Question

小岳同学在学习炼铁原理知识时，在老师的指导下做了如下图所示实验并进行了深入的探究：
Ⅰ．探究实验中仪器玻璃管中物质的颜色的变化：实验过程中，小叶发现仪器玻璃管中红棕色物质先全部变成黑色，最终又有部分变成红棕色．你认为最可能的原因是：

 

．
为探究此反应后玻璃管中的成分，小叶做了如下实验：

	实验步骤	实验现象	实验结论
第一步	用磁铁吸引 玻璃管中的 固体物质	黑色物质（粉末状） 附着在磁铁上全部 被吸出
第二步	取第一步剩 余红棕色物 质小许，加入 稀盐酸中		该红棕色 物质是 Fe2O3

Ⅱ．通过Ⅰ中第一步实验现象，大家一致认为黑色物质是Fe粉，并设计了如下实验进行验证：

	实验方案	实验现象
甲	取少量黑色粉末加入30%热的盐酸中	无气泡、溶液颜色变成黄绿色
乙	取少量黑色粉末加入硫酸铜溶液中	无任何现象，但黑色粉末可被磁铁感应
丙	取黑色粉末均匀铺在纸槽中，在一端点燃	黑色粉末连续燃烧，生成红棕粉末

通过上述3个实验，大家觉得非常困惑，小岳查阅资料如下：
资料一：Fe₂O₃和CO反应是逐步进行的，铁的氧化物的热稳定性顺序是：FeO（黑色）＞Fe₃O₄＞Fe₂O₃；
资料二：在用酒精灯加热（400--500℃）条件下，CO很难和Fe₂O₃反应生成Fe；
资料三：FeO不能被磁铁吸引，纳米铁粉和Fe₃O₄粉末在空气中都能燃烧．
结合资料综合分析，回答下列问题：
（1）生成的黑色物质为：

 

，写出仪器玻璃管中反应的化学方程式：

 

（2）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式：

 

该反应可以看作

 

反应（填基本反应类型）；
Ⅲ．反思评价：本实验给你哪些启示？（说出一点即可）

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见金属的特性及其应用,酸的化学性质,反应类型的判定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：Ⅰ．考虑空气中有氧气，会发生氧化反应；
考虑红棕色固体氧化铁与稀盐酸反应；
Ⅱ．（1）因为“黑色粉末可被磁铁感应”、“FeO不能被磁铁吸引”，推测生成的黑色物质为只能为Fe₃O₄，考虑一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式；
（2）黑色粉末Fe₃O₄和热的盐酸反应的化学方程式；根据反应物、生成物，判定反应类型；
Ⅲ．反思评价：根据表格中的描述，进行分析．

解答：解：
Ⅰ．发现仪器玻璃管中红棕色物质先全部变成黑色，最终又有部分变成红棕色．因为空气中有氧气，刚还原出的热金属会发生氧化反应，故最可能的原因是：实验结束时，先停止通CO，后停止加热．
根据实验步骤“取第一步剩余红棕色物质小许，加入稀盐酸中”和实验结论“该红棕色物质是Fe₂O₃”，推测实验现象为红棕色固体逐渐消失，溶液变成黄色；
Ⅱ．（1）因为“黑色粉末可被磁铁感应”、“FeO不能被磁铁吸引”，推测生成的黑色物质为只能为Fe₃O₄，仪器玻璃管中反应的化学方程式：CO+3Fe₂O₃

高温  .

2Fe₃O₄+CO₂；
（2）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式：Fe₃O₄+8HCl═FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O；该反应符合复分解反应的特点，故可以看作复分解反应；
Ⅲ．反思评价：本实验得到的启示：反应温度影响生成物．
故答案为：
Ⅰ实验结束时，先停止通CO，后停止加热； 红棕色固体逐渐消失，溶液变成黄色；Ⅱ1．Fe₃O₄；CO+3Fe₂O₃

高温  .

2Fe₃O₄+CO₂； Fe₃O₄+8HCl═FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O；复分解；Ⅲ反应温度影响生成物（答案合理即可）

点评：解答本题要掌握炼铁方面的知识，只有掌握了炼铁的原理和性质才能对问题做出正确的判断．