Question

【題目】小明在登山的過程中發(fā)現(xiàn)山上的巖石是紅色的,他根據(jù)所學(xué)知識猜測巖石中可能含有氧化鐵,為了驗證猜想并測定其含量,小明進行了以下探究：

（查閱資料）

①一定溫度下,CH4可將Fe2O3還原為單質(zhì)鐵,若溫度控制不當(dāng),還可生成少量的Fe3O4。

②單質(zhì)鐵和Fe3O4均能被磁鐵吸引

（實驗探究）

(1)小明利用A裝置進行實驗。在點燃酒精噴燈之前先通入一段時間CH4,目的是______。

(2)小明將A裝置中得到的固體經(jīng)過水洗、過濾、干燥處理后,再通過B裝置進行實驗觀察到儀器a中的現(xiàn)象為______________________。從而得出了巖石中含有氧化鐵的結(jié)論。

(3)小明將反應(yīng)后的B裝置冷卻到室溫,根據(jù)量筒內(nèi)水的體積V(產(chǎn)生氣體的體積),通過有關(guān)計算求出了巖石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（評價反思）

實驗后小明經(jīng)過認(rèn)真反思,認(rèn)為：

(1)在實驗中對甲烷的使用沒有“物盡其用”,請你給出一條合理建議:________。

(2)若B裝置的固體含有一定量的Fe3O4,則會導(dǎo)致測得的巖石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比實際含量_______(填“偏高”、“偏低”或“不變”),請你利用處理后的固體、CuSO4溶液、磁鐵等試劑及用品,結(jié)合資料所給信息,設(shè)計實驗證明是否含有Fe3O4：____________。

Answer 1

【答案】排出裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸 液面下降 把沒有反應(yīng)的甲烷收集起來 不變 取少量固體于玻璃片上，利用磁鐵充分吸引，把吸引出的固體于試管中，加入足量硫酸銅溶液，固體部分溶解，說明固體中含有四氧化三鐵(或用磁鐵對得到的固體進行實驗；如果得到的固體部分能被磁鐵吸引，則含；反之，則不含)

【解析】

【實驗探究】(1)小明利用A裝置進行實驗。在點燃酒精噴燈之前先通入一段時間CH4，目的是排出裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；(2)小明將A裝置中得到的固體經(jīng)過水洗、過濾、干燥處理后，再通過B裝置進行實驗，觀察到儀器a中的現(xiàn)象為水面下降，說明反應(yīng)生成了氫氣，氫氣是由鐵和鹽酸反應(yīng)生成的，進一步說明巖石中含有氧化鐵的結(jié)論；【評價反思】(1)在實驗中對甲烷的使用沒有“物盡共用”，這是因為甲烷通過裝置時，一部分沒有反應(yīng)，應(yīng)該把沒有反應(yīng)的甲烷收集起來，以備后用；(2)若B裝置的固體含有一定量的Fe3O4，則四氧化三鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水，對生成氫氣的體積沒有影響，不影響測得的巖石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大��；實驗方案：取少量固體于玻璃片上，利用磁鐵充分吸引，把吸引出的固體于試管中，加入足量硫酸銅溶液，固體部分溶解，說明固體中含有四氧化三鐵(或用磁鐵對得到的固體進行實驗；如果得到的固體部分能被磁鐵吸引，則含；反之，則不含)。