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解:(1)設該生鐵樣品中單質鐵的質量為x 樣品的質量=102.4g -70.4g=32 g H2的質量=- 348.7g =1 g ----------1分 Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 ↑ 56 2 x 1g ----------1分 (2) 設Fe3C的質量為y y=2.64 g ----------1分 答:該生鐵樣品中單質鐵的質量分數(shù)為87.5%,樣品中Fe3C的質量分數(shù)為8.25%. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

某興趣小組在復習鐵的冶煉時，在參考資料上發(fā)現(xiàn)以下一段文字：已知在不同的溫度下，CO與鐵的氧化物反應能生成另一種鐵的氧化物（或鐵單質）和CO2．他們不禁產生了疑問：書本119頁的實驗中，CO與Fe2O3反應生成的黑色物質真的是Fe粉嗎？于是他們進行了以下探究．
【查閱資料】資料一：Fe粉和Fe3O4粉末能被磁鐵吸引而FeO（黑色）不能；
資料二：Fe3O4中鐵元素有+2、+3兩種化合價，其化學式可用FeO·Fe2O3的形式表示；
【提出猜想】黑色物質可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一種或幾種．
【進行實驗】興趣小組收集了CO與Fe2O3反應生成的黑色物質進行了下列實驗：
【實驗結論】
（1）甲實驗現(xiàn)象說明黑色物質中沒有 _________ ，乙、丙實驗現(xiàn)象說明黑色物質中沒有 _________ ；
（2）生成的黑色物質應為Fe3O4；
（3）寫出黑色粉末和熱的鹽酸反應的化學方程式 _________ ；
【拓展探究】同學們對Fe3O4產生了興趣，從參考資料中找到了氧化沉淀法生產復印用高檔Fe3O4粉的工藝流程簡圖．
【生產流程】
【查閱資料】
資料一：硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度如下表所示：
資料二：Fe（OH）2受氧氣氧化反應原理為：4Fe（OH）2+2H2O+O2==4Fe（OH）3
資料三：獲得Fe3O4的反應原理為：Fe（OH）2+2Fe（OH）3Fe3O4+4H2O
【問題討論】（1）溶解時，用50℃至80℃的熱水目的是_________．
（2）寫出加入適量NaOH溶液時發(fā)生反應的化學方程式_________；
（3）上述過程中，要控制“通一定量空氣”的目的是_________．
（4）要使四氧化三鐵的產率最高，則上述流程中產生的Fe（OH）2和Fe（OH）3的最佳質量比為_________．
（5）副產品P是硫酸鈉，由溶液N獲得該副產品的操作順序是b→______→ _____ →d．
a．過濾   b．加熱濃縮     c．冷卻結晶    d．晶體加熱至完全失去結晶水
【組成確定】為確定用以上方法制得的四氧化三鐵中可能含有的雜質，同學們又進行了下列實驗探究．
【查閱資料】
資料一：難溶性堿受熱時能分解產生金屬氧化物和水（反應中各種元素的化合價不變）；
資料二：Fe2O3和CO反應是隨溫度升高而逐步進行的，先生成Fe3O4，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
【提出猜想】Fe3O4中可能含有的雜質是Fe2O3和FeO中的一種或兩種．
【實驗設計】同學們稱取了23.28g該Fe3O4樣品進行了下列實驗：
【實驗分析】因探究思路不同，興趣小組分成甲、乙兩小組．
甲組：（1）該組同學欲通過B裝置反應前后的質量變化來計算確認該Fe3O4樣品中的雜質．B中的最佳試劑是__________（填序號）．
①澄清石灰水     ②氫氧化鈉濃溶液     ③稀鹽酸     ④水
（2）上述實驗過程中，CO氣體除作為反應物外，還能起到的作用是：
①實驗開始時，排盡裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；
②停止加熱后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；
③_________．
（3）乙組同學認為B裝置反應前后的質量差會偏小而影響計算、分析，你認為他們的理由是_________．
乙組：利用儀器測定并繪制成反應過程中A裝置中玻璃管內的固體質量隨溫度的變化曲線（下圖）．
（1）寫出BC段發(fā)生反應的化學方程式：_________．
（2）通過計算確定：該Fe3O4樣品中含有的雜質是_________，其中含F(xiàn)e3O4的質量是_________g．（不需要寫過程）

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某化學小組利用下圖所示裝置來測定生銹鐵粉的組成．操作過程如下：
取銹鐵樣品12.6g置于裝置D的硬質玻璃管中，加熱一段時間至完全反應后得到固體的質量為8.4g，裝置E增重8.4g．若將裝置E換成裝濃硫酸的洗氣瓶F，重新按上述樣品的用量和操作進行實驗，若完全反應后得到固體的質量仍為8.4g，而裝置F增重1.8g．
假設每步反應都完全進行并忽略空氣對本實驗的影響．

已知：
①鐵生銹的過程為：Fe→Fe（OH）2→Fe（OH）3→Fe2O3?xH2O；
②又知草酸（H2C2O4）分解的化學方程式為H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；
③堿石灰的成份為：氫氧化鈉和氧化鈣的混合物．
（1）裝置B的作用是______．
（2）理論上x=______；若沒有裝置C，則x的值將______（選填“偏大”或“偏小”或“不變”）；樣品中鐵單質和Fe2O3?xH2O的質量比為______．
（3）該裝置還存在的一個缺陷是______．

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一化學興趣小組對某月餅包裝盒中的“脫氧劑”很好奇，他們觀察到“脫氧劑”外包裝標注的成分為鐵粉、活性炭和氯化鈉，打開發(fā)現(xiàn)灰黑色的固體中還夾雜著少量紅棕色粉末．

[資料獲悉]鐵系“脫氧劑”的作用原理是利用鐵能被氧氣氧化，從而達到除氧保鮮的目的．

[教師指導]鐵被氧氣氧化最終產物為紅棕色的Fe2O3(其他產物忽略不計)．

[探究目的]小組同學欲探究該“脫氧劑”是否已經失效(即單質鐵是否已經完全被氧化)，并測定各成分的質量分數(shù)，設計了以下探究實驗．

[實驗探究]

步驟1：小剛用磁鐵接近樣品，發(fā)現(xiàn)磁鐵吸引了部分黑色固體．

步驟2：稱取10.00 g樣品與一燒杯中，加足量水充分攪拌溶解后，過濾，將濾渣洗滌、干燥、稱得其質量為7.28 g．

步驟3：按如下裝置，將得到的7.28 g固體與足量稀硫酸反應，用電子秤稱得反應前后總質量差為0.15 g．

步驟4：將錐形瓶中反應后的液體過濾，并將濾渣洗滌、干燥后，稱得其質量為1.20 g．

[交流討論]

(1)由步驟1得出的結論是________．

(2)步驟2目的是________，檢驗該濾液中溶質的方法是________．

(3)步驟3中儀器A的名稱為________．

小明認為0.15 g差值即為H2的質量，并由此計算出樣品中單質鐵的質量為4.20 g．

小華提出在裝置的a導管處應該再連接一個盛有堿石灰的干燥管，他這樣做的理由是________．

(4)如果步驟4中濾渣沒有經過洗滌，則稱得的質量________1.20 g(填“＞”或“＝”或“＜”)

[教師指導]樣品在稀硫酸中除了Fe、Fe2O3分別能與稀硫酸反應外，還存在反應：Fe＋Fe2(SO4)3＝3FeSO4．因此，小明用產生H2的質量計算樣品中鐵的質量不合理．實際上，樣品中單質鐵的質量應該是與酸反應消耗的鐵和與Fe2(SO4)3反應消耗鐵的質量總和．

[學生實驗]小紅將步驟3的裝置進行了改進，重新稱取10.00 g樣品進行實驗，并準確測得固體與足量稀硫酸反應前后總質量差為0.14 g．

[數(shù)據(jù)處理]由于反應過程較復雜，小組同學在老師的幫助下，推算出與Fe2(SO4)3反應消耗鐵的質量為0.56 g．

[請你參與]

(1)寫出Fe2O3與稀硫酸反應的化學方程式．

(2)請根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計算該樣品中各成分的質量分數(shù)．

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將過量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到藍色固體．某研究性學習小組對固體沉淀的成分進行了如下探究．請完成下列各題：
（一）猜想與假設：
猜想一：固體為CuCO3，理由：
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
（用化學反應方程式表示）．
猜想二：固體為Cu（OH）2，理由：Na2CO3溶液呈
堿
堿
（填“酸”或“堿”）性．
猜想三：固體為Cu（OH）2和CuCO3的混合物．
（二）資料查閱：
①結晶水合物受熱后易失去結晶水，如CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuSO4+5H2O↑；
②Cu（OH）2、CuCO3受熱易分解，各生成對應的兩種氧化物．
③無水氯化鈣可做吸水劑；堿石灰的主要成分為氫氧化鈉固體和氧化鈣
（三）設計與實驗：
Ⅰ．固體的獲�。�
（1）將反應后的固、液混合物經
過濾
過濾
、洗滌、室溫晾干得藍色固體．
Ⅱ．用下圖所示方案，初步定性探究固體的成分．

（2）無色氣體為
二氧化碳（CO2）
二氧化碳（CO2）

（3）加入足量鐵屑發(fā)生反應的方程式為
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
、
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu

結論：猜想
二
二
不成立．
Ⅲ．固體組成定量測定：
設固體為aCu（OH）2?bCuCO3?cH2O，為測定其組成，稱取24.0g藍色固體．繼續(xù)進行實驗：
【實驗步驟】

圖中注射器處為兩個單向閥：推注射器時a關閉，b處打開；拉注射器時，a打開進空氣，b關閉．
實驗步驟 ①組裝好裝置，檢查氣密性；②反復推拉注射器；③稱量B、C、D、E、F的質量；④關閉彈簧夾，加熱B處試管直到反應不再進行；⑤打開彈簧夾，再次反復緩緩推拉注射器；⑥再次稱量B、C、D、E、F的質量．
問題探究：
（4）寫出Cu（OH）2、CuCO3分解的化學方程式
Cu（OH）2
  △  
.
 
CuO+H2O↑
Cu（OH）2
  △  
.
 
CuO+H2O↑
、
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2↑
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2↑
．
樣品分解的總反應方程式
aCu（OH）2?bCuCO3?cH2O
  △  
.
 
（a+b）CuO+（2a+2c）H2O↑+bCO2↑
aCu（OH）2?bCuCO3?cH2O
  △  
.
 
（a+b）CuO+（2a+2c）H2O↑+bCO2↑
．
說明裝置B中樣品沒有完全反應的現(xiàn)象是
B中固體沒有完全變黑（或裝置C、裝置D的質量還在變化）
B中固體沒有完全變黑（或裝置C、裝置D的質量還在變化）

（5）D中的藥品為
氫氧化鈉溶液（氫氧化鉀或氫氧化鋇等）
氫氧化鈉溶液（氫氧化鉀或氫氧化鋇等）
，作用是
吸收B中生成的二氧化碳
吸收B中生成的二氧化碳
．
（6）進行步驟⑤的操作，是為了
將B中生成氣體完全排出（使C、D充分吸收）
將B中生成氣體完全排出（使C、D充分吸收）
，該操作中推注射器時緩緩的目的是
防止氣流過快，C、D不能充分吸收
防止氣流過快，C、D不能充分吸收
．
數(shù)據(jù)處理：
B C D E F
反應前 124.0g 250.0g 300.0g 350.0g 360.0g
反應后 116.0g 253.6g 304.2g 350.2g 360.0g
（7）據(jù)下表數(shù)據(jù)，E裝置質量增加的原因是
氣流帶出D中水蒸氣
氣流帶出D中水蒸氣
；24.0g固體分解出水的質量為
3.6g
3.6g
 g，；
（8）求該固體的化學式中 a：b：c=
1：1：1
1：1：1
．

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堿式碳酸銅是一種綠色的固體，受熱分解成黑色固體物質、二氧化碳和水．這種黑色固體的成分是什么呢？亮亮與間學們進行以下探究：
[猜想]：該黑色固體可能氧化銅，也可能是氧化銅和炭的混合物．
[設計與實驗]
實驗步驟實驗現(xiàn)象結論和化學方程式
亮亮同學取少量黑色固體，放入試管中，加入足量的稀硫酸，微熱．黑色固體完全消失，溶液變______色．此黑色固體是氧化銅．該反應的化學方程式為______
接著小明與同學們用氫氣還原氧化銅制取銅．
（1）要制得純凈的氫氣，小明應選用的藥品是______
A、鐵和稀硫酸  B、鋅和濃鹽酸  C、鎂和稀硫酸D、鋅和稀硫酸
（2）實驗開始時，應先通入一會兒______，然后再加熱，這樣操作的目的是______
（3）實驗結束后，小方同學對還原后的紅色物質產生了興趣，該紅色物質一定是單質銅嗎？
查閱有關資料獲知：氫氣與氧化銅在加熱條件下能生成氧化亞銅（Cu2O），氧化亞銅也呈紅色，且能與稀硫酸反應生成硫酸銅、銅和水．
為此，小方同學靠后做了兩次實驗，第一次稱取4.0g氧化銅進行實驗，得到了3.3g紅色物質；第二次同樣用4.0g氧化銅進行實驗，得到了3.2g紅色物質．
①小方通過對所得實驗數(shù)據(jù)迸行計算分析后知t第二次實驗得到的紅色物質全部是銅，第一次得到的紅色物質除銅外，還含有氧化亞銅．小方的分析依據(jù)是______．
②隨后，他用化學實驗方法驗證了上述分析結果的正確性．其驗證方法是（簡要寫出操作現(xiàn)象、結論）______
③從上述實驗中，小方獲得以下結論：在氫氣還原氧化銅實驗中，若還原不充分，一會得到紅色氧化亞銅，請寫出氫氣還原氧化銅生成氧化亞銅的化學方程式______ Cu2O+H2O

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