Question

某研究小组利用题9图装置探究温度对CO还原Fe₂O₃的影响(固定装置略)

 

题9图

(1)MgCO₃的分解产物为              。

(2)装置C的作用是                ，处理尾气的方法为                  。

(3)将研究小组分为两组，按题9图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验：

步骤	操作	甲组现象	乙组现象
1	取黑色粉末加入盐酸	溶解，无气泡	溶解，有气泡
2	取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液	蓝色沉淀	蓝色沉淀
3	取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液	变红	无现象
4	取步骤3溶液中滴加新制氯水	红色褪去	先变红，后褪色

①乙组得到的黑色粉末是              。

②甲组步骤1中反应的离子方程式为                                。

③乙组步骤4中，溶液变红的原因为                   ，溶液褪色可能的原因及其验证方法为                                                      。

④从实验安全考虑，题9图装置可采取的改进措施是                    。

Answer 1

MgO、CO₂   （2）除CO₂   点燃    （3）①Fe   ②Fe₃O₄+8H⁺＝2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O

   ③Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，Fe³⁺遇SCN^-显红色；假设SCN^-被Cl₂氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立（其他合理答案均可得分）   ④在装置B C之间添加装置E防倒吸（其他合理答案均可得分）

【解析】（1）难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和CO₂，因此MgCO₃受热分解得到产物是MgO与CO₂。（2）结合实验目的可知在装置B处，CO₂与Zn作用生成CO气体，进入后面装置进行实验，故装置C中NaOH是用来吸收CO中混有的CO₂气体；CO气体不一定完全反应，因此尾气中会有CO，可利用其可燃性采取点燃法来进行尾气处理。（3）①利用黑色固体可溶于盐酸并产生气体，结合“原子守恒”可知用酒精喷灯的乙组实验得到的固体为Fe；②利用甲组现象可知Fe₂O₃与CO在酒精灯加热的条件下，Fe₂O₃被还原得到黑色固体为Fe₃O₄，由此可写出反应的离子方程式；③因Fe³⁺遇SCN^-显红色，所以步骤4中溶液变红是溶液中Fe²⁺被Cl₂氧化为Fe³⁺所致、溶液褪色的原因可能是Cl₂将SCN^-氧化，若该假设成立，则溶液中还存在Fe³⁺，再继续加入KSCN溶液则溶液变红；④若B处停止加热后，C中液体易倒吸入B中引起玻璃管炸裂，因此可采取的改进措施是在装置B C之间添加装置E防倒吸。