Question

【題目】小明在登山的過程中發現山上的巖石是紅色的，他根據所學知識猜測巖石中可能含有氧化鐵，為了驗證猜想并到測定其含量，小明進行了以下探究：

（查閱資料）

①一定溫度下，CH4可將Fe2O3還原為單質鐵，若溫度控制不當，還可生成少量的Fe3O4．

②單質鐵和Fe3O4均能被磁鐵吸引。

③鐵和稀鹽酸可以反應得到氫氣

（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中的現象為_____，從而得出了巖石中含有氧化鐵的結論。

(3)小明將反應后的B裝置冷卻到室溫，根據量筒內水的體積V(產生氣體的體積)，通過有關計算求出了巖石中氧化鐵的質量分數。

（評價反思）

實驗后小明經過認真反思，認為：

(4)在實驗中對甲烷的使用沒有“物盡共用”，請你給出一條合理建議：_____。

(5)若B裝置的固體含有一定量的Fe3O4，則會導致測得的巖石中氧化鐵的質量分數比實際含量_____(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，結合資料所給信息，設計實驗證明是否含有Fe3O4_____

Answer 1

【答案】排盡管內的空氣，防止加熱甲烷與空氣的混合氣體發生爆炸 液面下降 將沒有反應的甲烷收集起來 不變 取少量處理后的固體，利用磁鐵充分吸引，再將吸引出的固體放入試管中，然后加入足量的硫酸銅溶液，固體部分溶解，說明處理后的固體中含有Fe3O4

【解析】

(1)在點燃酒精噴燈之前先通入一段時間CH4，可以排盡管內的空氣，防止加熱甲烷與空氣的混合氣體發生爆炸，故填排盡管內的空氣，防止加熱甲烷與空氣的混合氣體發生爆炸。

（2）a中液面下降，說明與鹽酸反應的固體中有鐵單質，說明巖石與甲烷反應生成了鐵，進而說明巖石中含有氧化鐵，故填液面下降。

（4）A實驗后的尾氣中還有殘留的甲烷，直接排放會造成資源浪費，應將沒有反應的甲烷收集起來，故填將沒有反應的甲烷收集起來。

（5）Fe3O4與鹽酸反應生成氯化鐵、氯化亞鐵和水，不生成氫氣，不影響利用氫氣的體積求巖石中氧化鐵的質量分數，故填不變；

取少量處理后的固體，利用磁鐵充分吸引，再將吸引出的固體放入試管中，然后加入足量的硫酸銅溶液，固體部分溶解，說明處理后的固體中含有Fe3O4，故填取少量處理后的固體，利用磁鐵充分吸引，再將吸引出的固體放入試管中，然后加入足量的硫酸銅溶液，固體部分溶解，說明處理后的固體中含有Fe3O4。