Question

【题目】实验探究和证据推理是提升认知的重要手段．化学兴趣小组对“CO还原Fe2O3粉末”的实验进行探究：
（1）Ⅰ探究CO与Fe2O3的反应产物（夹持仪器已略去）
【实验过程】步骤1 在通风橱中，按图Ⅰ连接装置并检验装置的气密性．
步骤2 装入试剂：玻璃管内装入Fe2O3粉末，试管Ⅰ中装入澄清石灰水．
步骤3 从a端通入CO一段时间，待 ， 再点燃酒精灯．
（2）【实验现象】反应一段时间后，玻璃管内粉末由色变成黑色，生成的黑色固体均能被玻璃管上方的磁铁吸引．试管Ⅰ中出现白色沉淀（用化学反应方程式表示： ．
（3）【查阅资料】铁粉、FeO、Fe3O4均为黑色固体；铁粉、Fe3O4均能被磁铁吸引． 【提出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想：
猜测Ⅰ：Fe；猜测Ⅱ：Fe3O4；猜测Ⅲ：Fe和Fe3O4
【实验验证】取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，观察到红色固体中混有黑色颗粒，说明（填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）是正确的．
（4）【拓展研究】进一步查阅资料，发现CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜（Ⅰ）和氨水的混合液]．因此可在装置Ⅰ后再连接下图装置Ⅱ，其目的是 ， 装置Ⅰ、Ⅱ的连接顺序：b连接（填“c”或“d”）．
（5）Ⅱ原料气CO的制备 方法一：加热MgCO3、Zn的混合物可快速制备CO，同时还得到两种金属氧化物：、（填化学式）．
方法二：加热草酸晶体（H2C2O42H2O）制备CO：
H2C2O42H2O CO↑+CO2↑+3H2O
已知：常压下，草酸晶体的熔点为101℃．比较草酸晶体的熔点和分解温度，
分析若选用装置Ⅲ制备装置Ⅰ所需的CO，可能存在的问题是 ．

Answer 1

【答案】
（1）试管Ⅰ中有气泡产生
（2）红棕； CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O）
（3）猜想Ⅲ
（4）吸收尾气中的CO； d
（5）ZnO；MgO；草酸流到试管口,反应不能继续进行
【解析】解：Ⅰ、【实验过程】在用一氧化碳还原氧化铁时，应先通入一段时间的一氧化碳气体，除尽空气，再点燃酒精灯加热，以免发生爆炸，所以要从a端通入CO一段时间后，待试管Ⅰ中有气泡产生时再点燃酒精灯；故填：试管Ⅰ中有气泡产生；

【实验现象】氧化铁是红棕色固体，加热一段时间后，被一氧化碳还原为黑色的铁粉，同时生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水；故填：红棕；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；

【实验验证】四氧化三铁与硫酸铜溶液不反应，而铁能与其反应生成红色金属铜，因为取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，观察到红色固体中混有黑色颗粒，这说明原黑色固体中含有四氧化三铁与铁，即猜想Ⅲ成立；故填：猜想Ⅲ；

【拓展研究】尾气中的一氧化碳有毒，所以需要将尾气吸收；气体应从长管进入铜液，这样可以充分反应；故填：吸收尾气中的CO；d；

Ⅱ、方法一：加热MgCO3、Zn的混合物可快速制备CO，同时还得到两种金属氧化物，由质量守恒定律可知，这两种氧化物是氧化镁与氧化锌；故填：ZnO；MgO；

方法二：因为常压下，草酸晶体的熔点为101℃，加热过程中草酸会熔化流到试管口，导致反应不能进行，所以不能用装置Ⅲ制备装置Ⅰ所需的CO；故填：草酸流到试管口，反应不能继续进行．

【考点精析】根据题目的已知条件，利用金属材料的选择依据和一氧化碳还原氧化铁的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金．重金属：如铜、锌、铅等；有色金属轻金属：如钠、镁、铝等；有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属；原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来．