Question

【题目】某兴趣小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响（固定装置略）．

（1）F装置内溶液变浑浊的化学反应方程式为_____；A装置内发生的反应属于_____反应（选填放热或吸热）．

（2）装置B的作用是_____．处理尾气的方法为_____．

（3）将该小组分为两组，各取48g氧化铁粉末按如图装置进行对比实验．甲组用酒精灯（火焰温度5000C～7000C）、乙组用酒精喷灯（火焰温度8000C～10000C）分别对装置D充分加热，红色粉末均变为黑色粉末．两组分别用固体产物进行实验，记录如下．

操作步骤	甲组现象	乙组现象
1．称量反应后粉末质量（g）	44.2	33.6
2．取黑色粉末用磁铁吸引	部分能被磁铁吸引	全部能被磁铁吸引
3．取黑色粉末加入足量稀盐酸，震荡	部分溶解，无气泡	全部溶解，有气泡

为解释这个现象，小组成员查阅到下列资料：

Ⅰ．已知铁的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3，在一定条件下，均能失去或逐步失去其中的氧，最终被还原为铁．

Ⅱ．Fe3O4是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸．

Ⅲ．氧化铁和一氧化碳进行热反应分析的相关数据图．

（分析与结论）

①乙组的固体产物是_____，产生气泡的化学方程式为_____．

②小军根据实验现象推测甲组的固体产物可能是_____．小华通过计算也证明了小军的观点．试通过计算说明他的推测依据．_____

（反思与交流）

考虑到一氧化碳气体通入的不持续性，装置E的作用是_____．从实验安全的角度考虑，上图装置还要采取的改进措施是_____．

Answer 1

【答案】Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 吸热 除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口处放置燃着的酒精灯 Fe Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ FeO 和Fe3O4 假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为 48g×=46.4g，假设全部还原为FeO的得到质量为48g×=43.2g，因为46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推测出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物 防止F中的液体倒吸入D装置 在装置AB间再增加一个E装置

【解析】

（1）由装置可知，在F装置内，二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，所以溶液变浑浊的化学反应方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；在A装置内，在高温条件下碳与二氧化碳的反应生成了一氧化碳，此反应属于吸热反应．

（2）由于氢氧化钠能与二氧化碳反应，所以，装置B的作用是：除去一氧化碳中的二氧化碳；由于一氧化碳具有可燃性，处理尾气的方法为：在尖嘴口处放置燃着的酒精灯．

（3）[分析与结论]

①在乙中，黑色粉末全部能被磁铁吸引，能全部与盐酸反应有气泡可知，乙组的固体产物是Fe，产生气泡的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑．

②在甲组中，生成物部分能被磁铁吸引，与酸反应部分溶解，无气泡，说明了没有铁，成分为：氧化亚铁和四氧化三铁．由化学式的意义可知：假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为：48g×=46.4g，假设全部还原为FeO的得到质量为：48g×=43.2g．因为46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推测出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物．

[反思与交流]由于E中的液体会倒吸进入D装置，所以，E装置的作用是：防止F中的液体倒吸入D装置；由于B装置中的液体会倒吸进入A装置，所以，从实验安全的角度考虑，上图装置还要采取的改进措施是：在装置AB间再增加一个E装置．

故答为：（1）Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，吸热；（2）除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口处放置燃着的酒精灯；（3）[分析与结论]①Fe，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；②FeO 和Fe3O4；假设48g Fe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为 48g×=46.4g，假设全部还原为FeO的得到质量为48g×=43.2g，因为46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推测出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物．

[反思与交流]防止F中的液体倒吸入D装置；在装置AB间再增加一个E装置．