题目内容
10．依据实验目的设计切实可行的实验方案是科学探究中的重要环节．
（1）用甲装置电解水，a管中收集到的气体是氧气；开启a管活塞，检验a管中产生气体的方法是将带火星的木条放在尖嘴口处，木条能够复燃，则证明是氧气．
（2）用乙装置进行探究实验，观察现象得出结论．
①蜡烛中含有氢元素，依据的现象是烧杯内壁有水珠产生．
②一段时间后蜡烛熄灭，由此得出可燃物燃烧必须具备的条件之一是与氧气接触．
今年天津8.12化学危险品爆炸事件中，消防员用水灭火导致爆炸，原因之一是金属钠遇水的方程式：2Na+2H2O═2NaOH+X，由此得知该X气体为H2（填化学式）．
（3）用丙装置测定空气中氧气的含量，下列有关该实验的说法中，不正确的是C．
A．实验时红磷一定要足量
B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧橡皮管
C．燃烧匙中的红磷可以换成木炭
D．红磷熄灭并冷却后打开弹簧夹
（4）早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应（如图丁所示）．能够证明装置A中玻璃管内发生了化学变化的现象是玻璃管内的红色粉末变为黑色．写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
分析 （1）根据电解水的实验现象、结论及生成气体的性质分析回答．
（2）根据质量守恒定律以及燃烧的条件来分析；
（3）根据装置可用来测定空气中氧气的含量的原理：消耗氧气使瓶内压强减小，水倒吸入瓶内，来分析本题；
（4）根据反应物、生成物和物质的性质分析解答；
解答 解：（1）电解水的实验现象：两极都有气泡产生；从电极看出a管产生的气体是b管产生气体体积的二分之一，所以a管中的气体是氧气，b管中的气体是氢气，氢气具有可燃性；开启a管活塞，检验a管中产生气体的方法是将带火星的木条放在尖嘴口处，木条能够复燃，则证明是氧气；
（2）证明蜡烛中含有氢元素，可验证蜡烛燃烧生成物中有水来证明；烧杯中蜡烛很快熄灭，是因为烧杯中的氧气耗尽了，说明蜡烛燃烧需要氧气；
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前Na、H、O的原子个数是2、4、2；反应后Na、H、O的原子个数是2、2、2；由此得知该X气体为H2；
（3）A．红磷的量不足不能消耗完瓶内氧气，进入的水减少会影响实验结论；
B．加紧弹簧夹是因为防止燃烧时气体膨胀溢出；
C．由于碳燃烧生成二氧化碳也是气体，所以瓶内压强基本保持不变，所以水不会进入，所以换成碳不行；
D．红磷熄灭并冷却后会使集气瓶中温度恢复到室温，而使实验结论精确；
（4）一氧化碳和氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，氧化铁是红色固体，铁粉是黑色固体，所以玻璃管内的红色粉末变为黑色；CO和Fe2O3在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应方程式是：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
故答案为：
（1）氧气，用带火星的木条放在尖嘴口处，木条能够复燃，则证明是氧气；
（2）①烧杯内壁有水珠产生； ②与氧气接触；
（3）C；
（4）玻璃管内的红色粉末变为黑色；Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2；
点评 此题是一道多点知识考查题，主要是对常见的一些实验的分析与探究，解题的关键是抓住实验的目的并结合实验注意事项进行分析与探究．
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】①铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁；
②碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液反应会生成碳酸钙沉淀，反应的方程式为：
Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH．
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3
【实验探究】
| 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，试管底部有不溶物，溶液变红． | 固体中一定含有①CaO 和氢氧化钙． |
| （2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的稀盐酸． | 固体逐渐消失，有大量②气泡产生，得到浅绿色溶液． | 固体中一定含有③Fe， 一定不含Fe2O3 |
（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，理由是氧化钙会和水反应生成氢氧化钙．
（2）甲同学的实验中如果含有Fe2O3，则会和盐酸发生反应，Fe2O3和盐酸发生反应的方程式为①Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O，丙同学思考后认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是②氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液也是浅绿色．
氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液也是浅绿色
他们设计如下实验方案继续验证．
乙同学对滤渣B进行探究．
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量固体于试管中，滴加足量的稀盐酸，并将气体通入澄清石灰水 | 固体逐渐消失、有气泡冒出、溶液变为黄色溶液变为黄色、澄清的石灰水变浑浊 澄清的石灰水变浑浊 | 固体中一定含有 ③CaCO3和Fe2O3 |
（1）乙同学经过实验测得上述滤渣C的质量为1.0g，计算滤液A中含氢氧化钙的质量．（写出解题过程）
（2）丙同学经过实验测得磁铁吸引后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．综合上述实验及乙、丙同学的数据，久置固体的成分是Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3．
（3）结合固体的成分，你认为这包“504双吸剂”，除了能吸收空气中的水分外，还能吸收空气中的氧气从而达到防腐的作用．
【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢？
【实验探究1】
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加稀盐酸，并不断振荡． | 有气泡冒出． | 氢氧化钠溶液一定变质了． |
【猜想与假设]猜想1：氢氧化钠溶液部分变质． 猜想2：氢氧化钠溶液全部变质．
【查阅资料】（1）氯化钙溶液呈中性．
（2）氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应：CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
【实验探究2】
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| （1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钙溶液，并不断振荡． | 有白色沉淀生成． | 说明原溶液中一定有碳酸钠． |
| （2）取步骤（1）试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液． | 溶液变红色． | 说明原溶液中一定有氢氧化钠． |
【反思与评价】
（1）氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质，请写出相关反应的化学方程式：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O．
（2）在上述【实验探究2】中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液，你认为该方案不可行（填“可行”或“不可行”）．
【理解与应用】氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存．实验室必须密封保存的药品还有很多，试另举一例：浓盐酸具有挥发性．
| A． | 过滤操作时，搅拌漏斗中的液体，可以加快过滤的速度 | |
| B． | 配制时需用的主要仪器有：天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒 | |
| C． | 配制溶液的步骤是：计算、称量、溶解、转移装瓶、贴标签 | |
| D． | 蒸发滤液时，不断用玻璃棒搅拌，防止液体溅出 |
老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液（如图所示）并要求同学们进行探究：确认这瓶溶液到底是什么溶液？【提出猜想】老师提示：这瓶无色溶液只能是下列四种溶液中的一种：
①硫酸镁溶液 ②硫酸钠溶液 ③硫酸溶液 ④硫酸铵溶液
【查阅资料】Ⅰ：（NH4）2SO4的水溶液显酸性Ⅱ：常温下，相关物质的溶解度如下：
| 物质 | MgSO4 | Na2SO4 | （NH4）2SO4 | H2SO4 |
| 溶解度g/100g水 | 35.1 | 19.5 | 75.4 | 与水任意比互溶 |
Ⅰ：通过查阅资料，小明同学认为猜想②（填序号）不成立．
Ⅱ：为确定其他几种猜想是否正确，小明同学继续进行探究：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 第一步：若取该溶液少许于试管中，向其中滴加几滴 氢氧化钠溶液 | 溶液中有白色沉淀生成 | 猜想①成立 |
| 第二步：若用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上，并跟比色卡对照 | 溶液pH小于7 | 猜想③成立 |
Ⅲ：请你设计实验方案，确认该溶液是硫酸溶液并完成下列实验报告：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取该溶液少许于试管中，加入 锌 | 有气泡产生 | 猜想③成立，该反应的化学方程式为 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ |
甲、乙两种固体物质（不含结晶水）的溶解度曲线如图所示．下列说法错误的是（ ）| A． | t2℃时，甲物质的溶解度大于乙物质的溶解度 | |
| B． | t1℃时，甲、乙两种物质各50g分别加入到100g水中，充分溶解，得到的溶液质量都是140g | |
| C． | t1℃时，甲、乙两种物质的溶液的溶质质量分数一定相等 | |
| D． | t2℃时等质量的甲、乙的饱和溶液降温到t1℃时，析出晶体的质量甲一定大于乙 |
（1）仪器：a用途添加液体试剂，b名称锥形瓶．
（2）实验室制取二氧化碳气体，装置A、B都可用作发生装置，其中可以控制反应进行的是A（填装置序号），反应的化学方程式是CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
（3）同学们分析认为③中剩余溶液中一定有氯化钙，可能有盐酸．为验证是否含有盐酸，他们采用不同方案进行实验，得出相同的结论．
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 | |
| 方案一 | 取样，加一枚生锈的铁钉 | 铁锈溶解，溶液呈黄色 | 有盐酸 |
| 方案二 | 取样，滴加AgNO3溶液和稀硝酸 | 产生白色沉淀 |
“方案一”中反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O．
