Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的學(xué)生研究過量的炭粉與Fe2O3在高溫條件下反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分。探究過程如下：

（1）提出假設(shè)：氣體產(chǎn)物全部是CO2。

（2）查閱資料：a．氮氣不能與炭粉及Fe2O3反應(yīng)。

b．高溫下可以發(fā)生下列反應(yīng)：2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ C+CO22CO

（3）設(shè)計方案：將一定量氧化鐵在隔絕空氣的環(huán)境下與過量炭粉充分反應(yīng)。用實驗中實際測得產(chǎn)生氣體的質(zhì)量，與理論計算得到的CO2的質(zhì)量進(jìn)行比較。

（4）實驗裝置：如右圖所示。

（5）實驗操作：

①稱量：反應(yīng)前Fe2O3的質(zhì)量3.20 g；炭粉的質(zhì)量2.00g；玻璃管C的質(zhì)量48.48 g。反應(yīng)后玻璃管與殘留固體共52.24 g。

②加熱前先通一段時間氮氣，再夾緊彈簧夾T，點燃酒精噴燈加熱。

（6）問題分析：①用酒精噴燈而不用酒精燈的目的是 。

②加熱前先通一段時間氮氣的目的是 。

③理論計算：若氧化鐵與炭粉反應(yīng)的氣體產(chǎn)物全部是CO2，求3.20 g氧化鐵完全反應(yīng)時生成CO2的質(zhì)量。（寫出計算過程）

④根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算實驗中實際獲得氣體的質(zhì)量。（寫出計算過程）

（7）結(jié)論：原假設(shè) （能、不能）成立，理由是 。

（8）興趣小組成員小聰想到家里新?lián)Q的水龍頭。他從說明書上了解到該水龍頭是銅質(zhì)鍍鉻。好奇的小聰想探究鉻（Cr）與常見金屬鐵、銅的活動性強(qiáng)弱，請你參與。

【作出猜想】

猜想1：Cr>Fe>Cu； 猜想2：Fe>Cu >Cr； 猜想3：你的猜想是 。

【查閱資料】

①鉻是銀白色有光澤的金屬，在空氣中其表面能生成抗腐蝕的致密的氧化膜。

②鉻能與稀硫酸反應(yīng)，生成藍(lán)色的硫酸亞鉻（CrSO4）溶液。

【設(shè)計與實驗】

小聰同學(xué)取大小相等的三種金屬片，用砂紙打磨光亮；再取三支試管，分別放入等量的同種稀硫酸。

實驗	試管1	試管2	試管3
實驗 操作
實驗 現(xiàn)象	鐵片表面產(chǎn)生氣泡較慢，溶液變?yōu)闇\綠色	鉻片表面產(chǎn)生氣泡較快，溶液變成為藍(lán)色	銅表面無氣泡

【結(jié)論與解釋】

①小聰?shù)玫降慕Y(jié)論是猜想 正確。

②實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是 。

【知識運(yùn)用】

將鉻片投入FeSO4溶液中，反應(yīng) （填“能”或“不能”）進(jìn)行。若能進(jìn)行，請你寫出化學(xué)方程式 。

Answer 1

【答案】(6)問題分析：①用酒精噴燈加熱可以比用酒精燈加熱獲得更高的溫度

②清除試管中的空氣（氧氣），防止碳粉與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)

③理論計算：1.32 g ④實際獲得氣體的質(zhì)量：(48.48g+3.20g+2.00g)-52.24 g=1.44 g

(7)結(jié)論：不能 因為生成的氣體質(zhì)量為1.44 g，大于1.32 g，故氣體產(chǎn)物不完全為CO2，實際是C02和C0的混合物，原假設(shè)不能成立 （8）Fe＞Cr＞Cu

【結(jié)論與解釋】① 1 ②除去氧化膜

【知識運(yùn)用】能 Cr+FeSO4=CrSO4+Fe

【解析】

試題分析：(6)問題分析：①用酒精噴燈而不用酒精燈的目的是：用酒精噴燈加熱可以比用酒精燈加熱獲得更高的溫度

②加熱前先通一段時間氮氣的目的是：清除試管中的空氣（氧氣），防止碳粉與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)

③理論計算：根據(jù)化學(xué)方程式：3C+ 2Fe2O3 高溫 4Fe + 3CO2↑中Fe3O4與CO2的質(zhì)量關(guān)系，即可計算出完全反應(yīng)時生成CO2的質(zhì)量

解：設(shè)CO2的質(zhì)量為x

3C+ 2Fe2O3 高溫 4Fe + 3CO2↑

320 132

3.2g x

320:132=3.2g:x

x=1.32g

④根據(jù)質(zhì)量守恒定律：化學(xué)反應(yīng)前后，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)計算實驗中實際獲得氣體的質(zhì)量=(48.48g+3.20g+2.00g)-52.24 g=1.44 g

(7)結(jié)論：原假設(shè)不能成立，理由是：因為生成的氣體質(zhì)量為1.44 g，大于1.32 g，故氣體產(chǎn)物不完全為CO2，實際是C02和C0的混合物，原假設(shè)不能成立

（8）因為金屬鐵、銅的活動性強(qiáng)弱我們是一只的，故只要將Cr的活動性調(diào)換位置，故猜想3：Fe＞Cr＞Cu

【結(jié)論與解釋】①根據(jù)實驗現(xiàn)象：鉻片表面產(chǎn)生氣泡比鐵片表面產(chǎn)生的氣泡要更快，故得到的結(jié)論是Cr的活動性大于Fe，故猜想1正確

②實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是：除去氧化膜

【知識運(yùn)用】由于Cr的活動性大于Fe，故將鉻片投入FeSO4溶液中，反應(yīng)能進(jìn)行，化學(xué)方程式為： Cr+FeSO4=CrSO4+Fe