甲同學(xué)在進行過氧化氫制取氧氣的實驗時,不小心將過氧化氫溶液滴到生銹的鐵架臺上,與鐵銹接觸的部分迅速產(chǎn)生大量氣泡。據(jù)此,他設(shè)計了如下實驗:
【實驗方案】
編號 |
實驗步驟 |
現(xiàn)象或數(shù)據(jù) |
實驗1 |
在試管中加入5mL 5%的H2O2溶液,將帶火星的木條伸入試管中 |
木條不復(fù)燃 |
實驗2 |
在實驗1的試管中加入2g氧化鐵,將帶火星的木條伸入試管中 |
木條復(fù)燃 |
實驗3 |
待實驗2試管中無氣泡時,再加入H2O2溶液,將帶火星的木條伸入試管中,并反復(fù)多次上述操作 |
木條復(fù)燃 |
實驗4 |
待實驗3結(jié)束后,將試管中物質(zhì)過濾、洗滌、 干燥 干燥 、稱量 |
濾渣質(zhì)量2g |
【實驗分析】
(1)甲同學(xué)進行上述實驗的目的是
探究氧化鐵是否可以用作過氧化氫分解的催化劑
探究氧化鐵是否可以用作過氧化氫分解的催化劑
。
(2)寫出實驗2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
。
【實驗反思】氧化鐵與二氧化錳對過氧化氫分解的催化效果哪個更好?
(3)乙同學(xué)設(shè)計了圖1實驗,通過對比實驗中
單位時間內(nèi)長頸漏斗中紅墨水上升的快慢
單位時間內(nèi)長頸漏斗中紅墨水上升的快慢
,可比較氧化鐵與二氧化錳的催化效果。
【實驗拓展】丙同學(xué)利用實驗4中的濾渣進行如圖2實驗(固定裝置略)。報告如下:
裝置 |
實驗現(xiàn)象 |
實驗分析 |
濾渣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 |
A |
紅色固體變黑 |
生成了鐵 |
|
B |
石灰水變渾濁 |
生成了二氧化碳 |
【實驗探究】裝置A中剩余黑色固體的成分一定是鐵嗎?
【查閱資料】CO與氧化鐵反應(yīng)后的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。上述幾種物質(zhì)的部分性質(zhì)如表:
|
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 |
無 |
有 |
與硫酸銅溶液 |
反應(yīng) |
不反應(yīng) |
不反應(yīng) |
不反應(yīng) |
【初步分析】小明認(rèn)為剩余固體不可能是氧化鐵的理由是
氧化鐵是紅色固體,而得到的是黑色固體
氧化鐵是紅色固體,而得到的是黑色固體
。
【設(shè)計實驗】
步驟 |
實驗操作 |
實驗現(xiàn)象 |
結(jié)論和解釋 |
1 |
用磁鐵吸引剩余固體 |
剩余固體全部被磁鐵吸引 剩余固體全部被磁鐵吸引
|
剩余固體中沒有氧化亞鐵 |
2 |
向剩余固體中加入足量硫酸銅溶液 |
黑色固體全部變成紅色 |
剩余固體中沒有四氧化三鐵 剩余固體中沒有四氧化三鐵
|
【答案】干燥;探究氧化鐵是否可以用作過氧化氫分解的催化劑;2H
2O
22H
2O+O
2↑;單位時間內(nèi)長頸漏斗中紅墨水上升的快慢;Fe
2O
3+3CO
2Fe+3CO
2;氧化鐵是紅色固體,而得到的是黑色固體;剩余固體全部被磁鐵吸引;剩余固體中沒有四氧化三鐵