5.某化學(xué)興趣小組的學(xué)生研究過量的炭粉與Fe
2O
3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CO
2.
(2)查閱資料:a.氮?dú)獠荒芘c炭粉及Fe
2O
3反應(yīng).
b.高溫下可以發(fā)生下列反應(yīng):2Fe
2O
3+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Fe+3CO
2↑ C+CO
2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO
(3)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)中實(shí)際測得產(chǎn)生氣體的質(zhì)量,與理論計(jì)算得到的CO
2的質(zhì)量進(jìn)行比較.
(4)實(shí)驗(yàn)裝置:如圖所示.
(5)實(shí)驗(yàn)操作:
①稱量:反應(yīng)前Fe
2O
3的質(zhì)量3.20g;炭粉的質(zhì)量2.00g;玻璃管C的質(zhì)量48.48g.反應(yīng)后玻璃管與殘留固體共52.24g.
②加熱前先通一段時(shí)間氮?dú),再夾緊彈簧夾T,點(diǎn)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獲取反應(yīng)所需的高溫條件.
②加熱前先通一段時(shí)間氮?dú)獾哪康氖乔宄嚬苤锌諝猓ㄑ鯕猓,防止炭粉與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng).
③理論計(jì)算:若氧化鐵與炭粉反應(yīng)的氣體產(chǎn)物全部是CO
2,求3.20g氧化鐵完全反應(yīng)時(shí)生成CO
2的質(zhì)量.(寫出計(jì)算過程)
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)中實(shí)際獲得氣體的質(zhì)量.(寫出計(jì)算過程)
(7)結(jié)論:原假設(shè)不能(能、不能)成立,理由是因?yàn)樯傻臍怏w質(zhì)量為1.44 g,大于1.32 g,故氣體產(chǎn)物不完全為CO
2,實(shí)際是C0
2和C0的混合物,原假設(shè)不能成立(其他合理答案亦可給分).
(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(dòng)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Fe>Cr>Cu.
【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(CrSO
4)溶液.
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】
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(shí)驗(yàn) | 試管1 | 試管2 | 試管3 |
實(shí)驗(yàn) 操作 | | | |
實(shí)驗(yàn) 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1正確.
②實(shí)驗(yàn)前用砂紙打磨金屬片的目的是除去金屬表面的氧化膜,利于反應(yīng).
【知識運(yùn)用】
將鉻片投入FeSO
4溶液中,反應(yīng)能(填“能”或“不能”)進(jìn)行.若能進(jìn)行,請你寫出化學(xué)方程式Cr+FeSO
4=Fe+CrSO
4.