Question

某化学兴趣小组根据如下所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究。

经初步分析：无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种。

高炉炼铁的原理为Fe₂O₃+3CO2Fe+3CO₂，请写出反应器中一氧化碳是如何产生的化学方程式：                        。

兴趣小组又分成甲、乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究。

【猜想与假设】

甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体A中可能有CO₂，也可能有未反应的          。

乙组认为黑色粉末B的成分中存在以下三种情况：

假设一：只含有铁。假设二：只含有           。假设三：以上两种物质都含有。

【实验探究】

（1）为验证甲组的猜想，大家按如下所示进行实验（箭头表示气体流向）：

当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体A的成分为          ，Ⅱ中浓硫酸的作用是                    。

（2）为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究：

实验方法	实验操作	实验现象	实验结果
物理方法	__________________________________	________	假设三成立
化学方法	取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸	________ ________	假设三成立

写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式：                     。

【交流反思】

在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来               。

Answer 1

C+O₂CO₂、CO₂+C2CO   【猜想与假设】CO   C

【实验探究】（1）CO₂、CO   干燥气体

（2）

实验方法	实验操作	实验现象	实验结果
物理方法	取少量黑色粉末B，用磁铁吸引	部分黑色粉末被吸引上来
化学方法		部分黑色粉末溶解，产生气泡

Fe+2HClFeCl₂+H₂↑

【交流反思】没有进行尾气处理

解析：炼铁时，把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳在高温下与碳反应生成一氧化碳，再利用一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来，据此可写出产生一氧化碳的两步反应的化学方程式。【猜想与假设】根据炼铁原理可推知，无色气体A中可能有CO₂，也可能有CO。黑色粉末B中可能含有铁、碳或两者的混合物。【实验探究】（1）Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，说明无色气体A中含有CO₂；Ⅲ中灼热的氧化铜变红，说明无色气体A中含有CO。浓硫酸具有吸水性，起干燥作用。（2）因铁可被磁铁吸引，而碳不能被磁铁吸引，因此物理方法可用磁铁检验；铁可与稀盐酸反应产生气泡，而碳不能与稀盐酸反应，用稀盐酸可进行检验。铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，据此可写出反应的化学方程式。【交流反思】甲组实验中没有处理尾气，尾气中含有未反应完的一氧化碳气体，一氧化碳气体有毒，会对空气造成污染。