Question

12．三位同学用如图所示装置做一氧化碳还原氧化铁的实验．当观察到玻璃管A中的粉末由红棕色逐渐变为黑色时，停止加热，继续通一氧化碳，冷却到室温，停止通气，同时观察到B中澄清的石灰水变浑浊．

小明认为：依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁．
小红认为：仅从上述实验现象，不足以证明生成的黑色固体为金属铁，她增加了一个实验：
用磁铁靠近生成的黑色固体，看到黑色固体被磁铁吸引．于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论．
小光通过查询有关资料得知：
（1）一氧化碳与氧化铁在加热条件下，可发生如下反应：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）四氧化三铁（Fe₃O₄）为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引． 因此，小光认为小明和小红的结论都不能成立，你是否同意他的说法？同意．请具体说明理由：根据资料可知，生成的Fe₃O₄也是黑色固体且能被磁铁吸引，同时生成的CO₂也能使澄清石灰水变浑浊
小光欲通过实验检验生成的黑色固体是否含有金属铁．请你帮他设计实验并填写下表．

实验步骤	实验现象	实验结论

除上述方案，还可以采取另一种实验方案，所用的试剂是硫酸铜溶液，将该试剂与黑色固体混合，通过观察是否有红色固体生成，判断黑色固体中是否含金属铁．

Answer 1

分析 （1）根据化学反应的原理以及化学方程式的书写方法来分析；
（2）可以结合铁能与稀硫酸反应产生气泡；或用于硫酸铜溶液反应的性质，进行进一步实验．

解答 解：（1）在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳；故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）由题意“生成黑色固体”，而资料中的：四氧化三铁也是黑色的固体，有强磁性，能够被磁铁吸引；所以只根据此现象：有黑色固体被磁铁吸引，不能确定生成物；故小光认为小明和小红的结论都不能成立，具体理由为：根据资料可知：一氧化碳与氧化铁在加热条件下可能会生成四氧化三铁，Fe₃O₄也是黑色固体且能被磁铁吸引；铁与稀硫酸反应可产生气体---氢气，所以，可取少量黑色固体于试管中，向其中滴加稀硫酸，观察是否有气泡产生；如果有气泡产生，则黑色固体为铁；若没有气泡产生，则黑色固体中不含金属铁．
除上述方案，还可以采取另一种实验方案，所用的试剂是硫酸铜溶液，将该试剂与黑色固体混合，通过观察是否有红色固体生成，判断黑色固体中是否含金属铁．
故答案为：同意；根据资料可知，生成的Fe₃O₄也是黑色固体且能被磁铁吸引，同时生成的CO₂也能使澄清石灰水变浑浊；

实 验 步 骤	实 验 现 象	实 验 结 论
取少量黑色固体于试管中，向其中滴加稀盐酸	若产生气泡 若没有气泡产生	则黑色固体中含金属铁 则黑色固体中不含金属铁

硫酸铜溶液；是否有红色固体生成．

点评 掌握一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式；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（反应本质）．．