某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組,以某工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物“紅色鐵泥”為研究對(duì)象,探究紅色物質(zhì)的成分,請(qǐng)你參與他們的活動(dòng).
【小組討論】同學(xué)們對(duì)“鐵泥”中所含紅色物質(zhì)作了如下猜想:
甲同學(xué):紅色物質(zhì)是銅 乙同學(xué):紅色物質(zhì)是氧化鐵
丙同學(xué):紅色物質(zhì)是氫氧化鐵 丁同學(xué):紅色物質(zhì)是氧化鐵和氫氧化鐵
【資料在線】①該廠“紅色鐵泥”主要是生產(chǎn)過(guò)程中使用鐵觸媒(一種催化劑)后的廢棄物,除紅色物質(zhì)外,還含有通常不與酸、堿、氧氣反應(yīng)及受熱不發(fā)生分解的物質(zhì); ②氫氧化鐵受熱時(shí),會(huì)分解產(chǎn)生氧化鐵和水.
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】為驗(yàn)證上述四位同學(xué)的猜想,小明、小紅兩位同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):小明取一定量“紅色鐵泥”樣品,加入稀硫酸,觀察到有黃色溶液產(chǎn)生,于是得出“乙同學(xué)的猜想成立”的結(jié)論;
小紅同學(xué)按下列順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn):先取適量已曬干的“紅色鐵泥”,稱量其質(zhì)量為m1g; 再將“紅色鐵泥”置于坩堝中充分加熱并在干燥器中冷卻后,稱量其質(zhì)量為m2g.
【問(wèn)題討論】請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)其他同學(xué)一致認(rèn)為,小明同學(xué)得出的“乙同學(xué)的猜想成立”的結(jié)論不合理,理由是______;
(2)針對(duì)小紅同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作及測(cè)定的兩個(gè)數(shù)據(jù),進(jìn)行分析:
①若甲同學(xué)的猜想成立,則實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____;
②若m1=m2,則______(填“甲”、“乙”或“丙”)同學(xué)的猜想成立;
【拓展應(yīng)用】
應(yīng)用之一:若“紅色鐵泥”中“紅色物質(zhì)是氫氧化鐵”,可應(yīng)用下列實(shí)驗(yàn)方案回收“紅色鐵泥”中的鐵元素制得“鐵紅”(化學(xué)式為Fe2O3,是紅色油漆的重要原料):
(1)上述過(guò)程中發(fā)生了三個(gè)反應(yīng),寫出其中的一個(gè)化學(xué)方程式:______;
(2)a、b是同一實(shí)驗(yàn)操作,該操作需要的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒和______;
(3)若通過(guò)上述途徑獲得的“鐵紅”的純度(Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù))不高,試分析可能的原因____________(說(shuō)出一點(diǎn)即可).
應(yīng)用之二:為了測(cè)定用以上方法制得的“鐵紅”的純度,同學(xué)們又進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)探究.請(qǐng)你參與過(guò)程分析與交流.
查閱資料:草酸(乙二酸H2C2O4)在濃H2SO4存在下發(fā)生下列反應(yīng):H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:按右圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置:
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):取10g“鐵紅”樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有右表所示甲、乙兩組:
甲組數(shù)據(jù) | 乙組數(shù)據(jù) |
玻璃管連同樣品的質(zhì)量 | E裝置連同藥品的質(zhì)量 |
實(shí)驗(yàn)前 | 試驗(yàn)后 | 實(shí)驗(yàn)前 | 試驗(yàn)后 |
60g | 57.6g | 100g | 107g |
分析討論:
(1)同學(xué)們擬用純凈的CO還原“鐵紅”,所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置中B、C盛放的試劑的作用依次是______、______;
(2)從環(huán)保角度看,請(qǐng)你提出改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)裝置的建議______;
(3)從實(shí)驗(yàn)安全和實(shí)驗(yàn)操作程序看,首先要檢查裝置的氣密性,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始先加熱______(填“A”或“D”)處,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),應(yīng)______(填“先”或“后”)停止D處的加熱;
(4)同學(xué)們認(rèn)為,若用乙組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算“鐵紅”的純度,則實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果卻偏大,分析造成偏大的原因可能是______;
(5)請(qǐng)依據(jù)甲組數(shù)據(jù),計(jì)算該“鐵紅”樣品的純度.(寫出計(jì)算的過(guò)程)