题目内容
某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：
【探究一】设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验。
（1）硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为______________________________。
（2）反应前A中投放碎瓷片的目的是____________________________________。
（3）装置E中的现象是________________________________________________。
【探究二】设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分。
（4）待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于_______后，将所得溶液分成两份。
（5）一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分（选填序号，下同）为_______；若溶液未变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为_______。
①一定有Fe3O4 ②一定有Fe
③只有Fe3O4 ④只有Fe
（6）另一份用_______（填仪器名称）加入_______，可以证明溶液中存在Fe2+。
【探究三】设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数。
（7）试剂b的化学式是_______。
（8）计算反应后B装置中铁元素的质量分数为_______。
（1）
（2）防止暴沸
（3）黑色固体变红，右端管壁有水珠
（4）稀硫酸 （5）① ②
（6）胶头滴管 酸性KMnO4溶液，溶液褪色
（7）NaOH （8）77.8%
解析
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小学能力测试卷系列答案
某实验小组欲通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。
（1）称取两种固体各2 g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10 mL 蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，向所得溶液中各滴入2滴酚酞试液。
① 发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得到结论 。
② 同学们在两烧杯中还观察到了其它现象。其中，盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是 （填字母序号）。
A．溶液温度下降 B．溶液温度升高 C．滴入酚酞后呈浅红色 D．滴入酚酞后呈红色
（2）如下面左图所示分别加热A、B固体，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，但一段时间后浑浊又变澄清。请用化学方程式解释澄清石灰水中发生的现象 。
（3）如上图所示，在气密性良好的装置I和II中分别放入试剂，将气球内的固体同时倒入试管中。
两试管中均产生气体， （填“I”或“II”）的反应程度更为剧烈。
② 反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温。下列说法正确的是 。
A．装置I的气球体积较大 B．装置II的气球体积较大
C．生成气体的体积根据盐酸计算 D．生成气体的体积根据固体计算
（4）将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液，探究与0.5 mol·L-1CaCl2溶液反应的情况
| 实验方案 | 预测现象 | 预测依据 | 实际结果 |
| 实验1：向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液 | 有白色 沉淀 | Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大，能与CaCl2发生反应。 | 有白色沉淀 |
| 实验2：向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液 | 无白色 沉淀 | NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小，不能与CaCl2反应。 | 有白色沉淀出现，同时有少量气泡冒出。 |
请写出上述实验过程中发生的反应的离子方程式：
实验1： ；实验2： 。
Fe2＋和I－是两种常见的还原性离子。
（1）向FeSO4溶液中滴加氯水，溶液由浅绿色变成黄色，反应的离子方程式为 ；向KI溶液中滴加氯水，溶液由无色变成黄色，反应的离子方程式： 。
（2）请以FeSO4溶液、KI溶液、氯水为试剂验证I－的还原性强于Fe2＋。设计实验方案，补充完成实验步骤、预期现象和结论。其他限选试剂：3 mol·L－1 H2SO4、0.01 mol·L－1 KMnO4、20% KSCN、3%H2O2、淀粉溶液、紫色石蕊溶液。
| 实验步骤 | 预期现象与结论 |
| 步骤1：取2mLFeSO4溶液和2mLKI溶液混合于试管中，再滴加1～2滴氯水。 | ； |
| 步骤2：____________________________________ ____________________________________。 | |
（3）利用（2）提供的试剂证明碘与铁的化合物中铁显＋2价，实验操作和现象是：取少量样品溶于水， 。
铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂：0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、3％H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种；
Ⅱ.所得气体中可能含有_________中的一种或两种。
| | 实验操作 | 预期现象 | 结论 |
| 验证猜想Ⅰ | 步骤①：取少量0.01 mol/L酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液 | | |
| 步骤②：_________ | | 含有Fe3＋ | |
| 验证猜想Ⅱ | 将所得气体通入如下装置 | | 含有两种气体 |
【实验探究】
【问题讨论】
有同学提出，若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，判断该方法是否正确并进行评价：_________。
