Question

【題目】實驗探究題

同學們為了研究氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣的實驗中起催化作用，進行了以下實驗:

[實驗一]氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣的實驗中加快反應速率。

實驗編號	KClO3/g	氧化物	產生氣體的體積（mL）	耗時（s）
1	0.6	- -	67	1800
2	0.6	0.2g二氧化錳	67	36.5
3	0.6	____________________g氧化鐵	67	89.5

（1）實驗3中氧化鐵的質量為__________________g，以上實驗采用了________________的實驗方法。

（2）實驗一得到的結論是____________。

[實驗二]為證明氧化鐵是該反應的催化劑，同學們又完成了以下的實驗:

[資料]氯酸鉀和氯化鉀均能溶于水.

I.在實驗3反應后的混合物中加足量的水溶解，過濾得到固體，洗滌干燥并用天平稱量，質量為0.2g.

II.將一定量的CO通入濾出的固體，按下面進行實驗:

實驗裝置	實驗現象	實驗分析
	玻璃管中固體全部變為黑色	生成了鐵
	錐形瓶中澄清石灰水變渾濁	產生了二氧化碳

（3）寫出玻璃管內發生反應的化學方程式____________。寫出澄清石灰水變渾濁的化學方程式__________。

[實驗結論]氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣反應中起催化作用.

實驗反思] （4）小華同學發現實驗二（ II ）中的實驗裝置從環保角度看有一個缺陷，改進的方法是_____________________________。若該固體完全反應,則實驗完冷卻試管后，直形試管的質量將_____________（增大\減�。�,理論上質量的改變量為____________________________克。

（5）同時小華查閱資料發現一氧化碳還原氧化鐵后剩余固體可能由氧化亞鐵、四氧化三鐵、鐵粉和未反應的氧化鐵中的一種或幾種組成.為了研究剩余固體的成分，小紅同學查閱了以下資料:

	鐵粉	氧化亞鐵	氧化鐵	四氧化三鐵
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
磁性	有	無	無	有
與CO	不反應	反應	反應	反應
與稀鹽酸	反應生成氯化亞鐵和水		生成氯化鐵和水	生成氯化亞鐵、氯化鐵和水
與硫酸銅溶液	反應	不反應	不反應	不反應

小紅同學認為剩余固體中一定沒有氧化鐵，原因是_________________。

（6）測定剩余固體的組成.

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1

步驟	實驗操作	實驗現象	結論和解釋
用磁鐵吸引剩余固體	①_________________________，	剩余固體中沒有氧化亞鐵
2	②______________，	③_______________，	剩余固體中只有鐵粉

Answer 1

【答案】0.2 0.2 對比 氧化鐵加快氯酸鉀制取氧氣的實驗中起加快反應速率 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O 在裝置末端玻璃導管處防止一個燃著的酒精的 減小 0.06 氧化鐵的顏色為紅色，其他物質的顏色都為黑色 剩余固體能夠全部被吸引 加入足量的硫酸銅溶液 黑色固體全部溶解，藍色溶液變為淺綠色有紅色固體析出

【解析】

實驗一：（1）實驗3中氧化鐵的質量應該與實驗2中二氧化錳的質量相等，0.2g，以上實驗采用了對比實驗方法；

（2）實驗一得到的結論是：氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣的實驗中起加快反應速率，因為實驗3中，產生相同體積的氧氣，加入氯化鐵需要的時間比沒有加氯化鐵需要的時間明顯要少；

實驗二：（3）玻璃管一氧化碳高溫條件下與氧化鐵反應產生鐵和二氧化碳的化學方程式：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2。

二氧化碳與澄清石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和水的化學方程式：CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；

（4）小華同學發現實驗二（ II ）中，一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，實驗裝置從環保角度看有一個缺陷，改進的方法是：在裝置末端玻璃導管處防止一個燃著的酒精的；若該固體完全反應,則實驗完冷卻試管后，氧化鐵變為鐵，直形試管的質量將減小，理論上質量的改變量為=0.2g×；

（5）小紅同學認為剩余固體中一定沒有氧化鐵，原因是：氧化鐵的顏色為紅色，其他物質的顏色都為黑色；

步驟	實驗操作	實驗現象	結論和解釋
1	用磁鐵吸引剩余固體	①剩余固體能夠全部被吸引，	剩余固體中沒有氧化亞鐵
2	②加入足量的硫酸銅溶液，	③黑色固體全部溶解，藍色溶液變為淺綠色有紅色固體析出，	剩余固體中只有鐵粉

1、因為鐵粉和四氧化三鐵能夠被磁鐵吸引，而氧化亞鐵不能；所以：剩余固體中沒有氧化亞鐵；

2、因為鐵粉能與硫酸銅溶液反應產生紅色固體銅和和淺綠色溶液硫酸亞鐵溶液，而四氧化三鐵不能；所以：剩余固體中只有鐵粉；