Question

【题目】某化学兴趣小组在实验室中模拟炼铁，他们把焦炭和氧化铁粉末混合加强热，得到无色气体A和黑色粉末B(如图所示)。

(1)他们炼铁反应的化学方程式是__________。

(2)经分析得知，无色气体A不含有单质，黑色粉末B的成分是一种或两种单质。甲、乙两个兴趣小组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究。

（猜想与假设）甲组认为无色气体A中可能有CO2，也可能有CO。

乙组认为黑色粉末的成分中存在以下两种情况：①只含有______。②含有铁和碳。

（实验探究）(1)为验证甲组的猜想，同学们按下图所示装置进行实验。

装置甲的作用是_______。装置乙的作用是_______。当看到甲中澄清石灰水变浑浊，乙中____后，可以确定无色气体A是CO2、CO的混合气体。

有同学提出把甲、乙交换位置，让气体A先通过热的氧化铜也可以达到同样的实验目的，你的判断是_____(填“可以”或“不可以”)。

(2)为验证乙组中假设②是否成立，设计实验用物理和化学两种方法完成以下探究。

实验方法	实验操作	实验现象	实验结论
物理方法	_______	_______	假设二成立
化学方法	______	部分黑色粉末溶解，产生无色气泡	假设二成立

（交流反思）针对甲组实验存在的缺陷，同学们一起进行了改进，解决了污染环境问题。

Answer 1

【答案】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 铁 检验二氧化碳 检验一氧化碳 Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中黑色固体变成红色 不可以 取少量黑色粉末B，用磁铁吸引 部分黑色粉末被吸引上来 取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸

【解析】

（1）氧化铁和一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，故化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

【猜想与假设】①反应中碳粉完全参加反应，则黑色粉末中只含有铁，故填铁。

【实验与探究】（1）装置甲中澄清石灰水变浑浊，说明无色气体中有二氧化碳，故填检验二氧化碳；

装置乙中灼热的氧化铜变红，说明无色气体中有一氧化碳，故填检验一氧化碳；

当看到甲中澄清石灰水变浑浊，乙中Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中黑色固体变成红色后，可以确定无色气体A是CO2、CO的混合气体，故填Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中黑色固体变成红色；

把甲、乙交换位置，让气体A先通过热的氧化铜，一氧化碳和氧化铜生成的二氧化碳也能是澄清石灰水变浑浊，对二氧化碳的检验会造成干扰，所以不可以达到同样的实验目的，故填不可以；

（2）铁能够被磁铁吸引，可取少量黑色粉末B，用磁铁吸引，故填取少量黑色粉末B，用磁铁吸引；

观察到的现象是部分黑色粉末被吸引上来，故填部分黑色粉末被吸引上来；

利用铁能与酸反应检验，取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸，故填取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸。