Question

（2011?烟台模拟）某化学小组利用下图装置完成Fe₂O₃ 和CO的反应．

（1）实验开始前，首先必须进行的操作为

检查装置的气密性

．实验开始时，通入CO气体和加热的先后顺序为

先通入CO一段时间，后加热

，点燃酒精灯之前，必须检验从装置中排出的CO的纯度．实验过程中，判断反应发生的现象为

红棕色粉末逐渐变黑，澄清石灰水变浑浊

．
（2）实验时可在酒精灯火焰上罩一个金属网罩，该金属网罩的作用是

提高反应温度

、

确保受热均匀

．若要提高反应温度，还可选用的加热仪器为

酒精喷灯

．
（3）查阅资料知，Fe₂O₃和CO进行加热反应，固体质量与反应温度的关系如下图所示．

现测得酒精灯对Fe₂O₃加热温度可达到500℃～600℃，则该温度下，Fe₂O₃ 的还原产物是

Fe₃O₄

．请设计一个简单的实验，证明650℃～700℃时Fe₂O₃的还原产物，简述实验操作和现象

在适量待检物中加入稀H₂SO₄至完全溶解，再加入少量高锰酸钾溶液，溶液紫色褪去

．可供选择的试剂：稀H₂SO₄、稀盐酸、KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液．

Answer 1

分析：（1）因CO能燃烧，点燃不纯的CO能引起爆炸，CO能还原氧化铁生成铁和二氧化碳；
（2）酒精灯火焰上罩一个金属网罩，能集中火焰，提高温度，可利用酒精喷灯代替酒精灯；
（3）CO还原氧化铁的还原产物为可能Fe₃O₄，FeO和Fe．Fe₂O₃加热温度可达到500℃～600℃，质量由46.4g减少为45g，还原产物为Fe₃O₄；650℃～700℃时，质量由43.2g减少较大，还原产物为FeO，利用亚铁离子的还原性来设计实验．

解答：解：（1）因CO能燃烧，点燃不纯的CO能引起爆炸，CO能还原氧化铁生成铁和二氧化碳，则实验时应先检查装置的气密性，实验时先通入CO一段时间，排出装置中的空气，后加热；当观察到红棕色粉末逐渐变黑，澄清石灰水变浑浊，说明CO与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，
故答案为：检查装置的气密性；先通入CO一段时间，后加热；红棕色粉末逐渐变黑，澄清石灰水变浑浊；
（2）酒精灯火焰上罩一个金属网罩，能集中火焰，提高反应温度，确保受热均匀，实验中可利用酒精喷灯代替酒精灯，
故答案为：提高反应温度，确保受热均匀；酒精喷灯；
（3）CO还原氧化铁的还原产物为可能Fe₃O₄，FeO和Fe．Fe₂O₃加热温度可达到500℃～600℃，质量由46.4g减少为45g，还原产物为Fe₃O₄；650℃～700℃时，质量由43.2g减少较大，还原产物为FeO，为验证还原产物，在适量待检物中加入稀H₂SO₄至完全溶解，再加入少量高锰酸钾溶液，溶液紫色褪去，可说明还原产物为FeO，
故答案为：Fe₃O₄；在适量待检物中加入稀H₂SO₄至完全溶解，再加入少量高锰酸钾溶液，溶液紫色褪去．

点评：本题考查制备实验方案的设计，明确CO的可燃性、还原性及发生的化学反应是解答本题的关键，注意（3）中图象的分析及数据分析判断还原产物为解答的难点，题目难度较大．