2.研究小组进行木炭还原氧化铁的探究活动.将木炭、氧化铁及试管充分烘干,并将木炭和氧化铁混合均匀、研磨.取适量上述混合物于试管中,用图1所示的装置加热(试管竖直向上,可使加热时的热量尽少散失).

【提出问题】实验结束后,试管中的剩余固体X含有哪些成分,质量分别是多少?
【查阅资料】
铁的氧化物被还原时,是从高价铁的氧化物逐级还原成低价铁的氧化物,最后还原成金属铁.铁的氧化物及其部分性质如下:
Fe2O3为红色固体; Fe3O4和FeO均为黑色固体.其中,Fe3O4具有很好的磁性,能被磁铁吸引.三种氧化物均不溶于水,但能溶于稀盐酸,分别发生如下反应:
Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H₂O
Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O
FeO+2HCl═FeCl2+H2O
黄色的FeCl3溶液中滴入无色的KSCN溶液,溶液变为红色,该实验常用于检验FeCl3;FeCl3溶液遇单质铁发生反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2,溶液变为浅绿色.
【猜想】固体X可能含有:①Fe  ②FeO  ③Fe3O4  ④Fe2O3   ⑤C
【实施实验】
目的:确定固体X的组成.
步骤操作主要现象结论
取部分冷却后的固体X倒在滤纸上,用磁铁充分吸引.部分固体被吸引到磁铁上可能有Fe或Fe3O4
取滤纸上的剩余固体少量,放入图2所示的试管a中,通入氧气,用酒精灯加热.固体剧烈燃烧,b中溶液变浑浊一定有C
另取滤纸上的剩余固体少量,放入试管中,加入足量的稀盐酸.无明显现象一定没有FeO和Fe2O3
取步骤I磁铁上的固体少量,放入试管中,逐滴加入稀盐酸.产生气泡.一定有Fe
在步骤IV所得溶液中逐滴加入KSCN溶液.溶液不变红色一定没有Fe3O4
【反思改进】
同学们讨论发现,用上述实验方法不能确定固体X中一定没有Fe3O4,理由是固体X中如果含有Fe3O4,步骤V中加盐酸后,由于铁与FeCl3反应生成FeCl2,遇KSCN溶液也不变血红色.
为确定固体X中是否含Fe3O4并测定其中各成分的质量,同学们又进行了以下实验:
步骤操作数据
重新取部分冷却至室温的固体X,称量其质量为m1m1=17.9g
将称量好的固体X全部放入图3所示的锥形瓶中,称量整套装置及药品的质量为m2;打开分液漏斗旋塞,放入足量稀盐酸后关闭旋塞,待没有气泡产生并恢复至室温,再次称量整套装置及药品的质量为m3m2=317.9g
m3=317.3.g
将锥形瓶中剩余的固体过滤、洗涤并干燥,称量其质量为m4m4=1.1g
【获得结论】
(1)为确定固体X中是否含Fe3O4,m1~m4中应该用到的数据有m1、m2、m3和m4
(2)固体X的成分及质量分别是C是1.1g,Fe是16.8g.
 0  162917  162925  162931  162935  162941  162943  162947  162953  162955  162961  162967  162971  162973  162977  162983  162985  162991  162995  162997  163001  163003  163007  163009  163011  163012  163013  163015  163016  163017  163019  163021  163025  163027  163031  163033  163037  163043  163045  163051  163055  163057  163061  163067  163073  163075  163081  163085  163087  163093  163097  163103  163111  211419 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网