Question

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

回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)開始時，首先應(yīng)_____；實(shí)驗(yàn)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(rèn)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(jìn)行尾氣處理

（5）當(dāng)觀察到_____（填實(shí)驗(yàn)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(jìn)行探究。

查閱資料：①CO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(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)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，但最終白色沉淀都變成了紅褐色沉淀

實(shí)驗(yàn)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 CO2+C2CO 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 否 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O A 乙處紅色固體全部變成黑色時 四氧化三鐵 Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)開始時，首先要檢查裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)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，所以填：檢查裝置的氣密性 CO2+C2CO；

（2）一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)時，生成鐵和二氧化碳，該反應(yīng)不是置換反應(yīng)，所以填：3CO+Fe2O32Fe+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，所以填：CO2+2NaOH=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。所以填：A

（5）當(dāng)觀察到乙處的紅色固體全部變成黑色時，說明反應(yīng)結(jié)束，此時停止加熱。

根據(jù)現(xiàn)象加鹽酸無氣泡，說明沒有鐵，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，所以填：四氧化三鐵 Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O