Question

【题目】小明在登山的过程中发现山上的岩石是红色的，他根据所学知识猜测岩石中可能含有氧化铁，为了验证猜想并到测定其含量，小明进行了以下探究：

（查阅资料）

①一定温度下，CH4可将Fe2O3还原为单质铁，若温度控制不当，还可生成少量的Fe3O4．

②单质铁和Fe3O4均能被磁铁吸引。

③铁和稀盐酸可以反应得到氢气

（实验探究）

(1)小明利用A装置进行实验。在点燃酒精喷灯之前先通入一段时间CH4，目的是_____。

(2)小明将A装置中得到的固体经过水洗、过滤、干燥处理后，再通过B装置进行实验，观察到仪器a中的现象为_____，从而得出了岩石中含有氧化铁的结论。

(3)小明将反应后的B装置冷却到室温，根据量筒内水的体积V(产生气体的体积)，通过有关计算求出了岩石中氧化铁的质量分数。

（评价反思）

实验后小明经过认真反思，认为：

(4)在实验中对甲烷的使用没有“物尽共用”，请你给出一条合理建议：_____。

(5)若B装置的固体含有一定量的Fe3O4，则会导致测得的岩石中氧化铁的质量分数比实际含量_____(填“偏高”、“偏低”或“不变”)，请你利用处理后的固体，CuSO4溶液、磁铁等试剂及用品，结合资料所给信息，设计实验证明是否含有Fe3O4_____

Answer 1

【答案】排尽管内的空气，防止加热甲烷与空气的混合气体发生爆炸 液面下降 将没有反应的甲烷收集起来 不变 取少量处理后的固体，利用磁铁充分吸引，再将吸引出的固体放入试管中，然后加入足量的硫酸铜溶液，固体部分溶解，说明处理后的固体中含有Fe3O4

【解析】

(1)在点燃酒精喷灯之前先通入一段时间CH4，可以排尽管内的空气，防止加热甲烷与空气的混合气体发生爆炸，故填排尽管内的空气，防止加热甲烷与空气的混合气体发生爆炸。

（2）a中液面下降，说明与盐酸反应的固体中有铁单质，说明岩石与甲烷反应生成了铁，进而说明岩石中含有氧化铁，故填液面下降。

（4）A实验后的尾气中还有残留的甲烷，直接排放会造成资源浪费，应将没有反应的甲烷收集起来，故填将没有反应的甲烷收集起来。

（5）Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，不生成氢气，不影响利用氢气的体积求岩石中氧化铁的质量分数，故填不变；

取少量处理后的固体，利用磁铁充分吸引，再将吸引出的固体放入试管中，然后加入足量的硫酸铜溶液，固体部分溶解，说明处理后的固体中含有Fe3O4，故填取少量处理后的固体，利用磁铁充分吸引，再将吸引出的固体放入试管中，然后加入足量的硫酸铜溶液，固体部分溶解，说明处理后的固体中含有Fe3O4。