选项 | 古籍记载 | 化学知识 |
A | 《天工开物》:或用木炭,扇炉火箱,土(铁矿石)化成铁 | 炼铁的主要原理是木炭和氧化铁反应 |
B | 《三国志》:扬汤止沸,不如去薪(柴、草) | “去薪”灭火的原理是移除可燃物 |
C | 《吕氏春秋》:金(铜)柔锡柔,合两柔则钢 | 铜锡合金的硬度比纯铜大 |
D | 《尚书》:若作酒醴(酿酒),尔惟曲 | 酿酒过程中包含物质的缓慢氧化 |
探秘月壤
月壤是覆盖在月球表面的一层细粉状、具有粘性的风化物质。研究发现,月壤样品中的主要组成物质有辉石、橄榄石和斜长石(主要组成元素如表)等。我国科研人员从“嫦娥五号”月壤样品中利用针尖和颗粒之间的静电吸附作用,首次成功分离出一种新的矿物——嫦娥石。
矿物 | 主要组成元素 |
辉石 | Fe、Mg、Ca、Si、O |
橄榄石 | Fe、Mg、Si |
斜长石 | Ca、Al、Si、O |
月壤物质主要组成元素(表)
与地球不同,月壤表面干燥,存在着天然的铁、铝等金属颗粒。月壤中还吸附着大量的He-3原子,具有巨大的能源价值。He-3(“3”表示质量数。质量数=质子数+中子数)原子的结构如图所示,每百吨He-3核聚变所释放出的能量相当于人类一年消耗的能量。
月壤中蕴藏着丰富的钛铁矿,是月球资源提取的首选目标。将月壤加热熔化后,电解金属氧化物,便可得到O2和金属单质。此外,研究人员发现月壤中含有活性物质,以其为催化剂,可实现光催化,水分解为H2和O2 , 为人类未来在月球表面生存提供了必须物质。
兴趣小组为探究金属的性质,将少许铁粉撒在酒精喷灯火焰上,发现铁粉立即燃烧,并有黑色固体溅落。
【问题】铁粉在空气中燃烧时溅落的黑色固体是什么?
信息:
①FeO与Fe3O4都呈黑色,FeO无磁性,Fe3O4有磁性。
②Fe3O4不溶于水,也不与CuSO4溶液反应。
③Fe3O4溶于稀盐酸的反应为Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O,FeCl3溶液呈黄色,FeCl2溶液在空气中易氧化成FeCl3。
【猜想】小组成员认为黑色固体中有铁的氧化物,也可能有未燃烧的铁粉。参考信息,小组成员对该黑色固体成分提出了以下猜想:
猜想I:只有FeO猜想Ⅱ:只有Fe3O4;猜想Ⅲ:FeO和铁粉;猜想Ⅳ:Fe3O4和铁粉
(1)除以上四种猜想,再提出一种合理猜想:___。
(2)【探究】
实验操作 | 实验现象 | 分析及解释 |
步骤1:收集该黑色固体,研碎后用磁铁靠近 | 黑色粉末全部被吸引 | 猜想___不正确(从I-Ⅳ中选择,填序号) |
步骤2:取步骤1中的少量黑色粉末,加入足量稀盐酸中 | 粉末全部溶解,溶液中产生___且溶液变成黄绿色 | 猜想Ⅳ正确;铁粉与稀盐酸反应的化学方程式为___ |
【讨论】
(3)小组成员质疑实验步骤2中,仅根据溶液颜色的变化不足以证明Fe3O4的存在。请参考信息,设计实验方案,利用CuSO4溶液证明该黑色固体中一定有Fe3O4:___(其他用品不限,写出操作、现象和结论)。
(4)铁粉和CuSO4溶液反应的化学方程式为___。
食盐在工农业生产中的用途广泛,我国在很早以前就有了关于制盐方法的记载。
1.制盐
早在春秋战国时期,古代人民就利用“五步产盐法”从卤水中制盐,其生产流程如图所示:
(1)“过箩”(“箩”呈蜂窝状,有空隙)可除去卤水中的难溶性杂质,与化学实验中的________(填操作名称)原理相似。
(2)“五步产盐法”采用的结晶方法是________法。
2.用盐
(3)如图为某品牌生理盐水标签的部分信息,该注射液是________(选填“混合物”或“纯净物”)。
氯化钠注射液 【规格】100mL0.9g 【注意】使用前发现絮状物、瓶身细微破裂等均不可使用。 【贮藏】密封保存。 |
(4)工业上常通过电解饱和食盐水制取Cl2 , 反应原理为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。已知20℃时,NaCl饱和溶液的质量分数为26.5%。要制取7.1kg的Cl2 , 理论上需要饱和食盐水的质量为多少?(根据化学方程式计算,写出过程,计算结果保留至0.1)