Question

【题目】某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。

【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？

【进行猜想】（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉。请写出铁粉与CuSO4溶液反应的化学方程式________________________________。实验过程中采取了过滤，该操作中用到的玻璃仪器有___________、___________和玻璃棒。

（2）小华认为小明的猜想是错误的，理由是_____________________。

【查阅资料】①铁的氧化物都能与稀盐酸，稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁（该化合物中铁有＋2、＋3两种化合价）能被磁铁吸引。

②铁的氧化物都能与酸发生反应而溶解，生成氯化物和水，反应前后各元素化合价不变。

③氯化铁溶液呈黄色。

（3）根据固体的颜色可知，黑色粉末A中肯定不含铁的氧化物中的_________（写化学式）；针对黑色粉末A的成分，小华提出了猜想①和②，请结合所学知识补充余下的一个猜想。

猜想①：由铁粉和四氧化三铁（Fe3O4）组成；猜想②：由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成；

猜想③：___________________________。

为了验证是哪一种猜想，设计了以下两个实验：

【实验1】取少量黑色粉末B加入稀盐酸中，观察到有气泡，溶液_________，则可判断猜想②是错误的。

【实验2】针对猜想①和猜想③，请你帮助小华完成以下实验设计

实验操作	可能的现象	结论
___________________	____________	猜想①正确

【得出结论】在高温下，一氧化碳和氧化铁可生成铁，四氧化三铁。请写出只生成四氧化三铁的化学方程式_____________________________。

Answer 1

【答案】 Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu 烧杯 漏斗 加入足量硫酸铜溶液反应后过滤，还有黑色粉末存在 Fe2O3 黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成 未变黄色 取适量黑色粉末B（或A）用磁铁吸引 黑色粉末全部被吸引 3CO+Fe2O32Fe+3CO2

【解析】【进行猜想】（1）铁与CuSO4溶液反应生成铜和硫酸盐铁，化学方程式为： ；（2）加入足量硫酸铜溶液反应后过滤，还有黑色粉末存在，可确定黑色粉末A中不仅仅含有铁还含有其他黑色固体；【查阅资料】（3）因为氧化铁为红棕色物质，根据固体的颜色可知，黑色粉末A中肯定不含铁的氧化物中的Fe2O3；根据猜想①和猜想②，即黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe3O4）组成和黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成可确定猜想③：黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成；【实验1】根据氯化铁溶液呈黄色，取少量黑色粉末B加入稀盐酸中，观察到有气泡，溶液未变黄色，则可判断猜想②是错误的；【实验2】针对猜想①和猜想③，四氧化三铁也能被磁铁吸引，实验设计如下：

实验操作	可能的现象	结论
_取适量黑色粉末B（或A）用磁铁吸引 __________________	__黑色粉末全部被吸引__________	猜想①正确

【得出结论】在高温下，一氧化碳和氧化铁可生成铁，四氧化三铁。化学方程式为： 。