某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验,并对产物的成分进行探究.

某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验,并对产物的成分进行探究.

提出问题:黑色粉末A可能是什么呢?
查阅资料:小华查阅资料,得到关于铁的氧化物如下信息:
铁的氧化物Fe2O3Fe3O4FeO
颜色
物理性质不能被磁铁吸引能被磁铁吸引不能被磁铁吸引
化性质可溶于酸常温下不溶于稀酸可溶于酸,但不生成气体
提出猜想:(1)小明认为黑色粉末A全部是铁粉.为了证明自己的猜想小明设计了如图的实验,该实验中,小明加入的溶液是______;实验过程中操作Ⅰ是______这个实验基本操作.
小华根据小明的实验认定小明的猜想是错误的,理由是______.
(2)小华根据资料提出了自己的两个猜想,请结合所知识补充余下的一个猜想.
猜想①:黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁(Fe3O4)组成
猜想②:黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁(FeO)组成
猜想③:______
实验探究
方案实验操作可能的现象结论
取适量黑色粉末A 用磁铁吸引______猜想①正确
适量黑色粉末A 用磁铁吸引黑色粉末部分被吸引猜想②正确
____________猜想③正确
反思评价:小娟认为方案②中得出的结论不正确,其理由是______.
得出结论:黑色粉末A是铁和氧化亚铁的混合物.
小华想测定黑色粉末A中铁的质量分数,设计了如下实验:
取8g黑色粉末A加入50g足量的稀硫酸,充分反应后称量,剩余物质的质量为57.8g,则该黑色粉末A中铁的质量分数是多少?(写出计算过程)
再见了风筝 1年前 已收到1个回答 举报

永恒de爱 幼苗

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解题思路:(1)根据有颜色的离子有:铜离子、亚铁离子、铁离子,最后得到的固体中有红色固体(可认为是铜)来进行推测,根据固体与液体分离的方法考虑;根据铁与硫酸铜反应后的产物考虑组成;(2)根据黑色物质的组成可能的情况进行猜测;根据实验的结论和操作再结合查阅资料中的内容反推出实验现象;根据质量的减少量是生成氢气的质量,根据氢气的质量算出铁的质量,再用铁的质量除以铁样品的质量.

(1)由黑色粉末A加入足量X溶液得到有色溶液和黑色固体、红色固体,常见的红色固体是铜,根据置换反应可知铁把铜置换出来了,所以加入的溶液是铜的盐溶液,可认为是硫酸铜溶液,硫酸铜与铁反应能生成铜和硫酸亚铁,硫酸亚铁是浅绿色的;把不溶于液体的固体与液体分离的方法是过滤;由于加入的硫酸铜是足量的,所以固体中的铁都能被反应掉,通过检测发现加入硫酸铜后,还有黑色固体不溶物,说明不可能全部为铁,小明认为黑色粉末A全部是铁粉,所以该说法错误;
(2)黑色粉末有:铁粉、四氧化三铁(Fe3O4)、氧化亚铁,所以这三种相互组合情况有:黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁(Fe3O4)组成、黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁(FeO)组成、黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成;因为铁粉能被磁铁吸引,四氧化三铁也能被磁铁吸引,所以如果是这两种物质组成,现象为:黑色粉末A全部被吸引;由于氧化亚铁溶于酸,四氧化三铁不溶于酸,所以加入酸,看黑色固体是否被溶解,如果部分溶解,说明含有四氧化三铁;小娟认为方案②中得出的结论不正确她认为含有四氧化三铁时,也发生同样的现象;
根据质量的减少量是生成氢气的质量,所以生成氢气的质量为:8g+50g-57.8g=0.2g,设要生成0.2g氢气,需要铁质量为X则:Fe+H2SO4=FeSO4+H2
56 2
X 0.2g
根据:[56/2=
X
0.2g]解得X=5.6g,则该黑色粉末A中铁的质量分数是[5.6g/8g]×100%=70%.
故答案为:(1)硫酸铜溶液、过滤;加入足量硫酸铜溶液反应后过滤,还有黑色粉末存在
(2)猜想3:黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成

方案实验操作可能的现象结论
①黑色粉末A全部被吸引

③取适量黑色粉末B,加入足量稀盐酸
(或者取适量黑色粉末B用磁铁吸引;黑色粉末部分被吸引)黑色粉末B部分溶解
(黑色粉末B部分被吸引)反思评价:含有四氧化三铁时,也发生同样的现象
计算:70%

点评:
本题考点: 实验探究物质的组成成分以及含量;过滤的原理、方法及其应用;常见金属的特性及其应用;金属的化学性质;根据化学反应方程式的计算.

考点点评: 要学会根据实验结论和实验步骤反推实验现象的方法,知道常见的黑色固体,并熟记它们的性质,学会根据查阅资料的信息做题的方法.

1年前

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