Question

某實驗小組模擬高爐煉鐵的化學反應原理進行實驗，其裝置如圖所示。

(1)A處發生反應的化學方程式是____________________________________。
(2)B中發生反應的化學方程式是____________________________________。
C處點燃酒精燈的目的是___________________________________________。
(3)實驗結束后，小李看到紅色固體全部變黑了，認為產物就是單質鐵，但小王提出了質疑：還有可能生成其他物質。為了進一步驗證其固體成分，小王查到下列資料：
①鐵的氧化物有氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵(該化合物中鐵有＋2、＋3兩種化合價)，其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色；并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引。
②鐵的氧化物都能與酸發生反應而溶解。
根據上述信息，小王又設計了兩個實驗。
[實驗1]將黑色固體研磨后，取少量加入________溶液中，觀察到有氣泡出現，溶液未變黃色，據此得出的結論是_______________________________________________________________________。
[實驗2]再用磁鐵吸引余下黑色固體，實驗后即可對黑色固體成分進行判斷________。

Answer 1

(1)3CO＋Fe₂O₃2Fe＋3CO₂
(2)CO₂＋Ca(OH)₂=CaCO₃↓＋H₂O  防止CO污染環境
(3)[實驗1]稀硫酸(或稀鹽酸)  有單質鐵，無Fe₃O₄
[實驗2]如果黑色固體被磁鐵全部吸引，說明只有單質鐵，如果部分被吸引，說明黑色固體為Fe和FeO

本題以模擬高爐煉鐵的反應原理為主題，考查學生對煉鐵過程中各反應原理、反應現象、鐵及鐵的氧化物性質等的認識。(1)根據煉鐵的原理可以知道，A處通入的氣體是一氧化碳，則可以寫出一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式；(2)根據一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳的原理完成B處化學方程式的書寫，過程中可能一氧化碳過多，必須對尾氣進行處理，據此明確點燃酒精燈的作用；第(3)題中，根據題中信息“紅色固體全部變黑”，結合資料①中“其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色；并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引”的信息，可知產物中沒有氧化鐵；結合資料②“鐵的氧化物都能與酸發生反應而溶解”等信息及兩個實驗中的“有氣泡出現，溶液未變黃色”這一信息，可以得出實驗1中所加入的溶液為酸溶液，黑色固體中一定有鐵，沒有四氧化三鐵；通過實驗2“用磁鐵吸引余下黑色固體”，若黑色固體全部被吸引，則固體中沒有氧化亞鐵，若固體部分被吸引，則固體為鐵和氧化亞鐵的混合物。