题目内容
【题目】【2016年湖南省株洲市】要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分,请你参与华雪同学的探究:
【查阅资料】
①碳酸亚铁(FeCO3)具有还原性,在空气中灼烧生成的氧化物和CO2气体。
②FeO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。
③FeCl2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”或“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。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】【猜想与假设】固体成分是氧化铁和四氧化三铁
【结论与反思】(1)氧化铁 1
(2)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(3)b a实验已经证明了溶液中存在氯化铁,不存在氯化亚铁;b实验无法证明是否含氯化铁
【总结与提升】(1)Ca(HCO3)2(2)CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O(3)高锰酸钾溶液褪色 氧化铁
【解析】【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,故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,反应的化学方程式为:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。(3)上述实验中b是多余的,因为a实验已经证明了溶液中存在氯化铁,不存在氯化亚铁;b实验无法证明是否含氯化铁。
【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,反应的化学方程式为: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
4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 固体减少质量
464 320 464﹣320=144
11.6g 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】某校兴趣小组想亲身感受科学家的探究历程,他们选择了《空气中氧气含量的粗略测定》为探究内容。
(一)首先,他们分组进行讨论:
(1)甲组认为,选择的药品既要能消耗氧气,又不会与空气中的其他成分反应,而且生成物为固体。他们应该选择__________
A、蜡烛 B、硫粉 C、红磷
为了充分消耗容器中的氧气,药品的用量应保证_____________。
(2)乙组设计了如上图的实验装置, 为了确保实验的成功,首先应保证该装置____________良好。
(二)在充分讨论的基础上他们进行了实验。
(三)实验结束后,大家整理的实验数据如下:
组 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
集气瓶容积 进入水的体积 | 20/4 | 20/3.5 | 20/4 | 20/4 | 20/4 | 20/4.5 | 20/4 | - |
通过对实验结果的交流,大多数组的同学都验证出氧气约占空气总体积的____________。只有第8组同学没能得到数据,原因是由于他们用硫粉进行实验导致的,请写出硫燃烧的文字表达式__________________。
(四)、实验结束后,大多数组的同学都得出正确的结论,若实验中测得氧气的体积分数小于1/5(偏小),请写出两条可能的原因① ②
若实验中测得氧气的体积分数大于1/5(偏大),请写出一条可能的原因 。
【题目】水是生命之源,人类的日常生活与工农业生产都离不开水。
A.水的沸腾 | B.水的电解 | C.水的净化 |
(1)①如图所示的3个实验,A中水发生了 (填“物理”或“化学”)变化;水变成水蒸气的过程中,不发生变化的是 (填字母序号)。
A.分子质量 B.分子种类 C.分子间隔
②B中试管2内得到的气体为 ,该实验中发生改变的微粒是 ,保持不变的微粒是 ,生成的新微粒是 。写出这个反应的符号表达式 。
③C中活性炭的作用是 ,经过此净水器得到的水仍然不是纯水,若想得到纯水可采用的方法是 ;小卵石和石英沙的作用是 ;常用净化水的方法有:①过滤、②加明矾吸附沉降、③蒸馏、④消毒杀菌。要将混有泥沙的天然水净化为生活用的自来水。应选用的方法和顺序为 (填下面的选项)。
A.①②③④ B.②④①③ C.①③④ D.②①④
(2)硬水会给生产、生活带来许多不便。
①检验一份自来水水样是硬水还是软水的方法是向水样中加入 来鉴别。
②生活中可以通过煮沸的方法来降低水的硬度,硬水在煮沸过程中发生的化学反应之一是:碳酸氢钙碳酸钙+二氧化碳+水,该反应属于基本反应类型中的 反应。
(3)节约用水是每个公民的义务,下列用水方式应该提倡的是 (填字母序号)。
A.用漱口杯接水刷牙
B.不间断地边流水边洗衣
C.用淘米水、洗菜水浇花、冲厕所
D.用喷灌、滴灌的方法浇灌农田和园林