Question

某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究．
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如下图．

【进行实验】该小组按上述实验设计，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g（玻璃管的质量为60.0g）②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g（冷却到室温称量）．
【分析与讨论】本实验中，玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色．小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料．
【查阅资料】①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关．
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁．
③几种物质的物理特性（见下表）：

物质	四氧化三铁	氧化亚铁	氧化铁	铁粉
颜色	黑色	黑色	红色	黑色
能否被磁铁吸引	能	不能	不能	能

【实验与猜想】①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有Fe₂O₃和

 

．（填写化学式）②进行猜想：黑色固体粉末可能a．全部为铁  b．

 

 c

 

．
【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为四氧化三铁．
【反思与评价】①一氧化碳还原氧化铁的实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间．
②实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有

 

．
A．收集一氧化碳       B．吸收二氧化碳         C．检验二氧化碳
③若图中洗气瓶a与b的接口颠倒，会发生什么后果

 

．

Answer 1

考点：一氧化碳还原氧化铁,常见气体的检验与除杂方法,常见金属的特性及其应用

专题：金属与金属材料

分析：【实验与猜想】①根据题意黑色固体粉末全部能被吸引分析不可能含有的物质；
②根据铁和四氧化三铁都是黑色、都能被磁铁吸引，对黑色粉末进行猜想．
【反思与评价】②根据一氧化碳有毒能污染空气需要处理尾气和二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应分析．
③根据一氧化碳的毒性来分析．

解答：解：【实验与猜想】①由题意可知，黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和氧化亚铁．
②由题意可知，黑色固体粉末全部能被吸引，黑色固体粉末可能是全部为铁或全部为四氧化三铁或四氧化三铁与铁粉的混合物．
【反思与评价】②由于一氧化碳有毒能污染空气需要处理尾气，二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应．所以，虚线框内的装置，其作用是收集一氧化碳和吸收二氧化碳．
③若洗气瓶a与b的接口颠倒，会造成一氧化碳逸出，污染空气．
故答案为：【实验与猜想】①FeO；②全部为四氧化三铁；四氧化三铁与铁粉的混合物；
【反思与评价】②AB；③一氧化碳逸出，污染空气．

点评：本题综合性较强，较全面的考查了一氧化碳还原氧化铁，尤其是利用现象对混合物的判断增加了试题难度，掌握反应前后元素的质量不变，并会结合相关知识分析即可顺利解答．