某化學小組同學做鎂條在空氣中燃燒實驗時，發(fā)現生成物中還有少量黑色固體，針對這一現象及相關問題，他們展開了如下探究，請仔細閱讀并參與他們的探究之旅。
【探究目的】探究黑色固體是鎂與空氣中什么物質反應產生的？
【查閱資料】（1）稀有氣體一般不與其它物質反應；（2）光亮的鎂條與水反應，表面會生成白色固體。
【分析猜想】分析空氣中各成分，進行猜想
猜想①是氧氣
猜想②是氮氣
猜想③是 二氧化碳二氧化碳。
【實驗一】鎂帶與氧氣的反應
（一）甲同學探究了影響過氧化氫制取氧氣速度的某種因素，進行了三次實驗并記錄了各種收集相同體積氧氣所需要時間的實驗如下表：
| 實驗 | 過氧化氫的濃度 | 過氧化氫溶液的質量（g） | 二氧化錳的質量（g） | 收集時間（s） |
| 1 | 10% | 20 | 1 | 40 |
| 2 | 15% | 20 | 1 | 20 |
| 3 | 20% | X | 1 | 12 |
20
20
。（2）實驗結論：在相同條件下，
過氧化氫濃度越大
過氧化氫濃度越大
，過氧化氫分解得越快。（二）甲同學燃燒鎂帶，觀察現象
打磨鎂帶，點燃，伸入盛滿氧氣的集氣瓶中，產生大量白煙，生成白色固體。
實驗結論：鎂與氧氣反應生成白色的氧化鎂。
【實驗二】鎂帶與氮氣的反應
Ⅰ．收集純凈的氮氣
Ⅱ．在氮氣中燃燒鎂帶，觀察現象
將鎂帶打磨光亮，點燃，伸入盛有氮氣的集氣瓶中，瓶內壁附著一層淡黃色的固體。
Ⅲ．實驗結論：鎂與氮氣在點燃的條件下發(fā)生化合反應生成淡黃色的氮化鎂。
寫出該反應的符號表達式
Mg+N2Mg3N2
點燃
Mg+N2Mg3N2
。點燃
【探究結論1】
綜上所述，關于鎂在空氣中燃燒產生黑色固體的猜想是猜想
③
③
（填序號）成立。【探究結論2】
如果用足量的鎂替代紅磷進行空氣組成實驗，實驗測得氧氣的體積分數比實際值
偏大
偏大
（填“偏大”或“偏小”）。【實驗三】甲同學用家用制氧機制取并收集了一袋氣體，帶到實驗室對其進行研究興趣小組同學設計了如圖所示裝置來測定其中氧氣的含量。
同學們在老師的指導下設計了如圖所示裝置，進行實驗，并重復多次。
【實驗記錄】
| 實驗操作 | 主要實驗現象 | 實驗結論及解釋 | |
| ① | 檢查裝置的氣密性 | / | 裝置的氣密性良好 |
| ② | 加入藥品，將裝置連接固定 | / | / |
| ③ | 打開止水夾a和b,向A中緩慢鼓入一定量氣體后關閉止水夾a和b | A中水進入到B中，B中水的體積為200mL。 | 收集200mL氣體（由壓強差引起的誤差忽略不計） |
| ④ | 用凸透鏡聚光引燃白磷 | 燃燒，產生大量白煙 | / |
| ⑤ | 待白磷熄滅并冷卻到室溫，進行操作Ⅰ | 現象Ⅰ | 甲同學收集的氣體不是純凈的氧氣 |
打開止水夾b
打開止水夾b
；現象Ⅰ是 B中部分水倒吸進入A中
B中部分水倒吸進入A中
。【數據記錄】
| 實驗次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| B中剩余水體積/mL | 100 | 42 | 39 | 41 | 38 |
甲同學收集的氣體中氧氣的體積分數為
80
80
%。【實驗反思】（1）導致第1組數據產生較大誤差的可能原因是
白磷量不足
白磷量不足
。【實驗反思】（2）下列有關這個實驗的說法中，正確的有
B
B
。A．步驟③中，仰視量筒讀數會使測得氧氣的體積分數偏低
B．步驟④中，白磷燃燒時要保持關閉止水夾a和b
C．步驟⑤中，未冷卻至室溫會使測得的小組同學所帶氣體中氧氣的含量偏高
【考點】實驗探究物質的性質或變化規(guī)律．
【答案】二氧化碳；20；過氧化氫濃度越大；Mg+N2Mg3N2；③；偏大；打開止水夾b；B中部分水倒吸進入A中；80；白磷量不足；B
點燃
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/10/9 9:0:1組卷：16難度：0.4
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(yī)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(fā)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(xù)滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，當溶液的pH變?yōu)?.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(fā)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(fā)布：2024/12/25 15:30:1組卷：561引用：4難度：0.5 -
2．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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)布：2025/1/6 8:0:1組卷：38難度：0.5 -
3．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(yī)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(wěn)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(fā)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(xù)滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，當溶液的pH變?yōu)?.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(fā)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(fā)布：2024/12/25 17:0:2組卷：90引用：2難度：0.4