应可用化学方程式表示
为
【意外发现】甲同学和丙同学在洗刷仪器前，将A、B装置锥形瓶中的残留物倒入同一个洁净的废液缸，发现白色沉淀溶解，有气泡产生，废液缸中形成无色溶液，这一现象立刻引起了同学们的好奇。于是，他们又以“无色溶液中含有那些溶质”为课题进行研究。
【提出猜想】经讨论呈现出如下猜想：
①溶质为：Na₂SO₄   CaSO₄
②溶质为：Na₂SO₄   CaSO₄   H₂SO₄
③溶质为：Na₂SO₄   CaSO₄   NaOH
请你判断：上述猜想中不合理的是      （填数字代号）
【实验探究】小组同学针对认为合理的猜想，设计实验进行探究，请你将下表补充完整。

实验内容	实验现象和结论
取废液缸中少量溶液于试管中，滴入少量溶液，观察	a．若有气泡产生，则猜想成立
b．若无气泡产生，则猜想成立

【意外发现2】乙同学和丁同学在洗刷仪器前，将A、B装置锥形瓶中的残留物倒入另一个洁净的废液缸，发现沉淀不溶，没有气泡，上层清液呈红色。此时，上层清液中溶质的组成情况可能有许多组。如①Na₂SO₄NaOH ②Na₂SO₄Ca(OH)2③Na₂SO₄ NaOH Na₂CO₃
④Na₂SO₄⑤Na₂SO₄Na₂CO₃（未列全。请用化学式将④⑤补充完整）
（2）教师点拨：证明稀硫酸和NaOH稀溶液确实能发生反应的方法还有多种。
【拓展探究】小组同学用其他装置继续进行实验。请你回答下列问题
①若不加酚酞试液，将稀硫酸（适量）与NaOH稀溶液混合后，再向其中加入CuSO₄溶液至蓝色沉淀生成，则（填“能”或“不能”）证明两者确实发生了反应。
②若不加酚酞试液，将稀硫酸（少量）与V₁mLNaOH稀溶液混合后，再向其中CuSO₄溶液至蓝色沉淀不再产生时，消耗了V₂mLCuSO₄溶液，此时还必须做一个对比实验才能证明两者确实发生了反应，这个对比实验是（简述操作方法及结论）证明稀硫酸和NaOH稀溶液确实发生了反应。

题型：未知
难度：未知

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(10成都18)木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。教材用如图I实验介绍这一知识。

（1）木炭与氧化铜反应的化学方程式是______________________________；
（2）木炭呈块状，实验时要先将木炭研细，再与CuO粉末混合均匀后使用。这样处理的目的是______________________________________
（3）酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用时_______________________
（4）为了提高成功率，某研究小组设计如图Ⅱ方案进行实验。
【装置改进】
稳定的高温时本实验成果的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率。图Ⅱ装置将卧式装置改为直立式装置。实验时，将反应混合物夯实于试管底部，调节酒精灯是外焰完全包围试管的下部。你认为该设计是否更好？____________（填“是”或“否”）；理由是________________________________________________；

【实验研究】
分别称取2g木炭与CuO的混合物，按每种比例重复实验3次。实验记录如下表：
总质量相同（2g）但木炭与CuO比例不同的实验对比表

比例	1:6	1:7	1:8	1:9	1:10～1:11	1:12	1:13
加热时间	1′51″	1′43″	1′57″	1′51″	1′51″	1′53″	4′
实验现象	红热，产生大量气泡，石灰水变浑浊	偶尔红热，气泡较少
实验结果	表层铜珠较大，出现未完全反应的黑色木炭粉末，且木炭含量越高黑色粉末越多	反应较完全，生成亮红色网状铜块	部分生成Cu₂O	主要产物是Cu₂O

由实验数据分析，影响实验的另一因素是______________________________；从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是_____________________；
【讨论交流】
由于试管中有空气，实验时应注意：
混合物需进行预热，除了使试管受热均匀外，目的是_______________________________；
不能把石灰水浑浊作为木炭跟CuO反应的充分证据。因为试管中还可能发生反应：
___________________________________（写化学方程式）
【提出问题】关于影响该实验的因素，你认为还可进一步探究的问题

题型：未知
难度：未知

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（10成都某小组用右图装置进行CO₂与空气密度大小比较的实验。

装置：如右图，玻璃管内装有一根铜丝，铜丝上等距离系有11个棉球，两端与干燥管相连。
实验：玻璃管上段和下段的各5个棉球用紫色石蕊溶液润湿，干燥管内塞入用稀NaOH润湿的棉球。0号棉球内预先包有少量K₂CO₃粉末，用注射器通过管壁小孔向0号棉球缓慢注入0.5mL的稀H₂SO₄。
玻璃管内选用铜丝固定棉球，从金属活动性考虑，是由于铜丝_____________________；
注入0号棉球内的稀H₂SO₄能否用浓HCl代替？__________（填“能”或“不能”）原因是_________________________________________________________；
该实验可观察到的现象是____________________，实验中，还可观察到上段1号棉球变色。从微观角度看，可得到的结论是______________________________；
若在0号棉球内包少量MnO₂粉末，用注射器向棉球内注入少量5﹪H₂O₂溶液。则反应的化学方程式为___________________________，其他试剂不变，该装置是否适合比较2与空气密度的大小？__________（填“是”或“否”）
与教材实验（如图1、图2）比较，该装置的优点是_______________________________

题型：未知
难度：未知

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（10贵港21）某化学小组发现一袋包装破损的漂白粉，同学们对其漂白作用是否失效产生了疑问。
【查阅资料】漂白粉的主要成分是Ca(ClO)₂、CaCl₂和Ca(OH)₂，其有效成分是Ca(ClO)₂。Ca(ClO)₂可溶于水，漂白原理是：它在空气中发生反应Ca(ClO)₂+H₂O+CO₂=CaCO₃+2HClO，HClO能使有色物质如品红溶液褪色。HClO不稳定，易分解生成HCl和O₂。
【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
把少量漂白粉样品加入水中，通入足量的CO₂气体，___________________。	______________________。	漂白粉的漂白作用已失效。

【继续探究】同学们对失效后的漂白粉的成分很感兴趣，并作进一步探究。在老师的帮助下，同学们对失效后的漂白粉成分进行猜想，猜想一：CaCl₂和CaCO₃；猜想二：CaCl₂和Ca(OH)₂；猜想三：CaCl₂和CaCO₃和Ca(OH)₂。

实验操作	实验现象	实验结论
步骤一：把样品加入水中，充分溶解后过滤， ________________________________。	有气泡产生。	猜想一成立。
步骤二：________________________________。	______________________。

题型：未知
难度：未知

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（10无锡36）某化学兴趣小组在甲、乙两个充满()₂的密闭容器中各加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，两个容器中的碳粉都已完全消失。该小组成员对两容器中反应后的气体进行如下探究：
(1)小红同学对甲容器中气体的组成提出如下四种猜想：
①只有CO    ②只有CO₂  ③只有O₂    ④CO和O₂混合气体
你认为上述猜想中明显不合理的有         (填序号)。
(2)小明同学认为甲容器中的气体还可能是CO和CO₂的混合气体，为了验证自己的猜想，他准备按下图所示装置进行探究。
请你回答下列问题：
①装置B中浓硫酸的作用是             。
②若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是    ，反应的化学方程式是     装置C玻璃管中的实验现象是        ，反应的化学方程式是            。
(3)小芳同学对乙容器中气体的组成提出了除上述猜想外的另一种合理猜想，她的猜想是
于是她设计了下列实验方案验证其猜想
【步骤l】先加热装有铜丝网的玻璃管一段时间后，再通入乙中的气体，观察现象；
【步骤2】将乙中的气体通人澄清石灰承中，观察现象。
指导老师在分析其实验方案后，指出了其中存在的错误或不足。
①步骤I应先通入乙中气体一段时问后方可加热。你认为这样修改的原因是
②没有必要进行步骤2的实验，其理由是                。
“’若反应前甲、乙两容器中碳粉与氧气的质量比分别表示为。当小明和小芳的猜想均成立时，则 (填>”、“<”或=”)

题型：未知
难度：未知

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