题目内容

【题目】某化学兴趣小组根据图1所示进行模拟炼铁的实验,并对产物成分进行探究。

[初步实验结果]无色气体A不含有单质气体,黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种。

[猜想与假设]甲组同学认为无色气体A中可能有CO2CO.乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况:

假设一:只含有铁。

假设二:只含有碳。

假设三:_________

[实验与探究]

1)为验证甲组的猜想,大家按图2进行实验:

当看到实验I__________,实验Ⅲ中__________等现象时,可以确定甲组同学猜想正确。

2)为验证乙组中假设三能否成立,大家用物理和化学两种方法来进行探究。

实验方法

实验操作

实验现象

实验结果

物理方法

用磁铁靠近粉末

___________

假设三成立

化学方法

取少量黑色粉末B于试管中,加入过量的稀盐酸。

___________

假设三成立

写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式__________

[交流与反思]在做图2所示的实验时发现其存在一个缺陷,请指出来:___________

【答案】铁和碳 澄清石灰水变浑浊 黑色固体变红 有部分物质被吸引 部分黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变为浅绿色,有部分黑色固体剩余 没有进行尾气处理

【解析】

由题意无色气体A中可能有CO2CO,黑色粉末B含有两种单质铁和碳中的一种或者两种,除去假设一和假设二,假设三为含有铁和碳。

实验与探究:

1)为验证甲组同学猜想无色气体A中可能有CO2CO,按图2进行实验,I中澄清石灰水用于检验并吸收二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和二氧化碳,若有二氧化碳,澄清石灰水会变浑浊,II中浓硫酸用于吸收水分,中灼热的氧化铜用于检验一氧化碳,一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成二氧化碳和铜,若有一氧化碳,黑色固体会变成红色,因此当看到实验I中澄清石灰水会变浑浊,实验中黑色固体变成红色等现象时,可以确定甲组同学猜想正确。

2)根据实验结果假设三成立,可知黑色粉末B含有碳和铁两种单质,根据实验操作的原理可知,物理方法检验二者的原理是磁铁能吸引铁,不能吸引碳;化学方法检验二者的原理是铁与稀盐酸反应,碳与稀盐酸不反应,则有:

物理方法的实验现象为:有部分物质被吸引

化学方法的实验现象为:黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变为浅绿色,会有黑色固体剩余

黑色粉末B中加入过量的稀盐酸,碳与稀盐酸不反应,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为

交流与反思:

在做图2验证猜想无色气体A中可能有CO2CO的实验时存在一个缺陷,一氧化碳有毒,直接排放会污染空气,图中没有尾气处理装置,对未反应的一氧化碳进行处理。

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