Question

（本題共12分）某實驗小組模擬高爐煉鐵的化學反應原理進行實驗，其裝置如下圖所示。

（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：還有可能生成其它物質。為了進一步驗證其固體成分，小王查到下列資料：

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。

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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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

【答案】

（1）3CO＋Fe₂O₃  2Fe + 3CO₂（2分）

（2）CO₂＋Ca(OH)₂ ＝ CaCO₃↓ + H₂O（2分）；防止CO污染環境（1分）

（3）①稀硫酸（或稀鹽酸）（1分）；有單質鐵（1分），無Fe₃O₄（1分）

2如果黑色固體被磁鐵全部吸引（1分），說明只有單質鐵（1分），如果被部分吸引（1分），說明黑色固體為Fe和Fe₃O₄（1分）。

【解析】

（1）A處發生的化學反應為CO還原Fe₂O₃，其化學方程式為3CO＋Fe₂O₃  2Fe + 3CO₂；

（2）A處產生的CO₂氣體進入裝置B中，可以使澄清石灰水變沉淀，其化學方程式為CO₂＋Ca(OH)₂ ＝ CaCO₃↓ + H₂O，CO₂氣體中會混有少量的CO氣體，由于CO有毒又可以燃燒，故C處點燃酒精燈的目的是防止CO污染環境；

（3）①金屬鐵與酸反應會生成氫氣產生氣泡，故加入的溶液應為酸性溶液——稀硫酸（或稀鹽酸）；溶液未變黃色，說明該溶液不含有Fe³⁺，故黑色固體不含有四氧化三鐵，只含有鐵單質；

2若用磁鐵吸引余下黑色固體，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Fe₃O₄。