Question

某同学模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验，其装置如图所示．

（1）A装置中的实验现象是

 

，反应的化学方程式是

 

．
（2）B中发生反应的化学方程式是

 

．C处点燃酒精灯的目的是

 

．
（3）实验开始时要先通入CO，排尽装置内的空气后再加热，以防发生爆炸．检验装置中的空气已排尽的方法是：

 

．
（4）实验结束后，小李看到红色固体全部变黑了，认为产物就是单质铁，但小王提出了质疑：还有可能生成其它物质．为了进一步验证其成分，小王查到下列资料：
①铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁（该化合物中铁有+2、+3两种化合价），其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色；并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引．
②铁的氧化物都能与酸发生反应而溶解．
根据上述信息，小王又设计了两个实验．
【实验1】
将黑色固体研磨后，取少量加入

 

溶液中，观察到有气泡出现，溶液未变黄色，据此得出的结论是

 

．
【实验2】
再用磁铁吸引余下黑色固体，实验后即可对黑色固体成分进行判断：

 

．

Answer 1

考点：一氧化碳还原氧化铁,金属的化学性质,酸的化学性质,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）在高温条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成了铁和二氧化碳，根据反应写出反应的方程式；
（2）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水，根据反应写出反应的方程式；根据尾气中的一氧化碳有毒，能污染空气分析；
（3）根据气体验纯的方法分析解答；
（4）[实验1]根据铁能与酸反应的性质分析；
[实验2]根据上述实验，溶液未变黄色，说明了生成物中不含有四氧化三铁，再根据氧化亚铁没有磁性分析回答．

解答：解：（1）一氧化碳在高温条件下将氧化铁还原成铁，可观察到红色粉末变为黑色，反应的方程式是：3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3 CO₂；
（2）二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀，方程式是CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
由于一氧化碳是有毒的气体，点燃的酒精灯的目的是燃烧多余的CO，防止污染环境；
（3）由于一氧化碳是可燃性的气体，与空气或氧气的混合气体点燃时易发生爆炸，所以，检验装置中的空气已排尽的方法是：在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽；
（4）【实验1】
将黑色固体研磨后，取少量加入稀盐酸溶液中，观察到有气泡出现，说明有金属铁生成，溶液未变黄色，说明黑色固体中无四氧化三铁，有铁；
【实验2】
用磁铁吸引余下黑色固体，因为已经判断无四氧化三铁，如果黑色固体被磁铁全部吸引，说明只有单质铁；如果被部分吸引，说明黑色固体为Fe和FeO．
故答案为：（1）固体粉末由红色变成黑色；    3CO+Fe₂O₃ 

高温  .

2Fe+3CO₂；
（2）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；点燃尾气中的CO，防止污染环境；
（3）在右端导气管口用排水法收集一试管气体，用拇指堵住试管口，移近火焰，点燃，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已排尽；
（4）【实验1】稀硫酸（或稀盐酸）； 黑色固体中有单质铁，无四氧化三铁；
【实验2】
如果黑色固体全部被磁铁吸引，说明只有单质铁；如果部分被吸引，说明黑色固体为铁和氧化亚铁．

点评：本题主要考查一氧化碳与氧化铁反应实验装置、实验现象、一氧化碳的化学性质和污染及物质成分的实验探究，解题时要充分利用题干提供的信息来分析解决问题．