Question

某實(shí)驗(yàn)小組模擬高爐煉鐵的化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖所示。

(1)A處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。
(2)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。
C處點(diǎn)燃酒精燈的目的是___________________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小李看到紅色固體全部變黑了，認(rèn)為產(chǎn)物就是單質(zhì)鐵，但小王提出了質(zhì)疑：還有可能生成其他物質(zhì)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證其固體成分，小王查到下列資料：
①鐵的氧化物有氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵(該化合物中鐵有＋2、＋3兩種化合價(jià))，其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色；并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引。
②鐵的氧化物都能與酸發(fā)生反應(yīng)而溶解。
根據(jù)上述信息，小王又設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
[實(shí)驗(yàn)1]將黑色固體研磨后，取少量加入________溶液中，觀察到有氣泡出現(xiàn)，溶液未變黃色，據(jù)此得出的結(jié)論是_______________________________________________________________________。
[實(shí)驗(yàn)2]再用磁鐵吸引余下黑色固體，實(shí)驗(yàn)后即可對(duì)黑色固體成分進(jìn)行判斷________。

Answer 1

(1)3CO＋Fe₂O₃2Fe＋3CO₂
(2)CO₂＋Ca(OH)₂=CaCO₃↓＋H₂O  防止CO污染環(huán)境
(3)[實(shí)驗(yàn)1]稀硫酸(或稀鹽酸)  有單質(zhì)鐵，無Fe₃O₄
[實(shí)驗(yàn)2]如果黑色固體被磁鐵全部吸引，說明只有單質(zhì)鐵，如果部分被吸引，說明黑色固體為Fe和FeO

本題以模擬高爐煉鐵的反應(yīng)原理為主題，考查學(xué)生對(duì)煉鐵過程中各反應(yīng)原理、反應(yīng)現(xiàn)象、鐵及鐵的氧化物性質(zhì)等的認(rèn)識(shí)。(1)根據(jù)煉鐵的原理可以知道，A處通入的氣體是一氧化碳，則可以寫出一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式；(2)根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳的原理完成B處化學(xué)方程式的書寫，過程中可能一氧化碳過多，必須對(duì)尾氣進(jìn)行處理，據(jù)此明確點(diǎn)燃酒精燈的作用；第(3)題中，根據(jù)題中信息“紅色固體全部變黑”，結(jié)合資料①中“其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色；并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引”的信息，可知產(chǎn)物中沒有氧化鐵；結(jié)合資料②“鐵的氧化物都能與酸發(fā)生反應(yīng)而溶解”等信息及兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的“有氣泡出現(xiàn)，溶液未變黃色”這一信息，可以得出實(shí)驗(yàn)1中所加入的溶液為酸溶液，黑色固體中一定有鐵，沒有四氧化三鐵；通過實(shí)驗(yàn)2“用磁鐵吸引余下黑色固體”，若黑色固體全部被吸引，則固體中沒有氧化亞鐵，若固體部分被吸引，則固體為鐵和氧化亞鐵的混合物。