Question

【題目】某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵化學原理的實驗，對固體產物成分等進行探究。

（設計實驗）用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實驗裝置如下圖。

（進行實驗）該小組按上述實驗設計，在一定溫度下進行了實驗。實驗開始時，先向裝置通一會兒一氧化碳，然后再加熱，目的是_________。

實驗過程中測得下列數據：

①反應前玻璃管和內盛氧化鐵粉末的總質量66.0g（玻璃管的質量為60.0g）

②反應后玻璃管和內盛黑色固體的總質量65.8g（冷卻到室溫稱量）

（分析與討論）

本實驗中，玻璃管內固體粉末由紅色全部變為黑色．小明同學認為該黑色固體全部是鐵，但小華同學提出了質疑，于是大家提出查閱資料．

（查閱資料）

①一氧化碳還原氧化鐵的固體產物的成分與反應溫度、反應時間等因素有關。

②一氧化碳還原氧化鐵的實驗過程中固體產物可能有四氧化三鐵、氧化亞鐵、鐵。

物質性質	四氧化三鐵	氧化亞鐵	氧化鐵	鐵粉
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
能否被磁鐵吸引	能	不能	不能	能

（實驗與猜想）

（1）該小組同學將反應后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發現黑色固體粉末全部能被吸引，則該黑色固體粉末中不可能含有氧化鐵和 ____________。

（2）進行猜想：黑色固體粉末可能有三種：

a．全部為鐵　　　　b．全部為四氧化三鐵c．_________。

（3）通過實驗中獲得的數據進行計算，得出結論：猜想 _________。

（填“a”“b”或“c”）正確．

（4）實驗裝置圖中采用虛線框內的裝置，其作用有 ___________。

A．收集一氧化碳　　　　B．吸收二氧化碳　　　　C．檢驗二氧化碳．

Answer 1

【答案】排凈裝置內的空氣，以免加熱發生爆炸 氧化亞鐵 鐵和四氧化三鐵 b AB

【解析】

[進行實驗] 在加熱前要通入一氧化碳，排凈裝置內的空氣，以免加熱發生爆炸；

[實驗與猜想]（1）依據表中信息可知不能被磁鐵吸引的物質是氧化鐵和氧化亞鐵，固體全部能被吸引，說明固體中一定不含有氧化鐵和氧化亞鐵；

（2）由于鐵與四氧化三鐵均能被磁鐵吸引，所以可對黑色固體的成分可能是：全部是鐵；全部是四氧化三鐵；鐵和四氧化三鐵；

（3）依據實驗測得的數據可知氧化鐵的質量是：66g-60g=6g，這些氧化鐵中含有的氧元素質量是：6g××100%=1.8g，由于反應前后固體的質量差即為氧化鐵失掉的氧的質量，所以可知反應前后失掉的氧的質量是：66g-65.8g=0.2g，所以該固體不可能全是鐵，固體中還有1.6g氧元素沒有失掉，假設全是四氧化三鐵則其含有的氧元素質量是：5.8g××100%=1.6g，故全部是四氧化三鐵，所以該固體粉末是四氧化三鐵；

（4）因為二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應且無現象，一氧化碳不能與氫氧化鈉反應；

A、由于一氧化碳不能與氫氧化鈉反應，結合裝置的特點可知該裝置能收集一氧化碳，同時排出氫氧化鈉溶液，故選項正確；

B、二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應，所以可以用來吸收二氧化碳，故選項正確；

C、由于二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應時沒有明顯的現象產生，所以不能用它來檢驗二氧化碳的存在，故選項錯誤。