Question

【題目】某興趣小組在實驗中模擬煉鐵化學原理的實驗，對固體產(chǎn)物成分等進行探究．

【設(shè)計實驗】用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實驗裝置如下圖．

【進行實驗】

（1）實驗開始時，應先打開彈簧夾 （填“①”或“②”）．

（2）C處點燃酒精燈的目的是 ．

【分析與討論】

實驗結(jié)束后，玻璃管內(nèi)固體粉末由紅棕色全部變成黑色，小明認為該黑色固體全部是單質(zhì)鐵，但小華提出了質(zhì)疑，認為還可能是其它物質(zhì)，如鐵的常見氧化物：氧化鐵、四氧化三鐵、 （填名稱）。

【查閱資料】

上述氧化物中：氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色；只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引。

【實驗與猜想】

（1）該小組同學將反應后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)黑色固體粉末全部能被吸引。

（2）進行猜想：黑色固體粉末可能

a．全部為鐵 b．全部為四氧化三鐵 c． ．

（3）該小組按上述猜想設(shè)計實驗，在一定溫度下進行了實驗，測得下列數(shù)據(jù)：

①反應前玻璃管和內(nèi)盛氧化鐵粉末的總質(zhì)量66．0g（玻璃管的質(zhì)量為60．0g）

②反應后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量m g（冷卻到室溫稱量）

【得出結(jié)論】通過實驗中獲得的數(shù)據(jù)進行計算：

（1）若猜想a成立，則m= ；

（2）若猜想b成立，反應的化學方程式為 ；

（3）若猜想c成立，則m的取值范圍為： 。

Answer 1

【答案】【進行實驗】（1）②

（2）點燃一氧化碳，防止污染空氣

【分析與討論】氧化亞鐵

【實驗與猜想】（2）鐵和四氧化三鐵

【得出結(jié)論】（1）64．2 （2）CO+3Fe2O32Fe3O4+CO2 （3）64．2＜m＜65．8

【解析】

試題分析：進行實驗】（1）實驗開始時，應先打開彈簧夾②，目的是為了將玻璃管中的空氣排凈，防止一氧化碳與空氣混合加熱后可能會發(fā)生爆炸；

（2）C處點燃酒精燈的目的點燃一氧化碳，防止一氧化碳擴散到空氣中污染環(huán)境；

【分析與討論】鐵的氧化物還有氧化亞鐵；

【實驗與猜想】（2）進行猜想：c為鐵和四氧化三鐵的混合物；

【得出結(jié)論】（1）若猜想a成立，可以根據(jù)化學方程式進行計算。

氧化鐵的質(zhì)量=66．0g-60．0g=6 g，生成鐵的質(zhì)量= m-60．0g，

CO+Fe2O32Fe+CO2

160 112

6 g m-60．0g

160/112=6 g / m-60．0g m=64．2g

（2）若猜想b成立，化學方程式為：CO+3Fe2O32Fe3O4+CO2 （3）假設(shè)黑色固體都為鐵，則m=64．2g；假設(shè)黑色固體都為四氧化三鐵，則m=

CO+3Fe2O32Fe3O4+CO2

480 464

6 g m-60．0g

480/464=6 g / m-60．0g m=65．8g

若猜想c成立，則m的取值范圍為：64．2＜m＜65．8