Question

10．小紅為大家做了一個“燃紙成鐵”的趣味實驗．將一張濾紙（組成元素為C、H、O）用FeCl₃濃溶液潤濕，在酒精燈上烘干后點燃，濾紙變黑、變紅，最終生成黑褐色物質．小紅告訴大家：黑褐色物質中含有鐵單質．
【提出問題】黑褐色物質中真的含有鐵單質嗎？
【探究過程】
（1）小紅先從反應物分析，因為反應物中含有鐵元素，所以反應后可能生成鐵單質．
（2）為獲得實驗證據(jù)，小紅做了實驗Ⅰ．
【實驗Ⅰ】：將黑褐色物質放入稀鹽酸中，發(fā)現(xiàn)有連續(xù)微小氣泡產生．若黑褐色物質中含有鐵單質，則反應的化學方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
（3）小明提出疑問：由反應物的組成分析，能與稀鹽酸反應產生氣泡的物質不一定是鐵單質，還可能是碳酸亞鐵或者碳酸鐵．小紅通過查閱資料得知，在常溫條件下不可能生成此類物質．
（4）小明有疑問：實驗1中產生的氣泡也可能是濾紙?zhí)蓟�后吸附的空氣．為此，小紅又做了實驗1的對比實驗：將黑褐色物質放入蒸餾水中．觀察到有微小氣泡產生但很快停止，證明實驗1中的連續(xù)氣泡確實是由鐵單質與稀鹽酸反應產生的．
（5）為進一步證明黑褐色物質中有鐵單質，小紅又做了實驗2．
【實驗2】：將黑褐色物質放入硫酸銅溶液中，觀察到黑褐色物質表面有紅色固體產生．
【得出結論】通過以上探究，證明黑褐色物質中確實含有鐵單質．
【拓展探究】請再用一種方法證明黑褐色物質中含有鐵單質：用磁鐵來吸引該黑褐色固體，若磁鐵上有殘留的粉末，則說明該粉末中含有鐵單質．

Answer 1

分析 【探究過程】（1）根據(jù)質量守恒定律來進行解答；
（2）根據(jù)鐵和鹽酸反應的化學方程式進行解答；
（3）根據(jù)鹽酸的性質可以知道，碳酸鹽也可以和鹽酸反應生成氣體，可以據(jù)此解答；
（4）若濾紙?zhí)蓟�后吸附了空氣，則在水中也能產生氣泡，所有可以將該黑褐色固體加入蒸餾水中，觀察氣泡的持續(xù)性，即可完成判斷；
（5）實驗2：根據(jù)鐵單質和硫酸銅溶液的反應生成紅色的銅，現(xiàn)象較明顯，可以據(jù)此來進行解答；
【拓展探究】根據(jù)鐵的性質可用磁鐵來進行吸引，可以據(jù)此解答．

解答 解：【探究過程】（1）根據(jù)質量守恒定律可以知道，反應前后元素的種類不變，由于反應物中含有鐵元素，所以可能生成鐵單質；
（2）鐵和鹽酸反應生成了氫氣和氯化亞鐵，其反應的化學方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）由于反應物中含碳元素和氧元素，而碳酸鹽也能和鹽酸反應生成氣體，故該固體中可能含有碳酸亞鐵或者碳酸鐵；
（4）若濾紙?zhí)蓟�后吸附了空氣，則在水中也能產生氣泡，所有可以將該黑褐色固體加入蒸餾水中進行驗證；
（5）實驗2：鐵的活動性比銅強，可以和硫酸銅溶液的反應生成銅，而銅為紅色固體，所以可以將該黑褐色固體加入硫酸銅溶液中，若觀察到黑褐色物質表面有紅色固體產生，則說明含有鐵；
【拓展探究】鐵粉可以被磁鐵吸引，所以可以用磁鐵來吸引該黑褐色固體，若磁鐵上有殘留的粉末，則說明該粉末中含有鐵單質．
故答案為：【探究過程】（1）反應物中含有鐵元素；
（2）Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）碳酸亞鐵或者碳酸鐵；
（4）將黑褐色物質放入蒸餾水中；
（5）硫酸銅；黑褐色物質表面有紅色固體產生；
【拓展探究】用磁鐵來吸引該黑褐色固體，若磁鐵上有殘留的粉末，則說明該粉末中含有鐵單質．

點評 解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實驗探究的反應原理；再根據(jù)實驗的反應原理，利用所取的樣品進行實驗探究，分析推斷出該物質的組成成分即可；注意物質的性質的應用．