Question

【題目】氧氣是我們身邊無法離開的物質(zhì)。某興趣小組對(duì)氧氣進(jìn)行了一系列研究。

Ⅰ.氧氣的制備

（1）寫出圖中有標(biāo)號(hào)儀器的名稱a__________________，b___________________。

（2）用A裝置制取氧氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________，

（3）用雙氧水和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式為_____________________， 反應(yīng)后過濾、干燥，所得到的二氧化錳____________________(填 “能”或“不能”)繼續(xù)作為雙氧水分解的催化劑。

Ⅱ .氧氣的收集

（1）裝置C、D、E、F在實(shí)驗(yàn)室不能用來收集氧氣的是____________________(填字母編號(hào))。

[實(shí)驗(yàn)一]用D裝置收集氧氣，當(dāng)放置在集氣瓶口帶火星木條復(fù)燃時(shí)停止收集，測(cè)定瓶中氧氣的含量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。

[實(shí)驗(yàn)二]用D裝置收集氧氣，當(dāng)放置在集氣瓶口帶火星木條復(fù)燃后，繼續(xù)收集40 秒，測(cè)定瓶中氧氣的含量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。

[實(shí)驗(yàn)三]用排水法收集氧氣，測(cè)定瓶中氧氣的含量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

	實(shí)驗(yàn)1			實(shí)驗(yàn)2			實(shí)驗(yàn)3
氧氣的體積分?jǐn)?shù)(%)	79.7	79.6	79.9	88.4	89.0	87.9	90.0	89.8	89.3
氧氣的平均體積分?jǐn)?shù)(%)	79.7			88.4			89.7

數(shù)據(jù)分析:

（2）由實(shí)驗(yàn)1、 2可知，用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，為提高獲得的氧氣體積分?jǐn)?shù)，可采取的措施是___________________，

（3）不考慮操作及藥品因素，實(shí)驗(yàn)3獲得的氧氣體積分?jǐn)?shù)不能達(dá)到100%的主要原因是____________________。

Ⅲ.鐵絲在氧氣中燃燒

做完“鐵在氧氣里燃燒”的實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們對(duì)鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)產(chǎn)生了疑問。

[問題一]鐵燃燒時(shí)濺落下來的黑色物質(zhì)中還有沒有鐵?

[查閱資料1]①氧化亞鐵極易被氧化為氧化鐵，因此自然界中鐵的氧化物主要有氧化鐵和四氧化三鐵兩種:②氧化鐵為紅棕色固體，不能被磁鐵吸引，鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引;③鐵能和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，鐵的氧化物也能和稀鹽酸反應(yīng)，但無氣體產(chǎn)生。

[實(shí)驗(yàn)探究]將鐵絲燃燒后得到的黑色物質(zhì)冷卻，然后研碎，________________________，說明濺落下來的黑色物質(zhì)中含有鐵。

[問題二]鐵燃燒的產(chǎn)物為什么不是氧化鐵呢?

[查閱資料2]

①氧化鐵和四氧化三鐵分解溫度見下表:

②氧化鐵高溫分解成四氧化三鐵。

	四氧化三鐵	氧化鐵	鐵
分解溫度/°C	1538	1400	/
熔點(diǎn)/°C	/	/	1535

[理論討論]根據(jù)上述探究及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析，可推知鐵在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫在___________________________，之間，此溫度范圍氧化鐵已分解。

[拓展延伸]

（1）氧化鐵高溫分解可生成四氧化三鐵和一種氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________，

（2）有些食品包裝盒內(nèi)放有少量黑色的氧化亞鐵，若粉末的顏色___________________________，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。

Answer 1

【答案】長頸漏斗 水槽 能 E 延長收集氧氣的時(shí)間 用排水法收集會(huì)形成水蒸氣留存在集氣瓶中 取適量固體于試管中，加入足量的稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡 1535℃-1538℃ 變成紅棕色

【解析】

Ⅰ、（1）據(jù)圖可知儀器是a是長頸漏斗，b是水槽；

（2）A裝置管口沒有棉花，可用加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式；

（3）用雙氧水和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式為，二氧化錳仍然能做反應(yīng)的催化劑；

Ⅱ、（1）裝置E是向下排空氣法收集氣體，不能來收集氧氣，氧氣密度比空氣大；

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2的操作可知，實(shí)驗(yàn)2延長了氧氣收集的時(shí)間，從而使瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)有所提升，所以如果想提高獲得的氧氣體積分?jǐn)?shù)，可以采取延長收集時(shí)間的措施；

（3）如果各項(xiàng)操作沒有問題，實(shí)驗(yàn)3獲得的氧氣體積分?jǐn)?shù)不能達(dá)到100%的主要原因可能是用排水法收集會(huì)形成水蒸氣留存在集氣瓶中；

Ⅲ、[實(shí)驗(yàn)探究] 將鐵絲燃燒后得到的黑色物質(zhì)冷卻，然后碾碎，取適量于試管中，加入適量的稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡，說明濺落下來的黑色物質(zhì)中還有鐵；

[理論討論] 根據(jù)氧化鐵的性質(zhì)結(jié)合生成的產(chǎn)物為四氧化三鐵，確定燃燒的溫度，所以本題答案為：l535℃～l538℃；

[拓展延伸]（1）氧化鐵高溫分解可生成四氧化三鐵和氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式：；

（2）有些食品包裝盒內(nèi)放有少量黑色的氧化亞鐵，若粉末的顏色變成紅棕色，就說明包裝盒漏氣，售貨員就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。