Question

6．煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)，某同學(xué)利用該原理設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1：
Ⅰ．對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析并回答：
（1）給玻璃管加熱的儀器叫酒精噴燈，要用其外焰（填“外焰”、“內(nèi)焰”或“焰心”）進(jìn)行加熱．
（2）實(shí)驗(yàn)中觀察到澄清石灰水的現(xiàn)象是石灰水變渾濁，玻璃管里氧化鐵粉末的顏色變化是由紅棕色變成黑色．
（3）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先通一會(huì)一氧化碳，再點(diǎn)燃酒精噴燈加熱，目的是排凈裝置內(nèi)的空氣，以防發(fā)生爆炸．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先停止加熱，再繼續(xù)通入一氧化碳直到裝置冷卻，目的是防止石灰水倒流或鐵再被氧化．
（4）實(shí)驗(yàn)要在裝置末端a處燃著一盞酒精燈，其作用是防止未反應(yīng)的一氧化碳污染空氣．
Ⅱ．提出問(wèn)題
問(wèn)題1：鐵有多種氧化物，它們的性質(zhì)有哪些差異？
問(wèn)題2：用一氧化碳還原氧化鐵得到的黑色固體一定是單質(zhì)鐵嗎？
Ⅲ．解決問(wèn)題
【問(wèn)題1】查閱資料：
a．鐵常見(jiàn)的氧化物有氧化鐵（Fe₂O₃）、四氧化三鐵（Fe₃O₄）    和氧化亞鐵（FeO）．
b．四氧化三鐵是具有磁性的黑色晶體，它不溶于水，能與酸反應(yīng)生成兩種鹽．
c．氧化亞鐵是不溶于水的黑色粉末，能與酸反應(yīng)，無(wú)磁性，也不能被磁鐵吸引．
【問(wèn)題2】
某活動(dòng)小組根據(jù)圖2所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究

【進(jìn)行猜想】小華提出了猜想①和猜想②，請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)補(bǔ)充余下的一個(gè)猜想．
猜想①；黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成
猜想②；黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵（FeO）組成；猜想③；黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成．
取適量黑色粉末B用磁鐵吸引，黑色粉末全部被吸引．則猜想①正確．
取適量黑色粉末B用磁鐵吸引，黑色粉末部分被吸引．則猜想②正確．
寫(xiě)出黑色粉末A與硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu．

Answer 1

分析 Ⅰ、根據(jù)酒精噴燈火焰各部分的溫度進(jìn)行分析；
根據(jù)反應(yīng)物和生成物，分析實(shí)驗(yàn)中玻璃管里氧化鐵粉末的顏色變化；根據(jù)二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)分析澄清石灰水的現(xiàn)象；
根據(jù)玻璃管內(nèi)有空氣，通入一氧化碳易發(fā)生爆炸進(jìn)行分析；
根據(jù)還原出的鐵溫度較高，易于空氣中的氧氣反應(yīng)重新生成鐵的氧化物進(jìn)行分析；
根據(jù)一氧化碳是對(duì)大氣有污染的氣體進(jìn)行分析．
Ⅲ、運(yùn)用題中信息鐵的氧化物中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色，并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引解答．
運(yùn)用四氧化三鐵能被磁鐵吸引解答．鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅．

解答 解：Ⅰ、（1）由于酒精噴燈的外焰的溫度最高，加熱時(shí)要用外焰進(jìn)行加熱；
（2）由于在高溫下，一氧化碳將氧化鐵還原為鐵，同時(shí)生成了二氧化碳，所以實(shí)驗(yàn)中玻璃管里氧化鐵粉末的顏色變化是紅色粉末變黑色；二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，所以觀察到澄清石灰水的現(xiàn)象是：石灰水變渾濁；
（3）由于玻璃管內(nèi)有空氣，通入一氧化碳高溫時(shí)易發(fā)生爆炸，所以實(shí)驗(yàn)前先通入CO，排凈玻璃管中的空氣再開(kāi)始加熱；由于還原出的鐵溫度較高，易于空氣中的氧氣反應(yīng)重新生成鐵的氧化物和防止石灰水倒流炸裂玻璃管，所以實(shí)驗(yàn)后先停止加熱再停止通入CO，直到玻璃管冷卻為止；
（4）為了防止一氧化碳對(duì)大氣的污染，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要在裝置末端a處燃著一盞酒精燈除去反應(yīng)剩余的CO．
故答案為（1）外焰；
（2）石灰水變渾濁；由紅棕色變成黑色；
（3）通一會(huì)一氧化碳；點(diǎn)燃酒精噴燈加熱；排凈裝置內(nèi)的空氣，以防發(fā)生爆炸；停止加熱；繼續(xù)通入一氧化碳直到裝置冷卻；防止石灰水倒流或鐵再被氧化；
（4）防止未反應(yīng)的一氧化碳污染空氣；
Ⅲ、【進(jìn)行猜想】根據(jù)猜想①和猜想②，即黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe₃O₄）組成和黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵（FeO）組成可確定猜想③，故③答案：黑色粉末A由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成；
鐵和四氧化三鐵均能被磁鐵吸引，故填：①；
氧化亞鐵不能被磁鐵吸引，故填：②；
鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，故填：CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu．

點(diǎn)評(píng) 本題對(duì)鐵的冶煉原理進(jìn)行了拓展，以信息題的形式考查了同學(xué)們的應(yīng)用知識(shí)的能力．