钢铁产业是我国的支柱产业之一,选择优质炼铁原料十分重要。甲、乙两组同学对某钢铁厂所购进的赤铁矿粉中主要成分Fe2O3的含量进行测定。(假设每步反应均能完全进行,赤铁矿粉中杂质性质稳定,既不溶于水也不参与反应,浓硫酸可吸收水蒸气)
(1)甲组同学称取一定质量的赤铁矿粉,采用如图的装置进行实验。
①装置A中发生反应的化学方程式是 。
②为充分吸收反应生成的CO2,装置B中应盛放的试剂是 浓溶液。
③可以通过下面不同的方法计算赤铁矿粉中Fe2O3的含量:
【方法一】称量反应前后A装置的总质量,计算出Fe2O3的含量;
【方法二】称量 得出反应生成的CO2的质量,计算出Fe2O3的含量。
(2)乙组同学称取等质量的赤铁矿粉放入烧杯中,向烧杯中加入过量的稀硫酸充分反应(氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水), (填一个操作名称)后立即称量。根据称量的数据计算出Fe2O3的含量。
(3)甲、乙两组同学通过相互比较后对各自的实验方案进行评价。
方案 |
优 点 |
甲组 |
|
乙组 |
|
图Ⅰ是小红按课本进行的一个化学实验,在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味。于是小明对原实验装置进行了改进,装置如图Ⅱ。
【实验操作】
a.向B、C、E三支试管中分别加入5 mL的蒸馏水,各滴入1~2滴无色酚酞溶液,振荡,观察溶液颜色
b.在A、D试管中分别加入2 mL浓氨水,立即用带橡皮塞的导管按实验图Ⅱ连接好,并将D试管放置在盛有热水的烧杯中,观察几分钟。
【分析讨论】
(1)E试管放有酚酞溶液的目的是
(2)进行操作b时观察到的现象是。
(3)由此可以得到的实验结论是①,②。
(4)对比改进前的实验,改进后实验的优点是。
课堂上同学们利用甲图所示装置做过氧化氢制氧气的实验时,用带火星的木条检验氧气,带火星的木条很难复燃。于是老师将甲装置进行了改进,如乙图,带火星的木条较易复燃。(图中的铁架台均已略去)请回答:
(1)写出实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的文字表达式:________________
二氧化锰在反应中作剂,其作用是 ______。
(2)分析改用乙装置后,带火星的木条较易复燃的原因:______________________。
(3)老师又设计了另一个改进的丙装置,带火星的木条也易复燃。根据(2)推测的原因,分析浓硫酸的作用:。
(4)你还能写出实验室用到二氧化锰制取氧气的文字表达式吗?_____________。
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]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?
[查阅资料2]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。
Fe3O4 |
Fe2O3 |
铁 |
|
分解温度/℃ |
1538 |
1400 |
— |
熔点/℃ |
— |
— |
1535 |
[拓展延伸]
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,请写出该反应的文字表达式;
(2)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。
植物不但进行光合作用,也同时进行呼吸作用。为了比较二者的不同,有人设计了如下实验。
在一晴朗的早晨,选取大小相似的同种植物两盆,在花盆上各放入一杯澄清的石灰水,然后把其中一盆用无色透明的塑料袋罩住,放在阳光下;另一盆则用黑色塑料袋罩住,放在阴暗处(见下图)。
傍晚,在塑料袋上都剪一小口,并插入燃着的木条试验,发现A中木条比B中更亮;而A中的石灰水保持澄清,B中变浑浊。请根据以上所述回答下列问题:
(1)A中木条燃烧更旺,说明A中 ___________更多,从而说明在阳光照射下植物主要发生_____________作用。
(2)A中石灰水保持澄清,而B中变浑浊,说明B中___________更多,从而说明在缺少光照条件下,植物主要发生_____________作用。
(3)很多人喜欢在天刚蒙蒙亮时到茂密的林中进行晨练,请你结合该实验谈谈看法
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实验室有一瓶黑色粉末和一瓶标签已被腐蚀的无色液体(如图)。
将二者混合会产生无色气体。为了确定它们的成分,
甲、乙两位同学进行了探究。
【猜想1】甲同学认为无色气体是氧气,其理由是(用化学方程式表示):
。
乙同学认为单从产生无色气体不能确定一定是氧气,需要进一步进行实验,请你设计实验进行验证无色气体是氧气。
实 验 步 骤 |
实 验 现 象 |
实 验 结 论 |
无色气体是氧气。 |
如果实验验证了无色气体是氧气,那么黑色粉末在反应中起作用。
【猜想2】乙同学认为无色气体不一定是氧气,可能是其他气体,其理由是(用化学方程式表示)。
乙同学按自己的设想进行实验:取一定量的黑色粉末于试管中,加入过量的无色液体,当反应结束后,发现试管底部仍有黑色粉末。为确定此成分,请你设计实验进行验证:
实 验 步 骤 |
实 验 现 象 |
实 验 结 论 |
1.将试管中的物质过滤、洗涤、干燥。 2.点燃黑色粉末,在火焰上方罩一个涂有的小烧杯。 |
试管中剩余的黑色粉末可能是。 |