某研究性学习小组对还原铁粉与水蒸气的反应产物进行科学探究.已知Ca(OH)2的分解温度为580℃.铁粉与水蒸气反应的温度为900℃:根据下图所示实验装置.进行了还原铁粉与水蒸气的反应实验.实验中观察到肥皂液中产生了大量的气泡. 2的作用是 .实验中产生的气体产物是 . (2)为进一步探究还原铁粉与水蒸气反应固体产物的成分.研究性学习小组将反应� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某研究性学习小组对还原铁粉与水蒸气的反应产物进行科学探究。已知Ca(OH)₂的分解温度为580℃，铁粉与水蒸气反应的温度为900℃：根据下图所示实验装置，进行了还原铁粉与水蒸气的反应实验，实验中观察到肥皂液中产生了大量的气泡。

（1）实验中Ca(OH)₂的作用是。实验中产生的气体产物是。

（2）为进一步探究还原铁粉与水蒸气反应固体产物的成分，研究性学习小组将反应后的固体经处理后得到黑色氧化物固体，针对黑色氧化物固体，该小组提出如下的假设并进行了相关的实验：

假设一：固体为FeO

假设二：固体为Fe₃O₄

假设三：

①限选用下列试剂：盐酸、KSCN溶液、K₃Fe(CN)₆溶液、氯水，证明假设一不成立

操作	现象	结论
		假设一不成立

②为了进一步确定产物的成分，用黑色固体进行了下列实验:

加入足量氯水所发生反应的离子方程式是；检验红褐色固体是否洗涤干净的操作是；灼烧时盛放固体的仪器是；若假设二成立，黑色固体最终全部转化成的红棕色粉末的质量是 g

【答案】

（1）提供反应所需的水蒸气 H₂

（2）固体为Fe₃O₄和FeO

操作	现象	结论
取适量固体于试管中，加入盐酸加热溶解，再加入KSCN溶液，振荡	溶液出现红色

2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^- 取最后一次洗涤液于试管中，再用稀硝酸酸化，再加入AgNO₃溶液，若没有浑浊，则洗涤干净。坩埚 6.

【解析】

试题分析：（1）Fe与水蒸气反应应得到的是铁的氧化物和H₂。因此，反应物水蒸气可以有580℃以上高温分解Ca(OH)₂得到.（2）因为氧化铁是红色，而产物是黑色，故产物固体为FeO或Fe₃O₄或二者的化合物三种情况。①当实验证明固体产物有+3价铁时，假设一不成立。实验操作是取适量固体于试管中，加入盐酸加热溶解，再加入KSCN溶液，振荡，溶液出现红色。②固体产物用盐酸溶解后，加入氯水可将Fe²⁺氧化为Fe³⁺(2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-)。红褐色固体Fe(OH)₃中吸附了少量NaCl，用水洗涤2~3次，取最后一次洗涤液于试管中，再用稀硝酸酸化，再加入AgNO₃溶液，若没有浑浊，则洗涤干净。固体灼烧的仪器是坩埚。

由Fe₃O₄~ Fe₂O₃，5.8g Fe₃O₄产生6g Fe₂O₃。

考点：铁及其离子的性质实验方案设计与评价。

练习册系列答案

物质	Al	A1₂O₃	Fe	Fe₂O₃
熔点/℃	660	2054	1535	1565
沸点/℃	2467	2980	2750	----

试回答下列问题：
（1）铝热反应是氧化还原反应，在反应中金属铝表现出

还原

性（填“氧化”或“还原”）．
（2）某同学根据以上数据推测，铝热反应所得到的熔融物中应含有铁、铝两种金属．如设计一个简单的实验方案证明该熔融物中含有金属铝，则实验所需用的试剂为

氢氧化钠溶液

，可观察到的实验现象是

溶液中有气泡出现

．
（3）另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有Fe₂O₃，他设计了如下方案来验证：
取一块该熔融物投入到少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe₂O₃．则
①物质甲是

KSCN

（填化学式）．
②该同学的实验方案是否合理？答：

不合理

（填“合理”或“不合理”）．
（4）把l5.12g Fe、Fe₂O₃和Al的混合物与0.5L 2mol?L^-1稀硫酸（足量）充分反应，生成氢气n mol．则
①用浓硫酸配制0.5L 2mol?L^-1的稀硫酸需要的玻璃仪器有烧杯、500mL容量瓶、量筒和

．
③向反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液，当产生沉淀的量达到最大时，参加反应的NaOH的物质的量为

mol．

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SPO₄反应）．某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究．

Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
①按如图组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）：
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，点燃A处酒精灯；
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却．
（1）装置C的作用为

．
（2）测得反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为

．
（3）若将H₂换成CO，则还需补充

装置．
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（4）步骤④中煮沸的作用是

．
（5）步骤⑤中用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有

．
（6）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是

．
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
（7）若滴定过程中消耗0.5000mol?L^-1的KI溶液20.00mL，则铁矿石中铁的百分含量为

．
Ⅲ．（8）由I、II可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式

．

某研究性学习小组对用酸化的硝酸银溶液检验I^-存在的合理性产生了兴趣，同学们根据变量控制思想进行如下方案设计并进行了实验探究：
[提出假设]
假设1：生成的AgI不溶于水，不能被HNO₃氧化．
假设2：HNO₃有氧化性，能将I^-氧化成I₂．
[设计实验方案，验证假设]
（1）甲同学向KI溶液中滴加硝酸化的AgNO₃溶液并振荡，有黄色沉淀生成．验证了假设1成立．请写出有关化学方程式

．
（2）乙同学设计实验验证2，请帮他完成下表中内容．

实验步骤（不要求写具体操作过程）	预期现象和结论
	若溶液变蓝，假设2成立．若溶液不变蓝，假设2不成立．
…	若溶液变蓝，假设2成立．若溶液不变蓝，假设2不成立．

[结论与解释]
（3）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2成立，则丙同学由此得出的结论：硝酸酸化的AgNO₃可以使I^-沉淀，也能氧化I^-．你同意丙同学的结论吗，并简述理由：

．
[思考与交流]
（3）研究性学习小组同学还想研究Fe³⁺能否氧化I^-的问题，请你用两种方案来进行实验验证：
方案一：

方案二：

假设验证成立，请写出主要离子方程式

．

某研究性学习小组对NaHCO₃溶液进行如下探究．
Ⅰ探究NaHCO₃溶液在不同温度下pH变化的原因
（1）小组同学测得饱和NaHCO₃溶液在不同温度下的pH如下：

分析上述溶液pH增大的原因：
①甲同学认为是温度升高促进了HCO₃^-的水解，溶液pH增大．写出HCO₃^-水解的离子方程式：

．
②乙同学认为溶液pH增大的原因还与NaHCO₃在水溶液中受热分解产生Na₂CO₃有关．Na₂CO₃水解程度

（填“大于”或“小于”）NaHCO₃．
③丙同学为验证甲、乙两同学的观点，进行了如下实验：
实验1：将加热后的溶液冷却至 10℃，测得此时溶液pH大于8.3；
实验2：在加热煮沸后已冷却的溶液中加入足量的试剂X，产生沉淀．
分析上述验证实验，可说明乙同学观点是

（填“合理”或“不合理”）的．
实验2中试剂X是

．
A．Ba（OH）₂溶液　　　 B．BaCl₂溶液　　　 C．NaOH溶液　　　 D．澄清石灰水
Ⅱ配制1.00mol?L^-1NaHCO₃溶液，测定其分解率
（2）配制1.00mol?L^-1NaHCO₃溶液100mL．容量瓶上可以看到的标记是

．
A．温度　　　 B．容量　　　 C．刻度线　　　 D．溶液物质的量浓度
（3）小组同学取室温下已敞口放置一段时间的上述NaHCO₃溶液50.00mL，与足量的稀盐酸反应，测定产生CO₂的量，设计了如下装置．

①上述装置C中盛装的试剂为

．
②往A中加入稀盐酸前，为赶出装置中的空气，先通入N₂一段时间．此过程应进行的操作是

．
③若实验测得D装置增重 2.14g，则溶液中NaHCO₃的分解率是

．

（18分）铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SO₄反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定

① 按上图组装仪器，检查装置的气密性；
② 将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，点燃A处酒精灯；
④ 充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置C的作用为                                                 。
（2）测的反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为               。
（3）若将H₂换成CO，则还需补充                装置。
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（1）溶液A中铁元素可能的存在形式             ；请从以下试剂中选择最佳试剂用最简单的实验验证A中铁元素的存在形式，试剂为：              。
a．酸性KMnO₄溶液    b．NaOH溶液    c．KSCN溶液    d．氯水
（2）步骤④中煮沸的作用是                                             。
（3）步骤⑤中用到的玻璃仪器有：                                         。
（4）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是                          。
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测夜润洗
e．滴定时，右手控制滴定管，左手摇动锥形瓶
f．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
g．滴定结束后，待液面稳定后再读数
（5）若滴定过程中消耗0.5000mol·L^?1的KI溶液20.00mL，则铁矿石中铁的百分含量为               。
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为              。

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