题目内容

某活动小组根据炼铁的反应原理进行模拟实验,在高温下用一氧化碳还原氧化铁,待红色氧化铁完全变成黑色粉末是停止加热,继续通入一氧化碳冷却至室温.为检验生成物,取适量黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液,充分反应后,黑色粉末中只有少量的红色固体产生.
为探究一氧化碳还原氧化铁后黑色粉末的组成,查阅到相关资料:铁的氧化物都能与盐酸、硫酸反应,且只有四氧化三铁能被磁铁吸引.
(1)他们提出了猜想①请你结合所学知识补充余下的两个猜想.
猜想①:该黑色粉末由铁粉和氧化亚铁组成;
猜想②:______.
猜想③:______.
(2)为了验证猜想①,他们去适量黑色粉末加入足量盐酸,看到黑色粉末完全消失并有气泡产生.该实验能否验证猜想①?并说明理由.
(3)设计实验验证你补充的猜想
猜想序号实验操作可能的现象和结论
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【答案】分析:根据铁的化学性质可知,如果黑色粉末是铁粉那么加入足量的硫酸铜溶液,充分反应,黑色粉末应完全反应产生少量的红色固体,所以该黑色粉末中含有铁粉;铁的氧化物中除氧化铁为红棕色外,其余都为黑色可知,其余两种猜想为:组成由铁粉和四氧化三铁或由四氧化三铁与氧化亚铁和铁粉组成;猜想②中为铁粉和四氧化三铁,实验设计围绕这两种物质进行检验;因为铁的氧化物都能与盐酸、稀硫酸反应,所以不能确定为那种氧化物,故方案①中得出的结论不正确;
解答:解:由于取适量黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液,充分反应后,黑色粉末中只有少量的红色固体产生,说明铁置换出了硫酸铜中的铜,故该粉末中一定含有铁粉.
(1)根据铁的黑氧化物有氧化亚铁、四氧化三铁以及黑色粉末中一定含有铁,所以可补充以下猜想②该黑色粉末由铁粉和四氧化三铁组成;③该黑色粉末由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成;
(2)由题干中的信息可知铁的氧化物都能与酸反应,所以无法排除四氧化三铁存在的可能,因此无法证明猜想①是否正确;
(3)②根据铁和四氧化三铁均能被磁铁吸引,所以可以用磁铁对黑色粉末进行吸引,如果如果黑色粉末全部被磁铁吸引,证明该猜想正确.
③根据铁和四氧化三铁均能被磁铁吸引,而氧化亚铁不能被吸引,所以先取少量黑色粉末,永磁铁反复吸引;如果黑色粉末只有部分被吸引,证明含有氧化亚铁;最后对被吸引的黑色粉末利用硫酸铜的溶液进行处理,去除掉铁粉后仍有剩余,则可以证明固体中还含有四氧化三铁;
故答案为:(1)②该黑色粉末由铁粉和四氧化三铁组成;③该黑色粉末由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成;
(2)不能;因为铁的氧化物都能与酸反应,无法排除四氧化三铁存在的可能.
(3)
取少量黑色粉末,用磁铁反复吸引如果黑色粉末全部被磁铁吸引,证明该猜想正确.
先取少量黑色粉末,永磁铁反复吸引;
再向被吸引变的黑色粉末中加入足量的硫酸铜溶液.
如果黑色粉末只有部分被吸引,证明含有氧化亚铁;
如果黑色粉末仍有部分剩余,则证明含有四氧化三铁.

点评:此题是对学生实验结论和实验步骤反推实验现象的方法的考查,知道常见的黑色固体,并熟记它们的性质,以及学会根据查阅资料的信息做题的方法,是解题的关键所在.
练习册系列答案
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(2007?大连)某活动小组根据炼铁的反应原理进行模拟实验,在高温下用一氧化碳还原氧化铁,待红色氧化铁完全变成黑色粉末是停止加热,继续通入一氧化碳冷却至室温.为检验生成物,取适量黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液,充分反应后,黑色粉末中只有少量的红色固体产生.
为探究一氧化碳还原氧化铁后黑色粉末的组成,查阅到相关资料:铁的氧化物都能与盐酸、硫酸反应,且只有四氧化三铁能被磁铁吸引.
(1)他们提出了猜想①请你结合所学知识补充余下的两个猜想.
猜想①:该黑色粉末由铁粉和氧化亚铁组成;
猜想②:
该黑色粉末由铁粉和四氧化三铁
该黑色粉末由铁粉和四氧化三铁

猜想③:
该黑色粉末由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成
该黑色粉末由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成

(2)为了验证猜想①,他们去适量黑色粉末加入足量盐酸,看到黑色粉末完全消失并有气泡产生.该实验能否验证猜想①?并说明理由.
(3)设计实验验证你补充的猜想
猜想序号 实验操作 可能的现象和结论
取少量黑色粉末,用磁铁反复吸引
取少量黑色粉末,用磁铁反复吸引
如果黑色粉末全部被磁铁吸引,证明该猜想正确
如果黑色粉末全部被磁铁吸引,证明该猜想正确
先取少量黑色粉末,永磁铁反复吸引;
再向被吸引变的黑色粉末中加入足量的硫酸铜溶液.
先取少量黑色粉末,永磁铁反复吸引;
再向被吸引变的黑色粉末中加入足量的硫酸铜溶液.
如果黑色粉末只有部分被吸引,证明含有氧化亚铁;
如果黑色粉末仍有部分剩余,则证明含有四氧化三铁.
如果黑色粉末只有部分被吸引,证明含有氧化亚铁;
如果黑色粉末仍有部分剩余,则证明含有四氧化三铁.

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