Question

10．如图是某化学课外学习小组设计的探究工业炼铁原理及产物验证的实验，其中A装置的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳，看图回答下列问题：

（1）写出装置A玻璃管中发生反应的化学方程式：CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（2）实验过程中，应先点燃A装置中的酒精喷灯．
（3）要验证B中产生的CO₂，还需要在A、B之间增加E装置（填“D”或“E”）．
（4）整套装置还有一个明显的不足之处是：缺少尾气处理装置．
（5）由于铁的氧化物Fe₃O₄和FeO均为黑色，B中得到的铁是否含有Fe₃O₄和FeO，该小组同学设计了下列探究实验．
【提出问题】CO还原Fe₂O₃得到的铁是否含有Fe₃O₄和FeO？
【提出猜想】猜想1：Fe；   猜想2：Fe和Fe₃O₄；  猜想3：Fe和FeO；
猜想4：Fe、Fe₃O₄、FeO．
【查阅资料】①2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，但FeCl₃溶液不与Fe₃O₄、FeO反应
②Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂0
③含有Fe³⁺盐溶液遇到KSCN溶液时变成血红色．
【实验探究】限选试剂：CO、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl₃溶液

实验操作	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量黑色产物加入到装有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤．	黑色固体部分溶解	猜想2和猜想4都不成立
Ⅱ．取第I步洗涤后所得固体加入到装有足量 稀盐酸的试管中，充分反应后，再滴加少量KSCN溶液．	黑色固体全部溶解，溶液不变为血红色
Ⅲ．另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量澄清石灰水的容器中．	澄清石灰水变浑浊	猜想3成立

Answer 1

分析 （1）根据碳和二氧化碳反应生成一氧化碳解答；
（2）根据实验的注意事项进行分析；
（3）要将通入的二氧化碳完全吸收；
（4）一氧化碳有毒，应该做一下尾气处理；
（5）猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe₃O₄；猜想3：Fe和FeO；猜想4：Fe、Fe₃O₄、FeO；
铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氧化亚铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和水；
加热条件下，铁和一氧化碳不能反应，氧化亚铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊．

解答 解：（1）二氧化碳和碳在高温下生成一氧化碳，化学方程式为CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；故填CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（2）要先向装置B中通入一氧化碳，排净其中的空气，以免加热时发生爆炸；故填：A；
（3）为了避免通入的二氧化碳对后面实验现象的影响，所以事先应将从A中排出的二氧化碳完全吸收，氯化钠与二氧化碳不反应，浓的氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水；故填：E；
（4）一氧化碳有毒，会污染空气，所以应该将其燃烧，转化为二氧化碳．故填：缺少尾气处理装置；
（5）猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe₃O₄；猜想3：Fe和FeO；猜想4：Fe、Fe₃O₄、FeO；故填：Fe、Fe₃O₄、FeO；
【实验探究】如下表所示：

实验操作	实验现象	实验结论
Ⅰ．取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤．	黑色固体部分溶解	猜想2和4都不成立
Ⅱ．取少量黑色产物加入到装有足量稀盐酸的烧杯中，充分反应后，向溶液中滴加KSCN溶液	黑色固体全部溶解，溶液不变红色
Ⅲ．另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量的澄清石灰水的烧杯中．	澄清石灰水变浑浊	猜想1不成立 猜想3成立

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．