幾位同學對炭粉與氧化鐵的反應十分感興趣，自己動手，對過量炭粉與氧化鐵反應中氣
體產物的成分進行了研究。
【提出假設】該反應中的氣體產物可能是CO或者是CO2和CO的混合物。
【查閱資料】氮氣不與碳、氧化鐵發生反應。實驗室可以用飽和氯化銨溶液和飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液混合加熱反應制得氮氣。
【設計方案】如圖所示，將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應，測定參加反應的碳元素與氧元素的質量比。
試回答下列問題：
1.廣口瓶內盛放的試劑為，其作用為。
2.實驗開始時，應先打開彈簧夾，一段時間后關閉，再點燃酒精噴燈。理由是
3.稱取3.20g氧化鐵、2.00g炭粉混合均勻，放入質量為48.48g的硬質玻璃管中;待反應結束，再通一段時間的氮氣。冷卻至室溫，稱得硬質玻璃管和固體總質量為51.24g。經進一步測定得知參加反應的氧元素質量為0.96g。從而確認該反應的氣體產物是和CO的混合物，理由是。根據數據處理結果判斷，反應產生的氣體中n(CO2):n(CO)=。
4.有同學認為還應對該實驗裝置作進一步完善，你認為應作如何改進?
【參考答案】
第一部分 教育理論與實踐
填空題
1.選擇性;整體性;理解性
2.認知因素
3.人類社會
第二部分 化學專業基礎知識
一、單項選擇題
1.B[解析]化學變化的基本特征是有其他物質生成。沒有生成其他物質的變化叫物理變化。
A選項中汽油揮發，蠟燭受熱熔化均沒有其他物質生成，只是物質的形態發生變化，為物理變化，故A正確。
B選項中水加熱至沸騰，生成的氣體是另一種形態的水，沒有其他物質生成，應屬于物理變化。
C選項中生成氣體為氫氣，為化學變化。
D選項二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁是因為碳酸鈣的生成，為化學變化。
2.D[解析]燃著的酒精燈，若需添加酒精，必須熄滅火焰。絕不允許燃著時加酒精，否則，很易著火，造成事故。
3.D[解析]過氧化鈉與二氧化碳反應，生成碳酸鈉和氧氣。
化學方程式為：2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2↑
故可用于呼吸面具和潛水艇中作為氧氣來源。正確答案為D。
4.B[解析] A選項中Cu2+為藍色，不符合題意。
C選項中Ca2+ 和CO32-可生成白色沉淀，不能大量共存。
D選項中Ba2+ 和SO42-可生成白色沉淀，不符合題意。
5.D[解析]只有D選項即可以表示元素鐵，又可以表示鐵單質。
6.D[解析] A是物理變化;B項硫在氧氣中燃燒產生藍紫色火焰;C選項氧氣瓶應是藍身黑字。
二、不定項選擇題
1.BD[解析] A選項錯誤，因為鈉的密度比水小，投入水中應該漂浮在水面上。鈉與水的反應是放熱反應，B選項正確，反應伴隨滋滋的聲音是因為氫氣的生成。反應還生成氫氧化鈉，溶液呈堿性，加入石蕊試劑后應變藍，故C選項錯誤。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選項正確。
2.AC[解析]略
3.AC[解析]催化劑能在反應中改變其他物質的化學反應速率，但其本身并不參加化學反應，其化學性質和質量在反應前后都沒有變化，故A錯誤。
C選項稀有氣體都是無色無味的，霓虹燈通電有顏色是因為通過電流產生能量，使原子核外電子發生“躍進”，能量以光輻射形式被釋放，稀有氣體就會發出光。故C錯誤。
4.AC[解析]本題考查基本的實驗知識。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做燃燒實驗。滴管用于少量液體的取用。正確答案為AC。
5.BD[解析] A選項先生成BaCO3沉淀后被稀鹽酸溶解，生成的BaCl2可溶;B選項生成的BaSO4不溶于稀鹽酸，因而B選項正確;C中生成Fe(OH)3，后被稀鹽酸溶解;D選項AgNO3與稀鹽酸反應生成AgCl沉淀。
6.BD[解析]本題是考查關于溶液組成知識的一道綜合性較強的試題。解答本題的關鍵在于充分理解和應用溶質質量分數的定義。對于A選項：加入0.8A克水后溶液中溶質的質量分數為：(A×20%)/(A+0.8A)=11.1%。
對于B選項：加入水后溶液中溶質的質量分數為： (A×20%)/2A=10%。對于C選項：蒸發水，析出0.1A克固態食鹽后溶質的質量變為原來的一半，但溶液的質量變為A-0.1A=0.9A,故溶液中溶質的質量分數一定大于10%。對于D選項：加入2A克質量分數為5%的食鹽溶液后溶質的質量分數為：(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，化學平衡向著氣體體積縮小(增大)的方向移動;溫度升高(降低)，會使化學平衡向著吸熱(放熱)反應的方向移動。該反應的正反應為放熱、氣體體積縮小的反應。故應降低溫度和增大壓強，正確答案為A選項。
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毒的氣體。由此可見，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，會對大氣造成污染。正確答案為D。
三、推斷題
Ba2+、Cl-;Fe3+、Cu2+、CO32-;NO3-
[解析]溶液為無色透明，故一定不存在Fe3+、Cu2+，因為Fe3+為紅褐色，Cu2+為藍色;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，可推測出一定存在Cl-，生成白色沉淀為氯化銀。
四、實驗探究題
1.發生
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，濃硫酸用來干燥氯氣
3.尾氣處理;濃氫氧化鈉
4.用濕潤的藍色石蕊試紙
[解析]實驗室制取氯氣的反應方程式為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
圖1為該反應的發生裝置;因為氯氣中常常混有少量氯化氫氣體和水蒸氣，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，濃硫酸用來干燥氯氣。同時由于氯氣有毒，對空氣會造成污染，因此反應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、計算題
1.解：設質量為x的這種稀硫酸可與4.0 g CuO恰好完全反應
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物至少需要溶質質量分數為5%的稀硫酸98g 。
2.Cu2S
六、教學分析
[解析] 1.濃硫酸;吸收產生的氮氣中的水，獲得干燥的氮氣。
2.為了排盡整套裝置中的空氣。
3.經計算反應后的氣體中碳、氧原子的物質的量之比為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點燃的酒精燈或增加一處尾氣處理裝置。