Question

【題目】某化學興趣小組根據圖1所示進行模擬煉鐵的實驗，并對產物成分進行探究。

[初步實驗結果]無色氣體A不含有單質氣體，黑色粉末B含有兩種單質中的一種或者兩種。

[猜想與假設]甲組同學認為無色氣體A中可能有CO2和CO.乙組認為黑色粉末的成分中存在以下三種情況:

假設一:只含有鐵。

假設二:只含有碳。

假設三:_________。

[實驗與探究]

（1）為驗證甲組的猜想，大家按圖2進行實驗:

當看到實驗I中__________，實驗Ⅲ中__________等現象時，可以確定甲組同學猜想正確。

（2）為驗證乙組中假設三能否成立，大家用物理和化學兩種方法來進行探究。

實驗方法	實驗操作	實驗現象	實驗結果
物理方法	用磁鐵靠近粉末	___________	假設三成立
化學方法	取少量黑色粉末B于試管中，加入過量的稀鹽酸。	___________	假設三成立

寫出黑色粉末B中加入過量的稀鹽酸反應的化學方程式__________。

[交流與反思]在做圖2所示的實驗時發現其存在一個缺陷，請指出來:___________。

Answer 1

【答案】鐵和碳 澄清石灰水變渾濁 黑色固體變紅 有部分物質被吸引 部分黑色粉末溶解，產生氣泡，溶液變為淺綠色，有部分黑色固體剩余 沒有進行尾氣處理

【解析】

由題意無色氣體A中可能有CO2和CO，黑色粉末B含有兩種單質鐵和碳中的一種或者兩種，除去假設一和假設二，假設三為含有鐵和碳。

實驗與探究：

（1）為驗證甲組同學猜想無色氣體A中可能有CO2和CO，按圖2進行實驗，I中澄清石灰水用于檢驗并吸收二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和二氧化碳，若有二氧化碳，澄清石灰水會變渾濁，II中濃硫酸用于吸收水分，Ⅲ中灼熱的氧化銅用于檢驗一氧化碳，一氧化碳與氧化銅在加熱條件下生成二氧化碳和銅，若有一氧化碳，黑色固體會變成紅色，因此當看到實驗I中澄清石灰水會變渾濁，實驗Ⅲ中黑色固體變成紅色等現象時，可以確定甲組同學猜想正確。

（2）根據實驗結果假設三成立，可知黑色粉末B含有碳和鐵兩種單質，根據實驗操作的原理可知，物理方法檢驗二者的原理是磁鐵能吸引鐵，不能吸引碳；化學方法檢驗二者的原理是鐵與稀鹽酸反應，碳與稀鹽酸不反應，則有：

物理方法的實驗現象為：有部分物質被吸引

化學方法的實驗現象為：黑色粉末溶解，產生氣泡，溶液變為淺綠色，會有黑色固體剩余

黑色粉末B中加入過量的稀鹽酸，碳與稀鹽酸不反應，鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為。

交流與反思：

在做圖2驗證猜想無色氣體A中可能有CO2和CO的實驗時存在一個缺陷，一氧化碳有毒，直接排放會污染空氣，圖中沒有尾氣處理裝置，對未反應的一氧化碳進行處理。