Question

地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属．
（1）赤铁矿在自然界中储藏丰富，其主要成分的化学式是

 

．
（2）磁铁矿的主要成分是Fe₃O₄．在Fe₃O₄中存在两种不同价态的铁离子，其中

1

3

是Fe²⁺，

2

3

是Fe³⁺．请写出Fe₃O₄与盐酸反应的化学方程式

 

．
（3）工业上主要采用高炉炼铁，常用到的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气．其中，焦碳的作用是

 

．（仅答一点）
（4）由于铁的氧化物中Fe₃O₄和FeO均为黑色，实验室用CO还原Fe₃O₄得到的铁中是否会含有Fe₃O₄和FeO，某同学设计了下列探究实验．
资料：FeCl₃溶液与铁发生的反应是2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，但FeCl₃溶液不与Fe₃O₄、FeO反应：含有Fe³⁺的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，利用该反应可检验Fe³⁺的存在．
【提出问题】CO还原Fe₃O₄得到黑色产物的成分是什么？
【猜想】
猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe₃O₄；猜想3：Fe和FeO；猜想4：

 

．
【实验探究】限选试剂：CO、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl₃溶液．

实验操作	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤．	黑色固体部分溶解．	猜想2和4都不成立．
Ⅱ．	黑色固体全部溶解，溶液不变红色．
Ⅲ．另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量的   的烧杯中．		猜想1不成立， 猜想3成立．

Answer 1

考点：金属元素的存在及常见的金属矿物,实验探究物质的组成成分以及含量,金属的化学性质,铁的冶炼,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：（1）根据赤铁矿的主要成分进行分析；
（2）根据四氧化三铁和盐酸反应会生成氯化铁、氯化亚铁和水进行分析；
（3）根据焦炭具有还原性和可燃性进行分析；
（4）根据四氧化三铁的生成物完成猜想，然后依据各种生成物的性质以及题中所给的资料进行分析．

解答：解：（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁，所以赤铁矿在自然界中储藏丰富，其主要成分的化学式是：Fe₂O₃；
（2）磁铁矿的主要成分是Fe₃O₄，在Fe₃O₄中存在两种不同价态的铁离子，其中

1

3

是Fe²⁺，

2

3

是Fe³⁺，四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式为：Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O；
（3）焦炭和氧气反应生成二氧化碳，会放出大量的热，所以焦炭的作用是：燃烧提供热量；
（4）铁以及铁的氧化物中Fe₃O₄和FeO均为黑色，结合猜想1、2、3，所以猜想4是Fe、FeO、Fe₃O₄；
依据含有Fe³⁺的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，利用该反应可检验Fe³⁺的存在，可以将固体转化到溶液中，检验铁离子的存在验证猜想2、4，将 金属氧化物溶解可以用酸进行溶解，然后再利用还原剂还原氧化亚铁，检验氧化亚铁是否存在，验证猜想3，所以，

实验操作	实验现象	实验结论
取少量操作Ⅰ所得的滤渣于试管中，再加入足量的稀盐酸，充分反应后，再加入适量的KSCN溶液
澄清石灰水	澄清石灰水变浑浊

故答案为：（1）Fe₂O₃；
（2）Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O；
（3）燃烧提供热量；
（4）Fe、FeO、Fe₃O₄；

实验操作	实验现象	实验结论
取少量操作Ⅰ所得的滤渣于试管中，再加入足量的稀盐酸，充分反应后，再加入适量的KSCN溶液
澄清石灰水	澄清石灰水变浑浊

点评：在解此类题时，首先分析题中的反应流程，然后结合学过的知识和题中所给的资料进行分析解答．