题目内容
【题目】我国是一个钢铁大国，钢铁产量为世界第一。某化学实验小组的同学用下面的装置在实验室中模拟炼铁。请你和他们一起完成相关探究。
（1）操作顺序是实验成败的关键，对于该实验，应______________________（填“先通入一氧化碳”或“先点燃酒精灯”）。
（2）反应中可观察到粗玻璃管内的实验现象为__________________，写出该反应的化学方程式__________________________________________________。
（3）产物的检验：
①初步检验：甲同学想对反应后的产物进行初步检验，请你帮他想出一个物理方法：______。
②进一步验证：乙同学想用化学方法对产物进一步验证，他将反应后的黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液中，发现只有部分变成红色。请写出生成红色物质的化学方程式：____________。
（4）质疑与探究：
①乙同学对产物的成分产生了质疑，查阅相关资料之后得知，一氧化碳还原氧化铁是一个逐渐的过程。
首先是Fe2O3被还原为Fe3O4：3Fe2O3 + CO
2Fe3O4 + CO2。
然后是Fe3O4被还原为FeO：CO + Fe3O4
______ + CO2。
最后是FeO被还原为Fe：FeO + CO 
Fe + CO2
②通过以上分析，甲乙两位同学对反应后黑色固体的成分进行了猜想：
已知：FeO、Fe3O4均为黑色，且Fe3O4有磁性。FeO、Fe3O4都不与硫酸铜溶液反应。
猜想一：Fe与Fe3O4； 猜想二：Fe与FeO； 猜想三：Fe与Fe3O4和FeO。
③为了对产物固体的成分进行更客观的分析，甲乙同学将所做实验整理如下：
实验内容 | 实验现象 | 实验结论 |
将反应后得到的黑色粉末 用磁铁吸引 | _____________ | 猜想一成立 |
将反应后得到的黑色粉末 加入足量的硫酸铜溶液中 | _____________ |
④实验反思：为了提高铁的产率，应适当_______（填“降低”或“提高”）反应温度。
【答案】 先通入一氧化碳 由红棕色变成黑色 Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2 能被磁铁吸引 Fe＋CuSO4=FeSO4+Cu 3FeO 全部被吸引 部分变红 提高
【解析】（1）一氧化碳具有可燃性，加热前一定要先通入一氧化碳气体，然后给玻璃管加热，完全反应后停止加热，为防止生成的铁又被氧化，要再通一会一氧化碳；(2). 反应现象：由红棕色变成黑色 ；(3). Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2 (4). 反应后得到的黑色粉末用磁铁吸引，可发现黑色粉末能被磁铁吸引； (5). 金属活动顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au，金属的活动性越强。位置靠前的金属能将位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来。所以铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，反应方程式为：Fe＋CuSO4=FeSO4+Cu ； (6). 据质量守恒定律可知反应前后原子的种类个数不变，所以应填3FeO；(7). Fe与Fe3O4都能被磁铁吸引，所以如猜想一成立，现象是全部被吸引； (8). 铁能与硫酸铜反应，但是四氧化三铁不能与硫酸铜反应，所以固体部分变红； (9). 由题中信息可知提高温度，有利于固体生成物都成为铁。
