题目内容
某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图所示：
（1）一周后观察：试管①和③中的铁钉无明显变化，
试管②中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要
条件是铁与空气中的氧气、 直接接触。
（2）任举一例日常生活中防止铁制品生锈的方
法 。
（1） 水蒸气（或水） （2）刷油漆、涂油等
解析
名校课堂系列答案
（10分）像科学家一样做科学
——探究胡萝卜汁对过氧化氢分解的催化作用
体育课上，小华不慎擦伤了皮肤，她用过氧化氢溶液对皮肤进行消毒时，惊奇地发现有嘶嘶的响声，并产生大量气泡。
小华通过查阅文献获得以下信息：
信息Ⅰ：人体皮肤细胞中存在一种叫做过氧化氢酶的物质，能加快过氧化氢分解反应的速率。
信息Ⅱ：胡萝卜汁等植物细胞中也含有过氧化氢酶。
信息Ⅲ：酶是动植物体内活细胞产生的具有催化作用的生物大分子，其催化作用受温度影响。
信息Ⅳ：在没有催化剂时，60℃以下，温度对过氧化氢的分解基本没有影响。
请你在小华探究的基础上，完成以下探究活动。
（1）胡萝卜汁对过氧化氢的分解是否有催化作用？
请完成下表中的实验报告（实验步骤中应包括使用的仪器、药品和实验过程）。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| | | 胡萝卜汁对过氧化氢的分解有催化作用。 反应的化学方程式 |
药品：3%过氧化氢溶液、新鲜胡萝卜汁、不同温度的水（0℃、20℃、35℃、55℃）。
仪器：15mm×150mm试管8支，250mL烧杯4只、10mL量筒、秒表、温度计、刻度尺。
实验：如图所示，用提供的仪器和药品，按如下步骤进行实验：
①两支试管中分别盛有胡萝卜汁和3%过氧化氢溶液；
②将①中的试管放入盛有0℃水的烧杯中，恒定试管及反应物的温度；
③5min以后，把过氧化氢溶液倒入装有胡萝卜汁的试管中，稍微振荡，使胡萝卜汁跟过氧化氢溶液均匀混合；
④将③中的试管放回原烧杯，恒温6min；
⑤用刻度尺测量试管中泡沫状混合物的高度；
⑥按上述步骤进行实验，分别测定20℃、35℃、55℃时泡沫状混合物的高度。
每个温度下的实验重复3次，取平均值，得到如下数据：
| 实验编号 | 反应物的温度 | 混合恒温6min时，泡沫的高度（cm） |
| A | 0℃ | 1．7 |
| B | 20℃ | 3．8 |
| C | 35℃ | 6．5 |
| D | 55℃ | 2．1 |
①为了测定实验准确性，该实验过程中还需要控制的条件有 。
②请你在下面的直角坐标系中，绘制出泡沫的高度随温度变化而变化的曲线。
（要求：需表示出横坐标和纵坐标表示的数量级单位）
③关于温度对胡萝卜汁的催化作用的影响，你的结论是 。
有一种神奇的蜡烛，点一任你怎么吹也吹不灭，而且看上去和普通的蜡烛一模一样，那么到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧？请你一起参与探究．
查阅资料：普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成，而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末，打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金，它的着火点只有150℃，当蜡烛燃烧时，金属并不燃烧；但当蜡烛吹灭后，未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧，从而使蜡烛复燃．
老师告诉同学们，蜡烛芯内打火石中的某种金属可能是镁、铁或铜中的一种，为确定该金属的成分，大家设计了以下实验方案，请你填空和回答有关问题（注：不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响）．
| 实验 | 操作步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 1 | 切开蜡烛，取出打火石，用砂纸打磨 | 打火石呈银白色 | 该金属一定不是 ． |
| 2 | 取少量打磨后的打火石于试管中，滴加稀盐酸 | 有无色气体产生， | 该金属一定不是铁，而是镁 |
（1）实验2中反应的化学方程式为 ．
（2）这种蜡烛燃烧时，蜡烛芯里的金属为什么不燃烧？
（3）这种“吹不灭”的蜡烛实际上也可以熄灭，你采用的方法是 ．
（15分）实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品，观察发现，样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题】该样品中含有那些物质？
【提出猜想】通过分析，提出如下猜想：
猜想Ⅰ：已完全变质，该样品中只含Na2CO3；
猜想Ⅱ：部分变质，该样品中含有NaOH和Na2CO3。
则NaOH变质反应的化学方程式为 。
【查阅资料】
①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应；
②CO2在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。
【实验探究1】为确定该样品的成分，小明设计了如下实验方案，请你一起完成下列实验报告。
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| （1）取少量样品溶于水，加入 ； | 白色沉淀产生 | 该反应的化学方程式： ； |
| （2）将上述反应后的混合物过滤，取滤液加入 。 | 。 | 证明猜想Ⅱ正确 |
【实验探究2】小红同学设计如下图所示装置（铁架台略去），实验在27℃，101kPa下进行，步骤如下：
①按图连接好装置；
②用托盘天平准确称取该样品2g，放入A中试管内，向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处；
③向分液漏斗中加入稀硫酸，打开活塞，让稀硫酸滴入试管中至过量，关闭活塞。反应结束后，量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液220mL。
请回答下列问题：
（1）在实验步骤①和②之间，还缺少一实验步骤，该实验步骤是 ；
（2）B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替，其理由是 ；
（3）试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响？ （填“有”或“没有”）
（4）变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 。（在27℃，101kPa时二氧化碳的密度为1.8g/L）（计算结果精确至1%）
【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体？
【实验探究3】为得到纯净的氢氧化钠固体，小亮设计了如下图所示的实验流程。
请回答下列问题：
（1）操作①、②、③的名称分别为 ，为了使样品充分溶解，操作①中还要用到的玻璃仪器是 ；
（2）该实验中发生反应的化学方程式为 ；
（3）最终所得氢氧化钠固体质量 变质后样品中氢氧化钠的质量（填“小于”、“等于”或“大于”）。
【实验反思】
（1）通过本题，你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质样品中某成分的含量，以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果，探究过程中你需要思考的问题有 （填数字序号）；
①选择试剂种类 ②确定试剂用量 ③试剂产地 ④实验装置与步骤的设计 ⑤实验安全环保 ⑥测量中减少误差
（2）实验探究Ⅰ中的检验和实验探究3中的除杂都将碳酸钠进行了转化，但二者目的不同，分别是 。
（10分）兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验：
（1）氢氧化钠固体要密封保存，原因有：
① ；② 。
【对固体猜想】
猜想一：全部是NaOH；猜想二：全部是Na2CO3；猜想三：是NaOH和Na2CO3混合物
【实验和推断】（2）为进一步确定成分，进行了以下探究：
对无色溶液进行以下实验：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 第一步： 用试管取约2mL该溶液，滴入适量氢氧化钙溶液，振荡。 | 现象a：白色沉淀 | 化学方程式： ① ， 有碳酸钠并全部除尽。 |
| 第二步： 静置，取上层清液于试管中滴入酚酞溶液，振荡。 | 现象b： ② | 含有NaOH，猜想三成立，是NaOH和Na2CO3混合物 |
。
④反思：把第一步中的氢氧化钙溶液换成 溶液，可达到实验目的。
（3）请利用以下提供的试剂，设计实验证明猜想一是正确的，即氢氧化钠没有变质。
提供的试剂有：酚酞溶液、稀盐酸、氢氧化钡溶液、氯化钡溶液
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| | | |
有一种神奇的蜡烛，点燃后任你怎么吹也吹不灭，而且看上去和普通的蜡烛一模一样，
到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧？请你一起参与探究。
【查阅资料】普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成的，而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末。打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金，它的着火点只
有150℃。当蜡烛燃烧时，金属并不燃烧；但当蜡烛吹灭后，未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧，从而使蜡烛复燃。
【探究与反思】这种蜡烛燃烧时，蜡烛芯里的金属为什么不燃烧？ ，这种蜡烛也可以熄灭，你采用的方法是 。
【实验探究】吹不灭的蜡烛芯内的金属可能是镁、铝、铁或铜中的一种，为确定该金属的成分，请你继续探究并完成下列有关问题：（注：不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响）
| 实验 | 操作步骤 | 现象 | 结论 |
| 1 | 切开蜡烛，取出打火石，用砂纸打磨 | 打火石是银白色 | |
| 2 | | | 该金属一定不是铁 |
| 3 | 取少量打磨后的打火石于试管中，滴加硫酸铜溶液。 | 有红色物质析出 | 该金属一定是镁 |
（1）请写出“实验3”中可能涉及到的化学方程式 。
（2）有同学认为通过“实验3”中现象不能证明烛芯内的金属一定是镁，因为 。
（3）针对以上实验，请你设计一个合理的实验方案来进一步验证这种金属，
| 操作步骤 | 现象 | 结论 |
| | | |