初中化学金属的利用和保护科学探究题专题训练含答案姓名：__________班级：__________考号：__________
一、科学探究题（共12题）
1、某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈，他联想到探究铁生锈条件的实验决定采用控制变量法探究铜生锈的原因，请你一起探究。
（提出问题）铜生锈的原因是什么？
（查阅资料）铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，俗称铜绿。
（猜想与假设）根据查阅的资料猜测：铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果，理由是______。
（设计与实验）他仿照探究铁生锈条件的实验，设计并进行了如下四个实验（说明：实验中用到的蒸馏水均已煮沸过且铜片已打磨干净）。
实验编号 一 二 三 四 实验装置 实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈 ______，制取氧气的方法与加热高锰酸钾制取氧气的方法相比具有的优点是______（写一条）。铜生成铜绿的化学方程式为______。
（实验结论）他的猜想正确。
（反思与提高）
（1）生活中你会发现厨房中的铁锅与水接触的部分最容易生锈，切开的苹果不久后变成咖啡色，好像生了“锈”。这些物质“生锈”除了与水有关外，都与______
（2）请你提出一条延长食品保质期的建议：______。
（3）要除去眼镜框表面的铜绿，应选用的药品是______（写一种）。
2、
（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的______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，原因是______。
（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______。
3、
（查阅资料）铜和氧化铁是红色固体，铁粉是黑色固体。
(1)（提出问题）
假设1：红色粉末是铜粉；假设2：红色粉末是氧化铁粉；假设3：红色粉末是___。
（设计实验方案）同学们对实验作了如下设想和分析：取少量红色粉末放入硬质玻璃管中，通入一氧化碳片刻后加热至充分反应(实验装置如图所示)。
请你完成下表：
实验中可能出现的现象 结论 A红色粉末_______，石灰水_____ 假设1成立 B红色粉末_________，石灰水变浑浊 假设2成立 C红色粉末部分变黑。石灰水________ 假设3成立 3成立。
(2)（反思与评价）
①实验过程中，硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是____
②实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是_____
③从环保角度看，上面的实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是___
(3)（拓展）为了把实验结束后的铜粉和铁粉分离开来，你认为可选用____(填序号)
A过滤B用磁铁吸引C在空气中灼烧
4、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_____m2(选填“>、=、<")。
②如图所示，将水滴入装有浓硫酸的锥形瓶中(锥形瓶和木板用熔化的石蜡粘在一起)，观察到液滴四溅。据此分析，下列关于浓硫酸的叙述正确的是____。
A．稀释浓硫酸时，一定要将浓硫酸缓慢注入水中
B．稀释浓硫酸时，一定要将水缓慢注入浓硫酸中
C．浓硫酸充分溶于水后，可以将锥形瓶从木板上轻轻提离
(2)与金属反应
向装有镁、铁、铜的A、B、C三只试管中(如图)，分别加入等质量等质量分数的稀硫酸，不能观察到明显现象的是______(填序号)；请写出反应最剧烈的试管中发生反应的化学方程式___________。
(3)与非金属反应
将冷的浓硫酸加入到装有碳粉的圆底烧瓶中，无明显现象；加热该混合物，有大量气泡产生，现对导出的气体成分进行验证。
（查阅资料）
①碳与浓硫酸在加热时，除了生成水之外，还生成二氧化碳和碳的一种氧化物；
②二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，其中二氧化硫还能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液褪色。
（实验验证）某化学兴趣小组在老师指导下设计了如下实验装置进行验证。
温馨提示：丁装置的A、B、C中均装有紫红色的酸性高锰酸钾溶液
?????
①为了完成对导出气体的验证，请将上述装置进行正确的连接：甲→______→______丙→_______(填序号)。
②请完成下表中的相关内容：
实验现象 实验结论 乙中观察到的现象_______ 证明碳与浓硫酸加热反应生成碳的氧化物是二氧化碳而不是一氧化碳 丁装置A中溶液褪色
丁装置C中溶液不褪色 证明气体中有___________
装置C的作用______________ 戊中白色固体变蓝 证明气体中有水蒸气 （获得结论）碳与浓硫酸加热反应的化学方程式__________。
（知识拓展）化学反应的进行与反应物的溶质质量分数、反应条件都有一定关系。酸不仅仅能与某些金属反应，还能与某些非金属单质在一定条件下反应。
5、实验课上，老师给了同学们一包红色粉末，该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种，?为确定该粉末的成分，同学们进行了如下探究，请你参与其中并回答问题。
【提出猜想】甲组：铜粉；乙组：氧化铁粉末；丙组：____________________。
【设计实验】
方案1：取少量红色粉末放入试管中，滴加足量的___________(从下列试剂中选择：氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)振荡，若甲组猜想正确，则实验现象为__________________。
方案2：取8g红色粉末放入硬质玻璃管中，先通入CO，然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图1所示)，停止加热并继续通入CO至装置冷却。
若乙组或丙组猜想正确，则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是____________。
实验时要先通CO再加热的目的是______________________。
【数据处理】
等装置完全冷却到室温，称量硬质玻璃管内剩余固体质量为mg。若乙组猜想正确，则m的取值范围是________________。
【实验反思】
图1虚线框内的装置是用于吸收CO2；并收集CO，请从图2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置______________(填序号)。
6、铁的冶炼与利用是学习和研究化学的重要课题。
Ⅰ．铁的冶炼，竖炉炼铁的工艺流程如图1所示。
（1）“燃烧室”中CH4燃烧的作用是__
（2）写出“还原反应室”中炼铁的一个反应的化学方程式__。
（3）CH4与高温尾气中的CO2或H2O都能反应生成CO和H2，则16gCH4在催化反应室中完全反应后，理论上得到H2的质量（m）范围是__。
Ⅱ．铁的利用，利用铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）处理含有Cu(NO3)2，Pb(NO3)2和Zn(NO3)2的铜冶炼废水。在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中重金属离子的去除率，实验结果如图2所示。
（1）铁炭混合物中铁的质量分数为100%时，水中的Cu2+、Pb2+能被除去、而Zn2+不能被除去，其原因是__。
（2）铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能除去水中少量的重金属离子，其原因是__。
（3）处理效果最好时，铁炭混合物中的铁的质量分数为__。
7、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的组成，华雪同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．碱石灰是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）分析图、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(OH)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_____。
8、某未知气体X可能含有CO、CH4中的一种或两种，某同学设计实验进行探究。
查阅资料：（ⅰ）加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O；
（ⅱ）20℃时，Ca(OH)2和Ba(OH)2溶解度分别为：0.165g、2.1g。
（1）仪器M的名称是_________，CH4与CuO反应的化学方程式为_____________________________。
（2）气体X成分的猜想与探究
猜想1：只有CO???猜想2：只有CH4???猜想3：既有CO又有CH4
①实验时，先往装置中通一段时间的N2，再通入气体X后加热，实验中有下列变化：
变化1：A中玻璃管内黑色粉未逐渐变红???变化2：B瓶增重???变化3：C中出现浑浊
根据变化______（填“1”“2”或“3”），可知猜想1不成立。
②根据上述变化仍无法确定气体X的成分，还需要测定______（填序号），并进行定量分析才能得出结论。
a．实验前A中CuO的质量???b．B瓶增重的质量???c．C瓶增重的质量
（3）讨论和反思
①C中用Ba(OH)2溶液而不用Ca(OH)2溶液的原因是______________________________________。
②从环保的角度，该装置还应进行的改进是_____________________________________________。
9、某化学活动兴趣小组用如图装置进行一氧化碳还原氧化铜的探究实验，反应一段时间后，玻璃管内黑色粉末全部变成红色，澄清石灰水变浑浊。
（1）从安全环保的角度考虑，上述实验需要改进的是_____。
（2）装置A中发生反应的化学方程式为_____。
（3）同学们通过查阅资料得知：氧化亚铜（Cu2O）和铜均为红色固体，且Cu2O能和稀硫酸反应，反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O．他们对反应后玻璃管中的红色固体进行如下探究：
（提出问题）反应后生成的红色固体成分是什么？
（作出猜想）猜想一：红色固体只有Cu
猜想二：红色固体只有Cu2O
猜想三：红色固体可能含有_____。
（实验探究）设计如下实验方案
实验操作 现象 结论 取少量红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸。 _____ 红色固体含有Cu2O （思考与分析）甲同学认为猜想二正确，同学们分析后认为他的结论不准确，理由是_____。为此，同学们补充进行了以下实验：称取mg红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸充分反应，然后过滤、洗涤、干燥、称量，得到ng固体。当n＞_____（含m的代数式）时，可以得出猜想三的结论正确。
10、某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种。
（提出猜想）放出的气体可能是SO2、O2、H2，提出猜想的依据是______。
（查阅资料）SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，生成CaSO3。
（方案设计）依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O2，则检验方法是______。
（2）乙同学认为是SO2，则需将放出的气体通入澄清石灰水中，看澄清石灰水是否变浑浊。写出SO2与Ca(OH)2反应的化学方程式______。
（3）实验小组同学在老师的指导下合作设计了如下组合实验方案（浓H2SO4用于干燥气体），排除和验证猜想的气体。
（实验探究）实验开始时，先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯；这样操作的目的是______。
实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；
C装置中发生反应的化学方程式______。
结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是______。
（思维拓展）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有______。
11、某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈（又称铜绿）。某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。
Ⅰ.探究铜锈的组成
（查阅资料）①铜锈受热易分解
②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色
（进行实验）小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按图所示装置实验（部分夹持装置己略去）。观察到A中绿色固体变成黑色，B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。
（解释与结论）A中变黑是生成了_________（选填Cu或CuO）；C变浑浊的原因____________（用方程式表示）依据以上现象分析，铜锈中一定含有的元素：Cu和____________。
Ⅱ.探究铜生锈的条件
（提出猜想）根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。
（进行实验）实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。设计了如图所示的5个实验并持续观察。
编号 ① ② ③ ④ ⑤ 实验 现象 无明显现象 无明显现象 铜丝表面有绿色物质 无明显现象 无明显现象 （解释与结论）
（1）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是_____________。
（2）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是____________（填编号）。
（3）对比实验②和③，得出的结论是____________。
（4）为验证猜想，实验⑤的集气瓶中的气体是____________。
（5）由上述实验可推知，铜生锈的条件是____________。
（反思与应用）
（6）防止金属锈蚀的方法是____________（写一种）。
12、某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，容器中的碳粉已完全消失。该小组成员对容器中反应后的气体成分进行如下探究：
（查阅资料）①CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；
②浓硫酸能吸收气体中的水分。
（知识回顾）碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的，写出碳不充分燃烧的化学方程式：_____。
（提出猜想）
（1）小红对容器中气体的成分提出如下四种猜想，你认为猜想不合理的有_____（填字母）。
AC和CO??B只有CO??CCO和O2的混合气体??D只有CO2
（2）小明猜想容器中的气体可能是CO和CO2的混合气体；小强猜想可能是CO2和O2的混合气体。小明和小强均开展了以下实验探究来验证自己的猜想是否正确。
（实验探究1）小明为了验证自己的猜想，按如图所示装置进行探究。
请回答下列问题：
（1）装置B中NaOH溶液的作用是_____。
（2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是_____，反应的化学方程式是_____；装置D玻璃管中的实验现象是_____，反应的化学方程式是_____。
（实验探究2）小强把小明实验中的氧化铜换成了铜丝网，并去掉E装置验证其猜想。若小强的猜想成立，则装置D中的实验现象是_____。
（反思交流）有同学认为，小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热，你认为这样修改的原因是_____。
（拓展延伸）若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是_____。
============参考答案============
一、科学探究题
1、Cu2（OH）2CO3，根据化学反应前后物质的元素种类不变，可以推知铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果二氧化碳（或CO2）装置简单（或节约能源等合理即可）氧气隔绝氧气储存（或其他合理答案也可）稀盐酸（或稀硫酸合理即可）
【详解】
【猜想与假设】铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，根据化学反应前后物质的元素种类不变，可以推知铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果;
【设计与实验】在上述实验三中，铜片只与水、氧气接触，故控制的因素是二氧化碳；
过氧化氢制氧气与加热高锰酸钾制取氧气的方法相比，不需要加热，故装置简单，节约能源；
铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果，故化学方程式为；
【反思与提高】（1）金属生锈和食物腐败均是氧化反应，有氧气的参加；
（2）食物腐败是氧化反应，有氧气的参加，故延长食品保质期可以隔绝氧气储存（或其他合理答案也可）；
（3）铜绿可以和酸反应，故要除去眼镜框表面的铜绿，应选用的药品是稀盐酸（或稀硫酸合理即可）。
2、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O铁生锈放出的热量小于装置散失的热量加氯化钠溶液前，铁锈蚀较慢铁锈蚀消耗氧气,装置内压强减小，注射器内盐酸被吸入烧瓶，反应产生较多氢气氢气未干燥，含有水蒸气在乙、丙装置间加一个干燥装置使用铁粉和加入碳粉，加快了铁锈蚀的速率
【详解】
（1）A铁钉和氧气、水同时接触生锈，B没有氧气不生锈，C没有水不生锈，对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的氧气和水蒸气发生化学反应，故填：氧气和水蒸气；
（2）A无氯化钠生锈速度慢，D有氯化钠生锈速度快，说明说明铁锈蚀还与氯化钠有关，故填：氯化钠；
（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是铁锈疏松多孔，能吸附氧气和水蒸气，会加快铁的锈蚀，盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，可用来除锈，化学方程式Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，故填：铁锈疏松多孔，能吸附氧气和水蒸气，会加快铁的锈蚀；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
（4）据图，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是铁生锈放出的热量小于装置散失的热量，故填：铁生锈放出的热量小于装置散失的热量；
（5）对比AB段和BC段说明加氯化钠溶液前，铁锈蚀较慢，t3时刻压强突然变大的原因是铁锈蚀消耗氧气，装置内压强减小，注射器内盐酸被吸入烧瓶，反应产生较多氢气，故填：加氯化钠溶液前，铁锈蚀较慢；铁锈蚀消耗氧气，装置内压强减小，注射器内盐酸被吸入烧瓶，反应产生较多氢气。
（6）解：设铁的质量为x。
x=
则该固体中铁锈质量分数表达式，故填：。
（7）该实验氢气未干燥，含有水蒸气，故得到氢气体积偏大，计算铁质量分数偏大，铁锈质量分数偏小，解决方法在乙、丙装置间加一个干燥装置，故填：氢气未干燥，含有水蒸气；在乙、丙装置间加一个干燥装置；
（8）实验1是铁钉，实验二是铁粉，实验二铁锈蚀明显更快的原因是使用铁粉和加入碳粉，加快了铁锈蚀的速率，故填：使用铁粉和加入碳粉，加快了铁锈蚀的速率。
3、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2防止加热一氧化碳和空气混合气体时发生爆炸在b处用酒精灯点燃或用塑料袋(气球)收集B
【解析】
氧化铁在高温下可与一氧化碳反应生成黑色铁粉和二氧化碳。
【详解】
(1)该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种，因此假设3为：红色粉末可能为铜粉和氧化铁粉的混合物。铜在高温下不与一氧化碳反应，因此当粉末不变色，澄清石灰水也不会出现浑浊，则粉末为铜粉，假设成立。氧化铁在高温下可与一氧化碳反应生成黑色铁粉和二氧化碳，因此当粉末变黑色，澄清石灰水浑浊，则粉末为氧化铁粉，假设成立。
当粉末部分变黑色，澄清石灰水浑浊，则粉末为铜粉和氧化铁粉的混合物，假设3成立。
(2)①发生的反应为一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
②一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃可能发生爆炸，因此应先通一氧化碳，待玻璃管内气体为纯净的一氧化碳时再进行加热，防止形成混合气体而引起爆炸。
③一氧化碳气体有毒，直接排放到空气中会造成空气污染，可把尾气进行燃烧或收集，具体措施为：在b(气球)收集。
A、铁粉和铜粉均不溶于水，不能通过过滤分离。故A不正确；
B、铁受磁铁吸引，铜不受磁铁吸引，可用磁铁分离。故B正确；
C、铁和铜在空气中灼烧后，均生成固体氧化物，不能通过灼烧分离。故C不正确。故选B
4、?
【解析】
（1）①浓硫酸具有吸水性，故将浓硫酸置于空气中质量增加，m12；
②稀释浓硫酸时，要将浓硫酸慢慢的注入水中，故A正确，B错误，浓硫酸溶于水是强放热过程，故锥形瓶底部的石蜡融化，故C正确。故选AC；
（2）在金属活动性顺序表中，铜在氢的后面，故C试管中无明显现象；镁比铁活泼，故装有镁的试管反应最剧烈，反应方程式为Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；
（3）①为了验证反应中有水生成，后面的装置中都有水带出，故要先检验水的生成，需要先经过戊装置，检验有水生成，然后经过丁装置检验并除尽二氧化硫，最后剩余的气体中可能有一氧化碳和二氧化碳，通入乙装置；②如不是一氧化碳，则乙中红色粉末不变色，澄清石灰水变浑浊；丁装置A中溶液褪色，说明溶液中一定有二氧化硫气体；丁装置C中溶液不褪色，说明二氧化硫被完全吸收；碳与浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，反应方程式为C+2H2SO4△CO2↑+2SO2↑+2H2O。
5、铜粉和氧化铁粉末???稀盐酸???无明显现象???3CO+Fe2O32Fe+3CO2???排尽硬质玻璃内空气，防止爆炸???5.6≤m?<8???③???
【解析】
（1）丙的猜想可能是氧化铁和铜粉；
（2）铜不与酸反应，故可加入稀盐酸，如固体不溶解，则说明只有铜，猜想甲正确；
（3）硬质玻璃管内是一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，反应方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；实验时要先通CO再加热的目的是排尽硬质玻璃内空气，防止爆炸；管中剩余固体可能是单质铁或铁与氧化铁的混合物，当完全是铁的时候，8个的氧化铁可以生成铁的质量为5.6个，当完全没有反应时，固体的质量为8g，故m的范围为5.6≤m<8?；
（4）吸收二氧化碳需要导管通入氢氧化钠溶液中，收集一氧化碳需要用排水法收集，故导管也要插入集气瓶底，故选③；
6、甲烷燃烧放出大量的热，提供冶炼铁需要的高温条件???3H2+Fe2O32Fe+3H2O或3CO+Fe2O32Fe+3CO2???4g
【详解】
I（1）甲烷燃烧放出了大量的热，能够给炼铁提供热量，同时生成了二氧化碳和水，提供了生产合成气的原料，所以“燃烧室”中CH4燃烧的作用是：燃烧产生热量、做生产合成气的原料；
（2）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）甲烷和二氧化碳反应生成氢气的质量为x
CH4+CO22CO+2H2
16????4
16g????x
x=4g
甲烷和水反应生成氢气的质量为y
CH4+H2OCO+3H2
16?????6
16g????y
y=6g
所以理论上得到H2的质量（m）范围是4g
II（1）铁炭混合物中铁的质量分数为100%时，水中的Cu2+、Pb2+能被除去、而Zn2+不能被除去，原因是：铁的金属活动性排在锌的后面；
（2）铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能除去水中少量的重金属离子，原因是：碳单质也能将某些金属离子还原；
（3）由图2中的数据可知，处理效果最好时，铁炭混合物中的铁的质量分数为：50%。
7、气密性???打开弹簧夹K???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???0.36???0.88???防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收???4：9???除去空气中的水和二氧化碳???FeO、Fe3O4???FeO和Fe3O4质量分别为1.08g和1.16g???
【详解】
【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。故填：气密性
（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。故填：打开弹簧夹K
（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；故填：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）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。故填：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】
在xFeCO3?yFe(OH)2?zH2O中，氢元素质量：，氧元素质量：（0.36g﹣0.04g）+0.88g×+（3.40g﹣0.36g﹣0.88g）×＝1.44g，氢原子与氧原子的个数之比为：。故填：4：9
【实验反思】
（1）装置A的作用是除去空气中的水和二氧化碳。故填：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。故填：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：，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；假设全为氧化亚铁，则质量少了2.24g-2.16g=0.08g，根据氧化铁和氧化亚铁的化学式的差异。
可知多出来的质量是一个氧原子的质量，由这个氧原子的质量求出四氧化三铁的质量：，则氧化亚铁的质量：2.24g﹣1.16g＝1.08g，故填：FeO和Fe3O4质量分别为1.08g和1.16g
【点睛】
本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
8、酒精灯???CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O???2???bc???20℃时，Ba(OH)2溶解度比Ca(OH)2溶解度大，能吸收尽CO2???在C装置右边导管处增加一个尾气处理装置（合理即可）???
【解析】
（1）仪器M的名称是酒精灯，CH4与CuO反应的化学方程式为CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；（2）①浓硫酸有吸水性，但是不吸收二氧化碳，B瓶增重，说明生成了水，?一氧化碳还原氧化铜不能生成水（生成二氧化碳），根据变化2，可知猜想1不成立；猜想2或3都会出现B瓶增重、C中出现浑浊，根据上述变化仍无法确定气体X的成分，但是两种猜想生成二氧化碳和水的质量不同，测定B瓶增重的质量、C瓶增重的质量，并进行定量分析才能得出结论；（3）①C中用Ba(OH)2溶液而不用Ca(OH)2溶液的原因是20℃时，Ba(OH)2溶解度比Ca(OH)2溶解度大，能吸收尽CO2，使测定结果更准确?；②从环保的角度，该装置还应进行的改进是在C装置右边导管处增加一个尾气处理装置，将可能存在的一氧化碳点燃或收集，防止污染空气。
9、将尾气点燃???CO+CuOCu+CO2???Cu和Cu2O???溶液变蓝色，有红色固体剩余??氧化铜和氧化亚铜的混合物与硫酸反应，溶液变蓝色，有红色固体剩余????
【解析】
（1）一氧化碳还原氧化铜的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应物中的一氧化碳有毒，对环境有污染，需要进行尾气处理；（2）A装置中发生反应的化学方程式是CO+CuOCu+CO2；（3）氧化亚铜（Cu2O）和铜均为红色固体，反应后生成的红色固体成分可能是铜、氧化亚铜、铜和氧化亚铜；取少量红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸，观察到固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色溶液，则证明红色固体中含有氧化亚铜；但是实验结论不合理，原因是氧化铜和氧化亚铜的混合物与硫酸反应，溶液变蓝色，有红色固体剩余；
?
所以当n大于时，可以得出猜想三的结论正确。
【点睛】
合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础。
10、42．
11、CuO????C、H、O???除去水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水???①和③???铜生锈与O2有关???氧气和二氧化碳???铜与氧气、二氧化碳、水同时接触；???喷漆、涂油、镀铬、保持金属洁净和干燥等（其中一种即可）???
【解析】
I．【解释与结论】根据Cu与CuO的颜色判读，A中变黑的原因；根据二氧化碳与氢氧化钙的反应分析回答浑浊的原因。根据质量守恒定律分析铜锈中一定含有的元素。
II．探究铜生锈的条件
（1）根据煮沸迅速冷却的蒸馏水不含有氧气分析；
（2）根据固定变量法探究铜生锈是否与CO2有关的方法分析；
（3）根据固定变量法探究铜生锈是否与O2有关的方法分析；
（4）为验证猜想，应探究铜生锈是否与水有关的方法分析；
（5）根据实验的结果分析铜生锈的条件。
【反思与应用】根据铜生锈的条件分析保存铜制品的方法。
【详解】
I．【解释与结论】根据Cu与CuO的颜色判读，CuO的颜色是黑色的，故A中变黑的原因是生成了CuO；C中澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳。反应的化学方程式是：.通过B中白色粉末变为蓝色,C中澄清石灰水变浑浊,说明了加热铜锈有水和二氧化碳生成，质量守恒定律可知铜锈中一定含有的元素:Cu和C、H、O。
故答案为：CuO；；C、H、O；
II.探究铜生锈的条件【解释与结论】
（1）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是：除去蒸馏水中的氧气；故答案为：除去蒸馏水中的氧气；
（2）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是①③；故答案为：①③；
（3）对比实验②和③，得出的结论是：铜生锈与氧气有关；故答案为：铜生锈与氧气有关；
（4）为验证猜想，实验⑤的集气瓶中的气体是：氧气和二氧化碳；故答案为：氧气和二氧化碳；
（5）由上述实验可推知，铜生锈的条件是：铜与氧气、二氧化碳、水同时接触；故答案为：铜与氧气、二氧化碳、水同时接触；
【反思与应用】防止金属锈蚀的方法是：喷漆、涂油、镀铬、保持金属洁净和干燥等；故答案为：喷漆、或涂油、或镀铬、或保持金属洁净和干燥等；
【点睛】
实验探究题包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等。本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究。
12、2C+O22CO；???AC；???除去二氧化碳；???澄清石灰水变浑浊；???CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；???黑色粉末变为红色；???Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。???红色固体变黑；???排尽玻璃管中的空气，排除空气中氧气的干扰；???8g～16g或8g＜m（O2）＜16g。???
【解析】
【知识回顾】碳不充分燃烧生成一氧化碳，化学方程式为2C+O22CO；
【提出猜想】碳不是气体，CO和O2点燃的条件下会继续反应，不会共存，猜想不合理的是AC；
【实验探究1】（1）由于二氧化碳能与氢氧化钠反应，所以装置B中NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳；
（2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式是：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；装置D玻璃管中的实验现象是红色粉末变成黑色，反应的化学方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
【实验探究2】如果氧气过量，则乙容器中气体的组成是CO2和O2的混合气体；加热条件下，铜能和氧气反应生成氧化铜，所以红色粉末变成黑色；
【反思交流】应先通入乙中气体一段时间后方可加热，这样修改的原因是排净玻璃管中的空气，排除空气中氧气的干扰；
【拓展延伸】设碳完全炭烧生成二氧化碳时，氧气的质量为x
?
解得：x＝16g
设碳不完全炭烧生成一氧化碳时，氧气的质量为y
解得：y＝8g；
所以若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是大于8g，且小于16g；故填：大于8g，且小于16g。
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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