火星承載著人類征服宇宙的夢想，科學探索發現：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。某化學小組據此展開有關探究。
Ⅰ.火星上可利用鎂在二氧化碳中燃燒提供能量。設計實驗裝置如圖1，模擬該反應的發生。
（1）在集氣瓶底鋪一層細沙的目的是 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生置換反應，觀察到的現象是生成一種 黑色固體黑色固體和一種白色固體。
（3）通過該實驗，你對燃燒或滅火的新認識是 能支持燃燒的物質不僅僅是氧氣，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。
設計實驗裝置如圖2，對該反應的最佳實驗條件展開探究。實驗步驟如下：
a.將鎂與氧化鐵分別按表格中的實驗條件混合均勻；
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，再點燃酒精燈充分加熱；
d.反應結束時，繼續通氬氣至試管冷卻；
e.將磁鐵靠近試管，從下往上緩緩移動，吸引反應后固體，記錄實驗現象如表。
|
實驗組別 |
實驗條件 | 實驗現象 | |||
| m（ Mg）：m（ Fe2O3） （ 每組總質量均為 2g） | 藥品顆粒大小/目 | 藥品烘干 | 中部試管內壁 | 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對比實驗2和3，保證該實驗成功的重要條件之一是
藥品烘干
藥品烘干
。②對比實驗2、4、5的藥品顆粒，實驗效果最好的是
200
200
目的藥品。③探究鎂和氧化鐵反應的最佳質量比，應對比實驗1、
2
2
和6。（5）鎂粉還原氧化鐵的化學方程式為
3Mg+Fe2O3 2Fe+3MgO
高溫
3Mg+Fe2O3 2Fe+3MgO
。高溫
（6）本實驗始終處于氬氣的環境中進行，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】
【點評】
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發布：2024/4/20 14:35:0組卷：19引用：1難度：0.5
相似題
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1．碳酸氫鈉是一種應用廣泛的鹽，化學小組對其進行了探究。
（1）NaHCO3可稱為鈉鹽或碳酸氫鹽，它是由Na+和（填離子符號）構成，醫療上能用于治療胃酸（含有鹽酸）過多癥，反應的化學方程式為。
【提出問題】實驗室中如何制取少量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：研究發現，NaHCO3溶于水時吸收熱量，Na2CO3溶于水時放出熱量。
【實驗制備】根據侯氏制堿原理設計如圖1所示裝置制取NaHCO3。
反應結束后，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）能進一步確認該白色固體是NaHCO3的實驗方案是（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℃后無數據的原因可能是。
【性質探究】
常溫下，取一定量的NaHCO3溶液于燒杯中，插入pH傳感器，向燒杯中持續滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，當溶液的pH變為6.68時開始有無色氣體產生。反應過程中溶液的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-數目的相對大小有關。常溫下，當單位體積溶液中OH-的數目大于H+的數目時溶液的pH＞7，反之pH＜7；單位體積溶液中所含的H+數目越大，溶液的pH越小。
【交流反思】
（5）NaHCO3溶液顯（填“酸”“堿”或“中”）性，結合材料三、四從微觀角度說明原因：。
（6）根據本實驗，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+數目不斷增大
c.不能用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液發布：2024/12/25 15:30:1組卷：591引用：4難度：0.5 -
2．關于鹽的性質研究是一項重要的課題，某興趣小組以“探究碳酸氫鈉的性質”為主題開展項目式學習。
【任務一】認識碳酸氫鈉
（1）下列關于碳酸氫鈉的說法正確的是。
A.碳酸氫鈉是由Na+和構成HCO-3
B.碳酸氫鈉俗稱純堿
C.碳酸氫鈉醫療上能用于治療胃酸過多癥
D.碳酸氫鈉難溶于水
【任務二】探究碳酸氫鈉的性質
（2）探究碳酸氫鈉與稀鹽酸反應：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生，乙中，說明碳酸氫鈉能與稀鹽酸反應生成CO2，寫出試管甲中反應的化學方程式。
（3）探究碳酸氫鈉的熱穩定性：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，遇水后呈藍色
①發現玻璃管內無水硫酸銅變藍，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實驗后興趣小組同學猜想玻璃管A處固體產物僅是Na2CO3而不含有NaOH，請設計實驗證明（寫出具體步驟和現象）：。
（4）常溫下，興趣小組同學取一定量的NaHCO3溶液于燒杯中，插入pH傳感器，向燒杯中持續滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，當溶液的pH變為6.68時開始有無色氣體產生。反應過程中溶液的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-數目的相對大小有關。常溫下，當單位體積溶液中OH-的數目大于H+的數目時溶液的pH＞7，反之pH＜7；單位體積溶液中所含的H+數目越大，溶液的pH越小。
①根據上述實驗可知NaHCO3溶液顯堿性，結合材料一、二從微觀角度說明原因：。
②根據本實驗，可知從0～30s,單位體積溶液中H+數目不斷（填“增大”或“減小”）。發布：2024/12/25 17:0:2組卷：94引用：2難度：0.4 -
3．圖是一瓶濃硫酸標簽上的部分內容，某探究小組的同學對這瓶硫酸進行了如下探究，請你參與．
[查閱資料]濃硫酸有強腐蝕性，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，有明顯升高的現象．結論：濃硫酸溶于水放熱．
[探究二]稀硫酸與氫氧化鈉溶液能發生反應．圖10
（2）稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為實驗步驟 實驗現象 實驗結論 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
溶液能發生反應．
（3）實驗中僅從溶液pH變大，而不強調pH≥7，不能得出稀硫酸與氫氧化鈉溶液一定發生反應的結論，理由是．
[探究三]由于該試劑瓶瓶口密封簽已破損，同學們懷疑該濃硫酸的質量分數與標簽不相符．
[提出問題]該濃硫酸的質量分數是否發生變化？
[實驗探究]（4）取該濃硫酸和足量BaCl2溶液反應，過濾、洗滌、干燥沉淀．實驗中如何確定硫酸已完全反應．
（5）為達到實驗目的，實驗中必須要測知的數據是．
[探究結論]（6）由實驗測得的數據計算出的硫酸的質量分數與標簽不符．該硫酸的質量分數應98%（填“大于”或“小于”）．發布：2025/1/6 8:0:1組卷：38引用：1難度：0.5