Question

【題目】實(shí)驗(yàn)探究題

同學(xué)們?yōu)榱搜芯垦趸�鐵能否在氯酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中起催化作用，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):

[實(shí)驗(yàn)一]氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中加快反應(yīng)速率。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	KClO3/g	氧化物	產(chǎn)生氣體的體積（mL）	耗時(shí)（s）
1	0.6	- -	67	1800
2	0.6	0.2g二氧化錳	67	36.5
3	0.6	____________________g氧化鐵	67	89.5

（1）實(shí)驗(yàn)3中氧化鐵的質(zhì)量為__________________g，以上實(shí)驗(yàn)采用了________________的實(shí)驗(yàn)方法。

（2）實(shí)驗(yàn)一得到的結(jié)論是____________。

[實(shí)驗(yàn)二]為證明氧化鐵是該反應(yīng)的催化劑，同學(xué)們又完成了以下的實(shí)驗(yàn):

[資料]氯酸鉀和氯化鉀均能溶于水.

I.在實(shí)驗(yàn)3反應(yīng)后的混合物中加足量的水溶解，過(guò)濾得到固體，洗滌干燥并用天平稱量，質(zhì)量為0.2g.

II.將一定量的CO通入濾出的固體，按下面進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)分析
	玻璃管中固體全部變?yōu)楹谏?/span>	生成了鐵
	錐形瓶中澄清石灰水變渾濁	產(chǎn)生了二氧化碳

（3）寫出玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。寫出澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式__________。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣反應(yīng)中起催化作用.

實(shí)驗(yàn)反思] （4）小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)二（ II ）中的實(shí)驗(yàn)裝置從環(huán)保角度看有一個(gè)缺陷，改進(jìn)的方法是_____________________________。若該固體完全反應(yīng),則實(shí)驗(yàn)完冷卻試管后，直形試管的質(zhì)量將_____________（增大\減�。�,理論上質(zhì)量的改變量為____________________________克。

（5）同時(shí)小華查閱資料發(fā)現(xiàn)一氧化碳還原氧化鐵后剩余固體可能由氧化亞鐵、四氧化三鐵、鐵粉和未反應(yīng)的氧化鐵中的一種或幾種組成.為了研究剩余固體的成分，小紅同學(xué)查閱了以下資料:

	鐵粉	氧化亞鐵	氧化鐵	四氧化三鐵
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
磁性	有	無(wú)	無(wú)	有
與CO	不反應(yīng)	反應(yīng)	反應(yīng)	反應(yīng)
與稀鹽酸	反應(yīng)生成氯化亞鐵和水		生成氯化鐵和水	生成氯化亞鐵、氯化鐵和水
與硫酸銅溶液	反應(yīng)	不反應(yīng)	不反應(yīng)	不反應(yīng)

小紅同學(xué)認(rèn)為剩余固體中一定沒有氧化鐵，原因是_________________。

（6）測(cè)定剩余固體的組成.

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1

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論和解釋
用磁鐵吸引剩余固體	①_________________________，	剩余固體中沒有氧化亞鐵
2	②______________，	③_______________，	剩余固體中只有鐵粉

Answer 1

【答案】0.2 0.2 對(duì)比 氧化鐵加快氯酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中起加快反應(yīng)速率 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O 在裝置末端玻璃導(dǎo)管處防止一個(gè)燃著的酒精的 減小 0.06 氧化鐵的顏色為紅色，其他物質(zhì)的顏色都為黑色 剩余固體能夠全部被吸引 加入足量的硫酸銅溶液 黑色固體全部溶解，藍(lán)色溶液變?yōu)闇\綠色有紅色固體析出

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：（1）實(shí)驗(yàn)3中氧化鐵的質(zhì)量應(yīng)該與實(shí)驗(yàn)2中二氧化錳的質(zhì)量相等，0.2g，以上實(shí)驗(yàn)采用了對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法；

（2）實(shí)驗(yàn)一得到的結(jié)論是：氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)中起加快反應(yīng)速率，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)3中，產(chǎn)生相同體積的氧氣，加入氯化鐵需要的時(shí)間比沒有加氯化鐵需要的時(shí)間明顯要少；

實(shí)驗(yàn)二：（3）玻璃管一氧化碳高溫條件下與氧化鐵反應(yīng)產(chǎn)生鐵和二氧化碳的化學(xué)方程式：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2。

二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水的化學(xué)方程式：CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；

（4）小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)二（ II ）中，一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，實(shí)驗(yàn)裝置從環(huán)保角度看有一個(gè)缺陷，改進(jìn)的方法是：在裝置末端玻璃導(dǎo)管處防止一個(gè)燃著的酒精的；若該固體完全反應(yīng),則實(shí)驗(yàn)完冷卻試管后，氧化鐵變?yōu)殍F，直形試管的質(zhì)量將減小，理論上質(zhì)量的改變量為=0.2g×；

（5）小紅同學(xué)認(rèn)為剩余固體中一定沒有氧化鐵，原因是：氧化鐵的顏色為紅色，其他物質(zhì)的顏色都為黑色；

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論和解釋
1	用磁鐵吸引剩余固體	①剩余固體能夠全部被吸引，	剩余固體中沒有氧化亞鐵
2	②加入足量的硫酸銅溶液，	③黑色固體全部溶解，藍(lán)色溶液變?yōu)闇\綠色有紅色固體析出，	剩余固體中只有鐵粉

1、因?yàn)殍F粉和四氧化三鐵能夠被磁鐵吸引，而氧化亞鐵不能；所以：剩余固體中沒有氧化亞鐵；

2、因?yàn)殍F粉能與硫酸銅溶液反應(yīng)產(chǎn)生紅色固體銅和和淺綠色溶液硫酸亞鐵溶液，而四氧化三鐵不能；所以：剩余固體中只有鐵粉；