Question

【题目】某化学兴趣小组同学在回收废旧电池的同时，开展了如下的实验探究。

[查阅资料]废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等，其中氯化铵、氯化锌可溶于水。兴趣小组同学将废旧干电池卸下的锌筒、碳棒冲洗干净备用。

实验一:检验废干电池筒内黑色固体中的存在。兴趣小组同学设计了如图所示的实验

（1）操作②中玻璃棒的作用是________。

（2）操作③灼烧黑色滤渣时，会产生一种气体能使澄清石灰水变浑浊;操作④试管中产生的气体能使带火星木条复燃，写出试管中发生的化学方程式_______。

（3）由此得出结论:滤渣中除含有MnO2外，还含有黑色粉末______。

实验二:探究处理干净的二氧化锰在氯酸钾分解反应中的分解作用。

（1）写出甲所指的仪器名称______组装A装置时，固定试管应在放置酒精灯之_____(填 “前”或者“后”)进行。

（2）欲用氯酸钾制取比较纯净的氧气，则应选择的组合是_____若用该装置收集的氧气也不纯，原因可能是.______现改用高锰酸钾制取氧气，则发生装置需要改进之处是._______写出其化学方程式______。

（3）选用F装置采用“排空气法”收集并验满氧气，请在图中将导管补画完整。_____

（4）课后查阅资料后，小组利用如图1所示装置对氯酸钾制取氧气进行了深入的研究学习。

[资料]①氯酸钾的熔点约为356℃，二氧化锰的分解温度约为535℃.用酒精灯给物质加热，受热物质的温度一般约为400℃左右；

②不同配比是指氯酸钾和二氧化锰混合物中，氯酸钾和二氧化锰的质量比;

③氯酸钾分解时，传感器测得氧气浓度随温度的变化示意图(图2)及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图(图3)如下:

请回答问题:

①分析图2，氯酸钾熔点______(填“高于”、“等于”或“低于")共分解温度。

②分析图2,在氯酸钾分解前，传感器测得氧气浓度降低的可能原因______。

③分析图3，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是_____。

实验三:利用产生的氧气做完“铁在氧气里燃烧’的实验后，小组同学对掉落下来的黑色熔融物成分产生了好奇。查阅资料得知:自然界中铁的氧化物主要是Fe2O3和Fe3O4两种(Fe2O3为暗红色，FeO极易氧化)。小组同学将冷却后的黑色物质碾碎，经实验，发现溅落下来的黑色物质中还有铁。但铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?

[查阅资料]①Fe2O3和Fe3O4的分解温度见下表:②Fe2O3高温分解成Fe3O4

	Fe3O4	Fe2O3	铁
分解温度/℃	1538	1400	-
熔点/℃	-	-	1535

[讨论和交流]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。

[拓展延伸]①Fe2O3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_____。

②有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的氧化亚铁粉末，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.

Answer 1

【答案】引流 炭粉 集气瓶 后 AD 未待气泡连续均匀冒出就开始收集(或收集前集气瓶内未装满水) 试管口塞一团棉花 低于 温度升高，空气逸出，同时氯酸钾没有分解产生氧气 物质配比越大，氯酸钾分解温度越高 1535~1538℃ 由黑色变为暗红色

【解析】

实验一（1）过滤装置中玻璃棒的作用是引流。

（2）过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下反应生成水和氧气，反应的方程式为：。

（3）C装置中的黑色粉末加热后能生成使澄清石灰水变浑浊的气体，说明有二氧化碳生成，故滤渣中除含有MnO2外，还含有黑色粉末是碳。

实验二（1）甲所指的仪器名称是集气瓶。组织仪器的顺序是由下到上，由左到右，故填后。

（2）氯酸钾制取氧气属于固固加热型装置，故发生装置选A，利用排水法收集的氧气较纯，故组合装置为AD.用排水法收集氧气时，如没有等到气泡连续均匀冒出就开始收集，则收集到的气体不纯。高锰酸钾分解速率较快，易将高锰酸钾粉末带入导管，故要在试管口放一团棉花。高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的方程式为：。

（3）将多功能装置F用作向上排空气法收集氧气时，氧气由长管通入，短管流出，故装置图为。

（4）①由图可知，氯酸钾熔点_低于共分解温度。②在氯酸钾分解前，传感器测得氧气浓度降低的可能原因是温度升高，空气逸出，同时氯酸钾没有分解产生氧气，氧气浓度降低。③由图可知，物质配比越大，氯酸钾分解温度越高。

实验三: [讨论和交流]根据表中的数据可知，铁需要在熔化状态下发生反应，所以温度应该高于1535，其次是要防止四氧化三铁的分解，故温度应该低于1538℃，故温度范围为1535~1538℃。

[拓展延伸]①根据质量守恒定律，Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体，该气体只能是氧气，故反应的方程式为：。

②氧化亚铁极易被氧化，故如果漏气，则氧化亚铁与氧气反应生成氧化铁，固体的颜色由黑色变为暗红色。