6．〖科學(xué)探究〗
在元旦聯(lián)歡晚會上，化學(xué)老師表演了“滴水生火”的魔術(shù)．先用棉花將淡黃色的過氧化鈉（Na₂O₂）固體包在其中，然后將少量水滴到棉花上，棉花團(tuán)劇烈燃燒起來．
同學(xué)們感到很驚訝，于是展開探究．
【提出問題】棉花為什么會發(fā)生燃燒？
【猜想與假設(shè)】
①過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉、氧氣．
②過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣．
③過氧化鈉與水反應(yīng)放出大量熱．
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們利用右圖所示裝置進(jìn)行了如下探究．

編 號	主要實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
?	打開裝置中分液漏斗的活塞，滴加適量水后，關(guān)閉活塞．
?	將帶火星的木條接近P處	B瓶中有氣泡產(chǎn)生；帶 火星的木條復(fù)燃	過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣
③	將導(dǎo)管M端插入盛有水的燒杯中	導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡	過氧化鈉與水反應(yīng)放 出大量熱

【解釋與結(jié)論】
（1）同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，增加了防止發(fā)生爆炸的裝置B，其原因是若有氫氣產(chǎn)生，應(yīng)考慮氫氣的可燃性，因?yàn)楫?dāng)氫氣和空氣混合遇到明火可能發(fā)生爆炸．
（2）經(jīng)測定，過氧化鈉與水反應(yīng)還有氫氧化鈉生成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
（3）將少量水滴到包有Na₂O₂固體的棉花上，棉花團(tuán)劇烈燃燒起來的原因是過氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣，同時(shí)放出熱量達(dá)到棉花的著火點(diǎn)，引起棉花燃燒．

5．小明在查閱資料時(shí)看到鎂是航空工業(yè)的重要材料，決定探究鎂的性質(zhì)．
（1）小明推測鎂能與氧氣、與鹽酸、與硫酸銅溶液等三類物質(zhì)反應(yīng)，他的依據(jù)是金屬的化學(xué)性質(zhì)．
（2）小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)對假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證．
①取一支試管，放入一根鎂條，加入一定量稀鹽酸，觀察到有無色氣體產(chǎn)生，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑．將鎂條換為鐵絲，重復(fù)上述操作，可觀察到產(chǎn)生氣體的速率變慢（填“變換”、“變慢”或“不變”）．
②另取一支試管，放入一根鎂條，加入一定量硫酸銅溶液，觀察到鎂條表面有少量氣泡產(chǎn)生，且有黑色物質(zhì)生成． 
（3）鎂條與硫酸銅溶液反應(yīng)的現(xiàn)象讓小明感到困惑，他去圖書館查到相關(guān)資料：
資料1：硫酸銅溶液在配制時(shí)加入了少量硫酸；
資料 2：當(dāng)金屬粉末顆粒很小時(shí)，容易成為黑色；
資料3：實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了一系列復(fù)雜的反應(yīng)，生成的黑色粉末可能是CuO、Cu中的一種或兩種、
資料4：CuO能和稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色溶液．
（4）小明猜想鎂條與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體可能為H₂．小明進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定黑色粉末的成分，請?jiān)谙卤碇醒a(bǔ)全實(shí)驗(yàn)方案．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
將黑色粉末過濾，晾干后，分成兩份
將其中一份裝入試管中，向其中加入稀硫酸	溶液由無色變成藍(lán)色	① 黑色粉末中含CuO
將另一份置于坩堝中，稱其質(zhì)量為m1，在空氣中加熱一段時(shí)間后冷卻，稱其質(zhì)量為m2．	② 樣品質(zhì)量增加	黑色粉末中含Cu

4．蔗糖是生活中常見的一種物質(zhì)，某小組同學(xué)對“蔗糖的組成”進(jìn)行了探究．
【猜想】在自然界綠色植物通過光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成葡萄糖和氧氣，葡萄糖進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為蔗糖，故蔗糖中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】方案一：甲同學(xué)將蔗糖在氧氣中燃燒，檢驗(yàn)到生成物中有水和二氧化碳．甲同學(xué)認(rèn)為，蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的．
（1）甲同學(xué)的結(jié)論是否合理，理由是不合理，因?yàn)檎崽窃谘鯕庵腥紵�，生成物中有水和二氧化碳，說明蔗糖中含有氫元素和碳元素，反應(yīng)物中有氧氣參加，因此不能確定蔗糖中是否含有氧元素．
方案二：乙同學(xué)用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始先通入一會兒氮?dú)�，然后關(guān)閉彈簧夾，點(diǎn)燃酒精燈給蔗糖加強(qiáng)熱使其分解．．

（2）在燒杯中觀察到小燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠現(xiàn)象，說明蔗糖中含有氫元素和氧元素．
（3）觀察到硬質(zhì)玻璃管中殘留有黑色固體，同學(xué)們認(rèn)為該黑色固體是單質(zhì)碳．請你利用如圖所示裝置，用兩種不同方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證黑色固體是單質(zhì)碳，并完成下表內(nèi)容．

方法	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	化學(xué)方程式
1
2

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】蔗糖是由碳、氫、氧三種元素組成的．
【拓展交流】（4）方案二中，先通入一會兒氮?dú)獾脑�因是排出裝置中的空氣，避免對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾．
（5）取m₁g蔗糖進(jìn)行乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，并測得其中碳的質(zhì)量為m₂g，若要確定一個(gè)蔗糖分子中碳原子的個(gè)數(shù)，還應(yīng)知道的數(shù)據(jù)是水的質(zhì)量．

3．小彬同學(xué)家新買了水龍頭，從說明書上了解到該水龍頭是銅質(zhì)鍍鉻的．他想起在學(xué)習(xí)金屬性質(zhì)時(shí)用到的金屬活動性順序中沒有鉻，為了了解鉻與常見金屬鋁、銅在金屬活動性順序中的相對位置關(guān)系，進(jìn)行如下探究活動．
【查閱資料】鉻（Cr）是銀白色有光澤的金屬，在空氣中表面能生成抗腐蝕性的致密氧化膜；鉻能與稀硫酸反應(yīng)，生成藍(lán)色的硫酸亞鉻（ CrSO₄）溶液…
【預(yù)  測】三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關(guān)系：
①Cr  Al  Cu     ②Al  Cr  Cu    ③Al  Cu  Cr
【實(shí)驗(yàn)過程】取大小相同的三種金屬薄片，用砂紙打磨光亮．

	實(shí)驗(yàn)一	實(shí)驗(yàn)二	實(shí)驗(yàn)三
實(shí)驗(yàn) 方案
實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象	鉻片表面產(chǎn)生氣泡緩慢，溶液變藍(lán)色．	無現(xiàn)象	鋁片表面產(chǎn)生氣泡較快
結(jié)論	鉻能和稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)速率較慢．	銅不與稀硫酸反應(yīng)	鋁能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)速率較快
	三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關(guān)系是Al Cr Cu（或“②”）

【回答問題】（1）用砂紙打磨金屬片的目的是除去金屬表面氧化物．
（2）實(shí)驗(yàn)三所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；屬于置換反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）．
（3）小東提出用硫酸銅溶液代替上述實(shí)驗(yàn)中的稀硫酸也能得出三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關(guān)系，小燕認(rèn)為不可行，理由是無法比較鉻和鋁的金屬活動性強(qiáng)弱．
（4）小清認(rèn)為只要選用一種藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以得出三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關(guān)系，這一種藥品可以是A．
A．硫酸亞鉻溶液                B．硫酸鋁溶液
試寫出所發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al+3CrSO₄ ═Al₂（SO₄）₃+3Cr．

2．小明從科普讀物上獲知，元素周期表中對角相鄰的元素化學(xué)性質(zhì)相似（如圖1所示）．由此，他猜想氯氣的性質(zhì)可能與氧氣相似，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．
（1）小明回顧氧氣的性質(zhì)，下列物質(zhì)中，不能和氧氣發(fā)生反應(yīng)的是d（填字母序號）．
a．木炭     b．紅磷     c．鐵絲     d．二氧化碳      e．一氧化碳
（2）探究氯氣和氧氣具有相似的化學(xué)性質(zhì)．
①如圖2所示．小明計(jì)劃研究3種物質(zhì)與氯氣的反應(yīng)，初步形成兩個(gè)方案：方案1選用木炭、紅磷、氫氣，方案2選用鐵絲、氫氣、甲烷．最后他認(rèn)為方案2優(yōu)于方案1，請你從物質(zhì)分類的角度說明其理由是方案2中物質(zhì)的種類多．
②探究氯氣能否與鐵絲反應(yīng)
將鐵絲伸入氯氣中，沒有明顯現(xiàn)象．但小明認(rèn)為這不能作為判斷氯氣與鐵絲能否反應(yīng)的證據(jù)．理由是二者可能發(fā)生了反應(yīng)但沒有明顯現(xiàn)象或沒有達(dá)到反應(yīng)條件．
由此，小明改進(jìn)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)氯氣可以和鐵絲反應(yīng)．
③如圖3所示．探究氯氣能否與氫氣反應(yīng)
將燃著的氫氣放入盛有氯氣的瓶中，觀察到蒼白色火焰，小明
由此推斷氯氣可以和氫氣反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂+Cl₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2HCl．
（3）為進(jìn)一步探究氯氣的其他性質(zhì)，小明又做了以下實(shí)驗(yàn)，請補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的操作及現(xiàn)象．
資料：i．通常情況下，氯氣呈黃綠色；ii．紫色石蕊溶液遇酸性物質(zhì)變紅．

操作	現(xiàn)象	結(jié)論
取兩個(gè)集滿氯氣的集氣瓶， ①向其中一瓶中加入水，振蕩	觀察到加入水的集氣瓶中氣體顏色變淺，液體變?yōu)闇\綠色	氯氣能溶解于水	氯氣加水后既有物理變化也有化學(xué)變化
取集氣瓶中部分溶液于試管中，滴加紫色石蕊溶液	溶液先變紅后褪色	氯氣能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成物具有 ③酸性和漂白性
②將干燥的石蕊試紙放入裝有氯氣的集氣瓶中	無明顯現(xiàn)象

1．實(shí)驗(yàn)與探究是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要方法，請以碳及其化合物的知識探究以下問題．
①探究一：木炭與氧化銅在一定條件下發(fā)生反應(yīng)．甲同學(xué)查閱資料后，建議用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末混合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他的理由是增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分．
②探究二：現(xiàn)有混有少量二氧化碳的一氧化碳?xì)怏w，乙同學(xué)為了檢驗(yàn)兩種氣體的存在，用如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

I．A裝置的作用是檢驗(yàn)和充分吸收混合氣體中二氧化碳，產(chǎn)生的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁．
II．B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，其中氧化銅發(fā)生還原（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)．
III．C裝置中尾氣處理的方法是氣球收集或點(diǎn)燃（或在尾氣出口處放一點(diǎn)燃的酒精燈）（寫出一種）．
③探究三：人們曾用貝殼（主要成分是碳酸鈣，雜質(zhì)不參加反應(yīng)且不溶于水）和碳酸鈉（俗名：純堿）為原料制取氫氧化鈉，丙同學(xué)按下圖所示流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．【提示：碳酸鈉能與氫氧化鈣反應(yīng)，化學(xué)方程式為Na₂CO₃+Ca（OH）₂→CaCO₃↓+2NaOH】

I．貝殼高溫煅燒時(shí)，該反應(yīng)的基本類型是分解（填“化合”或“分解”）．
II．流程中操作m是過濾；將溶液蒸發(fā)結(jié)晶至較多固體析出時(shí)停止加熱．
III．將固體C配成溶液，其溶液中一定含有的溶質(zhì)是氫氧化鈉．