Question

【题目】某研究小组利用如图装置探究温度对一氧化碳还原氧化铁的影响。

(1)MgCO3的分解产物为____________。

(2)装置C的作用是______________，处理尾气的方法为______________________。

(3)将研究小组分为两组，按如图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒类喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验。已知Fe2＋与K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。

①乙组得到的黑色粉末是______________。

②甲组步骤1中反应的离子方程式为______________。

③乙组步骤4中，溶液变红的原因为______________________；溶液褪色可能的原因及其验证方法为________________________。

④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是__________________________________。

Answer 1

【答案】MgO、CO2 除CO2 点燃 Fe Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+遇SCN-显红色 假设SCN-被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立 在装置BC之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可)

【解析】

本题的实验目的是探究温度对一氧化碳还原氧化铁的影响；观察实验装置图，以及（3）题，可以推出D为CO和Fe2O3的反应装置；A为CO2的发生装置，B为将CO2转化为CO的装置，C为CO2的除去装置，以获得纯净的CO；E为防倒吸装置（注意该装置不能用来收集CO，因为该装置收集气体时用的是向上排气法，而CO的密度比空气小，适合向下排气法），D中装有澄清石灰水，则D的作用是检验CO与Fe2O3反应的产物CO2，以证明反应发生。（3）题中，甲、乙使用的热源不同，使得反应的产物也不同，甲组现象中，步骤1无气泡生成，则说明不含Fe；步骤2说明步骤1所得的溶液中含有Fe2+，步骤3说明步骤1所得的溶液中含有Fe3+，由于CO和Fe2O3的产物是纯净物，故可以推出甲组得到的是Fe3O4；而乙组现象中，步骤1有气泡生成，则乙组得到的黑色粉末是Fe，且后续现象也说明了步骤1所得的溶液中不含Fe3+。

（1）根据CaCO3的分解反应，可以推出MgCO3的分解产物为MgO和CO2；

（2）装置C的作用是除去CO2，防止对后续实验结论产生干扰；尾气中CO为有毒气体，可以用点燃的方式处理；

（3）①乙组的现象中，步骤1中有气泡，说明黑色粉末中有Fe，由于该黑色粉末为纯净物，所以乙组得到的黑色粉末为Fe；

②甲组现象中，步骤1无气泡生成，则说明不含Fe；步骤2说明步骤1所得的溶液中含有Fe2+，步骤3说明步骤1所得的溶液中含有Fe3+，由于CO和Fe2O3的产物是纯净物，故可以推出甲组得到的是Fe3O4，则甲组步骤1中反应的离子方程式为：Fe3O4+8H＋=2Fe3++Fe2++4H2O；

③乙组得到的黑色粉末为Fe，在步骤1中溶解变为Fe2+，步骤3中加入KSCN溶液，溶液不会变红，步骤4中加入新制氯水，Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+与SCN-结合为红色物质；红色褪去的原因可能是SCN-被氧化了，验证方法是再加入SCN-，若溶液变为红色，则说明褪色原因是SCN-被氧化；

（4）从安全的角度考虑该实验装置的不足，就是在BC之间没有安全瓶，需要在BC之间再连接一个E装置，以防止倒吸。