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某研究性學習小組請你參與“研究鐵與水蒸氣反應所得固體物質的成分、性質及再利用”實驗探究,并回答下列問題:
探究一:設計如圖1所示裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗(夾持儀器略)。
(1)硬質玻璃管 B 中發(fā)生反應的化學方程式為:
3Fe+4H2O(g)
高溫
Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O(g)
高溫
Fe3O4+4H2
。
(2)裝置 D的作用是
除去H2中的水蒸氣,防止E的玻璃管破裂
除去H2中的水蒸氣,防止E的玻璃管破裂
。
探究二:設計如下實驗方案確定反應后硬質玻璃管B 中黑色固體的成分(已知酸性KMnO4溶液能與鹽酸發(fā)生反應)。
(3)待硬質玻璃管 B 冷卻后,取少許其中的固體物質繼續(xù)進行如圖2所示實驗:
①試劑A是
稀硫酸
稀硫酸
,現(xiàn)象2為
酸性KMnO4溶液褪色
酸性KMnO4溶液褪色
。
②若現(xiàn)象1中溶液未變血紅色,請從硬質玻璃管B中固體物質的成分分析可能的原因:
B中固體可能有Fe3O4和Fe,Fe將Fe3+全部還原為Fe2+
B中固體可能有Fe3O4和Fe,Fe將Fe3+全部還原為Fe2+
。
探究三:某學習小組設計用硬質玻璃管B中固體制備Fe3O4納米材料的流程示意圖如圖3所示:
已知:①濁液B中鐵元素以FeOOH形式存在;
②在操作I中,相同條件下測得Fe3O4的產率與R(R=
n
+
3
F
e
n
+
2
F
e
)的關系如圖4所示。
(4)在濾液A轉化為濁液B反應完成后需再加熱一段時間除去剩余H2O2,目的是
加熱使其分解除去,防止其在步驟⑤中繼續(xù)氧化+2價鐵元素
加熱使其分解除去,防止其在步驟⑤中繼續(xù)氧化+2價鐵元素
。
(5)設濁液B中FeOOH的物質的量為amol,濾液A中的鐵元素的物質的量為bmol。為使Fe3O4的產率最高,則
a
b
=
0.636
0.636
。(填數(shù)值,保留3位有效數(shù)字)
菁優(yōu)網(wǎng)

【答案】3Fe+4H2O(g)
高溫
Fe3O4+4H2;除去H2中的水蒸氣,防止E的玻璃管破裂;稀硫酸;酸性KMnO4溶液褪色;B中固體可能有Fe3O4和Fe,F(xiàn)e將Fe3+全部還原為Fe2+;加熱使其分解除去,防止其在步驟⑤中繼續(xù)氧化+2價鐵元素;0.636
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/5/23 20:38:36組卷:81引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.某化學實驗小組用如圖一裝置制取、收集純凈干燥的氨氣,并探究氨氣的有關性質。菁優(yōu)網(wǎng)
    回答下列問題:
    (1)寫出利用裝置I制取氨氣的化學方程式
     
    。
    (2)按照氣流方向,儀器連接的順序:a→
     
     
     
     
    →d (用字母編號表示)。
    (3)實驗中裝置III的作用
     

    (4)裝置IV中儀器的名稱為
     
    ,盛裝的試劑為
     
    。
    (5)利用圖一中的圖1裝置進行氨氣的噴泉實驗,引發(fā)噴泉的操作是
     
    ;形成紅色噴泉,證明NH3的水溶液顯
     
    性。
    (6)在甲、乙玻璃容器中分別收集氨氣和氯化氫,按圖二中的圖2裝置進行實驗。打開旋塞K,觀察到的實驗現(xiàn)象是
     
    。
    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:9引用:1難度:0.4
  • 2.某化學小組在實驗中用濃硝酸和銅反應制取二氧化氮并探究二氧化氮是否能支持木炭的燃燒.其實驗裝置圖如圖所示:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)按氣流方向連接各儀器接口,順序為a→
     
     
     
     
    →f.
    裝置C、裝置D的作用分別是
     
    、
     

    (2)實驗開始后,能證明二氧化氮支持燃燒的實驗現(xiàn)象是:
     

    (3)等物質的量的二氧化氮和碳反應,生成兩種氣體物質,且其物質的量之比為1:1.該反應的化學方程式為:
     

    發(fā)布:2024/11/13 8:0:1組卷:11引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.某研究性學習小組設計不同實驗方案來研究硝酸的性質.
    (1)甲組同學設計如圖裝置來證實稀稍酸與銅反應,步驟如下.
    A.檢驗50ml針筒的氣密性.
    B.抽出活栓,往針筒內放入一小塊銅片,把針筒活栓推到底,將針筒下端玻璃管浸入蒸餾水中,抽拉活栓,吸入約10mL蒸餾水,發(fā)現(xiàn)針筒內仍有空氣,然后針頭朝上倒放,推活栓,使針頭內充滿水.
    C.將針筒下端玻璃管浸入濃硝酸中,抽拉活栓,緩緩吸入4mL濃硝酸,將針筒下端套上橡皮管,然后用鐵夾夾?。?br />回答以下相關問題:
    ①一段時間后在針筒內觀察到溶液顏色為藍色,有
     
    色氣體產生.該反應的化學方程式為
     

    ②反應停止后,針筒內產生了氣體,要驗證產生的氣體是NO,還需進一步進行的操作是
     

    (2)乙組同學也用此裝置直接抽取濃硝酸和銅反應,發(fā)現(xiàn)溶液是綠色的,為了探究綠色的原因,乙組同學又做了三組對比實驗,具體如表:
    m(Cu)/g硝酸(過量)溶液顏色
    A1濃HNO3(4mL)溶液為綠色
    1稀HNO3(4mL)溶液為藍色
    B0.5濃HNO3(4mL)溶液為綠色
    1稀HNO3(4mL)溶液為藍色
    C2濃HNO3(4mL)溶液為綠色
    1稀HNO3(4mL)溶液為藍色
    根據(jù)乙組同學三組對比實驗回答問題:
    ①一種觀點認為:這可能是Cu2+濃度差異的結果,你同意這種看法嗎?
     
    (填“同意”或“不同意”),原因是
     
    .結合表格信息加以闡述)
    ②另一種觀點認為:溶液呈綠色是銅與濃硝酸反應時產生的NO2溶于過量濃硝酸顯黃色,加上和藍色的硝酸銅溶液混在一起,使溶液呈綠色.為了驗證推斷是否正確,三位同學分別設計了三種方案,并進行驗證:
    方案一:將綠色溶液轉移至試管,并給試管加熱片刻,立即看到大量紅棕色氣體產生.認為該氣體一定是溶解在溶液中的NO2,但也有同學持有異議.請分析原因
     

    方案二:用雙氧水和二氧化錳制得氧氣,并把氧氣緩緩通入綠色溶液中,觀察溶液顏色變?yōu)樗{色.請用方程式表示溶液顏色變化的反應原理
     

    方案三:往藍色溶液中緩緩通入NO2氣體,溶液顏色變綠色.
    ③從環(huán)保的角度看,你認為三個方案中最好的是哪一個
     

    發(fā)布:2024/11/13 8:0:1組卷:7引用:1難度:0.5
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