题目内容
某校化学研究性学习小组的同学在一次校外活动中看到铁匠师傅把红热的铁块浸入水中，产生“嗞嗞”声音，并有气泡产生，铁块表面生成一层黑色固体．铁匠师傅告诉他们，这叫做“淬火”．通过查找资料，得知“淬火”过程中铁与水发生3Fe+4H2O
Fe3O4+4H 2↑反应．为验证该反应，同学们做了下面的实验（如下图所示）：①将一个可乐瓶去底，瓶口塞一带尖嘴玻璃管的单孔胶皮塞，将尖嘴用木棍堵上；
②瓶中注满水，设法立在盛水的水盆中，把带长柄的烧红铁块插入水中瓶下位置．
请回答下列问题：
（1）图中所示收集气体的方法叫做______法．
（2）怎样验证可乐瓶收集到的气体？______
（3）怎样证明铁块表面生成的黑色固体不是铁？______
（4）为了收集到较多的气体，除了多次把铁块烧红插入水中瓶下位置，而且在每次烧红铁块前还要除去铁块表面的黑色固体，并在加热时给铁块罩上铁皮外罩．罩铁皮外罩的作用是______．
【答案】分析：（1）利用排水或其它收集气体的方法进行判断．
（2）把气体导出并点燃然后验证产物即可．
（3）利用铁能与酸反应放出氢气的特点进行分析判断．
（4）利用红热的铁能与氧气反应的知识解决．
解答：解：（1）根据实验中是通过排出容器内水的方法对氢气进行收集，所以此方法是排水法．
（2）把气体导出并点燃，然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水产生则可证明该气体是水．
（3）利用铁能与酸反应放出氢气的特点进行实验，不会生成气体则不是铁．
（4）红热的铁能与氧气反应，所以加热时给铁块罩上铁皮外罩．是为了防止铁在红热状态下减小与氧气反应．
故答案为：（1）排水（2）拔下尖嘴上的木棍，点燃气体，在火焰上罩一干燥的小烧杯，杯壁上有水珠出现．
（3）取少量黑色固体加入稀盐酸，无气泡生成（或用磁铁吸引黑色固体，黑色固体不被吸引等其它方法）．
（4）不使热量散发而聚集，减少铁与空气中氧气反应．
点评：此题是一道探究实验题，解题的关键是对相关实验以及铁的化学性质的考查，属基础性知识考查题．
（2）把气体导出并点燃然后验证产物即可．
（3）利用铁能与酸反应放出氢气的特点进行分析判断．
（4）利用红热的铁能与氧气反应的知识解决．
解答：解：（1）根据实验中是通过排出容器内水的方法对氢气进行收集，所以此方法是排水法．
（2）把气体导出并点燃，然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水产生则可证明该气体是水．
（3）利用铁能与酸反应放出氢气的特点进行实验，不会生成气体则不是铁．
（4）红热的铁能与氧气反应，所以加热时给铁块罩上铁皮外罩．是为了防止铁在红热状态下减小与氧气反应．
故答案为：（1）排水（2）拔下尖嘴上的木棍，点燃气体，在火焰上罩一干燥的小烧杯，杯壁上有水珠出现．
（3）取少量黑色固体加入稀盐酸，无气泡生成（或用磁铁吸引黑色固体，黑色固体不被吸引等其它方法）．
（4）不使热量散发而聚集，减少铁与空气中氧气反应．
点评：此题是一道探究实验题，解题的关键是对相关实验以及铁的化学性质的考查，属基础性知识考查题．
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为了测定某品牌食用纯碱中碳酸钠的质量分数，某校化学研究性学习小组的探究过程如下：
[提出问题]样品中碳酸钠的质量分数是多少？
[知识准备]
食用纯碱的主要成分是碳酸钠，另外还含有少量的氯化钠；反应过程中不考虑水和氯化氢的挥发．
[设计方案并实验]
甲组同学：称取12.00样品，加水配成溶液，在溶液中加入过量澄清石灰水，过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀10.00g．
乙组同学：称取12.00样品，加入足量的稀盐酸直到反应停止，共收集到4.4g二氧化碳．
[解决问题]
请你任选一组同学的实验结果，帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量是 ，碳酸钠的质量分数是 ．（计算结果精确到0.1%）
[交流反思]
（1）甲组的小青同学认为，要求出碳酸钠的质量，也可以使用与盐酸和石灰水所属类别不同的其他物质 （填一种具体物质的化学式）的溶液与样品反应，通过测定相关物质的质量，进行有关计算即可．
（2）乙组的小雨同学认为，所用稀盐酸的溶质质量分数也可求出：取13.5g样品放入烧杯中，每次加入20g稀盐酸（不考虑水、氯化氢逸出）后用精密仪器称量，记录实验数据如下：
表中数据a= g，b= g．并请你在下边的坐标纸上绘制生成气体的质量与所加稀盐酸质量关系的曲线．
[提出问题]样品中碳酸钠的质量分数是多少？
[知识准备]
食用纯碱的主要成分是碳酸钠，另外还含有少量的氯化钠；反应过程中不考虑水和氯化氢的挥发．
[设计方案并实验]
甲组同学：称取12.00样品，加水配成溶液，在溶液中加入过量澄清石灰水，过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀10.00g．
乙组同学：称取12.00样品，加入足量的稀盐酸直到反应停止，共收集到4.4g二氧化碳．
[解决问题]
请你任选一组同学的实验结果，帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量是
[交流反思]
（1）甲组的小青同学认为，要求出碳酸钠的质量，也可以使用与盐酸和石灰水所属类别不同的其他物质
（2）乙组的小雨同学认为，所用稀盐酸的溶质质量分数也可求出：取13.5g样品放入烧杯中，每次加入20g稀盐酸（不考虑水、氯化氢逸出）后用精密仪器称量，记录实验数据如下：
| 加入盐酸的次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 烧杯及所称物质总质量/g | 78.9 | 97.8 | 116.7 | 135.60 | 155.05 | 175.05 | 195.05 |
| 生成气体的质量/g | 1.1 | 2.2 | a | 4.4 | 4.95 | b | -- |
