Question

【題目】小紅為大家做了一個“燃紙成鐵”的趣味實驗。將一張濾紙（組成元素為C、H、O）用FeCl3濃溶液潤濕，在酒精燈上烘干后點燃，濾紙變黑、紅熱，最終生成黑褐色物質。小紅告訴大家：黑褐色物質中含有鐵單質。

（提出問題）黑褐色物質中真的含有鐵單質嗎？

小紅通過查閱資料得知，濾紙碳化后吸附了空氣，則在水中也能產生少量微小氣泡

（探究過程）

（1）小紅先從反應物分析，因為_____所以反應后可能生成鐵單質。

（2）為獲得實驗證據，小紅做了實驗1。

實驗1：將黑褐色物質放入稀鹽酸中，發現有連續微小氣泡產生。若黑褐色物質中含有鐵單質，則反應的化學方程式為_____。

（3）小明提出疑問：實驗1中產生的氣泡除了是鐵與稀鹽酸反應產生的也可能是_____。

（4）為此，小紅又做了實驗1的對比實驗：_____觀察到有微小氣泡產生但很快停止。證明實驗1中的連續氣泡確實是由鐵單質與稀鹽酸反應產生的。

（5）為進一步證明黑褐色物質中有鐵單質，小紅又做了實驗2。

實驗2：將黑褐色物質放入_____溶液中，觀察到_____。

（得出結論）通過以上探究，證明黑褐色物質中確實含有鐵單質。

（拓展探究）請再用一種方法證明黑褐色物質中含有鐵單質：_____。

Answer 1

【答案】反應物中含有鐵元素 Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑ 碳酸鐵或碳酸亞鐵 將褐色物質放置在蒸餾水中 硫酸銅 黑褐色物質表面有紅色固體產生 用磁鐵吸引黑褐色物質，若磁鐵上有殘留的粉末，則說明該物質中含有鐵單質；因為磁鐵可以吸引鐵單質

【解析】

（1）小紅先從反應物分析，因為反應物中含有鐵元素（氯化鐵溶液潤濕濾紙），所以反應后可能生成鐵單質。

（2）為獲得實驗證據，小紅做了實驗1。

實驗1：將黑褐色物質放入稀鹽酸中，發現有連續微小氣泡產生。若黑褐色物質中含有鐵單質，則鐵與稀鹽酸反應產生氯化亞鐵和氫氣的化學方程式為：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑；

（3）碳酸鐵或碳酸亞鐵，兩者都能與稀鹽酸反應產生氣體；

（4）小紅通過查閱資料得知，濾紙碳化后吸附了空氣，則在水中也能產生少量微小氣泡；為此，小紅又做了實驗1的對比實驗：將褐色物質放置在蒸餾水中觀察到有微小氣泡產生但很快停止。證明實驗1中的連續氣泡確實是由鐵單質與稀鹽酸反應產生的。

（5）為進一步證明黑褐色物質中有鐵單質，小紅又做了實驗2。

實驗2：將黑褐色物質放入硫酸銅溶液中，觀察到：黑褐色物質表面有紅色固體產生，則說明鐵與硫酸銅發生置換反應產生銅單質；

拓展探究：用磁鐵吸引黑褐色物質，若磁鐵上有殘留的粉末，則說明該物質中漢口有鐵單質；因為磁鐵可以吸引鐵單質。