Question

17．科学探究是学习化学的重要途径．某化学兴趣小组的同学们进行了以下几个探究实验，请回答有关问题．
（1）探究1：燃烧条件的探究．
如图甲所示：将同样大小的乒乓球碎片和滤纸碎片放在薄铜片的两侧，加热铜片的中部，可以观察到乒乓球碎片先燃烧，可以得出燃烧的条件之一是温度需达到可燃物的着火点．
（2）探究2：烧碱变质情况的探究．
小帆同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖．对于该溶液是否变质，同学们进行了如下实验探究．
①小帆同学取一定量该氢氧化钠溶液，逐滴滴加稀盐酸，根据实验情况绘制出了图乙．由图乙可知，该氢氧化钠溶液已部分（填“部分”或“全部”）变质；请写出a～b段所发生反应的化学方程式．
②写出一个除去氢氧化钠中含有的碳酸钠的反应的化学方程式．
（3）探究3：探究氢氧化钠与硫酸铜反应后溶液中的溶质组成．
该化学兴趣小组的同学在做完硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应实验后，将浑浊液过滤，得到无色澄清的滤液．对滤液中溶质的成分，同学们进行了如下猜想：
猜想一：硫酸钠
猜想二：硫酸钠与氢氧化钠
猜想三：硫酸钠与硫酸铜
①经过讨论，同学们一致认为猜想三不成立，理由是硫酸铜溶液是蓝色的．
②请你选择一种可能的猜想，进行验证，简要写出实验步骤和现象．
（4）探究4：探究某赤铁矿石中氧化铁的质量分数．
为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小帆和他的同学用足量的一氧化碳与10g赤铁矿石样品充分反应（杂质不参与反应），并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收，氢氧化钠溶液总质量由100g变为106.6g．请计算：该赤铁矿石中氧化铁的质量分数．

Answer 1

分析 （1）可燃物燃烧需要同时具备两个条件：一是可燃物与氧气接触，二是温度要达到可燃物的着火点；
（2）根据氢氧化钠与稀盐酸反应不产生气体解答；
（3）根据硫酸铜溶液的颜色解答；
（4）根据硫酸钠的性质解答；
（5）利用反应前后氢氧化钠的增重即为二氧化碳的质量，结合分析图象可得二氧化碳的质量；根据二氧化碳的已知量，设出未知量三氧化二铁，利用化学方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，列比例式，即可求出三氧化二铁的质量，然后根据氧化铁的质量分数．

解答 解：（1）滤纸碎片和乒乓球碎片都与氧气接触，在加热过程中，由于乒乓球碎片的着火点较低，首先燃烧起来，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点．故填：乒乓球碎片先燃烧； 温度需达到可燃物的着火点；
（2）由图乙可知，气体是在滴加一定的盐酸后产生的，故该氢氧化钠溶液已部分变质；a～b段是碳酸钠与稀盐酸的反应，所发生反应的化学方程式为：
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑．．故答案为：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应后，将浑浊液过滤，得到无色澄清的滤液，所以一定不含硫酸铜，因为硫酸铜溶液是蓝色的；故填硫酸铜溶液是蓝色的；
（4）因为氢氧化钠显碱性，取少量溶液于试管中，滴加几滴酚酞试液，如变红，说明含有氢氧化钠，猜想二正确；故答案为
取少量溶液于试管中，滴加几滴酚酞试液，如变红，说明含有氢氧化钠，猜想二正确；
（5）二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故溶液的增重值即为二氧化碳的质量，由图象知，反应产生二氧化碳的质量为106.6-100.0=6.6g；
设赤铁矿石中氧化铁的质量为x，
3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
    160            3×44
     x             6.6g
$\frac{160}{x}=\frac{132}{6.6g}$
解得x=8g
样品中氧化铁的质量分数为$\frac{8g}{10g}$×100%=80%
故答案为：该样品中氧化铁的质量分数为80%．

点评 分析图表中数据时，要关注造成数据发生变化的原因，分析数据不再改变时所说明的问题，从而发现隐含条件．