Question

地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。

（1）赤铁矿在自然界中储藏丰富，其主要成分的化学式是                。

（2）磁铁矿的主要成分是Fe₃O₄。在Fe₃O₄中存在两种不同价态的铁离子，其中1/3是Fe²⁺，2/3是Fe³⁺。请写出Fe₃O₄与盐酸反应的化学方程式                                   。

（3）工业上主要采用高炉炼铁，常用到的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气。其中，焦炭的作用是                             。（仅答一点）

（4）由于铁的氧化物中Fe₃O₄和FeO均为黑色，实验室用CO还原Fe₂O₃得到的铁中是否会含有Fe₃O₄和FeO，某同学设计了下列探究实验。

资料：FeCl₃溶液与铁发生的反应是2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，但FeCl₃溶液不与Fe₃O₄和FeO反应；含有Fe³⁺的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，利用该反应可检验的Fe³⁺存在。

【提出问题】CO还原Fe₂O₃得到黑色产物的成分是什么？

【猜想】

猜想1：Fe；     猜想2：Fe和Fe₃O₄；     猜想3：Fe和FeO；  猜想4：          。

【实验探究】限选试剂：CO、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl₃溶液。

实验操作	实验现象	实验结论
I取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤。	黑色固体部分溶解。	猜想2和4都不成立
Ⅱ         ①                                 。	黑色固体全部溶解，溶液不变红色。
Ⅲ另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量的   ②       的烧杯中。	③           。	猜想1不成立，猜想3成立。

Answer 1

【答案】(1)Fe₂O₃  (2)Fe₃O₄＋8HCl=2FeCl₃＋FeCl₂＋4H₂O  (3)燃烧提供热量或生成一氧化碳  (4)猜想4:Fe、FeO和Fe₃O₄  ①操作Ⅱ：取少量操作I所得滤渣于试管，再加入足量的稀盐酸，充分反应后，再加入适量KSCN溶液  ②操作Ⅲ：澄清石灰水  ③现象：澄清石灰水变浑浊

【解析】赤铁矿的主要成分是氧化铁；二价的亚铁离子反应后与氯离子结合成氯化亚铁，三价的铁离子与氯离子结合后形成氯化铁，因此反应的化学方程式中既有氯化亚铁还有氯化铁；焦炭在高炉炼铁中一方面燃烧提供热量提高炉温，另一方面是为了产生还原剂一氧化碳；根据题目信息结合前面的猜想，猜想4应该是Fe、FeO和Fe₃O₄ ；实验探究的内容要结合试题所提供的信息及题目要求并联系所学知识进行解答即可。