某化学兴趣小组设计如下实验探究FeCl3溶液的相关性质。相关信息：Fe和Fe3O4，易被磁...

某化学兴趣小组设计如下实验探究FeCl3溶液的相关性质。

相关信息：Fe和Fe3O4，易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引；Fe3O4能与盐酸反应，生成盐和水。FeCl3具有氧化性，与单质铁等物质化合时铁元素化合价会降低。

（1）实验一：将饱和FeCl3溶液在蒸发皿中加热至沸腾后，发现逐渐产生红褐色沉淀，加热时，FeCl3，易与水反应生成红褐色固体物质和盐酸，红色固体的化学式是_______________。

（2）实验二：将实验一蒸发获得的红色固体灼烧，颜色由红色变为红棕色。该反应的化学方程式是__________。

①氢氧化镁，氢氧化铜等物质加热也能分解得到对应的金属氧化物，而氢氧化钠、氢氧化钙等物质则无此性质。结合实验，从物质类别及其溶解性推断，通过加热分解___________可生成对应的金属氧化物。

②将氢氧化镁和铜粉混合物充分加热，得到的固体物质与原混合物质量相同，请问，氢氧化镁和铜粉的质量比为________。

（3）实验三：小组同学用多根玻璃棒蘸取饱和FeCl3溶液于酒精灯火焰上灼烧，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色，黑色。

①同学们对黑色物质的成分产生了疑问。联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论，可能是_______和Fe3O4四种物质中的一种或几种。

②为了确定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下实验：

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某化学兴趣小组学习了酸、碱、盐的知识后，对某些盐的性质开展了探究活动。

研究主题；探究FeCl3溶液加热，灼烧的变化

相关信息：酒精(C2H5OH)具有还原性，加热条件下能与Fe3O4反应；Fe和Fe3O4易被磁铁吸引，FeO是一种黑色固体，不能被磁铁吸引；Fe3O4能与盐酸反应，生成盐和水。

(1)实验一：将大约20mL饱和FeCl3溶液在蒸发皿中加热蒸发，沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。

①FeCl3溶液呈黄色主要是因为溶液中含有铁离子，铁离子符号为_______。

②加热时，FeCl3易与水反应生成红褐色物质和盐酸，反应的化学方程式：________。

③由实验启示，FeCl3溶液通过蒸发结晶的方式______(填“能”或“不能”)获得FeCl3固体。

(2)实验二：将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧，颜色由红褐色变为红棕色。

①此过程发生分解反应，除生成红棕色物质外，还生成水，反应的化学方程式：_____。

②氢氧化镁、氢氧化铜等加热分解也能得到对应的金属氧化物，结合实验，从物质类别及其溶解性推断，通过加热分解_____________可生成对应的金属氧化物。

(3)实验三：小组同学用多根玻璃棒蘸取饱和FeCl3溶液于酒精灯火焰上灼烧，随着加热时间的持续，在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为：黄色、红褐色、红棕色、黑色。

①实验三相对于实验一和二，优点是______(答1点即可)

②同学们对黑色物质的成分产生了疑问。联系酒精的可燃性、还原性等相关性质，对黑色物质的成分提出了猜想，经讨论认为，可能是____________（名称也可）和Fe3O4四种物质中的一种或几种。

③为了确定黑色物质的成分，收集黑色物质，进行了如下实验：

(4)拓展延伸

①配制FeCl3溶液时，为防止出现红褐色物质，可向其中滴加少量的______________（化学式也可）溶液。

②结合已学知识，从元素化合价变化的角度分析，Fe2O3发生还原反应时，反应前后铁元素化合价一般呈_________(填“上升”或“下降”)的变化。

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已知某黑色粉末可能是由铁粉、氧化亚铁、四氧化三铁的一种或两种组成,某化学兴趣小组为确定黑色粉末的成分进行了如下探究。

[查阅资料]铁的氧化物均能与稀酸反应,且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。

[方案设计]

[交流反思]为探究黑色粉末是否含有四氧化三铁,小明认为可将实验二的操作改为取适量黑色固体粉末于试管中，加入足量的硫酸铜溶液,当出现_____________时,可证明黑色固体粉末中一定含有铁粉和四氧化三铁。

[继续探究]为探究黑色粉末成分中铁粉和四氧化三铁的质量比,同学进行了如图实验;反应前称取10g黑色粉末加入玻璃管内(玻璃管的质量为50 g) ,先通入一段时间一氧化碳气体,然后点燃酒精灯。

（1）反应前先通入一氧化碳气体再点燃酒精灯，目的是______________。

（2）充分反应后熄灭酒精灯,继续通入一氧化碳,待冷却到室温后停止通入，称量玻璃管和管内固体总质量为58.4g,计算黑色粉末中铁和四氧化三铁的质量比为___________________。

（3）虚线框内的装置的作用是_________________。

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探究金属的化学性质时，兴趣小组的同学进行了如下实验：将足量的铝条加入到氯化铁溶液中，观察到铝条表面有气泡产生，一段时间后有黑色固体生成。

问题一：产生了什么气体？

（作出猜想）

猜想一：可能是氧气；

猜想二：可能是氢气；

猜想三：可能是二氧化碳

（交流讨论）

大家思考后，一致认为猜想三不合理，其理由是_________。

（实验验证）

验证猜想一：先用试管收集该气体，_______，则猜想一不成立。

验证猜想二：用尖嘴导管将气体导出并引燃，同时在上方罩一个干冷的烧杯，观察到________，猜想二成立。

（继续探究）

用pH试纸测得氯化铁溶液的pH约为2，说明氯化铁溶液中含有较多的氢离子。

（得出结论）

产生的气体是氢气。

问题二：黑色固体是什么物质？

（作出猜想）

大家一致认为是______。

（实验验证）

他们现将反应后的液体过滤、烘干，分离出黑色固体。将黑色固体置于试管中，向试管中加入硫酸铜溶液，观察到__________。

（拓展应用）

请再用一种方法验证该黑色物质__________。

（解释与结论）

小组同学通过查阅资料发现，过量的金属铝与氯化铁发生反应时溶液会由黄色变为浅绿色，并且在反应中生成该黑色物质和另一种化合物，进一步验证了大家的猜想是正确的。写出生成该黑色固体的化学方程式_________。

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某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。

【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？

【查阅资料】小华查阅资料，得到关于铁的氧化物如下信息：

【提出猜想】（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉。为了证明自己的猜想小明设计了如上图的实验，该实验中，小明加入的X溶液是________；实验过程中操作Ⅰ是________这个实验基本操作。

小华根据小明的实验认定小明的猜想是错误的，理由是________。

（2）小华根据资料提出了自己的两个猜想，请结合所学知识补充余下的一个猜想。

猜想①：黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成

猜想②：黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成

猜想③：________

【实验探究】

【反思评价】小娟认为方案②中得出的结论不正确，其理由是。

【得出结论】黑色粉末A是铁和氧化亚铁的混合物。

小华想测定黑色粉末A中铁的质量分数，设计了如下实验：

取8g黑色粉末A加入50g足量的稀硫酸，充分反应后称量，剩余物质的质量为57.8g，则该黑色粉末A中铁的质量分数是多少？（写出计算过程）

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