古時鐵匠將燒紅的鐵器浸在水中急劇冷卻,以增加鐵器的硬度,此法稱為“淬火”,學習小組對不同條件下鐵能否與水反應進行了探究。
【知識準備】①在常溫下,鐵與水幾乎不反應,但在有氧氣氧氣存在時,會生成鐵銹。
②在高溫下,鐵能與水蒸氣反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。
Ⅰ.探究“鐵與水蒸氣”反應的氣體產(chǎn)物
甲同學取適量的鐵粉與濕棉花(棉花的成分不參加反應)于反應裝置A中。按如圖所示方案進行實驗,觀察到C處管口有淡藍色火焰,燒杯內(nèi)壁有水霧。說明產(chǎn)生的氣體是氫氣。
(1)試管內(nèi)放一團濕棉花的目的是提供水蒸氣提供水蒸氣;實驗時棉花沒有燃燒,其原因是溫度沒有達到著火點或沒有與氧氣接觸溫度沒有達到著火點或沒有與氧氣接觸。
(2)小組同學討論認為,若沒有B裝置,上述實驗中“燒杯內(nèi)壁有水霧”作為“反應產(chǎn)生的氣體是氫氣”的證據(jù)不可靠。則B裝置內(nèi)的試劑為濃硫酸濃硫酸。
Ⅱ.探究“鐵與水蒸氣”反應后剩余固體的成分
【查閱資料】①常見鐵的氧化物有關信息如表。
常見鐵的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
顏色、狀態(tài) | 黑色粉末 | 紅棕色粉末 | 黑色粉末 |
能否被磁鐵吸引 | 否 | 否 | 能 |
③KSCN溶液為無色溶液,遇FeCl3溶液呈血紅色,遇FeCl2溶液不變色。
【初步驗證】試管中剩余固體為黑色,能全部被磁鐵吸引。
【猜想與假設】猜想1:剩余固體是
Fe3O4
Fe3O4
;猜想2:剩余固體是Fe和Fe3O4。【實驗驗證1】乙同學取樣品于燒杯中,加入適量的稀鹽酸,觀察到
固體全部溶解,產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變黃色
固體全部溶解,產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變黃色
(填實驗現(xiàn)象),說明猜想2正確。【實驗驗證2】丙同學取樣品23.2g,通過實驗測的其中所含鐵元素質(zhì)量
>
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(填“>”、“<”或“=”)16.8g,進一步證實了猜想2。【實驗結(jié)論】鐵和水蒸氣反應的化學方程式為
3Fe+4H2O(氣) Fe3O4+4H2
高溫
3Fe+4H2O(氣) Fe3O4+4H2
。高溫
【拓展延伸】往乙同學反應后的燒杯中,滴入KSCN溶液,溶液不變色。丁同學猜想可能是生成的FeCl3溶液與鐵粉發(fā)生了反應。
【設計實驗】請設計實驗對丁同學的猜想進行驗證,簡述實驗過程(包括操作、可能的實驗現(xiàn)象和對應的結(jié)論):
實驗步驟:取適量氯化鐵溶液于試管中,滴加硫氰化鉀溶液,再加入足量鐵粉;
實驗現(xiàn)象:溶液變紅色,后溶液由紅色變成淺綠色;
實驗結(jié)論:氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
實驗現(xiàn)象:溶液變紅色,后溶液由紅色變成淺綠色;
實驗結(jié)論:氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
實驗步驟:取適量氯化鐵溶液于試管中,滴加硫氰化鉀溶液,再加入足量鐵粉;
實驗現(xiàn)象:溶液變紅色,后溶液由紅色變成淺綠色;
實驗結(jié)論:氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
(實驗中必須用到KSCN溶液、FeCl3溶液和鐵粉)。實驗現(xiàn)象:溶液變紅色,后溶液由紅色變成淺綠色;
實驗結(jié)論:氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
【答案】氧氣;提供水蒸氣;溫度沒有達到著火點或沒有與氧氣接觸;濃硫酸;Fe3O4;固體全部溶解,產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變黃色;>;3Fe+4H2O(氣) Fe3O4+4H2;實驗步驟:取適量氯化鐵溶液于試管中,滴加硫氰化鉀溶液,再加入足量鐵粉;
實驗現(xiàn)象:溶液變紅色,后溶液由紅色變成淺綠色;
實驗結(jié)論:氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
高溫
實驗現(xiàn)象:溶液變紅色,后溶液由紅色變成淺綠色;
實驗結(jié)論:氯化鐵能和鐵反應生成氯化亞鐵
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:158引用:2難度:0.5
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