5.某化學興趣小組的學生研究過量的炭粉與Fe
2O
3在高溫條件下反應的氣體產物成分.探究過程如下:
(1)提出假設:氣體產物全部是CO
2.
(2)查閱資料:a.氮氣不能與炭粉及Fe
2O
3反應.
b.高溫下可以發(fā)生下列反應:2Fe
2O
3+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO
2↑ C+CO
2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO
(3)設計方案:將一定量氧化鐵在隔絕空氣的環(huán)境下與過量炭粉充分反應.用實驗中實際測得產生氣體的質量,與理論計算得到的CO
2的質量進行比較.
(4)實驗裝置:如圖所示.
(5)實驗操作:
①稱量:反應前Fe
2O
3的質量3.20g;炭粉的質量2.00g;玻璃管C的質量48.48g.反應后玻璃管與殘留固體共52.24g.
②加熱前先通一段時間氮氣,再夾緊彈簧夾T,點燃酒精噴燈加熱.
(6)問題分析:①用酒精噴燈而不用酒精燈的目的是獲取反應所需的高溫條件.
②加熱前先通一段時間氮氣的目的是清除試管中空氣(氧氣),防止炭粉與空氣中氧氣發(fā)生反應.
③理論計算:若氧化鐵與炭粉反應的氣體產物全部是CO
2,求3.20g氧化鐵完全反應時生成CO
2的質量.(寫出計算過程)
④根據實驗數據計算實驗中實際獲得氣體的質量.(寫出計算過程)
(7)結論:原假設不能(能、不能)成立,理由是因為生成的氣體質量為1.44 g,大于1.32 g,故氣體產物不完全為CO
2,實際是C0
2和C0的混合物,原假設不能成立(其他合理答案亦可給分).
(8)興趣小組成員小聰想到家里新換的水龍頭.他從說明書上了解到該水龍頭是銅質鍍鉻.好奇的小聰想探究鉻(Cr)與常見金屬鐵、銅的活動性強弱,請你參與.
【作出猜想】
猜想1:Cr>Fe>Cu; 猜想2:Fe>Cu>Cr; 猜想3:你的猜想是Fe>Cr>Cu.
【查閱資料】
①鉻是銀白色有光澤的金屬,在空氣中其表面能生成抗腐蝕的致密的氧化膜.
②鉻能與稀硫酸反應,生成藍色的硫酸亞鉻(CrSO
4)溶液.
【設計與實驗】
小聰同學取大小相等的三種金屬片,用砂紙打磨光亮;再取三支試管,分別放入等量的同種稀硫酸.
實驗 | 試管1 | 試管2 | 試管3 |
實驗 操作 | | | |
實驗 現象 | 鐵片表面產生氣泡較慢,溶液變?yōu)闇\綠色 | 鉻片表面產生氣泡較快,溶液變成為藍色 | 銅表面無氣泡 |
【結論與解釋】
①小聰得到的結論是猜想1正確.
②實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是除去金屬表面的氧化膜,利于反應.
【知識運用】
將鉻片投入FeSO
4溶液中,反應能(填“能”或“不能”)進行.若能進行,請你寫出化學方程式Cr+FeSO
4=Fe+CrSO
4.