Question

【題目】現(xiàn)有一包黑色固體粉，可能含有炭粉、CuO、Fe3O4中的兩種或者三種，某化學(xué)興趣小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其成分。

(1)提出問(wèn)題：該黑色固體粉末成分是什么？

(2)作出猜想：

猜想一：混合固體是炭粉、CuO

猜想二：混合固體是炭粉、Fe3O4

猜想三：混合固體是______(兩種物質(zhì)寫(xiě)不全不給分)

猜想四：混合固體是炭粉、CuO、Fe3O4

(3)查閱資料：Fe3O4為黑色粉末，能與鹽酸反應(yīng)，含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN(硫氰化鉀)溶液時(shí)變成紅色，Fe(OH)2是一種白色沉淀。

(4)實(shí)驗(yàn)探究：取一定量的固體于試管中，加足量的鹽酸，充分反應(yīng)后有部分固體溶解，過(guò)濾，得到濾液A，并對(duì)濾液A的成分進(jìn)行如下探究：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
步驟一：取一定量濾液A于試管中，加入足量的鐵粉	無(wú)紅色固體析出	該固體物質(zhì)一定沒(méi)有____
步驟二：又取一定量的濾液A于試管中，加入少量的KSCN(硫氰化鉀)溶液	溶液變成紅色	濾液A中還一定含有的物質(zhì)是___
步驟三：再取一定量的濾液A于試管中，加入足量的NaOH溶液	有紅褐色沉淀生成，同時(shí)還有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后面變成紅褐色	濾液A中還一定含有的物質(zhì)是____

(5)討論交流：

①通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，猜想______成立。

②寫(xiě)出Fe3O4與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

③Fe3O4與鹽酸反應(yīng)時(shí)元素的化合價(jià)沒(méi)有改變，請(qǐng)大家推斷Fe3O4中鐵元素的化合價(jià)為___(寫(xiě)兩種價(jià)態(tài)才得分)。

(6)拓展：請(qǐng)寫(xiě)出同種元素顯不同化合價(jià)的一種鹽_____(其它合理答案也得分)(寫(xiě)化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】CuO、Fe3O4氧化銅氯化鐵氯化亞鐵二Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O+2、+3NH4NO3

【解析】

稀鹽酸不能和碳反應(yīng)，能和四氧化三鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵和水；氫氧化鈉和氯化鐵反應(yīng)生成紅褐色沉淀氫氧化鐵和氯化鈉，和氯化亞鐵反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀和氯化鈉，氫氧化亞鐵在空氣中能被氧化成氫氧化鐵。

(2)黑色固體粉末，可能含有炭粉、CuO、Fe3O4中的兩種或者三種，根據(jù)猜想一、猜想二、猜想四的結(jié)論，可推知猜想三混合固體是CuO、Fe3O4；

(4)步驟一：氧化銅與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水，鐵和氯化銅生成銅和氯化亞鐵，取一定量濾液A于試管中，加入足量的鐵粉，無(wú)紅色固體析出，說(shuō)明固體中不含有氧化銅；步驟二：稀鹽酸能和四氧化三鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵和水，取一定量的濾液A于試管中，加入少量的KSCN（硫氰化鉀）溶液，溶液變紅色，說(shuō)明濾液A中含有氯化鐵；步驟三：氫氧化鈉和氯化鐵反應(yīng)生成紅褐色沉淀氫氧化鐵和氯化鈉，和氯化亞鐵反應(yīng)生成氫氧化亞鐵白色沉淀和氯化鈉，氫氧化亞鐵在空氣中能被氧化成氫氧化鐵，取一定量的濾液A于試管中，加入足量的NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，同時(shí)還有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后面變成紅褐色，說(shuō)明濾液A中還一定含有的物質(zhì)是氯化亞鐵；

(5)①通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，加足量的鹽酸，充分反應(yīng)后有部分固體溶解，不溶解的固體是炭粉，濾液A中含有氯化鐵和氯化亞鐵，說(shuō)明固體中含有四氧化三鐵，猜想二成立；②Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化鐵和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O；③Fe3O4與鹽酸反應(yīng)時(shí)元素的化合價(jià)沒(méi)有改變，因此Fe3O4中鐵元素的化合價(jià)為+2、+3；

(6)同種元素顯不同化合價(jià)的一種鹽是硝酸銨，硝酸銨中，銨根中氮元素化合價(jià)是-3，硝酸根中氮元素化合價(jià)是+5，化學(xué)式為：NH4NO3。