Question

某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验,其装置如图所示。

(1)A处发生反应的化学方程式是　____________________。

(2)B中发生反应的化学方程式是　____________________。

C处点燃酒精灯的目的是　__________________________。

(3)实验结束后,小李看到红色固体全部变黑了,认为产物就是单质铁,但小王提出了质疑:还有可能生成其他物质。为了进一步验证其固体成分,小王查到下列资料:

①铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁(该化合物中铁有+2、+3两种化合价),其中氧化铁为红棕色,其余都为黑色;并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。

②铁的氧化物都能与酸发生反应而溶解。

根据上述信息,小王又设计了两个实验。

[实验1]将黑色固体研磨后,取少量加入　　　　溶液中,观察到有气泡出现,溶液未变黄色,据此得出的结论是 _________________　。

[实验2]再用磁铁吸引余下黑色固体,实验后即可对黑色固体成分进行判断　　　　_______________________。

Answer 1

本题以模拟高炉炼铁的反应原理为主题,考查学生对炼铁过程中各反应原理、反应现象、铁及铁的氧化物性质等的认识。(1)根据炼铁的原理可以知道,A处通入的气体是一氧化碳,则可以写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式;(2)根据一氧化碳还原氧化铁得到铁和二氧化碳的原理完成B处化学方程式的书写,过程中可能一氧化碳过多,必须对尾气进行处理,据此明确点燃酒精灯的作用;第(3)题中,根据题中信息“红色固体全部变黑”,结合资料①中“其中氧化铁为红棕色,其余都为黑色;并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引”的信息,可知产物中没有氧化铁;结合资料②“铁的氧化物都能与酸发生反应而溶解”等信息及两个实验中的“有气泡出现,溶液未变黄色”这一信息,可以得出实验1中所加入的溶液为酸溶液,黑色固体中一定有铁,没有四氧化三铁;通过实验2“用磁铁吸引余下黑色固体”,若黑色固体全部被吸引,则固体中没有氧化亚铁,若固体部分被吸引,则固体为铁和氧化亚铁的混合物。

答案:(1)3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂

(2)CO₂+Ca(OH)₂====CaCO₃↓+H₂O　防止CO污染环境

(3)[实验1]稀硫酸(或稀盐酸)　有单质铁,无Fe₃O₄

[实验2]如果黑色固体被磁铁全部吸引,说明只有单质铁,如果部分被吸引,说明黑色固体为Fe和FeO