Question

【題目】利用如圖所示的裝置可進行一氧化碳還原氧化鐵的實驗，其中，氮氣可用作本實驗的保護氣； 盛放氧化鐵的是一支帶有支管的試管，其支管可用于導出試管內的氣體；酒精燈帶網罩；整套裝置的氣密性良好．實驗前，彈簧夾a、b均處于關閉狀態，開始實驗時，打開a，通入氮氣一段時間后點燃酒精燈，再關閉a，打開b．請聯系所學知識回答下列問題：

（1）該實驗過程中可以觀察到的現象有：_________________、_________________。

（2）試管內一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式為____________________________。

（3）實驗結束時，應先打開a，再___________，然后___________，繼續通氮氣直至裝置冷卻。（選填“A”或“B”）A．熄滅酒精燈 B．關閉b

（4）待試管冷卻后，把生成的黑色粉末倒在白紙上后；用磁鐵靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量硫酸銅溶液中，攪拌后發現黑色粉末部分變紅。

【提出問題】煉出來的黑色粉末的成分是什么呢？

【查閱資料】在鐵的氧化物中只有氧化鐵是紅棕色，其余都是黑色；只有氧化亞鐵在空氣中會很快被氧化成氧化鐵；只有四氧化三鐵有磁性。

【綜合探討】同學們得出此次煉鐵得到的生成物是___________________。

（5）請從兩個不同角度評價該實驗的優點：_______________，_________________。

Answer 1

【答案】（1）紅棕色粉末變黑，澄清石灰水變渾濁 （2）3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2

（3）B、A （4）Fe和Fe3O4 （5）節約資源，環保，安全等

【解析】

試題分析：（1）一氧化碳還原氧化鐵生成的是鐵和二氧化碳，故現象有紅色粉末變成黑色，澄清的石灰水變渾濁；

（2）一氧化碳還原氧化鐵生成的是鐵和二氧化碳：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2；

（3）該反應結束后先停止加熱，冷卻后再停止通一氧化碳，目的是防止已還原的鐵又被氧化；

（4）少量黑色粉末放入足量硫酸銅溶液中，鐵會與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵。由于只有部分黑色粉末變成紅色，而這部分黑色粉末又能被磁鐵吸引，根據質量，故剩余是黑色粉末是四氧化三鐵。故黑色粉末是鐵和四氧化三鐵的混合物；

（5）該實驗中的二氧化碳被吸收，未反應的一氧化碳也沒有排放到空氣中，而是收集起來了，故該實驗的優點是節約資源，環保，安全。