初中化学探究题

如图为某同学所做的实验及现象。

（1）实验1发生反应的化学方程式为 　　。

（2）实验2生成Ca（HCO ₃） ₂．实验3发生反应的化学方程式为 　　，该实验说明CaCO ₃比Ca（HCO ₃） ₂热稳定性 　　（选填"强"或"弱"）。

（3）某地区硬水中溶有较多的可溶性Ca（HCO ₃） ₂、Mg（HCO ₃） ₂。

①生活中常用 　　来区分硬水和软水。

②煮沸硬水可降低水的硬度，同时生成难溶性混合物固体A。

【猜想】固体A中除CaCO ₃外，还含有：

猜想1：只含MgCO ₃

猜想2：只含Mg（OH） ₂

猜想3：MgCO ₃和Mg（OH） ₂

【实验】取10.0g干燥的固体A，加入足量的稀盐酸充分反应，产生4.4gCO ₂气体。

【结论】

①猜想1、2错误。其中判断猜想1错误的理由是 　　。

②猜想3正确，固体A中MgCO ₃和Mg（OH） ₂的质量比是 　　。

【拓展】在100℃时加热溶有较多Ca（HCO ₃） ₂、Mg（HCO ₃） ₂的硬水，1小时后得到CaCO ₃和Mg（OH） ₂•MgCO ₃•3H ₂O的固体混合物。写出Mg（OH） ₂•MgCO ₃•3H ₂O与稀盐酸反应的化学方程式： 　　。

氧气是我们身边无法离开的物质。某兴趣小组对氧气的研究如下：

I．氧气的制备：

（1）写出图中有标号仪器的名称：① 　　，② 　　。

（2）写出用KMnO ₄制取O ₂的化学反应方程式 　　。该装置中棉花团的作用是 　　，图中装置一处明显的错误是 　　。

II．氧气的收集：

【实验1】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃时停止收集，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。

【实验2】用向上排空气法收集氧气，当放置在集气瓶口带火星木条复燃后，继续收集40秒，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。

【实验3】用排水法收集氧气，测定瓶中氧气的含量，重复实验3次。

实验数据：

	实验1			实验2			实验3
氧气的体积分数（%）	79.7	79.6	79.9	88.4	89.0	87.9	90.0	89.8	89.3
氧气的平均体积分数（%）	79.7			88.4			89.7

数据分析：

（3）由实验1、2可知，用向上排空气法收集氧气时，为提高获得的氧气体积分数，可采取的措施是 　　。

（4）不考虑操作因素，实验3获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是 　　。

Ⅲ．铁丝在氧气中燃烧

（5）铁丝在纯净氧气中燃烧的化学反应方程式为 　　。

（6）铁丝燃烧时火星四射，经研究表明产生火星四射现象的原因，可能是同时生成了某种气体，推测该气体是 　　（填化学式）。将燃烧后的黑色固体粉碎后，滴加稀盐酸，若产生气泡，则原因是 　　（用化学反应方程式表示）。

化学兴趣小组在实验室发现一瓶氢氧化钠溶液，瓶口有少量白色固体且玻璃瓶塞打不开，这一情况激起了他们浓厚的兴趣，于是展开了如下探究：

【提出问题】瓶口白色固体的成分是什么？

【查找资料】（1）玻璃中含有二氧化硅（SiO ₂），试剂瓶身经抛光处理，不易反应，而瓶口和玻璃塞上的磨砂将二氧化硅裸露出来；

（2）二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应，SiO ₂+2NaOH＝Na ₂SiO ₃+H ₂O；

（3）硅酸钠（Na ₂SiO ₃）是一种白色固体，有很强的粘合性，可溶于水，溶液呈碱性；硅酸钠溶液能与强酸反应，如：Na ₂SiO ₃+2HCl＝2NaCl+H ₂SiO ₃↓（白色）；

硅酸钠溶液能与氯化钙溶液反应：Na ₂SiO ₃+CaCl ₂＝2NaCl+CaSiO ₃↓（白色）。

【作出猜想】白色固体的成分是：

Ⅰ．硅酸钠；

Ⅱ．硅酸钠和碳酸钠；

Ⅲ．硅酸钠、碳酸钠和氢氧化钠

【实验探究】取一定量白色固体溶于适量水中形成样品溶液，分组进行如下实验并相互评价：

	实验操作		实验现象	结论与评价
第1组			有气泡冒出且产生白色沉淀		同学们认为猜想① 　　不成立；写出生成气体的反应化学方程式：②
第2组	第一步		产生白色沉淀	第1组同学认为：此步骤还不能准确判断出原固体的成分。
	第二部		③	大家一致认为：猜想II成立。

【反思交流】

（1）有同学认为，第2组实验中不能用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，理由是：④ 　　；

（2）氢氧化钠溶液必须密封保存，且试剂瓶只能用橡胶塞。

某实验小组的同学在学习了铁的冶炼后，想探究炼铁高炉排放出的高炉气体中含有污染环境的气体有哪些，请我们共同参与探究并回答下列问题：

【提出问题】高炉气体中含有污染环境的气体是什么？

【作出猜想】猜想一：只有CO；

猜想二：只有SO ₂；

猜想三：CO和SO ₂都有；

【查阅资料】二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊（与CO ₂相似），能使品红溶液褪色，可被酸性高锰酸钾溶液吸收。

【实验探究】该实验小组的同学组装了如图1装置进行实验。

（1）甲同学在实验中发现A中品红溶液褪色，高炉气体中含有气体 　　，B中酸性高锰酸钾溶液的作用是 　　，C 中品红溶液的作用是 　　；

（2）乙同学发现C中品红溶液没有褪色，E中澄清石灰水变浑浊，得出高炉气体中含有CO．丙同学认为乙同学的结论不正确，理由是 　　。

（3）该实验小组的同学经过讨论后，改进了实验装置，如图2所示。用氢氧化钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液的优点是 　　，写出SO ₂与 NaOH溶液反应的化学方程式 　　。

【实验结论】炼铁厂排放的高炉气体中含有有害气体CO和SO ₂，直接排放到空气中会污染环境，需达标后才能排放。

某化学兴趣小组同学，用盐酸和氢氧化钠进行"酸碱中和反应"的探究，进行一段时间后发现没有明显变化，询问老师才知道忘记滴加指示剂。因此，他们停止实验，并在老师的指导下对烧杯内的溶液中的溶质的成分进行探究。

【提出问题】该烧杯内的溶质是什么？

【猜想假设】猜想一：NaCl猜想二：NaCl和HCl

猜想三：NaCl和NaOH猜想四：NaCl、NaOH和HCl

同学们讨论后一致认为猜想四不合理，请你说出不合理的理由 　　（用化学方程式表示）。

【查阅资料】NaCl溶液呈中性。

【实验探究】兴趣小组甲、乙、丙三位同学分别设计了如下的实验方案，请你帮助他们完成实验报告的相关内容。

实验方案	实验现象	实验结论
甲同学取少量烧杯内的溶液于试管中，滴入酚酞试液	溶液无变化	猜想一成立
乙同学另取少量烧杯内的溶液于试管中，加入 　　。	有气泡生成	猜想二成立
丙同学另取少量烧杯内的溶液于试管中，滴加适量的CuSO 4溶液	没有蓝色沉淀产生	猜想 　　不成立

【评价反思】老师看了甲、乙、丙三位同学的实验报告，指出甲同学的实验结论不准确，请你分析甲同学实验结论不准确的原因： 　　。

【得出结论】猜想二成立

【拓展延伸】某同学在进行酸碱中和滴定实验时，测得溶液的pH变化如下图1所示，请回答下列问题：

（1）由图1可知，该同学实验操作是 　　。

A．将盐酸滴入氢氧化钠溶液中

B．将氢氧化钠溶液滴入盐酸中

（2）由图1可知，在b点处溶液中溶质是 　　。

（3）图2为盐酸和氢氧化钠溶液反应的微观过程，从微粒的角度分析，此反应的微观实质 　　（合理答案即可）。

央视频道《是真的吗？》栏目中有一段视频：将"锡纸"剪成一段两头宽中间窄的纸条，然后两头分别连接电池的正负极，观察到"锡纸"立即燃烧．据此，小晟同学取某种"锡纸"进行了探究：

（1）"锡纸"燃烧的原因："锡纸"两端接入电池两极后造成短路致使"锡纸"燃烧，从燃烧的条件分析：开始"锡纸"不燃烧但短路后却能燃烧的原因是 　　（填"与氧气接触"或"温度达到着火点"）．

（2）探究"锡纸"中金属的成分："锡纸"中的金属是锡吗？

【查阅资料】①"锡纸"是锡箔或铝箔和纸粘合而成；

②锌粉是一种深灰色固体

③锡（Sn）与酸或盐溶液反应生成+2价的锡盐

【提出猜想】猜想Ⅰ："锡纸"中的金属是锡；     猜想Ⅱ："锡纸"中的金属是铝；

【进行实验】设计方案并进行实验

实验操作	实验现象	实验分析与结论
取打磨后的"锡纸"片放入试管中，滴加氯化锌溶液	"锡纸"表面有深灰色固体析出	根据实验现象，结合金属活动性顺序 可知猜想 　　（填"Ⅰ"或"Ⅱ"） 成立；反应的化学方程式为 　  ．

【交流讨论】①实验中打磨"锡纸"的目的是 　；

②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 　　（填序号）．

A．氯化铜       B．硝酸银      C．硫酸钠      D．硫酸亚铁

【拓展应用】电器短路会引起火灾，我们要严加防范．如果电器着火应该采取的灭火方法是 　　．

如图是两个实验小组分别进行"加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物"的实验过程示意图：

【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 　　，加热后产生黑色的氧化铜。

【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：

【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：

6NaOH+4CuSO ₄═3Na ₂SO ₄+Cu ₄（OH） ₆SO ₄↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解。

【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：

猜想Ⅰ：硫酸铜溶液呈酸性；      

猜想Ⅱ：生成的硫酸钠使溶液呈酸性。

【实验与结论】

实验①：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH 　　7（填"＞"、"＜"或"＝"），硫酸铜溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立。

实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中逐滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈 　　（填"酸"、"中"或"碱"）性，猜想Ⅱ不成立。

【交流和反思】（1）乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立，理由是 　　氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀；

（2） 在化学反应中， 相同的反应物因质量比不同可能会导致生成物不同， 请另举一列 　　（写出反应物即可）。

如图是两个实验小组分别进行"加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物"的实验过程示意图：

【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 　　，加热后产生黑色的氧化铜．

【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因，他们进行了以下实验探究：

【查阅资料】在酸性条件下，氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应：

6NaOH+4CuSO ₄═3Na ₂SO ₄+Cu ₄（OH） ₆SO ₄↓，生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体，加热不易发生分解．

【提出猜想】根据资料分析，同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想：

猜想Ⅰ：硫酸铜溶液呈酸性；      猜想Ⅱ：生成的硫酸钠使溶液呈酸性．

【实验与结论】

实验①：用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度，得出其pH 　　（填"＞"、"＜"或"﹦"），硫酸铜溶液呈酸性，猜想Ⅰ成立．

实验②：向盛有硫酸钠溶液的试管中逐滴加石蕊溶液，观察到溶液显紫色，硫酸钠溶液呈 　　（填"酸"、"中"或"碱"）性，猜想Ⅱ不成立．

【交流和反思】（1）乙组同学认真分析甲组实验后，一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立，理由是 　　；

（2） 在化学反应中， 相同的反应物因质量比不同可能会导致生成物不同， 请另举一列 　　（写出反应物即可）．

要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分，请你参与华雪同学的探究：

【查阅资料】①碳酸亚铁（FeCO ₃）具有还原性，在空气中灼烧生成的氧化物和CO ₂气体．

②FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁，四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水．

③FeCl ₂能使高锰酸钾溶液褪色，而FeCl ₃不能；FeCl ₃溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红色，FeCl ₂溶液中滴加KSCN溶液，溶液不出现红色．

【猜想与假设】猜想1：固体成分是氧化铁；

猜想2：固体成分是四氧化三铁；

猜想3： 　　．

【活动与探究】连接仪器、装好药品如图所示（加热和固定装置已省略），打开止水夹K，通入氧气，加热玻璃管X．当Y瓶中产生的沉淀不再增加时，停止加热，继续通入氧气至玻璃管冷却．

取玻璃管里的少量固体于试管中，滴加盐酸，微热，固体完全溶解．将所得溶液分成甲、乙两份进行实验．

实验编号	实验步骤	实验现象
a	向甲溶液中滴加KSCN溶液	溶液变红色
b	向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液	高锰酸钾溶液的紫红色不消失

【结论与反思】（1）由上述实验现象可知，FeCO ₃在氧气中高温灼烧得到的固体产物是 　　，因此，猜想 　　（填"1"或"2"或"3"）是正确的．

（2）FeCO ₃在氧气中高温灼烧的化学方程式为 　．

（3）上述实验 　   （填"a"或"b"）是多余的，因为 　　．

【总结与提升】（1）若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的，可能的原因是澄清石灰水的量不足，导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙．碳酸氢钙的化学式为 　　．

（2）CO ₂使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 　　．

（3）华雪同学经过反思，觉得该实验设计还存在问题，因为如果在实验b中观察到 　　，就不能确定哪个猜想是正确的．所以华雪同学又对该实验进行了定量探究：取11.6g纯净的碳酸亚铁固体，在空气中高温灼烧至恒重，称得固体质量净减3.6g．通过计算即可确定：FeCO ₃和氧气充分反应后的固体成分是 　　．

同学们在学习金属与盐溶液的反应时，老师强调："金属K、Ca、Na必须除外．"化学兴趣小组的同学们对此产生了兴趣，并在老师的指导下，进行如下探究：

【提出问题】将金属钠投入到硫酸铜溶液中，结果会怎样？

【查找资料】（1）少量钠通常保存在煤油中；

（2）钠是银白色的软金属，可用小刀切割，熔点97.81℃，沸点882.9℃，密度为0.97g/cm ³

（3）钠是一种很活泼的金属，遇水发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气．

【做出猜想】猜想Ⅰ：放出气体，生成蓝色沉淀，能置换出铜；

         猜想Ⅱ：放出气体，生成蓝色沉淀，不能置换出铜．

【实验探究】

实验操作	实验现象
①取10ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液，倒入50ml的烧杯里 ②取一块钠，用滤纸吸干表面煤油，再切取绿豆大小的一块，投入溶液中	钠浮在液面上，熔化成闪亮小球，钠球游动，发出"嘶嘶"的声响，析出蓝色沉淀

【现象分析】（1）钠熔成小球是因为 　　．

（2）钠球游动，发出"嘶嘶"声响说明有气体产生．

（3）析出蓝色沉淀是因为 　　（用化学方程式表示）

【继续探究】有部分同学认为置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖，于是他们进一步探究：

实验操作	实验现象	结论
取烧杯中少许沉淀于试管中，再向其中加入过量的稀硫酸	沉淀全部溶解，溶液变蓝色

【实验结论】在金属活动性顺序里，位于前面的金属（K、Ca、Na必须除外）能把位于后面的金属从它们盐的溶液里置换出来．K、Ca、Na必须除外是因为 　　．

某化学兴趣小组的同学在学习九年级《化学》下册中的资料卡片"石笋和钟乳石的形成"时，发现难溶于水的碳酸钙当遇到溶有二氧化碳的水时，会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙：CaCO ₃+CO ₂+H ₂O═Ca（HCO ₃） ₂，联想到实验室中澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙：Ca（OH） ₂+CO ₂═CaCO ₃↓+H ₂O，对长时间向碱溶液中通入CO ₂反应后溶液中的溶质组成产生了浓度的兴趣。

【提出问题】一定量CO ₂与NaOH溶液反应后的溶质组成是什么？

【查阅资料】（1）通入少量CO ₂反应的化学方程式为： 　　。

（2）通入过量CO ₂，反应的化学方程式为：Na ₂CO ₃+CO ₂+H ₂O═2NaHCO ₃。

（3）碳酸氢盐都是可溶于水的。BaCO ₃难溶于水。

（4）碳酸氢钠溶液呈碱性。

【提出猜想】(1）溶质为NaOH和Na ₂CO ₃；（2）溶质为Na ₂CO ₃；

（3）溶质为 　　（填化学式）；（4）溶质为NaHCO ₃。

【设计实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）用玻璃棒蘸取反应后溶液，滴在pH试纸上	pH＝9	该溶液显碱性
（2）取反应后溶液少许于试管中，向其中滴加过量的BaCl 2溶液	有 　　生成	猜想（4）不成立
（3）取步骤（2）中的上层清液，滴入稀盐酸	有气泡冒出	猜想（1）和（2）不成立

【得出结论】猜想（3）成立。

【讨论交流】(1）有同学提出，实验步骤（1）是多余的。你认为该实验设计是否需要？ 　　（填"需要"或"不需要"）。

（2）同学们又一次把目光投向了教材，发现遇热或压强变小时：Ca（HCO ₃） ₂＝CaCO ₃↓+CO ₂↑+H ₂O，纷纷提出，干粉灭火器中用NaHCO ₃灭火的反应原理与之相似，试写出NaHCO ₃受热分解的化学方程式： 　 。

【反思应用】（1）同学们回忆起实验室检验二氧化碳的情景，心想：如果向澄清石灰水中不断通入二氧化碳，会看到怎样的现象呢？请你描述一下： 　　。

（2）老师投影图片﹣新化县的梅山龙宫，冷水江市的波月洞，涟源市的藏经阁，双峰县的药王洞…宛如人间仙境的美丽溶洞，竟然是文中两个简单的化学反应创造？!同学们不禁对大自然的鬼斧神工咋不决口，纷纷表示"娄底那么大，我想去看看"。

实验探究物质的组成成分以及含量 ； 碱的化学性质 ； 盐的化学性质 ； 书写化学方程式、文字表达式、电离方程式 ．

某学习小组对粗盐中杂质（难溶性和可溶性）的去除展开相关探究．

（1）粗盐中难溶性杂质去除的实验步骤为①溶解，②过滤，③ 　　（写操作名称），④计算产率．

（2）步骤②中需要用到的玻璃仪器有：玻璃棒、烧杯、 　　（写仪器名称），其中玻璃棒的作用是 　　．

（3）【提出猜想】

    甲同学：该粗盐中含有难溶性杂质外，是否还含有可溶性杂质？

（4）【查阅资料】]

①粗盐中可能含有镁盐（Mg ²⁺）和硫酸盐（SO ₄ ^{2 ﹣}）等可溶性杂质．

②一些物质的溶解性表

阳离子 阴离子	OH ^﹣	CL ^﹣	SO	CO
Na ^+	溶	溶	溶	溶
Ba ^2+	溶	溶	不	不
Mg ^2+	不	溶	溶	不

说明："溶"表示该物质可溶于水，"不"表示该物质不溶于水．

③Mg（OH） ₂为白色物质，不溶于氢氧化钠溶液；BaSO ₄为白色物质，不溶于盐酸；

MgCO ₃，BaCO ₃为白色物质都能溶于盐酸．

（5）【实验设计】

①取少量除去难溶性杂质后的盐，溶于水配成溶液．

②取少量所配溶液于试管中，滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀，继续滴加氢氧化钠溶液，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性的 　　盐．

③另取少量所配溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不溶，说明该盐含有可溶性的 　　盐．

（6）【实验结论】该盐含有可溶性杂质 　　．

（7）【实验拓展】以下为乙同学设计的去除食盐中可溶性杂质的试验流程：

①该实验过程中，除杂试剂都要过量，原因是 　　．

②过量Na ₂CO ₃溶液用来除 　　离子（填离子序号）．

实验探究是科学探究的重要形式，请参与以下探究活动并回答问题：

（一）测定空气里氧气的含量

（1）A装置是人教版教材设计的"测量空气里氧气的含量"的实验装置，教材实验所需试剂是水和 　　（填物质名称），实验前向集气瓶内加入少量水后将水面上方空间准确分为五等分，该操作中一定要使用的仪器是 　　；

（2）小华用A装置测定的氧气含量偏低，可能的原因是 　　（任答一点）

（3）B装置也可用于测量空气中氧气的含量，其实验原理用化学方程式可表示为 　　；

（4）使用B装置进行实验时需交替缓慢推动两个注射器活塞的原因是 　　，实验结束后移开酒精灯，恢复到室温后读数即可计算出氧气含量，B装置的优点是 　　（任写一点）

（二）实验异常现象探究

在学校实验室开放日，小明用氯化钙、碳酸钠、碳酸氢钠的饱和溶液与稀盐酸等药品设计了复分解反应发生条件的验证实验，请参与他的实验过程。

【查阅资料】20℃时部分物质的溶解度：NaHCO ₃9.6g；Ca（HCO ₃） ₂16.6g

【实验设计】小明用稀盐酸和上述三种饱和溶液设计出如图所示的四个验证实验

【实验预测】小明依据所学的"复分解反应发生条件"的规律预测，在Ⅰ～Ⅳ四个实验操作中能发生复分解反应的共有 　　（填数字）个。

【发现问题】小明在实验Ⅱ中的操作中发现产生了白色沉淀X？

【提出假设】小明认为X可能是Ca（HCO ₃） ₂、 　　、 　　（填化学式）中的一种或几种；

【理论计算】小明依据化学反应方程式经理论计算发现，X不可能是Ca（HCO ₃） ₂；

【实验探究】将实验Ⅱ中的白色沉淀X过滤后，取少量X固体于试管中并加适量水振荡，再滴入几滴酚酞试液，观察到溶液颜色无变化，说明X一定不是 　　（填化学式）；另取少量X固体滴加稀盐酸产生的无色气体能使澄清石灰水变浑浊，则X一定是 　　（填化学式）

【拓展延伸】小明查询得知：高浓度的碳酸氢钠溶液可与氯化钙溶液反应生成白色沉淀，许多化学反应事实也证实；在不同条件下（如浓度、温度、颗粒物大小等），物质可能体现出不同的化学性质，请举例说明 　　。

蔗糖是生活中常见的一种物质，某兴趣小组对"蔗糖的组成"进行了探究。

【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，葡萄糖进一步转化为蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。

【实验验证】

方案一：小明将蔗糖在氧气中燃烧，检验生成物中有水和二氧化碳，得出结论"蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的"。

小刚认为该方案不合理，只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素，不能确定是否含有氧元素，理由是 　             　。

方案二：小刚用如图所示装置进行实验，实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。

（1）观察到 　　出现，说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。

（2）观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体，他猜测该黑色固体是单质碳，并继续利用如图所示装置，另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如表：

实验过程	实验现象
，点燃酒精	①硬纸玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧，发出白光； ②

写出上述实验过程中一个反应的化学方程式： 　         　。

【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。

【拓展交流】

（1）方案二中，先通入一会儿氮气的原因是 　　。

（2）查阅资料得知蔗糖的化学式为C ₁₂H ₂₂O ₁₁，小红发现：蔗糖分子中氢原子数目是氧原子数目的倍，但是，蔗糖中氧元素质量却是氢元素质量的8倍。导致出现这种情况的原因是 　　。

在高温下，铁与水蒸气能发生反应生成一种常见的铁的氧化物和一种气体．某兴趣小组请你参与研究：铁与水蒸气反应一段时间后剩余固体物质的成分、性质及再利用．

（1）【推断】观察到D中黑色固体变红，则B中生成的气体是 　　．

（2）探究B装置中剩余固体成分是什么？

【查阅资料】

1．碎瓦片能防爆沸，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物

2．铁的氧化物中，只有Fe ₂O ₃是红棕色，其余均为黑色，只有Fe ₃O ₄能被磁铁吸引．

【初步探究】B装置中剩余固体为黑色，能全部被磁铁吸引

【猜想与假设】

猜想一：剩余固体是Fe ₃O ₄

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】铁与水蒸气反应的化学方程式为 　　

（3）【成分再利用】若将B装置中剩余的黑色固体ag，经过一系列转化，全部变为红棕色固体Fe ₂O ₃（假设转化过程中铁元素无损耗），增加的质量为x，则x的取值范围为 　　．