Question

某化學小組利用下圖裝置完成Fe₂O₃ 和CO的反應．

（1）實驗開始前，首先必須進行的操作為______．實驗開始時，通入CO氣體和加熱的先后順序為______，點燃酒精燈之前，必須檢驗從裝置中排出的CO的純度．實驗過程中，判斷反應發(fā)生的現(xiàn)象為______．
（2）實驗時可在酒精燈火焰上罩一個金屬網(wǎng)罩，該金屬網(wǎng)罩的作用是______、______．若要提高反應溫度，還可選用的加熱儀器為______．
（3）查閱資料知，F(xiàn)e₂O₃和CO進行加熱反應，固體質量與反應溫度的關系如下圖所示．

現(xiàn)測得酒精燈對Fe₂O₃加熱溫度可達到500℃～600℃，則該溫度下，F(xiàn)e₂O₃ 的還原產物是______．請設計一個簡單的實驗，證明650℃～700℃時Fe₂O₃的還原產物，簡述實驗操作和現(xiàn)象______．可供選擇的試劑：稀H₂SO₄、稀鹽酸、KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液．

Answer 1

解：（1）因CO能燃燒，點燃不純的CO能引起爆炸，CO能還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，則實驗時應先檢查裝置的氣密性，實驗時先通入CO一段時間，排出裝置中的空氣，后加熱；當觀察到紅棕色粉末逐漸變黑，澄清石灰水變渾濁，說明CO與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，
故答案為：檢查裝置的氣密性；先通入CO一段時間，后加熱；紅棕色粉末逐漸變黑，澄清石灰水變渾濁；
（2）酒精燈火焰上罩一個金屬網(wǎng)罩，能集中火焰，提高反應溫度，確保受熱均勻，實驗中可利用酒精噴燈代替酒精燈，
故答案為：提高反應溫度，確保受熱均勻；酒精噴燈；
（3）CO還原氧化鐵的還原產物為可能Fe₃O₄，F(xiàn)eO和Fe．Fe₂O₃加熱溫度可達到500℃～600℃，質量由46.4g減少為45g，還原產物為Fe₃O₄；650℃～700℃時，質量由43.2g減少較大，還原產物為FeO，為驗證還原產物，在適量待檢物中加入稀H₂SO₄至完全溶解，再加入少量高錳酸鉀溶液，溶液紫色褪去，可說明還原產物為FeO，
故答案為：Fe₃O₄；在適量待檢物中加入稀H₂SO₄至完全溶解，再加入少量高錳酸鉀溶液，溶液紫色褪去．
分析：（1）因CO能燃燒，點燃不純的CO能引起爆炸，CO能還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳；
（2）酒精燈火焰上罩一個金屬網(wǎng)罩，能集中火焰，提高溫度，可利用酒精噴燈代替酒精燈；
（3）CO還原氧化鐵的還原產物為可能Fe₃O₄，F(xiàn)eO和Fe．Fe₂O₃加熱溫度可達到500℃～600℃，質量由46.4g減少為45g，還原產物為Fe₃O₄；650℃～700℃時，質量由43.2g減少較大，還原產物為FeO，利用亞鐵離子的還原性來設計實驗．
點評：本題考查制備實驗方案的設計，明確CO的可燃性、還原性及發(fā)生的化學反應是解答本題的關鍵，注意（3）中圖象的分析及數(shù)據(jù)分析判斷還原產物為解答的難點，題目難度較大．