题目内容
一位学生对铁与氧化铁反应后的产物进行探究。
(1)提出假设
假设1:产物为FeO;
假设2:__________________。
(2)查阅资料
该学生通过查阅资料得知:在铁的三种氧化物中,四氧化三铁最稳定,氧化亚铁最不稳定,常温下极易被氧气氧化成氧化铁(颜色由黑色变成红色)。
通过查阅资料可以得出的初步结论为_________________________________。
(3)进行实验
该学生设计了如下装置进行铁与氧化铁反应的实验。请你帮助他将实验步骤补充完整。![]()
按如图装置连接好仪器(暂不装入药品),___________________ ____。
②称取1 g还原性铁粉和5 g氧化铁粉末,混合均匀后平摊在玻璃管中部。
③松开两个弹簧夹,_______________________________________________,
即可夹上弹簧夹a,并开始加热药品。
④大约4分钟左右,棕色粉末全部变黑;再夹上弹簧夹b,然后停止加热,等到玻璃管冷却至室温,倒出黑色粉末。
(4)现提供如下药品,验证实验得到的黑色粉末的成分。磁铁、稀盐酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、试管、胶头滴管。
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| | |
(5)实验结论:铁与氧化铁反应的化学方程式为___________________________
(1)产物为Fe3O4
(2)Fe与Fe2O3反应的产物为Fe3O4(表述合理即可)
(3)①夹上弹簧夹a,松开弹簧夹b,微热玻璃管,若导管口有气泡冒出,停止加热一段时间后,导管中形成一段水柱,则装置不漏气 ③通入纯净干燥的二氧化碳气体,待玻璃管里的空气被排完了
(4)实验步骤 预期现象和结论 步骤1:用磁铁靠近黑色粉末 黑色粉末在空气中不变色,且能被磁铁全部吸引,说明黑色粉末中没有FeO 步骤2:取少量黑色粉末,放入试管中,加入稀盐酸,振荡使粉末溶解,然后滴入几滴KSCN溶液 有气泡冒出,溶液变红色,说明铁粉过量,生成物为Fe3O4
(5)Fe+4Fe2O3
3Fe3O4
解析
绿矾是一种重要的化工原料。
【问题1】绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置,容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况,某化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
实验准备:取少量绿矾样品,用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
(1)方案1:取少量溶液,加入几滴 试剂(写化学式),如果观察到的现象是溶液变血红色;实验结论:证明绿矾样品已被氧化。
(2)方案2:取少量溶液,加入几滴酸性KMnO4溶液,如果观察到的现象是 。实验结论:证明绿矾样品完全被氧化。
(3)使用FeSO4时,如要防止Fe3+的干扰,可以加入适量铁粉进行除杂,写出加入铁粉后发生反应的离子方程式 。
(4)要从FeSO4溶液中得到绿矾晶体,必须进行的实验操作步骤: 、冷却结晶、 过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有 (此空填序号)
| A.蒸发皿 | B.石棉网 | C.烧杯 | D.玻璃棒 |
工业上常通过高温分解FeSO4的方法制备Fe2O3,为检验FeSO4高温分解的气体产物中是否含有SO2和SO3,进行如下实验:将FeSO4高温分解产生的气体通入下图所示的装置中。请回答以下问题:
(1)装置I中氯化钡溶液中可观察到现象 。若氯化钡溶液足量,将最后所得沉淀过滤、洗涤、烘干后称重为2.33克,则灼烧绿矾的过程中转移了_________mol的电子。
(2)装置II中试剂为品红溶液,其作用是
(3)装置III中试剂为NaOH溶液,其作用是 。
某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成分进行探究,请回答下列问题:
(1)反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑的还原剂是________(写化学式);反应2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2中,每生成1 mol O2转移________mol电子。
(2)进行探究:
①提出假设。
假设1:全部是Na2O2
假设2:全部是Na2CO3
假设3:________________
②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、1 mol·L-1 H2SO4溶液、澄清石灰水、淀粉-KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯、胶头滴管。
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤1:取少量固体样品于试管中,滴加足量1 mol·L-1 H2SO4溶液,然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口 | 若澄清石灰水未见浑浊,则假设1成立; 若澄清石灰水变浑浊,则______________________ |
| 步骤2: | |
| 步骤3: | |
为了检验市场上常见两种金属饮料瓶的主要成分,某小组取甲、乙两种饮料瓶,将其剪碎作为样品,分别按下述步骤进行实验:
I.取少量样品于试管中,加入盐酸,充分反应后过滤。
II.取少量滤液于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液。
步骤II的实验现象如下:
| 样品甲 | 生成白色沉淀,继续滴加氢氧化钠溶液,沉淀消失 |
| 样品乙 | 生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 |
(1)样品甲中金属的主要成分是 ,生成白色沉淀反应的离子方程式是 。
(2)样品乙进行步骤I后所得滤液中一定含有的金属离子是 ,白色沉淀变为红褐色反应的化学方程式是 。
Fe2O3具有广泛的用途。
甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3 可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:
| 实验步骤 | 实验操作 |
| Ⅰ | 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温。 |
| Ⅱ | 取少量实验步骤Ⅰ所得固体放于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解。 |
| Ⅲ | 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红。 |
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式 。
(2)乙同学提出了不同的看法:煅烧产物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是__________(填序号)。
a.氯水 b.氯水+KSCN溶液 c. K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液)
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是 。
(4)丙同学进一步查阅资料得知,煅烧FeCO3的产物中,的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入试剂:
稀硫酸、 (填名称)和 (填名称);再____________(填操作名称),灼烧,即可得到Fe2O3
(5)工业上通过控制样品的质量,使滴定时消耗KMnO4溶液体积数为c mL,菱铁矿中FeCO3的质量分数为c%,可以简化测量。
某同学取含FeCO3 c%的菱铁矿a g,用足量稀硫酸溶解后,再用0.0200mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(KMnO4被还原成Mn2+),最终消耗KMnO4溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质,则所取菱铁矿的质 量a="_____________" g。(FeCO3的摩尔质量为116 g·mol-1)