Question

在學習“鐵的冶煉”后，興趣小組的同學按課本裝置圖進行改裝實驗（如圖所示），反應后玻璃管中紅色粉末變成了黑色粉末A，請你用化學方程式表示該煉鐵原理：

 

，從環(huán)保的角度考慮，該裝置明顯的不足是

 

，同學們對黑色粉末A的成分提出了疑問．
【提出問題】黑色粉末A是不是全部是鐵？
【查閱資料】鐵的氧化物有Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO（氧化亞鐵，黑色固體），都能與稀鹽酸反應，且只有Fe₃O₄能被磁鐵吸引．
【進行猜想】
（1）小明認為黑色粉末A全部是Fe．
（2）小華提出來猜想①和猜想②，請你補充猜想③．
猜想①：黑色粉末A由Fe和Fe₃O₄組成；
猜想②：黑色粉末A由Fe和FeO組成；
猜想③：黑色粉末A由Fe和

 

組成．
【實驗探究】
（1）小明取適量黑色粉末A加入足量

 

溶液充分反應后過濾，得紅色固體Cu和黑色粉末B，據(jù)此可知小明的猜想是錯誤的．
（2）小華按下列方案繼續(xù)探究，請你一同參與．

方案	實驗操作及可能的現(xiàn)象	結論
①	取適量黑色粉末A用磁鐵吸引，黑色粉末全部被吸引	猜想①正確
②	取適量黑色粉末B加入足量稀鹽酸，黑色粉末全部溶解	猜想②正確
③	取適量	猜想③正確

 【反思評價】小娟認為方案②中得出的結論不正確，其理由是：

 

．
【得出結論】通過上述實驗得出黑色粉末A的成分．
【拓展延伸】鐵銹的主要成分是Fe₂O₃?xH₂O，人們常用

 

來清洗鐵銹．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,金屬的化學性質(zhì),一氧化碳還原氧化鐵,酸的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：根據(jù)煉鐵的原理寫出反應的化學方程式；根據(jù)一氧化碳有毒能污染空氣分析裝置的不足；
【進行猜想】根據(jù)鐵的氧化物的顏色和性質(zhì)進行猜想；
【實驗探究】（1）根據(jù)鐵能與硫酸銅反應分析判斷；
（2）根據(jù)氧化亞鐵不能被磁鐵吸引，鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引、鐵能與硫酸銅反應、四氧化三鐵不能與硫酸銅分析驗證猜想三．
【反思評價】根據(jù)四氧化三鐵是黑色的能與鹽酸反應分析方案②的結論；
【拓展延伸】根據(jù)鐵銹能與鹽酸反應分析除鐵銹的方法．

解答：解：在高溫條件下，一氧化碳能將氧化鐵還原出來生成了鐵和二氧化碳，反應的方程式是：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；一氧化碳有毒，能污染空氣，應將尾氣處理，從環(huán)保的角度考慮，該裝置明顯的不足是：缺少尾氣處理裝置；
【進行猜想】由于鐵的氧化物Fe₃O₄、FeO、還原出的鐵都是黑色的，所以猜想三是：黑色粉末A由Fe和氧化亞鐵和四氧化三鐵組成．
【實驗探究】
（1）若黑色粉末A若只有鐵粉，加入足量硫酸銅溶液后會全部發(fā)生反應，不會有黑色固體剩余，而實驗過程中有黑色固體剩余，據(jù)此可知小明的猜想是錯誤的．
（2）由于氧化亞鐵不能被磁鐵吸引，鐵、四氧化三鐵能被磁鐵吸引，鐵能與硫酸銅反應、四氧化三鐵不能與硫酸銅反應．所以實驗③的設計方案及可能的現(xiàn)象是：

方案	實驗操作及可能的現(xiàn)象	結論
③	取適量黑色粉末用磁鐵吸引，黑色粉末未全部被吸引；取適上述被吸引的黑色粉末于試管中，加入足量硫酸銅溶液，仍有黑色固體剩余	猜想③正確

【反思評價】由于四氧化三鐵是黑的，也能與鹽酸反應，所以，方案②的結論不正確；
【拓展延伸】由于鐵銹能與鹽酸反應，所以，人們常用稀鹽酸來清洗鐵銹．
故答為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂，缺少尾氣處理裝置；【進行猜想】黑色粉末A由Fe和氧化亞鐵和四氧化三鐵組成．【實驗探究】（1）硫酸銅；（2）見上表；【反思評價】四氧化三鐵能與鹽酸反應；
【拓展延伸】稀鹽酸．

點評：化學實驗現(xiàn)象是化學實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應關系，有助于提高觀察實驗、進行實驗的能力．所以，對化學實驗不僅要認真觀察，還應掌握設計實驗、觀察實驗現(xiàn)象的方法．