Question

【題目】某化學興趣小組在實驗室中模擬煉鐵，他們把焦炭和氧化鐵粉末合加強熱，得到無色氣體A和黑色粉末B（如圖所示）。

（1）他們煉鐵反應的化學方程式是________。

（2）經分析得知，無色氣體A不含有單質，黑色粉末B的成分是一種或兩種單質。甲、乙兩個興趣小組分別對無色氣體A和黑色粉末B的成分進行探究。

（猜想與假設）甲組認為無色氣體A中可能有CO2，也可能有CO。

乙組認為黑色粉末的成分中存在以下兩種情況：

①只含有________。

②含有鐵和碳。

（實驗探究）（1）為驗證甲組的猜想，同學們按下圖所示裝置進行實驗。

裝置甲的作用是_____________，裝置乙的作用是_______________。當看到甲中澄清石灰水變渾濁，乙中____________后，可以確定無色氣體A是CO2、CO的混合氣體。有同學提出把甲、乙交換位置，讓氣體A先通過熱的氧化銅也可以達到同樣的實驗目的，你的判斷是_________（填“可以”或“不可以”）。

（2）為驗證乙組中假設②是否成立，設計實驗用物理和化學兩種方法完成以下探究。

實驗方法	實驗操作	實驗現象	實驗結論
物理方法	_________	_________	假設二成立

（交流反思）針對甲組實驗存在的缺陷，同學們一起進行了改進，解決了污染環境問題。

Answer 1

【答案】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； 鐵； 檢驗二氧化碳 檢驗一氧化碳 Ⅰ中澄清石灰水變渾濁，Ⅲ中黑色固體變成紅色 不可以 取少量黑色粉末B，用磁鐵吸引 部分黑色粉末被吸引上來

【解析】

（1）氧化鐵和一氧化碳在高溫的條件下反應生成鐵和二氧化碳，化學方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

【猜想與假設】假設一：只含有鐵。 假設二：鐵和未反應的碳；

【實驗與探究】（1）I中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳，所以可以檢驗CO2，III中灼熱的氧化銅變紅，說明有一氧化碳，II中濃硫酸的作用是：干燥氣體，所以當看到甲中澄清石灰水變渾濁，乙中I中澄清石灰水變渾濁，III中黑色固體變成紅色后，可以確定無色氣體A是CO2、CO的混合氣體； 把甲、乙交換位置，讓氣體A先通過熱的氧化銅，一氧化碳和氧化銅生成的二氧化碳也能是澄清石灰水變渾濁，對二氧化碳的檢驗會造成干擾，所以不可以達到同樣的實驗目的；

（2）為驗證乙組中假設②是否成立，設計實驗用物理和化學兩種方法完成以下探究。

實驗方法	實驗操作	實驗現象	實驗結論
物理方法	_________	_________	假設二成立

實驗結論是“假設二成立”，即黑色粉末是鐵與碳的混合物，可根據鐵被磁鐵吸引，碳不被磁鐵吸引加以驗證；故答案為：取少量黑色粉末B，用磁鐵吸引， 部分黑色粉末被吸引上來。