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某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究,该红色粉末可能由Cu、Fe2O3两种固体中的一种或两种组成.
[提出猜想]红色粉末可能是:
①Cu
②Fe2O3
③Cu和Fe2O3
[查阅资料]
(1)白色无水CuSO4遇水变蓝
(2)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu
2FeCl2+CuCl2
[实验探究]
[甲组同学]
定性检测该红色粉末的物质组成
(1)小云取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,充分振荡后观察,发现固体全部溶解,得有色溶液.则猜想________一定不成立,其中一定发生反应的化学方程式为________.
(2)小伟向小云得到的有色溶液中插入一根洁净的铁丝,反应充分后,观察到________
现象,得出猜想③成立.
[乙组同学]:
定量测定该红色粉末中氧化铁的质量分数
实验步骤:小晨称取该红色粉末5.0 g装入硬质玻璃管中,按下图进行实验.开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再高温加热使其充分反应.待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却.反应前后称量相关物质的总质量(装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计),其数据如下表:
[交流讨论]
(1)在装置A中先通CO气体的目的是________.A装置中发生反应的化学方程式为________.
(2)根据上述表格中的实验数据计算:红色粉末中氧化铁的质量分数为________.
(3)从环保角度看上述装置有严重不足之处.你认为应该如何改进?________.
[拓展延伸]对实验后B装置洗气瓶内溶液中是否有NaOH剩余做进一步探究
实验步骤:小渊同学取该洗气瓶内溶液50克,逐滴加入质量分数为7.3%的稀盐酸至无气泡冒出为止,共用去稀盐酸60克,所得溶液质量为107.8克.试计算:
(1)该洗气瓶内溶液中碳酸钠的溶质质量分数.
(2)50克该洗气瓶内溶液中剩余的氢氧化钠质量为________克.
(1)提出假设:气体产物全部是CO2.
(2)查阅资料:a.氮气不能与碳粉及Fe2O3反应.
b.高温下可以发生下列反应:
2Fe2O3+3C
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(3)设计方案:将一定量氧化铁在隔绝空气的环境下与过量碳粉充分反应.用实验中实际测得产生气体的质量,与理论计算得到的CO2的质量进行比较.
(4)实验装置:如图所示.
(5)实验操作:
①称量数据:反应前Fe2O3的质量3.2g;碳粉的质量2g;玻璃管C的质量48.48g.反应后玻璃管与残留固体共52.24g.
②加热前先通一段时间氮气,再夹紧弹簧夹T,点燃酒精喷灯加热.
(6)问题分析:
①用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是
②加热前先通一段时间氮气的目的是
③理论计算:根据氧化铁与碳粉反应的化学方程式计算3.2g氧化铁完全反应时生成二氧化碳的质量.
④根据化学式计算CO2中碳元素与氧元素质量比.
⑤根据实验数据计算实验中实际获得气体的质量.
(7)结论:(要求简述获得结论的理由)
(1)甲图实验过程中,先要进行的是
(2)甲图中硬质玻璃管里发生反应的现象是
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(3)甲图中实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯,其作用是
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(4)乙图中高炉炼铁时焦炭的作用是
(5)为什么乙图中出铁口低于炉渣出口?
(6)化学兴趣小组的同学为了测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数.
某同学取一定质量的赤铁矿粉与过量的木炭粉混合后,用图2所示装置以合理的操作步骤测定(氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体).
①实验中持续通入干燥氮气.加热前缓缓通入一段时间,其作用是
②停止加热前是否需要先断开a和b的连接处以防止倒吸?为什么?
(7)试计算:我国铁矿石资源比较丰富,某钢铁厂用1000t 含氧化铁80% 的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96% 的生铁的质量是多少?(保留一位小数)