Question

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

（1）提出假設：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．

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

（3）設計方案：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．用實驗中實際測得產(chǎn)生氣體的質量，與理論計算得到的CO2的質量進行比較．

（4）實驗裝置：如圖所示．

（5）實驗操作：

①稱量：反應前Fe2O3的質量3.20g；炭粉的質量2.00g；玻璃管C的質量48.48g．反應后玻璃管與殘留固體共52.24g．

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的氣體產(chǎn)物全部是CO2，求3.20g氧化鐵完全反應時生成CO2的質量．（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量．（寫出計算過程）

（7）結論：原假設 （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鍍鉻．好奇的小聰想探究鉻（Cr）與常見金屬鐵、銅的活動性強弱，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，生成藍色的硫酸亞鉻（CrSO4）溶液．

【設計與實驗】

小聰同學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，溶液變成為藍色	銅表面無氣泡

【結論與解釋】

①小聰?shù)玫降慕Y論是猜想 正確．

②實驗前用砂紙打磨金屬片的目的是 ．

【知識運用】

將鉻片投入FeSO4溶液中，反應 （填“能”或“不能”）進行．若能進行，請你寫出化學方程式 ．

Answer 1

【答案】（6）①獲取反應所需的高溫條件；

②因清除試管中空氣（氧氣），防止炭粉與空氣中氧氣發(fā)生反應；

③3.20g氧化鐵完全反應時生成CO2的質量為1.32g；

④實驗中實際獲得氣體的質量為1.44g．

（7）不能；因為生成的氣體質量為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，原假設不能成立（其他合理答案亦可給分）．

（8）[作出猜想]Fe＞Cr＞Cu；

[結論與解釋]①1；②除去金屬表面的氧化膜，利于反應；

[知識運用]能； Cr+FeSO4=Fe+CrSO4．

【解析】（6）①根據(jù)反應2Fe203+3C4Fe+3CO2↑ C+C022CO的反應條件為高溫，可知選酒精噴燈是為了獲得高溫．

②因為反應物中碳可以在加熱條件下可以和空氣中的氧氣發(fā)生反應生成二氧化碳，影響實驗結果，所以目的就是清除試管中的空氣．

③設3.20gFe2O3與炭粉發(fā)生反應生成C02的質量為x

2Fe203+3C4Fe+3C02↑

320 132

3.2 g x

解之得：x=1.32g

答：3.20g氧化鐵完全反應時生成CO2的質量為1.32g；

④根據(jù)質量守恒定律可知：實驗產(chǎn)物中氣體質量為（48.48g+3.20g+2.00g）﹣52.24 g=1.44g；

答：實驗中實際獲得氣體的質量為1.44g．

（7）因為生成的氣體質量為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，原假設不能成立．

（8）[作出猜想]三種金屬的活動性順序可能存在三種情況：猜想1為Cr＞Fe＞Cu；猜想2為Fe＞Cu＞Cr，故猜想3答案：Fe＞Cr＞Cu；

[結論與解釋]①試管1中實驗現(xiàn)象鐵片表面產(chǎn)生氣泡較慢，溶液變?yōu)闇\綠色，可知金屬鐵在金屬活動順序中排在氫前，根據(jù)鉻片表面產(chǎn)生氣泡較快，溶液變?yōu)樗{色，從而得出鉻也排在氫前且鉻比鐵活潑，因為銅不能和稀硫酸反應生成氫氣，可知銅排在氫的后面，故猜想1．Cr＞Fe＞Cu正確；

②因為金屬的表面常有一層金屬氧化物會影響金屬和溶液的反應，因此實驗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；

[知識運用]因為金屬鉻比鐵活潑強，故鉻能和硫酸亞鐵反應生成硫酸鉻和鐵，反應的方程式為：Cr+FeSO4=Fe+CrSO4；