Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用下圖裝置進行一氧化碳還原氧化鐵的實驗。

回答下列問題：

（1）實驗開始時，首先應(yīng)___________________；實驗中通入CO2的作用：①排出裝置內(nèi)的空氣，②____________________（用化學(xué)方程式表示）。

（2）寫出一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式_________________，該反應(yīng)____（選填“是”或“否”）置換反應(yīng)。

（3）丁處試劑瓶中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。

（4）對該裝置你認為下列說法正確的是___________（選填序號）。

a.丙處試管可防止液體倒吸 b.該裝置的不足之處是未進行尾氣處理

（5）當(dāng)觀察到____________________________（填實驗現(xiàn)象），停止加熱，待冷卻后，用磁鐵吸引硬質(zhì)玻璃管中的黑色粉末，黑色粉末被吸起。小軍同學(xué)說，該黑色粉末是鐵。小明說，該黑色粉末不一定是鐵。于是，他們對生成的黑色粉末進行探究。查閱資料：

① CO還原Fe2O3的產(chǎn)物與反應(yīng)溫度有關(guān)。

②Fe3O4為黑色粉末，能與鹽酸反應(yīng)，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，在空氣中易被氧氣氧化。進行實驗：

實驗操作	現(xiàn) 象
步驟一：取黑色粉末加入鹽酸	溶解，無氣泡，溶液呈淺黃綠色
步驟二：取步驟一所得溶液，滴加KSCN溶液	溶液變紅
步驟二：再取步驟一所得溶液，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

實驗結(jié)論：①黑色粉末是_________（填名稱）。

②寫出黑色粉末與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________。

Answer 1

【答案】檢查裝置的氣密性 C + CO22CO Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 否 2NaOH+CO2=Na2CO3+ H2O a 紅棕色固體變成黑色 四氧化三鐵 Fe3O4+8HCl=2FeCl3+ FeCl2+4H2O

【解析】

（1）實驗開始時，首先要檢查裝置的氣密性；實驗中通入二氧化碳的作用，一是排出裝置內(nèi)空氣，二是與炭粉反應(yīng)生成一氧化碳。故填：檢查裝置的氣密性；C + CO22CO；

（2）一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，該反應(yīng)的反應(yīng)物是兩種化合物，所以不是置換反應(yīng)。故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；否；

（3）丁處是生成的二氧化碳或原來未參加反應(yīng)的二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水。故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+ H2O；

（4）對該裝置：反應(yīng)后若停止加熱則丁中的液體會被倒吸到丙處，不會被吸入熱的試管中，所以丙處試管可防止液體倒吸；由于丁裝置可吸收二氧化碳，同時可將一氧化碳貯存在瓶內(nèi)，所以不需要加尾氣處理裝置。故填：a；

（5）氧化鐵為紅棕色固體，生成的鐵粉是黑色固體，當(dāng)觀察到乙處的紅棕色固體全部變成黑色時，說明反應(yīng)結(jié)束，此時停止加熱。故填：紅棕色固體變成黑色；

根據(jù)現(xiàn)象加鹽酸無氣泡，說明黑色粉末沒有鐵；加KSCN溶液，變紅則說明有Fe3+，另取溶液加氫氧化鈉溶液有白色沉淀生成，則說明有Fe2+，所以此黑色粉末是四氧化三鐵，四氧化三鐵與鹽酸反應(yīng)時生成氯化鐵、氯化亞鐵和水。故填：四氧化三鐵；Fe3O4+8HCl=2FeCl3+ FeCl2+4H2O。