Question

“淬火”是金属热处理中常用的方法，经过这种处理后，金属的硬度和耐磨性增强．铁被烧红后放入冷水中“淬火”时会发生化学反应，小明查阅资料得知：铁与水在高温情况下会发生化学反应生成四氧化三铁和一种无色的气体．为了探究该反应，设计了如图实验装置：
①将一个可乐瓶去底，瓶口塞一带导管的单孔橡皮塞，用小木棍将导管口堵上；
②瓶中注满水，立在盛水的水槽中，将带柄烧红的铁块插入瓶中．根据上述信息回答下列问题：
（1）请你猜测产生的气体可能是

 

；这样猜测的理由是

 

．
（2）怎样验证你的猜测

 

．
（3）图中是采用

 

法收集气体，该气体还可用

 

法收集．
（4）经“淬火”后的铁，其硬度和耐磨性是否发生了变化？简述操作方法．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,常用气体的收集方法,常见气体的检验与除杂方法,金属的物理性质及用途

专题：科学探究

分析：（1）根据题意可知铁与水反应生成四氧化三铁和气体，根据化学反应前后元素的种类不变，可确定该气体的成分；
（2）利用氢气的可燃性及其燃烧的现象检验氢气；
（3）由于氢气密度比空气小且难溶于水，所以可以采用向下排空气法或排水法收集；
（4）可通过相互刻画“淬火”前后铁时发生的现象检测硬度和耐磨性是否发生了变化．

解答：解：
（1）铁与水反应生成四氧化三铁和气体，根据化学反应前后元素的种类不变，可确定该气体是氢气；
（2）氢气具有可燃性，所以用燃着的木条去点燃收集的气体，如果气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，则证明该气体为氢气；
（3）由于氢气密度比空气小且难溶于水，所以可以采用向下排空气法或排水法收集；
（4）可通过相互刻画“淬火”前后铁时发生的现象检测硬度和耐磨性是否发生了变化，因此取两片相同的铁片，对其中的一片铁片“淬火”处理，然后使其与另一片铁片相互刻画，若没有经“淬火”处理的铁片表面有划痕，则说明金属的硬度和耐磨性增强．
答案：
（1）氢气   化学反应前后元素种类不变
（2）用燃着的木条去点燃收集的气体，如果气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，则证明该气体为氢气
（3）排水   向下排空气
（4）取两片相同的铁片，对其中的一片铁片“淬火”处理，然后使其与另一片铁片相互刻画，若没有经“淬火”处理的铁片表面有划痕，则说明金属的硬度和耐磨性增强．

点评：本题考查了质量守恒定律、气体的收集方法、气体的检验等有关知识，提高了同学们分析问题、解决问题的能力．