幾位同學(xué)對(duì)炭粉與氧化鐵的反應(yīng)十分感興趣，自己動(dòng)手，對(duì)過(guò)量炭粉與氧化鐵反應(yīng)中氣
體產(chǎn)物的成分進(jìn)行了研究。
【提出假設(shè)】該反應(yīng)中的氣體產(chǎn)物可能是CO或者是CO2和CO的混合物。
【查閱資料】氮?dú)獠慌c碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室可以用飽和氯化銨溶液和飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú)狻?/P>
【設(shè)計(jì)方案】如圖所示，將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過(guò)量炭粉完全反應(yīng)，測(cè)定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。
試回答下列問(wèn)題：
1.廣口瓶?jī)?nèi)盛放的試劑為，其作用為。
2.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)彈簧夾，一段時(shí)間后關(guān)閉，再點(diǎn)燃酒精噴燈。理由是
3.稱取3.20g氧化鐵、2.00g炭粉混合均勻，放入質(zhì)量為48.48g的硬質(zhì)玻璃管中;待反應(yīng)結(jié)束，再通一段時(shí)間的氮?dú)�。冷卻至室溫，稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為51.24g。經(jīng)進(jìn)一步測(cè)定得知參加反應(yīng)的氧元素質(zhì)量為0.96g。從而確認(rèn)該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是和CO的混合物，理由是。根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果判斷，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中n(CO2):n(CO)=。
4.有同學(xué)認(rèn)為還應(yīng)對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置作進(jìn)一步完善，你認(rèn)為應(yīng)作如何改進(jìn)?
【參考答案】
第一部分 教育理論與實(shí)踐
填空題
1.選擇性;整體性;理解性
2.認(rèn)知因素
3.人類社會(huì)
第二部分 化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)
一、單項(xiàng)選擇題
1.B[解析]化學(xué)變化的基本特征是有其他物質(zhì)生成。沒(méi)有生成其他物質(zhì)的變化叫物理變化。
A選項(xiàng)中汽油揮發(fā)，蠟燭受熱熔化均沒(méi)有其他物質(zhì)生成，只是物質(zhì)的形態(tài)發(fā)生變化，為物理變化，故A正確。
B選項(xiàng)中水加熱至沸騰，生成的氣體是另一種形態(tài)的水，沒(méi)有其他物質(zhì)生成，應(yīng)屬于物理變化。
C選項(xiàng)中生成氣體為氫氣，為化學(xué)變化。
D選項(xiàng)二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁是因?yàn)樘妓徕}的生成，為化學(xué)變化。
2.D[解析]燃著的酒精燈，若需添加酒精，必須熄滅火焰。絕不允許燃著時(shí)加酒精，否則，很易著火，造成事故。
3.D[解析]過(guò)氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈉和氧氣。
化學(xué)方程式為：2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2↑
故可用于呼吸面具和潛水艇中作為氧氣來(lái)源。正確答案為D。
4.B[解析] A選項(xiàng)中Cu2+為藍(lán)色，不符合題意。
C選項(xiàng)中Ca2+ 和CO32-可生成白色沉淀，不能大量共存。
D選項(xiàng)中Ba2+ 和SO42-可生成白色沉淀，不符合題意。
5.D[解析]只有D選項(xiàng)即可以表示元素鐵，又可以表示鐵單質(zhì)。
6.D[解析] A是物理變化;B項(xiàng)硫在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)紫色火焰;C選項(xiàng)氧氣瓶應(yīng)是藍(lán)身黑字。
二、不定項(xiàng)選擇題
1.BD[解析] A選項(xiàng)錯(cuò)誤，因?yàn)殁c的密度比水小，投入水中應(yīng)該漂浮在水面上。鈉與水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，B選項(xiàng)正確，反應(yīng)伴隨滋滋的聲音是因?yàn)闅錃獾纳�。反�?yīng)還生成氫氧化鈉，溶液呈堿性，加入石蕊試劑后應(yīng)變藍(lán)，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。鈉的密度比煤油大，所以保存在煤油中可以將鈉與氧氣和水隔絕，D選項(xiàng)正確。
2.AC[解析]略
3.AC[解析]催化劑能在反應(yīng)中改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，但其本身并不參加化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后都沒(méi)有變化，故A錯(cuò)誤。
C選項(xiàng)稀有氣體都是無(wú)色無(wú)味的，霓虹燈通電有顏色是因?yàn)橥ㄟ^(guò)電流產(chǎn)生能量，使原子核外電子發(fā)生“躍進(jìn)”，能量以光輻射形式被釋放，稀有氣體就會(huì)發(fā)出光。故C錯(cuò)誤。
4.AC[解析]本題考查基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)。取用固體藥品一般用藥匙。有些塊狀的藥品(如石灰石等)可用鑷子夾取。燃燒匙用于盛放可燃性固體物質(zhì)做燃燒實(shí)驗(yàn)。滴管用于少量液體的取用。正確答案為AC。
5.BD[解析] A選項(xiàng)先生成BaCO3沉淀后被稀鹽酸溶解，生成的BaCl2可溶;B選項(xiàng)生成的BaSO4不溶于稀鹽酸，因而B(niǎo)選項(xiàng)正確;C中生成Fe(OH)3，后被稀鹽酸溶解;D選項(xiàng)AgNO3與稀鹽酸反應(yīng)生成AgCl沉淀。
6.BD[解析]本題是考查關(guān)于溶液組成知識(shí)的一道綜合性較強(qiáng)的試題。解答本題的關(guān)鍵在于充分理解和應(yīng)用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義。對(duì)于A選項(xiàng)：加入0.8A克水后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：(A×20%)/(A+0.8A)=11.1%。
對(duì)于B選項(xiàng)：加入水后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： (A×20%)/2A=10%。對(duì)于C選項(xiàng)：蒸發(fā)水，析出0.1A克固態(tài)食鹽后溶質(zhì)的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的一半，但溶液的質(zhì)量變?yōu)锳-0.1A=0.9A,故溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定大于10%。對(duì)于D選項(xiàng)：加入2A克質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的食鹽溶液后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：(A×20%+2A×5%)/(A+2A)=10%。綜合以上分析得：答案為BD。
7.A[解析]其他條件不變的情況下，增大(減小)壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向著氣體體積縮小(增大)的方向移動(dòng);溫度升高(降低)，會(huì)使化學(xué)平衡向著吸熱(放熱)反應(yīng)的方向移動(dòng)。該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱、氣體體積縮小的反應(yīng)。故應(yīng)降低溫度和增大壓強(qiáng)，正確答案為A選項(xiàng)。
8.D[解析]排水法適用于收集在水中溶解度很小的氣體。向下排空氣法則適用于比空氣輕且無(wú)毒的氣體。由此可見(jiàn)，可用這兩種方法收集的氣體有H2 、CH4。CO不能用向下排空氣法收集，一是由于密度與空氣太接近，二是由于CO有毒，會(huì)對(duì)大氣造成污染。正確答案為D。
三、推斷題
Ba2+、Cl-;Fe3+、Cu2+、CO32-;NO3-
[解析]溶液為無(wú)色透明，故一定不存在Fe3+、Cu2+，因?yàn)镕e3+為紅褐色，Cu2+為藍(lán)色;通入二氧化碳有白色沉淀生成，滴加鹽酸后沉淀又消失，故推測(cè)一定存在Ba2+;生成的沉淀為碳酸鋇白色沉淀，故溶液中一定沒(méi)有CO32-;向溶液中滴入少量硝酸銀，有白色沉淀生成，且加入硝酸沉淀不溶解，可推測(cè)出一定存在Cl-，生成白色沉淀為氯化銀。
四、實(shí)驗(yàn)探究題
1.發(fā)生
2.凈化;飽和食鹽水;濃硫酸;飽和食鹽水用于吸收氯氣中混有的氯化氫氣體，濃硫酸用來(lái)干燥氯氣
3.尾氣處理;濃氫氧化鈉
4.用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙
[解析]實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
圖1為該反應(yīng)的發(fā)生裝置;因?yàn)槁葰庵谐３；煊猩倭柯然瘹錃怏w和水蒸氣，故需要用凈化裝置，圖2即為凈化裝置，其中所裝溶液分別為飽和食鹽水和濃硫酸，飽和食鹽水在前，用于吸收氯氣中混有的氯化氫氣體，濃硫酸用來(lái)干燥氯氣。同時(shí)由于氯氣有毒，對(duì)空氣會(huì)造成污染，因此反應(yīng)最后還需要尾氣處理裝置。氯氣能溶于水且比空氣重,故用向上排空氣法收集，圖3燒杯中為濃氫氧化鈉溶液，用于吸收氯氣，防止污染空氣。
五、計(jì)算題
1.解：設(shè)質(zhì)量為x的這種稀硫酸可與4.0 g CuO恰好完全反應(yīng)
CuO +H2SO4 CuSO4 +H2O
8098
4.0 g5% x
80×5% x =98×4.0g
x =98 g
答：完全溶解這些固體產(chǎn)物至少需要溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的稀硫酸98g 。
2.Cu2S
六、教學(xué)分析
[解析] 1.濃硫酸;吸收產(chǎn)生的氮?dú)庵械乃�，獲得干燥的氮?dú)狻?/P>
2.為了排盡整套裝置中的空氣。
3.經(jīng)計(jì)算反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比為2∶3，介于1/2和1之間。(其他合理答案酌情給分);1∶1。
4.在尾氣出口處加一個(gè)點(diǎn)燃的酒精燈或增加一處尾氣處理裝置。