Question

某化學(xué)興趣小組根據(jù)圖1所示進(jìn)行模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)產(chǎn)物成分及含量進(jìn)行探究．

【提出問(wèn)題】無(wú)色氣體A有哪些成分？黑色固體B可能是什么？
【查閱資料】（1）常溫下，一氧化碳能與氯化鈀（PdCl₂）溶液反應(yīng)生成鈀（不溶于水）、二氧化碳和氯化氫．
（2）鐵的氧化物都能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色，并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引．
【提出猜想】猜想1：無(wú)色氣體A一定是C0₂，原因是

 

（用化學(xué)方程式表示）．
猜想2：黑色固體B全部是鐵．
【交流與討論】小華認(rèn)為猜想1不一定正確，無(wú)色氣體中除了CO₂外，可能含有CO．
【探究反思】（1）為驗(yàn)證小華的猜想，大家按圖2所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過(guò)程與現(xiàn)象如下：
①當(dāng)X現(xiàn)象為

 

時(shí)，可以確定猜想1是錯(cuò)誤的，寫(xiě)出產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式：

 

．
②Ⅱ中無(wú)明顯現(xiàn)象，但可以往Ⅱ中滴加足量

 

（填試劑名稱或化學(xué)式）證明氣體在Ⅱ中確實(shí)已發(fā)生了反應(yīng)．
（2）為驗(yàn)證猜想2，大家稱取7g黑色固體B，按圖3所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，過(guò)程與現(xiàn)象如下：
①經(jīng)過(guò)分析，大家確定猜想2是錯(cuò)誤的，理由是

 

．
②為了進(jìn)一步確定黑色固體C的成分，你的方法是

 

（寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及結(jié)論）．
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱得紅色固體的質(zhì)量為6.4g，則黑色固體B中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,金屬的化學(xué)性質(zhì),一氧化碳還原氧化鐵,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：【提出猜想】
氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；
【探究反思】
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷猜想是否正確；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式；
二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；
鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷物質(zhì)的成分；
根據(jù)銅的質(zhì)量可以計(jì)算鐵的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算黑色固體B中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：【提出猜想】
猜想1：無(wú)色氣體A一定是C0₂，原因是：氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．
【探究反思】
（1）①當(dāng)X現(xiàn)象為產(chǎn)生黑色沉淀時(shí)，可以確定猜想1是錯(cuò)誤的，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式為：
PdCl₂+CO+H₂O═Pd+CO₂+2HCl．
故填：產(chǎn)生黑色沉淀；PdCl₂+CO+H₂O═Pd+CO₂+2HCl．
②Ⅱ中無(wú)明顯現(xiàn)象，但可以往Ⅱ中滴加足量CaCl₂證明氣體在Ⅱ中確實(shí)已發(fā)生了反應(yīng)，因?yàn)槁然�鈣能和二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成的碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀--碳酸鈣．
故填：CaCl₂．
（2）①經(jīng)過(guò)分析，大家確定猜想2是錯(cuò)誤的，理由是：鐵和足量硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，不能產(chǎn)生黑色固體．
故填：鐵和足量硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，不能產(chǎn)生黑色固體．
②為了進(jìn)一步確定黑色固體C的成分，實(shí)驗(yàn)方法是：實(shí)驗(yàn)操作：把磁鐵靠近黑色固體；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色固體被吸引；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是四氧化三鐵．
實(shí)驗(yàn)操作：把適量黑色固體置于試管中，加入適量的稀硫酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成淺綠色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是氧化亞鐵．
故填：實(shí)驗(yàn)操作：把磁鐵靠近黑色固體；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色固體被吸引；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是四氧化三鐵．
實(shí)驗(yàn)操作：把適量黑色固體置于試管中，加入適量的稀硫酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成淺綠色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是氧化亞鐵．
③設(shè)鐵的質(zhì)量為x，
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，
56              64
x              6.4g

56

x

=

64

6.4g

，
x=5.6g，
則黑色固體B中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

5.6g

7g

×100%=80%．
故填：80%．

點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，正確的實(shí)驗(yàn)操作是得出科學(xué)結(jié)論的前提條件之一，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為得出正確的結(jié)論奠定基礎(chǔ)．