Question

15．某化学兴趣小组根据如图1所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究．
经初步分析：无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种．
高炉炼铁的原理为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，请写出反应器中一氧化碳是如何产生的化学方程式：
C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂、CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO．
兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究．

【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体A中可能有CO₂，也可能有未反应的CO．
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：
假设一：只含有铁．  假设二：只含有C．  假设三：以上两种物质都含有．
【实验探究】（1）为验证甲组的猜想，大家按如图2示进行实验（箭头表示气体流向）：
当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体A的成分为：CO₂、CO，Ⅱ中浓硫酸的作用是：干燥气体（除去气体中的水蒸气）．
（2）为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究

实验方法	实验操作	实验现象	实验结论
物理方法			假设三成立
化学方法	取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸		假设三成立

【交流反思】
在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来没有进行尾气处理．

Answer 1

分析 初步分析：
碳和氧气在点燃条件下反应能生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳；
【猜想与假设】
尾气中可能含有一氧化碳，或二氧化碳，或一氧化碳和二氧化碳；
黑色固体中可能含有铁，或碳，或铁和碳；
【实验与探究】
磁铁能够吸引铁，稀盐酸能和铁反应生成氯化亚铁和氢气；
【交流与反思】
一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境．

解答 解：一氧化碳产生的过程为：碳和氧气在点燃条件下反应能生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳，反应的化学方程式分别为：
C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂、CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO．
【猜想与假设】
无色气体A中可能有CO₂，也可能有未反应的一氧化碳．
假设一：只含有铁．  假设二：只含有碳．  假设三：以上两种物质都含有．
【实验与探究】
（1）Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，说明有一氧化碳，Ⅱ中浓硫酸的作用是：干燥气体．
故答案为：【猜想与假设】CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；CO；C；
【实验探究】
（1）CO₂、CO；干燥气体（除去气体中的水蒸气）；
（2）

实验操作	实验现象
取少量黑色粉末B，用磁铁吸引	部分黑色粉末被吸引
	黑色粉末部分溶解，产生气泡

没有进行尾气处理．

点评 化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，并有助于提高观察、实验能力．所以，对化学实验不仅要认真观察，还应掌握观察实验现象的方法．