題目列表(包括答案和解析)
某課外活動小組對一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中最后的產(chǎn)物產(chǎn)生濃厚的興趣,試通過實(shí)驗(yàn)來探究其成分。
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)裝置:
用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置
該裝置B中發(fā)生的離子方程式是
裝置B的作用是
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:玻璃管A中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏珪r,停止加熱,繼續(xù)通一氧化碳,冷卻到室溫,停止通氣,同時觀察到澄清的石灰水變渾濁。
Ⅲ.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
甲認(rèn)為:依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵。
乙認(rèn)為:僅從上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵,她增加了一個實(shí)驗(yàn):用磁鐵靠近生成的黑色固體,看到有黑色固體被磁鐵吸引。于是得出生成的黑色固體為金屬鐵的結(jié)論。
請你通過該反應(yīng)的相關(guān)資料對他們結(jié)論作出判斷并通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其合理性:
(1)在一定條件下:一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下,可發(fā)生如下反應(yīng)
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+4CO4Fe+4CO2
(2)四氧化三鐵(Fe3O4)為黑色固體,有強(qiáng)磁性,能夠被磁鐵吸引。
甲、乙同學(xué)的結(jié)論: 你對此評價的理由是:
Ⅳ.實(shí)驗(yàn)探究
對反應(yīng)后固體成分提出假設(shè):
假設(shè)1:反應(yīng)后固體中只有Fe;
假設(shè)2:反應(yīng)后固體中只有Fe3O4;
假設(shè)3:反應(yīng)后固體中__ _____________________
為確定實(shí)驗(yàn)中最后的產(chǎn)物的成分,丙同學(xué)設(shè)計如下實(shí)驗(yàn),請您利用限選試劑和儀器幫助他完成該探究過程,并將答案寫在答題卡相應(yīng)位置。
限選試劑和儀器: 1mol/LCuSO4 、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L鹽酸、0.01mol/L氯水、試管、玻璃棒、膠頭滴管。
實(shí)驗(yàn)操作 |
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
步驟一:取硬質(zhì)玻璃管中固體產(chǎn)物少量分別于A、B試管中,加入足量1mol/LCuSO4溶液、攪拌溶解。 |
(1)若A試管中黑色固體不溶解,并且沒有觀察到其他現(xiàn)象,則黑色固體為 (2)若B試管中有紅色固體析出,則說明黑色固體中含有Fe。 |
步驟二:對試管B中溶液過濾,將所得固體洗滌干凈后,加足量1mol/L鹽酸后,再依次分別加入適量0.01mol/L氯水、少量0.01mol/L KSCN溶液 |
(1)若溶液不變紅色,則
(2)若溶液變紅色,則
|
Ⅴ.延伸探究:丁同學(xué)試圖通過反應(yīng)前后固體質(zhì)量的變化來確定黑色固體的成分,你認(rèn)為可行嗎?(假設(shè)氧化鐵在反應(yīng)中完全反應(yīng)) (填“行”或“不行”)理由是 。
反應(yīng)形成的固體混合物(Fe2O3、FeO)中,元素鐵和氧的質(zhì)量比用m(Fe)∶m(O)表示。
(1)上述固體混合物中,m(Fe)∶m(O)不可能是________(填序號,多選扣分)。
a.21∶9 b.21∶7.5 c.21∶6
(2)若m(Fe)∶m(O)=21∶8,計算Fe2O3被CO還原的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
(3)設(shè)Fe2O3被CO還原的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A%,則A%和混合物中m(Fe)∶m(O)的關(guān)系式為〔用含m(Fe)、m(O)的代數(shù)式表示〕。
A%=________________。
(4)如果Fe2O3和CO的反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
3Fe2O3+CO====2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO====3FeO+CO2
試分析反應(yīng)形成的固體混合物可能的組成及相應(yīng)的m(Fe)∶m(O)〔令m(Fe)∶m(O)=21∶a,寫出a的取值范圍〕。將結(jié)果填入下表。
混合物組成(用化學(xué)式表示) | a的取值范圍 |
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操作步驟 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
①取濾渣樣少量于試管中,加足量稀HCl,攪拌,靜置. | 試管中仍有固體物質(zhì) | 固體為 |
②操作①后,過濾;在濾液中加入過量的 |
有紅褐色沉淀產(chǎn)生 | 沉淀為Fe(OH)3 |
③將操作②后的紅褐色沉淀濾去,在濾液中通入足量CO2. | 生成物為Al(OH)3 |
一、1.解析:FeFe2+Fe3+Fe(OH)3Fe2O3。
答案:A?
2.B 3.C?
4.解析:根據(jù)2Fe3++Fe===3Fe2+知,消耗1 mol Fe生成3 mol Fe2+,還消耗2 mol Fe3+。
答案:C?
5.C 6.A 7.B 8.A 9.C 10.AD?
二、11.Fe2O3 CO和H2 Fe3O4、FeO?
12.(1)白色沉淀灰綠色紅褐色沉淀?
(2)3Fe+2NO+8H+===3Fe2++2NO↑+4H2O?
(3)由反應(yīng)2HNO3+NO===3NO2+H2O知,在濃HNO3中不可能生成NO?
13.(1)Fe Cl2 H2?
(2)2Fe+3Cl22FeCl3
(3)2HCl+Fe===FeCl2+H2↑?
(4)2FeCl2+Cl2===2FeCl3?
14.(1)Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3 (2)略?
15.65 g 20.5%?
16.(1)ac?
(2)設(shè)Fe2O3原有n0 mol,還原百分率為A%,則有?
A%=≈33.3%
(3)3-
(4)Fe2O3、Fe3O4 8<a<9?
Fe3O4、FeO 6<a<8?
Fe2O3、Fe3O4、FeO 6<a<9
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