Question

【題目】某研究小組利用下圖裝置探究溫度對(duì)CO還原Fe2O3的影響（固定裝置略）。已知：還原性SCN－＞Cl－

（1）裝置B中發(fā)生的化學(xué)方程式____________。 裝置 C 的作用是_________。 用酒精噴燈對(duì)裝置D加熱，得到灰黑色粉末。用黑色粉末進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：

步驟	操作	現(xiàn)象
1	取灰黑色粉末加入稀硫酸	溶解，有氣泡
2	取步驟 1 中溶液，滴加 NaOH 溶液后，在空氣中，攪拌放置	白色沉淀 最終變?yōu)榧t褐色
3	取步驟 1 中溶液，滴加 KSCN 溶液	無(wú)現(xiàn)象
4	向步驟 3 溶液中滴加新制氯水至過(guò)量	先變紅，后褪色

（2）得到的灰黑色粉末是__________________（填寫(xiě)化學(xué)式）。

（3）步驟2 中“白色沉淀最終變?yōu)榧t褐色”的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________。

（4）步驟4 中，溶液變紅的原因?yàn)?/span> ；溶液褪色可能的原因_________ 。驗(yàn)證上述原因的實(shí)驗(yàn)操作方法為____________。

（5）上述裝置，從實(shí)驗(yàn)安全考慮，需要采取的改進(jìn)措施是_____________。

Answer 1

【答案】Zn+CO2ZnO+CO 吸收沒(méi)反應(yīng)完的二氧化碳 一定有鐵，可能有FeO 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2+被氯氣氧化為Fe3+，Fe3+與SCN-離子反應(yīng)生成血紅色的Fe(SCN)3，SCN-被氯氣氧化 取少量褪色后的溶液，加入過(guò)量的KSCN溶液，溶液又變血紅色 在裝置B、C之間加防止倒吸裝置，在裝置F末端加個(gè)點(diǎn)燃的酒精燈，對(duì)尾氣進(jìn)行處理。

【解析】

（1）裝置B中Zn和CO2在加熱條件下生成ZnO和CO；裝置C中NaOH是用來(lái)吸收CO中混有的CO2氣體；尾氣中CO，
（2）根據(jù)現(xiàn)象分析可能的黑色固體；

（3）氫氧化亞鐵會(huì)被氧化成氫氧化鐵；

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的現(xiàn)象及原理分析；

（5）可能會(huì)有倒吸現(xiàn)象及尾氣處理角度分析。

(1)A裝置是加熱MgCO3產(chǎn)生CO2，B裝置就是將 CO2轉(zhuǎn)化為CO，其化學(xué)方程式為:Zn+CO2ZnO+CO ，但是仍然有部分CO2反應(yīng)不完，會(huì)摻雜在CO中，使后面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到影響，故此 CO2應(yīng)該通過(guò)裝置C氫氧化鈉溶液除去，則裝置C的作用是：除去多余CO2；

故答案為：Zn+CO2ZnO+CO；吸收沒(méi)反應(yīng)完的二氧化碳。

（2）步驟1現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡，則說(shuō)明Fe與稀硫酸反應(yīng)，故黑色固體是Fe，但本實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生FeO黑色固體，，故答案是：一定有Fe，可能含FeO；

（3）白色沉淀是在空氣中被氧化，可推出白色沉淀為 Fe(OH)2，紅褐色沉淀為Fe(OH)3，化學(xué)方程式為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

所以答案為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

（4）溶液中含有KSCN，故變紅是因?yàn)槿芤褐挟a(chǎn)生了Fe3+，是因?yàn)?/span>Cl2將Fe2+氧化為Fe3+， Fe3+遇SCN-顯紅色；后來(lái)溶液褪色，可能是 Fe3+或 SCN-被反應(yīng)掉，故可能是 Cl2的氧化性非常強(qiáng)，氧化了SCN-，SCN-被反應(yīng)掉，導(dǎo)致溶液褪色；要證明這種可能，應(yīng)該在褪色后的溶液中加入新的SCN-，若重新變紅，則說(shuō)明原來(lái)的SCN-被Cl2氧化，而溶液中Fe3+并沒(méi)有消失，故應(yīng)該滴加KSCN溶液，觀察是否變紅。
故答案為： Fe2+被氯氣氧化為Fe3+，Fe3+與SCN-離子反應(yīng)生成血紅色的Fe(SCN)3，SCN-被氯氣氧化 ；取少量褪色后的溶液，加入過(guò)量的KSCN溶液，溶液又變血紅色；

（5）實(shí)驗(yàn)裝置有兩點(diǎn)不足，一是C中液體容易受氣壓影響到吸入B中導(dǎo)致硬質(zhì)玻璃管炸裂，故應(yīng)該在B、C之間加安全瓶防止倒吸；二是尾氣中含有CO等氣體沒(méi)有做處理，應(yīng)該在裝置F后加個(gè)尾氣收集裝置；
故答案為：在裝置B、C之間加安全瓶防止倒吸，在裝置F末端加個(gè)點(diǎn)燃的酒精燈，對(duì)尾氣進(jìn)行處理。