Question

小紅為大家做了一個“燃紙成鐵”的趣味實驗．將一張濾紙（組成元素為C、H、O）用FeCl₃濃溶液潤濕，在酒精燈上烘干后點燃，濾紙變黑、紅熱，最終生成黑褐色物質．小紅告訴大家：黑褐色物質中含有鐵單質．
【提出問題】黑褐色物質中真的含有鐵單質嗎？
【探究過程】
（1）小紅先從反應物分析，因為

反應物中含有鐵元素

，所以反應后可能生成鐵單質．
（2）為獲得實驗證據，小紅做了實驗Ⅰ．
實驗Ⅰ：將黑褐色物質放入稀鹽酸中，發現有連續微小氣泡產生．若黑褐色物質中含有鐵單質，則反應的化學方程式為

Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；

．
（3）小明提出疑問：由反應物的組成分析，能與稀鹽酸反應產生氣泡的物質不一定是鐵單質，還可能是

碳酸亞鐵或者碳酸鐵

．
小紅通過查閱資料得知，在常溫條件下不可能生成此類物質．
（4）為進一步證明黑褐色物質中含有鐵單質，小紅又做了實驗2．
實驗2：將黑褐色物質放入

藍

色的CuSO₄的溶液中，觀察到有

有紅色固體產生

色固體析出．
【得出結論】通過以上探究，證明黑褐色物質中確實含有鐵單質．
【拓展探究】請再用一種方法證明黑褐色物質中含有鐵單質：

用磁鐵來吸引該黑褐色固體，若磁鐵上有殘留的粉末，則說明該粉末中含有鐵單質

．

Answer 1

分析：【探究過程】（1）根據質量守恒定律來進行解答；
（2）根據鐵和鹽酸反應的化學方程式進行解答；
（3）根據鹽酸的性質可以知道，碳酸鹽也可以和鹽酸反應生成氣體，可以據此解答；
（4）實驗2：根據鐵單質和硫酸銅溶液的反應生成紅色的銅，現象較明顯，可以據此來進行解答；
【拓展探究】根據鐵的性質可用磁鐵來進行吸引，可以據此解答．

解答：解：【探究過程】（1）根據質量守恒定律可以知道，反應前后元素的種類不變，由于反應物中含有鐵元素，所以可能生成鐵單質；
（2）鐵和鹽酸反應生成了氫氣和氯化亞鐵，其反應的化學方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）由于反應物中含碳元素和氧元素，而碳酸鹽也能和鹽酸反應生成氣體，故該固體中可能含有碳酸亞鐵或者碳酸鐵；
（4）若濾紙碳化后吸附了空氣，則在水中也能產生氣泡，所有可以將該黑褐色固體加入蒸餾水中進行驗證；
（5）實驗2：鐵的活動性比銅強，可以和硫酸銅溶液的反應生成銅，而銅為紅色固體，所以可以將該黑褐色固體加入硫酸銅溶液中，若觀察到有紅色固體產生，則說明含有鐵；
【拓展探究】鐵粉可以被磁鐵吸引，所以可以用磁鐵來吸引該黑褐色固體，若磁鐵上有殘留的粉末，則說明該粉末中含有鐵單質．
故答案為：【探究過程】（1）反應物中含有鐵元素；
（2）Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）碳酸亞鐵或者碳酸鐵；
（4）藍；有紅色固體產生；
【拓展探究】用磁鐵來吸引該黑褐色固體，若磁鐵上有殘留的粉末，則說明該粉末中含有鐵單質．

點評：解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實驗探究的反應原理；再根據實驗的反應原理，利用所取的樣品進行實驗探究，分析推斷出該物質的組成成分即可；注意物質的性質的應用．