5.某化学兴趣小组的学生研究过量的炭粉与Fe
2O
3在高温条件下反应的气体产物成分.探究过程如下:
(1)提出假设:气体产物全部是CO
2.
(2)查阅资料:a.氮气不能与炭粉及Fe
2O
3反应.
b.高温下可以发生下列反应:2Fe
2O
3+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO
2↑ C+CO
2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO
(3)设计方案:将一定量氧化铁在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应.用实验中实际测得产生气体的质量,与理论计算得到的CO
2的质量进行比较.
(4)实验装置:如图所示.
(5)实验操作:
①称量:反应前Fe
2O
3的质量3.20g;炭粉的质量2.00g;玻璃管C的质量48.48g.反应后玻璃管与残留固体共52.24g.
②加热前先通一段时间氮气,再夹紧弹簧夹T,点燃酒精喷灯加热.
(6)问题分析:①用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是获取反应所需的高温条件.
②加热前先通一段时间氮气的目的是清除试管中空气(氧气),防止炭粉与空气中氧气发生反应.
③理论计算:若氧化铁与炭粉反应的气体产物全部是CO
2,求3.20g氧化铁完全反应时生成CO
2的质量.(写出计算过程)
④根据实验数据计算实验中实际获得气体的质量.(写出计算过程)
(7)结论:原假设不能(能、不能)成立,理由是因为生成的气体质量为1.44 g,大于1.32 g,故气体产物不完全为CO
2,实际是C0
2和C0的混合物,原假设不能成立(其他合理答案亦可给分).
(8)兴趣小组成员小聪想到家里新换的水龙头.他从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬.好奇的小聪想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,请你参与.
【作出猜想】
猜想1:Cr>Fe>Cu; 猜想2:Fe>Cu>Cr; 猜想3:你的猜想是Fe>Cr>Cu.
【查阅资料】
①铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜.
②铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO
4)溶液.
【设计与实验】
小聪同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸.
实验 | 试管1 | 试管2 | 试管3 |
实验 操作 | | | |
实验 现象 | 铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色 | 铬片表面产生气泡较快,溶液变成为蓝色 | 铜表面无气泡 |
【结论与解释】
①小聪得到的结论是猜想1正确.
②实验前用砂纸打磨金属片的目的是除去金属表面的氧化膜,利于反应.
【知识运用】
将铬片投入FeSO
4溶液中,反应能(填“能”或“不能”)进行.若能进行,请你写出化学方程式Cr+FeSO
4=Fe+CrSO
4.