Question

【題目】資料顯示：炭還原四氧化三鐵制得鐵的溫度在700℃-800℃。某校化學興趣小組在探究用炭治煉鐵的原理的實驗時，取一定質量的炭粉和四氧化三鐵粉的混合物，在700℃-800℃的高溫條件下使其充分反應，設計的實驗裝置如圖：

（1）寫出炭還原四氧化三鐵的化學方程式_____。該實驗中觀察到的實驗現象是：_____。對反應后試管中剩余的固體是什么，興趣小組的同學做出了如下猜想：甲同學認為是鐵粉，乙同學認為是炭粉和鐵粉的混合物，丙同學的猜想_____。

（2）乙同學設計一個用化學方法證明自己的猜想是否正確，他的方法是_____。理由是_____。

（3）丙同學認為要驗證自己的猜想是否正確可用磁鐵去吸引，你認為丙同學的實驗方案是否可行：_____，理由是_____。請你設計一個實驗證明丙同學的猜想_____。

Answer 1

【答案】↑ 澄清的石灰水變渾濁 四氧化三鐵粉和鐵粉 取試管里的固體剩余物加入足量的稀鹽酸充分反應，看是否有固體剩余 鐵跟稀鹽酸反應，碳跟稀鹽酸不反應 不可行 四氧化三鐵也能被磁鐵吸引 方案1：取試管里剩余固體少許，加入足量炭粉，放入如圖所示裝置加熱至700℃-800℃，若澄清石灰水變渾濁，證明丙同學的猜想正確。方案2:稱取一定質量的固體剩余物加入足量的稀鹽酸充分反應，固體全部消失，測量生成的氣體并計算出鐵的質量，小于所稱固體質量，證明丙同學的猜想正確。（答案合理即可）

【解析】

（1）炭高溫還原四氧化三鐵產生鐵和二氧化碳的化學方程式：；該實驗中產生二氧化碳氣體，二氧化碳能使澄清的石灰水反應產生碳酸鈣沉淀，觀察到的實驗現象是：澄清的石灰水變渾濁；

興趣小組的同學做出了如下猜想：甲同學認為是鐵粉，乙同學認為是炭粉和鐵粉的混合物，丙同學的猜想：四氧化三鐵粉和鐵粉；

（2）乙同學設計一個用化學方法證明自己的猜想是否正確，他的方法是：取試管里的固體剩余物加入足量的稀鹽酸充分反應，看是否有固體剩余。理由是：鐵跟稀鹽酸反應，碳跟稀鹽酸不反應，有固體部分溶解，則說明剩余固體是碳；

（3）丙同學認為要驗證自己的猜想是否正確可用磁鐵去吸引，丙同學的實驗方案是不可行的，理由是：鐵和四氧化三鐵都能被磁鐵吸引；

設計一個實驗證明丙同學的猜想： 取試管里剩余固體少許，加入足量炭粉，放入如圖所示裝置加熱至700℃-800℃，若澄清石灰水變渾濁，證明丙同學的猜想正確。