做完“鐵在氧氣里燃燒”的實(shí)驗(yàn)后,某興趣小組存在一些疑惑,于是進(jìn)行了以下探究:
【問(wèn)題一】鐵燃燒時(shí)濺落下來(lái)的黑色物質(zhì)中還有沒(méi)有鐵?
【查閱資料1】①氧化鐵為暗紅色固體,不能被磁鐵吸引,鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引;
②鐵能和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡;氧化鐵、四氧化三鐵也能和稀鹽酸反應(yīng),但無(wú)氣泡產(chǎn)生。
【實(shí)驗(yàn)探究】(1)將鐵絲燃燒后得到的黑色物質(zhì)冷卻,然后碾碎,
取適量于試管中,加入適量的稀鹽酸,產(chǎn)生氣泡
取適量于試管中,加入適量的稀鹽酸,產(chǎn)生氣泡
(填操作方法和現(xiàn)象),說(shuō)明濺落下來(lái)的黑色物質(zhì)中還有鐵。
(2)寫出鐵絲在氧氣中燃燒的文字或符號(hào)表達(dá)式 。
【問(wèn)題二】鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是氧化鐵呢?
【查閱資料2】①氧化鐵和四氧化三鐵的分解溫度見(jiàn)表;
②氧化鐵高溫分解成四氧化三鐵
|
四氧化三鐵 |
氧化鐵 |
鐵 |
分解溫度/℃ |
1538 |
1400 |
 ̄ |
熔點(diǎn)/℃ |
 ̄ |
 ̄ |
1535 |
【理論討論】(3)根據(jù)上述探究以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析,可推知鐵在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫在
1535℃~1538℃
1535℃~1538℃
之間,此溫度范圍氧化鐵已分解。
【問(wèn)題三】氧化鐵也能做過(guò)氧化氫分解的催化劑嗎?
【實(shí)驗(yàn)探究】
實(shí)驗(yàn)步驟 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
Ⅰ.分別量取5mL5%過(guò)氧化氫溶液放入A、B兩支試管中,向A試管中加入ag氧化鐵粉末,并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條,觀察現(xiàn)象。 |
A試管中產(chǎn)生氣泡,帶火星木條復(fù)燃,B試管中無(wú)明顯現(xiàn)象 |
Ⅱ.待A試管中沒(méi)有現(xiàn)象發(fā)生時(shí),重新加入過(guò)氧化氫溶液,并把帶火星的木條伸入試管,如此反復(fù)多次試驗(yàn),觀察現(xiàn)象。 |
|
Ⅲ.將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過(guò)濾,并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量,所得固體質(zhì)量為 a a g。 |
/ |
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】氧化鐵可做過(guò)氧化氫分解的催化劑。
【討論交流】(4)做A、B兩支試管中實(shí)驗(yàn)的作用
對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證氧化鐵能加快過(guò)氧化氫的分解速率
對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證氧化鐵能加快過(guò)氧化氫的分解速率
。
(5)步驟Ⅱ的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
A試管中產(chǎn)生氣泡,帶火星的木條復(fù)燃
A試管中產(chǎn)生氣泡,帶火星的木條復(fù)燃
;其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?
驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)前后,氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不改變
驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)前后,氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不改變
。
(6)步驟Ⅲ所得固體質(zhì)量為
a
a
g。
【問(wèn)題四】某實(shí)驗(yàn)小組欲證明氧化鐵與二氧化錳的催化效果,實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成25mL氣體為準(zhǔn),其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略,相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)如表:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) |
過(guò)氧化氫 |
其他物質(zhì)質(zhì)量 |
待測(cè)數(shù)據(jù) |
1 |
5mL |
氧化鐵0.5g |
a |
2 |
5mL |
二氧化錳0.5g |
b |
(7)上述實(shí)驗(yàn)中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”指
反應(yīng)時(shí)間
反應(yīng)時(shí)間
,若
b<a
b<a
,說(shuō)明二氧化錳比氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫的催化效果好。
(8)實(shí)驗(yàn)中,與發(fā)生裝置連接用來(lái)測(cè)量O
2體積的裝置可以用圖中的
b
b
(填編號(hào))。
【答案】取適量于試管中,加入適量的稀鹽酸,產(chǎn)生氣泡;鐵+氧氣
四氧化三鐵或Fe+O
2Fe
3O
4;1535℃~1538℃;a;對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證氧化鐵能加快過(guò)氧化氫的分解速率;A試管中產(chǎn)生氣泡,帶火星的木條復(fù)燃;驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)前后,氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不改變;a;反應(yīng)時(shí)間;b<a;b