Question

2．某同學利用如圖裝置進行了實驗探究．
【認識儀器】（1）裝置中的熱源是酒精噴燈．
【實驗探究一】
（2）探究燃燒的條件，B處盛放木炭，松開彈簧夾M和N．步驟如下：
①先在A處通入氮氣一段時間后，在B處加熱，B、C處沒有明顯變化；
②待B處冷卻至室溫，在A處通入氧氣一段時間后，B、C處沒有明顯變化；
③在A處繼續(xù)通入氧氣，然后在B處加熱，發(fā)現(xiàn)木炭燃燒，C處變渾濁．
則：①與③對比，說明燃燒的條件之一是氧氣；
②與③對比，說明燃燒的條件之一是溫度達到著火點．
【實驗探究二】
（3）探究鐵與氧化鐵化合的生成物的成分．
查閱資料：FeO不能被磁鐵吸引；Fe₃O₄能被磁鐵吸引．
提出猜想：猜想①是FeO；  猜想②是Fe₃O₄；   猜想③是FeO和是Fe₃O₄的混合物．
猜想產(chǎn)物是FeO或Fe₃O₄的理由是A：反應(yīng)后元素的種類變B：FeO或Fe₃O₄中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)高于氧化鐵
實驗步驟：（完成相關(guān)空格內(nèi)容）
①連接組裝儀器，檢查裝置的氣密性．
②稱取16.0g氧化鐵粉末與一定量鐵粉，將其迅速均勻混合后，再放入玻璃管底部并薄．
③松開彈簧夾M和N，通入CO₂，當觀察到現(xiàn)象X時，夾上彈簧夾M，開始加熱玻璃管．
④當混合固體全部呈黑色后，繼續(xù)通入CO₂，停止加熱待玻璃管冷卻至室溫．將玻璃管中黑色粉末倒在濾紙上，觀察到黑色粉末未變色，用磁鐵吸引，能被磁鐵完全吸引．
實驗結(jié)論：猜想②成立．
實驗拓展：
（4）上述探究實驗中使用CO₂的目的是作保護氣，防止鐵粉被氧化，判斷該目的達成的現(xiàn)象澄清的石灰水變渾濁X不能（“能”或“不能”）用CO代替CO₂進行上述探究實驗．
（5）若黑色固體不能被磁鐵全部吸引，且滴加稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生．則所加鐵粉的質(zhì)量范圍是1.4g～5.6g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室常用儀器的名稱分析；
（2）根據(jù)燃燒的條件、控制變量法的具體操作進行分析；
（3）提出猜想：根據(jù)質(zhì)量守恒定律完成猜想；實驗步驟：根據(jù)有氣體參與的實驗注意事項完成有關(guān)實驗步驟的解答；
（4）結(jié)合前面的實驗步驟和相關(guān)知識分析解答；
（5）若黑色固體不能被磁鐵全部吸引，且滴加稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生，說明剩余固體中含有氧化亞鐵，并且沒有鐵單質(zhì)；

解答 解：（1）根據(jù)實驗室常用儀器的名稱，裝置中的熱源是酒精噴燈；故填：酒精噴燈；
（2）①與③對比，通入的氣體不同，溫度相同，所以說明燃燒的條件之一是與氧氣接觸；故填：與氧氣接觸；
②與③對比，通入的氣體相同，溫度不同，所以說明燃燒的條件之一是溫度達到著火點；故填：溫度達到著火點；
（3）提出猜想：根據(jù)質(zhì)量守恒定律猜想鐵與氧化鐵化合的生成物的成分應(yīng)為FeO或Fe₃O₄或FeO和Fe₃O₄的混合物；猜想產(chǎn)物是FeO或Fe₃O₄是因為反應(yīng)后元素的種類變，F(xiàn)eO或Fe₃O₄中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)高于氧化鐵，故寫：FeO和Fe₃O₄；反應(yīng)后元素的種類變；FeO或Fe₃O₄中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)高于氧化鐵；
實驗步驟：①連接組裝儀器之后，首先檢查裝置的氣密性，夾上彈簧夾為開始實驗做好準備；故填：檢查裝置的氣密性；
④實驗結(jié)束前，為防止灼熱的生成物與空氣接觸發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)繼續(xù)通入原來的氣體，直到生成物冷卻為止，故填：繼續(xù)通入CO₂；
實驗結(jié)論：生成的黑色粉末能被磁鐵完全吸引，說明鐵與氧化鐵化合的生成物的成分為Fe₃O₄，故填：②；
實驗拓展：
（4）上述探究實驗中使用CO₂ 可以起到排除空氣，作保護氣，防止鐵粉被氧化的作用；該操作達成的現(xiàn)象X是試管中的澄清的石灰水變渾濁；因為加熱條件下CO能與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，所以不能用CO代替CO₂進行上述探究實驗，故填：作保護氣，防止鐵粉被氧化；澄清的石灰水變渾濁；不能；
（5）假設(shè)產(chǎn)物只有氧化亞鐵，需要的鐵的質(zhì)量為x．
Fe₂O₃+Fe$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3FeO
160      56
16.0g     x
$\frac{160}{56}=\frac{16.0g}{x}$
x=5.6g
假設(shè)產(chǎn)物只有四氧化三鐵，需要的鐵的質(zhì)量為y．
4Fe₂O₃+Fe$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe₃O₄
640        56
16.0g      y
$\frac{640}{56}=\frac{16.0g}{y}$
y=1.4g
若黑色固體不能被磁鐵全部吸引，且滴加稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生，說明剩余固體中含有氧化亞鐵，并且沒有鐵單質(zhì)；所以所加鐵粉的質(zhì)量范圍是1.4g～5.6g．
故填：1.4g～5.6g．

點評 要學會根據(jù)實驗結(jié)論和實驗步驟反推實驗現(xiàn)象的方法，知道常見的黑色固體，并熟記它們的性質(zhì)，學會根據(jù)查閱資料的信息做題的方法．