Question

13．氫氣、木炭、一氧化碳是金屬冶煉中常用的還原劑．如圖甲是氫氣還原氧化銅的實驗，如圖乙是木炭還原氧化鐵的實驗，如圖丙是一氧化碳還原氧化銅的實驗．

（1）實驗步驟的先后次序很重要，如甲實驗中反應前須先通氫氣后點燈，否則易發生爆炸；請再列出二項不能顛倒的先后次序：甲實驗中反應后必須先熄滅酒精燈，繼續通入H₂直至試管冷卻，否則生成的紅色的銅會變成黑色；丙實驗中反應前必須先點尾燈，后通CO，否則易發生煤氣中毒．
（2）某同學正確操作做完乙實驗后，發現澄清石灰水變渾濁，試管中粉末全部變為黑色，用另一試管取5克黑色殘留粉末，加入足量稀硫酸充分振蕩，她驚訝地發現試管中并未產生預期的氣泡，她向老師求教，才知道“鐵的氧化物除了氧化鐵和四氧化三鐵外還有氧化亞鐵（也為黑色），其中只有四氧化三鐵常溫下不溶于稀硫酸”，于是她又對試管中的懸濁液進行過濾和烘干操作，濾液無色澄清，濾渣經稱量后仍為5克．請你據此寫出乙實驗試管中發生的化學方程式C+6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Fe₃O₄+CO₂↑．
（3）到底是什么原因導致乙實驗的冶煉效果不理想呢？該同學先經過科學猜想，后用酒精噴燈代替普通酒精燈重做這個實驗來加以驗證，結果證明她的猜想是正確的．由此推斷，該同學的科學猜想是加熱的溫度不夠高．

Answer 1

分析 （1）根據氫氣還原氧化銅的實驗順序和一氧化碳的毒性來分析；
（2）根據題干信息以及化學方程式的書寫方法來分析解答．
（3）根據酒精噴燈和普通酒精燈的差異分析．

解答 解：（1）實驗結束后，某同學發現試管里紅色的物質又變成黑色，原因是灼熱的銅和空氣反應生成黑色氧化銅，即沒有繼續通入H₂直至試管冷卻；
因為一氧化碳有毒，不能直接排到大氣中，可以用點燃的方法除去一氧化碳，所以應該先點燃后面的酒精燈，故填：先熄滅酒精燈，繼續通入H₂直至試管冷卻；先點尾燈，后通CO；
（2）因為氧化亞鐵能溶于酸，而四氧化三鐵不能溶于酸，故黑色固體為四氧化三鐵，故填：C+6Fe₂O₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Fe₃O₄+CO₂↑．
（3）酒精噴燈比普通酒精燈可以提供更高的溫度，所以應該是由于溫度不夠高導致乙實驗的冶煉效果不理想．故填：加熱的溫度不夠高．

點評 本題考查了還原氧化鐵的注意事項以及化學方程式的書寫，難度不大．