Question

【題目】某研究小組利用如圖裝置探究溫度對一氧化碳還原氧化鐵的影響。

(1)MgCO3的分解產物為____________。

(2)裝置C的作用是______________，處理尾氣的方法為______________________。

(3)將研究小組分為兩組，按如圖裝置進行對比實驗，甲組用酒精燈、乙組用酒類噴燈對裝置D加熱，反應產物均為黑色粉末(純凈物)。兩組分別用產物進行以下實驗。已知Fe2＋與K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀。

①乙組得到的黑色粉末是______________。

②甲組步驟1中反應的離子方程式為______________。

③乙組步驟4中，溶液變紅的原因為______________________；溶液褪色可能的原因及其驗證方法為________________________。

④從實驗安全考慮，題圖裝置還可采取的改進措施是__________________________________。

Answer 1

【答案】MgO、CO2 除CO2 點燃 Fe Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O Fe2+被氧化為Fe3+，Fe3+遇SCN-顯紅色 假設SCN-被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現紅色，則假設成立 在裝置BC之間添加裝置E防倒吸(其他合理答案均可)

【解析】

本題的實驗目的是探究溫度對一氧化碳還原氧化鐵的影響；觀察實驗裝置圖，以及（3）題，可以推出D為CO和Fe2O3的反應裝置；A為CO2的發生裝置，B為將CO2轉化為CO的裝置，C為CO2的除去裝置，以獲得純凈的CO；E為防倒吸裝置（注意該裝置不能用來收集CO，因為該裝置收集氣體時用的是向上排氣法，而CO的密度比空氣小，適合向下排氣法），D中裝有澄清石灰水，則D的作用是檢驗CO與Fe2O3反應的產物CO2，以證明反應發生。（3）題中，甲、乙使用的熱源不同，使得反應的產物也不同，甲組現象中，步驟1無氣泡生成，則說明不含Fe；步驟2說明步驟1所得的溶液中含有Fe2+，步驟3說明步驟1所得的溶液中含有Fe3+，由于CO和Fe2O3的產物是純凈物，故可以推出甲組得到的是Fe3O4；而乙組現象中，步驟1有氣泡生成，則乙組得到的黑色粉末是Fe，且后續現象也說明了步驟1所得的溶液中不含Fe3+。

（1）根據CaCO3的分解反應，可以推出MgCO3的分解產物為MgO和CO2；

（2）裝置C的作用是除去CO2，防止對后續實驗結論產生干擾；尾氣中CO為有毒氣體，可以用點燃的方式處理；

（3）①乙組的現象中，步驟1中有氣泡，說明黑色粉末中有Fe，由于該黑色粉末為純凈物，所以乙組得到的黑色粉末為Fe；

②甲組現象中，步驟1無氣泡生成，則說明不含Fe；步驟2說明步驟1所得的溶液中含有Fe2+，步驟3說明步驟1所得的溶液中含有Fe3+，由于CO和Fe2O3的產物是純凈物，故可以推出甲組得到的是Fe3O4，則甲組步驟1中反應的離子方程式為：Fe3O4+8H＋=2Fe3++Fe2++4H2O；

③乙組得到的黑色粉末為Fe，在步驟1中溶解變為Fe2+，步驟3中加入KSCN溶液，溶液不會變紅，步驟4中加入新制氯水，Fe2+被氧化為Fe3+，Fe3+與SCN-結合為紅色物質；紅色褪去的原因可能是SCN-被氧化了，驗證方法是再加入SCN-，若溶液變為紅色，則說明褪色原因是SCN-被氧化；

（4）從安全的角度考慮該實驗裝置的不足，就是在BC之間沒有安全瓶，需要在BC之間再連接一個E裝置，以防止倒吸。