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。
[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。
|
Fe3O4 |
Fe2O3 |
铁 |
分解温度/℃ |
1538 |
1400 |
— |
熔点/℃ |
— |
— |
1535 |
[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。
某化学兴趣小组同学要探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了如图所示的实验方案
(1)试管乙中观察到的现象是,反应的化学方程式为.
(2)同学们经讨论后认为该方案可以优化,试管的实验是多余的。同学经讨论得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为.
(3)去掉多余的实验,同学们将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中,一段时间后过滤,得到不溶物和滤液,并对不溶物的成分进行如下探究:
【提出问题】烧杯中不溶物的成分是什么?
【实验探究】向过滤得到的不溶物中加稀硫酸
①若无气泡产生,则不溶物的成分是.
②若有气泡产生,则不溶物中一定含有,可能含.
如图所示,某实验小组进行以下实验:
(1)上述实验进行对比的目的是 .
(2)实验后,将A、B两试管中的溶液倒入同一个洁净的烧杯中,溶液无色.再向其中加入一定量的碳酸钠溶液(提示:CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl),所得混合物中溶液的溶质成分有四种情况,请补充完整(酚酞省略不写):①NaCl;② ;③ ;④ .若该混合物中溶液无色,选用一种试剂即可确定溶质成分是哪种情况,写出所加试剂,预期现象和结论.
在学习金属的性质时,老师拿来了三种外观酷似金、银、铜的样品,同学们对样品进行以下探究:
①用锤子砸"金",样品粉碎;
②加入稀盐酸:"金"和"铜"没有现象,"银"有大量气泡产生;
③测定密度:"金"
,"银"
,"铜"
.
④查阅几种常见金属的密度,如下表:
金属 |
金 |
银 |
铜 |
铁 |
锌 |
密度(g/cm3) |
19.3 |
10.5 |
8.9 |
7.9 |
7.1 |
(1)根据以上探究,确定"金"是假的理由有哪些?推测"银"可能是什么金属,依据是什么?
(2)已知"铜"只有表面镀了一薄层致密的铜,内部是锌.若不粉碎"铜",选用稀硫酸和锌粉,测定一定质量"铜"样品中铜的质量,设计实验方案.
某化学小组在探究碱的化学性质时,做了如图所示的两个实验.
(1)写出A试管中发生反应的化学方程式.
(2)实验结束后,同学们将A、B两试管中的废液倒入同一洁净的烧杯,烧杯中出现蓝色沉淀.小组同学将烧杯中的物质进行了过滤,对滤液中成分有如下猜想:
【提出猜想】甲:滤液中的溶质是
乙:滤液中的溶质是
丙:滤液中的溶质是.
丁:滤液中的溶质是
【交流讨论】同学们对以上的猜想提出质疑,认为猜想不合理,理由是
【设计实验】同学们通过以下的实验对猜想进行验证,请你完成实验报告.
实验内容 |
预计现象 |
预计结论 |
(1)取少量滤液于试管中,观察 |
溶液呈无色 |
猜想不成立 |
(2)继续在上述试管中加入 | 产生蓝色沉淀 |
猜想成立 |
我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜.在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(见图甲),又能用改进的微型实验装置(见图乙).化学兴趣小组采用图乙装置,开展以下探究活动
【提出问题】木炭与CuO反应所得红色固体中含有什么物质?
【查阅资料】
(1)木炭与CuO的反应是:
,若该反应进行的不彻底,产物中还有氧化亚铜(Cu2O).
(2)Cu2O是红色固体,能与稀硫酸反应:
【作出猜想】红色固体的成分:①全部是Cu;②全部是Cu2O;③.
【实验探究】
(1)取木炭、CuO两种黑色粉末适量,再也少许CaC12(能降低反应温度,加快反应速率)均匀混合,然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内.
(2)按图乙连好实验装置,然后加热反应物;2分钟后,黑色粉末出现红热现象,同时澄清的石灰水,此时停止加热.
(3)待玻璃管冷却后,提取里面的红色固体,进行如下的验证:
步骤 |
现象 |
结论 |
①取1.44g红色固体装入试管,滴入足量的 ,充分反应 |
红色固体部分减少,溶为变 为色 |
猜想错误 |
②滤了试管中残留的红色固体,洗涤干燥,称其质量为1.04g |
/ |
猜想正确 |
【评价反思】
(1)使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是(写出1条即可).
(2)若要证明CaC12是该反应的催化剂,还需要验证CaCl2的.
(3)在铜的冶炼史中,我国劳动人民还有一项重大发明就是"湿法炼铜",该方法可用化学方程式表示为.