Question

1．某�；瘜W(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（1）所示．請(qǐng)回答下列問(wèn)題

（1）加熱氧化鐵之前，必須先通入一會(huì)兒一氧化碳，以防止玻璃管發(fā)生爆炸．
（2）加熱一段時(shí)間后，先通一氧化碳排盡玻璃管內(nèi)空氣-玻璃管中紅棕色粉末逐漸變黑，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)試管中的澄清石灰水變渾濁，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（4）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的尾氣多采用點(diǎn)火燒掉的方法，此燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式是2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂，此方法的缺點(diǎn)主要有浪費(fèi)能源．
（5）若實(shí)驗(yàn)很成功，同學(xué)將制得的黑色粉末加入到足量的稀鹽酸中，觀察到溶液中出現(xiàn)產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象，并且溶液逐漸變?yōu)闇\綠色．
（6）圖（2）是改進(jìn)的模擬煉鐵實(shí)驗(yàn)裝置．
①實(shí)驗(yàn)前用注水法測(cè)出從a到b之間玻璃管和橡皮管的總?cè)莘e約18mL，并在集氣瓶中裝滿澄清的石灰水；然后用橡皮管按圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性．
②輕輕打開(kāi)旋塞，石灰水即刻流入燒杯中，當(dāng)石灰水液面降低到18mL后，開(kāi)始加熱氧化鐵；
③當(dāng)紅棕色的粉末全部變黑后，停止加熱，關(guān)閉旋塞．用彈簧夾夾住靠近b處的橡皮管，目的是防止石灰水發(fā)生倒吸，炸裂玻璃管，這時(shí)觀察到石灰水已經(jīng)變變渾濁．
④待玻璃管冷卻后，把生成的黑色粉末倒在白紙上，它仍然保持黑色；用磁鐵靠近黑色粉末，全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量的硫酸銅溶液中，攪拌后發(fā)現(xiàn)黑色粉末部分變紅．
【提出猜想】黑色粉末的成分是什么呢？
【查閱資料】在鐵的氧化物中只有氧化鐵是紅棕色，其余皆是黑色；只有氧化亞鐵在空氣中會(huì)很快被氧化成氧化鐵；只有四氧化三鐵有磁性．
【理論探討】綜合以上，同學(xué)們得出此次模擬煉鐵得到的黑色粉末成分是鐵粉和四氧化三鐵．
【反思評(píng)價(jià)】你認(rèn)為裝滿澄清石灰水的集氣瓶在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的作用有ABCD（填寫序號(hào)）．
A．檢驗(yàn)CO₂     B．吸收CO₂     C．收集尾氣     D．顯示導(dǎo)管里的空氣是否排完．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)來(lái)分析；
（2）根據(jù)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)分析解答；
（3）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
（4）尾氣中含有有毒的一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，可以回收利用；
（5）鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣；
（6）②根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)密性來(lái)分析；
③根據(jù)石灰水遇到二氧化碳變渾濁，為防止倒吸，停止加熱，應(yīng)先用彈簧夾夾住橡皮管后，再關(guān)閉CO旋塞；
【理論探討】根據(jù)題干信息分析，四氧化三鐵和鐵為黑色固體，有強(qiáng)磁性，能夠被磁鐵吸引；
【反思評(píng)價(jià)】裝滿石灰水的試劑瓶在實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)CO₂；吸收CO₂；收集尾氣；顯示導(dǎo)管里的空氣是否排完．進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證．

解答 解：（1）加熱氧化鐵之前，必須先通入一會(huì)兒一氧化碳，目的是排盡玻璃管中的空氣，以防止玻璃管發(fā)生爆炸．故填：通入一會(huì)兒一氧化碳；
（2）加熱一段時(shí)間后，玻璃管中紅棕色粉末逐漸變黑，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．故填：紅棕；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因?yàn)槎�氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．故填：變渾濁；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（4）點(diǎn)燃時(shí)，一氧化碳燃燒生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂．一氧化碳是一種燃料，可以回收利用，點(diǎn)燃處理浪費(fèi)了能源；故填：2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂；浪費(fèi)能源；
（5）若實(shí)驗(yàn)很成功，同學(xué)將制得的黑色粉末加入到足量的稀鹽酸中，鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，觀察到溶液中出現(xiàn)氣泡，并且溶液逐漸變成淺綠色．故填：產(chǎn)生氣泡；淺綠；
（6）②開(kāi)始輕輕打開(kāi)旋塞，先使一氧化碳把管內(nèi)空氣排凈，當(dāng)石灰水液面降低到18ml即可；故填：18；
③由于一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成二氧化碳和鐵，加熱氧化鐵，過(guò)一會(huì)兒觀察到澄清石灰水變渾濁；為防止倒吸，停止加熱，應(yīng)先用彈簧夾夾住橡皮管后，再關(guān)閉CO旋塞；故填：防止石灰水發(fā)生倒吸，炸裂玻璃管；變渾濁；
【理論探討】四氧化三鐵和鐵為黑色固體，有強(qiáng)磁性，能夠被磁鐵吸引；與硫酸銅溶液反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)黑色粉末部分變紅，說(shuō)明黑色粉末是四氧化三鐵和鐵的混合物；故填：鐵粉和四氧化三鐵；
【反思評(píng)價(jià)】裝滿石灰水的試劑瓶在實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)CO₂；吸收CO₂；收集尾氣；顯示導(dǎo)管里的空氣是否排完．進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；故填：ABCD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了如何探究物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律，掌握反應(yīng)現(xiàn)象與本質(zhì)的聯(lián)系；學(xué)會(huì)利用猜想和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法，進(jìn)行探究物質(zhì)的組成成分．