Question

三位同學用下圖所示裝置做一氧化碳還原氧化鐵的實驗．當觀察到玻璃管A中的粉末由紅棕色逐漸變為黑色時，停止加熱，繼續通一氧化碳，冷卻到室溫，停止通氣，同時觀察到澄清的石灰水變渾濁．

用一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置
小明認為：依據上述實驗現象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵．
小紅認為：僅從上述實驗現象，不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵，她增加了一個實驗：用磁鐵靠近生成的黑色固體，看到有黑色固體被磁鐵吸引．于是得出生成的黑色固體為金屬鐵的結論．
小光通過查詢有關資料得知：
（1）一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下，可發生如下反應：
3Fe₂O₃+CO

△   .

2Fe₃O₄+CO₂
（2）四氧化三鐵（Fe₃O₄）為黑色固體，有強磁性，能夠被磁鐵吸引．
因此，小光認為小明和小紅的結論都不能成立，你是否同意他的說法？

 

．請具體說明你的理由：

 

．
（3）小光欲通過實驗檢驗生成的黑色固體是否含有金屬鐵．請你幫他設計實驗并填寫下表．

實驗步驟	實驗現象	實驗結論

（4）除上述方案，還可以采取另一種實驗方案，所用的試劑是

 

，將該試劑與黑色固體混合，通過觀察

 

，判斷黑色固體中是否含金屬鐵．

Answer 1

分析：由題意“生成的黑色固體”，而資料中的：“一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下，可發生如下反應：3Fe₂O₃+CO

△   .

2Fe₃O₄+CO₂”和“四氧化三鐵（Fe₃O₄）為黑色固體，有強磁性，能夠被磁鐵吸引”，所以只由此現象，不能確定生成物；可以結合鐵能與稀硫酸反應產生氣泡；或用于硫酸銅溶液反應的性質，進行進一步實驗．

解答：解：（2）由題意“生成的黑色固體”，而資料中的：“一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下，可發生如下反應：3Fe₂O₃+CO

△   .

2Fe₃O₄+CO₂”和“四氧化三鐵（Fe₃O₄）為黑色固體，有強磁性，能夠被磁鐵吸引”，所以只由現象，不能確定生成物；故小光認為小明和小紅的結論都不能成立，具體理由為：根據資料可知：在此條件下會發生反應：3Fe₂O₃+CO

△   .

2Fe₃O₄+CO₂，生成的Fe₃O₄也是黑色固體且能被磁鐵吸引，同時生成的CO₂也能使澄清石灰水變渾濁；
（3）小光欲通過實驗檢驗生成的黑色固體是否含有金屬鐵，設計：“取少量黑色固體于試管中，向其中滴加稀鹽酸”，觀察是否有氣泡產生；如果有氣泡產生，則黑色固體為鐵；
（4）除上述方案，還可以采取另一種實驗方案，所用的試劑是硫酸銅溶液，將該試劑與黑色固體混合，通過觀察是否有紅色固體生成，判斷黑色固體中是否含金屬鐵．
故答案為：（2）同意；根據資料可知：在此條件下會發生反應：3Fe₂O₃+CO

△   .

2Fe₃O₄+CO₂，生成的Fe₃O₄也是黑色固體且能被磁鐵吸引，同時生成的CO₂也能使澄清石灰水變渾濁；
（3）

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取少量黑色固體于試管中，向其中滴加稀鹽酸	若產生氣泡 若沒有氣泡產生	則黑色固體中含金屬鐵 則黑色固體中不含金屬鐵

（4）硫酸銅溶液；是否有紅色固體生成

點評：掌握一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式；掌握鐵的化學性質：與酸反應生成氣體，與硫酸銅反應生成紅色的銅；結合現象推測結論（反應本質）．