题目内容
【题目】(7分)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)试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。
(2)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______________。
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】(1)金属氧化物能和酸反应且生成物能溶于水 (2)信息如表格
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 | 否 | 否 | 能 |
【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 | 结论 |
猜想二正确 |
【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_______________________________.
【答案】(1)提供水蒸气(2)H2(3)【猜想与假设】猜想二:Fe3O4
【实验探究】
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
取少量黑色固体于试管中,加入足量的稀盐酸。 | 若固体全部溶解,没有气泡冒出. | 猜想二正确 |
【实验结论】;【反思与交流】Fe2O3红棕色粉末.
【解析】(1)根据图和“高温下,铁与水蒸气能反应”,可知试管尾部放一团湿棉花的目的是提供水蒸气;
(2)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.说明生成的气体具有可燃性、密度小于空气,再根据反应物为“铁与水蒸气”,则是H2;
(3)【猜想与假设】能被磁铁吸引的只有Fe与Fe3O4,则猜想一为Fe与Fe3O4;反应中不可能只有Fe没有其他反应产物,猜想二是Fe3O4;验证猜想一与猜想二,关键是看是否含有Fe.
【实验探究】根据铁与稀盐酸反应产生气体,进行设计实验:取少量剩余固体于试管中,向其中滴加足量稀盐酸;固体全部溶解,没有产生气泡;
【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Fe2O3红棕色粉末。
试题分析:(1)根据实验目的可推断湿棉花是为反应提供水蒸气;(2) 根据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,说明生成的气体具有可燃性、密度小于空气,再根据反应物为“铁与水蒸气”分析;(3)根据固体的颜色和能被磁铁吸引分析;验证猜想一与猜想,关键是看是否含有Fe,根据铁与酸反应有气泡产生,四氧化三铁与酸反应无现象分析;根据铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气书写方程式;根据氧化铁为红棕色分析.
【题目】研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【假设】 H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下,在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间。
【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图,此实验中B处宜采用的气体收集方法是: __________________。
【实验记录】
实验编号 | 1 | 2 |
反应物 | 6% H2O2 | 6% H2O2 |
催化剂 | 1g 红砖粉 | 1g MnO2 |
时间 | 152 s | 35 s |
【结论】该探究过程得出的结论是_______________________________________________。
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或红砖粉后反应明显加快,若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的_____________和_____________是否改变。