Question

某化學興趣小組根據(jù)圖1所示進行模擬煉鐵的實驗，并對產(chǎn)物成分及含量進行探究．

【提出問題】無色氣體A有哪些成分？黑色固體B可能是什么？
【查閱資料】（1）常溫下，一氧化碳能與氯化鈀（PdCl₂）溶液反應生成鈀（不溶于水）、二氧化碳和氯化氫．
（2）鐵的氧化物都能與稀鹽酸、稀硫酸反應，其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色，并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引．
【提出猜想】猜想1：無色氣體A一定是C0₂，原因是

 

（用化學方程式表示）．
猜想2：黑色固體B全部是鐵．
【交流與討論】小華認為猜想1不一定正確，無色氣體中除了CO₂外，可能含有CO．
【探究反思】（1）為驗證小華的猜想，大家按圖2所示進行實驗，過程與現(xiàn)象如下：
①當X現(xiàn)象為

 

時，可以確定猜想1是錯誤的，寫出產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學方程式：

 

．
②Ⅱ中無明顯現(xiàn)象，但可以往Ⅱ中滴加足量

 

（填試劑名稱或化學式）證明氣體在Ⅱ中確實已發(fā)生了反應．
（2）為驗證猜想2，大家稱取7g黑色固體B，按圖3所示進行實驗探究，過程與現(xiàn)象如下：
①經(jīng)過分析，大家確定猜想2是錯誤的，理由是

 

．
②為了進一步確定黑色固體C的成分，你的方法是

 

（寫出實驗操作、現(xiàn)象及結(jié)論）．
③實驗結(jié)束后，稱得紅色固體的質(zhì)量為6.4g，則黑色固體B中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,金屬的化學性質(zhì),一氧化碳還原氧化鐵,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：【提出猜想】
氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳；
【探究反思】
根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷猜想是否正確；
根據(jù)反應物、生成物、反應條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應的化學方程式；
二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；
鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅；
根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷物質(zhì)的成分；
根據(jù)銅的質(zhì)量可以計算鐵的質(zhì)量，進一步可以計算黑色固體B中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：【提出猜想】
猜想1：無色氣體A一定是C0₂，原因是：氧化鐵和一氧化碳反應生成二氧化碳，反應的化學方程式為：
Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．
【探究反思】
（1）①當X現(xiàn)象為產(chǎn)生黑色沉淀時，可以確定猜想1是錯誤的，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學方程式為：
PdCl₂+CO+H₂O═Pd+CO₂+2HCl．
故填：產(chǎn)生黑色沉淀；PdCl₂+CO+H₂O═Pd+CO₂+2HCl．
②Ⅱ中無明顯現(xiàn)象，但可以往Ⅱ中滴加足量CaCl₂證明氣體在Ⅱ中確實已發(fā)生了反應，因為氯化鈣能和二氧化碳與氫氧化鈉反應生成的碳酸鈉反應生成白色沉淀--碳酸鈣．
故填：CaCl₂．
（2）①經(jīng)過分析，大家確定猜想2是錯誤的，理由是：鐵和足量硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，不能產(chǎn)生黑色固體．
故填：鐵和足量硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，不能產(chǎn)生黑色固體．
②為了進一步確定黑色固體C的成分，實驗方法是：實驗操作：把磁鐵靠近黑色固體；實驗現(xiàn)象：黑色固體被吸引；實驗結(jié)論：黑色固體是四氧化三鐵．
實驗操作：把適量黑色固體置于試管中，加入適量的稀硫酸；實驗現(xiàn)象：溶液變成淺綠色；實驗結(jié)論：黑色固體是氧化亞鐵．
故填：實驗操作：把磁鐵靠近黑色固體；實驗現(xiàn)象：黑色固體被吸引；實驗結(jié)論：黑色固體是四氧化三鐵．
實驗操作：把適量黑色固體置于試管中，加入適量的稀硫酸；實驗現(xiàn)象：溶液變成淺綠色；實驗結(jié)論：黑色固體是氧化亞鐵．
③設鐵的質(zhì)量為x，
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，
56              64
x              6.4g

56

x

=

64

6.4g

，
x=5.6g，
則黑色固體B中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

5.6g

7g

×100%=80%．
故填：80%．

點評：實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，正確的實驗操作是得出科學結(jié)論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結(jié)論奠定基礎．