《2025年全效学习九年级科学全一册华师大版》

10. [科学探究]某科学兴趣小组的学生研究过量的碳粉与 $Fe_{2}O_{3}$ 在高温条件下反应的气体产物成分。探究过程如下：
Ⅰ. 提出假设：气体产物全部是 $CO_{2}$；气体产物是 $CO_{2}$ 和 CO 的混合物；气体产物全部是 CO。
Ⅱ. 查阅资料：a. 氮气不能与碳粉及 $Fe_{2}O_{3}$ 反应；b. 高温下可以发生下列反应：$2Fe_{2}O_{3}+3C\xlongequal{高温}4Fe+3CO_{2}\uparrow$、$C+CO_{2}\xlongequal{高温}2CO$。
Ⅲ. 设计方案：将一定量氧化铁在隔绝空气的环境下与过量碳粉充分反应。用实验中实际测得产生气体的质量，与理论计算得到的气体的质量进行比较。
Ⅳ. 实验装置：如图所示。
Ⅴ. 实验操作：
①称量：反应前 $Fe_{2}O_{3}$ 的质量 3.20 g；碳粉的质量 2.00 g；玻璃管 C 的质量 48.48 g。反应后玻璃管 C 与残留固体共 52.24 g。
②加热前先通一段时间氮气，再夹紧弹簧夹 T，点燃酒精喷灯加热。
Ⅵ. 问题分析：
(1) 加热前先通一段时间氮气的目的是________。
(2) 根据题意试管 B 中应加入的溶液是________。
(3) 根据题中所给数据，通过计算得出结论。
若气体产物全部是 $CO_{2}$，理论上应该得到气体质量是________；若气体产物全部是 CO，则气体质量是________。根据实验数据计算得到气体质量是________。可得结论：________（要求简述结论并说明理由）。

答案： 10.
(1)清除试管中空气(氧气)，防止碳粉与空气中氧气发生反应产生$\mathrm{CO_2}$干扰实验
(2)氢氧化钠溶液(或足量的氢氧化钙溶液，合理即可)
(3)1.32g 1.68g 1.44g 因为生成的气体质量在1.32g到1.68g之间，故气体产物不完全为$\mathrm{CO_2}$或$\mathrm{CO}$，实际是$\mathrm{CO_2}$和$\mathrm{CO}$的混合物

11. 某项目化学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图Ⅰ所示实验装置并完成实验。实验过程中，传感器采集数据绘制得到如图Ⅱ的甲、乙所示两幅曲线图。
资料 1：一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。
资料 2：该实验步骤如下：
①检查装置气密性；
②装药品，将 5 g 铁粉和 2 g 碳粉加入锥形瓶，并加入 2 mL 饱和氯化钠溶液；
③立即塞紧橡皮塞，橡皮塞上已插有一支装有 5 mL 稀盐酸的注射器及传感器；
④观察现象，采集数据。
用所学知识及上述资料信息回答下列问题：
(1) 实验进行一段时间后，注射器中的盐酸会自动注入瓶内，原因是________。
(2) 图Ⅱ甲、乙曲线图中，$O～t_{1}$ 段温度升高，瓶内压强减小；$t_{2}～t_{3}$ 段温度升高，瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。

答案： 11.
(1)铁发生反应消耗氧气，当瓶内气压减小到一定程度，大气压将注射器的活塞下压(或瓶内气压减小，盐酸被吸入瓶内，合理即可)
(2)知识要点：
①铁生锈消耗氧气并放热；②盐酸与铁反应生成氢气并放出热量；③升高温度使瓶内压强增大；④增加或减少气体会使瓶内压强发生变化。
答题要点：
$\mathrm{O\sim t_1}$段：①铁生锈消耗氧气并放热；②反应放热使温度升高，压强增大；③消耗氧气使压强减小；④消耗氧气减小的压强大于温度升高增大的压强。所以$\mathrm{O\sim t_1}$段总体上温度升高，压强减小。
$\mathrm{t_2\sim t_3}$段：①因瓶内气压减小，盐酸被大气压压入瓶内，盐酸与铁反应产生氢气并放出大量的热；②温度升高，压强增大；③产生氢气，压强增大；④温度升高和产生氢气都使压强增大。所以$\mathrm{t_2\sim t_3}$段总体上温度升高，压强增大。
第
(2)小题的不同水平答案示例如下：
等级 回答
高水平回答 能综合多个要素辩证地进行解释，原理正确，逻辑科学，要素齐全。
示例：
铁生锈消耗氧气的同时放出热量，反应放出的热量使温度升高，压强增大，消耗氧气会使瓶内压强减小。但由于消耗氧气减小的压强大于温度升高增大的压强，所以$\mathrm{O\sim t_1}$段温度升高，压强减小。
因瓶内压强减小，盐酸被压入瓶内，盐酸与铁反应产生氢气并放出热量，反应放出的热量使温度升高，压强增大，反应产生的氢气也会使瓶内压强增大，所以$\mathrm{t_2\sim t_3}$段温度升高，压强增大。
中上水平回答 能从部分要素进行解释、原理部分正确，逻辑比较清晰，缺少部分要素。
示例：
铁生锈消耗氧气的同时放出热量，反应放出的热量使温度升高，压强增大，消耗氧气会使瓶内压强减小。
盐酸与铁反应产生氢气放出热量，反应放出的热量使温度升高，压强增大，反应产生的氢气会使瓶内压强增大。
中下水平回答 只能对其中某1～2个要素作出单一解释。
示例1：
铁生锈消耗氧气的同时放出热量，反应放出的热量使温度升高，压强增大。
示例2：
铁生锈消耗氧气会使瓶内压强减小，盐酸与铁反应产生氢气，压强增大。
低水平回答 不能运用相关科学原理作出解释或同义反复或不作答。
示例：铁生锈使瓶内气压增大；或盐酸与铁锈反应使气压增大等。