高分突破16 定性定量分析实验的探究-备战中考化学实验探究题高分突破

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高分突破16 定性定量分析实验的探究
-备战2022年中考化学实验探究题高分突破

1. 有一包从海水中获得的粗盐，已经经过初步提纯。课外活动小组对它的成分进行探究，并将粗盐进一步提纯。一些物质的溶解性

OH-
Cl-


H+

溶、挥
溶
溶、挥
Na+
溶
溶
溶
溶
Ca2+
微
溶
微
不
Ba2+
溶
溶
不
不
Mg2+
不
溶
溶
微
探究过程：
Ⅰ.探究一：这包粗盐中可能有的杂质是CaCl2和MgCl2。
现用实验验证这种假设：取样品并溶解，加入数滴NaOH溶液，无明显现象，说明粗盐中无____；另取样品并溶解，加入数滴碳酸钠溶液，有白色沉淀生成。
实验证明：这包粗盐中含有的杂质是_______。
Ⅱ.探究二：这包粗盐中NaCl的质量分数。按下面步骤进行实验：
①称取ag的样品；
②将样品加水溶解，制成粗盐溶液；
③向粗盐溶液中加入过量的某种试剂，过滤，得到沉淀和滤液；
④将③中所得沉淀洗涤后小心烘干，称量得到bg纯净固体M；
⑤向③中所得滤液逐滴滴入稀盐酸，直到不再产生气泡为止后，移入蒸发皿蒸发， 称量得到cg纯净固体N；
(1)②③⑤的步骤中，都使用到同一仪器是_____；它在步骤②和⑤中的操作方法相同，但目的不同，在步骤②中的目的是_______。
(2)步骤③中加入的试剂是______；目的是_______。
(3)根据以上实验可知粗盐中NaCl的质量分数为(用含字母的代数式表达)_______。

2. 兴趣小组同学在做镁与盐反应的实验时，不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中，意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣，于是在老师的帮助下进行了如下的探究。

【提出问题】白色不溶物是什么物质？
【猜想与假设】
猜想①是Mg(OH)2
猜想②是MgCO3
猜想③是Mg(OH)2和MgCO3的混合物
【查阅资料】
①MgCO3、Mg(OH)2加热易分解，分别生成两种氧化物。
②白色无水硫酸铜遇水变蓝。
③碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
【实验验证】取适量干燥的白色不溶物，充分加热，并使分解产生的气体依次通过如图1所示装置。
【实验现象】装置A中______，装置B中______。
【实验结论】猜想③正确。请写出Mg(OH)2受热分解的化学方程式______。
【拓展探究】直接向白色不溶物中滴加足量______，也能检验MgCO3的存在。
同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系，继续进行了下列探究；
称取干燥的白色不溶物36.8g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部被如图2所示装置C和D吸收。
【实验数据】实验后装置C增重3.6g，装置D增重13.2g。
【实验结论】若上述白色不溶物的组成用xMg(OH)2•yMgCO3表示，则x：y＝______。
【反思评价】实验后，同学们经过讨论交流，发现实验方案可进一步优化，下列优化方案错误的是______（填序号）。
①只称量装置C、D增重的质量，不称量白色不溶物的质量
②去掉装置D，只称量白色不溶物和装置C增重的质量
③去掉装置C，只称量白色不溶物和装置D增重的质量

3．因发现青蒿素而获诺贝尔奖的科学家屠呦呦还发现了双青蒿素。查阅资料可知，双青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成。为测定双青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比，兴趣小组进行了以下探究。
（设计实验）兴趣小组设计并进行了如下图一所示的实验。（装置气密性良好）


将7.1g双青蒿素放在装置C的玻璃管中，燃烧至无固体灰分残留。
（1）装置A、B中盛放的试剂分别是______（填序号）。
①足量NaOH溶液、足量浓硫酸 ②足量浓硫酸、足量NaOH溶液
（2）装置F可吸收从装置E的气流中带出来的少量水蒸气，生石灰与水蒸气发生反应的化学方程式是______。
（记录数据）加热前，先通入空气一段时间，再称量装置D的质量、装置E和F的总质量（反应前的质量）。双青蒿素完全反应后，停止加热，继续通入空气一段时间，再次称量装置D的质量、装置E和F的总质量（反应后的质量）。实验数据如右表所示。
装置
反应前的质量/g
反应后的质量/g
D
74.7
80.1
E和F
80.3
96.8
（实验结论）（3）根据表中数据分析，双青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比是______。
（拓展分析）（4）双青蒿素分子中碳、氢、氧三种原子的个数比是______。
（实验反思）（5）实验过程中加热前要先通入空气一段时间，该操作的作用是______。
（6）有同学建议，为使实验结果更准确，需要在装置C和D之间增加图二所示的装置，其目的是______。

4．已知：H2+CuOCu+H2O。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。

Ⅰ.设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
（1）制取氢气的化学方程式为 　 　。
（2）氧化钙的作用是 　 　。
（3）取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到 　 　，证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ.探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图2。
（4）由图2可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是 　 　。
（5）为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是 　 　。
Ⅲ.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：
假设1.经历2CuO+H2Cu2O+H2O，H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2.经历CuO+H2Cu+H2O、Cu+CuOCu2O、H2+Cu2O2Cu+H2O三个反应。
（6）结合探究Ⅱ结果计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是 　 。
（7）若要确认“假设2”是否合理，在探究Ⅱ的基础上，还需进行的实验是 　 　。

5.为测定石灰石样品中碳酸钙含量，某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸，利用生成CO2的质量来测定（忽略稀盐酸挥发的影响）。

（1）小科用图甲装置实验，通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响，使测最结果更准确，装置C中应装入 　 　（填试剂名称）。
（2）小明用图乙装置实验，通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂，请判断这种做法是否合理并说明理由　 　。
（3）实验时。正确选择干燥剂后，两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间，来进一步减小误差。下列操作可行的是 　 　。
选项
实验装置
反应开始前鼓入的气体
反应结束后鼓入的气体
A
甲
氮气
氮气
B
甲
干燥空气
干燥空气
C
乙
氮气
氮气
D
乙
干燥空气
干燥空气

6．市场上常见的苏打水有苏打气泡水和无汽苏打水两种。它们的主要成分中都含有碳酸氢钠，俗称小苏打，具有以下性质。
性质一：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（NaHCO3在50℃以上开始逐渐分解）
性质二：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
（1）苏打气泡水中含有大量二氧化碳，瓶盖一打开就有大量气泡产生，所以叫气泡水。无汽苏打水则不含二氧化碳，但小明认为他喝入体内也会产生二氧化碳，主要是利用了碳酸氢钠的性质　 　（选填“一”或“二”），理由是　 　。
（2）小明查阅了相关资料想自制苏打水，于是购买了一袋小苏打，包装袋上标注的碳酸氢钠含量是99%。真的有这么高吗？小明取了10克小苏打样品放入装置，逐次加入稀硫酸进行实验，得到相关数据。请通过计算帮助小明判断包装袋上的标注是否准确。（2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑）

序号
反应前
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀硫酸溶液质量/克
0
10
10
10
10
10
C装置中溶液总质量/克
100.0
101.1
102.2
103.3
104.4
105.0
（3）如果去掉装置B，测量结果将会　 　（选填“偏大”或“偏小”）。

7．果蔬洗盐既能去除水果和蔬菜表面的农药，又能杀菌、去小虫，近几年比较流行。某品牌果蔬洗盐常温下为白色固体，小敏取用时不小心将其洒落在天然气的火焰上，发现火焰呈黄色，这引起了小敏探究其成分的兴趣。
【查阅资料】1.钠及其化合物灼烧时火焰呈黄色。
2.农药大多数呈酸性。
【提出猜想】猜想一：碳酸钠
猜想二：碳酸氢钠
猜想三：碳酸钠和碳酸氢钠的混合物
小敏做出以上猜想的依据是 　 　。
【查阅资料】碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳、碳酸钠和水。
【进行实验】
实验步骤
实验现象
分析与结论
①取一定量果蔬洗盐加热至固体质量不再改变，将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中
有气体生成，澄清石灰水中产生白色沉淀
生成气体的化学方程式：　 ，该品牌果蔬洗盐中含有 　 　
②将①加热后残留固体全部溶于水，加入足量氯化钙溶液
产生白色沉淀
/
③分别测量①和②产生沉淀质量
①中产生沉淀2.5g，②中产生沉淀质量 　 　
该品牌果蔬洗盐中含有碳酸钠
【继续探究】
小敏想到妈妈以前常用食盐水洗水果，猜想该品牌果蔬洗盐中还可能含有氯化钠。她向其水溶液中加入　 　至溶液呈酸性，再加入 　 　溶液，观察到有白色沉淀生成，证明有氯化钠。
【拓展延伸】
该品牌果蔬洗盐不可直接食用，使用后，要用清水冲洗。

8.以某菱镁矿石（主要成分是MgCO3，含少量MnCO3、SiO2）制取MgSO4·7H2O，流程如下：

（1）“酸浸”时，为了提高浸取率，除了搅拌、提高硫酸浓度外，还可采取的措施有______（写出一种）。此时，MnCO3发生反应的化学方程式是______。
（2）“转化”时主要反应是，氯元素反应前后化合价变化情况是______（填“升高”或“降低”）。
（3）硫酸镁溶液在不同温度下进行浓缩结晶，可得到不同的晶体：
温度/℃
-3.9-1.8
1.8-48.1
48.1-67.5
67.5-200
析出晶体
MgSO4·12H2O
MgSO4·7H2O
MgSO4·6H2O
MgSO4·H2O等
①“操作1”的具体操作是：蒸发浓缩滤液至表面有晶膜出现（此时MgSO4溶液已饱和）、______、过滤、洗涤、低温干燥。
②“操作1”所得滤液中能分离出一种可循环使用的物质，该物质是______（填化学式）。循环使用的目的是______。
（4）已知：MgSO4·7H2O中镁元素质量分数为9.76%，采用热分析法测定所得MgSO4·7H2O样品中镁元素质量分数：
①未加热前，测得样品中镁元素质量分数略大于9.76%，可能的原因是______。
②高于900℃后，测得剩余固体中镁元素质量分数大于20%，可能的原因是______。
（5）若用100t菱镁矿石可制得246 t MgSO4·7H2O产品，忽略反应过程中镁元素损失，求该菱镁矿石中MgCO3的质量分数。（写出计算过程）______。

9. 早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe2O3模拟早期炼铁并检验可能的产物，实验装置如下∶

【查阅资料】①铁粉为黑色；常温下，Fe、Fe3O4可被磁铁吸引；
②PdCl2，溶液可用于检验CO，原理是∶PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl；
③Fe3O4与硫酸反应∶ Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。
【实验现象】澄清石灰水变浑浊，PdCl2溶液中产生黑色沉淀，玻璃管内粉末全部变成黑色。冷却后，用磁铁靠近黑色固体，黑色固体被部分吸引。
（1）仪器A的名称是______。
（2）为了检验气体产物，装置从左到右的接口连接顺序为a→______→______→______→______。
（3）澄清石灰水变浑浊的化学方程式______。
【实验结论】反应生成CO 和CO2，磁铁上的黑色固体可能是 Fe、Fe3O4。
【提出猜想】磁铁上的黑色固体是什么？
猜想一：Fe
猜想二∶ Fe3O4
猜想三∶ Fe 和Fe3O4
【设计实验】
设计思路
操作
现象
结论
定性实验
取少量黑色固体于试管中，加入足量稀硫酸，充分反应
固体完全溶解，产生气泡
猜想______不成立
定量实验
取一定质量的稀硫酸（足量）放入烧杯中，加入5.6g黑色固体，充分反应后称量溶液的质量
固体完全溶解，产生气泡，溶液增加的质量为____
猜想一成立
【归纳总结】 根据实验结论和探究结果C与Fe2O3反应的化学方程式为______。
10 . 实验室常利用下列装置制取并探究气体的有关性质，请你根据所学知识回答下列问题：

(1)仪器甲的名称是_______；
(2)氧气与世间万物如影随形，动植物呼吸、燃料燃烧、钢铁冶炼等都需要氧气，实验室利用B装置制取氧气时所发生反应的化学方程式为__________，若要收集一瓶干燥的氧气，装置接口连接顺序为b→_______→_______→_______；
(3)甲烷是一种密度小于空气，难溶于水且具有可燃性的气体，实验室里也可利用上述装置通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取，则制取装置为_______。某同学将一定量的甲烷气体置于盛有氧气的密闭容器中点燃，反应结束后测得容器中CO和CO2的总质量为37.6 g，同时测得水的质量为36 g，请根据数据写出该反应的化学方程式___________。
该同学对甲烷的其他化学性质产生了兴趣：
【提出问题】甲烷除了可燃性外，还具有什么化学性质？
【查阅资料】无水硫酸铜遇水变成蓝色
【作出假设】甲烷具有还原性
【设计并进行实验】该同学按如图装置进行实验：

【实验现象与结论】
（4）通入甲烷加热一段时间后才观察到A装置中黑色固体变为红色，B装置中无水硫酸铜变为蓝色，C装置中氢氧化钙溶液变浑浊。根据现象写出甲烷与氧化铜发生反应的化学方程式__________。通过实验证明，甲烷具有还原性。
【反思与评价】
（5）实验时，先向装置中通入一段时间的氮气，再通入甲烷加热的目的是_________。

11. 小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎200mL注射器入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄氢气U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……

（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前操作是___________。
（2）装置末端连接的气球的作用是___________。
（3）实验过程中，当观察到___________现象时可判断一定有产物水生成。
（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为___________（用含有a式子表示）时，可判断氧化铜已完全转化为铜。

12. 某校九年级“我们爱化学”活动小组的同学，在探究木炭与CuO反应时，完成了如下实验，请回答下列问题：

Ⅰ、如图所示装置进行实验，很快发现澄清的石灰水变浑浊；
（1）请写出C与CuO反应的化学方程式___________；
（2）实验结束时，应___________（填写下列操作代号）。
①先撤出导管，再熄灭酒精灯
②先熄灭酒精灯，再撤出导管
Ⅱ、小组中华雪同学通过仔细阅读教材，认为当木炭较多、温度较高时，该反应产生的气体中可能含有CO和CO2，小组的同学们在老师指导下设计实验进行了验证：

已知：碱石灰是NaOH和CaO的混合物，可以吸收CO2和水。
（3）仪器B中所盛试剂为___________，其作用为___________。
（4）D中玻璃管盛装的试剂为CuO，E中盛装的试剂为澄清的石灰水。若A装置产物中确有CO，则应观察到的现象有：___________。
（5）实验前，需检查___________；点燃酒精灯前，先打开K，通入N2一段时间，其作用为___________。
（6）请指出上述实验中的一项缺陷___________。
（7）将1.44g炭和16.0gCuO在较高温度下反应生成Cu，理论上可生成___________gCO。
Ⅲ、小组中吴华同学通过查阅资料发现：Cu2O红色固体，难溶于水，可与稀硫酸反应生成Cu和CuSO4。
（8）请设计简单实验验证CuO和足量炭反应后所得的红色固体中是否有Cu2O：___________。

13.古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】（1）铜锌合金（又称：假黄金）外观和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。
（2）标准状况下，氢气密度p≈0.09g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。
方案
实验步骤
实验现象
一
截取小块黄金面具放在酒精灯上加热。
______
二
截取小块黄金面具于试管中，加入一定量稀硫酸。
有气泡产生
三
截取小块黄金面具于另一支试管中，加入适量氯化铜溶液。
______
【实验结论】该面具是假黄金。
【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数、小明同学利用上述方案二设计了如下实验：
Ⅰ、按如图所示组装实验装置，并______。
Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0g黄金面具祥品，注射器中吸入25mL稀硫酸。
Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸、待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响），如下表。

次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
收集气体的总体积/mL
200
400
515
x
525
（1）上表中的数据x=______。
（2）分析数据、完全反应后生成氢气的体积V=______mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数ω1=______。
【反思评价】
（1）小红对小明的方案和数据处理进行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：______→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数ω2。
（2）鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。
【表达交流】ω1和ω2有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由：______。

14. 某学习兴趣小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】
（1）氯化钙固体可作干燥剂。
（2）一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。
（3）常温常压，氢气密度是dg/mL。
【设计与实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表。

试管
一周后现象
A
铁钉表面有一层铁锈
B
铁钉表面无明显变化
C
铁钉表面无明显变化
D
铁钉表面有较厚铁锈
（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中______发生化学反应。
（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与______有关。
（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是______，写出除铁锈的化学方程式______。
实验二：定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了如图装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。

（4）据图，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因______。

（5）据图，对比AB段和BC段说明______分析t3时刻压强突然变大的原因是______。

实验三：测定铁锈含量
将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得mg固体，连接如图装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。

（6）完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为VmL，则该固体中铁锈质量分数表达式为______。
（7）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是______，解决方法是______。
【反思与评价】
（8）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是______。

15. 国家标准规定工业纯碱中碳酸钠的质量分数≥98.0%为合格品。为测定某工业纯碱是否为合格品，兴趣小组成员分别进行了下图的实验。（杂质不参与反应，过滤后滤渣损失忽略不计）

（1）溶解时玻璃棒的作用是______。
（2）实验中加入过量CaCl2溶液目的是______。
（3）通过计算判断该工业纯碱是否为合格品。（写出计算过程，结果精确到0.1%）
（4）实验过程中个别同学出现了以下问题。
①过滤时得到的滤液浑浊，原因可能是______；（任写一种）
②过滤所得的滤渣未经洗涤直接干燥，这一操作会导致该样品中碳酸钠的质量分数计算结果______。（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）

16.我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”，为纯碱和氮肥工业技术的发展作出了杰出的贡献。纯碱的用途非常广泛，某化学兴趣小组的同学对它产生了浓厚的兴趣，设计了如下两个实验，并对反应后试管中残留废液进行探究。

【实验1】往一支盛有碳酸钠溶液的试管中滴加无色酚酞溶液，观察到溶液变成______色。
【实验2】往另一支盛有碳酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸，观察到的现象是______。同学们对实验2反应后的废液中溶质成分进行探究。
【提出问题】废液中所含溶质是什么？
【作出猜想】猜想一：废液中的溶质可能是NaC1、HC1
猜想二：废液中的溶质可能是NaCl、Na2CO3
猜想三：废液中的溶质可能是______。
【设计实验】同学们为验证猜想，设计了如下实验：
方案一：
实验操作与现象
反应方程式
实验结论
小芳取少量废液于试管中，滴加澄清石灰水，有白色沉淀产生
______
猜想二正确
方案二：小明取少量废液于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，发现溶液不变红色，小明认为猜想一正确。
【进行讨论】同学们一致认为小明的实验结论不正确，理由是______。
【进行总结】分析反应后溶液中溶质成分，除要考虑生成物外，还需考虑______。
【拓展与应用】现有14.9克纯碱样品（含Na2CO3和NaC1的混合物），将其放入干净的烧杯中，加入89.5克水使其完全溶解，向所得溶液中缓慢加入一定溶质质量分数的稀盐酸（反应方程式为：）。产生气体的质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示，试回答下列问题：

（1）产生CO2的质量为______克。
（2）所用稀盐酸中溶质的质量分数是多少？______（写出具体的解题过程，下同）
（3）滴入稀盐酸至恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数是多少？______

17. 呼吸自救器是人在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境中使用的一种安全防护装置。如图是某化学氧自救器的示意图，其供氧装置由“初期生氧器”和“生氧罐”组成同学们对其工作原理进行了如下探究：

Ⅰ.探究“初期生氧器”
【查阅资料1】
①该化学氧自数器在工作初期，内部独立的“初期生氧器”首先启动，以解决初期供氧不足的问题。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等成分。
②Fe3O4能与硫酸反应，其化学反应方程式为：Fe3O4+4H2SO4 =Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
（1） “初期生氧器”主要依靠氯酸钾和二氧化锰制氧，其化学反应方程式为______________。
（2）小组成员为了解铁粉的作用展开了研究。
【实验探究1】
序号
实验步骤
实验现象
实验结论
①
取“初生氧器”充分反应后的物质于纸上，将磁铁靠近并接触粉末
有黑色物质被磁铁吸引
被吸引物质可能是Fe、Fe3O4或两者都有
②
取①中被铁吸引的物质于试管中，向其中加入足量稀硫酸
固体完全溶解，得到澄清的黄色溶液
被吸引物质中一定含有__________(填化学式)
（3）“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能__________，从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
Ⅱ.探究“生氧罐”
【查阅资料2】
①该化学氧自救器主体是由“生氧罐”供氧，内部装有颗粒状超氧化钾作为“制氧剂”，其反应原理为：4KO2+2H2O=4KOH+3O2↑；4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2
②超氧化钾能与硫酸反应，其化学反应方程式为：4KO2+2H2SO4 =2K2SO4+3O2↑+2H2O
实验探究2】
同学们对超氧化钾是否变质展开了研究，取出久置的“生氧罐”内颗粒状固体，称得样品质量为69.3g，进行如图所示实验，待实验结束测得C装置增重2.2g，E装置内固体变黒色且增重19.2g(实验前已排尽装置内空气，使用的药品均足量)
（1）反应开始后A装置中通入N2的目的是_________。
（2）E装置中发生反应的化学反应方程式为__________。
（3）超氧化钾________(选填“未”“部分”或“全部”)变质。
（4）生产该“生氧罐”时加入的超氧化钾的质量为________克。

18.泡腾片含有NaHCO3和柠檬酸等物质，放入水中时，NaHCO3完全反应产生CO2。某化学兴趣小组的同学欲测定某品牌泡腾片中NaHCO3的含量，设计实验方案如下：

按图示连接装置并加入药品，取用的泡腾片质量为4 g。打开止水夹a通入适量空气后，称量D装置，其质量为m1 g。关闭止水夹a，用注射器向B装置中注入适量水。待装置B中无气泡产生后，打开止水夹a，再次通入适量空气，第二次称量D装置，其质量为m2 g。
回答下列问题：
(1). A装置中浓NaOH溶液的作用是______，B装置盛装泡腾片的仪器名称是______。
(2). C装置中浓硫酸的作用是______。
(3). 碱石灰主要含CaO和NaOH，D装置中碱石灰吸收CO2质量增加，写出所涉及反应的一个化学方程式：______。
(4). 步骤中再次通入空气的目的是______。
(5). 实验测定泡腾片中所含NaHCO3的质量分数为______（用含m1、m2的代数式表示）。若省略E装置，则测得NaHCO3的质量分数______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

19．某校化学兴趣小组的同学欲用含少量二氧化碳的一氧化碳气体测定赤铁矿石中氧化铁的含量（假设赤铁矿中的杂质不参加下列任何一项反应），实验所需装置如下图所示：

试完成下列问题：【假设过程中氧化铁全部参加反应；浓硫酸可用来干燥气体】
（1）实验过程中装置C中的现象为___________，其反应涉及的化学方程式为___________。
（2）写出澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式：___________。
（3）所选仪器的连接顺序为：混合气体→A1→D→C→A2→B。
①若通过测量反应前后仪器A2的质量变化，计算赤铁矿石中氧化铁的含量。
装置A1试剂足量的作用是___________；如果不连接仪器A1，则这样计算出的氧化铁含量与实际值比较将___________（选填“偏小”“偏大”或“基本一致”）。
②实验结束后，若测得仪器A1中溶液增加的质量与仪器C中固体减少的质量相等，那么仪器A1与仪器A2中溶液增加质量的最简整数比为___________。（装置A1、A2吸收气体完全）
③化学实验操作的先后顺序，对化学实验的结果及安全等可能会有一定的影响。因此实验开始时，先点燃装置B处的酒精灯的原因是___________。

20．农作物秸秆可用于制沼气，沼气的主要成分是CH4，可能含有CO2和CO。小霞同学采集了某沼气池中的气体样品，探究该沼气中是否含有CO2和CO。
【查阅资料】①；       
②CH4，CO不与碱溶液、浓硫酸发生反应
【设计实验】小霞同学设计并进行了下图所示的实验。（装置气密性良好；忽略装置内空气中的水蒸气）小霞想通过装置D中固体减少的质量（即参加反应的CuO中氧元素的质量）和装置E增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。

（1）实验前要先通一会儿气体样品，然后再点燃D处的酒精灯，其目的是______。
（2）观察到装置A中的澄清石灰水变浑浊，说明沼气中含有______。
（3）C中浓硫酸的作用是______。
（4）停止加热后，要继续通入一会儿气体样品，其目的是______。
（5）反应结束后，测得装置D中固体减少的质量是6.4g，装置E增加的质量是3.6g。说明沼气中______（填“含”或“不含”）CO。
（6）【反思与延伸】有同学指出该实验方案会造成空气污染，需要做出改进才能进行实验，你对该装置的改进意见是______。（答一条即可）

21．某化学学习小组同学通过实验探究物质化学反应前后物质质量的变化。

【查阅资料】无水硫酸铜是一种白色固体，遇水变蓝色，可以检验是否有水，也可以吸收水。
【提出问题】反应前后物质的总质量存在什么关系？
【提出假设】参加化学反应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和相等。
【设计实验】甲同学设计的实验如A图所示，乙同学设计的实验如B图所示，他们反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察，甲同学观察到红磷燃烧时气球的变化是______。
【实验结论】甲认为：在化学反应中，生成物的总质量与参加反应的反应物的总质量相等；
乙认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等，你认为____（填：“甲”或“乙”）结论正确，请解释导致另一种结论错误的原因______。
【结论分析】请你从原子的角度说明质量守恒的原因：_______。
【反思拓展】
（1）小明设计了实验C来验证质量守恒定律，小刚认为该实验设计是错误的，原因是_______。
（2）实验D中镁条燃烧的化学方程式是____。丙同学发现镁条燃烧后生成物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。丁同学对此提出了异议，丁同学的理由是____。
（3）应用质量守恒定律从元素的角度解释为什么不能“点石成金”。（石头的主要成分是CaCO3）________。
【交流应用】为了测定蜡烛的元素组成，小华设计了蜡烛燃烧实验并用下列装置吸收反应生成的二氧化碳和水，实验过程已省略。

测定质量结果如下表：

A装置
B装置
C装置
反应前的质量/g
65.9
80
105
反应后的质量/g
64.4
81.8
109.4
请根据实验数据计算：
（1）蜡烛中碳元素和氢元素的质量比为_________。
（2）蜡烛中________（填：“含”或“不含”）氧元素。

22.氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物，制备特殊的陶瓷材料等．某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁（Mg3N2），并用实验方法测定氮化镁的纯度．
Ⅰ：制备氮化镁
【查阅资料】
①(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O，该反应为放热反应．
②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气；稀硫酸能吸收氨气．
③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应．
【实验】
制备氮化镁的装置示意图如图甲（A﹣G）：

（1）D装置的作用是 　，G装置的作用是　 　．
（2）E装置中发生反应的化学方程式为　 　．
（3）实验时先进行　 （选填“A”或“E”）处加热，理由是　 　．
Ⅱ：测定氮化镁的含量
氮化镁是浅黄色粉末，极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3，反应的化学方程式为　 　，氮化镁（Mg3N2）中氮元素的化合价是　 　．
【定性分析】
步骤一：取少量氮化镁样品于试管中，加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成．
步骤二：弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡．该步骤中产生气泡的化学方程式为　 　．
【定量测定】
按图乙（H﹣I）实验装置进行实验：


23. 无论在化学世界里，还是在日常生活中，酸是广泛存在而又非常重要的物质。下面对常见的酸——硫酸的部分性质进行探究。

(1)浓硫酸的特性
①向一个烧杯中加入一定质量的浓硫酸，总质量为m1;敞口放置在空气中一段时间后，总质量为m2，那么m1 (填“>”“=”或“