Question

17．A～H都是初中化学中常见的物质，已知B为黑色固体，D为红色固体单质，F为红色固体，它们的转化关系如图所示．请回答：
（1）物质B的化学式为CuO；F的化学式为Fe₂O₃；
（2）写出下列反应方程式
反应①的化学方程式为C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
反应②的化学方程式为CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（3）反应①属于置换反应反应（填反应基本类型），反应①、③的反应基本类型是否相同？否．
为了防止食品腐败，在许多食品包装盒中都有一包黑色粉末．这种粉末是一种除氧剂．该粉末没有失效时呈黑色，失效后带有红棕色．为了确定该粉末的成分，小明做出了以下的【猜想】
猜想1：该粉末是木炭粉
猜想2：该粉末是铁粉
猜想3：该粉末是木炭粉和铁粉的混合物
小明取没有失效的该粉末，分别用不同的方法进行如下实验，填写表中空格．

	试验操作	试验现象	猜想是否成立
实验1	加入足量的硫酸铜溶液	黑色粉末变成红色	猜想1：不成立
实验2	加入足量的稀盐酸	黑色粉末逐渐溶解，有大量的气泡产生	猜想2：成立
实验3	用磁铁吸引	粉末被全部吸引	猜想3：不成立

【交流与反思】
（1）根据失效后的颜色判断，该粉末失效的原因是铁与空气中的氧气和水反应生成了铁锈，变质后得到的红棕色粉末的主要成分是Fe₂O₃（填物质的化学式）．
（2）采用什么实验方法可以使失效的粉末“再生”？（用化学方程式表示）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．

Answer 1

分析 根据B为黑色固体，D为红色固体单质，则B可能为氧化铜，D可能为铜，A具有还原性，和氧化铜反应产生的C能够和A反应产生E，因此A是碳，生成的C为二氧化碳，二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳，E为一氧化碳，F为红色固体，能与一氧化碳反应，则F为氧化铁，生成的G为铁，铁能与铜盐反应生成铜，H可能硫酸铜，代入框图，推断合理．
    根据猜想可知，黑色粉末可能为木炭粉、铁粉中的一种或两种的混合物，可利用铁粉与木炭粉性质的差别，对固体粉末的组成进行检验；
（1）由于铁粉在潮湿的空气中可与氧气、水发生反应而形成红综色的铁锈，因此失效后带有红棕色；
（2）氧化铁在高温条件下可与CO反应而生成铁和二氧化碳，因此，可把失效的粉末在高温下与CO反应而“再生”．

解答 解：根据B为黑色固体，D为红色固体单质，则B可能为氧化铜，D可能为铜，A具有还原性，和氧化铜反应产生的C能够和A反应产生E，因此A是碳，生成的C为二氧化碳，二氧化碳能与碳反应生成一氧化碳，E为一氧化碳，F为红色固体，能与一氧化碳反应，则F为氧化铁，生成的G为铁，铁能与铜盐反应生成铜，H可能硫酸铜，因此：
（1）根据分析可知：B是氧化铜，F是氧化铁；故填：CuO；Fe₂O₃；
（2）反应①是碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，其化学方程式为C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；该反应是单质和化合物生成单质和化合物的反应，属于置换反应；反应②是二氧化碳和碳反应生成一氧化碳的过程，其化学方程式为CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（3）反应①是碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应是单质和化合物生成单质和化合物的反应，属于置换反应；反应③是一氧化碳与氧化铁的反应不是置换反应，故反应类型不同；故填：置换反应；不同．
    由于木炭不能与硫酸铜发生反应而铁粉可以置换出硫酸铜中的铜，因此，加入足量的硫酸铜溶液出现粉末变成红色现象时，即可说明猜想1不成立；
由于木炭不能与稀盐酸反应而铁粉可与稀盐酸反应形成硫酸亚铁溶液，同时放出氢气，因此，把黑色粉末放入足量稀盐酸时，出现黑色粉末溶解并放出气体时，可说明猜想2成立；磁铁可以吸引铁粉而不能吸引木炭粉，用磁铁吸引时出现粉末全部被吸起，可说明猜想3不成立；
故答案为：

	实验操作	实验现象	猜想是否成立
实验1		黑色粉末变成红色
实验2		黑色粉末逐渐溶解，有大量的气泡产生
实验3			猜想3：不成立

（1）铁在潮湿的空气中生锈可形成红色的铁锈而失效；铁锈的主要成分为氧化铁，其化学式为Fe₂O₃；
故答案为：铁与空气中的氧气和水反应生成了铁锈；Fe₂O₃；
（2）使失效的粉末“再生”可在高温条件下，使用CO还原氧化铁而等到铁粉，达到“再生”的目的；故其化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故答案为：
（1）CuO； Fe₂O₃；（2）C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑； CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；（3）置换反应，否．

	试验操作	试验现象	猜想是否成立
实验1		黑色粉末变成红色
实验2		黑色粉末逐渐溶解，有大量的气泡产生
实验3			不成立

【交流与反思】（1）铁与空气中的氧气和水反应生成了铁锈，Fe₂O₃；（2）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂

点评 本题为框图式推断题，在解此类题时，首先将题中有特征的物质推出，然后结合推出的物质和题中的转化关系推导剩余的物质，最后将推出的各种物质代入转化关系中进行验证即可．