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中考化学二轮复习 科学探究题特训专题7 定量实验（含解析）
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这是一份中考化学二轮复习 科学探究题特训专题7 定量实验（含解析），共18页。试卷主要包含了小苏打和食盐是厨房中常见物质等内容，欢迎下载使用。
专题7 定量实验
1．某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究
【提出问题】人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？
【查阅资料】通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。
【实验操作、记录、分析】
实验一
（1）先检查装置的 ，裝入试剂，在医用输液袋中裝入VmL气体，连接装罝。
（2）打开弹簧夹 ，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体枳为V1mL．氢氧化钠发生反应的化学方程式是 。
（3）关闭弹簧夹k1、k2，再 填操作方法），以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体冷却至室温，打开k2．读出量筒中液体体枳为V2mL，其数值等于已反应的 之外的气体总体积。
实验二：
（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数椐，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图3，表示二氧化碳体枳分数变化的是 （填“X”、“Y”、“Z”），Y的体枳分数在60s之后逐渐减小的原因是 。
【数据处理】
（5）实验一中，二氧化碳的体枳分数是 ，氧气的体枳分数是 。
（6）实验二中，200s时没有采集数据的所有气体的总体积分数为 。
【评价与反思】
（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是 。（填“正确”或“错误”）的，理由是 。
【答案】（1）气密性
（2）K1、K2；2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O
（3）向烧杯中加入热水（热水温度大于40°C）；氧气和二氧化碳
（4）Z；水蒸气冷凝
（5）100%；100%
（6）76.66%
（7）错误，由实验 2 可知，空气中水的体积分数为 1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为 0.03%
【解析】（1）实验前要检查装置的气密性；
（2）实验一中，要想将袋中的气体全部排除，打开弹簧夹K1、K2；二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（3）白磷的着火点是40℃，所以可向烧杯中加入热水，以促使白磷迅速燃烧；输液袋中的气体二氧化碳遇氢氧化钠反应，氧气与白磷反应，所以待瓶中气体冷却至室温，打开k2．读出量筒中液体体枳为V2mL，其数值等于已反应的氧气和二氧化碳之外的气体总体积。
（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数据（如图1），然后向袋内吹入气体，采集的数据经处理得到图2，由于呼出气体中二氧化碳增多和水蒸气增多，氧气减少，表示二氧化碳体积分数变化的是Z，Y的体积分数在60s后逐渐减小的原因是水蒸气冷凝；
【数据处理】
（5）实验一中，二氧化碳的体积分数表达式是：100%；氧气的体积分数表达式是：100%；
（6）由图示可知：200s时未采集数据的所有气体，总体积分数为76.66%；
【评价与反思】：
（7）由实验 2 可知，空气中水的体积分数为 1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为 0.03%，故有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气的说法是错误的。
2．某化学小组用熟石灰配制石灰水时，发现装满熟石灰的塑料试剂瓶已经破埙．
【提出向题1】试剂是否变质？
【猜想】①没有变质，成分是氢氧化钙②全部变质，成分是碳酸钙
③部分变质，成分是氢氧化钙和碳酸钙
进行实验1】
步骤
操作
现象
结论
1
取样品于试管中，加水，滴入2～3滴酚酞试液
猜想③正确
2
向试管中继续加入过量的
【提出问题2】如何测定试剂中碳酸钙的质量分数？
【进行实验2】小丽同学设计了如图所示装置进行碳酸钙的质量分数测定：
取一定质量的样品放入锥形瓶中，加入过量稀盐酸（不考虑稀盐酸的挥发）测量装置C在反应前后的总质量，即可计算出试剂中碳酸钙的质量分数．请写出稀盐酸与碳酸钙发生反应的化学方程式 。
说明：装置气密性良好，操作无误，各步反应完全．
【反思与评价】
（1）小文同学认为小丽得到的结果有较大的误差，理由是 。
（2）小文同学用图所示装置（注射器活塞的摩擦力很小，忽略不计），完成测量．注射器除了贮存、加注稀盐酸外，还有的作用是 。
【交流与讨论】
实验结束后将A、C、E中废液倒入一个干净的废液缸中，观察到有沉淀生成。
（1）同学们将废液过滤并讨论滤液中溶质的成分，该滤液中一定存在的溶质是 。
（2）经实验确认废液成分，处理后绿色排放．
【答案】【进行实验1】
步骤
操作
现象
结论
1
取样品于试管中，加水，滴入2～3滴酚酞试液
无色酚酞变红色
猜想③正确
2
向试管中继续加入过量的稀盐酸
有气泡冒出
【进行实验2】CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
【反思与评价】（1）生成的二氧化碳有一部分停留在AB中，没有被C吸收；
（2）测量体积；
【交流与讨论】氯化钠．
【解析】【进行实验1】根可以用酚酞试液检验是否有氢氧化钙，只要无色酚酞变红色，就证明有氢氧化钙；用稀盐酸检验是否有碳酸钙，如果有气泡冒出，就证明有碳酸钙，最后根据现象，判断猜想的正误．
【进行实验2】稀盐酸与碳酸钙的反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
【反思与评价】（1）生成的二氧化碳有一部分停留在AB中，没有被C吸收，结果有较大的误差．
（2）注射器除了贮存、加注稀盐酸外，还可以测量体积；
【交流与讨论】A和E中加入过量稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，与氢氧化钙反应生成氯化钙和水，所以溶液中溶质为HCl和CaCl2；
C装置中氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，要完全吸收二氧化碳，所以氢氧化钠一定是过量的，溶液中溶质为NaOH和Na2CO3；
A、C、E中废液倒入一个干净的废液缸中，观察到有沉淀生成，所以盐酸一定被耗尽，氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠；所以滤液中一定存在的溶质是氯化钠，可能有氢氧化钠，氯化钙和碳酸钠中的一种。
3．小苏打和食盐是厨房中常见物质。现有一包白色固体，可能由碳酸氢钠、氯化钠中的一种或两种物质组成。某科学小组同学展开了系列研究。
（一）定性分析
【实验目的】确定白色固体的组成
【实验方案】：如图1所示：
【实验结论】小明同学经过上述实验得出结论：该白色固体由碳酸氢钠、氯化钠两种物质组成。
（1）步骤①发生反应的化学方程式是 ；
（2）步骤②中的澄清石灰水也可以用其它碱溶液代替，如 ；
（3）科学小组认真研究讨论后认为，此方案不能得出小明同学的结论。一致认为将上述方案中使用的一种试剂进行调换，如仍出现上述现象，则小明同学的结论正确。调换措施是 。
（二）定量分析
【实验目的】测定该白色固体中碳酸氢钠的质量分数
【实验方案】该小组利用图2所示的实验装置（固定装置已略去，装置气密性良好）进行实验，每一步反应均完全进行。
（1） 首先称取a克该样品放入装置甲中，然后进行有关实验操作，正确的顺序
是 （填序号，可重复选择）
a．称量装置丙的质量
b．打开弹簧夹，通入足量的氮气，关闭弹簧夹
c．打开分液漏斗的活塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞
（2）如果没有装置乙，会造成测定结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（3）装置丁的作用是 。
（三）拓展交流
经査阅材料：将二氧化碳气体持续通入一定量的氢氧化钠溶液中会先后发生以下两个化学反应：
①2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O ②Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3
小明同学将5g二氧化碳气体通入100g 5%的氢氧化钠溶液中，充分反应后，所得溶液的溶质是
（填化学式）。
【答案】（一）定性分析
【实验结论】（1）NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
（2）氢氧化钡溶液
（3）把稀盐酸改为稀硝酸
（二）定量分析 【实验方案】（1）b、a、c、b、a （2）偏大
（3）防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙装置
（三）拓展交流：Na2CO3、NaHCO3
【解析】（一）定性分析
【实验结论】
（1）步骤①中，碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式是：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
（2）步骤②中的澄清石灰水也可以用其它碱溶液代替，如氢氧化钡溶液，这是因为氢氧化钡能和二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钡和水。
（3）调换措施是把稀盐酸改为稀硝酸，这样能够防止过量盐酸或反应生成的氯化钠对实验产生影响。
（二）定量分析
【实验方案】
（1）首先称取a克该样品放入装置甲中，然后进行有关实验操作，正确的顺序：b、a、c、b、a。
（2）如果没有装置乙，导致水蒸气被丙装置吸收，从而会造成测定结果偏大。
（3）装置丁的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙装置。
（三）拓展交流
反应的化学方程式及其质量关系为：
2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O，
80 44 106
5g 2.75g 6.625g
Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3
106 44
6.625g 2.75g
由以上质量关系可知，5g氢氧化钠恰好和2.75g二氧化碳反应生成6.625g碳酸钠，6.625g碳酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠时，消耗二氧化碳质量是2.75g，而和氢氧化钠反应后剩余二氧化碳质量是2.25g，因此二氧化碳不足，所得溶液的溶质是Na2CO3、NaHCO3。
4．某纯碱厂生产的某批次碳酸钠产品中可能含有氯化钠杂质。
定性检验
（1））要确定该产品中是否含有杂质氯化钠，你的方法是
。
定量测定
（2）若利用沉淀法测定该产品中碳酸钠的质量分数，你确定的反应原理是（用化学方程式表示） 。
（3）假设你取样的质量为m1，根据你确定的反应原理，你需要通过实验测量沉淀（填化学式） 的质量（假设你测得的沉淀的质量为m2）。
（4）请你设计实验方案，获得数据m1、m2，把方案填在下表中。
适用的仪器名称
实验步骤
（5）数据处理：
请用含m1、m2的式子表示所测样品中碳酸钠的质量分数。 。
分析讨论
（6）要测定混合物中某成分的含量，可通过化学方法将不易测定的物质转化为易测量的物质。除沉淀法外，还可依据反应（用化学方程式表示） 来测定该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
【答案】（1）取少量样品于试管中，加入足量稀硝酸，再加入硝酸银溶液，若观察到产生白色沉淀，就证明样品中含有氯化钠
（2）Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl（Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl）
（3）BaCO3（或CaCO3）
（4）
选用的仪器名称
实验步骤
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、铁架台（带铁圈）、漏斗、托盘天平、洗瓶、干燥仪器
①称量样品的质量；②溶解；③加试剂（需指明试剂过量或足量）；④过滤；⑤洗涤、干燥；⑥称量沉淀的质量
（5）（或）
（6）Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑
【解析】（1）要检验碳酸钠中是否含有氯化钠就需要先排除碳酸钠的干燥，取样品于试管中，加入足量的稀硝酸，再加入硝酸银溶液，观察是否产生白色沉淀。
（2）若利用沉淀法测定该产品中碳酸钠的质量分数，可以向待测溶液中加入过量的氯化钡溶液（或氯化钙溶液），碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠（或碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠），故填：Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl（Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl）。
（3）根据生成碳酸钡沉淀或碳酸钙沉淀的质量来计算出碳酸钠的质量，故填：BaCO3（或CaCO3）；
（4）需要称取一定质量的样品并将其溶解，然后加入足量的氯化钡溶液或氯化钙溶液，实验结束后将沉淀过滤出来，洗涤干燥称量，故填：
选用的仪器名称
实验步骤
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、铁架台（带铁圈）、漏斗、托盘天平、洗瓶、干燥仪器
①称量样品的质量；②溶解；③加试剂（需指明试剂过量或足量）；④过滤；⑤洗涤、干燥；⑥称量沉淀的质量
（5）若是利用过量的氯化钡溶液来测定的话，设碳酸钠的质量为x，则：
Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl
106 197
x m2
x
则所测样品中碳酸钠的质量分数为：；
若是利用过量的氯化钙溶液来测定的话，设碳酸钠的质量为y，则：
Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl
106 100
y m2
y
则所测样品中碳酸钠的质量分数为：
（6）利用氯化钠与盐酸不反应，碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，将反应生成的气体干燥后用足量的氢氧化钠溶液来吸收，根据氢氧化钠溶液增重的质量（即生成二氧化碳的质量），通过化学方程式计算出碳酸钠的质量，并进一步计算出该纯碱样品中碳酸钠的质量分数；故填：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。
5．工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得，但工业烧碱中含有一种杂质碳酸钠。某科学学习小组同学围绕工业“烧碱”样品纯度测定问题，展开了讨论与探究。
【原理思路】利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2，通过CO2质量的测定，确定样品中碳酸钠的质量，从而计算工业“烧碱”样品纯度。
【实验方案】根据以上思路，小科设计的方案是：利用如图甲的装置（固定装置省略），通过测定反应前后整套装置和药品的总质量的减少量确定CO2质量。
（1）小科按该方案进行测定，加入足量稀硫酸充分反应后，发现最终测得碳酸钠的质量明显偏低。你认为导致测得的“碳酸钠”的质量明显偏低的原因是 ；
【方案改进】为减少误差，小组同学经讨论，对小科方案进行改进，设计了如图乙的实验方案（固定装置省略）。通过测定反应前后D质量的变化。
（2）图乙B装置中样品在与足量稀硫酸反应前和停止反应后，都要鼓入足量的空气，在反应前通空气时，a、b、c三个弹簧夹的控制方法是 。
（3）若撤去图乙中的A和E装置，则测得工业“烧碱”的纯度将 （选填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（4）按改进后的图乙实验方案进行实验，发现测得的工业“烧碱”的纯度明显偏高，从实验操作上分析产生上述结果的原因是 （写出一种即可）。
【答案】（1）反应生成的二氧化碳部分留在装置中
（2）打开ab，关闭c
（3）偏高
（4）反应后没有鼓入足量的空气
【解析】（1）导致测得的“碳酸钠”的质量明显偏低的原因是反应生成的二氧化碳部分留在装置中，导致计算的碳酸钠质量偏小，进一步导致“碳酸钠”的质量明显偏低。
（2）在反应前通空气时，a、b、c三个弹簧夹的控制方法是打开ab（排出装置中的水蒸气和二氧化碳），关闭c（防止气体进入D中）。
（3）若撤去图乙中的A和E装置，导致计算的碳酸钠质量偏大，进一步导致计算的氢氧化钠质量偏小，则测得工业“烧碱”的纯度将偏高。
（4）按改进后的图乙实验方案进行实验，发现测得的工业“烧碱”的纯度明显偏高，从实验操作上分析产生上述结果的原因是反应后没有鼓入足量的空气，导致计算的碳酸钠质量偏小，从而导致计算的氢氧化钠质量偏大。
6．有些食品袋里装有小袋铁粉作保鲜剂，化学兴趣小组对一包使用过且已生锈的保鲜剂进行探究。
【提出猜想】保鲜剂可能的组成：①只有Fe2O3；②Fe和Fe2O3的混合物。
【实验探究1】保鲜剂的成份探究
（1）取保鲜剂样品少量于试管中，加入过量稀盐酸，小组同学根据观察到的现象一致认为猜想②成立，他们观察到的现象是 。
【实验探究2】保鲜剂中Fe2O3含量的探究
称取保鲜剂样品1.0g装入硬质玻璃管中，按图1所示的装置进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应，待反应完全后，继续通CO气体直至玻璃管冷却。
（2）先通入CO气体一段时间后再加热的目的是 。
（3）反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如表：
反应前
反应后
玻璃管和保鲜剂的总质量为128.0g
玻璃管和固体物质的总质量127.79g
①A装置中发生反应的化学方程式为 。
②分析表中的数据，可计算得出保鲜剂中Fe2O3的质量分数为 。
（4）实验结束后，是否要先断开A与B的连接以防止B中的石灰水倒吸？为什么？
【反思评价】上述装置未进行尾气处理。于是对上地装量进行如图2改进。
（5）装置B的作用是 和 。
【实验探究3】在如图3所示，保鲜袋中装有保鲜剂，将O2、CO2、湿度（测水蒸气）传感器探头放入保鲜袋中（有少量空气），然要头后快速向袋内呼出气体直到吹满，再打开仪器开始采集数据。采集的数据如图4所示，纵坐标均为某气体体积分数（%），横坐标均为时间（s）据图回答下列问题：
（6）表示O2体积分数变化的血线是 （选填“M”或“N”或“Q”），指出曲线N在0～50s内下降的原因 。
（7）查阅文献得知其他人员使用铁的缓慢氧化原理来测量封闭容器内的氧气含量时；可以将氧气消耗至大约1%，但此处氧气剩余含量明显偏高，试解释原因 （写出一条即可）。
（8）实验中，没有生成二氯化碳，但它的含量仍然发生了变化，请根据图（图4）象作出解释 。
【答案】（1）溶液中有气泡生成。
（2）排空内部残存的空气，防止一氧化碳爆炸。
（3）①3CO+Fe2O32Fe+3CO2②70%。
（4）不需要，因为反应结束后，还需要继续通入一氧化碳直到装置冷却至室温；
（5）吸收二氧化碳；收集一氧化碳。
（6）Q；水蒸气液化为液体，含量有所下降。
（7）保鲜剂量不足。
（8）因为水蒸气和氧含量减少，导致二氧化碳含量的相对增多。
【解析】（1）加入稀盐酸，如果只有部分变质，则是铁和氧化铁的混合物，两者都溶于酸，铁会置换出氢气，溶液中产生气泡，而如果全部变质，都会为氧化铁，不会有氢气，则不会有气泡出现，而题目给出猜想②成立，说明有铁，则会有气泡出现。
（2）由于一氧化碳具有易燃易爆的性质，所以加热前应排出内部残留的空气，以免发生爆炸。
（3）①一氧化碳还原氧化铁生成铁单质和二氧化碳，书写方程式注意配平、反应条件；
故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
②设保鲜剂中Fe2O3的质量为x
3CO+Fe2O32Fe+3CO2 固体质量减少
160 112 160﹣112＝48
x 128.0g﹣127.79g＝0.21g
；
x＝0.7g
保鲜剂中Fe2O3的质量分数为100%＝70%
（4）反应完成后，要先停止加热，还要通入一会儿一氧化碳，为防止生成的铁单质又被氧化，同时防止石灰水倒吸炸裂玻璃管，所以无需断开A与 B 的连接；
（5）用如图2装置代替原装置，能起到收集一氧化碳，吸收二氧化碳的作用；
（6）人体呼出气体跟空气组分差不多，只是含量有所变化，呼出气体主要有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气，由于在体内经过呼吸作用，所以二氧化碳含量升高，带出体内水蒸气，水蒸气含量提高，氧气由于被消耗，含量有所下降，但是不会大量下降，因此呼出气体中氧气含量应该在21%以下，但是不会减少很多，而M、N、Q中只有Q含量较为准确，所以Q为氧气含量；由于水蒸气被呼出后，浓度较高，遇冷发生液化就会出现含量下降的现象；
（7）氧气有剩余，说明铁与氧气未发生充分反应，因此可以推出铁的量不足，没有将氧气消耗完毕；
（8）由于水蒸气和氧气被消耗，生成铁锈，二氧化碳不被消耗，使其相对含量就会提高。
7．某工业铁红（Fe2O3）样品中可能混有一种黑色的金属氧化物杂质。根据工业制取铁红分析，该杂质可能是FeO或CuO，兴趣小组同学为探究样品中是否含有杂质及杂质的成分，进行如下实验。
（1）甲组同学分别取质量相等的样品和Fe2O3，加入试管Ⅰ、Ⅱ中，然后加入等体积稀硫酸进行如图对照实验，并得出结论：样品中不含杂质，你认为该结论 （填“合理”或“不合理”。）
（2）乙组同学按下列步骤进行实验：
收集资料
①上述三种氧化物在加热条件下，都能与氢气反应得到相应的金属单质和水。
②三种氧化物中氧元素的质量分数由大到小的顺序为 。
③铁粉中混有少量铜时，难以从金属颜色确定是否含有金属铜。
设计方案进行实验
乙组同学用如下图装置进行实验（碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体混合物）。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→F→ → → →B，检查装置气密性后，向各装置中加入药品，装置F中试剂X是 溶液，装置C的作用是 。
②下列实验操作步骤的合理顺序是 （填写操作编号）。
a．加热装置D中反应管 b．检验H2的纯度
c．打开装置A中分液漏斗活塞，向圆底烧瓶中加入稀盐酸
③该实验处理尾气的方法是 。
实验分析与结论
乙组同学的两次实验数据如表：（两次实验工业铁红均与氢气完全反应）
实验编号
加入装置D中工业铁红的质量（g）
实验后装置E的增重（g）
1
8.0
2.6
2
16.0
5.2
①分析数据，你的实验结论是 。
②请帮助乙组同学设计实验方案确认该样品中杂质的成分
。
（写出操作、现象和结论，若该样品中不含杂质本题不必作答）
【答案】（1）不合理；（2）氧化铁、氧化亚铁、氧化铜；吸收水蒸气，干燥氢气；
设计方案进行实验：①CDE；氢氧化钠；②cba；③将氢气点燃或用气球收集；
实验分析与结论：①该工业铁红样品中含有杂质；②取少量装置D中的固体于试管中，加入足量稀硫酸，震荡，若固体全部溶解，则含FeO，若固体不完全溶解，则含CuO
【解析】（1）氧化铁与硫酸反应，生成硫酸铁，铁离子为黄色，固体中一定有氧化铁，和硫酸反应一定生成硫酸铁，溶液一定显黄色，故不合理；
（2）把三种氧化物Fe2O3、FeO、CuO中氧原子个数变为3，则为Fe2O3、Fe3O3、Cu3O3，相对分子质量的大小为：Cu3O3，＞Fe3O3＞Fe2O3相对分子质量越大，氧元素的质量分数越小，故三种氧化物中氧元素的质量分数由大到小的顺序为：氧化铁、氧化亚铁、氧化铜；
设计方案进行实验
①锌与盐酸反应生成氢气，盐酸具有挥发性，氢气从A中逸出时，常混有氯化氢和水蒸气，为得到干燥的氢气，氯化氢可以用氢氧化钠溶液吸收，
浓硫酸具有吸水性，可以干燥氢气；然后通入D中与工业铁红反应，生成的水被碱石灰吸收，故乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→F→C
→D→E→B。
②实验操作步骤的合理顺序是：打开装置A中分液漏斗活塞，向圆底烧瓶中加入稀盐酸，收集一定量的氢气，检验H2的纯度，将纯净的氢气通入装置D中通一会，再加热装置D中反应管；否则易发生爆炸；
③该实验处理尾气的方法是将氢气点燃或用气球收集；
实验分析与结论
①假设8g工业铁红全部是氧化铁，氢气与8g氧化铁反应生成水的质量＝8g×÷＝2.7g>2.6g
该工业铁红样品中含有杂质
②取少量装置D中的固体于试管中，加入足量稀硫酸，震荡，若固体全部溶解，则含FeO，若固体不完全溶解，则含CuO，因为铜与硫酸不反应。
8.（2019·湖南株洲）菱铁矿和赤铁矿一样，也是工业上冶炼铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁，为测定碱式碳酸亚铁[xFeCO3•yFe（HO）2•zH2O]的组成，华雪同学在老师的指导下设计了如图实验装置：
【查阅资料】
a．碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO2以H2O。
b．FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，可被氧化成四氧化三铁。
c．石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O
【实验步骤】
（1）检查装置的 后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。
（2） ，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。
（3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是 。
（4）再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下
装置C/g
装置D/g
装置E/g
加热前
200.00
180.00
180.00
加热后
200.36
180.88
180.00
（5）图，分析表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为 g，CO2的质量为 g，装置E的作用是 。
【实验结论】
在xFeCO3•yFe（HO）2•zH2O中，氢原子与氧原子的个数之比为 。
【实验反思】
（1）装置A的作用是 。
（2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO．也可能全部是Fe3O4．还可能是 。
（3）为了得到装置B中残留固体的组成，华雪同学称得装置B中残留固体质量为2.24g后，通过计算可知：残留固体的组成及各成分的质量为 。
【答案】【实验步骤】（1）气密性
（2）打开弹簧夹K
（3）使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收
（5）0.36；0.88；防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收。
【实验结论】4：3
【实验反思】（1）除去空气中的水和二氧化碳
（2）FeO、Fe3O4
（3）FeO和Fe3O4质量分别为1.08g和1.16g
【解析】碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳，浓硫酸能够吸收水蒸气；CD装置增大的质量分别是反应生成水的质量和二氧化碳的质量；氧化亚铁和氧气反应生成四氧化三铁；
反应前后元素种类、原子总个数和质量都不变。
【实验步骤】
（1）检查装置的气密性后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。
（2）打开弹簧夹K，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。
（3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收。
（4）再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下（5）分析表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为：200.36g﹣200.00g＝0.36g，CO2的质量为：180.88g﹣180.00g＝0.88g，装置E的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收。
【实验结论】
在 xFeCO3•yFe（HO）2•zH2O中，氢元素质量：0.36g×＝0.04g，氧元素质量：（0.36g﹣0.04g）+0.88g×+（3.40g﹣0.36g﹣0.88g）×＝0.48g，氢原子与氧原子的个数之比为：：＝4：3。
【实验反思】
（1）装置A的作用是除去空气中的水和二氧化碳。
（2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO，也可能全部是Fe3O4，还可能是FeO、Fe3O4。
（3）如果残留固体是氧化亚铁，则氧化亚铁质量：3.40g﹣0.36g﹣0.88g＝2.16g，如果残留固体是四氧化三铁，则四氧化三铁质量：2.16g×÷＝2.32g，称得装置B中残留固体质量为2.24g，大于2.16g，小于2.32g，通过计算可知：残留固体是氧化亚铁和四氧化三铁的混合物；设氧化亚铁质量为x，则四氧化三铁质量为2.24g﹣x，
根据题意有：x×+（2.24g﹣x）×＝2.16g×，
x＝1.08g，则四氧化三铁质量：2.24g﹣1.08g＝1.16g。
专题7 定量实验
1．某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究
【提出问题】人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？
【查阅资料】通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。
【实验操作、记录、分析】
实验一
（1）先检查装置的 ，裝入试剂，在医用输液袋中裝入VmL气体，连接装罝。
（2）打开弹簧夹 ，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体枳为V1mL．氢氧化钠发生反应的化学方程式是 。
（3）关闭弹簧夹k1、k2，再 填操作方法），以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体冷却至室温，打开k2．读出量筒中液体体枳为V2mL，其数值等于已反应的 之外的气体总体积。
实验二：
（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数椐，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图3，表示二氧化碳体枳分数变化的是 （填“X”、“Y”、“Z”），Y的体枳分数在60s之后逐渐减小的原因是 。
【数据处理】
（5）实验一中，二氧化碳的体枳分数是 ，氧气的体枳分数是 。
（6）实验二中，200s时没有采集数据的所有气体的总体积分数为 。
【评价与反思】
（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是 。（填“正确”或“错误”）的，理由是 。
【答案】（1）气密性
（2）K1、K2；2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O
（3）向烧杯中加入热水（热水温度大于40°C）；氧气和二氧化碳
（4）Z；水蒸气冷凝
（5）100%；100%
（6）76.66%
（7）错误，由实验 2 可知，空气中水的体积分数为 1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为 0.03%
【解析】（1）实验前要检查装置的气密性；
（2）实验一中，要想将袋中的气体全部排除，打开弹簧夹K1、K2；二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（3）白磷的着火点是40℃，所以可向烧杯中加入热水，以促使白磷迅速燃烧；输液袋中的气体二氧化碳遇氢氧化钠反应，氧气与白磷反应，所以待瓶中气体冷却至室温，打开k2．读出量筒中液体体枳为V2mL，其数值等于已反应的氧气和二氧化碳之外的气体总体积。
（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数据（如图1），然后向袋内吹入气体，采集的数据经处理得到图2，由于呼出气体中二氧化碳增多和水蒸气增多，氧气减少，表示二氧化碳体积分数变化的是Z，Y的体积分数在60s后逐渐减小的原因是水蒸气冷凝；
【数据处理】
（5）实验一中，二氧化碳的体积分数表达式是：100%；氧气的体积分数表达式是：100%；
（6）由图示可知：200s时未采集数据的所有气体，总体积分数为76.66%；
【评价与反思】：
（7）由实验 2 可知，空气中水的体积分数为 1.98%，而空气成分的气体杂质体积分数为 0.03%，故有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气的说法是错误的。
2．某化学小组用熟石灰配制石灰水时，发现装满熟石灰的塑料试剂瓶已经破埙．
【提出向题1】试剂是否变质？
【猜想】①没有变质，成分是氢氧化钙②全部变质，成分是碳酸钙
③部分变质，成分是氢氧化钙和碳酸钙
进行实验1】
步骤
操作
现象
结论
1
取样品于试管中，加水，滴入2～3滴酚酞试液
猜想③正确
2
向试管中继续加入过量的
【提出问题2】如何测定试剂中碳酸钙的质量分数？
【进行实验2】小丽同学设计了如图所示装置进行碳酸钙的质量分数测定：
取一定质量的样品放入锥形瓶中，加入过量稀盐酸（不考虑稀盐酸的挥发）测量装置C在反应前后的总质量，即可计算出试剂中碳酸钙的质量分数．请写出稀盐酸与碳酸钙发生反应的化学方程式 。
说明：装置气密性良好，操作无误，各步反应完全．
【反思与评价】
（1）小文同学认为小丽得到的结果有较大的误差，理由是 。
（2）小文同学用图所示装置（注射器活塞的摩擦力很小，忽略不计），完成测量．注射器除了贮存、加注稀盐酸外，还有的作用是 。
【交流与讨论】
实验结束后将A、C、E中废液倒入一个干净的废液缸中，观察到有沉淀生成。
（1）同学们将废液过滤并讨论滤液中溶质的成分，该滤液中一定存在的溶质是 。
（2）经实验确认废液成分，处理后绿色排放．
【答案】【进行实验1】
步骤
操作
现象
结论
1
取样品于试管中，加水，滴入2～3滴酚酞试液
无色酚酞变红色
猜想③正确
2
向试管中继续加入过量的稀盐酸
有气泡冒出
【进行实验2】CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
【反思与评价】（1）生成的二氧化碳有一部分停留在AB中，没有被C吸收；
（2）测量体积；
【交流与讨论】氯化钠．
【解析】【进行实验1】根可以用酚酞试液检验是否有氢氧化钙，只要无色酚酞变红色，就证明有氢氧化钙；用稀盐酸检验是否有碳酸钙，如果有气泡冒出，就证明有碳酸钙，最后根据现象，判断猜想的正误．
【进行实验2】稀盐酸与碳酸钙的反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
【反思与评价】（1）生成的二氧化碳有一部分停留在AB中，没有被C吸收，结果有较大的误差．
（2）注射器除了贮存、加注稀盐酸外，还可以测量体积；
【交流与讨论】A和E中加入过量稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，与氢氧化钙反应生成氯化钙和水，所以溶液中溶质为HCl和CaCl2；
C装置中氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，要完全吸收二氧化碳，所以氢氧化钠一定是过量的，溶液中溶质为NaOH和Na2CO3；
A、C、E中废液倒入一个干净的废液缸中，观察到有沉淀生成，所以盐酸一定被耗尽，氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠；所以滤液中一定存在的溶质是氯化钠，可能有氢氧化钠，氯化钙和碳酸钠中的一种。
3．小苏打和食盐是厨房中常见物质。现有一包白色固体，可能由碳酸氢钠、氯化钠中的一种或两种物质组成。某科学小组同学展开了系列研究。
（一）定性分析
【实验目的】确定白色固体的组成
【实验方案】：如图1所示：
【实验结论】小明同学经过上述实验得出结论：该白色固体由碳酸氢钠、氯化钠两种物质组成。
（1）步骤①发生反应的化学方程式是 ；
（2）步骤②中的澄清石灰水也可以用其它碱溶液代替，如 ；
（3）科学小组认真研究讨论后认为，此方案不能得出小明同学的结论。一致认为将上述方案中使用的一种试剂进行调换，如仍出现上述现象，则小明同学的结论正确。调换措施是 。
（二）定量分析
【实验目的】测定该白色固体中碳酸氢钠的质量分数
【实验方案】该小组利用图2所示的实验装置（固定装置已略去，装置气密性良好）进行实验，每一步反应均完全进行。
（1） 首先称取a克该样品放入装置甲中，然后进行有关实验操作，正确的顺序
是 （填序号，可重复选择）
a．称量装置丙的质量
b．打开弹簧夹，通入足量的氮气，关闭弹簧夹
c．打开分液漏斗的活塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞
（2）如果没有装置乙，会造成测定结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（3）装置丁的作用是 。
（三）拓展交流
经査阅材料：将二氧化碳气体持续通入一定量的氢氧化钠溶液中会先后发生以下两个化学反应：
①2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O ②Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3
小明同学将5g二氧化碳气体通入100g 5%的氢氧化钠溶液中，充分反应后，所得溶液的溶质是
（填化学式）。
【答案】（一）定性分析
【实验结论】（1）NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
（2）氢氧化钡溶液
（3）把稀盐酸改为稀硝酸
（二）定量分析 【实验方案】（1）b、a、c、b、a （2）偏大
（3）防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙装置
（三）拓展交流：Na2CO3、NaHCO3
【解析】（一）定性分析
【实验结论】
（1）步骤①中，碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式是：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
（2）步骤②中的澄清石灰水也可以用其它碱溶液代替，如氢氧化钡溶液，这是因为氢氧化钡能和二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钡和水。
（3）调换措施是把稀盐酸改为稀硝酸，这样能够防止过量盐酸或反应生成的氯化钠对实验产生影响。
（二）定量分析
【实验方案】
（1）首先称取a克该样品放入装置甲中，然后进行有关实验操作，正确的顺序：b、a、c、b、a。
（2）如果没有装置乙，导致水蒸气被丙装置吸收，从而会造成测定结果偏大。
（3）装置丁的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入丙装置。
（三）拓展交流
反应的化学方程式及其质量关系为：
2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O，
80 44 106
5g 2.75g 6.625g
Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3
106 44
6.625g 2.75g
由以上质量关系可知，5g氢氧化钠恰好和2.75g二氧化碳反应生成6.625g碳酸钠，6.625g碳酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠时，消耗二氧化碳质量是2.75g，而和氢氧化钠反应后剩余二氧化碳质量是2.25g，因此二氧化碳不足，所得溶液的溶质是Na2CO3、NaHCO3。
4．某纯碱厂生产的某批次碳酸钠产品中可能含有氯化钠杂质。
定性检验
（1））要确定该产品中是否含有杂质氯化钠，你的方法是
。
定量测定
（2）若利用沉淀法测定该产品中碳酸钠的质量分数，你确定的反应原理是（用化学方程式表示） 。
（3）假设你取样的质量为m1，根据你确定的反应原理，你需要通过实验测量沉淀（填化学式） 的质量（假设你测得的沉淀的质量为m2）。
（4）请你设计实验方案，获得数据m1、m2，把方案填在下表中。
适用的仪器名称
实验步骤
（5）数据处理：
请用含m1、m2的式子表示所测样品中碳酸钠的质量分数。 。
分析讨论
（6）要测定混合物中某成分的含量，可通过化学方法将不易测定的物质转化为易测量的物质。除沉淀法外，还可依据反应（用化学方程式表示） 来测定该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。
【答案】（1）取少量样品于试管中，加入足量稀硝酸，再加入硝酸银溶液，若观察到产生白色沉淀，就证明样品中含有氯化钠
（2）Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl（Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl）
（3）BaCO3（或CaCO3）
（4）
选用的仪器名称
实验步骤
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、铁架台（带铁圈）、漏斗、托盘天平、洗瓶、干燥仪器
①称量样品的质量；②溶解；③加试剂（需指明试剂过量或足量）；④过滤；⑤洗涤、干燥；⑥称量沉淀的质量
（5）（或）
（6）Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑
【解析】（1）要检验碳酸钠中是否含有氯化钠就需要先排除碳酸钠的干燥，取样品于试管中，加入足量的稀硝酸，再加入硝酸银溶液，观察是否产生白色沉淀。
（2）若利用沉淀法测定该产品中碳酸钠的质量分数，可以向待测溶液中加入过量的氯化钡溶液（或氯化钙溶液），碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠（或碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠），故填：Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl（Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl）。
（3）根据生成碳酸钡沉淀或碳酸钙沉淀的质量来计算出碳酸钠的质量，故填：BaCO3（或CaCO3）；
（4）需要称取一定质量的样品并将其溶解，然后加入足量的氯化钡溶液或氯化钙溶液，实验结束后将沉淀过滤出来，洗涤干燥称量，故填：
选用的仪器名称
实验步骤
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、铁架台（带铁圈）、漏斗、托盘天平、洗瓶、干燥仪器
①称量样品的质量；②溶解；③加试剂（需指明试剂过量或足量）；④过滤；⑤洗涤、干燥；⑥称量沉淀的质量
（5）若是利用过量的氯化钡溶液来测定的话，设碳酸钠的质量为x，则：
Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaCl
106 197
x m2
x
则所测样品中碳酸钠的质量分数为：；
若是利用过量的氯化钙溶液来测定的话，设碳酸钠的质量为y，则：
Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl
106 100
y m2
y
则所测样品中碳酸钠的质量分数为：
（6）利用氯化钠与盐酸不反应，碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，将反应生成的气体干燥后用足量的氢氧化钠溶液来吸收，根据氢氧化钠溶液增重的质量（即生成二氧化碳的质量），通过化学方程式计算出碳酸钠的质量，并进一步计算出该纯碱样品中碳酸钠的质量分数；故填：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑。
5．工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得，但工业烧碱中含有一种杂质碳酸钠。某科学学习小组同学围绕工业“烧碱”样品纯度测定问题，展开了讨论与探究。
【原理思路】利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2，通过CO2质量的测定，确定样品中碳酸钠的质量，从而计算工业“烧碱”样品纯度。
【实验方案】根据以上思路，小科设计的方案是：利用如图甲的装置（固定装置省略），通过测定反应前后整套装置和药品的总质量的减少量确定CO2质量。
（1）小科按该方案进行测定，加入足量稀硫酸充分反应后，发现最终测得碳酸钠的质量明显偏低。你认为导致测得的“碳酸钠”的质量明显偏低的原因是 ；
【方案改进】为减少误差，小组同学经讨论，对小科方案进行改进，设计了如图乙的实验方案（固定装置省略）。通过测定反应前后D质量的变化。
（2）图乙B装置中样品在与足量稀硫酸反应前和停止反应后，都要鼓入足量的空气，在反应前通空气时，a、b、c三个弹簧夹的控制方法是 。
（3）若撤去图乙中的A和E装置，则测得工业“烧碱”的纯度将 （选填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（4）按改进后的图乙实验方案进行实验，发现测得的工业“烧碱”的纯度明显偏高，从实验操作上分析产生上述结果的原因是 （写出一种即可）。
【答案】（1）反应生成的二氧化碳部分留在装置中
（2）打开ab，关闭c
（3）偏高
（4）反应后没有鼓入足量的空气
【解析】（1）导致测得的“碳酸钠”的质量明显偏低的原因是反应生成的二氧化碳部分留在装置中，导致计算的碳酸钠质量偏小，进一步导致“碳酸钠”的质量明显偏低。
（2）在反应前通空气时，a、b、c三个弹簧夹的控制方法是打开ab（排出装置中的水蒸气和二氧化碳），关闭c（防止气体进入D中）。
（3）若撤去图乙中的A和E装置，导致计算的碳酸钠质量偏大，进一步导致计算的氢氧化钠质量偏小，则测得工业“烧碱”的纯度将偏高。
（4）按改进后的图乙实验方案进行实验，发现测得的工业“烧碱”的纯度明显偏高，从实验操作上分析产生上述结果的原因是反应后没有鼓入足量的空气，导致计算的碳酸钠质量偏小，从而导致计算的氢氧化钠质量偏大。
6．有些食品袋里装有小袋铁粉作保鲜剂，化学兴趣小组对一包使用过且已生锈的保鲜剂进行探究。
【提出猜想】保鲜剂可能的组成：①只有Fe2O3；②Fe和Fe2O3的混合物。
【实验探究1】保鲜剂的成份探究
（1）取保鲜剂样品少量于试管中，加入过量稀盐酸，小组同学根据观察到的现象一致认为猜想②成立，他们观察到的现象是 。
【实验探究2】保鲜剂中Fe2O3含量的探究
称取保鲜剂样品1.0g装入硬质玻璃管中，按图1所示的装置进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应，待反应完全后，继续通CO气体直至玻璃管冷却。
（2）先通入CO气体一段时间后再加热的目的是 。
（3）反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如表：
反应前
反应后
玻璃管和保鲜剂的总质量为128.0g
玻璃管和固体物质的总质量127.79g
①A装置中发生反应的化学方程式为 。
②分析表中的数据，可计算得出保鲜剂中Fe2O3的质量分数为 。
（4）实验结束后，是否要先断开A与B的连接以防止B中的石灰水倒吸？为什么？
【反思评价】上述装置未进行尾气处理。于是对上地装量进行如图2改进。
（5）装置B的作用是 和 。
【实验探究3】在如图3所示，保鲜袋中装有保鲜剂，将O2、CO2、湿度（测水蒸气）传感器探头放入保鲜袋中（有少量空气），然要头后快速向袋内呼出气体直到吹满，再打开仪器开始采集数据。采集的数据如图4所示，纵坐标均为某气体体积分数（%），横坐标均为时间（s）据图回答下列问题：
（6）表示O2体积分数变化的血线是 （选填“M”或“N”或“Q”），指出曲线N在0～50s内下降的原因 。
（7）查阅文献得知其他人员使用铁的缓慢氧化原理来测量封闭容器内的氧气含量时；可以将氧气消耗至大约1%，但此处氧气剩余含量明显偏高，试解释原因 （写出一条即可）。
（8）实验中，没有生成二氯化碳，但它的含量仍然发生了变化，请根据图（图4）象作出解释 。
【答案】（1）溶液中有气泡生成。
（2）排空内部残存的空气，防止一氧化碳爆炸。
（3）①3CO+Fe2O32Fe+3CO2②70%。
（4）不需要，因为反应结束后，还需要继续通入一氧化碳直到装置冷却至室温；
（5）吸收二氧化碳；收集一氧化碳。
（6）Q；水蒸气液化为液体，含量有所下降。
（7）保鲜剂量不足。
（8）因为水蒸气和氧含量减少，导致二氧化碳含量的相对增多。
【解析】（1）加入稀盐酸，如果只有部分变质，则是铁和氧化铁的混合物，两者都溶于酸，铁会置换出氢气，溶液中产生气泡，而如果全部变质，都会为氧化铁，不会有氢气，则不会有气泡出现，而题目给出猜想②成立，说明有铁，则会有气泡出现。
（2）由于一氧化碳具有易燃易爆的性质，所以加热前应排出内部残留的空气，以免发生爆炸。
（3）①一氧化碳还原氧化铁生成铁单质和二氧化碳，书写方程式注意配平、反应条件；
故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
②设保鲜剂中Fe2O3的质量为x
3CO+Fe2O32Fe+3CO2 固体质量减少
160 112 160﹣112＝48
x 128.0g﹣127.79g＝0.21g
；
x＝0.7g
保鲜剂中Fe2O3的质量分数为100%＝70%
（4）反应完成后，要先停止加热，还要通入一会儿一氧化碳，为防止生成的铁单质又被氧化，同时防止石灰水倒吸炸裂玻璃管，所以无需断开A与 B 的连接；
（5）用如图2装置代替原装置，能起到收集一氧化碳，吸收二氧化碳的作用；
（6）人体呼出气体跟空气组分差不多，只是含量有所变化，呼出气体主要有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气，由于在体内经过呼吸作用，所以二氧化碳含量升高，带出体内水蒸气，水蒸气含量提高，氧气由于被消耗，含量有所下降，但是不会大量下降，因此呼出气体中氧气含量应该在21%以下，但是不会减少很多，而M、N、Q中只有Q含量较为准确，所以Q为氧气含量；由于水蒸气被呼出后，浓度较高，遇冷发生液化就会出现含量下降的现象；
（7）氧气有剩余，说明铁与氧气未发生充分反应，因此可以推出铁的量不足，没有将氧气消耗完毕；
（8）由于水蒸气和氧气被消耗，生成铁锈，二氧化碳不被消耗，使其相对含量就会提高。
7．某工业铁红（Fe2O3）样品中可能混有一种黑色的金属氧化物杂质。根据工业制取铁红分析，该杂质可能是FeO或CuO，兴趣小组同学为探究样品中是否含有杂质及杂质的成分，进行如下实验。
（1）甲组同学分别取质量相等的样品和Fe2O3，加入试管Ⅰ、Ⅱ中，然后加入等体积稀硫酸进行如图对照实验，并得出结论：样品中不含杂质，你认为该结论 （填“合理”或“不合理”。）
（2）乙组同学按下列步骤进行实验：
收集资料
①上述三种氧化物在加热条件下，都能与氢气反应得到相应的金属单质和水。
②三种氧化物中氧元素的质量分数由大到小的顺序为 。
③铁粉中混有少量铜时，难以从金属颜色确定是否含有金属铜。
设计方案进行实验
乙组同学用如下图装置进行实验（碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体混合物）。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→F→ → → →B，检查装置气密性后，向各装置中加入药品，装置F中试剂X是 溶液，装置C的作用是 。
②下列实验操作步骤的合理顺序是 （填写操作编号）。
a．加热装置D中反应管 b．检验H2的纯度
c．打开装置A中分液漏斗活塞，向圆底烧瓶中加入稀盐酸
③该实验处理尾气的方法是 。
实验分析与结论
乙组同学的两次实验数据如表：（两次实验工业铁红均与氢气完全反应）
实验编号
加入装置D中工业铁红的质量（g）
实验后装置E的增重（g）
1
8.0
2.6
2
16.0
5.2
①分析数据，你的实验结论是 。
②请帮助乙组同学设计实验方案确认该样品中杂质的成分
。
（写出操作、现象和结论，若该样品中不含杂质本题不必作答）
【答案】（1）不合理；（2）氧化铁、氧化亚铁、氧化铜；吸收水蒸气，干燥氢气；
设计方案进行实验：①CDE；氢氧化钠；②cba；③将氢气点燃或用气球收集；
实验分析与结论：①该工业铁红样品中含有杂质；②取少量装置D中的固体于试管中，加入足量稀硫酸，震荡，若固体全部溶解，则含FeO，若固体不完全溶解，则含CuO
【解析】（1）氧化铁与硫酸反应，生成硫酸铁，铁离子为黄色，固体中一定有氧化铁，和硫酸反应一定生成硫酸铁，溶液一定显黄色，故不合理；
（2）把三种氧化物Fe2O3、FeO、CuO中氧原子个数变为3，则为Fe2O3、Fe3O3、Cu3O3，相对分子质量的大小为：Cu3O3，＞Fe3O3＞Fe2O3相对分子质量越大，氧元素的质量分数越小，故三种氧化物中氧元素的质量分数由大到小的顺序为：氧化铁、氧化亚铁、氧化铜；
设计方案进行实验
①锌与盐酸反应生成氢气，盐酸具有挥发性，氢气从A中逸出时，常混有氯化氢和水蒸气，为得到干燥的氢气，氯化氢可以用氢氧化钠溶液吸收，
浓硫酸具有吸水性，可以干燥氢气；然后通入D中与工业铁红反应，生成的水被碱石灰吸收，故乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A→F→C
→D→E→B。
②实验操作步骤的合理顺序是：打开装置A中分液漏斗活塞，向圆底烧瓶中加入稀盐酸，收集一定量的氢气，检验H2的纯度，将纯净的氢气通入装置D中通一会，再加热装置D中反应管；否则易发生爆炸；
③该实验处理尾气的方法是将氢气点燃或用气球收集；
实验分析与结论
①假设8g工业铁红全部是氧化铁，氢气与8g氧化铁反应生成水的质量＝8g×÷＝2.7g>2.6g
该工业铁红样品中含有杂质
②取少量装置D中的固体于试管中，加入足量稀硫酸，震荡，若固体全部溶解，则含FeO，若固体不完全溶解，则含CuO，因为铜与硫酸不反应。
8.（2019·湖南株洲）菱铁矿和赤铁矿一样，也是工业上冶炼铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁，为测定碱式碳酸亚铁[xFeCO3•yFe（HO）2•zH2O]的组成，华雪同学在老师的指导下设计了如图实验装置：
【查阅资料】
a．碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO2以H2O。
b．FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，可被氧化成四氧化三铁。
c．石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O
【实验步骤】
（1）检查装置的 后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。
（2） ，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。
（3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是 。
（4）再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下
装置C/g
装置D/g
装置E/g
加热前
200.00
180.00
180.00
加热后
200.36
180.88
180.00
（5）图，分析表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为 g，CO2的质量为 g，装置E的作用是 。
【实验结论】
在xFeCO3•yFe（HO）2•zH2O中，氢原子与氧原子的个数之比为 。
【实验反思】
（1）装置A的作用是 。
（2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO．也可能全部是Fe3O4．还可能是 。
（3）为了得到装置B中残留固体的组成，华雪同学称得装置B中残留固体质量为2.24g后，通过计算可知：残留固体的组成及各成分的质量为 。
【答案】【实验步骤】（1）气密性
（2）打开弹簧夹K
（3）使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收
（5）0.36；0.88；防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收。
【实验结论】4：3
【实验反思】（1）除去空气中的水和二氧化碳
（2）FeO、Fe3O4
（3）FeO和Fe3O4质量分别为1.08g和1.16g
【解析】碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳，浓硫酸能够吸收水蒸气；CD装置增大的质量分别是反应生成水的质量和二氧化碳的质量；氧化亚铁和氧气反应生成四氧化三铁；
反应前后元素种类、原子总个数和质量都不变。
【实验步骤】
（1）检查装置的气密性后，准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中，连接仪器。
（2）打开弹簧夹K，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。
（3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收。
（4）再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下（5）分析表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为：200.36g﹣200.00g＝0.36g，CO2的质量为：180.88g﹣180.00g＝0.88g，装置E的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收。
【实验结论】
在 xFeCO3•yFe（HO）2•zH2O中，氢元素质量：0.36g×＝0.04g，氧元素质量：（0.36g﹣0.04g）+0.88g×+（3.40g﹣0.36g﹣0.88g）×＝0.48g，氢原子与氧原子的个数之比为：：＝4：3。
【实验反思】
（1）装置A的作用是除去空气中的水和二氧化碳。
（2）实验结束后，装置B中的残留固体可能全部是FeO，也可能全部是Fe3O4，还可能是FeO、Fe3O4。
（3）如果残留固体是氧化亚铁，则氧化亚铁质量：3.40g﹣0.36g﹣0.88g＝2.16g，如果残留固体是四氧化三铁，则四氧化三铁质量：2.16g×÷＝2.32g，称得装置B中残留固体质量为2.24g，大于2.16g，小于2.32g，通过计算可知：残留固体是氧化亚铁和四氧化三铁的混合物；设氧化亚铁质量为x，则四氧化三铁质量为2.24g﹣x，
根据题意有：x×+（2.24g﹣x）×＝2.16g×，
x＝1.08g，则四氧化三铁质量：2.24g﹣1.08g＝1.16g。
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