Question

三位同学用下图所示装置做一氧化碳还原氧化铁的实验．当观察到玻璃管A中的粉末由红棕色逐渐变为黑色时，停止加热，继续通一氧化碳，冷却到室温，停止通气，同时观察到澄清的石灰水变浑浊．

用一氧化碳还原氧化铁的实验装置
小明认为：依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁．
小红认为：仅从上述实验现象，不足以证明生成的黑色固体为金属铁，她增加了一个实验：用磁铁靠近生成的黑色固体，看到有黑色固体被磁铁吸引．于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论．
小光通过查询有关资料得知：
（1）一氧化碳与氧化铁在加热条件下，可发生如下反应：
3Fe₂O₃+CO2Fe₃O₄+CO₂
（2）四氧化三铁（Fe₃O₄）为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引．
因此，小光认为小明和小红的结论都不能成立，你是否同意他的说法？______．请具体说明你的理由：______．
（3）小光欲通过实验检验生成的黑色固体是否含有金属铁．请你帮他设计实验并填写下表．

实验步骤	实验现象	实验结论
______	______ ______	______ ______

（4）除上述方案，还可以采取另一种实验方案，所用的试剂是______，将该试剂与黑色固体混合，通过观察______，判断黑色固体中是否含金属铁．

Answer 1

解：（2）由题意“生成的黑色固体”，而资料中的：“一氧化碳与氧化铁在加热条件下，可发生如下反应：3Fe₂O₃+CO2Fe₃O₄+CO₂”和“四氧化三铁（Fe₃O₄）为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引”，所以只由现象，不能确定生成物；故小光认为小明和小红的结论都不能成立，具体理由为：根据资料可知：在此条件下会发生反应：3Fe₂O₃+CO2Fe₃O₄+CO₂，生成的Fe₃O₄也是黑色固体且能被磁铁吸引，同时生成的CO₂也能使澄清石灰水变浑浊；
（3）小光欲通过实验检验生成的黑色固体是否含有金属铁，设计：“取少量黑色固体于试管中，向其中滴加稀盐酸”，观察是否有气泡产生；如果有气泡产生，则黑色固体为铁；
（4）除上述方案，还可以采取另一种实验方案，所用的试剂是硫酸铜溶液，将该试剂与黑色固体混合，通过观察是否有红色固体生成，判断黑色固体中是否含金属铁．
故答案为：（2）同意；根据资料可知：在此条件下会发生反应：3Fe₂O₃+CO2Fe₃O₄+CO₂，生成的Fe₃O₄也是黑色固体且能被磁铁吸引，同时生成的CO₂也能使澄清石灰水变浑浊；
（3）

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量黑色固体于试管中，向其中滴加稀盐酸	若产生气泡 若没有气泡产生	则黑色固体中含金属铁 则黑色固体中不含金属铁

（4）硫酸铜溶液；是否有红色固体生成
分析：由题意“生成的黑色固体”，而资料中的：“一氧化碳与氧化铁在加热条件下，可发生如下反应：3Fe₂O₃+CO2Fe₃O₄+CO₂”和“四氧化三铁（Fe₃O₄）为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引”，所以只由此现象，不能确定生成物；可以结合铁能与稀硫酸反应产生气泡；或用于硫酸铜溶液反应的性质，进行进一步实验．
点评：掌握一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式；掌握铁的化学性质：与酸反应生成气体，与硫酸铜反应生成红色的铜；结合现象推测结论（反应本质）．