Question

【題目】某研究小組利用如圖所示的裝置，進行CO還原Fe2O3的實驗（固定裝置略）。

（1）裝置B中發生的化學方程式________________。裝置C的作用是__________________________

（2）用酒精噴燈對裝置D加熱，得到灰黑色粉末用黑色粉末進行以下實驗：

步驟	操作	現象
1	取灰黑色粉末加入稀硫酸	溶解，有氣泡
2	取步驟1中溶液，滴加NaOH溶液后，在空氣中，攪拌放置	白色沉淀最終變為紅褐色
3	取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液	無現象
4	向步驟3溶液中滴加新制氯水至過量	先變紅，后褪色

①得到的灰黑色粉末是________________（填寫化學式）。

②步驟2中“白色沉淀最終變為紅褐色”的化學反應方程式為_________________。

③步驟4中，溶液變紅的原因為_____________________________________________________________；溶液褪色可能的原因______________________________________；驗證上述原因的實驗操作方法為____________。

（3）上述裝置，從實驗安全考慮，需要采取的改進措施是________。

Answer 1

【答案】Zn＋CO2ZnO＋CO 除去多余CO2 Fe（可能含FeO） 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O→4Fe(OH)3 Fe2＋被氧化為Fe3＋，Fe3＋遇SCN－顯紅色 SCN－可能被Cl2氧化 取上述褪色后的溶液少量，再滴加入KSCN溶液，若出現紅色，則證明上述假設成立 在裝置BC之間添加裝置E，以防至倒吸，在裝置F末端增加尾氣吸收裝置

【解析】

A中發生的化學方程式是MgCO3MgO+CO2↑，實驗時B中發生的化學方程式是

CO2+ZnZnO+CO，裝置C的作用是除去CO中CO2，經無水CaCl2干燥后，在D中進行CO還原Fe2O3，E中收集CO，F中除去CO2。

（1）裝置B中鋅將CO2還原，發生的化學方程式 Zn＋CO2ZnO＋CO。結合實驗目的可知在裝置B處，CO2與Zn作用生成CO氣體，進入后面裝置進行實驗，故裝置C中NaOH是用來吸收CO中混有的CO2氣體；

（2）①利用黑色固體可溶于鹽酸并產生氣體，結合“原子守恒”可知用酒精噴燈的乙組實驗得到的固體為Fe；

②步驟2中“白色沉淀最終變為紅褐色”是氫氧化亞鐵被空氣中氧氣氧化所致，化學反應方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 。

③因Fe3＋遇SCN－顯紅色，步驟4中，溶液變紅的原因為Fe2＋被氧化為Fe3＋，Fe3＋遇SCN－顯紅色 ；溶液褪色可能的原因SCN－可能被Cl2氧化 ；驗證上述原因的實驗操作方法為取上述褪色后的溶液少量，再滴加入KSCN溶液，若出現紅色，則證明上述假設成立。

（3）上述裝置，從實驗安全考慮，需要采取的改進措施是：若B處停止加熱后，C中液體易倒吸入B中引起玻璃管炸裂，因此可采取的改進措施是在裝置BC之間添加裝置E防倒吸，在裝置F末端增加尾氣吸收裝置。