几位同学对炭粉与氧化铁的反应十分感兴趣，自己动手，对过量炭粉与氧化铁反应中气
体产物的成分进行了研究。
【提出假设】该反应中的气体产物可能是CO或者是CO2和CO的混合物。
【查阅资料】氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用饱和氯化铵溶液和饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液混合加热反应制得氮气。
【设计方案】如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
试回答下列问题：
1.广口瓶内盛放的试剂为，其作用为。
2.实验开始时，应先打开弹簧夹，一段时间后关闭，再点燃酒精喷灯。理由是
3.称取3.20g氧化铁、2.00g炭粉混合均匀，放入质量为48.48g的硬质玻璃管中;待反应结束，再通一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为51.24g。经进一步测定得知参加反应的氧元素质量为0.96g。从而确认该反应的气体产物是和CO的混合物，理由是。根据数据处理结果判断，反应产生的气体中n(CO2):n(CO)=。
4.有同学认为还应对该实验装置作进一步完善，你认为应作如何改进?
【参考答案】
第一部分 教育理论与实践
填空题
1.选择性;整体性;理解性
2.认知因素
3.人类社会
第二部分 化学专业基础知识
一、单项选择题
1.B[解析]化学变化的基本特征是有其他物质生成。没有生成其他物质的变化叫物理变化。
A选项中汽油挥发，蜡烛受热熔化均没有其他物质生成，只是物质的形态发生变化，为物理变化，故A正确。
B选项中水加热至沸腾，生成的气体是另一种形态的水，没有其他物质生成，应属于物理变化。
C选项中生成气体为氢气，为化学变化。
D选项二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊是因为碳酸钙的生成，为化学变化。
2.D[解析]燃着的酒精灯，若需添加酒精，必须熄灭火焰。绝不允许燃着时加酒精，否则，很易着火，造成事故。
3.D[解析]过氧化钠与二氧化碳反应，生成碳酸钠和氧气。
化学方程式为：2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2↑
故可用于呼吸面具和潜水艇中作为氧气来源。正确答案为D。
4.B[解析] A选项中Cu2+为蓝色，不符合题意。
C选项中Ca2+ 和CO32-可生成白色沉淀，不能大量共存。
D选项中Ba2+ 和SO42-可生成白色沉淀，不符合题意。
5.D[解析]只有D选项即可以表示元素铁，又可以表示铁单质。
6.D[解析] A是物理变化;B项硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰;C选项氧气瓶应是蓝身黑字。
二、不定项选择题
1.BD[解析] A选项错误，因为钠的密度比水小，投入水中应该漂浮在水面上。钠与水的反应是放热反应，B选项正确，反应伴随滋滋的声音是因为氢气的生成。反应还生成氢氧化钠，溶液呈碱性，加入石蕊试剂后应变蓝，故C选项错误。钠的密度比煤油大，所以保存在煤油中可以将钠与氧气和水隔绝，D选项正确。
2.AC[解析]略
3.AC[解析]催化剂能在反应中改变其他物质的化学反应速率，但其本身并不参加化学反应，其化学性质和质量在反应前后都没有变化，故A错误。
C选项稀有气体都是无色无味的，霓虹灯通电有颜色是因为通过电流产生能量，使原子核外电子发生“跃进”，能量以光辐射形式被释放，稀有气体就会发出光。故C错误。
4.AC[解析]本题考查基本的实验知识。取用固体药品一般用药匙。有些块状的药品(如石灰石等)可用镊子夹取。燃烧匙用于盛放可燃性固体物质做燃烧实验。滴管用于少量液体的取用。正确答案为AC。
5.BD[解析] A选项先生成BaCO3沉淀后被稀盐酸溶解，生成的BaCl2可溶;B选项生成的BaSO4不溶于稀盐酸，因而B选项正确;C中生成Fe(OH)3，后被稀盐酸溶解;D选项AgNO3与稀盐酸反应生成AgCl沉淀。
6.BD[解析]本题是考查关于溶液组成知识的一道综合性较强的试题。解答本题的关键在于充分理解和应用溶质质量分数的定义。对于A选项：加入0.8A克水后溶液中溶质的质量分数为：(A×20%)/(A+0.8A)=11.1%。
对于B选项：加入水后溶液中溶质的质量分数为： (A×20%)/2A=10%。对于C选项：蒸发水，析出0.1A克固态食盐后溶质的质量变为原来的一半，但溶液的质量变为A-0.1A=0.9A,故溶液中溶质的质量分数一定大于10%。对于D选项：加入2A克质量分数为5%的食盐溶液后溶质的质量分数为：(A×20%+2A×5%)/(A+2A)=10%。综合以上分析得：答案为BD。
7.A[解析]其他条件不变的情况下，增大(减小)压强，化学平衡向着气体体积缩小(增大)的方向移动;温度升高(降低)，会使化学平衡向着吸热(放热)反应的方向移动。该反应的正反应为放热、气体体积缩小的反应。故应降低温度和增大压强，正确答案为A选项。
8.D[解析]排水法适用于收集在水中溶解度很小的气体。向下排空气法则适用于比空气轻且无毒的气体。由此可见，可用这两种方法收集的气体有H2 、CH4。CO不能用向下排空气法收集，一是由于密度与空气太接近，二是由于CO有毒，会对大气造成污染。正确答案为D。
三、推断题
Ba2+、Cl-;Fe3+、Cu2+、CO32-;NO3-
[解析]溶液为无色透明，故一定不存在Fe3+、Cu2+，因为Fe3+为红褐色，Cu2+为蓝色;通入二氧化碳有白色沉淀生成，滴加盐酸后沉淀又消失，故推测一定存在Ba2+;生成的沉淀为碳酸钡白色沉淀，故溶液中一定没有CO32-;向溶液中滴入少量硝酸银，有白色沉淀生成，且加入硝酸沉淀不溶解，可推测出一定存在Cl-，生成白色沉淀为氯化银。
四、实验探究题
1.发生
2.净化;饱和食盐水;浓硫酸;饱和食盐水用于吸收氯气中混有的氯化氢气体，浓硫酸用来干燥氯气
3.尾气处理;浓氢氧化钠
4.用湿润的蓝色石蕊试纸
[解析]实验室制取氯气的反应方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
图1为该反应的发生装置;因为氯气中常常混有少量氯化氢气体和水蒸气，故需要用净化装置，图2即为净化装置，其中所装溶液分别为饱和食盐水和浓硫酸，饱和食盐水在前，用于吸收氯气中混有的氯化氢气体，浓硫酸用来干燥氯气。同时由于氯气有毒，对空气会造成污染，因此反应最后还需要尾气处理装置。氯气能溶于水且比空气重,故用向上排空气法收集，图3烧杯中为浓氢氧化钠溶液，用于吸收氯气，防止污染空气。
五、计算题
1.解：设质量为x的这种稀硫酸可与4.0 g CuO恰好完全反应
CuO +H2SO4 CuSO4 +H2O
8098
4.0 g5% x
80×5% x =98×4.0g
x =98 g
答：完全溶解这些固体产物至少需要溶质质量分数为5%的稀硫酸98g 。
2.Cu2S
六、教学分析
[解析] 1.浓硫酸;吸收产生的氮气中的水，获得干燥的氮气。
2.为了排尽整套装置中的空气。
3.经计算反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2∶3，介于1/2和1之间。(其他合理答案酌情给分);1∶1。
4.在尾气出口处加一个点燃的酒精灯或增加一处尾气处理装置。