Question

4．如圖是某校課外學(xué)習(xí)小組設(shè)計的氣體制取與性質(zhì)驗證的組合實驗，請你參與有關(guān)實驗并進行探究：

（1）請你幫他們寫出C裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO．
（2）小紅同學(xué)發(fā)現(xiàn)該裝置中有一個明顯的不足之處，即尾氣沒有處理直接排放到空氣中．可采用圖中V裝置與上裝置連接，從而改進完善上實驗裝置．

另一學(xué)習(xí)小組用酒精燈代替了上圖D裝置中的酒精噴燈，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)后所得黑色粉末雖然能被磁鐵吸附，但加入稀鹽酸后卻沒有氣泡出現(xiàn)，這引起了同學(xué)們的探究欲望．他們通過查閱資料并請教老師后得知：
（Ⅰ）該反應(yīng)是分步進行的，且反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)溫度有很大關(guān)系：
一氧化碳與氧化鐵在加熱的條件下發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe₂O₃+CO=2Fe₃O₄+CO₂，F(xiàn)e₃O₄+CO=3FeO+CO₂，總反應(yīng)式為Fe₂O₃+3CO=2Fe+3CO₂．
（Ⅱ）FeO和Fe₃O₄都是黑色．
（Ⅲ）只有當(dāng)溫度高于700℃，F(xiàn)eO才可以大量被還原成單質(zhì)鐵．
同學(xué)們對（3）所得黑色粉末的成分提出如下猜想：
【提出猜想】甲同學(xué)猜想：Fe、Fe₂O₃和Fe₃O₄
           乙同學(xué)猜想：2Fe₃O₄和FeO
           丙同學(xué)猜想：Fe、Fe₃O₄和FeO
           丁同學(xué)猜想：Fe、FeO
以上猜想中明顯不合理的是：甲丙丁（填代號）．
戊同學(xué)為了更準(zhǔn)確的了解實驗結(jié)果，他和本小組同學(xué)進行了一個定量實驗，他們稱取16.0g干燥的氧化鐵（不含雜質(zhì)），加熱一段時間后隔絕空氣冷卻至室溫，稱量所得固體質(zhì)量為14.6g，則該固體一定是混合物（選填“純凈物”或“混合物”）
【反思與評價】①生成的能被磁鐵吸引的黑色固體不一定是“鐵”；②欲驗證反應(yīng)產(chǎn)物是鐵，還可用硫酸銅溶液，若看到有紅色物質(zhì)生成，就說明有單質(zhì)鐵生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．

Answer 1

分析 （1）裝置C是利用炭和二氧化碳來制取一氧化碳的，根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件以及生成物來書寫方程式；
（2）一氧化碳有毒，應(yīng)該做一下尾氣處理；
（3）【提出猜想】單質(zhì)鐵與鹽酸反應(yīng)會產(chǎn)生氫氣；【反思與評價】根據(jù)金屬的活動性分析．

解答 解：（1）由題意可知裝置C中，炭粉與二氧化碳在高溫的條件下反應(yīng)生成一氧化碳，其化學(xué)方程式為：CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；故填：CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（2）一氧化碳有毒，會污染空氣，所以應(yīng)該將其燃燒，轉(zhuǎn)化為二氧化碳或進行收集，又由于一氧化碳有毒，難溶于水，可用可用排水取氣法收集．故答案為：尾氣沒有處理直接排放到空氣中；V；
（3）【提出猜想】單質(zhì)鐵與鹽酸反應(yīng)會產(chǎn)生氫氣；但實驗中加入稀鹽酸后卻沒有氣泡出現(xiàn)，說明不會有單質(zhì)鐵；
根據(jù)Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂   
     160           112   
可知如果16.0g干燥的氧化鐵全部轉(zhuǎn)化為鐵，剩余固體質(zhì)量為11.2g
根據(jù)3Fe₂O₃+CO=2Fe₃O₄+CO₂
   160×3     232×2
可知如果16.0g干燥的氧化鐵全部轉(zhuǎn)化為鐵，剩余固體質(zhì)量為15.47g；
根據(jù)3Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₃O₄+CO₂，F(xiàn)e₃O₄+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3FeO+CO₂，二者的總反應(yīng)式
Fe₂O₃+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2FeO+CO₂
160           144
可知如果16.0g干燥的氧化鐵全部轉(zhuǎn)化為鐵，剩余固體質(zhì)量為14.4g；
所以.0g干燥的氧化鐵（不含雜質(zhì)），加熱一段時間后隔絕空氣冷卻至室溫，稱量所得固體質(zhì)量為14.6g，應(yīng)為混合物；
【反思與評價】鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，會看到有紅色物質(zhì)生成，反應(yīng)的方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
故答案為：甲丙�。换旌衔�；硫酸銅；Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．

點評 掌握一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式；掌握鐵的化學(xué)性質(zhì)：與酸反應(yīng)生成氣體，與硫酸銅反應(yīng)生成紅色的銅；結(jié)合現(xiàn)象推測結(jié)論（反應(yīng)本質(zhì)）．