Question

某化学兴趣小组根据右图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究．经初步分析：无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种．
高炉炼铁的原理为

 

．
兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体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，也可能有剩余的

 

．
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：
假设一：只含有碳．  假设二：只含有

 

．  假设三：以上两种物质都含有．
【实验探究】
（1）为验证甲组的猜想，大家按下图示进行实验（箭头表示气体流向）：

当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体A的成分为：

 

，Ⅱ中浓硫酸的作用是：

 

．
（2）为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究

实验方法	实验操作	实验现象	实验结果
物理方法			假设三成立
化学方法	取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸		假设三成立

写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式：

 

．
【交流反思】
在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来

 

．

Answer 1

考点：铁的冶炼,常见气体的检验与除杂方法,常见金属的特性及其应用,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．
【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，或碳，或铁和碳；
【实验与探究】
磁铁能够吸引铁，稀盐酸能和铁反应生成氯化亚铁和氢气；
【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；
【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．
故填：一氧化碳．
假设一：只含有碳．  假设二：只含有铁．  假设三：以上两种物质都含有．
故填：铁．
【实验与探究】
（1）Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，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．
故填：二氧化碳和一氧化碳；干燥气体．
（2）实验操作及实验现象如表中所示．

实验方法	实验操作	实验现象	实验结果
物理方法	取少量黑色粉末B，用磁铁吸引	部分黑色粉末被吸引上来
化学方法		部分黑色粉末溶解，产生气泡

铁和稀盐酸反应能生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
故填：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
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
【猜想与假设】一氧化碳；铁
【实验与探究】（1）二氧化碳和一氧化碳；干燥气体；
（2）

实验方法	实验操作	实验现象	实验结果
物理方法	取少量黑色粉末B，用磁铁吸引	部分黑色粉末被吸引上来
化学方法		部分黑色粉末溶解，产生气泡

Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
没有进行尾气处理．

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．