Question

某活动小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。

（1）黑色粉末A是一种                 （填“纯净物”或“混合物”）。
（2）一氧化碳与氧化铁反应时，先通一氧化碳后高温加热的目的是                      。
（3）写出反应②的化学方程式                                                      。
【提出问题】
黑色粉末A可能是什么呢？
【查阅资料】
①铁的氧化物都能与稀盐酸、稀硫酸反应，但只有四氧化三铁能被磁铁吸引；
②氧化铁为红色固体，氧化亚铁、四氧化三铁都为黑色；
③氯化铁常温下能与铁反应：Fe+2FeCl₃＝3FeCl₂．
【进行猜想】
猜想I：黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成；
猜想Ⅱ：黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成；
猜想Ⅲ：黑色粉末A由                                                         组成。
【实验探究】
老师只提供了以下试剂、用品及仪器：FeCl₃溶液、稀盐酸、磁铁、玻片、试管．请你认真分析后完成下表的空格：

实验操作	实验现象	结论
取适量的黑色粉末于玻片上，用磁铁吸引。		猜想Ⅲ正确
取吸在磁铁表面上的黑色粉末于试管中，                              。	黑色固体部分溶解， 溶液变浅绿色

Answer 1

（1）混合物；（2）让一氧化碳排出装置内的空气，以防高温加热时发生爆炸；
（3）Fe+CuSO₄＝FeSO₄+Cu；猜想Ⅲ：铁粉、四氧化三铁和氧化亚铁；
【实验探究】

实验操作	实验现象	结论
取适量的黑色粉末于玻片上，用磁铁吸引．	黑色固体部分被吸引	猜想Ⅲ正确
取吸在磁铁表面上的黑色粉末于试管中， 加足量的氯化铁溶液．	黑色固体部分溶解， 溶液变浅绿色

 

试题分析：（1）根据流程图中可以知道，和硫酸铜反应后剩余了黑色粉末，所以可以知道黑色粉末为混合物；
（2）一氧化碳具有可燃性，混有了空气加热后容易爆炸，所以应该先通入一氧化碳，然后再加热；
（3）根据题意可以知道反应②为铁和硫酸铜的反应，该反应生成了铜和硫酸亚铁，该反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄＝FeSO₄+Cu；
【进行猜想】根据猜想Ⅰ和猜想Ⅱ结合题给的信息可以猜测黑色粉末为铁粉、四氧化三铁和氧化亚铁；
【实验探究】根据题给的信息可以知道，四氧化三铁和铁粉可以被磁铁吸引，而氧化亚铁不能被吸引，所以实验操作中发现部分被吸引，则可以判断在黑色粉末A中含有氧化亚铁；铁可以和氯化铁溶液反应，而四氧化三铁不能反应，所以取吸在磁铁表面上的黑色粉末于试管中，然后向其中加入足量的氯化铁溶液，若观察的黑色粉末消失，且溶液变为浅绿色，则说明被吸引的黑色粉末为铁粉和四氧化三铁，同时可以证明猜想Ⅲ是正确的。