Question

“淬火”是金屬熱處理中常用的方法，經(jīng)過這種處理后，金屬的硬度和耐磨性增強(qiáng)．鐵被燒紅后放入冷水中“淬火”時會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，小明查閱資料得知：鐵與水在高溫情況下會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成四氧化三鐵和一種無色的氣體．為了探究該反應(yīng)，設(shè)計了如圖實(shí)驗(yàn)裝置：
①將一個可樂瓶去底，瓶口塞一帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞，用小木棍將導(dǎo)管口堵上；
②瓶中注滿水，立在盛水的水槽中，將帶柄燒紅的鐵塊插入瓶中．根據(jù)上述信息回答下列問題：
（1）請你猜測產(chǎn)生的氣體可能是

 

；這樣猜測的理由是

 

．
（2）怎樣驗(yàn)證你的猜測

 

．
（3）圖中是采用

 

法收集氣體，該氣體還可用

 

法收集．
（4）經(jīng)“淬火”后的鐵，其硬度和耐磨性是否發(fā)生了變化？簡述操作方法．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常用氣體的收集方法,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,金屬的物理性質(zhì)及用途

專題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)題意可知鐵與水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氣體，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，可確定該氣體的成分；
（2）利用氫氣的可燃性及其燃燒的現(xiàn)象檢驗(yàn)氫氣；
（3）由于氫氣密度比空氣小且難溶于水，所以可以采用向下排空氣法或排水法收集；
（4）可通過相互刻畫“淬火”前后鐵時發(fā)生的現(xiàn)象檢測硬度和耐磨性是否發(fā)生了變化．

解答：解：
（1）鐵與水反應(yīng)生成四氧化三鐵和氣體，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，可確定該氣體是氫氣；
（2）氫氣具有可燃性，所以用燃著的木條去點(diǎn)燃收集的氣體，如果氣體能燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，則證明該氣體為氫氣；
（3）由于氫氣密度比空氣小且難溶于水，所以可以采用向下排空氣法或排水法收集；
（4）可通過相互刻畫“淬火”前后鐵時發(fā)生的現(xiàn)象檢測硬度和耐磨性是否發(fā)生了變化，因此取兩片相同的鐵片，對其中的一片鐵片“淬火”處理，然后使其與另一片鐵片相互刻畫，若沒有經(jīng)“淬火”處理的鐵片表面有劃痕，則說明金屬的硬度和耐磨性增強(qiáng)．
答案：
（1）氫氣   化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變
（2）用燃著的木條去點(diǎn)燃收集的氣體，如果氣體能燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，則證明該氣體為氫氣
（3）排水   向下排空氣
（4）取兩片相同的鐵片，對其中的一片鐵片“淬火”處理，然后使其與另一片鐵片相互刻畫，若沒有經(jīng)“淬火”處理的鐵片表面有劃痕，則說明金屬的硬度和耐磨性增強(qiáng)．

點(diǎn)評：本題考查了質(zhì)量守恒定律、氣體的收集方法、氣體的檢驗(yàn)等有關(guān)知識，提高了同學(xué)們分析問題、解決問題的能力．