Question

化学兴趣小组根据如图1的转化关系在实验室中模拟炼铁，并对产物成分进行探究．

（1）炼铁的原理是

 

（用化学方程式表示）．（2）经初步分析得知，无色气体A不含有单质，黑色粉末B的成分是一种或两种单质．上述转化关系中，生成一氧化碳的化学方程式是

 

．
（3）甲、乙两个兴趣小组分别对无色气体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

 

乙组认为黑色粉末的成分中存在以下两种情况：
假设一：只含有铁；假设二：含有

 

．
【实验探究】为验证甲组的猜想，同学们按如图2所示装置进行实验（箭头表示气体流向）．
上述实验装置Ⅱ中浓硫酸的作用是吸收水蒸气，装置Ⅰ的作用是

 

，装置Ⅲ的作用是

 

．当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中黑色固体变成红色后，可以确定无色气体A的成分是

 

．
乙组同学通过实验确定了假设二成立．
【交流反思】同学们发现甲组同学实验中有缺陷，你的改进方法是

 

．

Answer 1

考点：铁的冶炼,常见气体的检验与除杂方法,金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：金属与金属材料

分析：（1）根据炼铁原理，用一氧化碳还原铁矿石进行解答．
（2）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，或铁和碳；
【实验与探究】
①Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，所以可以检验CO₂，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．
【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：（1）炼铁是将原料（铁矿石、焦炭、石灰石、空气）通入高炉中，在高炉中发生复杂反应，生成铁的单质，例如以赤铁矿为例，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂；
（2）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：
2C+O₂

点燃  .

2CO；CO₂+C

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：铁和未反应的碳．
【实验与探究】
①Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，所以可以检验CO₂，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．
【交流反思】为了防止一氧化碳污染环境，应该对尾气进行处理．
故答案为：（1）3CO+Fe₂O₃

高温  .

 2Fe+3CO₂；（2）2C+O₂

点燃  .

2CO
（3）【猜想与假设】CO；假设二：铁和碳
【实验探究】①检验CO₂；检验CO；CO₂和CO．
【交流反思】对尾气进行处理．

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．