Question

10．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、变红，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Ⅰ．
【实验Ⅰ】：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，在常温条件下不可能生成此类物质．
（4）小明有疑问：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．
【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．
【拓展探究】请再用一种方法证明黑褐色物质中含有铁单质：用磁铁来吸引该黑褐色固体，若磁铁上有残留的粉末，则说明该粉末中含有铁单质．

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；
【拓展探究】根据铁的性质可用磁铁来进行吸引，可以据此解答．

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；
【拓展探究】铁粉可以被磁铁吸引，所以可以用磁铁来吸引该黑褐色固体，若磁铁上有残留的粉末，则说明该粉末中含有铁单质．
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；
【拓展探究】用磁铁来吸引该黑褐色固体，若磁铁上有残留的粉末，则说明该粉末中含有铁单质．

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．