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某兴趣小组在实验中模拟炼铁化学原理的实验,对固体产物成分等进行探究.
【设计实验】
用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如图.

【进行实验】
(1)实验开始时,应先打开弹簧夹
(填“①”或“②”).
(2)C处点燃酒精灯的目的是
点燃一氧化碳,防止污染空气
点燃一氧化碳,防止污染空气

【分析与讨论】
实验结束后,玻璃管内固体粉末由红棕色全部变成黑色.小明认为该黑色固体全部是单质铁,但小华提出了质疑,认为还可能是其它物质,如铁的常见氧化物:氧化铁、四氧化三铁、
氧化亚铁
氧化亚铁
(填名称).于是大家查阅资料.
【查阅资料】
上述氧化物中:氧化铁为红棕色,其余都为黑色;只有四氧化三铁能被磁铁吸引.
【实验与猜想】
(1)该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引.
(2)进行猜想:黑色固体粉末可能a.全部为铁  b.全部为四氧化三铁  c.
铁和四氧化三铁
铁和四氧化三铁

(3)该小组按上述猜想设计实验,在一定温度下进行了实验,测得下列数据:
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g(玻璃管的质量为60.0g)
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m g(冷却到室温称量)
【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算:
(1)若猜想a成立,则m=
64.2
64.2

(2)若猜想c成立,则m的取值范围为:
64.2<m<65.8
64.2<m<65.8
分析:【进行实验】(1)一氧化碳具有可燃性,实验开始要先通一会一氧化碳排尽试管内空气,防止一氧化碳与空气混合发生爆炸,;
(2)一氧化碳有毒,要进行尾气处理;
【实验与猜想】
(2)由于铁与四氧化三铁均能被磁铁吸引,所以可对黑色固体进行猜测;
【得出结论】依据实验测得的数据结合氧化铁的化学式可求出氧化铁中氧的质量,再用反应前后物质的质量差与之比较判断即可.
解答:解:【进行实验】(1)一氧化碳具有可燃性,实验开始要先通一会一氧化碳排尽试管内空气,防止一氧化碳与空气混合发生爆炸,;
(2)一氧化碳有毒,要进行尾气处理;
【实验与猜想】
(2)由于铁与四氧化三铁均能被磁铁吸引,所以可对黑色固体的成分可能是:全部是铁;全部是四氧化三铁;两者的混合物;
【得出结论】依据实验测得的数据可知氧化铁的质量是:66g-60g=6g,这些氧化铁中含有的铁元素质量是:6g×
2×56
2×56+3×16
×100%=4.2g,由于反应前后元素的质量不变,所以若黑色粉末全部是铁,则反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量=60g+4.2g=64.2g;
假设全是四氧化三铁,根据其反应方程式可计算出生成的四氧化三铁的质量,设生成的四氧化三铁质量是x
CO+3Fe2O3
 高温 
.
 
2Fe3O4+CO2
   3×160       2×232
    6g            x
3×160
 6g 
=
2×232
x

解得  x=5.8g
故若全部是四氧化三铁,反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量m=65.8g
若猜想c成立,则m的取值范围为64.2<m<65.8.
故答案为:
【进行实验】(1)②;   (2)点燃一氧化碳,防止污染空气;
【实验与猜想】(2)铁和四氧化三铁;
【得出结论】(1)64.2;    (2)64.2<m<65.8.
点评:本题综合性较强,较全面的考查了一氧化碳还原氧化铁,尤其是利用数据对混合物的判断增加了试题难度,掌握反应前后元素的质量不变,并会结合方程式分析即可顺利解答.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中化学 来源: 题型:阅读理解

(2011?安阳一模)某兴趣小组在学习碱的化学性质时,进行了如图所示的实验.

(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式
NaOH+HCl═NaCl+H2O
NaOH+HCl═NaCl+H2O

(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是
气球胀大
气球胀大

(3)写出丙实验中碳酸钠溶液和澄清石灰水反应的化学方程式
Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH

(4)实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有如下猜想.
小兰认为:只有碳酸钠
小刚认为:只有氢氧化钙
小亮认为:是氢氧化钠和碳酸钠
你认为还可能是
氢氧化钠
氢氧化钠

(5)为验证小兰、小刚、小亮的猜想.设计了如下实验.请你补充完整.
实验内容 预计现象 预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量氯化钙溶液,静置.(已知氯化钙溶液呈中性) ①有白色沉淀,溶液呈红色.
小亮
小亮
的猜想正确.
 ②
无现象,溶液呈红色
无现象,溶液呈红色
小刚
小刚
的猜想正确.
 ③
有白色沉淀,溶液呈无色
有白色沉淀,溶液呈无色
小兰
小兰
的猜想正确.
(6)某硫酸厂的污水中含有硫酸等杂质,可以用熟石灰进行中和和处理.现取980g该污水,加入熟石灰来中和(其他杂质不参加反应,共消耗熟石灰粉末3.7g).计算此污水中硫酸的质量分数.

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科目:初中化学 来源: 题型:

(2012?嘉定区二模)某兴趣小组在实验室进行了“酸的性质”实验,使用过的试剂有:a铁、b氧化铁、c盐酸、d氢氧化钠和e碳酸钙,实验结束后将废物全部倒入废液缸中.
①测定废液的pH=1,说明废液呈
性.若将废液直接倒入用大理石制成的水斗中会造成危害,原因用化学方程式表示
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

②上述提供的5种试剂在废液中不可能存在的是
abde
abde
(填编号).
③废液中的溶质最多可能有
5
5
种.
④该兴趣小组用含0.02摩尔HCl的盐酸恰好中和20克的氢氧化钠溶液.
Ⅰ.计算20克氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质的量(根据化学方程式计算).
0.02mol
0.02mol

Ⅱ.计算20克氢氧化钠溶液中溶质质量分数为
4%
4%

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科目:初中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?东莞一模)钢铁工业是国家工业的基础.
(1)如图(1)是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,B区的反应主要是生成一氧化碳,若采用的铁矿石主要成分为氧化铁,请写出A区所发生主要反应的化学方程式:
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2

(2)某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,并对固体产物成分等进行探究.

【设计实验】
用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如图(2)
【进行实验】
该小组按上述实验设计,在一定温度下进行了实验,实验过程中除观察到红色固体变为黑色以外,还能观察到
溶液进入烧杯中
溶液进入烧杯中

【分析与讨论】
本实验结束后,玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色,小明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家提出先查阅资料.
【查阅资料】
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关.
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能是铁,也可能生成铁的氧化物.
③铁的氧化物都能与稀硫酸反应生成盐和水
④有关铁及其氧化物的性质如下:
物质性质 四氧化三铁 氧化亚铁 氧化铁 铁粉
颜色 黑色 黑色 红色 黑色
能否被磁铁吸引 不能 不能
【实验与猜想】
①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有
氧化亚铁
氧化亚铁
氧化铁
氧化铁
(填铁的氧化物);
②进行猜想:黑色固体粉末可能
a.全部为铁     b.
全部是四氧化三铁
全部是四氧化三铁
   c.
铁和四氧化三铁
铁和四氧化三铁

【验证猜想】
(1)取样品于试管中,向其中加入适量的稀硫酸,若观察到
有气泡产生,溶液为浅绿色
有气泡产生,溶液为浅绿色
,只有猜想
a
a
成立;
(2)取样品于试管中,向其中加入适量硫酸铜溶液,若观察到
硫酸铜溶液不变色
硫酸铜溶液不变色
,只有猜想
b
b
成立;
【反思与评价】实验装置图(2)中采用虚线框内的装置,其作用有
AB
AB
(填字母).
A.收集一氧化碳     B.吸收二氧化碳     C.检验二氧化碳.

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科目:初中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?虹口区一模)某兴趣小组在实验室完成有关二氧化碳的相关实验.

①A、B是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置,请修正B装置中的不足.(画在答题纸相应位置)
②改正后,对A、B两套装置的分析正确的是:

Ⅰ.如图所示,此时A装置中的止水夹M处于关闭状态
Ⅱ.A装置气体导出过程中容器内外气压相等Ⅲ.B装置N处添加止水夹可以与A装置具有相同功能
③若生成0.02mol二氧化碳,参加反应的碳酸钙的质量是多少克?(根据化学方程式列式计算)
④用如图装置探究二氧化碳的性质.
实验中观察到D处黑色固体变成光亮红色,E处澄清石灰水变浑浊,黑色粉末M是
氧化铜
氧化铜
,D装置的作用是
作氧化铜和一氧化碳的反应器
作氧化铜和一氧化碳的反应器
.请用化学方程式表示二氧化碳在本实验中所表现出的化学性质
C+CO2
 高温 
.
 
2CO,CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
C+CO2
 高温 
.
 
2CO,CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O

⑤利用实验④也可证明一氧化碳的化学性质.
一氧化碳气体来自装置
C
C
(填装置编号).请用化学方程式表示一氧化碳在本实验中表现出来的化学性质
CO+CuO
 高温 
.
 
Cu+CO2
CO+CuO
 高温 
.
 
Cu+CO2
,对该实验装置的分析错误的是

Ⅰ.装置E的作用是检验D处反应的产物
Ⅱ.装置E的作用是吸收二氧化碳
Ⅲ.在装置C前再添加一个D装置,可使实验更加严密
Ⅳ.实验结束时同时熄灭C、D两处火焰,E处液体会倒流
⑥上图装置需改进,原因是
一氧化碳有毒,进入空气中时会污染环境
一氧化碳有毒,进入空气中时会污染环境
,改进的方法是
在F处点燃或用容器收集
在F处点燃或用容器收集

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科目:初中化学 来源: 题型:

(2013?香坊区一模)某兴趣小组在实验台上发现一瓶标签部分破损、未盖瓶塞的溶液(如图),于是同学们决定利用实验台上的其他药品对这瓶溶液进行实验探究:

[提出问题]这瓶溶液是什么溶液?(不考虑碳酸氢钠)
[提出猜想]这瓶溶液是:
猜想一:氯化钠溶液;
猜想二:氢氧化钠溶液;
猜想三:碳酸钠溶液:
猜想四:硫酸钠溶液.
[实验推断]
(1)小香取样滴加无色酚酞试液,溶液呈红色,得出结论:该溶液不可能是氯化钠溶液,也不可能是硫酸钠溶液,理由是
氯化钠溶液、硫酸钠溶液都呈中性,不能使无色酚酞试液变色红
氯化钠溶液、硫酸钠溶液都呈中性,不能使无色酚酞试液变色红

(2)小芳另取样滴加稀盐酸,观察到有
气泡
气泡
产生,得出结论;该溶液是碳酸钠溶液.
(3)小美认为小芳的结论不完全正确,理由是
还可能是敞口放置的NaOH溶液与空气中的CO2反应部分生成碳酸钠
还可能是敞口放置的NaOH溶液与空气中的CO2反应部分生成碳酸钠

小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验:
[继续探究]另取样,加入
过量的CaCl2
过量的CaCl2
溶液,观察到有白色沉淀产生,再取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色.
[实验结论]由此推测出这瓶溶液最初是
NaOH
NaOH
溶液(写化学式),敞口放置过程中发生了变化,反应的化学方程式为
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O

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