题目内容
化学课上老师为大家做了一个“燃纸成铁”的趣味实验,将一张滤纸(组成元素为C、H、O)用FeC13浓溶液润湿,在酒精灯上烘干后点燃,滤纸变黑、红热,最终生成黑褐色物质.老师告诉大家:黑褐色物质中含有铁单质.聪明的小明对此进行了如下探究:
【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗?
【探究过程】
Ⅰ小明先从反应物元素组成分析,认为:因为 ,所以反应后可能有铁单质生成.
Ⅱ(1)为获得实验证据,小明做了实验1.
实验1:将黑褐色物质放入稀盐酸中,发现有连续微波气泡产生,若黑褐色物质中含有铁单质,则反应的化学方程式为 .
(2)小刚提出疑问是:由反应物的组成分析,能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质,还可能是 (填化学式).
小明查阅资料得知,在高温条件下不可能生成此类物质.
(3)为进一步证明黑褐色物质中有铁单质,小明又做了实验2.
实验2:将黑褐色物质放入 溶液中,观察到 .
【得出结论】通过以上实验探究,证明黑褐色物质中确实含有铁单质.
Ⅰ:反应物FeC13中含有铁元素;Ⅱ(1)Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;(2)FeCO3;(3)CuSO4 有红色物质生成
解析
(9分)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。
(1)赤铁矿在自然界中储藏丰富,其主要成分的化学式是 。
(2)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。在Fe3O4中存在两种不同价态的铁离子,其中1/3是Fe2+,2/3是Fe3+。请写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式 。
(3)工业上主要采用高炉炼铁,常用到的原料有铁矿石、焦碳、石灰石和空气。其中,焦碳的作用是 。(仅答一点)
(4)由于铁的氧化物中Fe3O4和FeO均为黑色,实验室用CO还原Fe2O3得到的铁中是否会含有Fe3O4和FeO,某同学设计了下列探究实验。
资料:FeCl3溶液与铁发生的反应是2FeCl3+Fe=3FeCl2,但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应;含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用该反应可检验Fe3+的存在。
【提出问题】CO还原Fe2O3得到黑色产物的成分是什么?
【猜 想】
猜想l:Fe 猜想2:Fe和Fe3O4;
猜想3:Fe和FeO; 猜想4: 。
【实验探究】限选试剂:C0、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
Ⅰ取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后过滤,对过滤所得固体用蒸馏水洗涤。 | 黑色固体部分溶解。 | 猜想2和4都 不成立。 |
Ⅱ , 。 | 黑色固体全部溶解,溶液 不变红色。 | |
Ⅲ另取少量黑色产物装入玻璃管中,通入C0,一段时间后加热,并将反应后的气体通入装有一定量的 的烧杯中。 | 。 | 猜想l不成立, 猜想3成立。 |
(6分)在化学课上,甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么?
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是 ,白色物质可能是Na2O或Na2CO3或 ,乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的,其理由是: 。
【查阅资料】氧化钠为白色粉末,溶于水生成氢氧化钠: Na2O+H2O ="=" 2NaOH
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。
实验方案 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
方案1 | 取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 | 溶液变成红色 | 白色物质 为Na2O |
方案2 | ①取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 | 出现白色沉淀 | 白色物质 是 。 |
②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 | 无明显现象 |
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为: 。
某兴趣小组同学电池中物质的成分,将电池剥开时闻到异味且发现有黑色物质。
【提出问题】为什么有异味?黑色物质的成分是什么?
【网络搜索】干电池成分有二氧化锰、铁粉及铵盐等物质;
【实验探究】同学们分别设计实验进行探究。
实验Ⅰ.小婧取适量黑色物质与 混合置于研钵内研磨,听嗅到氨味,再用湿润的红色石蕊试纸检测,试纸变蓝,证明黑色物质中含有铵盐。
实验Ⅱ.小清用一种物理方法发现黑色物质中不含铁粉,他采用的方法是 ;
实验Ⅲ.小明将黑色物质加入适量的水中搅拌,静置后过滤,取滤渣进行实验。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
①将适量黑色滤渣装入试管中,再加入过氧化氢溶液 | | 有气体生成 |
②立即向上述试管中 | 木条复燃 | 该气体是氧气 |
【交流讨论】大家对小明的结论提出了质疑。
(1)小莹认为若要证明黑色物质中一定含有二氧化锰,必须验证二氧化锰的质量和 在反应前后都没有发生变化;
(2)小仪认为除了小莹考虑的因素外,另一个原因是氧化铜等黑色物质对过氧化氢分解有催化作用。
【结论与反思】(1)干电池中一定含有铵盐,可能含有二氧化锰,一定不含有铁粉。
(2)面对网络信息,我们要去伪存真,不应盲从。
(11分)某校学生用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水.请你帮他完成下列实验探究.【进行实验】
操作步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
分别用A,B,C三支试管取样,然后各加入适量碳酸钠溶液 | A中 B中 C中 | A中的物质是食盐水 B中的物质是稀盐酸 C中的物质是澄清石灰水 |
【发现问题】如何处理上述废液才能减少对环境的污染?
【思考与分析】应先对废液中的溶质成分进行探究,后制定方案.
【实验与探究】
(1)该同学将所有废液倒入洁净烧杯中,静置后得到上层清液.
(2)取少量清液加入足量的氯化钡溶液(中性),出现白色沉淀,静置后向溶液再滴加几滴无色酚酞溶液,溶液变为红色.由此现象说明甲同学所得上层清液中一定含
有 ,一定没有 。(填物质名称)
【方法和应用】以上探究的结论启示我们,处理上述废液的正确方法是 .
(8分)实验室中有一瓶标签受损的无色液体,如图所示。
这瓶无色液体是什么呢? 实验员老师告诉大家,该液体只能是硫酸钠溶液、
氯化钠溶液和蒸馏水中的一种。
(1)大家讨论后一致认为不可能是蒸馏水,理由是 。
(2)为确定该液体成分,同学们继续进行了如下实验探究,请完成实验报告:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 没有沉淀产生。 | 该液体不是硫酸钠溶液。 |
| | 该液体是氯化钠溶液。 |