某化学兴趣小组学习了酸、碱、盐的知识后,对某些盐的性质开展了探究活动。

研究主题;探究FeCl3溶液加热,灼烧的变化

相关信息:酒精(C2H5OH)具有还原性,加热条件下能与Fe3O4反应;Fe和Fe3O4易被磁铁吸引,FeO是一种黑色固体,不能被磁铁吸引;Fe3O4能与盐酸反应,生成盐和水。

(1)实验一:将大约20mL饱和FeCl3溶液在蒸发皿中加热蒸发,沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。

①FeCl3溶液呈黄色主要是因为溶液中含有铁离子,铁离子符号为_______。

②加热时,FeCl3易与水反应生成红褐色物质和盐酸,反应的化学方程式:________。

③由实验启示,FeCl3溶液通过蒸发结晶的方式______(填“能”或“不能”)获得FeCl3固体。

(2)实验二:将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧,颜色由红褐色变为红棕色。

①此过程发生分解反应,除生成红棕色物质外,还生成水,反应的化学方程式:_____。

②氢氧化镁、氢氧化铜等加热分解也能得到对应的金属氧化物,结合实验,从物质类别及其溶解性推断,通过加热分解_____________可生成对应的金属氧化物。

(3)实验三:小组同学用多根玻璃棒蘸取饱和FeCl3溶液于酒精灯火焰上灼烧,随着加热时间的持续,在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为:黄色、红褐色、红棕色、黑色。

①实验三相对于实验一和二,优点是______(答1点即可)

②同学们对黑色物质的成分产生了疑问。联系酒精的可燃性、还原性等相关性质,对黑色物质的成分提出了猜想,经讨论认为,可能是____________(名称也可)和Fe3O4四种物质中的一种或几种。

③为了确定黑色物质的成分,收集黑色物质,进行了如下实验:

实验步骤

实验现象

实验结论

取黑色粉末用磁铁吸引,观察现象

黑色粉末全部被磁铁吸引

综合实验现象判断,此黑色物质成分是____________

向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸,充分反应,观察现象

固体逐渐溶解,但无气泡产生

(4)拓展延伸

①配制FeCl3溶液时,为防止出现红褐色物质,可向其中滴加少量的______________(化学式也可)溶液。

②结合已学知识,从元素化合价变化的角度分析,Fe2O3发生还原反应时,反应前后铁元素化合价一般呈_________(填“上升”或“下降”)的变化。

在一支试管中放入一小段镁条(已擦去氧化膜),再向试管中加入一定量的盐酸,镁条表面有_____产生,反应的化学方程式是_____。

[发现问题]为了再次观察上述反应现象,小林同学用较长的镁条重做上述实验,但发现了异常现象,试管中出现了白色沉淀。

[实验验证1]小林同学针对两次实验的不同,设计对比实验方案,探究出现异常现象的原因。

试管(盛有同体积同浓度的盐酸)

镁条长度

1cm

2cm

3cm

4cm

相同的实验现象(省略题干现象)

快速反应,试管发热,镁条全部消失

沉淀量差异(恢复至20℃)

少量

较多

很多

[得出结论]镁条与盐酸反应产生白色沉淀与_____有关。

[追问]白色沉淀是什么物质?

[查阅资料]①20 ℃时,100 g水中最多能溶解氯化镁54.8 g;

②镁能与热水反应产生一种碱和氢气;

③氯化银既不溶于水也不溶于稀硝酸。

[做出猜想]猜想一:镁;猜想二:氯化镁;猜想三:氢氧化镁,猜想的依据是_____(用化学方程式表示)。

[实验验证2]将白色沉淀洗涤干净,分别取少量沉淀于A、B、C试管中,进行如表实验:

试管

操作

现象

结论

A

加入足量盐酸

_____,白色沉淀_____

猜想一不正确,但这种白色沉淀能溶于盐酸

B

加入足量水

白色沉淀_____

猜想二不正确

C

加入适量稀硝酸

白色沉淀消失

原白色沉淀中含有的离子是:Mg2+、_____

继续滴加几滴硝酸银溶液

出现大量白色沉淀

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