Question

18．某研究小組利用圖裝置探究CO還原Fe₂O₃所得到的一種黑色粉末的成分（固定裝置略去）．（已知：Fe²⁺遇到K₃溶液生成藍色沉淀）

請回答問題：
（1）按氣流方向，各儀器接口從左到右的連接順序為：
i→c→d→g→h→a→b→j→k→f→e．（填字母編號）
（2）證明Fe₂O₃己被還原的現(xiàn)象是F中的固體由紅棕色變黑色，C中溶液變渾濁．
（3）研究小組對黑色粉末的成分提出下列猜想：
【猜想一】黑色粉末的成分可能是Fe．
【猜想二】黑色粉末的成分可能是FeO．
【猜想三】黑色粉末的成分可能是Fe₃O₄．
設計并完成實驗如表：

步驟	操作	現(xiàn)象
1	加入稀鹽酸	溶解，無氣泡
2	取步驟1中溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液	藍色沉淀
3	取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液	變紅

①根據(jù)實驗現(xiàn)象，則猜想三成立．
②研究小組又向步驟3的溶液中滴加新制氯水，發(fā)現(xiàn)溶液紅色褪去．可能的原因及驗證方法為假設SCN^-被Cl₂氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則假設成立．
（4）上述裝置還有不妥之處，改進措施為在整套裝置的尾氣出口處，放置一燃著的酒精燈（或用導管將尾氣引至F處酒精燈點燃）．

Answer 1

分析 研究小組利用圖裝置探究CO還原Fe₂O₃所得到的一種黑色粉末的成分，可先加入E裝置制備二氧化碳，用B中濃硫酸干燥，在D裝置中與碳粉反應生成CO，然后連接A除去二氧化碳，在F中CO和Fe₂O₃發(fā)生反應，生成的二氧化碳可用C裝置內(nèi)的石灰水檢驗，還原產(chǎn)物可能為Fe、FeO或Fe₃O₄，如檢驗還原產(chǎn)物，實驗（3）加入鹽酸，無氣泡，說明不含F(xiàn)e，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，說明生成亞鐵離子，再滴加KSCN，變紅，說明含有鐵離子，可證明含有產(chǎn)物為Fe₃O₄，以此解答該題．

解答 解：（1）由以上分析可知E裝置制備二氧化碳，用B中濃硫酸干燥，在D裝置中與碳粉反應生成CO，然后連接A除去二氧化碳，在F中CO和Fe₂O₃發(fā)生反應，且洗氣瓶內(nèi)的導管長進短出，連接順序為i→c→d→g→h→a→b→j→k→f→e，
故答案為：c、d； a、b； f、e；
（2）如氧化鐵被還原，可觀察到F中的固體由紅棕色變黑色，C中溶液變渾濁，生成二氧化碳氣體，故答案為：F中的固體由紅棕色變黑色，C中溶液變渾濁；
（3）還原產(chǎn)物可能為Fe、FeO或Fe₃O₄，取步驟1中溶液，滴加溶液后變紅色，應為KSCN溶液，故答案為：Fe₃O₄；取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液；
①加入鹽酸，無氣泡，說明不含F(xiàn)e，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，說明生成亞鐵離子，再滴加KSCN，變紅，說明含有鐵離子，可證明含有產(chǎn)物為Fe₃O₄，
故答案為：三；
②研究小組又向步驟3的溶液中滴加新制氯水，發(fā)現(xiàn)溶液紅色褪去，應為SCN^-被Cl₂氧化，可向溶液中加入KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則假設成立，
故答案為：假設SCN^-被Cl₂氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則假設成立；
（4）實驗缺少尾氣處理裝置，應CO有毒，且可燃燒，可在整套裝置的尾氣出口處，放置一燃著的酒精燈（或用導管將尾氣引至F處酒精燈點燃），
故答案為：在整套裝置的尾氣出口處，放置一燃著的酒精燈（或用導管將尾氣引至F處酒精燈點燃）．

點評 本題考查了探究物質組成，測定物質含量的定量實驗操作和實驗設計，為高考常見題型，側重考查學生的分析、實驗能力的考查，題目主要考查鐵及其化合物的性質應用，實驗基本操作的分析判斷，實驗現(xiàn)象的推斷和應用，元素守恒的計算應用，綜合性較強，題目難度中等．