Question

某研究小組利用題9圖裝置探究溫度對CO還原Fe₂O₃的影響(固定裝置略)

 

題9圖

(1)MgCO₃的分解產物為              。

(2)裝置C的作用是                ，處理尾氣的方法為                  。

(3)將研究小組分為兩組，按題9圖裝置進行對比實驗，甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對裝置D加熱，反應產物均為黑色粉末(純凈物)。兩組分別用產物進行以下實驗：

步驟	操作	甲組現象	乙組現象
1	取黑色粉末加入鹽酸	溶解，無氣泡	溶解，有氣泡
2	取步驟1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液	藍色沉淀	藍色沉淀
3	取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液	變紅	無現象
4	取步驟3溶液中滴加新制氯水	紅色褪去	先變紅，后褪色

①乙組得到的黑色粉末是              。

②甲組步驟1中反應的離子方程式為                                。

③乙組步驟4中，溶液變紅的原因為                   ，溶液褪色可能的原因及其驗證方法為                                                      。

④從實驗安全考慮，題9圖裝置可采取的改進措施是                    。

Answer 1

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

   ③Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，Fe³⁺遇SCN^-顯紅色；假設SCN^-被Cl₂氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現紅色，則假設成立（其他合理答案均可得分）   ④在裝置B C之間添加裝置E防倒吸（其他合理答案均可得分）

【解析】（1）難溶的碳酸鹽受熱易分解為氧化物和CO₂，因此MgCO₃受熱分解得到產物是MgO與CO₂。（2）結合實驗目的可知在裝置B處，CO₂與Zn作用生成CO氣體，進入后面裝置進行實驗，故裝置C中NaOH是用來吸收CO中混有的CO₂氣體；CO氣體不一定完全反應，因此尾氣中會有CO，可利用其可燃性采取點燃法來進行尾氣處理。（3）①利用黑色固體可溶于鹽酸并產生氣體，結合“原子守恒”可知用酒精噴燈的乙組實驗得到的固體為Fe；②利用甲組現象可知Fe₂O₃與CO在酒精燈加熱的條件下，Fe₂O₃被還原得到黑色固體為Fe₃O₄，由此可寫出反應的離子方程式；③因Fe³⁺遇SCN^-顯紅色，所以步驟4中溶液變紅是溶液中Fe²⁺被Cl₂氧化為Fe³⁺所致、溶液褪色的原因可能是Cl₂將SCN^-氧化，若該假設成立，則溶液中還存在Fe³⁺，再繼續加入KSCN溶液則溶液變紅；④若B處停止加熱后，C中液體易倒吸入B中引起玻璃管炸裂，因此可采取的改進措施是在裝置B C之間添加裝置E防倒吸。