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【查阅资料】
资料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO(黑色)不能;
资料二:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示;
【提出猜想】黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种.
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验:
| 实验方案 | 实验现象 | |
| 甲 | 取少量黑色物质用磁铁吸引 | 黑色物质全部被磁铁吸引 |
| 乙 | 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 | 无气泡、溶液颜色变成黄绿色 |
| 丙 | 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 | 无任何现象 |
(1)甲实验现象说明黑色物质中没有
(2)生成的黑色物质应为Fe3O4;
(3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
【拓展探究】同学们对Fe3O4产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图.
【生产流程】
【查阅资料】
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示:
| 温度/℃ | 0 | 10 | 30 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| 溶解度/g | 14.0 | 17.0 | 25.0 | 33.0 | 35.3 | 33.0 | 30.5 | 27.0 |
资料三:获得Fe3O4的反应原理为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3
| ||
【问题讨论】
(1)溶解时,用50℃至80℃的热水目的是
(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
(3)上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
(4)要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比为
(5)副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
a.过滤 b.加热浓缩 c.冷却结晶 d.晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质,同学们又进行了下列实验探究.
【查阅资料】
资料一:难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变);
资料二:Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
【提出猜想】Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种.
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验:
【实验分析】因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙两小组.
甲组:
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质.B中的最佳试剂是_
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
(2)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,还能起到的作用是:①实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;②停止加热后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;③
(3)乙组同学认为B装置反应前后的
乙组:
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(右图).
(1)写出BC段发生反应的化学方程式:
| ||
| ||
(2)通过计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是
[猜想与假设]
甲同学:铁钉表面的氧化铁加快了H2O2的溶液分解.
乙同学:铁钉里的
[设计方案和实验]完成下列表格
| 实验方案 | 实验现象 | 结论 |
| 方案一:向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入2g 氧化铁粉末,将一根带火星的木条放在试管口,观察现象. | 有大量气泡产生,带火星木条复燃 有大量气泡产生,带火星木条复燃 |
甲同学结论成立. |
| 方案二:向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入 铁 铁 粉末,将一根带火星的木条放在试管口,观察现象. |
无现象 | 乙同学结论 不成立 不成立 .(填“成立”或“不成立”) |
(提示:下面小题若答对将奖励4分,但化学总分不超过60分.)
[反思与评价]丁同学仔细观察“方案二”中一直没有现象的试管,过了一段时间后发现试管中也产生了气体,丁同学对此现象进行深入思考和分析,得出可能的原因,你能想出其中的原因吗?
某校化学兴趣小组将用剩的过氧化氢溶液倒入放有生锈铁钉的废液缸中,发现产生了大量的气泡,经检验此气体为氧气.根据学过的知识初步判断,是生锈铁钉中的某种物质加快了过氧化氢的分解,那么究竟是哪种物质加快了过氧化氢的分解速率?请你参与他们的研究,分享和体验探究实验的快乐.
[猜想与假设]
甲同学:铁钉表面的氧化铁加快了H2O2的溶液分解.
乙同学:铁钉里的 加快了H2O2的溶液分解.
[设计方案和实验] 完成下列表格
|
实验方案 |
实验现象 |
结论 |
|
方案一:向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中 加入2g 氧化铁粉末,将一根带火星的木条放 在试管口,观察现象. |
|
甲同学结论成立. |
|
方案二:向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入 粉末,将一根带火星的木条放在试管口,观察现象. |
|
乙同学结论 . (填“成立”或“不成立”) |
[讨论交流] 丙同学认为“方案一”只能说明Fe2O3加快了H2O2溶液的分解,并不能说Fe2O3就一定是催化剂.你是否支持丙同学的观点? ,如果要证明氧化铁是催化剂,就要设计一个实验来证明,这个实验的设计原理是 .
(提示:下面小题若答对将奖励4分,但化学总分不超过60分.)
[反思与评价] 丁同学仔细观察“方案二”中一直没有现象的试管,过了一段时间后发现试管中也产生了气体,丁同学对此现象进行深入思考和分析,得出可能的原因,你能想出其中的原因吗? 。
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[猜想与假设]
甲同学:铁钉表面的氧化铁加快了H2O2的溶液分解.
乙同学:铁钉里的______加快了H2O2的溶液分解.
[设计方案和实验]完成下列表格
| 实验方案 | 实验现象 | 结论 |
| 方案一:向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入2g 氧化铁粉末,将一根带火星的木条放在试管口,观察现象. | ______ |
甲同学结论成立. |
| 方案二:向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入______粉末,将一根带火星的木条放在试管口,观察现象. | 无现象 | 乙同学结论______.(填“成立”或“不成立”) |
(提示:下面小题若答对将奖励4分,但化学总分不超过60分.)
[反思与评价]丁同学仔细观察“方案二”中一直没有现象的试管,过了一段时间后发现试管中也产生了气体,丁同学对此现象进行深入思考和分析,得出可能的原因,你能想出其中的原因吗?______.