Question

【题目】某兴趣小组在实验室中模拟高炉炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究。

（设计实验）用一氧化碳还原氧化铁粉末，实验装置如图。

（进行实验）

（1）实验中观察到玻璃管中的现象是________________________，

洗气瓶中的现象是_________________________________________。

（2）该装置的不足之处是___________________________________

（3）该小组按上述实验设计，利用储气罐预先收集好一氧化碳，并进行实验。当看到固体颜色完全变了，停止实验，测得下列有关数据如下：

氧化铁质量	装置中玻璃管和固体的总质量
16g	反应前67.9g
	反应后65.5g

（分析与讨论）

小刚同学看到反应后玻璃管中全是黑色，认为反应后玻璃管中固体全部是铁，但小强同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料。

[查阅资料]

①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。

②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能是铁，也可能生成铁的氧化物，

如四氧化三铁、氧化亚铁等。

有关铁及其氧化物的性质如下：

物质性质	四氧化三铁	氧化亚铁	氧化铁	铁粉
颜色	黑色	黑色	红色	黑色
能否被磁铁吸引	能	不能	不能	能

[实验与猜想]

该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末部分被吸引，则该黑色固体粉末可能是_______________(填序号)。

①Fe ②FeO ③Fe3O4、Fe ④FeO、Fe ⑤FeO、Fe3O4 ⑥FeO、Fe3O4、Fe

（4）（实验结论）通过实验中获得的数据进行分析，要保证实验成功，将氧化物全部被还原成铁，储气罐的一氧化碳气体预先装入_____________克最合适。

A．4.8 B．5.6 C．8.4 D．9.6

Answer 1

【答案】固体由红色变为黑色 石灰水变浑浊 没有尾气处理装置 ④⑤⑥ D

【解析】

进行实验：（1）氧化铁是红色粉末，生成物是黑色粉末，所以实验中观察到玻璃管中的现象是固体由红色变黑色。反应有二氧化碳气体生成，二氧化碳能使洗气瓶中的石灰水变浑浊，所以现象是石灰水变浑浊。（2）尾气中含有一氧化碳，会污染空气，所以该装置的不足之处是没有尾气处理装置。

实验与猜想：反应后玻璃管中全是黑色固体，而氧化铁是红色，所以反应后的固体中无氧化铁，该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末部分被吸引，说明固体中含有氧化亚铁，另外铁、四氧化三铁中至少含有一种，故选④⑤⑥。

实验结论：设参加反应的一氧化碳的质量是x，

=，解得x=8.4g，因为反应前要先通入一氧化碳，反应后要再继续通入一氧化碳，所以储气罐的一氧化碳气体的质量>8.4g，故选D。