Question

某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．

【知识回顾】
（1）工业炼铁的原料是

 

、焦炭、石灰石和热空气，请用化学方程式表示：焦炭的作用

 

、

 

．
【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？
【进行猜想】
（2）小明认为黑色粉末A全部是铁粉．请写出铁粉与CuSO₄溶液反应的化学方程式

 

．实验中，过滤时用到的玻璃仪器有

 

、

 

和玻璃棒．
（3）小华认为小明的猜想是错误的，理由是

 

．
于是，小华提出了猜想①和猜想②，请结合所学知识补充余下的一个猜想．
猜想①：黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成；
猜想②：黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成；
猜想③：黑色粉末A由

 

组成．
【查阅资料】铁的氧化物都能与稀盐酸、稀硫酸反应形成溶液；其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色；并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引．
【实验探究】

方案	实验操作	可能的现象	结论
①	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末全部被吸引	猜想①正确
②	取适量黑色粉末A 用磁铁吸引	黑色粉末部分被吸引	猜想②正确
③	取适量黑色粉末B加入足量稀盐酸	黑色粉末全部溶解	猜想②正确
④	取适量黑色粉末B		猜想③正确

【反思评价】
（4）如果猜想③正确，方案②和方案③中的实验现象都

 

 （选填“一定”、“一定不”）会出现．
【得出结论】
（5）在高温下，一氧化碳和氧化铁可生成铁、氧化亚铁、四氧化三铁．请写出只生成四氧化三铁的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：铁的冶炼,过滤的原理、方法及其应用,金属的化学性质,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：【进行猜想】（2）运用铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜、过滤的基本操作来解答；
（3）运用题中信息加入足量硫酸铜溶液后还有黑色粉末解答；结合猜想①②解答；
【实验探究】运用题中信息铁的氧化物中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引解答；
【反思评价】（4）运用四氧化三铁能被磁铁吸引解答；
【得出结论】（5）根据题中信息结合化学方程式的书写方法解答．

解答：解：（1）炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气．焦炭的主要作用有两点：其一是生成还原剂CO，其二是燃烧放热，维持炉温，故填：铁矿石；2C+O₂

点燃  .

2CO；2C+CO₂

高温  .

2CO；
【进行猜想】（2）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，过滤时需用到烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；烧杯、漏斗；
（3）加入足量硫酸铜溶液反应后过滤，还有黑色粉末存在，可确定黑色粉末A中不仅仅含有铁还含有其他黑色固体，故答案：加入足量硫酸铜溶液反应后过滤，还有黑色粉末存在；
根据猜想①和猜想②，即黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe₃O₄）组成和黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成可确定猜想③，故答案：铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁；
【实验探究】四氧化三铁能被磁铁吸引，故答案：用磁铁吸引；黑色粉末部分被吸引．
【反思评价】如果猜想③正确，方案②和方案③中的实验现象都一定会出现，故答案为：一定．
【得出结论】根据质量守恒定律写出只生成四氧化三铁的化学反应方程式为：CO+3Fe₂O₃

高温  .

2Fe₃O₄+CO₂，故答案为：CO+3Fe₂O₃

高温  .

2Fe₃O₄+CO₂．

点评：本题对铁的冶炼原理进行了拓展，以信息题的形式考查了同学们的应用知识的能力．