题目内容

【题目】某化学兴趣小组的学生研究过量的炭粉与Fe2O3在高温条件下反应的气体产物成分。探究过程如下:

(1)提出假设:气体产物全部是CO2。

(2)查阅资料:a.氮气不能与炭粉及Fe2O3反应。

b.高温下可以发生下列反应:2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ C+CO22CO

(3)设计方案:将一定量氧化铁在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应。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:如右图所示。

(5)实验操作:

①称量:反应前Fe2O3的质量3.20 g;炭粉的质量2.00g;玻璃管C的质量48.48 g。反应后玻璃管与残留固体共52.24 g。

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:若氧化铁与炭粉反应的气体产物全部是CO2,求3.20 g氧化铁完全反应时生成CO2的质量。(写出计算过程)

④根据实验数据计算实验中实际获得气体的质量。(写出计算过程)

(7)结论:原假设 (能、不能)成立,理由是 。

(8)兴趣小组成员小聪想到家里新换的水龙头。他从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,请你参与。

【作出猜想】

猜想1:Cr>Fe>Cu; 猜想2:Fe>Cu >Cr; 猜想3:你的猜想是 。

【查阅资料】

①铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。

②铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。

【设计与实验】

小聪同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸。

实验

试管1

试管2

试管3

实验

操作

实验

现象

铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色

铬片表面产生气泡较快,溶液变成为蓝色

铜表面无气泡

【结论与解释】

①小聪得到的结论是猜想 正确。

②实验前用砂纸打磨金属片的目的是 。

【知识运用】

将铬片投入FeSO4溶液中,反应 (填“能”或“不能”)进行。若能进行,请你写出化学方程式 。

【答案】(6)问题分析:①用酒精喷灯加热可以比用酒精灯加热获得更高的温度

②清除试管中的空气(氧气),防止碳粉与空气中的氧气发生反应

③理论计算:1.32 g ④实际获得气体的质量:(48.48g+3.20g+2.00g)-52.24 g=1.44 g

(7)结论:不能 因为生成的气体质量为1.44 g,大于1.32 g,故气体产物不完全为CO2,实际是C02和C0的混合物,原假设不能成立 (8)Fe>Cr>Cu

【结论与解释】① 1 ②除去氧化膜

【知识运用】能 Cr+FeSO4=CrSO4+Fe

【解析】

试题分析:(6)问题分析:①用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是:用酒精喷灯加热可以比用酒精灯加热获得更高的温度

②加热前先通一段时间氮气的目的是:清除试管中的空气(氧气),防止碳粉与空气中的氧气发生反应

③理论计算:根据化学方程式:3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑中Fe3O4与CO2的质量关系,即可计算出完全反应时生成CO2的质量

解:设CO2的质量为x

3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑

320 132

3.2g x

320:132=3.2g:x

x=1.32g

④根据质量守恒定律:化学反应前后,物质的总质量不变,结合实验数据计算实验中实际获得气体的质量=(48.48g+3.20g+2.00g)-52.24 g=1.44 g

(7)结论:原假设不能成立,理由是:因为生成的气体质量为1.44 g,大于1.32 g,故气体产物不完全为CO2,实际是C02和C0的混合物,原假设不能成立

(8)因为金属铁、铜的活动性强弱我们是一只的,故只要将Cr的活动性调换位置,故猜想3:Fe>Cr>Cu

【结论与解释】①根据实验现象:铬片表面产生气泡比铁片表面产生的气泡要更快,故得到的结论是Cr的活动性大于Fe,故猜想1正确

②实验前用砂纸打磨金属片的目的是:除去氧化膜

【知识运用】由于Cr的活动性大于Fe,故将铬片投入FeSO4溶液中,反应能进行,化学方程式为: Cr+FeSO4=CrSO4+Fe

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