Question

19．小明和同学们做了实验室炼铁的实验．

（1）实验前应先做的是检查装置的气密性．
（2）实验中可观察到的现象是红色固体变黑，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧，产生蓝色火焰．
（3）小龙认为刚通入CO时不能马上进行尾气处理，这样不安全，他的理由是装置中含有空气，此时的尾气中含有空气，点燃含有空气的一氧化碳时易发生爆炸．
小丽用上述实验中得到的铁与过量的硫酸铜溶液反应，结果发现有部分黑色固体剩余，于是提出了疑问：
【提出问题】炼铁过程中除了生成铁以外还生成了什么？
【查阅质量】
①铁在高温条件下可与水蒸气反应生成一种铁的氧化物和氢气．
②铁和铁的氧化物中只有铁、Fe₃O₄能被磁铁吸引．
【猜想与假设】
①可能是FeO；
②可能是Fe₂O₃；
③可能是Fe₃O₄．
【实验探究】
（4）小丽马上排除了猜想②，理由是Fe₂O₃是红色粉末．

实验方案	现象与结论
	观察到黑色粉末全部被磁铁吸引，说明猜想③正确．

（5）写出生成该黑色固体的化学方程式3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

Answer 1

分析 （1）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；  
（2）高温条件下，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳燃烧时发出蓝色火焰；
（3）可燃性气体和空气或氧气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸；
（4）氧化铁是红色粉末；
根据实验现象可以判断实验结论，根据实验结论可以判断实验现象；
（5）根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式．

解答 解：（1）实验前应先做的是检查装置的气密性．
故填：检查装置的气密性．
（2）实验中，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，因此可观察到的现象是：红色固体变黑，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧，产生蓝色火焰．
故填：红色固体变黑，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧，产生蓝色火焰．
（3）刚通入CO时不能马上进行尾气处理，这样不安全，理由是：装置中含有空气，此时的尾气中含有空气，点燃含有空气的一氧化碳时易发生爆炸．
故填：装置中含有空气，此时的尾气中含有空气，点燃含有空气的一氧化碳时易发生爆炸．
小（4）小丽马上排除了猜想②，理由是Fe₂O₃是红色粉末．
故填：Fe₂O₃是红色粉末．
实验过程如下表所示：

实验方案	现象与结论
用磁铁吸引黑色粉末	观察到黑色粉末全部被磁铁吸引，说明猜想③正确

（5）高温条件下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．
故填：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．