火星承載著人類征服宇宙的夢想，科學(xué)探索發(fā)現(xiàn)：火星地表因覆蓋赤鐵礦（主要成分氧化鐵）而呈紅褐色，地下湖中富含鎂元素，大氣以二氧化碳為主。某化學(xué)小組據(jù)此展開有關(guān)探究。
Ⅰ.火星上可利用鎂在二氧化碳中燃燒提供能量。設(shè)計實(shí)驗(yàn)裝置如圖1，模擬該反應(yīng)的發(fā)生。
（1）在集氣瓶底鋪一層細(xì)沙的目的是 防止高溫熔融物濺落炸裂集氣瓶防止高溫熔融物濺落炸裂集氣瓶。
（2）鎂在二氧化碳中燃燒發(fā)生置換反應(yīng)，觀察到的現(xiàn)象是生成一種 黑色固體黑色固體和一種白色固體。
（3）通過該實(shí)驗(yàn)，你對燃燒或滅火的新認(rèn)識是 能支持燃燒的物質(zhì)不僅僅是氧氣，二氧化碳也能支持鎂條燃燒或鎂條燃燒不能用二氧化碳滅火能支持燃燒的物質(zhì)不僅僅是氧氣，二氧化碳也能支持鎂條燃燒或鎂條燃燒不能用二氧化碳滅火。
Ⅱ.火星上可利用鎂粉還原氧化鐵來制備鐵。
設(shè)計實(shí)驗(yàn)裝置如圖2，對該反應(yīng)的最佳實(shí)驗(yàn)條件展開探究。實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a.將鎂與氧化鐵分別按表格中的實(shí)驗(yàn)條件混合均勻；
b.烘干試管并裝入藥品，按圖2組裝好裝置；
c.先通氬氣一段時間，再點(diǎn)燃酒精燈充分加熱；
d.反應(yīng)結(jié)束時，繼續(xù)通氬氣至試管冷卻；
e.將磁鐵靠近試管，從下往上緩緩移動，吸引反應(yīng)后固體，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表。
|
實(shí)驗(yàn)組別 |
實(shí)驗(yàn)條件 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | |||
| m（ Mg）：m（ Fe2O3） （ 每組總質(zhì)量均為 2g） | 藥品顆粒大小/目 | 藥品烘干 | 中部試管內(nèi)壁 | 試管底部 | |
| 1 | 1：1 | 200 | 是 | 有極少量黑色固體 | 有極少量白色固體 |
| 2 | 1：2.5 | 200 | 是 | 有較多量黑色固體 | 有較多量白色固體 |
| 3 | 1：2.5 | 200 | 否 | 有極少量黑色固體 | 有極少量白色固體 |
| 4 | 1：2.5 | 140 | 是 | 有較少量黑色固體 | 有較少量白色固體 |
| 5 | 1：2.5 | 60 | 是 | 有極少量黑色固體 | 有極少量白色固體 |
| 6 | 1：4 | 200 | 是 | 有少量黑色固體 | 有少量白色固體 |
①對比實(shí)驗(yàn)2和3，保證該實(shí)驗(yàn)成功的重要條件之一是
藥品烘干
藥品烘干
。②對比實(shí)驗(yàn)2、4、5的藥品顆粒，實(shí)驗(yàn)效果最好的是
200
200
目的藥品。③探究鎂和氧化鐵反應(yīng)的最佳質(zhì)量比，應(yīng)對比實(shí)驗(yàn)1、
2
2
和6。（5）鎂粉還原氧化鐵的化學(xué)方程式為
3Mg+Fe2O3 2Fe+3MgO
高溫
3Mg+Fe2O3 2Fe+3MgO
。高溫
（6）本實(shí)驗(yàn)始終處于氬氣的環(huán)境中進(jìn)行，原因是
防止生成的鐵再被氧化
防止生成的鐵再被氧化
。【答案】防止高溫熔融物濺落炸裂集氣瓶；黑色固體；能支持燃燒的物質(zhì)不僅僅是氧氣，二氧化碳也能支持鎂條燃燒或鎂條燃燒不能用二氧化碳滅火；藥品烘干；200；2；3Mg+Fe2O3 2Fe+3MgO；防止生成的鐵再被氧化
高溫
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：18引用：1難度：0.5
相似題
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1．碳酸氫鈉是一種應(yīng)用廣泛的鹽，化學(xué)小組對其進(jìn)行了探究。
（1）NaHCO3可稱為鈉鹽或碳酸氫鹽，它是由Na+和（填離子符號）構(gòu)成，醫(yī)療上能用于治療胃酸（含有鹽酸）過多癥，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
【提出問題】實(shí)驗(yàn)室中如何制取少量NaHCO3？
【查閱資料】
材料一：侯氏制堿的原理：NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。△
材料二：研究發(fā)現(xiàn)，NaHCO3溶于水時吸收熱量，Na2CO3溶于水時放出熱量。
【實(shí)驗(yàn)制備】根據(jù)侯氏制堿原理設(shè)計如圖1所示裝置制取NaHCO3。
反應(yīng)結(jié)束后，將試管中的混合物過濾洗滌，低溫烘干得白色固體。
（2）燒杯中冰水的作用是。
（3）能進(jìn)一步確認(rèn)該白色固體是NaHCO3的實(shí)驗(yàn)方案是（須用到的儀器和藥品：試管、溫度計、水）。
（4）如圖2中碳酸氫鈉的溶解度在60℃后無數(shù)據(jù)的原因可能是。
【性質(zhì)探究】
常溫下，取一定量的NaHCO3溶液于燒杯中，插入pH傳感器，向燒杯中持續(xù)滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，當(dāng)溶液的pH變?yōu)?.68時開始有無色氣體產(chǎn)生。反應(yīng)過程中溶液的pH隨時間變化如圖3所示。
【查閱資料】
材料三NaHCO3溶于水后，少量的能同時發(fā)生如下變化：HCO-3
變化①：+H2O→H2CO3+OH-；HCO-3
變化②：→HCO-3+H+。CO2-3
材料四：溶液的酸堿性與溶液中H+和OH-數(shù)目的相對大小有關(guān)。常溫下，當(dāng)單位體積溶液中OH-的數(shù)目大于H+的數(shù)目時溶液的pH＞7，反之pH＜7；單位體積溶液中所含的H+數(shù)目越大，溶液的pH越小。
【交流反思】
（5）NaHCO3溶液顯（填“酸”“堿”或“中”）性，結(jié)合材料三、四從微觀角度說明原因：。
（6）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，下列說法錯誤的是（填字母）。
a.pH＜6.68時生成的無色氣體為CO2
b.從0～30s,單位體積溶液中H+數(shù)目不斷增大
c.不能用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液發(fā)布：2024/12/25 15:30:1組卷：548引用：4難度：0.5 -
2．關(guān)于鹽的性質(zhì)研究是一項(xiàng)重要的課題，某興趣小組以“探究碳酸氫鈉的性質(zhì)”為主題開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
【任務(wù)一】認(rèn)識碳酸氫鈉
（1）下列關(guān)于碳酸氫鈉的說法正確的是。
A.碳酸氫鈉是由Na+和構(gòu)成HCO-3
B.碳酸氫鈉俗稱純堿
C.碳酸氫鈉醫(yī)療上能用于治療胃酸過多癥
D.碳酸氫鈉難溶于水
【任務(wù)二】探究碳酸氫鈉的性質(zhì)
（2）探究碳酸氫鈉與稀鹽酸反應(yīng)：興趣小組取適量碳酸氫鈉粉末于甲試管中，加入稀鹽酸，如圖1所示，觀察到甲試管中有氣泡產(chǎn)生，乙中，說明碳酸氫鈉能與稀鹽酸反應(yīng)生成CO2，寫出試管甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式。
（3）探究碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性：用酒精燈充分加熱玻璃管，如圖2所示。
資料：無水硫酸銅呈白色，遇水后呈藍(lán)色
①發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)無水硫酸銅變藍(lán)，紫色石蕊溶液變紅，說明碳酸氫鈉受熱易分解，且有和二氧化碳生成。
②實(shí)驗(yàn)后興趣小組同學(xué)猜想玻璃管A處固體產(chǎn)物僅是Na2CO3而不含有NaOH，請?jiān)O(shè)計實(shí)驗(yàn)證明（寫出具體步驟和現(xiàn)象）：。
（4）常溫下，興趣小組同學(xué)取一定量的NaHCO3溶液于燒杯中，插入pH傳感器，向燒杯中持續(xù)滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，當(dāng)溶液的pH變?yōu)?.68時開始有無色氣體產(chǎn)生。反應(yīng)過程中溶液的pH隨時間變化如圖3所示。
【查閱資料】
材料一：NaHCO3溶于水后，少量的能同時發(fā)生如下變化：HCO-3
變化①：+H2O→H2CO3+OH-HCO-3
變化②：→HCO-3+H+CO2-3
材料二：溶液的酸堿性與溶液中H+和OH-數(shù)目的相對大小有關(guān)。常溫下，當(dāng)單位體積溶液中OH-的數(shù)目大于H+的數(shù)目時溶液的pH＞7，反之pH＜7；單位體積溶液中所含的H+數(shù)目越大，溶液的pH越小。
①根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知NaHCO3溶液顯堿性，結(jié)合材料一、二從微觀角度說明原因：。
②根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，可知從0～30s,單位體積溶液中H+數(shù)目不斷（填“增大”或“減小”）。發(fā)布：2024/12/25 17:0:2組卷：88引用：2難度：0.4 -
3．圖是一瓶濃硫酸標(biāo)簽上的部分內(nèi)容，某探究小組的同學(xué)對這瓶硫酸進(jìn)行了如下探究，請你參與．
[查閱資料]濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性，溶于水會放熱；硫酸鋇不溶于水也不溶于酸．
[探究一]濃硫酸稀釋時會放熱．
（1）稀釋濃硫酸時，所需儀器主要有，應(yīng)如何稀釋濃硫酸？．測量稀釋前后溶液的溫度，有明顯升高的現(xiàn)象．結(jié)論：濃硫酸溶于水放熱．
[探究二]稀硫酸與氫氧化鈉溶液能發(fā)生反應(yīng)．圖10
（2）稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 先用pH試紙測定稀硫酸的pH，再逐滴加入氫氧化鈉溶液并不斷振蕩，同時測混合液的pH pH逐漸變大，
最后pH≥7稀硫酸與氫氧化鈉
溶液能發(fā)生反應(yīng)．
（3）實(shí)驗(yàn)中僅從溶液pH變大，而不強(qiáng)調(diào)pH≥7，不能得出稀硫酸與氫氧化鈉溶液一定發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論，理由是．
[探究三]由于該試劑瓶瓶口密封簽已破損，同學(xué)們懷疑該濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與標(biāo)簽不相符．
[提出問題]該濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否發(fā)生變化？
[實(shí)驗(yàn)探究]（4）取該濃硫酸和足量BaCl2溶液反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥沉淀．實(shí)驗(yàn)中如何確定硫酸已完全反應(yīng)．
（5）為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)中必須要測知的數(shù)據(jù)是．
[探究結(jié)論]（6）由實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)計算出的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與標(biāo)簽不符．該硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)98%（填“大于”或“小于”）．發(fā)布：2025/1/6 8:0:1組卷：38引用：1難度：0.5
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