某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,对固体产物成分等进行探究。【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如下图。【进行实验】该小组按上述实验设
题型:不详难度:来源:
某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,对固体产物成分等进行探究。
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如下图。 【进行实验】该小组按上述实验设计,在一定温度下进行了实验,测得下列数据: ①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g(玻璃管的质量为60.0g) ②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g(冷却到室温称量) 【分析与讨论】本实验中,玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家提出查阅资料。 【查阅资料】①CO还原Fe2O3的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关; ②CO还原Fe2O3的实验过程中固体产物可能有Fe3O4、FeO、Fe; ③NaOH溶液与石灰水相似,能吸收CO2,但不变浑。 ④
物质性质
| 四氧化三铁
| 氧化亚铁
| 氧化铁
| 铁粉
| 颜色
| 黑色
| 黑色
| 红色
| 黑色
| 能否被磁铁吸引
| 能
| 不能
| 不能
| 能
| 【实验与猜想】 (1)该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和 。 (2)进行猜想:黑色固体粉末可能a.全部为铁、 b. 、c. 。 【得出结论】 (3)通过实验中获得的数据进行计算,得出黑色固体粉末为(写名称) 。 【反思与评价】 (4)一氧化碳还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度。 (5)实验装置图中采用虚线框内的装置,其作用有 。
A.收集CO B.吸收CO2 C.检验CO2 【实践应用】小明和他的同学想测定某赤铁矿石中Fe2O3的质量分数。用CO与10g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应),并将生成的气体用足量的NaOH溶液完全吸收,该溶液总质量与反应时间的变化关系如右图。 (6)上述反应产生CO2的质量为 g; (7)计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数。 。(需要有计算过程) |
答案
(1) 氧化亚铁 ;(2)b. 四氧化三铁 ;c. 铁和四氧化三铁 ; (3) 四氧化三铁 ;(5) AB ;(6) 6.6 g;(7)80% |
解析
试题分析:(1)磁铁能吸引铁和四氧化三铁不能吸引氧化铁和氧化亚铁,故该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和氧化亚铁,(2)磁铁能吸引铁和四氧化三铁,所以黑色粉末可能是:a.全部为铁、b. 四氧化三铁、c. 铁和四氧化三铁 ;(3)由实验①②的数据可知黑色固体粉末为四氧化三铁,(5)一氧化碳还原氧化铁时,有多余的一氧化碳排出,一氧化碳是污染空气的气体,实验中药测出二氧化碳的质量故选AB,(6)由图可知氢氧化钠溶液的质量增加6.6g,故二氧化碳的质量为6.6g, (7)解:设该样品中氧化铁的质量为x 3CO+ Fe2O3 2 Fe +3CO2 160 132 X 6.6g
x=8.0g 样品中氧化铁的质量分数为:x100%=80% |
举一反三
小明同学在一本化学资料中发现KClO3晶体在MnO2的催化下,能分解生成O2和氯化钾,于是提出疑问,CuO能催化KClO3的受热分解反应吗?于是设计了以下实验: [实验方案] ①任取2份氯酸钾,分别放于两支试管中,仅向其中一支试管中加入m克CuO; ②将上述盛有KClO3的两支试管,在相同条件下同时加热,并使产生的气体通入水中,观察产生气泡的速率 , 比较产生气体的速率;③充分反应后冷却,将放入CuO的试管内固体残余物加水溶解,滤出不溶物,洗涤并干燥; ④观察滤出固体物质的颜色状态为黑色固体。 ⑤将滤出固体与碳粉混合后,在密闭容器中加热,将所产生的气体通过澄清石灰水,观察现象黑色固体变为红色,石灰水变浑浊 。 [交流讨论] (1)步骤:①②的目的是通过对比实验,探究 在第三步过滤操作中用到的玻璃仪器为 、 、 (3)步骤⑤的目的是证明 (4)小红认为小明实验中有缺陷,请你帮小红改进实验中的不足之处: 、 |
实验桌上有一瓶无色液体,某同学说可以往溶液样品中滴加石蕊试液,判断其酸碱性。该环节属于科学探究的( ) |
某化学兴趣小组的同学按照课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验(如图所示),但测出的氧气的体积分数明显小于1/5。请你参与探究:
(1)提出问题:造成误差的原因是什么?如何改进课本上的实验装置? (2)查阅资料:红磷、白磷的一些性质如下表:
| 颜色、状态
| 熔点/℃
| 着火点/℃
| 密度/(g/cm3)
| 红磷
| 暗红色固体
| 590
| 240
| 2.34
| 白磷
| 白色或黄色固体
| 44.1
| 40
| 1.82
| (3)猜想与假设: ①甲同学:可能是导管内原含有空气,后来留有吸入的水,影响实验的准确性。 ②乙同学:可能是瓶内残留气体中还有氧气。 ③你还能作出的猜想是 。 (4)交流与讨论: ①丙同学认为用木炭代替红磷,就可以消除误差,你认为他的猜想 ,(填“合理”或“不合理”)理由是 。 ②他们对课本上的实验装置进行了图2所示的改进(其他仪器忽略)。 a.甲同学提出应把红磷换为白磷,理由是 _______________。 b.通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷,这利用了金属的 性。 c.与课本上的实验装置相比较,该装置的一个优点是_________________________________. (5)探究与反思: ①为了验证乙同学的猜想,将铜粉放在残余气体中加热,观察到铜粉变黑色,证明乙同学的猜想 (填“合理”或“不合理”) ②大家用改进的实验装置(如图所示)进行实验,待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失时,左玻璃管内的液面上升了1格,得到了较准确的结果,但又意外发现左玻璃管内壁上端附着黄色固体。左玻璃管上端的黄色固体的主要成分可能是 。
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暖宝宝是一种防寒用品,如图所示。暖宝宝中的主要成分有哪些?发热的原因是什么?
(1)小明探究:暖宝宝中的主要成分是什么? 剪开内包装袋,倒出其中的粉末,发现呈黑色。 【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化铜、四氧化三铁中的一种或几种。 【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末,部分被吸引。 【查阅资料】四氧化三铁具有磁性,能被磁铁吸引;炭粉、二氧化锰不与稀硫酸反应;氧化铜与稀硫酸反应后溶液呈蓝色。 【得出结论】该黑色粉末可能含有(写物质的名称) 。 【进行实验】
实验编号
| 实验操作
| 实验现象
| ①
| 取黑色粉末加足量稀硫酸
| 固体部分溶解,有气泡产生,溶液无蓝色
| ②
| 取实验①的残渣灼烧,将内壁涂 有澄清石灰水的小烧杯罩在上方
| 澄清石灰水变浑浊
| 由实验①可知,该黑色粉末中肯定含_____________,肯定不含______________。 由实验②可知,该黑色粉末肯定含 。 (2)小明思考:暖宝宝为什么会发热? 【查阅资料】暖宝宝中的铁粉在空气中发生了缓慢氧化,进而放出热量。由此可见, 人们可以利用化学反应放出的能量,请再举一例:___________________。 (3)人们利用化学反应还可以_______________________。 (4)课外小组的同学研究的课题是测定贝壳中碳酸钙的质量分数,他们取25g贝壳粉碎后放入烧杯中,向杯中倒入稀盐酸,当倒入100g稀盐酸后发现不再产生气泡,并测得烧杯内固体和液体总质量为120.6g (杂质不反应)。求贝壳中碳酸钙的质量分数。 |
小明发现家中一枚戒指生满了铜绿,他和同学利用这枚戒指展开了研究性学习。 [查阅资料] ①真金在空气中不会生锈,生满铜绿的“金戒指”材质为铜锌合金; ②铜长期露置在潮湿的空气中能生成铜绿,其主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3], 碱式碳酸铜受热易分解生成CuO、H2O和CO2。据上述资料可推知,碱式碳酸铜 由 种元素组成。 [实验探究] 将该枚生满铜绿的戒指加入过量稀盐酸中,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为蓝绿色。 (1)小明认为:气体中除了含有CO2外,还可能含有的气体是 。产生该气体的化学反应方程式为 。 (2)小华认为蓝绿色溶液中除含有氯化锌外,还应该含有 、 。他取适量上述蓝绿色溶液,加入光亮的铁片,观察到了现象:① ,② ,从而证实了自己的观点。 (3)小娟取适量新制的FeCl2溶液,加入锌粒,一段时间后,溶液颜色变浅。发生反应的化学方程式为 。结合小华的实验可推知:铁、锌、铜三种金属的活动性由弱到强的顺序是 。 (4)小明想进一步探究“金戒指”中铜元素的质量分数,取一枚同材质的“金戒指”, 称得质量为3.8g。在老师的指导下,将“金戒指”经浓硝酸氧化、碱化等步骤处 理后,最终得到纯净的氧化铜,称得质量仍然为3.8g(实验过程中铜元素损失忽 略不计)。则“金戒指”中铜元素的质量分数是多少?(写出计算过程) |
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