Question

【題目】某研究小組利用如圖裝置探究溫度對一氧化碳還原氧化鐵的影響。

(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，按如圖裝置進行對比實驗，甲組用酒精燈、乙組用酒類噴燈對裝置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。已知Fe2＋與K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液反應生成帶有特征藍色的鐵氰化亞鐵沉淀。

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，題圖裝置還可采取的改進措施是__________________________________。

Answer 1

【答案】MgO、CO2 除CO2 點燃 Fe Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O Fe2＋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) 在裝置BC之間添加裝置E防倒吸(其他合理答案均可)

【解析】

(1)MgCO3受熱分解的產物為氧化鎂和二氧化碳；

(2) 裝置C為洗氣瓶，需要洗去一氧化碳中的CO2；CO為有毒氣體，需要點燃處理；

(3)①鐵粉為黑色；

②四氧化三鐵與鹽酸反應生成氯化鐵、氯化亞鐵和水；

③Fe2＋被氯氣氧化為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；

④由于B裝置加熱后溫度上升，實驗裝置內壓強會有變化，C裝置為洗氣裝置，會產生倒吸；

(1)MgCO3受熱分解的產物為氧化鎂和二氧化碳，因此加熱分解得分解產物為：MgO、CO2；綜上所述，本題答案是：MgO、CO2。

(2)裝置C為洗氣瓶，由于B裝置中發生反應Zn+CO2=ZnO+CO，由于有CO2摻雜在CO里，故需要洗氣瓶將CO2除去。由于D裝置中發生反應Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2，CO2被澄清石灰水吸收，則尾氣為CO，氣體有毒，點燃后生成無毒的CO2，故需要點燃處理。

綜上所述，本題答案是：除CO2 ；點燃 。

(3)①由乙組的現象可知，步驟1中，發生的反應為Fe+2HCl=H2↑+FeCl2，故乙組得到的黑色粉末為Fe；綜上所述，本題答案是：Fe。

②由甲組現象可知，甲組得到的產物為四氧化三鐵，四氧化三鐵與鹽酸反應生成氯化鐵、氯化亞鐵和水，故步驟1中的離子反應式為：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；綜上所述，本題答案是：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。

③乙組步驟3得到的溶液中含有的是Fe2＋，在步驟4中被氯水氧化后生成Fe3＋，Fe3＋在KSCN溶液中會發生顯色反應，故溶液顯紅色；溶液褪色是因為SCN-被Cl2氧化，若向溶液中繼續加入過量KSCN溶液，若出現紅色，則假設成立；

綜上所述，本題答案是：Fe2＋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)。

④由于B裝置加熱后溫度上升，實驗裝置內壓強會有變化，且C裝置為洗氣裝置，有液體，故在BC之間加入裝置E，防止C裝置發生倒吸，保護實驗安全進行。

綜上所述，本題答案是：在裝置BC之間添加裝置E防倒吸(其他合理答案均可)。