【題目】8分)研究小組進(jìn)行木炭還原氧化鐵的探究活動(dòng)。將木炭、氧化鐵及試管充分烘干,并將木炭和氧化鐵混合均勻、研磨。取適量上述混合物于試管中,用圖1所示的裝置加熱(試管豎直向上,可使加熱時(shí)的熱量盡少散失)。

【提出問題】實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,試管中的剩余固體X含有哪些成分,質(zhì)量分別是多少?

【查閱資料】

鐵的氧化物還原時(shí),是從高價(jià)鐵的氧化物逐級(jí)還原成低價(jià)鐵的氧化物,最后還原成金屬鐵。氧化物及其部分性質(zhì)如下

紅色固體; 均為黑色固體。其中,具有很好的磁性,能被磁鐵吸引。三種氧化物均不溶于水,但能溶于稀鹽酸,分別發(fā)生如下反應(yīng):

Fe2O3+6HCl ══ 2FeCl3+3HO

Fe3O4+8HCl ══ 2FeCl3+FeCl2+4H2O

FeO+2HCl ══ FeCl2 + H2O

黃色的溶液中滴入無色的KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,該實(shí)驗(yàn)常用于檢驗(yàn);溶液遇單質(zhì)鐵發(fā)生反應(yīng):2FeCl3 + Fe = 3FeCl2,溶液變?yōu)闇\綠色

【猜想】固體X可能含有:④⑤

實(shí)施實(shí)驗(yàn)

目的:確定固體X的組成。

步驟

操作

主要現(xiàn)象

結(jié)論

I

取部分冷卻后的固體X倒在濾紙上,用磁鐵充分吸引。

部分固體被吸引到磁鐵上

可能有

II

取濾紙上的剩余固體少量,放入圖2所示的試管a中,通入氧氣,用酒精燈加熱。

固體劇烈燃燒, b中溶液變渾濁

一定有

III

另取濾紙上的剩余固體少量,放入試管中,加入足量的稀鹽酸。

無明顯現(xiàn)象

一定沒有

IV

取步驟I磁鐵上的固體少量,放入試管中,逐滴加入稀鹽酸。

產(chǎn)生。

一定有

V

在步驟IV所得溶液中逐滴加入。

溶液不變紅色

一定沒有

反思改進(jìn)

同學(xué)們討論發(fā)現(xiàn),用上述實(shí)驗(yàn)方法不能確定固體X中一定沒有,理由是。

為確定固體X中是否含Fe3O4并測(cè)定其中各成分的質(zhì)量,同學(xué)們又進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):

步驟

操作

數(shù)據(jù)

I

重新取部分冷卻至室溫的固體X,稱量其質(zhì)量為m1

m1 = 17.9 g

II

將稱量好的固體X全部放入圖3所示的錐形瓶中,稱量整套裝置及藥品的質(zhì)量為m2;打開分液漏斗旋塞,放入足量稀鹽酸后關(guān)閉旋塞,待沒有氣泡產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫,再次稱量整套裝置及藥品的質(zhì)量為m3。

m2 = 317.9 g

m3 = 317.3.g

III

將錐形瓶中剩余的固體過濾、洗滌并干燥,稱量其質(zhì)量為m4。

m4 = 1.1 g

獲得結(jié)論

(1)為確定固體X中是否含,m1~m4中應(yīng)該用到的數(shù)據(jù)有。

(2)固體X的成分及質(zhì)量分別是。

答案【猜想】;【實(shí)施實(shí)驗(yàn)】III. ;IV.氣泡;V.溶液;【反思改進(jìn)】固體X中如果含有,步驟V中加入鹽酸后,由于鐵與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,遇硫氰化鉀溶液也不變?yōu)檠t色.【獲得結(jié)論】(1)m1、m2、m3和m4;(2):1.1g;:16.8g

解析【猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知剩余固體X中可能還含有

【實(shí)施實(shí)驗(yàn)】III. 因?yàn)檠趸瘉嗚F和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵,使溶液呈淺綠色,氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵,使溶液呈黃色,所以如果取濾紙上的剩余固體少量,放入試管中,加入足量的稀鹽酸,沒有明顯現(xiàn)象,說明一定沒有;IV.因?yàn)殍F與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣,所以取步驟I磁鐵上的固體少量,放入試管中,逐滴加入稀鹽酸,如果有氣泡產(chǎn)生,則固體中一定含有鐵;V. 因?yàn)樗难趸F與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和氯化亞鐵及水,且黃色的溶液中滴入無色的溶液,溶液變?yōu)榧t色,所以在步驟IV所得溶液中逐滴加入溶液,若固體中不含有四氧化三鐵,則溶液不變紅色;

【反思改進(jìn)】又因?yàn)?/span>溶液遇單質(zhì)鐵發(fā)生反應(yīng):可知,如果固體X中含有,步驟V中加入鹽酸后,由于鐵與氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,遇硫氰化鉀溶液也不變?yōu)檠t色.

【獲得結(jié)論】(1)要確定固體X中是否含,由表格中的數(shù)據(jù)可知m1是固體總質(zhì)量,m2和m3的質(zhì)量差為鐵與酸反應(yīng)生成的氫氣質(zhì)量,即:317.9g-317.3g=0.6g;m4是不與酸反應(yīng)的碳的質(zhì)量,即17.9g固體中含有1.1g的碳;因此要測(cè)定固體X中是否含有四氧化三鐵,需要m1、m2、m3和m4四個(gè)數(shù)據(jù).

設(shè)固體混合物中含有鐵的質(zhì)量為x,

56 2

x 0.6g

56:x=2:0.6g x=16.8g

所以固體X中含有:1.1g;:16.8g,不含有四氧化三鐵.

試題分析:【猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行猜想;【實(shí)施實(shí)驗(yàn)】根據(jù)氧化亞鐵、四氧化三鐵、鐵與稀鹽酸的反應(yīng)現(xiàn)象,以及氯化鐵與氰化鉀溶液反應(yīng)的顏色變化分析;【反思改進(jìn)】根據(jù)鐵與氯化鐵反應(yīng)會(huì)生成氯化亞鐵,氯化亞鐵遇氰化鉀不變紅色分析;【獲得結(jié)論】根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知m1是固體總質(zhì)量,m2和m3的質(zhì)量差為鐵與酸反應(yīng)生成的氫氣質(zhì)量,即:317.9g-317.3g=0.6g;m4是不與酸反應(yīng)的碳的質(zhì)量,即17.9g固體中含有1.1g的碳分析;根據(jù)反應(yīng)中生成氫氣的質(zhì)量可以計(jì)算固體中鐵的質(zhì)量,根據(jù)鐵和碳的質(zhì)量可以判斷固體中是否含有四氧化三鐵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(6分)多角度認(rèn)識(shí)物質(zhì),能幫助我們更全面了解物質(zhì)世界。以氧氣和二氧化碳為例,回答下列問題:

(1)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)

氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。納米鐵粉在氧氣中可自燃生成氧化鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

將蘸有酒精的棉芯點(diǎn)燃后放入燒杯中,向杯中緩緩傾倒二氧化碳,觀察到燒杯中的棉芯自下而上熄滅(如圖1),說明二氧化碳具有的性質(zhì)有 。

(2)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的制法

某同學(xué)用軟塑料瓶自制氣體發(fā)生裝置,通過捏放瓶身可隨時(shí)控制反應(yīng)發(fā)生和停止(如圖2)。若利用該裝置制氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。若利用該裝置制二氧化碳,無紡布包內(nèi)藥品為 (寫名稱)。

(3)辯證地認(rèn)識(shí)物質(zhì)

量變引起質(zhì)變。例如:碳在充足氧氣中燃燒生成二氧化碳,在不充足的氧氣中燃燒生成 (寫化學(xué)式)。

功過相對(duì)論。從“二氧化碳導(dǎo)致溫室效應(yīng)”的事實(shí)分析,“過”:使全球氣候變暖導(dǎo)致海平面上升等;“功”: (舉一例)。

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】通過化學(xué)式“CO2獲得的信息有

①表示二氧化碳這種物質(zhì)

②表示1個(gè)二氧化碳分子

二氧化碳由碳元素和氧元素組成

④1個(gè)二氧化碳分子由1個(gè)碳原子和1個(gè)氧分子構(gòu)成

A ①② B.③④ C.①②③ D.①②③④

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(5分)某研究小組發(fā)現(xiàn),維C泡騰片(保健藥品,主要成分見圖1)溶于水,有許多氣泡產(chǎn)生(如圖2)。該小組同學(xué)進(jìn)行如下探究。

探究一:該氣體的成分。

【猜想與假設(shè)】小華說:該氣體可能是CO2、O2、CO、H2、N2

小明說:不可能含有N2,因?yàn)開________________________。

小芳說:不可能含有CO和H2,因?yàn)閺乃幤钒踩嵌瓤紤],H2易燃易爆,CO有毒。

該小組同學(xué)認(rèn)為:該氣體可能含有CO2、O2中的一種或兩種。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

將氣體通入澄清的石灰水中

澄清石灰水變渾濁

將帶火星的木條伸入該氣體中

帶火星的木條沒有復(fù)燃

【得出結(jié)論】(1)由實(shí)驗(yàn)①可知,該氣體中肯定含有_________,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________________________。

(2)由實(shí)驗(yàn)② (填“能”或“不能”)確定該氣體中不含氧氣。

探究二:維C泡騰片溶液的酸堿性。

向維C泡騰片溶液中滴加石蕊試液,溶液變紅,說明溶液顯 性。

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示的是實(shí)驗(yàn)室常用的制備氣體的實(shí)驗(yàn)裝置,根據(jù)要求回答下列問題。

(1)實(shí) 驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣應(yīng)選用的發(fā)生裝置是 (填字母),

(2)C裝置的優(yōu)點(diǎn)是

(3)實(shí)驗(yàn)室可用加熱氫氧化鈣固體與氯化銨固體在常溫下混合制取少量氨氣,應(yīng)選擇的發(fā)生裝置

(填字母)

(4)收集某氣體的方法,主要取決于這種氣體的性質(zhì)。在標(biāo)況下,氨氣的密度為0.771g/L,且氨氣極易溶于水,所以收集氨氣是應(yīng)選用的裝置是 。(填字母)

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】分類歸納是學(xué)習(xí)化學(xué)常用的方法,現(xiàn)有①鐵粉;②液氧;③海水;④潔凈的空氣;⑤氧化鎂;⑥冰水混合物,其中屬于混合物的是 ;屬于氧化物的是 (填序號(hào))。

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(6)人類的生產(chǎn)生活離不開燃料的利用。

(1)化石燃料包括煤、_________和天然氣。天然氣的主要成分是甲烷,其燃燒的化學(xué)方程式為。

(2)燃燒是人類最早利用的化學(xué)反應(yīng)之一,燃燒發(fā)生的條件是:有可燃物、可燃物與氧氣接觸和________。

(3)為了證明燃燒發(fā)生的條件,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一中可觀察到的現(xiàn)象為。

實(shí)驗(yàn)二中,觀察到濾紙條始終不燃燒,由此推知的化學(xué)性質(zhì)為_。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二中紙條燃燒情況的不同,可以證明的燃燒發(fā)生條件是。

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于水的說法不正確的是

A.可以用肥皂水區(qū)分硬水和軟水

B.對(duì)天然水進(jìn)行凈化的各種處理中,凈化程度最高的是蒸餾

C.自然界中的水大多屬于混合物

D.加明礬能使海水中的鹽分沉淀而淡化

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室制取并用排水法收集氧氣的主要步驟有:①裝入藥品;②檢查裝置氣密性;③給固體藥品加熱;④將裝置固定在鐵架臺(tái)上;⑤熄滅酒精燈;⑥收集氣體;⑦將導(dǎo)管移出水面;則正確的操作順序?yàn)?/span>

A.①②③④⑤⑥⑦ B.②①④③⑥⑤⑦

C.①②④③⑥⑤⑦ D.②①④③⑥⑦⑤

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