题目内容

【题目】实验课上,某小组同学在老师的指导下用碳粉还原氧化铁,实验结束后,发现试管中残留黑色固体,同学们对此产生了浓厚的兴趣,于是进行下列探究:

〖提出问题〗反应后试管中剩余的黑色固体是什么?

〖查阅资料〗常见铁的氧化物部分性质如下表所示:

常见铁的氧化物

Fe粉

FeO

Fe2O3

Fe3O4

与酸反应能否溶解

颜色

能否被磁铁吸引

〖猜想与假设〗甲同学:FeO和C 乙同学:Fe和C 丙同学:Fe和Fe2O3 丁同学:Fe和Fe3O4

__________ 同学的猜想提出后,即被小组其他的同学否定,原因是____________

〖验证实验〗小组同学按照下列方案进行实验:

实验步骤

实验现象

实验结论

用磁铁吸引该黑色固体

黑色固体被吸引

____同学猜想不正确

取适量反应后的黑色固体于试管中,并向其中加入足量的稀盐酸

_____________

乙同学猜想正确

〖实验反思〗已知碳粉还原氧化铁还会产生CO2,写出该反应的化学方程式_______________

【答案】 氧化铁是红色固体 黑色固体部分溶解,产生气泡,溶液由无色变成浅绿色 3C+ 2Fe2O3 4Fe + 3CO2

【解析】

猜想与假设

甲同学:FeOC 乙同学:FeC 丙同学:FeFe2O3 丁同学:FeFe3O4

丙同学的猜想提出后,立即被小组中其他同学否定,原因是反应后试管中剩余的黑色固体,而氧化铁是红色固体

验证实验

C、FeO不能被磁铁吸引,用磁铁吸引该黑色固体,黑色固体被吸引,说明甲同学猜想不正确;

铁与盐酸反应生成可溶、浅绿色的氯化亚铁溶液和氢气,C不与盐酸反应。若乙同学猜想正确,取适量反应后的黑色固体于试管 中,并向其中加入足量稀盐酸,出现的实验现象是黑色固体部分溶解,产生气泡,溶液由无色变成浅绿色,实验过程如下所示:

实验步骤

实验现象

实验结论

用磁铁吸引该黑色固体

黑色固体被吸引

甲同学猜想不正确

取适量反应后的黑色固体于试管中,并向其中加入足量的稀盐酸

黑色固体部分溶解,产生气泡,溶液由无色变成浅绿色

乙同学猜想正确

实验反思:

已知碳粉还原氧化铁还会产牛CO2,即高温条件下氧化铁和碳反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:3C+ 2Fe2O3 4Fe + 3CO2↑。

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请回答:

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(2)该反应的文字表达式为_______

(3)数显设备显示,开始一段时间集气瓶内气体压强上升,这是因为温度升高导致的气压变化量_____(选填”大于”、“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量。

(4)基于数显设备显示的气压变化,“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到_____所经历的时间。

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