湖南省娄底市新化县2023-2024学年九年级上学期期末化学试题

这是一份湖南省娄底市新化县2023-2024学年九年级上学期期末化学试题，共17页。试卷主要包含了5 Ca-40， 下列图示中，实验操作正确的是等内容，欢迎下载使用。

可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 C1-35.5 Ca-40
一、选择题(本大题共15个小题，每小题只有一个正确选项，每小题2分，共30分)
1. 2023年9月19至21日，“紫鹊界梯田对话世界”－－农耕文化交流互鉴大会系列活动在我们新化举行。下列活动涉及到化学变化的是
A. 将稻穗扬起撞击木桶B. “山歌皇后”陈福云在梯田上放歌
C. 用紫鹊界的紫米酿酒D. 将蒸熟的红薯晒干做成红薯干
【答案】C
【解析】
【详解】A、将稻穗扬起撞击木桶，过程中没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意；
B、“山歌皇后”陈福云在梯田上放歌，过程中没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意；
C、用紫鹊界的紫米酿酒，过程中有新物质生成，属于化学变化，符合题意；
D、将蒸熟的红薯晒干做成红薯干，过程中没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意；
故选C。
2. 下列图示中，实验操作正确的是
A. 读取液体体积B. 检查装置气密性
C. 液体的倾倒D. 加热固体
【答案】B
【解析】
【详解】A、量筒读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，故图示操作不正确；
B、检查气密性时，把导管的一端浸没在水中，手紧贴试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，故图示操作正确；您看到的资料都源自我们平台，家威鑫 MXSJ663 低至0.3/份 C、向试管中倒入液体，试管倾斜，瓶塞要倒放，标签朝向手心，瓶口紧挨试管口，图中未试管倾斜，瓶塞未倒放，瓶口未紧挨试管口，故图示操作不正确；
D、给试管中固体加热，为防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管，试管口应略向下倾斜，且试管口应刚刚露出橡皮塞，故图示操作不正确。
故选B。
3. 科学家通过“祝融号”火星车探测器测得火星表面大气成分（体积分数）如图所示，下列说法正确的是

A. 火星大气中的含量最高B. 火星大气中的含量高于空气
C. 火星大气不含稀有气体D. 火星大气能使带火星的木条复燃
【答案】B
【解析】
【详解】A、据图可知，火星大气中N2的体积分数为2.7%，CO2的体积分数为95.3%。所以火星大气中CO2的含量最高。A不正确；
B、空气中CO2的体积分数为0.03%，据图可知，火星大气中CO2的体积分数为95.3%。所以火星大气中CO2的体积分数大于空气中CO2的体积分数，即火星大气中CO2的含量高于空气。B正确；
C、稀有气体包括氦气、氖气、氩气等气体，据图可知，火星大气中氩气的体积分数为1.6%。所以火星大气中含有稀有气体。C不正确；
D、氧气能使带火星的木条复燃，据图可知，火星大气中不含有氧气，所以火星大气不能使带火星的木条复燃。D不正确。
综上所述：选择B。
4. 张青莲院士主持测定了铟、铱、铈等元素相对原子质量的新值，被国际原子量委员会采用为国际新标准。铟在元素周期表中信息如图所示。下列有关说法错误的是
A. In3+的核外电子数为49B. 铟元素属于金属元素
C. 铟的相对原子质量为114.82D. In2O3中铟元素的化合价为+3
【答案】A
【解析】
【详解】A、由元素周期表信息图可知，左上角的数字表示原子序数，故铟的原子序数为49，在原子中，质子数=核外电子数=原子序数，则铟原子中，质子数=核外电子数=49，In3+为带3个单位正电荷的离子，该离子是铟原子失去3个电子形成的，故该离子的核外电子数为49-3=46，选项错误；
B、铟的偏旁部首是“钅”字旁，所以是金属元素，选项正确；
C、由元素周期表信息图可知，汉字下方的数字表现相对原子质量，则铟元素的相对原子质量为114.82，选项正确；
D、In2O3中氧元素的化合价为-2价，根据化合物中正负化合价代数和为0，设铟元素的化合价为x，则有2x+（-2）×3=0，解得x=+3，选项正确。
故选A。
5. 冬天是流感传染病的高发季，奥司他韦(化学式：C16H28N2O4)是一种抗流感病毒药。下列关于奥司他韦相关说法正确的是
A. 奥司他韦中碳、氢元素质量比是16：28
B. 一个奥司他韦分子是由16个碳原子、28个氢原子、2个氮原子和4个氧原子构成
C. 奥司他韦分子中含有氮气分子
D. 奥司他韦是由C、H、O、N三个元素组成
【答案】B
【解析】
【详解】A、奥司他韦中碳、氢元素质量比是(12x16):(1x28)=48:7，故选项错误；
B、一个奥司他韦分子是由16个碳原子、28个氢原子、2个氮原子和4个氧原子构成，故选项正确；
C、分子是由原子构成的，奥司他韦分子中含有氮原子，不含氮气分子，故选项错误；
D、元素只讲种类、不讲个数，故选项错误；
故选:B。
6. 我国著名雕塑家刘开渠创作的陶艺“踢毽子”，童稚十足，形神兼备。这种陶艺的制作用到了钾长石(主要成分KAlSi3O8)、石英砂(主要成分SiO2)、方解石(主要成分CaCO3)和萤石(主要成分CaF2)。其中主要成分属于氧化物的物质是

A. 钾长石B. 萤石C. 方解石D. 石英砂
【答案】D
【解析】
【详解】A、钾长石的主要成分是KAlSi3O8，是由K、Al、Si、O四种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；
B、萤石主要成分是CaF2，CaF2是由Ca、F两种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；
C、方解石主要成分是碳酸钙，碳酸钙是由Ca、C、O三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；
D、石英砂主要成分是二氧化硅，是由Si、O元素组成的化合物，属于氧化物，符合题意。
故选D。
7. 2022 年诺贝尔化学奖授予三位科学家，他们研究功能分子，搭建出复杂分子结构。下列关于分子的说法正确的是
A. 物质一定是由分子构成的B. 通常分子的质量和体积都很小
C. 水变成冰以后分子停止了运动D. 构成H2O和H2O2的分子相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、物质不一定是由分子构成的，也可能是由原子或离子构成的，如水是由水分子构成，铁是由铁原子构成，氯化钠是由钠离子和氯离子构成，故选项说法不正确；
B、1滴水中大约有1.67×1021个水分子，因此分子的质量和体积都很小，故选项说法正确；
C、水变成冰以后分子仍然在不断运动的，故选项说法不正确；
D、H2O是由水分子构成，H2O2是由过氧化氢分子构成，因此构成H2O和H2O2的分子不相同，故选项说法不正确。
故选B。
8. 某同学用右图装置探究磷燃烧的条件，下列有关说法错误的是

A. 实验室可通过加热制取
B. 通入后，白磷燃烧，说用物质燃烧的条件只需要
C. 通入后，红磷不燃烧，白磷燃烧，说明白磷着火点比红磷低
D. 实验室中少量白磷可以保存在冷水中
【答案】B
【解析】
【详解】A、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，实验室可通过加热 KMnO4 制取 O2，故A说法正确；
B、可燃物燃烧的条件是：温度达到可燃物的着火点，与氧气接触。图示中白磷在60℃的热水中，通入氧气前，白磷不燃烧，通入 O2 后，白磷燃烧，通过对比说明物质燃烧需要与氧气接触，并不是只需要氧气，故B说法错误；
C、白磷和红磷都在60℃的热水中，通入 O2 后，红磷不燃烧，白磷燃烧，说明白磷着火点比红磷低，故C说法正确；
D、白磷能在空气中自燃，实验室中少量白磷可以保存在冷水中，可以隔绝氧气（或空气），故D说法正确；
故选B。
9. 碳元素可组成多种单质，下列有关说法不正确的是
A. 金刚石的硬度很大B. 每个C60分子是由60个碳原子构成的
C. 石墨的导电性良好D. 金刚石、石墨和C60里碳原子排列方式相同
【答案】D
【解析】
【详解】A、金刚石是天然存在的硬度最大的物质，故选项说法正确；
B、每个C60分子由60个碳原子构成，故选项说法正确；
C、石墨具有优良的导电性，故选项说法正确；
D、金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不相同，导致三者物理性质不同，故选项说法错误。
故选D。
10. 正确的操作是安全有效进行实验的重要保证。下列实验操作或对意外事故的处理方法错误的是
A 家用电器着火可直接用水浇灭
B. 进入久未开启的菜窖前，要先进行灯火实验
C. 点燃氢气等可燃性气体之前先检验其纯度
D. 燃气泄露，立即关闭燃气阀门，打开门窗
【答案】A
【解析】
【详解】A、家用电器着火，首先应切断电源，为防止触电，不能直接用水浇灭，故A处理方法错误；
B、久未开启的菜窖中可能含有大量的二氧化碳，二氧化碳不能供给呼吸，直接进入，会有窒息的危险，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，应先做灯火实验，如果灯火熄灭，说明二氧化碳含量高，不能直接进入，故B处理方法正确；
C、可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸，为防止发生爆炸，点燃氢气等可燃性气体之前必须检验气体的纯度，故C处理方法正确；
D、发现煤气泄漏，关闭阀门，严禁烟火，以稀释燃气，防止发生燃烧或爆炸，故D处理方法正确。
故选A。
11. 构建化学基本观念是学好化学的基础。下列对化学基本观念的认识中，正确的是
A. 微粒观：氯化钠由钠原子和氯原子构成的
B. 结构观：氦原子和镁原子的最外层电子数均为2，所以化学性质相同
C. 守恒观：加热氯酸钾和二氧化锰混合物，固体减少的质量即为产生氧气的质量
D. 元素观：由一种元素组成的物质一定是单质
【答案】C
【解析】
【详解】A、氯化钠由钠离子和氯离子构成，不符合题意；
B、氦原子和镁原子的最外层电子数相同，均是2，但是氦原子只有一个电子层，达到了相对稳定结构，镁原子在化学反应中，容易失去最外层2个电子，故两者化学性质不相似，不符合题意；
C、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故固体减少的质量即为产生氧气的质量，符合题意；
D、单质是由同种元素组成的纯净物，由一种元素组成的物质不一定是单质，如氧气和臭氧的混合物由氧元素组成，属于混合物，不符合题意。
故选C。
12. 随着科学的发展，新能源的开发不断取得突破，清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化为液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示(图中的微粒恰好完全反应)。下列说法不正确的是
A. 丁的化学式是H2O
B. 该反应前后氢元素的化合价发生改变
C. 反应生成丙和丁的质量比为16：9
D. 反应前后分子种类和原子种类均发生变化
【答案】D
【解析】
【详解】根据微观示意图可得化学方程式：。
A、根据化学方程式可知，丁的化学式是 H2O，故A正确；
B、反应前氢气中氢元素化合价为0，反应后水和甲醇中氢元素化合价为+1，故B正确；
C、根据化学方程式可知，反应生成丙和丁的质量比 =(12+1×4+16):(1×2+16)=16:9，故C正确；
D、根据化学方程式可知，反应前后分子种类发生变化，原子种类不变，故D错误。
故选D。
13. 下列实验方案的设计没有正确体现对比这种科学思想的是
A. 比较温度对反应速率的影响B. 验证CO2的密度比空气大且不支持燃烧
C. 探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响D. 探究反应物间接触面积对反应速率的影响
【答案】A
【解析】
【详解】A、图中实验，过氧化氢溶液的浓度、温度不同，存在两个不同的量，不能比较温度对反应速率的影响，实验方案没有正确体现对比这种科学思想，符合题意；
B、图中实验，放在下端管口的燃着的小木条很快熄灭，放在上端管口的燃着的小木条熄灭的慢，说明二氧化碳的密度比空气大且支持燃烧，实验方案正确体现对比这种科学思想，不符合题意；
C、氧气与空气主要不同之处是氧气的浓度不同，根据硫粉在空气和氧气燃烧的现象，可以探究氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响，实验方案正确体现对比这种科学思想，不符合题意；
D、根据等质量的块状石灰石与粉末状的石灰石与相同的稀盐酸反应的速率快慢，可验证反应物间接触面积对反应速率的影响，实验方案正确体现对比这种科学思想，不符合题意。
故选A。
14. 下列实验目的对应的实验方案错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A、高锰酸钾加热可以分解产生氧气，可以使带火星的木条复燃，二氧化锰加热不会产生氧气，带火星的小木条不会复燃，故A正确；
B、二氧化锰可以催化双氧水分解生成氧气，会观察到有气泡产生，二氧化锰加入水中没有现象，故B正确；
C、氮气和二氧化碳都不支持燃烧，带火星的小木条都会熄灭，无法鉴别，故C错误；
D、肥皂水可以鉴别硬水和软水，加入肥皂水，泡沫多的是软水，泡沫少，浮渣多的是硬水，故D正确。
故选C。
15. 不能反映相关实验过程中量的变化的图像是
A. 铜在空气中加热B. 电解水
C. 用等质量、等浓度的过氧化氢制取氧气D. 化学反应中，原子总数随时间的变化
【答案】B
【解析】
【详解】A、铜在空气中加热生成固体氧化铜，质量增大，直至反应完全质量不再变化，A正确；
B、电解水生成氢气和氧气的体积比是2:1，不是质量比，B错误；
C、二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，能够加快反应速率，不能增加生成气体的质量，故用等质量、等浓度的过氧化氢制取氧气加催化剂与否不影响生成气体的质量，C正确；
D、根据质量守恒定律，化学反应中，原子总数不变，D正确。
故选B。
二、填空题(本大题共5个小题，每空2分，共40分)
16. 铼被誉为“超级金属”，铼及其合金被广泛应用到航空航天领域。铼元素的部分信息如图所示，请回答下列问题：
（1）铼原子的质子数为_______，x=_______，铼位于周期表中第_______周期。
（2）在化学反应中，铼原子容易失去电子形成离子，请书写出该离子符号_______。
【答案】（1） ①. 75 ②. 13 ③. 六
（2）Re2+
【解析】
【小问1详解】
元素名称的左上角数字表示原子序数，原子序数=质子数，因此铼原子的质子数为75；
原子中核电荷数=核外电子数=原子序数，因此75=2+8+18+32+x+2，x=13；
铼元素核外电子层数是6，位于周期表的第六周期；
【小问2详解】
铼原子的最外层电子数是2小于4个，在化学反应中，易失去2个电子形成带两个单位正电荷的阳离子，符号为：Re2+。
17. 化学是一门以实验为基础的科学，根据如图所示实验回答下列问题：
（1）A实验中，打开活塞，用________分别接近a、b玻璃尖嘴处，检验产生的气体。
（2）B实验中，小卵石和石英砂的作用是_______，活性炭的作用是_______，经过操作后得到的“水”_______(填“是”或“不是”)纯净物。
（3）C实验_______(填“能”或“不能”)测定空气中氧气的含量。
（4）D实验中，小气球的作用是_______。
【答案】（1）燃着的木条
（2） ①. 过滤 ②. 吸附水中色素和异味 ③. 不是
（3）不能 （4）平衡锥形瓶内外气压，防止橡皮塞冲开
【解析】
【小问1详解】
图A所示的是电解水实验，水通电分解生成氢气和氧气，检验生成的氢气和氧气需要用燃着的小木条；氧气会使燃着的木条燃烧得更旺，氢气能被点燃，故填：燃着的木条；
【小问2详解】
B实验中，小卵石和石英砂的作用是过滤；活性炭疏松多孔，具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，经过操作后得到的“水”，还含有可溶性杂质，属于混合物，故填：过滤；吸附水中色素和异味；不是；
【小问3详解】
C实验不能测定空气中氧气的含量，理由是木炭燃烧生成二氧化碳气体，压强几乎不变，导致水不能进入集气瓶，故填：不能；
【小问4详解】
D实验中，红磷燃烧放热，装置中的温度升高，压强增大，小气球的作用是平衡锥形瓶内外压强，防止胶塞弹出，故填：平衡锥形瓶内外气压，防止橡皮塞冲开。
18. 化学小组关于二氧化碳性质的探究进行如图探究：
（1）b处观察到溶液颜色变红，若要证明二氧化碳能与水反应，还应在a处放________(填字母标号)。
A. 水B. 干燥的紫色石蕊纸花C. 澄清石灰水
（2）c处发生反应的化学方程式为________。
（3）烧杯中蜡烛自下而上依次熄灭，说明CO2具有的化学性质：________。
【答案】（1）B （2）Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
（3）不能燃烧且不能支持燃烧
【解析】
【小问1详解】
b处观察到溶液颜色变红，若要证明二氧化碳能与水反应，还应在a处放干燥的紫色石蕊纸花，用于证明二氧化碳不能使石蕊变红色，而是二氧化碳与水反应的生成物使之变红色；故选B；
【小问2详解】
c处是二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，反应的化学方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；
【小问3详解】
烧杯中蜡烛自下而上依次熄灭，说明CO2具有的化学性质是二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧。
19. 工业上合成的工艺流程可简化为：

（1）工业上制取时所用的廉价、易得的原料是_________；
（2）用焦炭和水蒸气制取氢气的反应：，该反应中具有还原性的物质是_________。
（3）合成塔分离氨的方法说明氨与N2和H2相比，沸点更_________（填“高”或“低”）。
（4）将降温分离出的送回合成塔的目的是_________．
【答案】（1）空气 （2）C##碳
（3）高 （4）提高原料利用率，节约成本
【解析】
【小问1详解】
工业上，可利用分离液态空气制取氮气，故所用的廉价、易得的原料是空气；
小问2详解】
该反应中，碳得到氧，属于还原剂，具有还原性；
【小问3详解】
合成塔分离氨时，氮气和氢气先分离出去，故说明氨与N2和H2相比，沸点更高；
【小问4详解】
将降温分离出的 N2、H2 送回合成塔的目的是提高原料利用率，节约成本。
20. 阅读下列短文并回答问题。
N2O是一种温室气体，由于N2O在大气中的存留时间长，大气中N2O含量过高会加剧全球变暖。在微生物作用下土壤中氮元素转化为N2O是大气中N2O的最主要来源之一。在大棚蔬菜、农产品生产中施用石灰氮(CaCN2)，能减少土壤中N2O的排放.查阅相关资料可知，石灰氮在土壤中与水反应生成氢氧化钙和氰氨(H2CN2)，氰氨可进一步与水反应生成尿素[CO(NH2)2]。
CO2是另一种温室气体，减少CO2的排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的4种主要途径。科学家预测，到2050年，4种途径对全球碳中和的贡献率如图所示。
（1）氯氨生成尿素的化学方程式为：H2CN2+H2O=CO(NH2)2，该反应属于_______(填基本反应类型)。
（2）石灰氮与水反应生成氢氧化钙和氰氨的化学方程式为_______。
（3）人工光合固氮装置通过电化学手段将二氧化碳还原为甲酸，反应的化学方程式为：2CO2+2H2O2CH2O2+X，X的化学式为________。
【答案】（1）化合反应
（2）CaCN2+2H2O=Ca(OH)2+H2CN2
（3）O2
【解析】
【小问1详解】
该反应中反应物为两种，生成为一种，故该反应属于化合反应；
【小问2详解】
石灰氮与水反应生成氢氧化钙和氰氨的化学方程式为CaCN2+2H2O=Ca(OH)2+H2CN2；
【小问3详解】
根据化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含有2个C，6个O，4个H，生成物中含有2个C，4个H，4个O，1个X，故X中含有2个O，故X为O2。
三、实验探究题(本大题共2个小题，每空2分，共24分)
21. 根据如图实验装置，回答下列问题：
（1）写出图中仪器a的名称：_______。
（2）写出实验室用A装置制取氧气的反应的化学方程式________，实验室要得到比较纯净的氧气通常选用_______(填字母)装置收集。
（3）实验室制取二氧化碳反应原理________(用化学方程式表示)，B、C装置均可作为实验室制取CO2的发生装置，与B相比，选用C装置的优点是______。
（4）若用装置E收集满一瓶O2后，再向瓶中注水排出瓶中气体，水应从______(填①或②)端进入。
【答案】（1）长颈漏斗
（2） ①. 2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ②. D
（3） ①. CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O ②. 可控制反应速率，节约药品
（4）①
【解析】
【小问1详解】
由图可知，仪器a名称为：长颈漏斗；
【小问2详解】
A装置为固体加热型发生装置，可采用加热氯酸钾或高锰酸钾的方法制取氧气，氯酸钾在二氧化锰催化和加热条件下生成氯化钾和氧气，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：或；
排水法收集的气体较排空气法纯净，由于氧气不易溶于水，所以实验室要得到比较纯净的氧气通常选用D排水法收集；
【小问3详解】
实验室利用石灰石或大理石（主要成分碳酸钙）与稀盐酸制取二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；
该反应为固液常温型，发生装置可选择B或C，与B相比，C装置中可以通过分液漏斗，控制液体的滴加速度，从而控制反应速率，节约药品；
【小问4详解】
若用装置E收集满一瓶O2后，再向瓶中注水排出瓶中气体，由于氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，所以水应从长管①端进入，才能将氧气排出。
22. 古代铁匠常把烧红的铁器浸入水中急速冷却，以增加铁器的硬度，此法称为“淬火”。某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验，用以探究铁与水蒸气在高温条件下反应后的产物(注：夹持仪器已省略)。
【查阅资料1】常温下没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下铁与水蒸气能反应，生成一种固体和一种气体。
（1）A装置的作用是_____。
（2）探究生成的气体是什么？
猜测I：氧气；猜测II：二氧化硫；猜测III：氢气
小红认为不需要做实验就可以排除猜想II，她的理由是____。
【实验验证】如图所示，加热一段时间后，灰黑色的铁粉逐渐全部变黑，把导气管放入肥皂水中，吹出的肥皂泡上升飘到空中，用燃着的木条靠近肥皂泡，听到的爆鸣声，说明燃烧产生___。
（3）探究玻璃管中剩余黑色固体的成分？
同学们讨论后认为：铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”。玻璃管内的黑色固体中还可能含有“剩余的铁”。
【查阅资料2】
①铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中仅有Fe2O3为红棕色，FeO、Fe3O4均为黑色，但FeO一接触到空气会立即变成红棕色。
②铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应，铁能与硫酸铜溶液反应生成红色物质。
【实验探究】
【实验结论】铁与水蒸气发生反应的化学方程式为_____。
【答案】22. 提供水蒸气
23. ①. 反应物中没有硫元素，不能生成SO2或不遵循质量守恒定律 ②. H2##氢气
24. ①. FeO、Fe2O3或氧化铁和氧化亚铁 ②. 黑色固体部分溶解，析出红色固体，溶液由蓝色变浅绿色 ③. 3Fe+4H2OFe3O4+4H2
【解析】
【小问1详解】
根据题意，铁和水蒸气可以在高温下反应，所以A装置用于获取水蒸气，故填提供水蒸气；
【小问2详解】
根据质量守恒定律可知，化学反应前后，元素种类保持不变。该反应为铁和水的反应，反应物中包含铁元素、氢元素和氧元素，不含硫元素，则反应后的生成物种也不含硫元素，故猜想II错误。故填反应物中没有硫元素，不能生成SO2或不遵循质量守恒定律。[实验验证]加热一段时间后，灰黑色的铁粉逐渐全部变黑，把导气管放入肥皂水中，吹出的肥皂泡上升飘到空中，用燃着的木条靠近肥皂泡，肥皂泡燃烧，有爆鸣声，说明生成气体为氢气，故填H2或氢气；
【小问3详解】
[实验探究]①根据资料中铁的氧化物的颜色和氧化亚铁变色情况，将玻璃管中的黑色固体倒出，平铺于白纸上，没有发现红棕色的物质，说明没有氧化铁；一会儿之后黑色固体也不变色，说明没有氧化亚铁。故填氧化铁和氧化亚铁或FeO、Fe2O3；②根据资料，铁的氧化物均不和硫酸铜反应，且铁能和硫酸铜反应生成红色物质，所以要证明固体中含有铁和四氧化三铁，可将固体加入过量硫酸铜溶液中，若观察到有部分黑色不溶物沉淀，且有红色固体出现，即可说明固体中含有铁和四氧化三铁。故填黑色固体部分溶解，析出红色固体，溶液由蓝色变浅绿色；
[实验结论]根据该实验过程可知，铁和水蒸气在高温下反应生成氢气和四氧化三铁，则其化学方程式为。
四、计算题(本大题共1个小题，共6分)
23. 某校实验室工作人员欲测定某氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数，现取14g该样品与2g二氧化锰混合，放入试管中充分加热（杂质不发生反应），反应过程和数据如图所示，请计算：
（1）生成氧气的质量为_______g。
（2）该样品中氯酸钾的质量分数。（写出计算过程）
【答案】（1）4.8 （2）解：设该样品中氯酸钾的质量为x。
x=12.25g
样品中氯酸钾的质量分数=
答：该样品中氯酸钾的质量分数为87.5%。
【解析】
【小问1详解】
根据质量守恒定律，固体减少的质量就是氧气的质量，所以生成氧气的质量为16g-11.2g=4.8g。
【小问2详解】
见答案。实验目的
实验方案
A
鉴别高锰酸钾与二氧化锰
分别取样加热，伸入带火星木条观察木条是否复燃
B
鉴别自来水和双氧水
取样，分别加入二氧化锰，观察是否有气泡产生
C
鉴别氮气、二氧化碳
将燃着的木条分别伸入瓶中，观察木条燃烧情况
D
鉴别软水和硬水
取样，分别加入肥皂水，振荡，观察现象
实验操作
实验现象
实验结论
①将玻璃管中的黑色固体倒出，平铺于白纸上
黑色固体不变色
黑色固体中一定没有_____
②取少许上述黑色固体加入足量的硫酸铜溶液
____
黑色固体中一定有铁和四氧化三铁