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1. 日前，某知名品牌钙片钙含量不足的新闻引发热议。为研究钙片中碳酸钙的含量，小科进行了如下实验探究。

【实验设计】小科设计了如图所示的装置进行实验（部分夹持装置未画出）。

【实验步骤】①按图连接好仪器，并检查装置气密性；

②在U形管B中放入若干钙片样品，样品总质量m0 ， 通过A往装置中通入氮气；

③一段时间后，测得 C装置质量为m1；

④打开分液漏斗活塞，加入稀盐酸，至B装置不再产生气泡；

⑤再次通入氮气，一段时间后，测得C装置质量m2。

【实验分析】

(1) 写出装置B中发生反应的化学方程式：。
(2) 实验步骤⑤中再次通入氮气的目的是。
(3) 该实验装置的设计存在明显缺陷，请指出问题并完善。（不考虑稀盐酸的挥发）
(4) 若上述数据是在装置完善后称得，则该钙片中碳酸钙含量为（结果用含m0、m1、m2的式子表示）。
【考点】
实验方案设计与评价;
【答案】

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实验探究题 困难
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1. 同学们把盛有自上而下依次呈现多种颜色溶液的试管称为“彩虹管”，其呈现出的颜色越多、保持时间越长，效果越好。已知黑枸杞浸取液在pH不同的溶液中呈现不同的颜色，可以用来制作“彩虹管”，过程如图所示。

“彩虹管”效果受多个因素的影响，小明等同学对影响因素进行如下探究：向试管中加入6mL一定质量分数的盐酸、滴入5滴黑枸杞浸取液、振荡，再逐滴滴入约3mL一定质量分数的NaOH溶液，记录溶液颜色。结果如下表，请回答以下问题。

实验

盐酸中溶质的质量分数/%

NaOH溶液中溶质的质量分数/%

溶液颜色

①

5

5

红色

②

5

10

自上而下依次为红色、蓝色、黄色，静置约6分钟只剩红色、黄色

③

5

15

自上而下依次为红色、蓝色、黄色，静置约20分钟仍无明显变化

④

5

20

自上而下依次为红色、蓝色、黄色，静置约6分钟只剩黄色、蓝色

资料：黑枸杞浸取液颜色随pH的变化情况。

pH

4~5

6~8

9~11

12

溶液颜色

红色

粉色

紫色

蓝色

绿色

黄色

(1) 根据上述实验现象，可得出的结论是
(2) 在此实验基础上，小明想要探究使“彩虹管”效果更好的氢氧化钠溶液溶质质量分数，该如何进行实验？。
(3) 根据小明的实验过程，请推测还有哪些因素会影响“彩虹管”的效果？。
实验探究题 普通
2. 小金同学在实验时发现了一个有趣的现象：红色的火柴头燃烧过后能被磁铁吸引，如图所示。为了研究这一现象，小金对燃烧后火柴头的成分进行了如下探究：

【查阅资料】

资料一：火柴头中含有氯酸钾、硫磺、二氧化锰，以及石蜡、炭粉等成分；一般红色火柴头所用的着色剂为氧化铁。

资料二：氧化铁不具有磁性，不能被磁化；四氧化三铁是具有磁性的黑色固体，故又称为磁性氧化铁。四氧化三铁在该条件下不与硫酸铜反应。

【建立假设】

假设一：燃烧后的火柴头成分中含有四氧化三铁。

假设二：燃烧后的火柴头成分中含有单质铁。

假设三：燃烧后的火柴头成分中含有四氧化三铁和单质铁。

(1) 小金提出这三种假设依据是。
(2) 【收集证据】

步骤①：将燃烧后的火柴头研磨成粉末并装入试管。步骤②：在试管中加入足量（溶液，充分反应。

步骤③：过滤并将得到的固体充分干燥，再用磁铁吸引。

【得出结论】

若假设二成立，则作为证据的实验现象应为，。（写两条）
(3) 【交流评价】

尝试用科学原理解释火柴头中加入氯酸钾的目的：。
实验探究题 普通
3. 为测定纯碱样品中各成分的含量，小亮设计了如图甲装置，通过称量装置B的质量变化来确定样品中各成分的含量。该装置气密性良好，样品完全反应，但多次实验发现，A测定结果有偏差。对此小亮在老师的指导下重新设计了如图乙所示的实验装置。

(1) 根据改进的需要，思考装入碱石灰的装置D，其作用是。为减少实验的偏差，可以在导管a口鼓入空气。为排除原有装置内空气中的二氧化碳和生成的二氧化碳残留在装置内对实验的影响，应分别在何时鼓入空气：。
(2) 小亮按照改进后的装置和正确的步骤重新实验，发现测量所得纯碱含量与老师提供的标准含量相比仍然偏小，则分析在操作上导致实验结果偏小的原因可能是。
实验探究题 困难