题目内容
【题目】如图1是化学课外活动小组设计的探究工业炼铁实验原理，其中A装置的作用是将二氧化碳和碳粉在高温下转化为一氧化碳，回答下列问题：
（1）写出装置A玻璃管中发生反应的化学方程式： ；
（2）整套装置还有一个明显的不足之处是： ．
（3）B中得到的黑色产物W，该活动小组同学根据图2对产物W的成分进行探究．
【提出问题】黑色粉末W可能是什么呢？
【查阅资料】
①铁的氧化物有氧化铁，氧化亚铁和四氧化三铁等，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色．
②铁的氧化物中四氧化三铁有磁性，能被磁铁吸引．
③铁的氧化物都难溶于水，却都能与稀盐酸反应而被溶解．
④铁的氧化物通常情况下不与CuSO4溶液反应．
【进行猜想】
①甲同学认为黑色粉末W全部是铁粉．请写出生成铁的化学反应方程式 ．该反应利用了CO的 性．
②乙同学认为甲同学的猜想是错误的，理由是 ．
③丙同学认为黑色粉末W中不含Fe2O3，理由是 ．
丙同学提出如下猜想，请你结合所学知识帮他补充完整．
猜想1：黑色粉末W由铁粉和四氧化三铁（Fe2O3）组成；
猜想2：黑色粉末W由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成；
猜想3：黑色粉末W由 ．
【实验探究】
方案 | 实验操作 | 可能的现象 | 结论 |
① | 取适量黑色粉末W用磁铁吸引 | 黑色粉末全部被吸引 | 猜想1正确 |
② | 取适量黑色粉末W用磁铁吸引 | 黑色粉末部分被吸引 | 猜想2正确 |
③ | 取适量黑色粉末R用加入足量稀盐酸 | 黑色粉末全部溶解 | 猜想3正确 |
④ | 取适量黑色粉末R用磁铁吸引 | 猜想4正确 |
【得出结论】在高温下一氧化碳和氧化铁反应可生成铁、氧化亚铁、四氧化三铁．
【反思提高】
丁同学认为方案②和方案③中得出的结论不正确，其理由是 ．
查阅资料知道：
Fe3O4溶于稀盐酸生成FeCl3、FeCl2和水，其反应方程式可表示为 ．
Fe3O4也能溶于稀硝酸（HNO3），反应生成Fe（NO3）3、NO和水，试写出反应的化学方程式 ．
【答案】（1）CO2+C
2CO；
（2）缺少尾气处理装置；
（3）①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；还原；
②黑色粉末W与足量的硫酸铜溶液反应后仍有黑色固体存在；
③氧化铁是红棕色的固体；铁粉、四氧化三铁（Fe2O3）、氧化亚铁（FeO）；
黑色固体部分被吸引；
【反思提高】
若有四氧化三铁（Fe3O4）存在，现象相同（或者不能证明没有四氧化三铁（Fe3O4），合理即可）；
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O；
3Fe3O4+28HNO3=9Fe（NO3）3+NO+14H2O．
【解析】（1）二氧化碳和碳在高温下生成一氧化碳，化学方程式为CO2+C
2CO；故填：CO2+C2CO；
（2）一氧化碳有毒，会污染空气，所以应该将其燃烧，转化为二氧化碳．故填：缺少尾气处理装置；
（3）①在高温的条件下，一氧化碳将氧化铁还原为铁，同时生成二氧化碳，其中一氧化碳充当还原剂；故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；还原；
②黑色粉末W与足量的硫酸铜溶液反应后仍有黑色固体存在，说明其中含有铁的氧化物，故填：黑色粉末W与足量的硫酸铜溶液反应后仍有黑色固体存在；
③氧化铁是一种红棕色固体，而M是黑色的，所以不含氧化铁，故填：氧化铁是红棕色的固体；黑色粉末W由铁粉、四氧化三铁（Fe2O3）、氧化亚铁（FeO）组成；故填：铁粉、四氧化三铁（Fe2O3）、氧化亚铁（FeO）；由于猜想③是需要证明三种物质的存在，所以取适量黑色粉末R用磁铁吸引由于四氧化三铁能被磁铁吸引，所以只要黑色粉末部分被吸引，就说明该物质中存在氧化亚铁和四氧化三铁，结合固体R的成分中含有红色固体铜的形成过程可知混合物中还含有单质的铁，是因为铁能与硫酸铜反应生成单质的铜．故填：黑色固体部分被吸引；
