Question

【題目】現有一包黑色固體粉末，可能含有炭粉、CuO、Fe3O4中的兩種或者三種，某化學興趣小組通過實驗探究其成分。

（1）提出問題：該黑色固體粉末成分是什么？

（2）作出猜想：

猜想一：混合固體是炭粉、CuO

猜想二：混合固體是炭粉、Fe3O4

猜想三：混合固體是_____（物質寫不去不給分）

猜想四：混合固體是炭粉、CuO、Fe3O4

（3）查閱資料：Fe3O4為黑色粉末，能與鹽酸反應，含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN（硫氰化鉀）溶液時變成紅色，Fe(OH)2是一種白色沉淀。

（4）實驗探究：取一定量的固體于試管中，加足量的鹽酸，充分反應后有部分固體溶解，過濾，得到濾液A，并對濾液A的成分進行如下探究：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
步驟一：取一定量濾液A于試管中，加入足量的鐵粉	無紅色固體析出	該固體物質一定沒有_____
步驟二：又取一定量的濾液A于試管中，加入少量的KSCN（硫氰化鉀）溶液	溶液變成紅色	濾液A中一定含有的物質是_____
步驟三：再取一定量的濾液A于試管中，加入足量的NaOH溶液	有紅褐色沉淀生成，同時還有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色	濾液A中還一定含有的物質是_____

（5）討論交流：

①通過以上實驗，猜想_____成立。

②寫出Fe3O4與鹽酸反應的化學方程式：_____。

③四氧化三鐵作為鐵的一種氧化物，在高溫下還能被單質鋁還原，同時生成一種穩定的氧化物，請你寫出該反應的化學方程式：_____。

Answer 1

【答案】CuO、Fe3O4 CuO FeCl3 FeCl2 二 Fe3O4＋8HCl＝2FeCl3＋FeCl2＋4H2O 3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3

【解析】

稀鹽酸不能和碳反應，能和四氧化三鐵反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水；氫氧化鈉和氯化鐵反應生成紅褐色沉淀氫氧化鐵和氯化鈉，和氯化亞鐵反應生成氫氧化亞鐵沉淀和氯化鈉，氫氧化亞鐵在空氣中能被氧化成氫氧化鐵。根據化學反應的原理來書寫化學方程式。

（2）猜想一：混合固體是炭粉、CuO

猜想二：混合固體是炭粉、Fe3O4

猜想三：混合固體是CuO、Fe3O4

猜想四：混合固體是炭粉、CuO、Fe3O4

故填：CuO、Fe3O4。

（4）步驟一：取一定量濾液A于試管中，加入足量的鐵粉，無紅色固體析出，說明固體中不含有氧化銅；

步驟二：又取一定量的濾液A于試管中，加入少量的KSCN（硫氰化鉀）溶液，溶液變紅色，說明濾液A中含有氯化鐵；

步驟三：再取一定量的濾液A于試管中，加入足量的NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，同時還有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后面變成紅褐色，說明濾液A中還一定含有的物質是氯化亞鐵，實驗過程如下所示：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
步驟一：取一定量濾液A于試管中，加入足量的鐵粉	無紅色固體析出	該固體物質一定沒有氧化銅
步驟二：又取一定量的濾液A于試管中，加入少量的KSCN（硫氰化鉀）溶液	溶液變成紅色	濾液A中還一定含有的物質是氯化鐵
步驟三：再取一定量的濾液A于試管中，加入足量的NaOH溶液	有紅褐色沉淀生成，同時還有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速 變成灰綠色，最后面變成紅褐色	濾液A中還一定含有的物質是氯化亞鐵

（5）①通過以上實驗，加足量的鹽酸，充分反應后有部分固體溶解，不溶解的固體是炭粉，濾液A中含有氯化鐵和氯化亞鐵，說明固體中含有四氧化三鐵，猜想二成立。

故填：二。

②Fe3O4與鹽酸反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水，反應的化學方程式為：Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O。

故填：Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O。

③Fe3O4與鋁在高溫的條件下反應生成鐵和氧化鋁；故填：