Question

如圖是改進的模擬煉鐵實驗裝置，該煉鐵反應的化學方程式是

 

．實驗前用注水法測出“從玻璃旋塞至瓶口橡皮塞之間玻璃管和橡皮管的總?cè)莘e”約18mL，并在試劑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．

（1）輕輕打開旋塞，石灰水即刻流入燒杯中，當石灰水液面降低到

 

mL標記后，開始加熱氧化鐵，過一會兒觀察到澄清石灰水

 

；當紅棕色的粉末全部變黑后，停止加熱，用彈簧夾夾住橡皮管后，再關閉CO旋塞，目的是為了

 

．
（2）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．
【提出問題】CO還原氧化鐵后所得黑色粉末全部是鐵粉嗎？
【查閱資料】查閱到的相關資料：
CO與氧化鐵在570℃以上時，依次發(fā)生下列3個反應：3Fe₂O₃+CO

高溫  .

2Fe₃O₄+CO₂； Fe₃O₄+CO

高溫  .

3FeO+CO₂； FeO+CO

高溫  .

Fe+CO₂．在鐵的氧化物中，僅有氧化鐵是紅棕色，其余皆是黑色，僅有氧化亞鐵在空氣中會很快被氧化成氧化鐵，僅有四氧化三鐵具有磁性．
【猜想與假設】請你結合課本知識和查到的資料信息，對黑色粉末的組成提出猜想．
猜想①：黑色粉末全部是鐵粉；
猜想②：黑色粉末全部是四氧化三鐵；
猜想③：黑色粉末是

 

．
【實驗與結論】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．因此得出猜想

 

正確．
【反思與拓展】裝滿石灰水的試劑瓶在實驗中的作用有

 

（填字母）．
A．檢驗CO₂ B．吸收CO₂   C．收集尾氣  D．顯示導管里的空氣是否排完．

Answer 1

考點：鐵的冶煉,金屬的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)石灰水遇到二氧化碳變渾濁，為防止倒吸，停止加熱，應先用彈簧夾夾住橡皮管后，再關閉CO旋塞；
（2）四氧化三鐵和鐵為黑色固體，有強磁性，能夠被磁鐵吸引，裝滿石灰水的試劑瓶在實驗中檢驗CO₂；吸收CO₂；收集尾氣；顯示導管里的空氣是否排完．進一步實驗驗證．

解答：解：（1）開始輕輕打開旋塞，先使一氧化碳把管內(nèi)空氣排凈，當石灰水液面降低到18ml即可；由于一氧化碳和氧化鐵反應生成二氧化碳和鐵，加熱氧化鐵，過一會兒觀察到澄清石灰水變渾濁；為防止倒吸，停止加熱，應先用彈簧夾夾住橡皮管后，再關閉CO旋塞；
（2）四氧化三鐵和鐵為黑色固體，有強磁性，能夠被磁鐵吸引；與硫酸銅溶液反應，發(fā)現(xiàn)黑色粉末部分變紅，說明黑色粉末是四氧化三鐵和鐵的混合物；裝滿石灰水的試劑瓶在實驗中檢驗CO₂；吸收CO₂；收集尾氣；顯示導管里的空氣是否排完．進一步實驗驗證．
答案：Fe₂O₃+3CO 

高溫  .

2Fe+3CO₂
（1）18；   變渾濁；   防倒吸
（2）【猜想與假設】鐵粉和四氧化三鐵；
【實驗與結論】③；
【反思與拓展】ABCD．

點評：本題考查了如何探究物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律，掌握反應現(xiàn)象與本質(zhì)的聯(lián)系；學會利用猜想和實驗驗證的方法，進行探究物質(zhì)的組成成分．