题目内容
某化学兴趣小组的同学为了探究铁生锈的因素，设计了如图装置(气密性良好)进行实验。实验时，将一枚洁净的钢钉放入食盐水中，一段时间后观察现象。请你一起参与分析，并完成后续实验设计。
【观察现象】①装置右侧U形管中的红墨水液面左高右低； ②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。
【提出问题】U形管中的红墨水液面为何左高右低？黑色物质又是什么？
【理论分析】该小组的同学根据已学过的知识分析得知，红 墨水液面右高左低的原因是________________________。
【猜想与假设】该小组的芳芳同学猜测该黑色固体中可能含有Fe、Fe2O3、C三种物质中一种或几种。
【分析与验证】（1）小强认为一定含有碳，得到了大家的认可，理由是 ；（2）该小组同学不能确定黑色固体中是否含有铁，请你帮助他们设计方案进行确认：
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量黑色固体于试管中， 滴加 。 | ________________ | 证明黑色固体中含有铁 |
【知识链接】相信你一定在家中做过铁钉分别在水中和食盐水中生锈的实验，你的结论是铁钉在 (填“水”或“食盐水”)中生锈较快。
注意：若答对以下小题将奖励4分，但化学试卷总分不超过60分。
【继续探究】请你设计实验探究影响铁钉生锈快慢的其他因素。（包括猜想、实验设计、现象和结论等环节）。
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铁钉生锈消耗空气中的氧气，使试管内压强变小（1）铁钉是铁合金，含有碳（2）滴加稀盐酸 产生气泡 食盐水 加分题
例：氧气的浓度对铁钉生锈快慢有影响（1分）；将两根光亮铁钉分别放入两只装有不同浓度氧气的试管中（1分）；在氧气浓度高的试管中，铁钉生锈较快（1分）；氧气的浓度对铁钉的生锈有影响（1分）。
解析试题分析：【理论分析】该小组的同学根据已学过的知识分析得知，红墨水液面右高左低的原因是铁钉生锈消耗空气中的氧气，使试管内压强变小；（1）小强认为一定含有碳，得到了大家的认可，理由是铁钉是铁合金，含有碳；（2）该小组同学不能确定黑色固体中是否含有铁，可以取少量黑色固体于试管中，滴加稀盐酸产生气泡，证明黑色固体中含有铁；【知识链接】相信你一定在家中做过铁钉分别在水中和食盐水中生锈的实验，你的结论是铁钉在食盐水中生锈较快；【继续探究】请你设计实验探究影响铁钉生锈快慢的其他因素。氧气的浓度对铁钉生锈快慢有影响；将两根光亮铁钉分别放入两只装有不同浓度氧气的试管中；在氧气浓度高的试管中，铁钉生锈较快；氧气的浓度对铁钉的生锈有影响
考点：铁生锈条件的探究
维生素C(简称Vc，又名抗坏血酸)，易溶于水，易被氧化。人体缺乏Vc可能引发多种疾病。水果和蔬菜中含有丰富的Vc。某研究性学习小组对它探究如下：
探究一：测定饮料中Vc的含量。
【查阅资料】Vc能和高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾溶液褪色。
【设计方案】分别向盛有1 mL等浓度高锰酸钾稀溶液的四支试管中逐滴滴加果味饮料、苹果汁、梨汁和0.04％的Vc溶液，边滴边振荡，直至高锰酸钾溶液褪色。
【实验数据】
【实验结论】分析数据可知，Vc含量最高的是 ，含量为 (各液体密度上的差别和每一滴的体积差别忽略不计)。
探究二：蔬菜放置时间的长短对其Vc含量是否有影响。
【设计方案】请你用新鲜的黄瓜、放置一周的黄瓜、高锰酸钾稀溶液和必要的仪器设计实验方案： 。
【实验结论】按上述方案实验，根据 这一实验结果，分析得出蔬菜放置时间的长短对其Vc含量有影响。
【实验反思】化学实验需要控制变量。下列情况不会影响到测定结果的是 。
| A．每次实验所用的果汁颜色不同 |
| B．量取的被测物质的体积不同 |
| C．试管的大小不同 |
| D．没有用同一规格胶头滴管滴加 |
竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物（如图所示）。同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分。
（1）收集竹子中的气体。
小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体。
小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行，于是分为A、B两组，在相同的条件下，A组采用小华的取气方法，B组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验。
（2）检验气体中是否含有二氧化碳气体。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及解释 |
| 向所取气体中加入 | | 有二氧化碳，化学方程式为： |
（3）测定气体中氧气含量。
【查阅资料】红磷的着火点为240℃，白磷的着火点为40℃。
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。
【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。
【反思与评价】
①实验中磷的量应为足量，目的是 ；
②两个方案的实验测定结果不同，测定结果比较准确的是方案 ，原因是 。
③经过A、B两组同学的实验，A组测得的含氧量总是大于B组的，你认为原因是 。
金属锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学课外小组的同学对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】a．可能与硫酸的质量分数有关；b．可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小组同学用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。
| 实验编号 | 硫酸的质量分数 （均取20mL） | 锌的形状 （均取1g） | 氢气的体积（mL） （均收集3分钟） |
| ① | 20% | 锌粒 | 31.7 |
| ② | 20% | 锌片 | 50.9 |
| ③ | 30% | 锌粒 | 61.7 |
| ④ | 30% | 锌片 | 79.9 |
【收集证据】
（2）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 。
【得出结论】
（3）结论是 。
【评价与反思】
（4）下表是小组同学第①组实验的详细数据。
| 时段（均为1分钟） | 第1分钟 | 第2分钟 | 第3分钟 | 第4分钟 | 第5分钟 | 第6分钟 |
| H2的体积 | 3.1mL | 16.7mL | 11.9mL | 9.6mL | 7.6mL | 6.0mL |
（5）锌与硫酸反应的快慢可能还受温度因素的影响，请设计实验验证 。
同学们为了研究氧化铁能否在氯酸钾制取氧气的实验中起催化作用，进行了以下实验：
【资料】①氯酸钾分解反应的化学方程式为 2KClO3
2KCl+3O2↑。
②氯酸钾和氯化钾均能溶于水。
【实验一】氧化铁能否在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率。
| 实验编号 | KClO3／g | 氧化物 | 产生气体的体积（mL） | 耗时（s） |
| 1 | 0.6 | | 67 | 1800 |
| 2 | 0.6 | 0.2g二氧化锰 | 67 | 36.5 |
| 3 | 0.6 | g 氧化铁 | 67 | 89.5 |
（1）实验3中氧化铁的质量为 。
（2）以上实验采用了 的实验方法。
（3）实验一得到的结论是 。
【实验二】为证明氧化铁是该反应的催化剂，同学们又完成了以下的实验：
Ⅰ.在实验3反应后的混合物中加足量的水溶解，过滤得到红色固体，洗涤干燥并用电子天平称量，质量为0.2g。
Ⅱ.将一定量的CO通入滤出的固体，按下图进行实验：
甲同学的实验报告如下：
| 装置 | 实验现象 | 实验分析 |
| A | 红色固体全部变黑 | 生成了铁 |
| B | 石灰水变浑浊 | 产生二氧化碳 |
（4）写出A中玻璃管内发生反应的化学方程式 。
【实验结论】氧化铁能在氯酸钾制取氧气反应中起催化剂。
【实验反思】乙同学查阅资料发现一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由氧化亚铁、四氧化三铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成。
为了研究剩余固体的成分，丙同学查阅了以下资料：
| | 铁粉 | 氧化亚铁 | 氧化铁 | 四氧化三铁 |
| 颜色 | 黑色 | 黑色 | 红色 | 黑色 |
| 磁性 | 有 | 无 | 无 | 有 |
| 与CO反应 | 不反应 | 反应 | 反应 | 反应 |
| 与稀盐酸反应 | 反应 | 生成氯化亚铁和水 | 生成氯化铁和水 | 生成氯化亚铁、氯化铁和水 |
| 与硫酸铜溶液反应 | 反应 | 不反应 | 不反应 | 不反应 |
（5）丙同学认为剩余固体中一定没有氧化铁，原因是____________。
（6）测定剩余固体的组成。
| 步骤 | 实验操作 | 实验现象 | 结论和解释 |
| 1 | 用磁铁吸引剩余固体 | _____________ | 剩余固体中没有氧化亚铁。 |
| 2 | __________________ | ______________ | 剩余固体中只有铁粉。 |
学校化学探究小组用HCl与大理石反应研究影响反应剧烈程度的因素。实验温度为25℃、35℃；大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，每次实验取用含碳酸钙60％的大理石10 g；所用HCl溶液的质量分数为9.125％、18.25％，每次实验HCl溶液的用量为20mL(假设两种溶液密度均为1 g／㎝3；大理石中杂质不与盐酸反应)。
【提出问题】：影响HCl与大理石反应的剧烈程度的因素有哪些?
【做出猜想】：
猜想一：大理石规格；猜想二：所用HCl溶液的质量分数；猜想三： 。
【实验探究】：完成以下实验设计方案并实验。
| 实验 编号 | T／℃ | 大理石 规格 | HCl的 质量分数 | 完全反应 的时间／s | 实验目的 |
| ① | 25 | 粗颗粒 | 18.25％ | 160 | (I)实验①和②探究同体积下HCl质量分数对该反应剧烈程度的影响。 (II)实验①和③探究温度对该反应剧烈程度的影响。 (Ⅲ)实验①和④探究大理石规格对该反应剧烈程度的影响。 |
| ② | | | | 210 | |
| ③ | 35 | 粗颗粒 | 18.25％ | 60 | |
| ④ | | | | 100 |
【得出结论】： 。
红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示。同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3，久置固体中可能含有Ca(OH)2的原因是（用化学方程式表示） 。
【实验探究1】
甲同学的方案：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| （1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液 | 固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不容物，溶液变红。 | 固体中一定含有 和氢氧化钙。 |
| （2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的 。 | 固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液． | 固体中一定含有 ， 一定不含Fe2O3 |
| （3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中 | | 固体中一定含有CaCO3 |
（1）乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca(OH)2的结论，理由是 。
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是 。
【实验探究2】
乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：
（1）③中反应的化学方程式是 。
（2）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有 ，仍有一种物质不能确定，该物质是 。
（3）乙、丙同学又经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g，滤渣B中CaCO3的质量为1.0g，滤渣C的质量为1.0g。
【实验结论】综合上述实验及所给数据，久置固体的成分是 。
