Question

4．我国是一个钢铁大国，钢铁产量为世界第一．某化学实验小组的同学用下面的装置在实验室中模拟炼铁．请你和他们一起完成相关探究．

（1）操作顺序是实验成败的关键，对于该实验，应先通入一氧化碳（填“先通入一氧化碳”或“先点燃酒精灯”）．
（2）反应中可观察到粗玻璃管内的固体逐渐由红棕色变成黑色，写出该反应的化学方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）产物的检验：
①初步检验：甲同学想对反应后的产物进行初步检验，请你帮他想出一个物理方法：用磁铁吸引．
②进一步验证：乙同学想用化学方法对产物进一步验证，他将反应后的黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液中，发现只有部分变红．请写出生成红色物质的化学方程式：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．

Answer 1

分析 （1）根据一氧化碳还原氧化铁的实验注意事项分析；
（2）根据一氧化碳可以把氧化铁还原为铁，以及氧化铁和铁粉的颜色分析，并写出化学反应式；
（3）物理方法可以利用铁能被磁铁吸引的特点验证；铁可以与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁．

解答 解：（1）一氧化碳具有可燃性，加热前一定要先通入一氧化碳气体，然后给玻璃管加热，完全反应后停止加热，为防止生成的铁又被氧化，要再通一会一氧化碳．
（2）一氧化碳能把红棕色的氧化铁粉末还原成黑色的铁粉，化学反应式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；如果试管中的石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成．
（3）由于铁可以被磁铁吸引，所以可以用磁铁吸引观察是否能被吸引．铁可以与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
故答案是：（1）先通入一氧化碳；
（2）红棕；黑；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）①用磁铁吸引； ②Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．

点评 此题是与炼铁相关的实验探究题，综合性较强，注意根据实验原理设计实验方案是解答的关键，平时注意培养应用知识、解决问题的能力．