游客
题文

做完“铁在氧气里燃烧”实验后,某兴趣小组有一些疑惑不解的问题,于是他们进行了以下探究活动,请你一同参与。

[问题1]细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?
[查阅资料1]①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
[设计实验]为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因,该小组同学设计的实验方案是:取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝,分别在足量的氧气中燃烧,观察现象。你认为他们的方案         (填“合理”或“不合理”)。
[实验探究1]小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时,他把细铁丝绕成螺旋状,一端系在一根铁丝上,另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部(没有接触到细沙,如图所示),但不见铁丝燃烧,反复实验均未成功。
该同学认为可能导致失败的原因主要有三种:
A.铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行;
B.点燃火柴后立即将它伸入瓶内,火柴燃烧消耗了氧气,不利于铁丝      的燃烧;
C.火柴燃烧时有大量的热量放出,将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部,因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出,使铁丝无法燃烧。
实验:根据以上假设,他对实验应作的相应改进为:
(1)          ;(2)           ;(3)            
[问题2]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?
[查阅资料2] 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2]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。

 
Fe3O4
Fe2O3

分解温度/℃
1538
1400

熔点/℃


1535

 [问题3]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?
[查阅资料3]①Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:②Fe2O3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生是Fe3O4
[拓展延伸]
(1)小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来,观察到火星四射,并有黑色固体生成,请写出该反应的化学方程式      
(2)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__________;
(3)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末,若粉末的颜色_____,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理。

科目 化学   题型 探究题   难度 较难
知识点: 实验探究物质的组成成分以及含量
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化学兴趣小组探究金属的性质时,将一段去除氧化膜的镁条,放入一定量的稀盐酸中,有气泡产生,充分反应后静置,发现试管中有灰白色沉淀.

【提出问题】

灰白色沉淀是什么物质?

【猜想假设】

小华认为灰白色沉淀为碳酸镁(MgCO 3),其他同学认为不需要实验就能否定小华的猜想,理由是   

小宇认为由于反应后氯化镁的生成量偏多,灰白色沉淀为不能再溶解的氯化镁固体.

小彤认为灰白色沉淀为脱落的镁粉细颗粒.

【实验探究1】

实验操作

现象

结论

①取试管中的上层清液,加入适量的氯化镁固体

氯化镁固体

  (选填"溶解"或"不溶解")

小宇猜想错误

②取适量白色沉淀加入足量稀盐酸中

  (选填"有"或"没有")气泡冒出

小彤猜想错误

基于以上探究与分析,原有猜想均遭到了否定.

【查阅资料】

HCl+AgNO 3═HNO 3+AgCl↓,AgCl是一种白色沉淀.

【实验探究2】

他们又另取灰白色沉淀放入试管中加热,将蘸有硝酸银溶液的玻璃棒伸入试管内,玻璃棒上的溶液出现白色浑浊,证明产生了   气体.再将湿润的蓝色石蕊试纸悬于试管口,试纸变   色.

同学们请教老师后得知,足量的镁与稀盐酸反应时,溶液会经历从酸性到碱性且碱性逐步增强的过程,从而生成了碱式氯化镁沉淀.据文献介绍,碱式氯化镁存在多种组成结构,化学通式可表示为Mg x(OH) yCl z•mH 2O(其中2x﹣y﹣z=0,0≤m≤6).

【反思拓展】

(1)做镁与稀盐酸反应的实验时,镁条的用量宜少不宜多.

(2)铁片和铜片放入稀硫酸中产生的现象也不相同,据此推测出铁的活性比铜   .还可根据铁和硫酸铜溶液的反应来确定这两种金属的活动性强弱,该反应的化学方程式为   

菱铁矿和赤铁矿一样,也是工业上冶炼铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁,为测定碱式碳酸亚铁[xFeCO3•yFe(OH)2•zH2O]的组成,华雪同学在老师的指导下设计了如图实验装置:

【查阅资料】

a.碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO2和H2O。

b.FeO是一种黑色粉末,它不稳定,在空气中加热,可被氧化成四氧化三铁。

c.石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O

【实验步骤】

(1)检查装置的  后,准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中,连接仪器。

(2)  ,鼓入一段时间空气,准确称量装置C、D、E的质量。

(3)关闭弹簧夹K,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出,再打开弹簧夹K,缓缓通空气一段时间,这样操作的目的是  

(4)再次准确称量装置C、D、E的质量,所得数据如下

装置C/g

装置D/g

装置E/g

加热前

200.00

180.00

180.00

加热后

200.36

180.88

180.00

(5)图,分析表中数据可知:3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为  g,CO2的质量为  g,装置E的作用是  

【实验结论】

在xFeCO3•yFe(OH)2•zH2O中,氢原子与氧原子的个数之比为  

【实验反思】

(1)装置A的作用是  

(2)实验结束后,装置B中的残留固体可能全部是FeO.也可能全部是Fe3O4.还可能是  

(3)为了得到装置B中残留固体的组成,华雪同学称得装置B中残留固体质量为2.24g后,通过计算可知:残留固体的组成及各成分的质量为  

小华同学通过阅读课外资料得知,潜水艇中常用过氧化钠(Na2O2)作为供氧剂,有关反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。

于是她用如图所的装置来制取CO2并验证其与Na2O2的反应。

(1)装置B的作用是  

(2)反应一段时间后,装置E中收集到的气体主要是  ;反应后装置C硬质玻璃管中固体的成分是什么?高阳为此又进行了如下探究:

【猜想与假设】

猜想一 Na2CO3

猜想二Na2CO3和Na2O2

猜想三Na2CO3和NaOH

你认为还可能是  

【设计实验】

实验操作

实验现象

实验结论

①取少量样品于试管中,加入足量的水,振荡

固体完全溶解,  

样品中一定没有Na2O2

②取少量实验①所得溶液于另一试管中,加入过量的BaCl2溶液,振荡

有白色沉淀产生

猜想三正确

③取少量实验②所得上层清液于另一试管中,加入  溶液,振荡

有白色沉淀产生

【反思与评价】反应后装置C硬质玻璃管中的固体含有NaOH,原因可能是  

某化学课堂正在进行,以下是教学片断。请你参与他们的学习并完成相关任务。

【演示实验】老师按如图所示连接好装置,加入NaHCO 3粉末,点燃酒精灯,对试管预热后集中加热,烧杯中澄清石灰水变浑浊,说明生成了CO 2.继续加热至无气体产生后撤出导管,熄灭酒精灯。

【问题提出】实验后,同学们对试管中剩余的固体粉末产生了兴趣:剩余粉末由什么物质组成?

【猜想假设】在老师的指导下,同学们对固体粉末作出了如下猜想:

猜想一:NaOH;猜想二:NaOH和Na 2CO 3;猜想三:Na 2CO 3

【实验探究】

实验方案

实验操作

实验现象

方案一

取适量粉末溶于水后向溶液中滴入2滴酚酞溶液,摇匀

溶液由无色变红色

小明根据实验现象认为猜想一成立。小组讨论后,大家认为小明的结论不合理,理由是   

实验方案

实验操作

实验现象

实验结论

方案二

步骤一

取适量粉末溶于水后加

入过量的BaCl 2溶液

  

猜想一不成立

步骤二

取步骤一的上层清液加入MgCl 2溶液2﹣3mL

无明显现象

猜想三成立

【评价交流】小华认为步骤二也可以用MgSO 4代替MgCl 2,大家不同意他的观点,理由是   

【拓展延伸】请你总结上述实验成果,写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式   

向一定量的NaOH溶液中慢慢通入CO 2气体,看不到明显现象。某实验小组的同学对所得溶液成分进行了如下探究。请你参与他们的探究活动,并完成以下问题:

【提出问题】所得溶液中溶质的成分是什么?

【査阅资料】资料一:将CO 2气体慢慢地通入一定量的NaOH溶液中,可能发生以下两个化学反应:

先发生反应:2NaOH+CO 2═Na 2CO 3+H 2O

当NaOH反应完全后,继续发生反应:Na 2CO 3+CO 2+H 2O═2NaHCO 3

資料二;Ca(HCO 32易溶于水;CaCl 2溶液与NaCl溶液均呈中性; NaHCO 3溶液呈碱性,可使酚酞溶液变红色。

【猜想与假设】小组同学通过讨论,提出了以下四种猜想

猜想一:溶质为NaOH和Na 2CO 3

猜想二:溶质全为Na 2CO 3

(1)你认为猜想三:溶质为   

猜想四:溶质全为 NaHCO 3

【实验探究】小组同学设计并完成了如下实验:

实验步骤

实验过程

实验现象

实验结论

取适量反应后的溶液置于试管

中,加入过量CaCl 2溶液

有白色沉淀生成

(2)猜想   不成立

取适量步骤①反应后的上层清

液,滴加几滴酚酞溶液

(3)现象为   

猜想二不成立

取适量步骤①反应后的上层清

液,加入适量稀HCl

有气泡产生

(4)猜想   成立

【实验总结】针对上述实验,实验小组的同学总结并写出了上述探究过程中的各步反应方程式。

(5)你认为步骤①发生反应的化学方程式是   

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