Question

3．小红为大家做了一个“燃纸成铁”的趣味实验．将一张滤纸（组成元素为C、H、O）用FeCl₃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．小红告诉大家：黑褐色物质中含有铁单质．
【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗？
【探究过程】
（1）小红先从反应物分析，因为反应物中含有铁元素所以反应后可能生成铁单质．
（2）为获得实验证据，小红做了实验1．
实验1：将黑褐色物质放入稀盐酸中，发现有连续微小气泡产生．若黑褐色物质中含有铁单质，则反应的化学方程式为Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
（3）小明提出疑问：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，还可能是碳酸亚铁或者碳酸铁．小红通过查阅资料得知，在高温条件下不可能生成此类物质．
（4）小明仍有疑问：实验1中产生的气泡也可能是滤纸碳化后吸附的空气．
为此，小红又做了实验1的对比实验：将黑褐色物质放入蒸馏水中观察到有微小气泡产生但很快停止．证明实验1中的连续气泡确实是由铁单质与稀盐酸反应产生的．
（5）为进一步证明黑褐色物质中有铁单质，小红选择了某盐溶液又做了实验2．
实验2：将黑褐色物质放入硫酸铜溶液中，观察到黑褐色物质表面有红色固体产生也能证明黑褐色物质中有铁单质．
【得出结论】通过以上探究，证明黑褐色物质中确实含有铁单质．

Answer 1

分析 【探究过程】（1）根据质量守恒定律来进行解答；
（2）根据铁和盐酸反应的化学方程式进行解答；
（3）根据盐酸的性质可以知道，碳酸盐也可以和盐酸反应生成气体，可以据此解答；
（4）若滤纸碳化后吸附了空气，则在水中也能产生气泡，所有可以将该黑褐色固体加入蒸馏水中，观察气泡的持续性，即可完成判断；
（5）实验2：根据铁单质和硫酸铜溶液的反应生成红色的铜，现象较明显，可以据此来进行解答；

解答 解：【探究过程】（1）根据质量守恒定律可以知道，反应前后元素的种类不变，由于反应物中含有铁元素，所以可能生成铁单质；
（2）铁和盐酸反应生成了氢气和氯化亚铁，其反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）由于反应物中含碳元素和氧元素，而碳酸盐也能和盐酸反应生成气体，故该固体中可能含有碳酸亚铁或者碳酸铁；
（4）若滤纸碳化后吸附了空气，则在水中也能产生气泡，所有可以将该黑褐色固体加入蒸馏水中进行验证；
（5）实验2：铁的活动性比铜强，可以和硫酸铜溶液的反应生成铜，而铜为红色固体，所以可以将该黑褐色固体加入硫酸铜溶液中，若观察到黑褐色物质表面有红色固体产生，则说明含有铁；
故答案为：【探究过程】（1）反应物中含有铁元素；
（2）Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）碳酸亚铁或者碳酸铁；
（4）将黑褐色物质放入蒸馏水中；
（5）硫酸铜；黑褐色物质表面有红色固体产生；

点评 解答这类题目时，首先，赏析问题情景，找到实验探究的反应原理；再根据实验的反应原理，利用所取的样品进行实验探究，分析推断出该物质的组成成分即可；注意物质的性质的应用．