题目内容
【资料】
①氯酸钾分解反应的化学方程式为 2KClO3
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△ |
②氯酸钾和氯化钾均能溶于水.
【实验一】氧化铁能否在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率.
实验编号 | KClO3/g | 氧化物 | 产生气体的体积(mL) | 耗时(s) |
1 | 0.6 | / | 67 | 1800 |
2 | 0.6 | 0.2g二氧化锰 | 67 | 36.5 |
3 | 0.6 | 67 | 89.5 |
(2)以上实验采用了
(3)实验一得到的结论是
【实验二】为证明氧化铁是该反应的催化剂,同学们又完成了以下的实验:
Ⅰ.在实验3反应后的混合物中加足量的水溶解,过滤得到红色固体,洗涤干燥并用电子天平称量,质量为0.2g.
Ⅱ.将一定量的CO通入滤出的固体,按如图进行实验:
甲同学的实验报告如下:
装置 | 实验现象 | 实验分析 |
A | 红色固体全部变黑 | 生成了铁 |
B | 石灰水变浑浊 | 产生二氧化碳 |
【实验结论】氧化铁能在氯酸钾制取氧气反应中起催化剂.
【实验反思】乙同学查阅资料发现一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由氧化亚铁、四氧化三铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成.
为了研究剩余固体的成分,丙同学查阅了以下资料:
铁粉 | 氧化亚铁 | 氧化铁 | 四氧化三铁 | |
颜色 | 黑色 | 黑色 | 红色 | 黑色 |
磁性 | 有 | 无 | 无 | 有 |
与CO反应 | 不反应 | 反应 | 反应 | 反应 |
与稀盐酸反应 | 反应 | 生成氯化亚铁和水 | 生成氯化铁和水 | 生成氯化亚铁、氯化铁和水 |
与硫酸铜溶液反应 | 反应 | 不反应 | 不反应 | 不反应 |
(6)测定剩余固体的组成.
步骤 | 实验操作 | 实验现象 | 结论和解释 |
1 | 用磁铁吸引剩余固体 | 剩余固体中没有氧化亚铁. | |
2 | 剩余固体中只有铁粉. |
(2)根据二氧化锰和氧化铁两种不同的氧化物对化学反应速率的影响进行解答;
(3)根据实验现象可知氧化铁能在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率进行解答;
(4)根据一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳进行解答;
(5)根据氧化铁的性质进行解答;
(6)根据铁的性质进行解答.
(2)二氧化锰和氧化铁两种不同的氧化物对化学反应速率的影响,所以以上实验采用了对比的实验方法;
(3)实验现象可知氧化铁能在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率;
(4)一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式3CO+Fe2O3
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(5)氧化铁固体是红色,而所得固体都是黑色,所以剩余固体中一定没有氧化铁;
(6)铁能被磁铁吸引,铁能和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,所以实验如下:
步骤 | 实验操作 | 实验现象 | 结论和解释 |
1 | 用磁铁吸引剩余固体 | 黑色固体全部被吸引 | 剩余固体中没有氧化亚铁. |
2 | 向剩余固体中加入足量硫酸铜溶液 | 黑色固体全部变成红色 | 剩余固体中只有铁粉. |
故答案为:(1)0.2;
(2)对比;
(3)氧化铁能在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率;
(4)3CO+Fe2O3
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(5)氧化铁固体是红色,而所得固体都是黑色;
(6)黑色固体全部被吸引;向剩余固体中加入足量硫酸铜溶液;③黑色固体全部变成红色.
【小组讨论】同学们对“铁泥”中所含红色物质作了如下猜想:
甲同学:红色物质是铜 乙同学:红色物质是氧化铁
丙同学:红色物质是氢氧化铁 丁同学:红色物质是氧化铁和氢氧化铁
【资料在线】①该厂“红色铁泥”主要是生产过程中使用铁触媒(一种催化剂)后的废弃物,除红色物质外,还含有通常不与酸、碱、氧气反应及受热不发生分解的物质; ②氢氧化铁受热时,会分解产生氧化铁和水.
【实验验证】为验证上述四位同学的猜想,小明、小红两位同学进行了如下实验:小明取一定量“红色铁泥”样品,加入稀硫酸,观察到有黄色溶液产生,于是得出“乙同学的猜想成立”的结论;
小红同学按下列顺序进行实验:先取适量已晒干的“红色铁泥”,称量其质量为m1g; 再将“红色铁泥”置于坩埚中充分加热并在干燥器中冷却后,称量其质量为m2g.
【问题讨论】请回答下列问题:
(1)其他同学一致认为,小明同学得出的“乙同学的猜想成立”的结论不合理,理由是
(2)针对小红同学的实验操作及测定的两个数据,进行分析:
①若甲同学的猜想成立,则实验中反应的化学方程式为
②若m1=m2,则
【拓展应用】
应用之一:若“红色铁泥”中“红色物质是氢氧化铁”,可应用下列实验方案回收“红色铁泥”中的铁元素制得“铁红”(化学式为Fe2O3,是红色油漆的重要原料):
(1)上述过程中发生了三个反应,写出其中的一个化学方程式:
(2)a、b是同一实验操作,该操作需要的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和
(3)若通过上述途径获得的“铁红”的纯度(Fe2O3的质量分数)不高,试分析可能的原因
应用之二:为了测定用以上方法制得的“铁红”的纯度,同学们又进行了下列实验探究.请你参与过程分析与交流.
查阅资料:草酸(乙二酸H2C2O4)在浓H2SO4存在下发生下列反应:H2C2O4
浓硫酸 |
△ |
实验准备:按右图安装好实验装置:
实验数据:取10g“铁红”样品进行实验,所得实验数据有右表所示甲、乙两组:
甲组数据 | 乙组数据 | ||
玻璃管连同样品的质量 | E装置连同药品的质量 | ||
实验前 | 试验后 | 实验前 | 试验后 |
60g | 57.6g | 100g | 107g |
(1)同学们拟用纯净的CO还原“铁红”,所设计的实验装置中B、C盛放的试剂的作用依次是
(2)从环保角度看,请你提出改进该实验装置的建议
(3)从实验安全和实验操作程序看,首先要检查装置的气密性,实验开始先加热
(4)同学们认为,若用乙组数据进行计算“铁红”的纯度,则实验测定结果却偏大,分析造成偏大的原因可能是
(5)请依据甲组数据,计算该“铁红”样品的纯度.(写出计算的过程)
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②氯酸钾和氯化钾均能溶于水。
【实验一】氧化铁能否在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率。
实验编号 | KClO3/g | 氧化物 | 产生气体的体积(mL) | 耗时(s) |
1 | 0.6 | 67 | 1800 | |
2 | 0.6 | 0.2g二氧化锰 | 67 | 36.5 |
3 | 0.6 | g 氧化铁 | 67 | 89.5 |
⑴实验3中氧化铁的质量为 。
⑵以上实验采用了 的实验方法。
⑶实验一得到的结论是 。
【实验二】为证明氧化铁是该反应的催化剂,同学们又完成了以下的实验:
Ⅰ.在实验3反应后的混合物中加足量的水溶解,过滤得到红色固体,洗涤干燥并用电子天平称量,质量为0.2g。
Ⅱ.将一定量的CO通入滤出的固体,按下图进行实验:
甲同学的实验报告如下:
装置 | 实验现象 | 实验分析 |
A | 红色固体全部变黑 | 生成了铁 |
B | 石灰水变浑浊 | 产生二氧化碳 |
⑷写出A中玻璃管内发生反应的化学方程式 。
【实验结论】氧化铁能在氯酸钾制取氧气反应中起催化剂。
【实验反思】乙同学查阅资料发现一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由氧化亚铁、四氧化三铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成。
为了研究剩余固体的成分,丙同学查阅了以下资料:
铁粉 | 氧化亚铁 | 氧化铁 | 四氧化三铁 | |
颜色 | 黑色 | 黑色 | 红色 | 黑色 |
磁性 | 有 | 无 | 无 | 有 |
与CO反应 | 不反应 | 反应 | 反应 | 反应 |
与稀盐酸反应 | 反应 | 生成氯化亚铁和水 | 生成氯化铁和水 | 生成氯化亚铁、氯化铁和水 |
与硫酸铜溶液反应 | 反应 | 不反应 | 不反应 | 不反应 |
⑸丙同学认为剩余固体中一定没有氧化铁,原因是____________。
⑹测定剩余固体的组成。
步骤 | 实验操作 | 实验现象 | 结论和解释 |
1 | 用磁铁吸引剩余固体 | _____________ | 剩余固体中没有氧化亚铁。 |
2 | __________________ | ______________ | 剩余固体中只有铁粉。 |