题目内容
【题目】杨敏在实验室进行CO还原氧化铁的实验采用酒精灯加热(图A)与书本实验(图B)现象相同,发现在得到的黑色粉末中加稀盐酸,没有气泡产生,杨敏就图A实验中反应后得到的黑色粉末的成分进行了如下探究。
(查阅资料)①铁粉及铁的几种常见氧化物的颜色及部分性质。
物质 | 铁粉 | Fe2O3 | Fe3O4 | FeO |
颜色 | 黑色 | 红棕色 | 黑色 | 黑色 |
能否被磁铁吸引 | 能 | 不能 | 能 | 不能 |
②实验室酒精灯的温度为400﹣500℃,酒精喷灯的加热温度在1000℃左右。
③当温度高于300℃以上,Fe2O3容易被还原成Fe3O4;当温度高于600℃以上,Fe3O4容易被还原FeO;当温度高于700℃以上,FeO容易被还原成Fe;
(提出问题)图A实验得到黑色粉末的成分是什么?
(提出猜想)黑色粉末的成分是:①FeO、Fe3O4②FeO③Fe3O4;④FeO、Fe3O4、Fe2O3。
(分析与评价)猜想_____错误,理由是_____。
(1)装置A有一处明显错误,该错误是_____。
(2)请写出澄清石灰水中发生的反应的化学方程式_____。
(3)由对比实验可知,还原氧化铁的实验产物与_____有关。
(实验设计)将图A实验得到黑色粉末倒在一表面皿中,用磁铁接触黑色粉末,出现_____现象,说明猜想②正确。
(4)实验B最后得到的黑色固体可能是Fe和Fe3O4,中的一种或两种。小海设计如下实验探究其成分,请帮助他完成该探究过程。
(探究过程)①定性研究:取少量的图B实验得到的黑色粉末于一试管中,加入适量的硫酸铜溶液,充分振荡,出现_____现象,证明黑色固体中有铁。
②定量研究:取B实验得到的黑色固体20g,设计如图C实验:试推测黑色固体的成分是_____。
③有同学试图通过反应前后固体质量的变化来确定黑色固体的成分,你认为可行吗?(假设氧化铁在反应中完全反应)_____(填“行”或“不行”)理由是_____。
【答案】④; Fe2O3是红棕色 没有处理尾气 Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O 温度。 黑色固体不能被吸引 析出红色固体,溶液由蓝色变成浅绿色 铁、四氧化三铁 可行; 根据氧化铁质量可以计算铁元素质量,如果剩余固体质量和铁元素质量相等,则黑色固体是铁,如果剩余固体质量大于铁元素质量,则黑色固体是铁和四氧化三铁
【解析】
分析与评价:猜想④错误,理由是Fe2O3是红棕色。
(1)装置A的尾气中有有毒的一氧化碳,该装置没有处理尾气,一氧化碳扩散到空气中会污染环境。(2)澄清石灰水是氢氧化钙溶液,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,发生反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。(3)由对比实验可知,还原氧化铁的实验产物与温度有关,即温度不同时生成物不同。
实验设计:
将图A实验得到黑色粉末倒在一表面皿中,用磁铁接触黑色粉末,黑色固体不能被吸引,说明黑色粉末中不含有铁和四氧化三铁,说明猜想②正确。
探究过程:
①金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来,硫酸铜溶液是蓝色,硫酸亚铁溶液是浅绿色,所以加入适量的硫酸铜溶液,充分振荡,析出红色固体,溶液由蓝色变成浅绿色,证明黑色固体中有铁。
②设黑色固体中铁的质量为x,
=,解得 x=5.6g,
所以黑色固体是铁和四氧化三铁的混合物。
③可行,理由是:根据氧化铁质量可以计算出铁元素质量,如果剩余固体质量和铁元素质量相等,则黑色固体是铁,如果剩余固体质量大于铁元素质量,则黑色固体是铁和四氧化三铁。
【题目】某同学欲探究市售“双钙防蛀”牙膏、“皓清”牙膏和牙粉的主要成分。
(查阅资料)
牙膏和牙粉均是由摩擦剂、活性剂、香料等成分构成。
常用的摩擦剂有极细颗粒的碳酸钙或水合硅酸等
牙膏和牙粉中除了碳酸钙以外,其它物质均不与稀盐酸反应产生气体。
(实验一)探究“两种牙膏和牙粉中是否都含有碳酸钙?
步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
① |
如图所示,取三只试管分别加入适量待测样品,再分别加入适量稀盐酸。 | A试管中无明显变化, B和C试管中有无色气体生成。 |
② | 将B和C试管中生成的无色气体通入澄清石灰水。 | 现象Ⅱ:澄清石灰水变浑浊。 |
现象Ⅱ中澄清石灰水变浑浊对应的化学方程式______
实验结论:______。
(实验二)比较样品中碳酸钙的含量
步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
① |
组装两套如图装置进行实验。分别称取等质量的双钙防蛀牙膏和牙粉,放于锥形瓶中。并在分液漏斗中分别加入等质量的稀盐酸。 | |
② | 打开分液漏斗注入一定量稀盐酸,然后关闭活塞。 | 有气泡产生。 |
③ | 待②反应结束后,再打开分液漏斗,注入一定量稀盐酸,然后关闭活塞。 | 无明显现象 |
④ | 称量反应后装置及药品的总质量并加以比较 | 加入“双钙防蛀”牙膏的装置及药品的总质量大于加入牙粉的装置及药品的总质量 |
实验结论:______
步骤③的作用是:______。
(反思)
若不改动原有装置和基本步骤,要测定牙粉中碳酸钙的质量分数,还应测定的数据有:______
小明认为该实验前不需要测定装置的气密性,请你说明其原因______。
(实验三)取一定量的牙粉做如图1实验,实验的实验记录如下表中数据在相同温度、相同压强条件下测定:
时间 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
注射器读数 |
根据以上实验过程和数据综合分析,最终生成的体积是______mL,理由是______。
若在该条件下的密度为,根据数据求该牙粉中钙元素的质量______克
(实验四)利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的牙膏原材料碳酸钙与稀盐酸反应的速率。某同学倾斜锥形瓶,使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应,测得瓶内气压随时间的变化如图2所示。
下列有关说法正确的是______填字母序号。
A.对比分析a、b点可知,曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应
B.对比分析c、d点可知,相同的气压时,碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快
C.碳酸钙粉末产生的质量多