Question

同学们为了研究氧化铁能否在氯酸钾制取氧气的实验中起催化作用，进行了以下实验：
【实验一】氧化铁能否在氯酸钾制取氧气的实验中加快反应速率．

实验编号	KClO3/g	氧化物	产生气体的体积（mL）	耗时（s）
1	0.6	--	67	1 800
2	0.6	0.2g 二氧化锰	67	36.5
3	0.6	g氧化铁	67	89.5

（1）实验3中氧化铁的质量为

 

g，以上实验采用了

 

的实验方法．
（2）实验2反应的化学方程式为

 

．
（3）实验一得到的结论是

 

．
【实验二】为证明氧化铁是该反应的催化剂，同学们又完成了以下的实验：
【资料】氯酸钾和氯化钾均能溶于水．
Ⅰ．在实验3反应后的混合物中加足量的水溶解，过滤得到红色固体，洗涤干燥并用天平称量，质量为0.2g．
Ⅱ．将一定量的CO通入滤出的固体，按下面进行实验：

实验装置	实验现象	实验分析
	玻璃管中红色固体全部变黑	生成了铁
	锥形瓶中石灰水变浑浊	产生了二氧化碳

（4）写出玻璃管内发生反应的化学方程式

 

．
【实验结论】氧化铁能在氯酸钾制取氧气反应中起催化作用．
【实验反思】
（5）小华同学发现实验二（Ⅱ）中的实验装置从环保角度看有一个缺陷，改进的方法是

 

．
同时小华查阅资料发现一氧化碳还原氧化铁后剩余固体可能由氧化亚铁、四氧化三铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成．
为了研究剩余固体的成分，小红同学查阅了以下资料：

	铁粉	氧化亚铁	氧化铁	四氧化三铁
颜色	黑色	黑色	红色	黑色
磁性	有	无	无	有
与CO	不反应	反应	反应	反应
与稀盐酸	反应生成氯化亚铁和水		生成氯化铁和水	生成氯化亚铁、氯化铁和水
与硫酸铜溶液	反应	不反应	不反应	不反应

（6）小红同学认为剩余固体中一定没有氧化铁，原因是

 

．
（7）测定剩余固体的组成．

步骤	实验操作	实验现象	结论和解释
1	用磁铁吸引剩余固体		剩余固体中没有氧化亚铁．
2			剩余固体中只有铁粉．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,实验探究物质的组成成分以及含量,催化剂的特点与催化作用,金属的化学性质,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：【实验一】
（1）根据探究氧化铁能否在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率，所以质量应该和二氧化锰的质量相同进行解答；根据二氧化锰和氧化铁两种不同的氧化物对化学反应速率的影响进行解答；
（2）氯酸钾与二氧化锰在加热条件下生成氯化钾和氧气，写出反应的化学方程式；
（3）根据实验现象可知氧化铁能在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率进行解答；
【实验二】
（4）根据一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳进行解答；
【实验反思】
（5）根据CO有毒，缺少尾气处理装置解答；
（6）根据氧化铁的性质进行解答；
（7）根据铁的性质进行解答；

解答：解：
【实验一】
（1）探究氧化铁能否在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率，所以其质量应和二氧化锰的质量相同，所以实验3中氧化铁的质量为0.2 g，以上实验采用了对比的实验方法；
（2）氯酸钾与二氧化锰在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：2KClO3

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；
（3）由实验现象可知氧化铁能在氯酸钾制取氧气实验中加快反应速率；
【实验二】
（4）一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式3CO+Fe₂O₃高温2Fe+3CO₂；
【实验反思】
（5）CO有毒，缺少尾气处理装置，可以在锥形瓶右端的出气口处放一点燃的酒精灯，或连一个气球收集尾气；
（6）氧化铁固体是红色，而所得固体都是黑色，所以剩余固体中一定没有氧化铁；
（7）铁能被磁铁吸引，铁能和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，所以实验如下：

步骤	实验操作	实验现象	结论和解释
1	用磁铁吸引剩余固体	黑色固体全部被吸引	剩余固体中没有氧化亚铁．
2	向剩余固体中加入足量硫酸铜溶液	黑色固体全部变成红色	剩余固体中只有铁粉．

答案：
【实验一】
（1）0.2； 对比  
 （2）2KClO3

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑．
（3）氧化铁能在氯酸钾制取氧气的实验中加快反应速率
【实验二】
（4）3CO+Fe₂O3

高温  .

2Fe+3CO₂  
【实验反思】
（5）点燃尾气
（6）氧化铁固体是红色，而所得固体是黑色
（7）

步骤	实验操作	实验现象	结论和解释
1	用磁铁吸引剩余固体	黑色固体全部被吸引	剩余固体中没有氧化亚铁．
2	向剩余固体中加入足量硫酸铜溶液	黑色固体全部变成红色	剩余固体中只有铁粉．

点评：此题考查了实验室制氧气的化学方程式的书写及氧化铁做氯酸钾反应的催化剂的实验探究，所考查知识面较广，能考查学生的探究知识的能力．