Question

某活动小组根据炼铁的反应原理进行模拟实验，在高温下用一氧化碳还原氧化铁，待红棕色氧化铁完全变成黑色粉末甲时停止加热，继续通入一氧化碳至冷却到室温．为检验生成物，取适量黑色粉末甲加入足量的硫酸铜溶液，充分反应，得到的黑色粉末乙中只有少量的红色固体产生．
【提出问题】黑色粉末可能是什么呢？
【进行猜想】小明认为黑色粉末甲是铁粉，小华同学认为小明的猜想是错误的，理由是

 

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小华提出了猜想①，请你结合所学知识补充余下的两个猜想．
猜想①：该黑色粉末甲由铁粉和氧化亚铁组成；
猜想②：

 

；
猜想③：

 

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【查阅资料】铁的氧化物都能与盐酸、稀硫酸反应，其中除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】

猜想序号	实验操作	可能的现象	结论
①	取适量黑色粉末甲加入足量的盐酸	黑色粉末甲完全溶解并有气泡生成	猜想①正确
②
③

【反思评价】小娟认为方案①中得出的结论不正确，其理由是

 

．
【得出结论】在高温下用一定量的一氧化碳还原氧化铁时可生成铁、氧化亚铁、四氧化三铁，请写出只生成四氧化三铁的反应方程式

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,金属的化学性质,一氧化碳还原氧化铁,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：根据铁的化学性质可知，如果黑色粉末是铁粉那么加入足量的硫酸铜溶液，充分反应，黑色粉末应完全反应产生大量的红色固体，所以小明的猜想错误；铁的氧化物中除氧化铁为红棕色外，其余都为黑色可知，其余两种猜想为：组成由铁粉和四氧化三铁或由四氧化三铁与氧化亚铁；猜想②中为铁粉和四氧化三铁，实验设计围绕这两种物质进行检验；因为铁的氧化物都能与盐酸、稀硫酸反应，所以不能确定为那种氧化物，故小王认为方案①中得出的结论不正确；根据质量守恒定律写出化学方应方程式为：CO+3Fe₂O₃

高温  .

2Fe₃O₄+CO₂．

解答：解【进行猜想】根据铁的化学性质可知，如果黑色粉末是铁粉那么加入足量的硫酸铜溶液，充分反应，黑色粉末应完全反应产生大量的红色固体，所以小明的猜想错误．所以理由为：与硫酸铜溶液充分反应后，只有少量的红色固体产生；
    猜想②、③铁的氧化物中除氧化铁为红棕色外，其余都为黑色可知，有铁、氧化亚铁、四氧化三铁两两混合只出现三种情况，所以其余两种猜想为：铁粉和四氧化三铁或由四氧化三铁与氧化亚铁；
【实验探究】：猜想②中为铁粉和四氧化三铁，实验设计围绕这两种物质进行检验．只有四氧化三铁能被磁铁吸引，所以取适量黑色粉末用磁铁靠近生成的黑色固体看是否被磁铁吸引．再检验铁，加入足量稀盐酸看是否有气泡产生；
【反思评价】：由于铁的氧化铁均能与盐酸反应，所以不能确定是四氧化三铁还是氧化亚铁，故方案①中得出的结论不正确；
【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：
【进行猜想】：与硫酸铜溶液充分反应后，只有少量的红色固体产生；
    猜想②：由铁粉和四氧化三铁组成；
    猜想③：由四氧化三铁与氧化亚铁组成；
【实验探究】：取适量黑色粉末用磁铁靠近生成的黑色固体，再加入足量稀盐酸；看到有黑色固体被磁铁吸，黑色粉末完全溶解；
【反思评价】：铁的氧化物均能与盐酸反应；
【得出结论】：CO+3Fe₂O₃

高温  .

2Fe₃O₄+CO₂

点评：掌握一氧化碳与铁的氧化物反应的化学方程式；掌握铁的化学性质：与酸反应生成气体，与硫酸铜反应生成红色的铜；结合现象推测结论．