Question

冬日里的一天，某班教室的暖氣片和暖氣管的接口處突然爆裂，里面噴出大量的黃色液體，并伴有一些紅褐色的固體．水暖師傅、老師及同學(xué)們進行了緊急搶修．事后，同學(xué)們出于好奇收集了紅褐色固體進行探究．
初步分析：紅褐色固體的主要成分是鐵銹，鐵銹的成分復(fù)雜，主要成分是

 

．由此聯(lián)想到鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟

 

、

 

等物質(zhì)相互作用，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，使鐵轉(zhuǎn)化為鐵的化合物．
搜集資料：
①不溶性堿

加熱

金屬氧化物+水（反應(yīng)前后元素化合價不變）；
②暖氣片是由生鐵鑄成的；
③當(dāng)?shù)嘏瘹庥盟疄橛捕容^大的自來水；
④鐵與銅都屬于金屬，有部分相似的化學(xué)性質(zhì)．如：銅在潮濕的空氣中可以形成銅綠[化學(xué)式為Cu₂（OH）₂CO₃]．
提出猜想：請根據(jù)上述任意一條資料分析，紅褐色物質(zhì)中還可能含有的物質(zhì)是

 

．（寫一種物質(zhì)即可），你猜想的依據(jù)是

 

 

．
設(shè)計實驗：請設(shè)計一個實驗來驗證你的猜想（紅褐色固體已干燥并研成粉末）．

實驗過程	預(yù)期的實驗現(xiàn)象

答：

答案	實驗過程	預(yù)期的實驗現(xiàn)象
答案1	取適量紅褐色粉末裝入試管中，加熱．	試管內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)
答案2	①取適量紅褐色粉末裝入試管中，加入過量的稀鹽酸充分反應(yīng) ②過濾，將濾紙上的黑色固體烘干后放在石棉網(wǎng)（或燃燒匙中）用酒精燈灼燒． （③將涂有澄清石灰水的玻璃片放在固體上方）	試管底部有黑色固體 黑色固體保持紅熱，并逐漸減少 （澄清石灰水變渾濁）
答案3	檢驗碳酸鈣： ①取適量紅褐色粉末裝入試管中，加入稀鹽酸． ②將生成的氣體通入澄清石灰水．	有氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁
	檢驗氫氧化鎂： 取適量紅褐色粉末裝入試管中，加熱	試管內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)
答案4	①取適量紅褐色粉末裝入試管中，加熱． ②將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水．	試管內(nèi)壁有水珠出現(xiàn) 澄清石灰水變渾濁

拓展分析：通過以上探究過程，再結(jié)合資料④，你對鐵生銹的條件有什么新的認識？
答：

 

．

Answer 1

分析：鐵銹的主要成分為氧化鐵，而暖氣片是生鐵的生鐵中含有碳，又因為鐵銹是紅褐色，且根據(jù)所收集的資料可以猜測紅褐色鐵銹中含有氫氧化鐵．由收集材料③還可猜測紅褐色物質(zhì)中還含有碳酸鈣和氫氧化鎂．由材料④可得出生鐵在生銹時不但要有氧氣，水而且還要有二氧化碳．

解答：解：由所學(xué)知識可知鐵銹的主要成分為氧化鐵．生銹的實質(zhì)是鐵與氧氣、水等物質(zhì)發(fā)生的一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)．由所搜集的材料及質(zhì)量守恒定律可猜測紅褐色物質(zhì)中可能還含有氫氧化鐵、碳、碳酸鈣、氫氧化鎂、堿式碳酸銅等．
可根據(jù)這幾種物質(zhì)的檢驗方法來驗證它們存在．
故答案為：氧化鐵；氧氣（或空氣中的氧氣，或空氣）；水；氫氧化鐵；依據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素的種類不發(fā)生改變，參加反應(yīng)的物質(zhì)為鐵、氧氣和水，因此生成物中一定含有鐵、氫、氧元素（或鐵銹蝕是鐵與氧氣、水共同作用的結(jié)果，或的顏色呈紅褐色）；
答案2：碳（或C）生鐵中含有碳
答案3：碳酸鈣或氫氧化鎂硬水受熱后產(chǎn)生水垢，水垢的主要成分為碳酸鈣（或或氫氧化鎂）
答案4：堿式碳酸鐵根據(jù)形成銅綠的過程進行的推測

答案	實驗過程	預(yù)期的實驗現(xiàn)象
答案1	取適量紅褐色粉末裝入試管中，加熱．	試管內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)
答案2	①取適量紅褐色粉末裝入試管中，加入過量的稀鹽酸充分反應(yīng) ②過濾，將濾紙上的黑色固體烘干后放在石棉網(wǎng)（或燃燒匙中）用酒精燈灼燒． （③將涂有澄清石灰水的玻璃片放在固體上方）	試管底部有黑色固體 黑色固體保持紅熱，并逐漸減少 （澄清石灰水變渾濁）
答案3	檢驗碳酸鈣： ①取適量紅褐色粉末裝入試管中，加入稀鹽酸． ②將生成的氣體通入澄清石灰水．	有氣泡產(chǎn)生 澄清石灰水變渾濁
	檢驗氫氧化鎂： 取適量紅褐色粉末裝入試管中，加熱	試管內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)
答案4	①取適量紅褐色粉末裝入試管中，加熱． ②將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水．	試管內(nèi)壁有水珠出現(xiàn) 澄清石灰水變渾濁

生銹是鐵、氧氣、二氧化碳、水等物質(zhì)共同作用的結(jié)果．

點評：在猜測紅褐色固體中含有的物質(zhì)時，不能盲目的隨便猜測，應(yīng)根據(jù)收集的材料進行猜測．