Question

同學們為了研究氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣的實驗中起催化作用，進行了以下實驗：
【資料】①氯酸鉀分解反應的化學方程式為 2KClO₃ 2KCl+3O₂↑。
②氯酸鉀和氯化鉀均能溶于水。
【實驗一】氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣實驗中加快反應速率。

實驗編號	KClO3／g	氧化物	產生氣體的體積（mL）	耗時（s）
1	0.6		67	1800
2	0.6	0.2g二氧化錳	67	36.5
3	0.6	g 氧化鐵	67	89.5

 
（1）實驗3中氧化鐵的質量為                。
（2）以上實驗采用了              的實驗方法。
（3）實驗一得到的結論是                     。
【實驗二】為證明氧化鐵是該反應的催化劑，同學們又完成了以下的實驗：
Ⅰ.在實驗3反應后的混合物中加足量的水溶解，過濾得到紅色固體，洗滌干燥并用電子天平稱量，質量為0.2g。
Ⅱ.將一定量的CO通入濾出的固體，按下圖進行實驗：

甲同學的實驗報告如下：

裝置	實驗現象	實驗分析
A	紅色固體全部變黑	生成了鐵
B	石灰水變渾濁	產生二氧化碳

 
（4）寫出A中玻璃管內發生反應的化學方程式                               。
【實驗結論】氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣反應中起催化劑。
【實驗反思】乙同學查閱資料發現一氧化碳還原氧化鐵后剩余固體可能由氧化亞鐵、四氧化三鐵、鐵粉和未反應的氧化鐵中的一種或幾種組成。
為了研究剩余固體的成分，丙同學查閱了以下資料：

	鐵粉	氧化亞鐵	氧化鐵	四氧化三鐵
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
磁性	有	無	無	有
與CO反應	不反應	反應	反應	反應
與稀鹽酸反應	反應	生成氯化亞鐵和水	生成氯化鐵和水	生成氯化亞鐵、氯化鐵和水
與硫酸銅溶液反應	反應	不反應	不反應	不反應

 
（5）丙同學認為剩余固體中一定沒有氧化鐵，原因是____________。
（6）測定剩余固體的組成。

步驟	實驗操作	實驗現象	結論和解釋
1	用磁鐵吸引剩余固體	_____________	剩余固體中沒有氧化亞鐵。
2	__________________	______________	剩余固體中只有鐵粉。

 

Answer 1

（1）0.2 （2）對比 （3）氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣實驗中加快反應速率
（答“氧化鐵能做氯酸鉀制取氧氣的催化劑”不得分（4）3CO + Fe₂O₃2Fe + 3CO₂
（5）氧化鐵固體是紅色，而所得固體都是黑色   ①黑色固體全部被吸引
②向剩余固體中加入足量硫酸銅溶液 ③黑色固體全部變成紅色（其他方案合理即可）

試題分析：（1）在對比實驗中變量只有催化劑，故氧化鐵的質量為0.2g，（2）以上實驗采用了對比的實驗方法；（3）因為實驗目的是探究氧化鐵能否在氯酸鉀制取氧氣實驗中加快反應速率，由實驗可知氧化鐵能在氯酸鉀制取氧氣實驗中加快反應速率；（4）實驗現象是紅色固體全部變黑，實驗結論是生成了鐵，故發生的化學方程式為：3CO + Fe₂O₃2Fe + 3CO₂ （5）因為氧化鐵固體是紅色，而所得固體都是黑色，所以剩余固體中一定沒有氧化鐵；①因為實驗結論是剩余固體中沒有氧化亞鐵且氧化亞鐵磁鐵不能吸引，故實驗現象為黑色固體全部被吸引；②向剩余固體中加入足量硫酸銅溶液 ③黑色固體全部變成紅色（其他方案合理即可）。