做完“鐵在氧氣里燃燒”的實驗后,某興趣小組存在一些疑惑,于是進行了以下探究:
【問題一】鐵燃燒時濺落下來的黑色物質(zhì)中還有沒有鐵?
【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),但無氣泡產(chǎn)生。
【實驗探究】(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),說明濺落下來的黑色物質(zhì)中還有鐵。
(2)寫出鐵絲在氧氣中燃燒的文字或符號表達式 。
【問題二】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/℃ |
 ̄ |
 ̄ |
1535 |
【理論討論】(3)根據(jù)上述探究以及實驗現(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。
【問題三】氧化鐵也能做過氧化氫分解的催化劑嗎?
【實驗探究】
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
Ⅰ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入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試管中無明顯現(xiàn)象 |
Ⅱ.待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時,重新加入過氧化氫溶液,并把帶火星的木條伸入試管,如此反復(fù)多次試驗,觀察現(xiàn)象。 |
|
Ⅲ.將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾,并將所得濾渣進行洗滌、干燥、稱量,所得固體質(zhì)量為 a a g。 |
/ |
【實驗結(jié)論】氧化鐵可做過氧化氫分解的催化劑。
【討論交流】(4)做A、B兩支試管中實驗的作用
對比實驗,驗證氧化鐵能加快過氧化氫的分解速率
對比實驗,驗證氧化鐵能加快過氧化氫的分解速率
。
(5)步驟Ⅱ的實驗現(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
;其實驗?zāi)康氖?
驗證化學(xué)反應(yīng)前后,氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)不改變
驗證化學(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。
【問題四】某實驗小組欲證明氧化鐵與二氧化錳的催化效果,實驗時均以生成25mL氣體為準(zhǔn),其他可能影響實驗的因素均已忽略,相關(guān)數(shù)據(jù)見如表:
實驗序號 |
過氧化氫 |
其他物質(zhì)質(zhì)量 |
待測數(shù)據(jù) |
1 |
5mL |
氧化鐵0.5g |
a |
2 |
5mL |
二氧化錳0.5g |
b |
(7)上述實驗中的“待測數(shù)據(jù)”指
反應(yīng)時間
反應(yīng)時間
,若
b<a
b<a
,說明二氧化錳比氧化鐵對過氧化氫的催化效果好。
(8)實驗中,與發(fā)生裝置連接用來測量O
2體積的裝置可以用圖中的
b
b
(填編號)。
【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;對比實驗,驗證氧化鐵能加快過氧化氫的分解速率;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)時間;b<a;b