Question

【題目】某小組在實驗室利用如下裝置進行實驗:I.CO還原Fe2O3;II.探究產(chǎn)物成分。

I.CO還原Fe2O3

(1)檢查裝置氣密性、添加藥品、連接裝置，接下來的操作是__________(填序號);

a.先通一氧化碳;b.先點燃酒精噴燈加熱

(2)寫出該條件下CO還原Fe2O3的化學方程式:___________。

(3)上圖裝置中不足之處是_________。

II.探究產(chǎn)物成分

(4)對黑色產(chǎn)物的成分進行探究:

①經(jīng)查閱資料可知，在不同溫度下，該還原反應的過程如下:

②已知Fe3O4、FeO 與稀鹽酸反應不會產(chǎn)生氣泡，與CuSO4溶液不反應。

提出問題:反應后所得黑色固體的成分?

提出猜想:關(guān)于黑色固體組成有很多種可能，現(xiàn)針對其中三種合理猜想進行探究

①Fe3O4和FeO

②_____和______(寫化學式)

③Fe .

實驗驗證過程如下:

操作	反應現(xiàn)象	化學方程式
步驟1:取少量黑色固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩。	固體:黑色固體完全消失; 液體:由無色變?yōu)闇\綠色; 氣體:有氣泡產(chǎn)生。	_________，
步驟2:取少量黑色固體于試管中，滴加足量CuSO4溶液，振蕩。	固體: 黑色固體完全消失，________， 液體:______。	Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

得出結(jié)論:猜想_____________________是正確的(選填“①”或“②”或“③”);

(5)稱重分析:由以上實驗可知，若有純凈Fe2O3 (相對分子質(zhì)量為160) 樣品16g， 通入CO完全反應(到固體質(zhì)量不再減少)，剩余固體質(zhì)量為_________g。

Answer 1

【答案】a 未對CO尾氣進行處理 FeO Fe Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 有紅色固體析出 溶液由藍色變?yōu)闇\綠色 ③ 11.2

【解析】

（1）使用一氧化碳還原氧化鐵，正確的實驗步驟是：檢查裝置氣密性、添加藥品、連接裝置、通入一氧化碳一段時間、加熱。故答案為：a；

（2）一氧化碳在高溫下還原氧化鐵，生成鐵和二氧化碳。故答案為：；

（3）實驗室使用一氧化碳還原氧化鐵時，一氧化碳要先通入一段時間，而一氧化碳有毒，且會污染大氣。所以應該在實驗裝置尾部增添一個尾氣處理裝置。故答案為：缺少尾氣處理裝置；

（4）高溫下生成的黑色固體可能是Fe3O4、FeO，或者FeO、Fe，或Fe�，F(xiàn)取少量黑色固體于試管中，滴加足量稀鹽酸，振蕩。發(fā)現(xiàn)黑色固體完全消失，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，有氣泡產(chǎn)生。而根據(jù)題干材料可知，Fe3O4、FeO 與稀鹽酸反應不會產(chǎn)生氣泡。則黑色固體中一定包括鐵。鐵和稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣。取少量黑色固體于試管中，滴加足量CuSO4溶液，振蕩。發(fā)現(xiàn)黑色固體全部消失，則說明該黑色粉末和硫酸銅完全反應。而根據(jù)題干分析可知，Fe3O4、FeO與CuSO4溶液不反應。則可以說明，該黑色粉末全部都是鐵單質(zhì)。鐵和硫酸銅反應，溶液有藍色變?yōu)闇\綠色，鐵絲表面有紅色固體析出。故答案為：FeO、Fe、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、有紅色固體析出、溶液由藍色變?yōu)闇\綠色、③；

（5）通過實驗分析可知，剩余固體是鐵單質(zhì)。則設(shè)剩余固體的質(zhì)量為x。

，解得x=11.2g。

故答案為：11.2g。