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(2011年江苏无锡,35题)钢铁是使用最多的金属材料在今年的化学活动周中,某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验实验一:用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁实

时间:2018-02-10
(2011年江苏无锡,35题)钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中,某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验。
实验一:用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁
实验装置如下图:

其中A是实验室用草酸(H2C2O4)和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,反应的化学方程式是:。请回答下列问题:
(1)B装置中发生反应的化学方程式是.
(2)C装置无明显现象,C装置的作用是
D装置中浓硫酸的作用是
(3)E装置中的实验现象是
(4)F装置的作用是
实验二:铝粉和氧化铁粉末反应(铝热反应)
实验装置如下图:

图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起,使四周都有四层,点燃镁条后观察到的现象:镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入细沙中。
实验后老师作了如下提示:实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件,铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的(填“氧化”或“还原”)性。
实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣,激发了探究热情。
【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗?
同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。
【实验方案】
实验组别
实验操作
实验现象
结论
实验1
取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。
黑色粉末变成
固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈无色。
Zn和CuO能发生置换反应。
实验2
取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。
发生爆炸,黑色粉末变成红色。
固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈色。

实验3
取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
粉末无变化
Cu、Fe2O3不能反应。

【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应,有些不能反应。
【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与的反应相似。
正确答案:
实验一(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(2)证明二氧化碳已被完全吸收干燥一氧化碳气体
(3)红色粉末变成黑色
(4)证明反应生成了二氧化碳尾气处理
实验二
2Al+Fe2O3高温 2Fe+Al2O3还原红无
镁与氧化铜能发生置换反应盐溶液解:实验一
(1)根据化学方程式:H2C2O4H2O+CO2↑+CO↑可知,有CO2生成,B装置中的氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体,化学反应式是:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.

正确答案:
为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(2)C装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,而C装置中无明显现象,说明二氧化碳已被氢氧化钠溶液完全吸收;D装置中浓硫酸的作用是吸收制取CO过程中产生的水,得到干燥的CO;

正确答案:
为:证明二氧化碳已被完全吸收、干燥一氧化碳气体;
(3)E装置中的氧化铁在CO的还原作用下,由红色的氧化铁粉末变成黑色的铁粉.

正确答案:
为:红色粉末变成黑色;
(4)F装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,可以用来证明二氧化碳的存在;点燃尾气,是因为过量的有毒一氧化碳会污染空气,所以要进行尾气处理.

正确答案:
为:证明反应生成了二氧化碳、尾气处理;
实验二
实验装置如下图:铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,我们可以据此写出化学反应式:2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3,一氧化碳具有还原性,是在化学反应中得到氧的物质,在该反应中铝也是得到氧的物质,所以具有还原性.

正确答案:
为:2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3、还原;
实验方案:
实验1:根据结论:Zn和CuO能发生置换反应,说明置换出铜单质.故实验现象是:黑色粉末变成红色.

正确答案:
为:红;
实验2:根据现象:发生爆炸,黑色粉末变成红色,说明氧化铜变成了铜单质,镁与氧化铜发生了置换反应.

正确答案:
为:无、镁与氧化铜发生了置换反应;
反思拓展:金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律是:活动性较强的金属可以将其后面的金属从它们的氧化物中置换出来,与金属与盐溶液的反应相似.故
正确答案:
为:盐溶液.
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