Question

鋼鐵是使用最多的金屬材料。在今年的化學活動周中，某校興趣小組的同學在老師指導下做了二個有關鐵的實驗。

實驗一：用干燥純凈的一氧化碳還原氧化鐵

實驗裝置如下圖：

A　　　　　　 B　　　　 C　　　 D　　　　　 E　　　　 F

其中A是實驗室用草酸（H₂C₂O₄）和濃硫酸加熱制取一氧化碳的氣體發生裝置，反應的化學方程式是：H₂C₂O₄　 　　 H₂O+CO₂↑+CO↑。請回答下列問題:

(1)B裝置中發生反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 .

(2)C裝置無明顯現象，C裝置的作用是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 。

　 D裝置中濃硫酸的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）E裝置中的實驗現象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）F裝置的作用是　　　　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　　　　 。

實驗二：鋁粉和氧化鐵粉末反應（鋁熱反應）

實驗裝置如下圖：

圖中紙漏斗由兩張濾紙折疊成漏斗狀套在一起，使四周都有四層，點燃鎂條后觀察到的現象：鎂條劇烈燃燒，發出耀眼的白光，放出大量的熱，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入細沙中。

實驗后老師作了如下提示：實驗中鎂條和氯酸鉀的作用是提供反應所需的高溫條件，鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應叫鋁熱反應，屬于置換反應，該反應常用于焊接鋼軌。請寫出該反應的化學方程式　　　　　　　　　　 。該反應中單質鋁與一氧化碳有相似的　　　　 （填“氧化”或“還原”）性。

實驗后同學們對金屬與金屬氧化物間的反應產生興趣，激發了探究熱情。

【提出問題】任何金屬與金屬氧化物在高溫條件下都能反應嗎？

同學們在請教老師后設計了如下實驗方案并進行了探究。

【實驗方案】

實驗組別	實驗操作	實驗現象	結論
實驗1	取Zn、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸。	黑色粉末變成　　　 色 固體部分溶解，有氣泡產生，水溶液呈無色。	Zn和CuO能發生置換反應。
實驗2	取Mg、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。 向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸。	發生爆炸，黑色粉末變成紅色。 固體部分溶解，有氣泡產生，水溶液呈　 色。
實驗3	取Cu、Fe2O3粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。	粉末無變化	Cu、Fe2O3不能反應。

【實驗總結】金屬與金屬氧化物在高溫條件下有些能反應，有些不能反應。

【反思拓展】金屬與金屬氧化物在高溫條件下反應的規律和金屬與　　 的反應相似。

Answer 1

實驗一　 （1）2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O　 　

(2)證明二氧化碳已被完全吸收　 干燥一氧化碳氣體

　　　　 （3）紅色粉末變成黑色　 　 (4) 　證明反應生成了二氧化碳 　　尾氣處理

實驗二

　　 　2Al+Fe₂O₃　　　 2Fe+Al₂O₃還原 　 　紅 　　 無　

　　 　 鎂與氧化銅能發生置換反應 　 　 鹽溶液