Question

鋼鐵是使用最多的金屬材料。在今年的化學(xué)活動周中，某校興趣小組的同學(xué)在老師指導(dǎo)下做了三個有關(guān)鐵的實驗。

實驗一：用干燥純凈的一氧化碳還原氧化鐵 （實驗裝置如下圖）：

 

A             B         C        D           E          F

濃硫酸 加熱

其中A是實驗室用草酸（H₂C₂O₄）和濃硫酸加熱制取一氧化碳的氣體發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：H₂C₂O₄          H₂O+CO₂↑+CO↑。請回答下列問題：

(1)  B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是                                      .

(2)  C裝置無明顯現(xiàn)象，C裝置的作用是                                      。

       D裝置中濃硫酸的作用是                                              。

（3）E裝置中的實驗現(xiàn)象是                                         。

（4）F裝置的作用是                          、                         。

實驗二：鋁粉和氧化鐵粉末反應(yīng)（鋁熱反應(yīng)）（實驗裝置如下圖）：

圖中紙漏斗由兩張濾紙折疊成漏斗狀套在一起，使四周都有四層，點燃鎂條后觀察到的現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入細(xì)沙中。實驗后老師作了如下提示：實驗中鎂條和氯酸鉀的作用是提供反應(yīng)所需的高溫條件，鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應(yīng)叫鋁熱反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，該反應(yīng)常用于焊接鋼軌。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式                         。該反應(yīng)中單質(zhì)鋁與一氧化碳有相似的          （填“氧化”或“還原”）性。

實驗后同學(xué)們對金屬與金屬氧化物間的反應(yīng)產(chǎn)生興趣，激發(fā)了探究熱情。

【提出問題】任何金屬與金屬氧化物在高溫條件下都能反應(yīng)嗎？

同學(xué)們在請教老師后設(shè)計了如下實驗方案并進(jìn)行了探究。

【實驗方案】

實驗組別	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
實驗1	取Zn、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸。	黑色粉末變成       色 固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈無色。	Zn和CuO能發(fā)生置換反應(yīng)。
實驗2	取Mg、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸。	發(fā)生爆炸，黑色粉末變成紅色。 固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈    色。
實驗3	取Cu、Fe2O3粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。	粉末無變化	Cu、Fe2O3不能反應(yīng)。

【實驗總結(jié)】金屬與金屬氧化物在高溫條件下有些能反應(yīng)，有些不能反應(yīng)。

實驗三：甲、乙、丙三位同學(xué)，分別用上述實驗一所得的鐵樣品與稀硫酸反應(yīng)，其中只有一位同學(xué)所取用

的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)，實驗數(shù)據(jù)如下表：

	甲	乙	丙
燒杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的鐵樣品	9g	9g	14g
燒杯+剩余物質(zhì)質(zhì)量	208.7g	158.7g	163.7g

   請你認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：（燒杯的質(zhì)量為28.1g，計算結(jié)果保留一位小數(shù)）

(1)           同學(xué)所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應(yīng)?

(2)計算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

(3)計算恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

Answer 1

實驗一：（1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O     

(2) 證明二氧化碳已被完全吸收    干燥一氧化碳?xì)怏w 

            （3）紅色粉末變成黑色      

(4)   證明反應(yīng)生成了二氧化碳     尾氣處理 

 

實驗二：   2Al+Fe₂O₃        2Fe+Al₂O₃       還原       紅      無    

                 鎂與氧化銅能發(fā)生置換反應(yīng)     

實驗三：（1）  乙   

       （2）93.3%

       （3）17.5%