Question

【題目】如圖是某化學課外學習小組設計的探究工業煉鐵原理及產物驗證的實驗，其中A裝置的作用是將二氧化碳和炭粉在高溫下轉化為一氧化碳，看圖回答下列問題：

（1）寫出裝置A玻璃管中發生反應的化學方程式： ；

（2）實驗過程中，應先點燃 裝置中的酒精噴燈。

（3）要驗證B中產生的CO2，還需要在A、B之間增加 裝置（填“D”或“E”）。

（4）整套裝置還有一個明顯的不足之處是： 。

（5）由于鐵的氧化物Fe3O4和FeO均為黑色，B中得到的鐵是否含有Fe3O4和FeO，該小組同學設計了下列探究實驗。

【提出問題】CO還原Fe2O3得到的鐵是否含有Fe3O4和FeO？

【提出猜想】猜想1：Fe； 猜想2：Fe和Fe3O4； 猜想3：Fe和FeO；

猜想4： ．

【查閱資料】①2FeCl3+Fe=3FeCl2，但FeCl3溶液不與Fe3O4、FeO反應

②Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H20

③含有Fe3+鹽溶液遇到KSCN溶液時變成血紅色．

【實驗探究】限選試劑：CO、鹽酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液

實驗操作	實驗現象	實驗結論
Ⅰ．取少量黑色產物加入到裝有FeCl3溶液的燒杯中，充分反應后過濾，對過濾所得固體用蒸餾水洗滌．	黑色固體部分溶解	猜想2和猜想4都不成立
Ⅱ．取第I步洗滌后所得固體加入到裝有足量 的試管中，充分反應后，再滴加少量KSCN溶液．	黑色固體全部溶解，溶液不變為血紅色
Ⅲ．另取少量黑色產物裝入玻璃管中，通入CO，一段時間后加熱，并將反應后的氣體通入裝有一定量澄清石灰水的容器中．	澄清石灰水變渾濁	猜想 成立

Answer 1

【答案】（1）CO2+C2CO

（2）A

（3）E

（4）缺少尾氣處理裝置

（5）Fe、Fe3O4、FeO；FeCl3溶液；3

【解析】

試題分析：

（1）二氧化碳和碳在高溫下生成一氧化碳，化學方程式為CO2+C2CO；

（2）用一氧化碳還原氧化鐵，加熱前要先向裝置B中通入一氧化碳，目的是排凈其中的空氣，以免加熱時發生爆炸；

（3）由于碳不能將二氧化碳完全轉化為一氧化碳，故為了避免通入的二氧化碳對后面實驗現象的影響，所以事先應將從A中排出的二氧化碳完全吸收，氯化鈉與二氧化碳不反應，濃的氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，故增加E裝置；

（4）一氧化碳有毒，會污染空氣，故要增加一個尾氣處理裝置，故可將其燃燒，轉化為二氧化碳；

（5）根據信息，一氧化碳還原氧化鐵得到的黑色固體的成分可能是：猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe3O4；猜想3：Fe和FeO；猜想4：Fe、Fe3O4、FeO；

根據資料，鐵和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，氧化亞鐵和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和水，而Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H20，充分反應后，再滴加少量KSCN溶液，黑色固體全部溶解，溶液不變為血紅色，說明溶液中不含鐵離子，即固體中沒有四氧化三鐵，猜想2和猜想4都不成立；由于在加熱條件下，鐵和一氧化碳不能反應，氧化亞鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，根據現象澄清的石灰水變渾濁了，水面固體中含有氧化亞鐵，即猜想三正確。