题目内容

在实验探究课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末是铜粉和氧化铁粉末中的一种.同学们为了确定该粉末的成分,进行如下探究.请你参与他们的探究并回答问题.
(1)【提出问题】
假设l:红色粉末是铜粉;
假设2:红色粉末是氧化铁粉;
(2)【设计实验方案】
同学们对实验作了如下设想和分析:取少量红色粉末放入硬质玻璃管中,通入一氧化碳片刻后加热至充分反应.
(3)【进行实验】
通过实验及分析,确认假设2成立.则实验中出现的现象为
 
.
(4)【反思与评价】
①实验过程中,硬质玻璃管内发生的化学反应方程是
 
.
②实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是
 
.
③从环保角度看,上面的实验装置有不足之处,请你对该装置进行改进,具体措施是
 
.
(5)【拓展】
为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱,你认为可选用下列试剂中的
 
(填序号).
A.硝酸银溶液    B.稀盐酸    C.氯化锌溶液
(6)计算:某钢铁厂日产含3%杂质的生铁2240t,则需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨?
考点:实验探究物质的组成成分以及含量,一氧化碳的化学性质,金属活动性顺序及其应用,含杂质物质的化学反应的有关计算,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题:科学探究
分析:(3)根据题意,对红色粉末为氧化铁粉,根据实验结论,分析支持结论应该出现的实验现象;
(4)考虑一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,考虑一氧化碳的可燃性,对实验装置的操作进行解释及对存在问题进行改进;
(5)根据铁和铜的化学性质分析选择的试剂;
(6)根据化学变化前后元素质量不变,生铁中所含铁的质量与赤铁矿石中所含铁元素质量相等,利用这一等量关系解决本问题,其中赤铁矿石中铁元素质量即铁矿石中氧化铁所含铁元素的质量.
解答:解:
(3)通过实验及分析,确认假设2成立:红色粉末是氧化铁粉.则实验中出现的现象为;氧化铁在高温下可与一氧化碳反应生成黑色铁粉和二氧化碳,充分反应后,红色粉末变黑色,澄清石灰水浑浊;
(4)①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式是:3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2;
②实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是防止一氧化碳不纯,发生爆炸;
③一氧化碳气体有毒,直接排放到空气中会造成空气污染,可把尾气进行燃烧或收集,在b处用酒精灯点燃,或用塑料袋(气球)收集;
(5)金属铁和铜都可与硝酸银溶液反应;只有铁与盐酸反应生成氢气,而铜不能与盐酸反应,故B可验证铁的活动性比铜强;而铁和铜都不能与氯化锌溶液反应,故C不能验证铁和铜的活动性;故选:B.
(6)设需要含Fe2O380%的赤铁矿石为x.
则2240t×(1-3%)=x×80%×
56×2
160
×100%,解得x=3880t,故答案为:3880t.
故答案为:
(3)红色粉末变黑色,澄清石灰水浑浊;
(4)①3CO+Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe+3CO2;
②Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
③在b处用酒精灯点燃,或用塑料袋(气球)收集尾气.
(5)B.
(6)3880t.
点评:注意:氧化铁与一氧化碳反应生成铁,铁粉是黑色的,二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,解答本题时还要要注意3%为生铁中所含杂质的质量分数,而生铁中铁的质量分数应为1-3%;80%为铁矿石中氧化铁的质量分数而非铁的质量分数.
练习册系列答案
相关题目
某校化学学习小组的同学对教科书上“空气中氧气含量测定实验”开展进一步探究.
[提出问题]
1、可用于“空气中氧气含量测定实验”的药品只能是红磷吗?什么样的药品可以作为该实验的反应物?
2、可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置除了课本中提及的,还有其它装置吗?
3、改进装置和药品,能使一些在一般条件下不能用于测定空气含量的物质也能测定氧气的含量吗?
[作出猜想]猜想1  一定还可用其它的物质测定空气中氧气含量,如镁条.
猜想2  可用于“空气中氧气含量测定实验”的装置不止这一种,但都须满足一定的条件.
[查阅资料]甲同学查阅资料获知:(1)“镁在空气中燃烧不仅与氧气反应,还与氮气和二氧化碳反应”;(2)“引火铁”(极细的铁粉)是一种准纳米材料,这种铁粉具有很高的反应活性,它在空气中受热很容易燃烧;(3)白磷与红磷的化学性质有相似之处,白磷在40℃左右便能燃烧,红磷在240℃才能燃烧.
[分析论证]甲同学觉得如果用蜡烛、硫粉、木炭在空气中燃烧做此实验将产生很大误差,理由是
 
.乙同学觉得用铁丝也不行,理由是
 
.
根据甲同学查阅的资料,若用镁条代替红磷,测得的氧气的体积含量应该
 
(填“大于”或“小于”“等于”)空气体积的
1
5
.
[得出结论]根据甲同学查阅的资料及上述分析,请归纳:在测定空气中氧气含量的实验中,应考虑所用药品和生成物的条件:
①
 
,②
 
,③
 
.
[反思改进]乙同学根据查阅到的不同装置,结合甲同学查阅的资料与分析,设计了如下实验方案(包括装置及药品):

其中,不适宜在较短时间内测得空气中氧气含量的一种方案是
 
,理由是
 
.在其余的五种实验方案中,能有效防止装置内的空气因受热膨胀而外逸的有
 
.这5种方案,其原理都相似:
 
.

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