题目内容
【题目】材料是人类赖以生存和发展的重要物质,目前使用量最多的金属材料仍然是钢铁。
(一)实验室用赤铁矿模拟工业炼铁的化学方程式为_____,炼得的铁是_____(填“单质铁”或“合金”),该反应_____(填“是”或“不是”)置换反应。
(二)FeCO3是菱铁矿的主要成分,具有还原性,在空气中灼烧生成铁的氧化物和CO2气体。要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分,请你参与小华同学的探究:
(查阅资料)
① FeO是一种黑色粉末,它不稳定,在空气中加热,就迅速被氧化成四氧化三铁,四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。
②FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色,而FeCl3不能;FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不出现红色。
(猜想与假设)
猜想1:固体成分是氧化铁;
猜想2:固体成分是四氧化三铁;
猜想3:_____。
(活动与探究)连接仪器、装好药品如图所示(加热和固定装置已省略),打开止水夹K,通入氧气,加热玻璃管X。当Y瓶中产生的沉淀不再增加时,停止加热,继续通入氧气至玻璃管冷却。取玻璃管里的少量固体于试管中,滴加盐酸,微热,固体完全溶解。将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。
实验编号 | 实验步骤 | 实验现象 |
a | 向甲溶液中滴加KSCN溶液 | 溶液变红色 |
b | 向乙溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液 | 高锰酸钾溶液的紫红色不消失 |
(结论与反思)
(1)由上述实验现象可知,FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是_____,因此,猜想_____(填“1”“2”或“3”)是正确的。
(2)FeCO3在氧气中高温灼烧的化学方程式为_____。
(3)上述实验_____(填“a”或“b”)是多余的,因为_____。
(总结与提升)
(1)若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的,可能的原因是澄清石灰水的量不足,导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙。碳酸氢钙的化学式为_____。
(2)CO2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_____。
(3)华雪同学经过反思,觉得该实验设计还存在问题,因为如果在实验b中观察到_____,就不能确定哪个猜想是正确的。所以小华同学又对该实验进行了定量探究:取11.6 g纯净的碳酸亚铁固体,在空气中高温灼烧至恒重,称得固体质量净减3.6 g。通过计算即可确定:FeCO3和氧气充分反应后的固体成分是_____。
【答案】3CO+Fe2O32Fe+3CO2 合金 不是 固体成分是氧化铁和四氧化三铁 氧化铁 1 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 a 无论是哪种猜想中的固体,溶于盐酸后溶液中都存在Fe3+,加入KSCN溶液后都会变红色,因此实验a不能判断固体的成分 Ca(HCO3)2 CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O 高锰酸钾溶液褪色 氧化铁
【解析】
解:(一)氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳,化学方程式为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;炼得的铁是合金,置换反应是单质与化合物反应生成单质与化合物的反应,所以该反应不是置换反应;
(二)[猜想与假设]由假设①②,也可能是两者的混合物,则猜想3是固体成分是氧化铁和四氧化三铁;
[结论与反思](1)由FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不出现红色,则向甲溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,说明溶液中含有FeCl3;FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色,而FeCl3不能,向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液的紫红色不消失,说明溶液中不含FeCl2;
氯化铁是氧化铁与稀盐酸反应生成的,所以FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是氧化铁,因此猜想1是正确的;
(2)FeCO3在氧气中高温灼烧生成氧化铁和二氧化碳气体,化学方程式为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;
(3)上述实验中a是多余的,无论是哪种猜想中的固体,溶于盐酸后溶液中都存在Fe3+,加入KSCN溶液后都会变红色,因此实验a不能判断固体的成分;
[总结与提升](1)碳酸氢钙中钙元素显+2价,碳酸氢根显-1价,其化学式为:Ca(HCO3)2;
(2)CO2使澄清石灰水变浑浊,是因为与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
(3)FeCl2能使高锰酸钾溶液褪色,而FeCl3不能,如果在实验b中观察到高锰酸钾溶液褪色,说明含有氯化亚铁溶液,不能确定是否含有氯化铁,就不能确定哪个猜想是正确的;华雪同学又对该实验进行了定量探究:取11.6g纯净的碳酸亚铁固体,在空气中高温灼烧至恒重,称得固体质量净减3.6g;假设生成的固体为氧化铁,设固体质量净减质量为x,
x=3.6g;假设成立,FeCO3和氧气充分反应后的固体成分是氧化铁。
【题目】下表是元素周期表中第2、3周期的元素,请回答有关问题。
2 | 3 锂 6.941 | 4 铍 9.012 | 5 硼 10.81 | 6 碳 12.01 | 7 氮 14.01 | 8 氧 16.00 | 9 氟 19.00 | 10 氖 20.18 |
3 | 11 钠 22.99 | 12 镁 24.31 | 13 铝 26.98 | 14 硅 28.09 | 15 磷 30.97 | 16 硫 32.06 | 17 氯 35.45 | 18 氩 39.95 |
(1)铝元素的相对原子质量为________________;
(2)下列各组具有相似化学性质的元素是_______________(填字母序号);
A B C D
(3)第8号元素与第13号元素的原子形成化合物的化学式为_______________;
(4)某粒子的结构如图,当时,该粒子的符号为_______________;