江苏省南京市秦淮区三年（2020-2022）中考化学模拟题分题型分层汇编-10科学探究题(含解析)

江苏省南京市秦淮区三年（2020-2022）中考化学模拟题分题型分层汇编-10科学探究题
一、科学探究题
1．（2022·江苏南京·统考模拟预测）宋代画家王希孟绘制的《千里江山图》是一幅绢本设色画，其中使用了色彩鲜艳、性质稳定的矿物颜料石青和石绿。某化学兴趣小组对石青和石绿进行了以下探究。
【查阅资料】
石青的主要成分是2CuCO3·Cu（OH）2，石绿的主要成分是CuCO3·Cu（OH）2，都可以称为碱式碳酸铜。碱式碳酸铜的化学式可表示为xCuCO3·yCu（OH）2。
【实验探究】
（1）如图所示，取少量2CuCO3·Cu（OH）2粉末于试管中，充分加热后观察到试管中固体变黑，烧杯中溶液变浑浊。试管中发生反应的化学方程式为2CuCO3·Cu（OH）2______+2CO2↑+H2O，烧杯中发生反应的化学方程式为______。
（2）取少量CuCO3·Cu（OH）2粉末于试管中，加入足量稀硫酸，观察到固体溶解，产生气泡，生成蓝色溶液，发生反应的化学方程式为______。
【拓展提升】
为测定某种碱式碳酸铜[化学式可表示为xCuCO3·yCu（OH）2]的组成，利用下图所示装置进行实验（说明：夹持仪器已省略，碱石灰能吸收二氧化碳和水，实验中每一步吸收都是完全的）。
步骤1：连接好装置并______。
步骤2：装入药品。
步骤3：打开活塞K，鼓入空气。
步骤4：一段时间后关闭活塞K，称量相关装置的质量。
步骤5：点燃酒精灯，至装置C中无气泡产生。
步骤6：打开活塞K，鼓入空气。
步骤7：熄灭酒精灯。
步骤8：一段时间后关闭活塞K，称量相关装置的质量。
【实验分析】
（1）步骤3和步骤6的操作相同，但作用不同。请从减小实验误差的角度，简要分析步骤3和步骤6的作用：______。
（2）若碱式碳酸铜已完全分解，实验后装置C增重4.5 g，装置D增重4.4 g，则该碱式碳酸铜的化学式可表示为______，实验后玻璃管中剩余固体的质量为______。
2．（2020·江苏南京·统考一模）某化学兴趣小组对硫和硫的化合物的相关知识进行了以下研究。
【实验回顾】图甲所示为硫在氧气里燃烧的实验，请写出硫在氧气里燃烧的化学方程式： ______ 。下列有关该实验的说法正确的是 ________ （填字母）。
A 盛有燃着的硫的仪器叫做药匙
B 硫在氧气里燃烧，发出淡蓝色火焰
C 硫在氧气里燃烧，生成一种带有刺激性气味的气体
D 集气瓶预先放入一些水，防止高温熔融物溅落炸裂瓶底
【查阅资料】
（1）硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。该事实说明 _____ 溶质在 __________ 溶剂中的溶解性是不同的。
（2）硫的熔点是112.8℃，沸点是444.6℃。
（3）《天工开物》中，较具体地记载了以黄铁矿（主要成分为FeS2）为原料制取硫的技术（如图乙）。先用煤饼包裹矿石并堆垒起来，外面用泥土夯实并建造熔炉。反应到一定程度，熔炉内就会有金黄色的硫蒸气冒出。将硫蒸气引入冷却管道，最终凝结变成固体硫。
①熔炉内发生的主要反应为3FeS2+12C+8O26S+ ________ +12CO。
②熔炉内的温度不低于 ________ ℃。
【拓展延伸】工业煅烧黄铁矿的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。生成的氧化铁可用于冶炼铁，二氧化硫可用于制备硫酸，若不考虑元素损失，理论上得到的Fe与H2SO4的质量比为 _________ （填最简整数比）。
【交流反思】请从正反两方面举例说明二氧化硫与人类生产生活的关系：
正面 __________ ；反面 ___________ 。
3．（2020·江苏南京·统考二模）某化学兴趣小组在实验室里试验物质的导电性。
【进行实验】分别试验稀盐酸、稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、饱和氢氧化钙溶液、蒸馏水和乙醇的导电性，实验装置如图所示，使用的电极是石墨电极。
【实验结论】通过实验可知，上述物质中，蒸馏水和_____不导电。
【分析现象】在试验饱和氢氧化钙溶液的导电性时，观察到的现象为：灯泡发光，插入溶液的两个电极附近有气泡产生，溶液中出现白色浑浊。利用温度传感器测量溶液的温度， 反应前为25℃，反应后为29℃。
（1）灯泡发光，是因为氢氧化钙在水中解离出_____（填粒子符号）。
（2）插入溶液的两个电极附近有气泡产生，是因为发生了电解水的反应，对于该反应，氢氧化钙所起的作用是增强_____。
（3）甲同学认为溶液中出现的白色浑浊是氢氧化钙。通电后，如果饱和氢氧化钙溶液中析出氢氧化钙固体，可能的原因是_____（写一点）。
【提出猜想】乙同学仔细观察，发现插入溶液的两个电极中，有一个电极附近出现较多的白色浑浊，于是猜想白色浑浊中有碳酸钙。他的理由是：电解水时，与电源_____极相连的电极附近产生的_____与石墨电极中的碳反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙进一步反应生成碳酸钙。
【实验探究】为了验证乙同学的猜想，该小组同学将试验饱和氢氧化钙溶液的导电性后得到的浑浊液体倒入密闭容器中，通过注射器注入足量稀盐酸，利用二氧化碳传感器测量装置中二氧化碳的含量，测量结果如图。
【分析图像】请根据图像说明白色浑浊中有碳酸钙的理由_____，并写出与该理由对应的反应的化学方程式：_____。
【查阅资料】试验稀硫酸、稀氢氧化钠溶液的导电性时发生的都是电解水的反应，试验稀盐酸的导电性时发生反应的化学方程式为2HClH2↑+_____↑。
【拓展延伸】若在试验稀盐酸、稀硫酸、稀氢氧化钠溶液的导电性时，都使用铂电极，都通电一段时间，反应后都恢复至室温，溶液的pH 变化为：稀盐酸_____，稀硫酸_____，稀氢氧化钠溶液_____（此三空填“增大”“减小”或“不变”）。
4．（2021·江苏南京·统考二模）某学习小组的同学对铁和铁的化合物的相关知识进行了以下研究。
【知识回顾】铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的_________（写化学式）等发生化学反应的过程。
【基础实验】
实验步骤 实验现象 对应反应的化学方程式
向装有生锈铁钉的试管中加入过量的质量分数为10%的稀盐酸 铁锈逐渐消失，溶液呈黄色 _________
铁钉表面有气泡产生 _________
一段时间后溶液由黄色变为浅绿色
【提出猜想】溶液由黄色变为浅绿色，可能是因为氯化铁与某些物质发生了反应。
【探究实验】进行如下3个实验（持续10小时，已知氢气不影响该反应）。
实验1 实验2 实验3
示意图
实验现象 溶液始终呈黄色 产生红褐色沉淀 溶液逐渐由黄色变为浅绿色
实验结论 ①对比实验_________和_________，说明溶液由黄色变为浅绿色需要HCl参与； ②对比实验_________和_________，说明溶液由黄色变为浅绿色需要Fe参与。
【查阅资料】经查阅资料确认，溶液由黄色变为浅绿色，是因为在酸性条件下，氯化铁与铁发生反应生成了氯化亚铁。
【拓展延伸】取一定量X溶液于烧杯中，向其中逐滴滴加Y溶液，利用磁力搅拌器不断搅拌，利用pH传感器采集数据，得到下图。同时观察到：0~t1阶段，未产生沉淀；t1~t2阶段，产生红褐色沉淀，且沉淀不断增加；t2之后，沉淀不再增加。
【实验分析】
（1）X、Y两种溶液依次为_________（填字母）。
A 氢氧化钠溶液
B 氢氧化钡溶液
C 硫酸和硫酸铁的混合溶液
D 硝酸和硝酸镁的混合溶液
（2）t1~t2阶段产生沉淀的反应的化学方程式为_________。
【定量计算】根据流程图进行计算。
理论上，最终得到的溶液中溶质的质量为_________g，沉淀的质量为_________g。
5．（2021·江苏南京·统考一模）酸、碱、盐之间有可能发生复分解反应。
【知识回顾】当两种化合物互相交换成分，生成物中有___________生成时，复分解反应才可以发生；中和反应属于复分解反应。
【设计实验】请设计实验证明稀盐酸与稀氢氧化钠溶液发生了中和反应，并完成实验报告。实验用品包括烧杯、胶头滴管、玻璃棒、稀盐酸、稀氢氧化钠溶液、酚酞溶液。
实验步骤 实验现象 实验结论
___________ 一段时间后溶液由红色变为无色 证明稀盐酸与稀氢氧化钠溶液发生了中和反应
【查阅资料】电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱；一定条件下，电导率的大小能反映离子浓度的大小。
【实验探究】取等量的滴有酚酞溶液的氢氧化钡溶液于两个烧杯中，分别向其中逐滴滴加X、Y两种液体，利用磁力搅拌器不断搅拌，利用电导率传感器采集数据，得到图1、图2。
【实验分析】
(1)根据图1、图2，X、Y两种液体依次为___________(填字母)。
A 氯化钠溶液 B 硫酸钠溶液 C 蒸馏水 D 稀硫酸
(2)请填写下表：
图像 烧杯中的现象 化学方程式
相同点 不同点
图1 ____________________ ____________________ ____________________
图2
(3)图1中，a点所示溶液的溶质是___________(酚酞除外)：图2中，b点所示溶液的电导率不为零的原因___________。
6．（2022·江苏南京·统考二模）某学习小组的同学对铁的化学性质进行探究。
【知识回顾】
（1）与氧气的反应。铁丝在氧气中燃烧的现象是___________。
（2）与稀硫酸的反应。该反应的化学方程式是___________。
（3）与硫酸铜溶液的反应。该反应属于基本反应类型中的___________。
【查阅资料】铁锈蚀的主要反应过程如图1所示：
方框内的四种物质中，铁元素的化合价从左到右依次为___________。
【探究实验1】连接实验装置如图2所示，分别在瓶①、瓶②中加入对应药品，利用氧气传感器采集数据，得到图像如图3所示，观察到瓶①中铁粉不生锈，瓶②中铁粉生锈。
【得出结论1】铁生锈需要与水和氧气接触。请简要分析通过上述实验得出该结论的依据：___________。
【探究实验2】连接实验装置如图4所示，分别在瓶③、瓶④、瓶⑤中加入对应药品，利用氧气传感器采集数据，得到图像如图5所示。
瓶③中加入药品的名称及用量为___________。
【得出结论2】食盐或稀醋酸的物质的存有会加速铁的诱蚀。
【拓展提升】将一定量稀硫酸和硫酸铜溶液混合，向其中加入一定质量的铁粉，反应一段时间后，经过滤、洗涤、干燥。得到固体的质量与加入铁粉的质量相同，则生成的氢气与铜的质量比为___________（填最简整数比）。
参考答案：
1． 3CuO CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O CuCO3·Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O 检查装置气密性
步骤3是将装置内空气替换为除去二氧化碳和水蒸气后的空气，步骤6是将生成的二氧化碳和水全部压入C、D装置被完全吸收，以免因生成气体未被完全吸收造成误差；
2CuCO3·5Cu(OH)2
28g
【详解】[实验探究]
（1）根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子数目、种类不变，反应前有3个Cu原子，2个C原子，8个O原子，2个H原子，反应后有2个C原子，5个O原子，2个H原子，故空格处共有3个铜原子，3个O原子，故化学式为CuO，应填入：3CuO；
烧杯中是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，化学反应方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
（2）碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，化学反应方程式为：CuCO3·Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O；
[拓展提升]
该实验有气体产生，连接好装置要检查装置气密性；
[实验分析]
（1）步骤3是将装置内空气替换为除去二氧化碳和水蒸气后的空气，避免因C、D装置吸收空气中的二氧化碳和水蒸气产生误差，步骤6是将生成的二氧化碳和水全部压入C、D装置被完全吸收，以免因生成气体未被完全吸收造成误差；
（2）装置C增重4.5 g，说明碱式碳酸铜分解生成水质量为4.5g，装置D增重4.4 g，说明碱式碳酸铜分解生成二氧化碳质量为4.4g，根据质量守恒定律可知，生成水中氢元素质量等于碱式碳酸铜中氢元素质量，为：，生成二氧化碳中碳元素质量等于碱式碳酸铜中碳元素质量为：，碱式碳酸铜中国碳、氢元质量比为：，解得：，故该碱式碳酸铜的化学式可表示为：2CuCO3·5Cu(OH)2；
碱式碳酸铜完全分解剩余固体为氧化铜，由化学方程式：；反应中氧化铜和二氧化碳质量比为：(7×80):(2×44)=70:11，二氧化碳质量为4.4g，故氧化铜质量为：28g。
2． S+O2 SO2 C 同种 不同种 Fe3O4 444.6 2︰7 二氧化硫可用于制备硫酸（合理答案均可） 二氧化硫会造成酸雨（合理答案均可）
【分析】硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫；根据选项内容具体分析是否符合题意；
【查阅资料】（1）根据题目信息总结实验结论；
（3）①根据质量守恒定律推出化学式；②根据题目信息选择温度；③根据铁元素与硫元素质量守恒计算此题；
【交流反思】根据二氧化硫性质回答此题。
【详解】[实验回顾]硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫，化学方程式为：S+O2SO2；
A、考查实验室仪器名称，盛取固体药品的为燃烧匙，A错误；
B、硫在空气发出淡蓝色火焰，在氧气发出明亮的蓝紫色火焰，B错误；
C、二氧化硫具有刺激性气味，所以C正确；
D、二氧化硫为气体，不会落入瓶底，引起炸裂，D错误。
故答案为：S+O2SO2；C；
[查阅资料]（1）硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，说明都是一种溶质硫，但是在不同的溶剂如水、酒精和二硫化碳中却有不同的溶解性，说明同一种溶质在不同种溶剂中溶解性有所区别；故答案为：同种；不同种。
（3）①根据反应前后原子数目不发生改变，可知反应后还有应3个铁原子和4个氧原子，其组成四氧化三铁；故答案为：Fe3O4 。
②硫的沸点为444.6℃，所以不能高于此温度，否则硫就挥发了；故答案为：444.6。
[拓展延伸]FeS2含有一个铁原子和2个硫原子，对于生成铁也是1个铁原子，生成硫酸则是2分子，因此生成铁与硫酸质量比=（56×1）：（98×2）=2：7；故答案为：2：7。
[交流反思]二氧化硫与水反应生成亚硫酸，之后可以氧化生成硫酸，因此可以制得硫酸，如果直接化为雨水，则会形成酸雨，造成腐蚀；故答案为：二氧化硫可用于制备硫酸(合理答案均可)； 二氧化硫会造成酸雨(合理答案均可)。
【点睛】在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解答。
3． 乙醇 Ca2+、OH- 导电性 在氢氧化钙饱和溶液中，电解水导致溶剂质量减少，溶质无法全部溶解，析出白色固体（或实验开始前温度为24℃，结束后温度为29℃，温度升高，氢氧化钙的溶解度降低，析出白色固体） 正 氧气 在实验环境中存在Ca、C、O三种元素，碳酸钙为白色不溶于水的固体，且白色固体与稀盐酸反应后产生二氧化碳 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ Cl2 增大 减小 增大
【详解】[实验结论]溶液能导电是因为溶液中存在自由移动的离子，乙醇中只有乙醇分子，不存在自由移动的离子，所以不导电。
[分析现象]（1）氢氧化钙是由钙离子和氢氧根离子构成的，溶于水时解离出自由移动的钙离子和氢氧根离子，离子符号分别是：Ca2+、OH-。
（2）水的导电性较弱，溶液中自由移动的离子数目越多，溶液的导电性越强，水中加入氢氧化钙，就会使水中增加自由移动的Ca2+、OH-，故电解水实验中，加入氢氧化钙所起的作用是增强水的导电性。
（3）因为饱和氢氧化钙溶液通电后，水通电分解生成了氢气和氧气，饱和氢氧化钙溶液中的溶剂减少，氢氧化钙会析出；又因为将饱和氢氧化钙溶液通电时，实验开始前温度为24℃，结束后温度为29℃，反应过程中温度升高，氢氧化钙的溶解度降低，也会析出白色固体。因此通电后饱和氢氧化钙溶液中析出氢氧化钙固体的原因是：在氢氧化钙饱和溶液中，电解水导致溶剂质量减少，溶质无法全部溶解，析出白色固体（或实验开始前温度为24℃，结束后温度为29℃，温度升高，氢氧化钙的溶解度降低，析出白色固体）。
[提出猜想]因为在此环境中，石墨只有与氧气反应才会产生二氧化碳，所以和电极材料石墨反应生成二氧化碳的气体是氧气，该电极是正极（电解水实验中正极产生的气体是氧气，负极产生的气体是氢气）。
[分析图像]依据图像曲线变化情况可知，加入盐酸后二氧化碳不断增加，盐酸与氢氧化钙反应不产生二氧化碳，而白色固体碳酸钙与稀盐酸反应后产生二氧化碳、氯化钙和水，故白色浑浊中有碳酸钙的理由是：在实验环境中存在Ca、C、O三种元素，碳酸钙为白色不溶于水的固体，且白色固体与稀盐酸反应后产生二氧化碳，反应的化学方程为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；
[查阅资料]依据反应：2HClH2↑+_____↑，反应前有2个H、2个Cl，反应后只有2个H，根据反应前后原子种类和个数不变，可知空缺物质是：Cl2；
[拓展延伸]根据题意，稀盐酸、稀硫酸、稀氢氧化钠溶液通电一段时间后，稀盐酸中发生的反应是： ，稀盐酸中的氢离子减少，溶液的酸性减弱，溶液pH增大，稀硫酸、稀氢氧化钠溶液中发生的反应是： ，则稀硫酸、稀氢氧化钠溶液浓度增大，稀硫酸酸性增强，溶液pH减小，稀氢氧化钠溶液碱性增强，溶液的溶液pH增大。
4． O2、H2O 2 3 1 3 CA 解：硫酸铁、硫酸铜和稀硫酸都能够与氢氧化钠反应生成硫酸钠，反应后溶液中只含有一种溶质，则溶质为硫酸钠，即硫酸铁、硫酸铜和稀硫酸与氢氧化钠恰好完全反应，硫酸钠中的钠元素的质量与反应前氢氧化钠中的钠元素的质量相等，钠元素的质量=60g×4%××100%=1.38g，则最终得到的溶液中溶质硫酸钠的质量=1..38g÷×100%= 4.26g
答：最终得到的溶液中溶质的质量为4.26g。 解：含0.98g硫酸的稀硫酸与氢氧化钠反应生成水的质量为x
=
x=0.36g
设生成沉淀的质量为y,反应前硫酸中的水的质量为z
则根据质量守恒定律可知，2.80g+y+0.98g+z+60g=4.26g+y+z+0.36g+60g×（1 4%）
y=1.56g
答：生成沉淀的质量为1.56g。
【详解】{知识回顾}铁制品锈蚀是铁与空气中的氧气和水粉色化学反应的过程，氧气和水的化学式分别为O2、H2O，故填O2、H2O。
{基础实验}向装有生锈铁钉的试管中加入过量的质量分数为10%的稀盐酸，铁锈逐渐消失，溶液呈黄色，粉色的反应是铁锈中的氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，故反应的化学方程式写为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
铁钉表面有气泡产生是过量的稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，故反应的化学方程式写为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
{探究实验}由图可知，实验2中没有加入稀盐酸溶液呈黄色，实验3中加入稀盐酸后，溶液溶液逐渐由黄色变为浅绿色，由实验2和实验3对比可知，溶液由黄色变为浅绿色需要HCl参与，故填2，3；
由图可知，实验1中没有加入无锈铁钉溶液始终呈黄色，实验3中加入无锈铁钉后溶液变为浅绿色，对比实验1和实验3可知，溶液由黄色变为浅绿色需要Fe参与，故填1,3。
{实验分析}（1）取一定量X溶液于烧杯中，向其中逐滴滴加Y溶液，溶液的pH逐渐增大，则Y溶液呈碱性，且生成的沉淀呈红褐色，所以X溶液中含有硫酸铁，硫酸铁与氢氧化钡反应生成硫酸钡的白色沉淀，所以Y溶液为氢氧化钠溶液，0~t1阶段，未产生沉淀，则加入的氢氧化钠溶液与硫酸反应，即X溶液中含有硫酸和硫酸铁，所以X、Y两种溶液依次为硫酸和硫酸铁的混合溶液和氢氧化钠溶液，故填CA。
（2）t1~t2阶段产生沉淀的反应是硫酸铁与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铁沉淀，故反应的化学方程式写为：Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4。
{定量计算}见答案
5． 水或气体或沉淀 取一定量滴有酚酞溶液的稀氢氧化钠溶液于烧杯中，用胶头滴管向其中逐滴滴加稀盐酸，并边滴加边用玻璃棒搅拌，观察现象 D、B 均有白色沉淀生成 图1溶液由红色变为无色；图2溶液仍为红色 、 Ba(OH)2 b点为恰好完全反应，此时溶液中仍有自由移动的Na +、OH-
【详解】[知识回顾]当两种化合物互相交换成分，生成物中有水或气体或沉淀生成时，复分解反应才可以发生；中和反应属于复分解反应。
[设计实验]实验步骤：取一定量滴有酚酞溶液的稀氢氧化钠溶液于烧杯中，用胶头滴管向其中逐滴滴加稀盐酸，并边滴加边用玻璃棒搅拌，观察到一段时间后溶液由红色变为无色，证明稀盐酸与稀氢氧化钠溶液发生了中和反应。
[实验分析]
(1) 两图中电导率都是先减小后增大，说明最低点为恰好完全反应的点。图 l 中电导率减小到0，说明此反应恰好完全反应时，没有自由移动的离子，故X为稀硫酸，H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O，氢氧化钡和稀硫酸恰好完全反应时，溶液中几乎无自由移动的离子。图2中电导率最低点不为0，说明恰好完全反应时溶液中仍有离子剩余，故Y为硫酸钠溶液。
(2) 酚酞遇碱性溶液变红，遇中性溶液、酸性溶液都不变色。图1，图2烧杯中现象的相同点是均有白色沉淀生成，不同点是图1溶液由红色变为无色；图2溶液仍为红色，化学方程式为：H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O、Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH。
(3)图1中发生反应：H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O，a点是氢氧化钡溶液剩余，故所示溶液的溶质是Ba(OH)2：图2中，b点所示溶液的电导率不为零的原因是b点为恰好完全反应，此时溶液中仍有自由移动的Na +、OH-。
6． 剧烈燃烧、火星四射、生成了黑色固体物质，放出大量的热 Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ 置换反应 0价、+2价、+3价、+3价 图像②中氧气体积分数减小 铁粉5.0g、炭粉0.1g，水10滴 1：224
【详解】（1）铁丝燃烧时观察到的现象是剧烈燃烧、火星四射、生成了黑色固体物质，放出大量的热；故填剧烈燃烧、火星四射、生成了黑色固体物质，放出大量的热；
（2）铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式是： ；
（3）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，该反应为单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；故填置换反应；
铁为单质，化合价为0。氢氧化亚铁中氢氧根为﹣1价，根据化合物中正负化合价代数和为零，设氢氧化亚铁中铁元素化合价为x、氢氧化铁中铁元素化合价为y、氧化铁中铁元素为z，则有 、 、 ，解得 ，故填0、+2、+3、+3；
[探究实验1]：②中铁与水和氧气接触生锈了，由图像可知，②中氧气体积分数减小，说明氧气被反应了，说明铁生锈需要与水和氧气接触；故填图像②中氧气体积分数减小；
[探究实验2]：由图像5可知，瓶③氧气体积分数减小，说明铁生锈了，减小的幅度小于瓶④、⑤，根据控制变量实验方法可知，瓶③中加入药品的名称及用量为铁粉5.0g、炭粉0.1g，水10滴；
[拓展提升]：设铁粉质量为x，生成氢气质量为y，
设铁粉质量为z，生成铜的质量为m
根据题意有：
故填1：224。