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【題目】某同學利用如圖裝置探究鐵與氧化鐵化合的生成物成分。

(1)【認識儀器】由儀器N可知該反應的條件是
(2)【查閱資料】鐵的氧化物中只有Fe3O4能被磁鐵吸引。
某些鐵的氧化物加熱時能與氧氣反應。
【提出猜想】猜想①是FeO;
猜想②是Fe3O4
猜想③是FeO和Fe3O4混合物。
【實驗步驟】
①連接組裝儀器,檢查裝置的氣密性,方法是:關閉彈簧夾M,
②稱取16.0g氧化鐵粉末與質量為m的鐵粉,均勻混合后,放入玻璃管。
③通入CO2 , 當觀察到明顯現象時,夾上彈簧夾M,開始加熱玻璃管。
④當固體全部呈黑色后,停止加熱,。將玻璃管中黑色粉末倒在濾紙上,取樣,滴加稀鹽酸,無氣泡產生,用磁鐵吸引,粉末被部分吸引。
(3)【實驗結論】猜想成立。所加鐵粉質量m的范圍是
(4)【問題討論】實驗中澄清石灰水的主要作用是

【答案】
(1)高溫
(2)將導管末端放入水中,雙手緊貼玻璃管外壁(微微加熱玻璃管),導管口有氣泡冒出,松手(停止加熱)后,導管口形成一段穩定水柱,繼續通二氧化碳氣體直到玻璃管冷卻
(3)③,1.4g~5.6g
(4)判斷玻璃管中空氣是否已排盡
【解析】【認識儀器】儀器N是酒精噴燈,可知該反應需要高溫;

【實驗步驟】①檢查裝置的氣密性時,可以關閉彈簧夾M,將導管末端放入水中,雙手緊貼玻璃管外壁(微微加熱玻璃管),導管口有氣泡冒出,松手(停止加熱)后,導管口形成一段穩定水柱,說明氣密性良好。④實驗結束前,為防止灼熱的生成物與空氣接觸發生反應,應繼續通入原來的氣體,直到生成物冷卻為止;

【實驗結論】生成的黑色粉末能被磁鐵完全吸引,說明鐵與氧化鐵化合的生成物的成分為FeO和Fe3O4

假設鐵與氧化鐵完全反應生成氧化亞鐵,需要鐵的質量為a

Fe2O3+

Fe 3FeO

160

56

16.0g

a

a= 5.6g

假設產物只有四氧化三鐵,需要的鐵的質量為b

4Fe2O3+

Fe 3Fe3O4

640

56

16.0g

b

b=1.4g

若黑色固體不能被磁鐵全部吸引,且滴加稀鹽酸,無氣泡產生,說明剩余固體中含有氧化亞鐵,并且沒有鐵單質;所以所加鐵粉的質量范圍是1.4g~5.6g;

【問題討論】上述探究實驗中使用CO2可以起到排除空氣,作保護氣,防止鐵粉被氧化的作用;試管中的澄清的石灰水變渾濁;判斷玻璃管中空氣是否已排盡。
所以答案是:高溫、將導管末端放入水中,雙手緊貼玻璃管外壁(微微加熱玻璃管),導管口有氣泡冒出,松手(停止加熱)后,導管口形成一段穩定水柱、繼續通二氧化碳氣體直到玻璃管冷卻、③、1.4g~5.6g、判斷玻璃管中空氣是否已排盡。
【考點精析】利用鐵的冶煉和鐵銹的主要成分對題目進行判斷即可得到答案,需要熟知鐵冶煉的原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣;常見的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4 )、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3 );鐵生銹的條件是:鐵與O2、水接觸(鐵銹的主要成分:Fe2O3XH2O).

練習冊系列答案
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(2)若補充一種儀器____(填名稱),還能制備另一種氣體,這種儀器在此實驗中的作用是____

(3)請將下邊制取氧氣過程中裝置圖補充完整。__________

(4)用帶有導管的橡膠塞塞緊試管,檢查裝置的氣密性。確認裝置不漏氣后,拔開橡膠塞,在試管中裝入少量的高錳酸鉀粉末,并在試管口__________,用帶有導管的橡膠塞塞緊管口。并把____固定在鐵架臺上。

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