题目内容
4.同学们知道铁的化学性质比较活泼,能与氧气、酸、CuSO4溶液等多种物质发生化学反应.化学兴趣小组在课外资料中发现,铁和Fe2O3竟然也能发生化学反应.【提出问题】铁和Fe2O3反应的产物是什么?
【查阅资料】①在FeO、Fe2O3、Fe3O4中,Fe2O3是红棕色,其余都是黑色;FeO在空气中会很快被氧化成Fe2O3;只有Fe3O4有磁性.②二氧化碳可用作该反应的保护气.③铁的氧化物都能与酸溶液反应.
猜想与假设】根据质量守恒定律,请你猜想铁和Fe2O3反应的产物:
①只有FeO;②只有Fe3O4;③FeO和Fe3O4.
【进行实验】(1)按如图装好药品(铁粉过量),连好仪器(装入药品前已检查装置的气密性).
(2)轻推注射器活塞通入二氧化碳,估计玻璃管里空气排净,停止通入二氧化碳.
(3)点燃酒精喷灯加热药品,等到固体粉末全部变黑,再熄灭酒精喷灯.
(4)当长柄V形玻璃管冷却至室温时,检验黑色粉末成分.检验过程如下:
| 检验操作及现象 | 检验结果 | |
| a | 黑色粉末暴露在空气中不变色 | 黑色粉末中一定没有FeO |
| b | 用磁铁靠近,黑色粉末能完全被吸引. | 黑色粉末中一定含有铁和FeO |
| c | 取少量的黑色粉末装入试管,滴加足量的CuSO4溶液,出现红色固体,充分反应后仍残留少许黑色粉末. | 确认猜想②正确 |
【反思评价】(1)实验结束,向V形管中的液体里滴入石蕊试液,变为红色.接下来,再微热V形管中的液体,发生反应的化学方程式是H2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2O+CO2↑.
(2)本实验中的保护气,既能用二氧化碳气体,也能用氮气.
分析 【猜想与假设】根据题干信息进行分析;
【进行实验】该实验应该在无氧环境中进行,根据实验现象和分析结论;
【探究结论】根据题干信息以及化学方程式的书写方法来分析;
【反思评价】(1)二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸不稳定,加热易分解;
(2)选择化学性质稳定的气体即可.
解答 解:【猜想与假设】根据质量守恒定律,铁和Fe2O3反应的产物还有可能是氧化亚铁与四氧化三铁的混合物;故填:FeO和Fe3O4;
【进行实验】(2)注射器中的二氧化碳是为了将玻璃管内的空气完全排净;故答案为:排净;
(4)黑色粉末暴露在空气中不变色,说明一定没有氧化亚铁;铁能置换出硫酸铜的铜,铜是红色的,因为黑色粉末部分能被磁铁吸引,则含有四氧化三铁;
故答案为:
| 检验操作及现象 | 检验结果 | |
| a | 黑色粉末暴露在空气中不变色 | 黑色粉末中一定没有FeO |
| b | 用磁铁靠近,黑色粉末能完全被吸引. | 黑色粉末中一定含有铁和FeO |
| c | 取少量的黑色粉末装入试管,滴加足量的CuSO4溶液,出现红色固体,充分反应后仍残留少许黑色粉末. | 确认猜想②正确 |
【反思与评价】(1)二氧化碳与水反应生成了碳酸,滴加紫色的石蕊试液变红,碳酸在加热的条件下分解为二氧化碳和水;故填:红;H2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2O+CO2↑;
(2)氮气和稀有气体的化学性质都很稳定,可以代替二氧化碳气体;故填:氮气(或氦气或稀有气体).
点评 化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分,也是进行分析推理得出结论的依据,掌握物质的性质和相互之间的反应关系,有助于提高观察实验、进行实验的能力.所以,对化学实验不仅要认真观察,还应掌握设计实验、观察实验现象的方法.
练习册系列答案
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