Question

【題目】某同學利用如圖裝置探究鐵與氧化鐵化合的生成物成分。

【認識儀器】由儀器N可知該反應的條件是_____________。

【查閱資料】鐵的氧化物中只有Fe3O4能被磁鐵吸引。

某些鐵的氧化物加熱時能與氧氣反應。

【提出猜想】猜想①是FeO；

猜想②是Fe3O4；

猜想③是FeO和Fe3O4混合物。

【實驗步驟】

①連接組裝儀器，檢查裝置的氣密性，方法是：關閉彈簧夾M，_________________________________________________________。

②稱取16.0g氧化鐵粉末與質量為m的鐵粉，均勻混合后，放入玻璃管。

③通入CO2，當觀察到明顯現象時，夾上彈簧夾M，開始加熱玻璃管。

④當固體全部呈黑色后，停止加熱，______________________________________。將玻璃管中黑色粉末倒在濾紙上，取樣，滴加稀鹽酸，無氣泡產生，用磁鐵吸引，粉末被部分吸引。

【實驗結論】猜想_________成立。所加鐵粉質量m的范圍是_________________。

【問題討論】實驗中澄清石灰水的主要作用是______________________________。

Answer 1

【答案】 高溫 將導管末端放入水中，雙手緊貼玻璃管外壁(微微加熱玻璃管)，導管口有氣泡冒出，松手(停止加熱)后，導管口形成一段穩定水柱 繼續通二氧化碳氣體直到玻璃管冷卻 ③ 1.4g~5.6g 判斷玻璃管中空氣是否已排盡

【解析】【認識儀器】儀器N是酒精噴燈，可知該反應需要高溫；

【實驗步驟】①檢查裝置的氣密性時，可以關閉彈簧夾M，將導管末端放入水中，雙手緊貼玻璃管外壁(微微加熱玻璃管)，導管口有氣泡冒出，松手(停止加熱)后，導管口形成一段穩定水柱，說明氣密性良好。

④實驗結束前，為防止灼熱的生成物與空氣接觸發生反應，應繼續通入原來的氣體，直到生成物冷卻為止；

【實驗結論】生成的黑色粉末能被磁鐵完全吸引，說明鐵與氧化鐵化合的生成物的成分為FeO和Fe3O4；

假設鐵與氧化鐵完全反應生成氧化亞鐵，需要鐵的質量為a

Fe2O3+ Fe3FeO

160 56

16.0g a

；

a= 5.6g

假設產物只有四氧化三鐵，需要的鐵的質量為b

4Fe2O3+ Fe 3Fe3O4

640 56

16.0g b

b=1.4g

若黑色固體不能被磁鐵全部吸引，且滴加稀鹽酸，無氣泡產生，說明剩余固體中含有氧化亞鐵，并且沒有鐵單質；所以所加鐵粉的質量范圍是1.4g～5.6g；

【問題討論】上述探究實驗中使用CO2可以起到排除空氣，作保護氣，防止鐵粉被氧化的作用；試管中的澄清的石灰水變渾濁；判斷玻璃管中空氣是否已排盡。