高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是 。
(2)探究生成的气体是什么? 用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______________。写出该反应的化学方程
式 。
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】
| 常见铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
| 颜色、状态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
| 能否被磁铁吸引 | 否 | 否 | 能 |
| 与盐酸反应 | FeCl2+H2O | FeCl3+H2O | FeCl2+ FeCl3+H2O |
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是 ;猜想二:剩余固体________。
【实验探究】(每空2分)
| 实验操作 | 实验现象及结论 |
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为_______________________。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是_______________________________。
(4)若反应前称得铁的质量为2.1g,高温下,铁与水反应结束称得固体质量为2.8
g则剩余固体成分是 。(通过计算说明,要求写出计算过程)
在实验课中,各小组作了如下实验:
| 实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 实验操作 |
|
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|
实验后,同学们按老师要求将废液都倒在指定的大烧杯中,小科猜想该烧杯中的废液可能有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁…,应该可以从中提炼出铁和铜.经思考后,他设计了如图所示的实验,并设法使滤液甲和乙所含的溶质相同.
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则固体C是 ,操作③的名称是 ,实验中所加的过量金属粉末是 .
钢铁工业是国家工业的基础。
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⑴工业上若采用的铁矿石的主要成分为氧化铁,则炼铁的主要反应原理为 (用化学方程式表示),其所用的设备为 ,生铁出口低于炉渣出口的原因是
。
⑵某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,对固体产物成分等进行探究。
【设计实验】 用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如图。
【进行实验】
该小组按上述实验设计进行实验,实验时应先 (填“通入 一氧化碳”或“点燃酒精灯”),目的 是: 。
测得下列数据:
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末 的总质量66.0g(玻璃管的质量为
60.0g);
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g(冷却到室温称量)。
【分析与讨论】 本实验中,玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小
明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家提出查阅资料。
【查阅资料】
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。
③
| 物质 | 四氧化三铁 | 氧化亚铁 | 氧化铁 | 铁粉 |
| 颜色 | 黑色 | 黑色 | 红色 | 黑色 |
| 能否被磁铁吸引 | 能 | 不能 | 不能 | 能 |
【实验与猜想】
①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有 和 。
②进行猜想:黑色固体粉末可能 a.全部为铁 b. c.
【得出结论】 通过实验中获得的数据进行计算,得出黑色固体粉末为 ▲ 。
【反思与评价】
①一氧化碳还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高温度和 。
②实验装置图中采用虚线框内的装置,其作用有 和 等。