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(2023九上·武侯期中)
古代铁匠常把烧红的铁器没入水中急速冷却,以增加铁器的硬度,此法称为“淬火”,西川实验学校化学兴趣小组据此设计了如图甲所示实验,用以探究铁与水高温反应后的产物(注:夹持仪器已省略)
【查阅资料】
①常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下铁与水蒸气能反应,生成一种固体和一种气体。
②铁粉为黑色,常见铁的氧化物有三种:FeO (黑色)、Fe2O3(红棕色)、Fe3O4 (黑色),但FeO一接触到空气就会立即变成红棕色,Fe3O4有磁性,能被磁铁吸引。
③铁和盐酸反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;四氧化三铁和盐酸反应:Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O,其中,氯化亚铁溶液为浅绿色,氯化铁溶液为黄色。
④氢氧化镁、氢氧化铜等固体受热可分解成氧化物。
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【提出问题1】探究生成的气体是什么?
【作出猜想1】猜想1:氧气;猜想2:氢气;猜想3:氨气
小宇认为不需要做实验就可以排除猜想3,她的理由是
。
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(3)
【实验验证1】如图甲,加热一段时间后,黑色铁粉颜色没有发生变化,把导管放入肥皂水中,吹出的肥皂泡上升漂到空中,用燃着的木条靠近肥皂泡,观察到,说明生成H2。
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【提出问题2】探究玻璃管中剩余黑色固体的成分?
同学们讨论后认为:铁与水蒸气反应生成的固体是一种铁的氧化物,但玻璃管内的还可能含有剩余的铁粉。
【分析讨论】小堂根据以上资料,确定剩余的固体物中不含有FeO和Fe
2O
3 , 理由是
。
【作出猜想2】
继续猜想黑色固体的成分有三种可能:
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经过讨论发现,猜想不合理,可以排除,小春提出:用磁铁来确定黑色固体的成分,其他同学表示反对,其理由为。
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(7)
【实验验证2】小华又设计了以下实验方案,通过实验确定了黑色固体的成分:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
取少量黑色固体于试管中,加入适量盐酸,放置一段时间 | 现象1:液体由无色变为黄色 | 黑色固体含有 |
现象2: | 黑色固体中含有剩余的铁粉 |
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【实验结论】猜想成立。铁和水蒸气高温下反应的化学方程式为。
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(9)
反应后,待玻璃管冷却至室温,将剩余固体倒出、干燥、称重,为7.52克,求铁粉中参加反应部分的质量分数为。
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(10)
与甲、乙装置相比,乙装置有很多优点,请你写一条:。
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(11)
分析上述供水剂的供水原理,其中正确的是____(填字母)。
A . 疏松、多孔的物质,有良好的吸水性能和保水性能
B . 新鲜的浮水植物,在受热时水分容易释放出来
C . 本身不含水的固体物质,一定不能用作供水剂
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