题目内容
【题目】某研究性学习小组利用下图装置进行一氧化碳还原氧化铁的实验。
回答下列问题：
（1）实验开始时，首先应___________________；实验中通入CO2的作用：①排出装置内的空气，②____________________（用化学方程式表示）。
（2）写出一氧化碳还原氧化铁的化学反应方程式_________________，该反应____（选填“是”或“否”）置换反应。
（3）丁处试剂瓶中发生的主要反应的化学方程式____________________。
（4）对该装置你认为下列说法正确的是___________（选填序号）。
a.丙处试管可防止液体倒吸 b.该装置的不足之处是未进行尾气处理
（5）当观察到____________________________（填实验现象），停止加热，待冷却后，用磁铁吸引硬质玻璃管中的黑色粉末，黑色粉末被吸起。小军同学说，该黑色粉末是铁。小明说，该黑色粉末不一定是铁。于是，他们对生成的黑色粉末进行探究。查阅资料：
① CO还原Fe2O3的产物与反应温度有关。
②Fe3O4为黑色粉末，能与盐酸反应，含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN（硫氰化钾）溶液时变成红色，Fe(OH)2是一种白色沉淀，在空气中易被氧气氧化。进行实验：
实验操作 | 现 象 |
步骤一：取黑色粉末加入盐酸 | 溶解，无气泡，溶液呈浅黄绿色 |
步骤二：取步骤一所得溶液，滴加KSCN溶液 | 溶液变红 |
步骤二：再取步骤一所得溶液，加入足量的NaOH溶液 | 有红褐色沉淀生成，同时还有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后面变成红褐色 |
实验结论：①黑色粉末是_________（填名称）。
②写出黑色粉末与盐酸反应的化学方程式_________________________。
【答案】检查装置的气密性 C + CO2
2CO Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 否 2NaOH+CO2=Na2CO3+ H2O a 红棕色固体变成黑色 四氧化三铁 Fe3O4+8HCl=2FeCl3+ FeCl2+4H2O
【解析】
（1）实验开始时，首先要检查装置的气密性；实验中通入二氧化碳的作用，一是排出装置内空气，二是与炭粉反应生成一氧化碳。故填：检查装置的气密性；C + CO22CO；
（2）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，该反应的反应物是两种化合物，所以不是置换反应。故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；否；
（3）丁处是生成的二氧化碳或原来未参加反应的二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+ H2O；
（4）对该装置：反应后若停止加热则丁中的液体会被倒吸到丙处，不会被吸入热的试管中，所以丙处试管可防止液体倒吸；由于丁装置可吸收二氧化碳，同时可将一氧化碳贮存在瓶内，所以不需要加尾气处理装置。故填：a；
（5）氧化铁为红棕色固体，生成的铁粉是黑色固体，当观察到乙处的红棕色固体全部变成黑色时，说明反应结束，此时停止加热。故填：红棕色固体变成黑色；
根据现象加盐酸无气泡，说明黑色粉末没有铁；加KSCN溶液，变红则说明有Fe3+，另取溶液加氢氧化钠溶液有白色沉淀生成，则说明有Fe2+，所以此黑色粉末是四氧化三铁，四氧化三铁与盐酸反应时生成氯化铁、氯化亚铁和水。故填：四氧化三铁；Fe3O4+8HCl=2FeCl3+ FeCl2+4H2O。
