某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究．提出问题：黑色粉末A可能是什么呢？查阅资料：小华查阅资料，得到关于铁的氧化物如下信息：提出猜想

题型：专项题难度：来源：

某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究．

提出问题：黑色粉末A可能是什么呢？
查阅资料：小华查阅资料，得到关于铁的氧化物如下信息：

提出猜想：
（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉．为了证明自己的猜想小明设计了如图的实验，该实验中，小明加入的溶液是_________；实验过程中操作?是_________．小华根据小明的实验认定小明的猜想是错误的，理由是_________．
（2）小华根据资料提出了自己的两个猜想，请结合所知识补充余下的一个猜想．
猜想①：黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成
猜想②：黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成
猜想③：_________
实验探究：

反思评价：小娟认为方案②中得出的结论不正确，其理由是 _________ ．
得出结论：黑色粉末A是铁和氧化亚铁的混合物．
（3）小华想测定黑色粉末A中铁的质量分数，设计了如下实验：
取8g黑色粉末A加入50g足量的稀硫酸，充分反应后称量，剩余物质的质量为57.8g，则该黑色粉末A中铁的质量分数是多少？（写出计算过程）

答案

（1）硫酸铜溶液；过滤；加入足量硫酸铜溶液反应后过滤，还有黑色粉末存在
（2）猜想3：黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成

反思评价：含有四氧化三铁时，也发生同样的现象
（3）70%

举一反三

某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO₂．他们不禁产生了疑问：书本119页的实验中，CO与Fe₂O₃反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
【查阅资料】资料一：Fe粉和Fe₃O₄粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe₃O₄中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO·Fe₂O₃的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是Fe₃O₄、FeO和Fe粉中的一种或几种．
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe₂O₃反应生成的黑色物质进行了下列实验：

【实验结论】
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有 _________ ，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有 _________ ；
（2）生成的黑色物质应为Fe₃O₄；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式 _________ ；
【拓展探究】同学们对Fe₃O₄产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe₃O₄粉的工艺流程简图．
【生产流程】

【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示：

资料二：Fe（OH）₂受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）₂+2H₂O+O₂==4Fe（OH）₃资料三：获得Fe₃O₄的反应原理为：Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃

Fe₃O₄+4H₂O
【问题讨论】（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是_________．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式_________；
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是_________．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）₂和Fe（OH）₃的最佳质量比为_________．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→______→ _____ →d．
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
【查阅资料】
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe₂O₃和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe₃O₄，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
【提出猜想】Fe₃O₄中可能含有的杂质是Fe_2O3和FeO中的一种或两种．
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe₃O₄样品进行了下列实验：

【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质．B中的最佳试剂是__________（填序号）．
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：
①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；
②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；
③_________．
（3）乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是_________．
乙组：利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（下图）．

（1）写出BC段发生反应的化学方程式：_________．
（2）通过计算确定：该Fe₃O₄样品中含有的杂质是_________，其中含Fe₃O₄的质量是_________g．（不需要写过程）

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某同学细心观察日常生活中的普通用具，他发现普通铁钉呈现银白色，猜想这是由纯铁制成的吗？请你设计一个简单的实验来证明他的上述推测是否合理？

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某学生用图示装置测定生铁中碳的含量（假定生铁中不含有其他杂质），试回答下列问题：

①A中的现象是_________，反应的化学方程式是：_________；
②为了减少实验误差，A装置加入药品的方法是_________．
③若氢气密度为ρ g/L，称取生铁a g．完全反应后量筒里的水为b L，则此生铁中碳的质量分数的表达式为 _________ ．
④如果此生铁中混有少量锌，则测得结果____（填写“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

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做完“铁在氧气里燃烧”的实验后，小李同学有两个疑惑不解的问题，于是她进行了以下探究活动，请你一同参与．
【问题1】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？
【资料卡1】
（1）自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种（FeO极易被氧化为Fe₂O₃）；
（2）铁的氧化物均能溶于酸的溶液．
【实验探究】将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入 _________ 溶液，观察到的现象是 _________ ，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁．小李想到用磁铁吸引也可以更简便的明黑色物质中是否有铁，你认为这种方法可行吗？_____，理由是_________．
【问题2】铁燃烧的产物为什么不是Fe₂O₃呢？
【资料卡2】
（1）Fe₃O₄和Fe₂O₃的分解温度、铁的熔点见下表：

（2）Fe₂O₃高温时分解成Fe₃O₄．
【理论探讨】根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在 _________ 之间，在此温度范围内Fe₂O₃已分解，所以铁在氧气里燃烧的产物是Fe₃O₄．
【拓展延伸】（1）Fe₂O₃高温时会分解成Fe₃O₄和一种气体，请写出此反应的化学方程式_________ ．
（2）在探究铁生锈的条件时，将铁钉浸没在试管里的食盐水中，一段时间后，发现试管底部出现了黑色粉末．对此黑色粉末的组成做了如下几种猜测：
①Fe、②Fe₂O₃、③Fe₃O₄、④FeCl₃、⑤数种物质的混合物．
你认为上述猜想中，不做实验就可排除的是 _________ 和 _________ （填序号），理由是 _________ ；你认为黑色粉末还可能是 _________ ，理由是 _________ ．

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根据下列所给出的药品、实验装置和实验中可测得的数据，设计实验来粗略测定由铜和锌两种金属组成的合金a g中锌的质量分数（合金已加工成粉末）．
药品：足量的浓硫酸、足量的稀硫酸、足量的稀硝酸和氧化铜．

在实验中可测得的数据：充分反应后，生成氢气的体积为bL（在此条件下，2.0g H₂的体积是22.4L），反应前仪器和药品的质量为c g，充分反应后剩余固体的质量为d g，充分反应后仪器和药品的质量为e g．请你设计三个方案填入下表中：

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