Question

【題目】小明在登山的過程中發(fā)現(xiàn)山上的巖石是紅色的，他根據(jù)所學(xué)知識(shí)猜測(cè)巖石中可能含有氧化鐵，為了驗(yàn)證猜想并到測(cè)定其含量，小明進(jìn)行了以下探究：

（查閱資料）

①一定溫度下，CH4可將Fe2O3還原為單質(zhì)鐵，若溫度控制不當(dāng)，還可生成少量的Fe3O4．

②單質(zhì)鐵和Fe3O4均能被磁鐵吸引。

③鐵和稀鹽酸可以反應(yīng)得到氫氣

（實(shí)驗(yàn)探究）

(1)小明利用A裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在點(diǎn)燃酒精噴燈之前先通入一段時(shí)間CH4，目的是_____。

(2)小明將A裝置中得到的固體經(jīng)過水洗、過濾、干燥處理后，再通過B裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到儀器a中的現(xiàn)象為_____，從而得出了巖石中含有氧化鐵的結(jié)論。

(3)小明將反應(yīng)后的B裝置冷卻到室溫，根據(jù)量筒內(nèi)水的體積V(產(chǎn)生氣體的體積)，通過有關(guān)計(jì)算求出了巖石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（評(píng)價(jià)反思）

實(shí)驗(yàn)后小明經(jīng)過認(rèn)真反思，認(rèn)為：

(4)在實(shí)驗(yàn)中對(duì)甲烷的使用沒有“物盡共用”，請(qǐng)你給出一條合理建議：_____。

(5)若B裝置的固體含有一定量的Fe3O4，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的巖石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實(shí)際含量_____(填“偏高”、“偏低”或“不變”)，請(qǐng)你利用處理后的固體，CuSO4溶液、磁鐵等試劑及用品，結(jié)合資料所給信息，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明是否含有Fe3O4_____

Answer 1

【答案】排盡管內(nèi)的空氣，防止加熱甲烷與空氣的混合氣體發(fā)生爆炸 液面下降 將沒有反應(yīng)的甲烷收集起來 不變 取少量處理后的固體，利用磁鐵充分吸引，再將吸引出的固體放入試管中，然后加入足量的硫酸銅溶液，固體部分溶解，說明處理后的固體中含有Fe3O4

【解析】

(1)在點(diǎn)燃酒精噴燈之前先通入一段時(shí)間CH4，可以排盡管內(nèi)的空氣，防止加熱甲烷與空氣的混合氣體發(fā)生爆炸，故填排盡管內(nèi)的空氣，防止加熱甲烷與空氣的混合氣體發(fā)生爆炸。

（2）a中液面下降，說明與鹽酸反應(yīng)的固體中有鐵單質(zhì)，說明巖石與甲烷反應(yīng)生成了鐵，進(jìn)而說明巖石中含有氧化鐵，故填液面下降。

（4）A實(shí)驗(yàn)后的尾氣中還有殘留的甲烷，直接排放會(huì)造成資源浪費(fèi)，應(yīng)將沒有反應(yīng)的甲烷收集起來，故填將沒有反應(yīng)的甲烷收集起來。

（5）Fe3O4與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水，不生成氫氣，不影響利用氫氣的體積求巖石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故填不變；

取少量處理后的固體，利用磁鐵充分吸引，再將吸引出的固體放入試管中，然后加入足量的硫酸銅溶液，固體部分溶解，說明處理后的固體中含有Fe3O4，故填取少量處理后的固體，利用磁鐵充分吸引，再將吸引出的固體放入試管中，然后加入足量的硫酸銅溶液，固體部分溶解，說明處理后的固體中含有Fe3O4。