Question

【題目】鐵在自然界中以鐵礦石形式分布很廣。鐵不僅年產(chǎn)量最高，且應(yīng)用最為廣泛。請回等下列問題：

（1）亮亮化學(xué)興趣小組用下圖所示裝置進(jìn)行一氧化碳還原氧化鐵的模擬煉鐵實(shí)驗(yàn)。

當(dāng)玻璃管內(nèi)固體粉來由紅棕色全部變?yōu)楹谏珪r停止加熱。亮亮認(rèn)為該黑色固體全部是鐵：但同學(xué)小華提出了質(zhì)疑，她將該黑色固體研磨后用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)全部被吸引。

（提供費(fèi)料）a.Fe2O3是在一定溫度下逐步失去其中的氧，依次生成Fe3O4、FeO和Fe

b.如表

鎂及鐵的氧化物	鐵粉	氧化亞鐵	氧化鐵	四氧化三鐵
顏色	黑	黑	紅棕	黑
能否被磁鐵吸引	能	否	否	能

c.酒精燈火焰的溫度一般為400℃-700℃左右

（提出問題）該反應(yīng)中生成的黑色物質(zhì)是什么？

（大膽猜想）你認(rèn)為黑色物質(zhì)的組成可能是：

①_____；

②_____；

③_____；

（實(shí)驗(yàn)方案）④上圖虛線右側(cè)部分裝置的作用是_____。

⑤在一定溫度下，記錄實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下表所示，通過計(jì)算確定黑色固體物質(zhì)的化學(xué)式為_____。

玻璃管質(zhì)量	玻璃管-內(nèi)盛固體
	反應(yīng)前質(zhì)量	反應(yīng)后質(zhì)量
50.0g	56.0g	55.8g

（2）洋洋同學(xué)也找到一些鐵銹樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)視究，他所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示

⑥C處的化學(xué)反應(yīng)方程式_____，待反應(yīng)完成后，將所得黑色固體物質(zhì)放入足量的稀硫酸中。小明認(rèn)為該物質(zhì)中并不含鐵，他的依據(jù)是：_____。

⑦為了解釋這一反�，F(xiàn)象，他查到某煉鐵廠對氧化鐵和一氧化碳進(jìn)行的熱反應(yīng)分析，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)繪制圖像如下。通過分析確定實(shí)驗(yàn)沒有得到鐵的主要原因是_____，你的改進(jìn)方法是_____。

Answer 1

【答案】Fe Fe3O4 Fe和Fe3O4 吸收二氧化碳，收集一氧化碳防止其污染大氣 Fe3O4 沒有氣泡產(chǎn)生 酒精燈提供溫度低于反應(yīng)生成Fe的溫度 將酒精燈換成酒精噴燈

【解析】

高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳等物質(zhì)，二氧化碳能和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，一氧化碳不溶于水；一氧化碳燃燒生成二氧化碳；鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣。

該黑色固體研磨后用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)全部被吸引，說明黑色固體中不含有氧化亞鐵和氧化鐵，因此黑色物質(zhì)的組成可能是：①鐵，②四氧化三鐵，③鐵和四氧化三鐵。

④如圖虛線右側(cè)部分裝置的作用是吸收二氧化碳，收集一氧化碳。

⑤氧化鐵質(zhì)量是6.0g，如果黑色固體是鐵，則鐵的質(zhì)量為：，如果黑色固體是四氧化三鐵，則四氧化三鐵質(zhì)量為：，因?yàn)榉磻?yīng)后黑色固體質(zhì)量是5.8g，因此黑色固體是四氧化三鐵（Fe3O4）。

⑥C處一氧化碳燃燒生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：；

待反應(yīng)完成后，將所得黑色固體物質(zhì)放入足量的稀硫酸中。小明認(rèn)為該物質(zhì)中并不含鐵，他的依據(jù)是不產(chǎn)生氣泡。

⑦酒精燈火焰的溫度一般為400℃-700℃左右，而由圖3可知，氧化鐵完全分解的溫度在800℃左右，因此沒有得到鐵的主要原因是使用酒精燈加熱時，酒精燈提供溫度低于反應(yīng)生成Fe的溫度，改進(jìn)方法是把酒精燈改為酒精噴燈；