Question

11．某化學(xué)興趣
小組模擬工業(yè)煉鐵，將炭粉和氧化鐵粉末混合后加強(qiáng)熱，反應(yīng)一段時(shí)間后，緩慢冷卻得到了黑色固體，并收集到了一瓶氣體．對(duì)于黑色固體和收集到的氣體，大家一致認(rèn)為還需進(jìn)一步研究，査閱資料獲知以下信息：

物質(zhì)	鐵粉	FeO	Fe2O3	Fe3O4
顏色	灰黑色	黑色	紅棕色	黑色
能否被磁鐵吸引	能	不能	不能	能

【探究一】黑色固體的成分
（1）小吳通過觀察認(rèn)為黑色固體肯定不含F(xiàn)e₂O₃（填上表中物質(zhì)）．
（2）待黑色固體充分粉碎后，小周用磁鐵吸引黑色粉末，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有少量沒有被吸引上來，小施認(rèn)為沒有被吸引上來的黑色固體中應(yīng)該有炭粉，她可以往這些粉未中加入足夠多的鹽酸來驗(yàn)證，同時(shí)也檢驗(yàn)了是否存在FeO．
（3）小周刮下磁鐵吸引上來的黑色粉末，然后用初中學(xué)過的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法探究出這些粉末的成分，他的做法是：把這些粉末加入到足量的CuSO₄溶液中，如觀察到紅色的銅，則有鐵，如有黑色不溶物，則有四氧化三鐵．
【探究二】氣體的成分
【猜想】
（1）氣體只含CO₂  （2）氣體只含CO （3）CO和CO₂都有．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

小吳利用圖1裝置進(jìn)行驗(yàn)證：
（1）A中裝置應(yīng)該選用圖2裝置圖中的丙（填“甲”、“乙”或“丙”），所裝藥品為澄清石灰水，目的是：檢驗(yàn)CO₂是否存在．
（2）證明氣體中含有CO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：B裝置中的黑色氧化銅變紅．
（3）這套實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證裝置有明顯的不足之處，請(qǐng)你指出：沒有處理尾氣，會(huì)污染環(huán)境．
【工業(yè)煉鐵原理】工業(yè)煉鐵原理是利用CO還原氧化鐵，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．

Answer 1

分析 【探究一】：（1）根據(jù)表中信息可知：氧化鐵是紅色的解答；
（2）根據(jù)碳與嚴(yán)肅不反應(yīng)，解答；
（3）根據(jù)鐵粉和四氧化三鐵的性質(zhì)進(jìn)行探究；
【探究二】：
（1）根據(jù)炭粉和氧化鐵粉末混合后加強(qiáng)熱，反應(yīng)一段時(shí)間后，緩慢冷卻得到了黑色固體，并收集到了一瓶氣體進(jìn)行探究；
（2）根據(jù)一氧化碳還原氧化銅時(shí)會(huì)生成銅和二氧化碳解答；
（3）根據(jù)一氧化碳有毒，會(huì)污染空氣解答；
【工業(yè)煉鐵原理】根據(jù)工業(yè)煉鐵原理分析解答．

解答 解：【探究一】
（1）根據(jù)表中信息可知：氧化鐵是紅色的，小吳通過觀察認(rèn)為黑色固體肯定不含氧化鐵；
（2）待黑色固體充分粉碎后，小周用磁鐵吸引黑色粉末，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有少量沒有被吸引上來，小施認(rèn)為沒有被吸引上來的黑色固體中應(yīng)該有炭粉，她可以往這些粉未中加入足夠多的鹽酸來驗(yàn)證，同時(shí)也檢驗(yàn)了是否存在FeO．
（3）把這些粉末加入到足量的CuSO₄溶液中，如觀察到紅色的銅，則有鐵，如有黑色不溶物，則有四氧化三鐵；
【探究二】：
【猜想】
炭粉和氧化鐵粉末混合后加強(qiáng)熱，反應(yīng)一段時(shí)間后，緩慢冷卻得到了黑色固體，并收集到了一瓶氣體，該氣體：氣體只含CO₂；氣體只含CO；CO和CO₂都有；
（1）洗氣裝置應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短處，A中裝置應(yīng)該選用圖2裝置圖中的丙；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所裝藥品為澄清石灰水，目的是：檢驗(yàn)CO₂是否存在；
（2）一氧化碳還原氧化銅時(shí)會(huì)生成銅和二氧化碳，證明氣體中含有CO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：B裝置中的黑色氧化銅變紅；
（3）由于一氧化碳有毒能污染空氣需要處理尾氣，這套實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證裝置有明顯的不足之處是：沒有處理尾氣，會(huì)污染環(huán)境．
【工業(yè)煉鐵原理】工業(yè)煉鐵原理是利用CO還原氧化鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
答案：
【探究一】
（1）Fe₂O₃；
（2）鹽酸；
（3）把這些粉末加入到足量的CuSO₄溶液中，如觀察到紅色的銅，則有鐵，如有黑色不溶物，則有四氧化三鐵．
【探究二】【猜想】（3）CO和CO₂都有
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】（1）丙；   檢驗(yàn)CO₂是否存在；
（2）B裝置中的黑色氧化銅變紅；
（3）沒有處理尾氣，會(huì)污染環(huán)境．
【工業(yè)煉鐵原理】3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂

點(diǎn)評(píng) 此題是與煉鐵相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究題，綜合性較強(qiáng)，尤其是利用數(shù)據(jù)對(duì)混合物的判斷提高了試題的難度，本題是一道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，解題的關(guān)鍵是掌握有關(guān)一氧化碳的性質(zhì)以及還原氧化銅時(shí)的注意事項(xiàng)，屬基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)知識(shí)考查題．