Question

【題目】某興趣小組同學用木炭粉還原氧化鐵，一段時間后發現剩余固體中還有紅色粉末。甲同學取少量剩余固體加入5% 的H2O2溶液中，發現有大量氣泡迅速放出，小組決定對剩余固體的組成及催化性成分進行探究。乙同學取少量剩余固體在空氣中灼燒，并在上方罩一個內壁涂有澄清石灰水的燒杯(如下圖)，發現燒杯內壁的澄清石灰水不變渾濁。

（1）乙同學能得出的探究結論是________________。

丙同學接著又進行了如下探究：

（提出問題）剩余固體中的什么物質是H2O2分解的催化劑？

（提出猜想）猜想Ⅰ：鐵是H2O2分解的催化劑。猜想Ⅱ：氧化鐵是H2O2分解的催化劑。

（實驗探究）實驗過程如下：

（實驗分析）

（2）由實驗①可得出的結論是：猜想Ⅰ____________(填“成立”或“不成立”)。實驗②中，“木條復燃”的現象能說明有_______________生成，猜想Ⅱ可能成立。

（3）在后續實驗探究中，可能觀察到的現象X是固體全部溶解，溶液_____________；加入適量NaOH溶液生成沉淀的化學方程式為____________________________。

（實驗反思）

（4）進行實驗①時，放置一段時間后會“冒出氣泡”的原因可能是_____________。

（5）要證明猜想Ⅱ一定成立，需要確定實驗②在進行“木條復燃”檢驗后，試管中固體的_____和________都沒有改變。丙同學從“加入足量鹽酸”到風干得到“氫氧化鐵固體”的后續探究方法設計________________(選填“能”或“不能”)得出猜想Ⅱ一定成立的結論。

Answer 1

【答案】剩余固體中不含木炭粉 不成立 氧氣 呈黃色 有少量鐵被過氧化氫氧化生成了氧化鐵(或鐵被過氧化氫氧化的產物具有催化作用) 化學性質 質量 不能

【解析】

（1）取少量剩余固體在空氣中灼燒，并在上方罩一個內壁涂有澄清石灰水的燒杯，澄清石灰水不變渾濁，說明無二氧化碳生成，說明剩余固體中不含木炭粉；

實驗

（2）實驗①：向雙氧水中加入鐵粉，無明顯現象，說明鐵不能改變雙氧水的反應速率，鐵無催化作用，故猜想Ⅰ不成立；

氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，實驗②中“木條復燃”的現象能說明有氧氣生成，猜想Ⅱ可能成立；

（3）加入鹽酸，氧化鐵能與鹽酸反應生成氯化鐵和水，氯化鐵呈黃色，故可能觀察到的現象X是固體全部溶解，溶液呈黃色；

加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉能與氯化鐵反應生成氫氧化鐵和氯化鈉，該反應的化學方程式為：；

實驗反思：

（4）過氧化氫具有氧化性，可能是鐵與過氧化氫反應生成了氧化鐵，過氧化氫在氧化鐵在催化下分解為水和氧氣，因此放置一段時間后會“冒出氣泡”，故填：有少量鐵被過氧化氫氧化生成了氧化鐵(或鐵被過氧化氫氧化的產物具有催化作用)；

（5）催化劑在化學反應前后，質量和化學性質不變，故為驗證猜想Ⅱ一定成立，需要檢驗試管中固體的質量和化學性質都沒有改變；

要想得出猜想Ⅱ一定成立的結論，需要驗證氧化鐵在反應前后，質量和化學性質不變，加足量稀鹽酸，，加入氫氧化鈉：，過濾，洗滌、風干，得到氫氧化鐵固體，可通過氫氧化鐵固體的質量推算出氧化鐵的質量，但是無法驗證氧化鐵的化學性質是否改變，故不能得出猜想Ⅱ一定成立的結論。