Question

【题目】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．实验中所用氧化铁的质量为9.6g，硬质玻璃管的质量为40g．
（1）A装置中反应的化学方程式是 ， 该反应是（选填“吸”或“放”）热反应．
（2）从实验安全的角度考虑D瓶中应盛放的试剂是 ．
（3）F装置的作用是、 ．
（4）反应后装置中玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色．同学们通过查阅资料发现CO还原Fe2O3的固体产物成分均能被磁铁吸引．关于该实验，下列说法错误的是： ．
a．C装置的作用是检验二氧化碳是否除尽
b．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁
c．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成
d．反应后，玻璃管中的固体物质都能被磁铁吸引，证明一定有铁生成
（5）为探究E装置中黑色粉末的成分是什么，同学们将反应后的黑色固体研细后，用磁铁吸引，发现黑色粉末全部能被吸引．当装置冷却后称得E装置中玻璃管和固体的总质量为48.64g．则剩余黑色固体中铁元素质量为 ． 根据上述实验数据处理得出产物中黑色因体的成分是 ， 其质量为（如是混合物，需算出各成分质量）．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；吸
（2）浓硫酸
（3）检验二氧化碳；处理尾气
（4）d
（5）6.72g；FeO；8.64g
【解析】（1）氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ， 该反应是吸热反应；（2）溶液中水蒸气的质量会对玻璃管的称量产生影响，需要除去，所以D瓶中的试剂是浓硫酸；（3）二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳具有可燃性和毒性，所以F装置的作用是检验二氧化碳，处理尾气；（4）A、氢氧化钠的作用是除去二氧化碳，C装置的作用是检验二氧化碳是否除尽，故A正确；
B、四氧化三铁也是黑色固体，所以实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁，故B正确；
C、一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，所以反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成，故C正确；
D、四氧化三铁也能被磁铁吸引，所以反应后，玻璃管中的固体物质都能被磁铁吸引，证明不一定有铁生成，故D错误．
故选：D．（5）依据质量守恒定律可知，剩余黑色固体中铁元素质量等于氧化铁中铁元素的质量，铁元素的质量为：9.6g× ×100%=6.72g，氧元素的质量为：8.64g﹣6.72g=1.92g，所以铁、氧元素的原子个数比是：: =1：1，所以黑色固体的成分是FeO，其质量为：8.64g．所以答案是：（1）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ， 吸；（2）浓硫酸；（3）检验二氧化碳，处理尾气；（4）d．（5）6.72g，FeO，8.64g．
【考点精析】解答此题的关键在于理解二氧化碳的化学性质的相关知识，掌握化学性质：一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸；与水反应生成碳酸；能使澄清的石灰水变浑浊；与灼热的碳反应，以及对一氧化碳还原氧化铁的理解，了解原理：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．