Question

【题目】现有一包黑色固体粉末，可能含有炭粉、CuO、Fe3O4中的两种或者三种，某化学兴趣小组通过实验探究其成分。

（1）提出问题：该黑色固体粉末成分是什么？

（2）作出猜想：

猜想一：混合固体是炭粉、CuO

猜想二：混合固体是炭粉、Fe3O4

猜想三：混合固体是_____（物质写不去不给分）

猜想四：混合固体是炭粉、CuO、Fe3O4

（3）查阅资料：Fe3O4为黑色粉末，能与盐酸反应，含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN（硫氰化钾）溶液时变成红色，Fe(OH)2是一种白色沉淀。

（4）实验探究：取一定量的固体于试管中，加足量的盐酸，充分反应后有部分固体溶解，过滤，得到滤液A，并对滤液A的成分进行如下探究：

实验操作	实验现象	实验结论
步骤一：取一定量滤液A于试管中，加入足量的铁粉	无红色固体析出	该固体物质一定没有_____
步骤二：又取一定量的滤液A于试管中，加入少量的KSCN（硫氰化钾）溶液	溶液变成红色	滤液A中一定含有的物质是_____
步骤三：再取一定量的滤液A于试管中，加入足量的NaOH溶液	有红褐色沉淀生成，同时还有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色	滤液A中还一定含有的物质是_____

（5）讨论交流：

①通过以上实验，猜想_____成立。

②写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式：_____。

③四氧化三铁作为铁的一种氧化物，在高温下还能被单质铝还原，同时生成一种稳定的氧化物，请你写出该反应的化学方程式：_____。

Answer 1

【答案】CuO、Fe3O4 CuO FeCl3 FeCl2 二 Fe3O4＋8HCl＝2FeCl3＋FeCl2＋4H2O 3Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3

【解析】

稀盐酸不能和碳反应，能和四氧化三铁反应生成氯化亚铁、氯化铁和水；氢氧化钠和氯化铁反应生成红褐色沉淀氢氧化铁和氯化钠，和氯化亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和氯化钠，氢氧化亚铁在空气中能被氧化成氢氧化铁。根据化学反应的原理来书写化学方程式。

（2）猜想一：混合固体是炭粉、CuO

猜想二：混合固体是炭粉、Fe3O4

猜想三：混合固体是CuO、Fe3O4

猜想四：混合固体是炭粉、CuO、Fe3O4

故填：CuO、Fe3O4。

（4）步骤一：取一定量滤液A于试管中，加入足量的铁粉，无红色固体析出，说明固体中不含有氧化铜；

步骤二：又取一定量的滤液A于试管中，加入少量的KSCN（硫氰化钾）溶液，溶液变红色，说明滤液A中含有氯化铁；

步骤三：再取一定量的滤液A于试管中，加入足量的NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，同时还有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后面变成红褐色，说明滤液A中还一定含有的物质是氯化亚铁，实验过程如下所示：

实验操作	实验现象	实验结论
步骤一：取一定量滤液A于试管中，加入足量的铁粉	无红色固体析出	该固体物质一定没有氧化铜
步骤二：又取一定量的滤液A于试管中，加入少量的KSCN（硫氰化钾）溶液	溶液变成红色	滤液A中还一定含有的物质是氯化铁
步骤三：再取一定量的滤液A于试管中，加入足量的NaOH溶液	有红褐色沉淀生成，同时还有少量的白色沉淀生成，白色沉淀迅速 变成灰绿色，最后面变成红褐色	滤液A中还一定含有的物质是氯化亚铁

（5）①通过以上实验，加足量的盐酸，充分反应后有部分固体溶解，不溶解的固体是炭粉，滤液A中含有氯化铁和氯化亚铁，说明固体中含有四氧化三铁，猜想二成立。

故填：二。

②Fe3O4与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水，反应的化学方程式为：Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O。

故填：Fe3O4+8HCl═2FeCl3+FeCl2+4H2O。

③Fe3O4与铝在高温的条件下反应生成铁和氧化铝；故填：