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题文

某Fe3O4样品中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO其中的一种。为探究杂质的情况设计如下方案:
【实验设计】同学们称取了23.28 g该Fe3O4样品用图①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、丙三个讨论小组。
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的作用有_______           (填序号)。
①CO气体作为反应物
②实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸
③停止加热后,防止A中生成物被氧化
④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中
⑤对B中反应物起到一定的搅拌作用,便于CO2与反应液充分接触而反应
乙组:
(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_______                    ;改进为在B装置后接一盛有_______(填试剂名称)的广口瓶的吸水装置,将B装置和该装置“捆绑”称量,从而减小误差。
丙组:
(4)丙组同学将B装置中液体改换为Ba(OH)2溶液,通过测量生成的_______(填化学式)沉淀的质量来计算求解。为了获得沉淀,该组同学需要进行的操作有过滤→_______→________→称量。
【查阅资料】
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;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(见图②)。

(5)写出BC段发生反应的化学方程式:______________                    
(6)确定该Fe3O4样品中含有的杂质是_______,其中含Fe3O4的质量是_______g(不需要写出过程)(已知Fe3O4、FeO、Fe2O3中铁元素的质量分数分别为72.4%、77.8%、70.0%)。

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 金属资源的保护 常用仪器的名称和选用
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某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分见图1)溶于水,有许多气泡产生(如图2)。该小组同学进行如下探究。

探究一:该气体的成分。
【猜想与假设】小华说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2
小明说:不可能含有N2,因为_________________________。
小芳说:不可能含有CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO有毒。
该小组同学认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】

实验编号
实验操作
实验现象

将气体通入澄清的石灰水中
澄清石灰水变浑浊

将带火星的木条伸入该气体中
带火星的木条没有复燃

【得出结论】(1)由实验①可知,该气体中肯定含有_________,写出该反应的化学方程式_____________________________________________________。
(2)由实验②(填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气。
探究二:维C泡腾片溶液的酸碱性。
向维C泡腾片溶液中滴加石蕊试液,溶液变红,说明溶液显性。

某同学在做实验时发现盛放NaOH溶液的试剂瓶口与橡皮塞上常有白色粉末出现,为探究这一白色粉末的成分,他做了以下实验:
(1)取少量白色粉末于试管中,再滴加稀HCl,有气泡产生,由此可推出白色粉末中含有碳酸钠。碳酸钠形成的化学方程式是
(2)该同学为进一步探究白色粉末是否含有NaOH,设计了如下实验方案:

①沉淀B的物质名称为
②“操作1”的名称是
③有同学认为该方案中滴加澄清石灰水不能确定粉末是否含有NaOH,其理由是;你的改进建议是

(9分)某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中,发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢?同学们决定进行探究。探究前老师提示,该反应生成的气体只有一种,硫酸铜溶液中可能混有硫酸。
【提出猜想】
①生成的气体可能是SO2或O2或H2
【查阅资料】
①SO2与二氧化碳化学性质相似,如它也能使澄清石灰水变浑浊。
②浓硫酸具有强烈的吸水性,可做气体的干燥剂。
③H2与CO均可以还原金属氧化物。
【方案设计】甲同学设计了如下实验方案,验证猜想的气体。

甲同学认为:若观察到,则气体为SO2
若观察到,则气体为O2
【实验探究】
①实验开始时,应先将收集到的气体从a处通入一段时间后,再点燃 C 处酒精灯。
这样操作的目的是
②实验过程中发现 A 装置中溶液不变浑浊, C 装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色,试管壁上有水滴生成;
【实验结论】①生成的气体是
②铁放入该硫酸铜溶液中所发生反应的化学方程式为
【实验反思】
乙同学认为甲同学的实验方案操作复杂,他只需一盒火柴即可确定该气体成分。你认为乙同学的实验方案是

常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
(1)探究生成的气体是什么?
用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是氢气。
(2)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】

常见铁的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
能否被磁铁吸引



Fe3O4+8HCl= FeCl2+2FeCl3+4H2O
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;猜想二:剩余固体是_____________。
【实验探究】

实验操作
实验现象及结论


【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是_______________________________。

以下是对实验室制取氧气的条件进行的探究。
(1)为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响,甲同学设计了以下对比实验:①将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰混合加热;②将χg氯酸钾与1.0g氧化铜均匀混合加热。在相同的温度下,比较两组实验产生氧气的快慢。
①中的化学方程式是:
②中χ的值应为:
(2)乙同学探究了影响过氧化氢分解速度的某种因素,数据如下:

编号
过氧化氢溶液的质量
过氧化氢溶液的浓度
二氧化锰的质量
相同时间内产生氧气的体积

50.0g
1%
0.1g
9ml

50.0g
2%
0.1g
16ml

50.0g
4%
0.1g
31ml

由上表可得到的结论是,在相同条件下,,过氧化氢分解得越快。
(3)丙同学用如图装置进行影响过氧化氢分解速度某种因素的实验探究,通过比较,也能达到实验目的。

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