Question

某活動小組根據如圖所示進行模擬煉鐵的實驗，并對產物的成分進行探究。

（1）黑色粉末A是一種                 （填“純凈物”或“混合物”）。
（2）一氧化碳與氧化鐵反應時，先通一氧化碳后高溫加熱的目的是                      。
（3）寫出反應②的化學方程式                                                      。
【提出問題】
黑色粉末A可能是什么呢？
【查閱資料】
①鐵的氧化物都能與稀鹽酸、稀硫酸反應，但只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引；
②氧化鐵為紅色固體，氧化亞鐵、四氧化三鐵都為黑色；
③氯化鐵常溫下能與鐵反應：Fe+2FeCl₃＝3FeCl₂．
【進行猜想】
猜想I：黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成；
猜想Ⅱ：黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵（FeO）組成；
猜想Ⅲ：黑色粉末A由                                                         組成。
【實驗探究】
老師只提供了以下試劑、用品及儀器：FeCl₃溶液、稀鹽酸、磁鐵、玻片、試管．請你認真分析后完成下表的空格：

實驗操作	實驗現象	結論
取適量的黑色粉末于玻片上，用磁鐵吸引。		猜想Ⅲ正確
取吸在磁鐵表面上的黑色粉末于試管中，                              。	黑色固體部分溶解， 溶液變淺綠色

Answer 1

（1）混合物；（2）讓一氧化碳排出裝置內的空氣，以防高溫加熱時發生爆炸；
（3）Fe+CuSO₄＝FeSO₄+Cu；猜想Ⅲ：鐵粉、四氧化三鐵和氧化亞鐵；
【實驗探究】

實驗操作	實驗現象	結論
取適量的黑色粉末于玻片上，用磁鐵吸引．	黑色固體部分被吸引	猜想Ⅲ正確
取吸在磁鐵表面上的黑色粉末于試管中， 加足量的氯化鐵溶液．	黑色固體部分溶解， 溶液變淺綠色

 

試題分析：（1）根據流程圖中可以知道，和硫酸銅反應后剩余了黑色粉末，所以可以知道黑色粉末為混合物；
（2）一氧化碳具有可燃性，混有了空氣加熱后容易爆炸，所以應該先通入一氧化碳，然后再加熱；
（3）根據題意可以知道反應②為鐵和硫酸銅的反應，該反應生成了銅和硫酸亞鐵，該反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄＝FeSO₄+Cu；
【進行猜想】根據猜想Ⅰ和猜想Ⅱ結合題給的信息可以猜測黑色粉末為鐵粉、四氧化三鐵和氧化亞鐵；
【實驗探究】根據題給的信息可以知道，四氧化三鐵和鐵粉可以被磁鐵吸引，而氧化亞鐵不能被吸引，所以實驗操作中發現部分被吸引，則可以判斷在黑色粉末A中含有氧化亞鐵；鐵可以和氯化鐵溶液反應，而四氧化三鐵不能反應，所以取吸在磁鐵表面上的黑色粉末于試管中，然后向其中加入足量的氯化鐵溶液，若觀察的黑色粉末消失，且溶液變為淺綠色，則說明被吸引的黑色粉末為鐵粉和四氧化三鐵，同時可以證明猜想Ⅲ是正確的。