Question

某同學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裝置中的實驗現(xiàn)象是

 

，反應的化學方程式是

 

．
（2）B中發(fā)生反應的化學方程式是

 

．C處點燃酒精燈的目的是

 

．
（3）實驗開始時要先通入CO，排盡裝置內的空氣后再加熱，以防發(fā)生爆炸．檢驗裝置中的空氣已排盡的方法是：

 

．
（4）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：還有可能生成其它物質．為了進一步驗證其成分，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(fā)生反應而溶解．
根據(jù)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(xiàn)，溶液未變黃色，據(jù)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

考點：一氧化碳還原氧化鐵,金屬的化學性質,酸的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）在高溫條件下，一氧化碳與氧化鐵反應生成了鐵和二氧化碳，根據(jù)反應寫出反應的方程式；
（2）二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣和水，根據(jù)反應寫出反應的方程式；根據(jù)尾氣中的一氧化碳有毒，能污染空氣分析；
（3）根據(jù)氣體驗純的方法分析解答；
（4）[實驗1]根據(jù)鐵能與酸反應的性質分析；
[實驗2]根據(jù)上述實驗，溶液未變黃色，說明了生成物中不含有四氧化三鐵，再根據(jù)氧化亞鐵沒有磁性分析回答．

解答：解：（1）一氧化碳在高溫條件下將氧化鐵還原成鐵，可觀察到紅色粉末變?yōu)楹谏�，反應的方程式是�?CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3 CO₂；
（2）二氧化碳與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀，方程式是CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
由于一氧化碳是有毒的氣體，點燃的酒精燈的目的是燃燒多余的CO，防止污染環(huán)境；
（3）由于一氧化碳是可燃性的氣體，與空氣或氧氣的混合氣體點燃時易發(fā)生爆炸，所以，檢驗裝置中的空氣已排盡的方法是：在右端導氣管口用排水法收集一試管氣體，移近火焰，若發(fā)出輕微的爆鳴聲，證明空氣已經排盡；
（4）【實驗1】
將黑色固體研磨后，取少量加入稀鹽酸溶液中，觀察到有氣泡出現(xiàn)，說明有金屬鐵生成，溶液未變黃色，說明黑色固體中無四氧化三鐵，有鐵；
【實驗2】
用磁鐵吸引余下黑色固體，因為已經判斷無四氧化三鐵，如果黑色固體被磁鐵全部吸引，說明只有單質鐵；如果被部分吸引，說明黑色固體為Fe和FeO．
故答案為：（1）固體粉末由紅色變成黑色；    3CO+Fe₂O₃ 

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；點燃尾氣中的CO，防止污染環(huán)境；
（3）在右端導氣管口用排水法收集一試管氣體，用拇指堵住試管口，移近火焰，點燃，若發(fā)出輕微的爆鳴聲，證明空氣已排盡；
（4）【實驗1】稀硫酸（或稀鹽酸）； 黑色固體中有單質鐵，無四氧化三鐵；
【實驗2】
如果黑色固體全部被磁鐵吸引，說明只有單質鐵；如果部分被吸引，說明黑色固體為鐵和氧化亞鐵．

點評：本題主要考查一氧化碳與氧化鐵反應實驗裝置、實驗現(xiàn)象、一氧化碳的化學性質和污染及物質成分的實驗探究，解題時要充分利用題干提供的信息來分析解決問題．