题目内容
【题目】某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验,并对产物的成分进行探究。
【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢?
【进行猜想】(1)小明认为黑色粉末A全部是铁粉。请写出铁粉与CuSO4溶液反应的化学方程式________________________________。实验过程中采取了过滤,该操作中用到的玻璃仪器有___________、___________和玻璃棒。
(2)小华认为小明的猜想是错误的,理由是_____________________。
【查阅资料】①铁的氧化物都能与稀盐酸,稀硫酸反应,其中氧化铁为红棕色,其余都为黑色,并且只有四氧化三铁(该化合物中铁有+2、+3两种化合价)能被磁铁吸引。
②铁的氧化物都能与酸发生反应而溶解,生成氯化物和水,反应前后各元素化合价不变。
③氯化铁溶液呈黄色。
(3)根据固体的颜色可知,黑色粉末A中肯定不含铁的氧化物中的_________(写化学式);针对黑色粉末A的成分,小华提出了猜想①和②,请结合所学知识补充余下的一个猜想。
猜想①:由铁粉和四氧化三铁(Fe3O4)组成;猜想②:由铁粉和氧化亚铁(FeO)组成;
猜想③:___________________________。
为了验证是哪一种猜想,设计了以下两个实验:
【实验1】取少量黑色粉末B加入稀盐酸中,观察到有气泡,溶液_________,则可判断猜想②是错误的。
【实验2】针对猜想①和猜想③,请你帮助小华完成以下实验设计
实验操作 | 可能的现象 | 结论 |
___________________ | ____________ | 猜想①正确 |
【得出结论】在高温下,一氧化碳和氧化铁可生成铁,四氧化三铁。请写出只生成四氧化三铁的化学方程式_____________________________。
【答案】 Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu 烧杯 漏斗 加入足量硫酸铜溶液反应后过滤,还有黑色粉末存在 Fe2O3 黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成 未变黄色 取适量黑色粉末B(或A)用磁铁吸引 黑色粉末全部被吸引 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
【解析】【进行猜想】(1)铁与CuSO4溶液反应生成铜和硫酸盐铁,化学方程式为: ;(2)加入足量硫酸铜溶液反应后过滤,还有黑色粉末存在,可确定黑色粉末A中不仅仅含有铁还含有其他黑色固体;【查阅资料】(3)因为氧化铁为红棕色物质,根据固体的颜色可知,黑色粉末A中肯定不含铁的氧化物中的Fe2O3;根据猜想①和猜想②,即黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁(Fe3O4)组成和黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁(FeO)组成可确定猜想③:黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成;【实验1】根据氯化铁溶液呈黄色,取少量黑色粉末B加入稀盐酸中,观察到有气泡,溶液未变黄色,则可判断猜想②是错误的;【实验2】针对猜想①和猜想③,四氧化三铁也能被磁铁吸引,实验设计如下:
实验操作 | 可能的现象 | 结论 |
_取适量黑色粉末B(或A)用磁铁吸引 __________________ | __黑色粉末全部被吸引__________ | 猜想①正确 |
【得出结论】在高温下,一氧化碳和氧化铁可生成铁,四氧化三铁。化学方程式为: 。