【推荐1】科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究，并基于证据进行推理分析。

I.用红磷测定空气中氧气的含量
(1)写出红磷在空气中燃烧的化学方程式：___________。
(2)某同学利用图1所示装置进行实验，步骤如下：
①用弹簧夹夹紧胶皮管；
②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞；
③___________；
④观察并记录水面的变化情况。
多次实验发现，集气瓶内水平面上升始终小于1/5。
Ⅱ.用镁条测定空气中氧气的含量
(3)某同学进行图2所示实验时发现，产物中有少许黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢?
【查阅资料】①氧化镁为白色固体；
②镁能与空气中的___________反应生成黄色的氮化镁(Mg₃N₂)固体；
③氮化镁可与水反应生成氨气。
【做出猜想】黄色固体为Mg₃N₂
【实验过程】进行图4所示实验：取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住小烧杯A和B。
【实验结论】观察到的现象是___________，据此可推断燃烧产物中含氮化镁(Mg₃N₂)。
【反思交流】进行图2所示实验时，在确保规范操作的前提下，该同学所测得的空气中氧气的体积分数___________(填“大于”“小于”或“等于”)1/5。
Ⅲ.用铁粉测定空气中氧气的含量
(4)某同学利用铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，实验装置如图3所示。当烧杯中不再有水进入集气瓶时，该同学停止实验。实验开始和结束时所采集的数据如下表：

实验前的体积		实验后的体积
集气瓶内空气	烧杯内水	烧杯内剩余水
250mL	180.0mL	129.5mL

①铁生锈的原理是铁与空气中的___________发生反应。
②实验时该同学不是将铁粉堆在瓶底，而是将铁粉撒在浸润了氯化钠溶液的滤纸条上，再将滤纸条贴在集气瓶内壁，其目的是___________。
③该同学所测得的空气中氧气的体积分数为___________(精确到0.1%)。
④与红磷燃烧法相比，用该法测定空气中氧气含量的主要优点是___________。
Ⅳ.拓展应用
(5)取2.4g镁条在足量O₂和N₂的混合气体中完全燃烧，所得固体质量为a g，则a的取值范围是3.3<a<___________。

【推荐2】课外小组同学进一步研究铁与氧气的反应．
【提出问题】铁丝燃烧时为什么会有“火星四射”的现象？
【查阅资料】生铁中含有一定量的碳．铁丝燃烧时“火星四射”现象与铁丝中含碳量有关．
【进行实验】探究铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系．

实验	现象	解释与结论
实验1：取直径0.20mm、含碳0.1% 的铁丝，在氧气中燃烧	零星的火星四射	①铁燃烧的化学方程式是_____． ②0.20mm的铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为_____
实验2：取直径0.20mm、含碳0.32%的铁丝，在氧气中燃烧	较明显的火星四射
实验3：取直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝，在氧气中燃烧	_____

【提出问题】纯铁在氧气中燃烧溅落的“黑色固体”是什么？
【查阅资料】
①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO易被氧化）
②铁的氧化物均能溶于酸溶液
③单质铁与稀盐酸反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
【进行实验】测定黑色固体的成分．

实验	现象及数据	解释与结论
实验4：将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入稀盐酸	现象是_____	铁燃烧时溅落下来的黑色 固体中含有铁
实验5：取2.8g纯铁在氧气中燃烧，收集溅落的黑色固体，干燥并称其质量	黑色固体质量为3.44g	黑色固体的组成及质量 为_____

【实验反思】
同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验．若用排水集气法收集一瓶体积分数约为60%的氧气，预先应向容积为250mL的集气瓶中加水，水的体积约为_____mL．

【推荐3】实验探究和证明推理是提升认知的重要手段。
某同学将氢氧化钠溶液加入到一定量的稀氯化铜溶液中，出现蓝绿色不溶于水的固体。该同学对生成蓝绿色固体而不是蓝色固体的现象产生了疑惑。
【查阅资料】
Ⅰ.CuCl₂溶液与NaOH溶液反应时，在氢氧化钠较少的情况下会生成蓝绿色沉淀——碱式氯化铜(Cu(OH)Cl)。Ⅱ。Cu(OH)₂在60℃开始分解生成两种氧化物，100℃分解完全，碱式氯化铜在300℃开始分解生成氧化铜、水和氯化氢，在400℃分解完全。
【提出猜想】
（1）蓝绿色固体可能是：①Cu(OH)₂；②Cu(OH)Cl；③_______。
（2）猜想①的理由是：_______(用化学方程式表示)；
【进行实验】
（3）该同学取31.25g蓝绿色固体，加热至100℃出现黑色固体，则猜想_______不正确。继续加热到400℃至质量不再改变，并使产生的气体全部缓缓通过如图所示装置(装置中药品足量)已知实验所得数据

①最终得到剩余固体24.00g；
②与硝酸银溶液反应得到的沉淀经过滤、洗涤和低温烘干，得到固体14.35g。
完成下列问题：
（4）判断固体已洗净的方法是：取最后一次洗液，滴加含_______(填离子符号)的溶液，无现象；
（5）通过上述实验数据计算蓝绿色固体中铜元素和氯元素的质量比_______(填最简整数比)；
【得出结论】猜想③成立
【拓展延伸】
（6）如果欲使HCl和CuCl₂的混合溶液中的溶质只有CuCl₂，可向其中加入过量的_______。
A.CuO B.Cu(OH)₂ C.Cu D.Cu(NO₃)₂
（7）为使实验中生成蓝色固体，少出现蓝绿色固体，应作_______改进(选填序号)。
A.实验中将氯化铜溶液滴加到氢氧化钠溶液中
B.实验中应提供足量、较浓的氢氧化钠溶液
C.实验应该在80℃的水浴中进行
【定量计算】
（8）现有HCl和CuCl₂的混合溶液124.9g，向该溶液中逐滴加入质量分数为10％的氢氧化钠溶液直至生成氢氧化铜沉淀，沉淀的质量与所加入的氢氧化钠溶液的质量关系如图所示。

求：恰好生成最大沉淀量时所得溶液中溶质的质量分数______？

【推荐1】某校九年级“我们爱化学”活动小组的同学，在探究木炭与CuO反应时，完成了如图实验，请回答下列问题：

Ⅰ.如图所示装置进行实验，很快发现澄清的石灰水变浑浊。
(1)请写出C与CuO反应的化学方程式______。
(2)实验结束时，应_________(填写下列操作代号)。
①先撤出导管，再熄灭酒精灯          ②先熄灭酒精灯，再撤出导管
Ⅱ.小组中华雪同学通过仔细阅读教材，认为当木炭较多、温度较高时，该反应产生的气体中可能含有CO和CO₂，小组的同学们在老师指导下设计实验进行了验证：

已知：碱石灰是NaOH和CaO的混合物，可以吸收CO₂和水。
(3)仪器B中所盛试剂为_______，其作用为_______。
(4)D中玻璃管盛装的试剂为CuO，E中盛装的试剂为澄清的石灰水。若A装置产物中确有CO，则应观察到的现象有：_______。
(5)实验前，需检查_______；点燃酒精灯前，先打开K，通入N₂一段时间，其作用为_______。
(6)请指出上述实验中的一项缺陷_______。
(7)将1.44g碳和16.0gCuO在较高温度下反应生成Cu，理论上可生成_______gCO。

【推荐2】某兴趣小组同学对碱式碳酸铜的分解产物进行探究。
Ⅰ【查阅资料】
①碱石灰是常见的干燥剂，可吸收水和二氧化碳。
②浓硫酸也是常见的干燥剂，能吸收水，但是不吸收二氧化碳。
【设计实验】该小组同学设计了如图所示的实验装置，假设每一步反应和吸收均进行完全。

【进行实验】取一定量的碱式碳酸铜固体进行实验，步骤如下：
①连接好装置并检查气密性
②装入药品，打开活塞K，通入一段时间空气
③分别称量装置C、D的质量；
④关闭活塞K，点燃酒精灯，使碱式碳酸铜固体完全分解；
⑤停止加热，同时打开活塞K，通入空气至恢复到室温；
⑥再次分别称量装置C、D的质量。

	装置C的质量/g	装置D的质量/g
步骤③	m	n
步骤⑥	x	y

【实验分析】
(1)装置A的作用为_______，装置D的作用为_______。
(2)装置B内剩余固体为_______，反应中生成水的质量为_______。
Ⅱ小组同学继续探究装置B内剩余固体的性质，查阅资料发现剩余固体可以和焦炭在高温下发生反应，得到一种紫红色金属单质和气体产物。
【猜想与假设】
小组同学猜想紫红色金属单质为铜，气体产物可能为含碳元素的氧化物。
猜想1：产物为铜和一氧化碳；
猜想2：产物为铜和二氧化碳；
猜想3：产物为(3)_______。
【设计方案】
两人查找了资料：CO的特征反应是CO能使某种氯化钯的黄色混合液变蓝；CO有毒且具有可燃性。

实验现象	实验结论
①A中固体由黑色变红色 ②B中黄色试纸变篮 ③C中_______	①由Cu生成 ②有_______生成 ③有CO2生成

【反思与评价】
④实验结束时，为了防止铜被氧化，必须先停止加热，待铜冷却后再将试管口的胶塞取下，因此，若没有B安全瓶，可能导致的后果是_______。
⑤根据实验结论，从环保角度考滤，上述装置C后应采取的措施是_______。

【推荐3】化学兴趣小组在实验室依照课本的实验方案，用木炭粉和氧化铜粉末在加热条件下反应制取单质铜。他们联想到碳在氧气中燃烧可能生成二氧化碳也可能生成一氧化碳，提出对木炭与氧化铜反应生成的气体成分进行探究。
[提出猜想]
(1)木炭与氧化铜反应生成的气体成分可能有三种情况：
猜想1：只有CO
猜想2：__________
猜想3：CO和
[查阅资料]
浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇到不变色，但遇微量CO立即变为蓝色，所发生反应的化学方程式：
[实验设计]
实验装置如图（夹持仪器没有画）

[实验步骤]
①打开弹簧夹，先通一会儿干燥纯净的氮气；②关闭弹簧夹，点燃酒精灯，加热固体混合物；③加热数分钟后，观察到装置A直管中黑色固体变红……④实验结束。
[结论及讨论]
(2)步骤①的目的是_____________________。
(3)观察到的现象是：装置B中________________和装置C中________________，得出结论猜想3正确。
(4)B、C装置能否交换位置，其原因是___________________。
(5)甲同学提出：上述实验设计从环保角度考虑，还存在不足之处，请提出一种解决方案_________________。
(6)同学们进一步实验，测定产生的CO与质量比为14：11，写出装置A中的总化学方程式_________________。

【推荐1】风华中学科技小组在实验室里进行木炭还原氧化铜的实验，请回答下列问题：

(1)木炭还原氧化铜的化学方程式为__________。
(2)下列关于本实验的说法正确的是____（填字母）。

A．酒精灯加网罩可以使火焰温度集中，并提高温度

B．氧化铜发生氧化反应，木炭发生还原反应

C．实验结束后先撤出导气管，待试管冷却后将粉末倒在纸上

【提出猜想】
(3)加热一段时间后，小组同学将冷却后的固体取出，发现固体中仍有黑色固体。经讨论，试管中的固体成分的猜想如下：
甲：Cu       乙：Cu、C、CuO       丙：Cu、CuO       丁：________
请写出丁同学的一种合理猜想：________，经讨论无需验证就能确定__同学猜想错误。
【实验验证】
(4)同学们为了确定固体成分，取剩余固体在空气中灼烧没有观察到红光出现，证明__同学的猜想正确，继续实验最终确定了固体成分。
【深入探究】
小组同学将80gCuO和8.4g木炭粉在隔绝空气的容器内加强热，通过CO₂传感器测得容器内CO₂的质量变化曲线如图所示：

(5)t₁时，CO₂的质量≤__g。
(6)分析t₁~t₂密闭容器中CO₂的质量减少的原因：________________（用化学方程式表示）。

【推荐2】某化学兴趣小组的同学探究过量的炭粉与Fe₂O₃在高温条件下反应的气体产物成分。探究过程如下：
【提出假设】气体产物是CO₂。
【查阅资料】①氮气不能与炭粉及Fe₂O₃反应。
②高温下可以发生下列反应：

【设计方案】将一定量Fe₂O₃在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应，用实验中测得的有关物质的质量，进行分析、判断。
【进行实验】用如图所示装置进行实验。

首先称得玻璃管C的质量为48.48 g，再称取2.40 g Fe₂O₃和1.50 g炭粉，加到玻璃管C中。连接好装置，通一段时间氮气，再夹紧弹簧夹T，点燃酒精喷灯加热。待玻璃管C中固体质量不再变化时，称得玻璃管C与残留固体共51.30 g。
【问题分析】（1）用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是_____。
（2）玻璃管中的现象是_____。
（3）尾气处理的方法是_____。
（4）若Fe₂O₃与炭粉反应的气体产物全部是CO_2.求2.40 g Fe₂O₃完全反应时生成CO₂的质量_____。（写出计算过程）
（5）根据实验数据计算，实验中实际获得气体中碳元素和氧元素的质量比为_____。
（6）结论：原假设_____（填“能”或“不能”）成立，理由是_____。

【推荐3】为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行系列实验。
【查阅资料】
①氧化铜（CuO）为黑色固体。
②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜，氧化亚铜为红色固体。其中铜元素的化合价为+1价。
【进行实验】
取一定量混合物，用如下图所示装置进行多次实验，获得如下实验数据与现象：

序号	木炭粉与氧化铜的质量比	反应后物质的颜色、状态
1	1:9	红色固体有金属光泽	混有少量黑色物质
2	1:10		混有很少量黑色物质
3	1:11		混有极少量黑色物质
4	1:12		无黑色物质
5	1:13		混有较多黑色物质

(1)根据上述信息，氧化亚铜的化学式为___________。
(2)实验中，酒精灯上套上金属网的作用是____________。
(3)该实验木炭粉与氧化铜反应的最佳质量比为________。
【反思与评价】
(4)实验中没有进行质量比为1:14的实验，理由是_________。
(5)实验4中木炭与氧化铜的质量比与理论值不符，却没有黑色物质，其原因可能是_____。
【实验改进】
另一组的同学认为木炭粉和氧化铜的反应可能还与固体的目数（“目数”是指固体的粗细度，目数越大，颗粒越小）有关。他们在真空密闭容器进行实验I和实验II。所用试剂的规格及用量如下表所示，通过设备采集的数据绘制出的气体质量随反应时间变化的曲线如下图所示。

实验编号	碳粉质量	碳粉目数	氧化铜粉质量	对应曲线
Ⅰ	3g	200目	40g	a
Ⅱ	m	1000目	40g	b
Ⅲ	6g	1000目	40g	c（待画）

(6)对比分析a、b两条曲线，在所用碳粉质量相同的情况下，碳粉“目数”与反应速率之间的关系可描述为：___________。
(7)表格中___________g。
(8)实验Ⅲ充分反应后碳粉无剩余，所得气体的成分为__________。

【推荐1】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：
【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）。
A C和CO B 只有CO C CO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_____。

【推荐2】某化学兴趣小组将2.2g某燃料（化学式C_xH_yO_z , x、y、z为非负整数）在氧气中充分燃烧，得到7.4g混合气体，该混合气体中含有哪些成分呢？
[提出问题]小旭对容器中气体的组成进行猜想，他认为除了水蒸气之外，还可能有以下几种情况，你认为其中明显不合理的有_______（填字母）
A 可能有SO₂ B 可能有CO     C 可能有CO₂ D.可能有CO₂和O₂的混合气体     E.可能有CO₂和CO的混合气体
[查阅资料]①浓硫酸有吸水性；②浓氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳
[进行实验]同学们利用下图所示装置验证混合气体的成分。

（1）通过混合气体后，A装备增重2.7g,说明混合气体中含有________。
（2）B装置中澄清石灰水变浑浊，D装置中澄清石灰水不变浑浊。
（3）当观察到________________，证明混合气体中有CO。
（4）实验结束后，同学们称量B、C装置共增重3.3g.，根据上面数据可确定该燃料中所含有元素及元素质量比________。
[反思交流]有同学说，如果通过以上实验装置证明混合气体是CO₂和O₂的混合物，只需要将实验中的氧化铜换成铜丝网，并去掉F装置进行验证。实验前应先往容器中通入N₂，一段时间再加热，目的是________。

【推荐3】仅用10天的时间，万众瞩目的火神山医院从一片荒地上拔地而起。火神山医院在建造过程中用到了HDPE膜。HDPE膜具有极好的抗冲击性和防潮性。同学们对HDPE膜的组成元素产生了浓厚的兴趣，进行了如下探究。
【提出问题】HDPE膜由什么元素组成？
【查阅资料】①HDPE膜能够燃烧，燃烧可能生成一氧化碳；
②碱石灰主要成分是氢氧化钠固体和氧化钙固体。
【实验探究】如图所示，先通入干燥氮气，再将4.2g的HDPE膜样品在一定质量的氧气中点燃，并将燃烧严物依次通过装置A、B、C、D（装置中每步反应均进行完全）。

【实验记录】

装置质量	A装置总质量	C装置总质量
实验前	100.0g	100.0g
试验后	105.4g	113.2g

【实验分析】（1）装置A中浓硫酸的作用是 ___________________ 。
（2）实验中观察到装置B中红棕色粉末变成黑色，证明燃烧产物中有 ___________ 。
（3）装置B中发生的化学反应方程式为 ___________________________________ 。
（4）装置D的作用是 ___________________ 。
【实验结论】通过数据分析，HDPE膜由 ________ （填元素符号）组成。
【实验探究】装置C中反应后有新溶质生成，请设计实验方案确认。写出步骤、现象、以及结论 ______________________ 。