Question

（本题共12分）某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验，其装置如下图所示。

（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：还有可能生成其它物质。为了进一步验证其固体成分，小王查到下列资料：
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。
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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
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

（1）3CO＋Fe₂O₃ 2Fe + 3CO₂（2分）
（2）CO₂＋Ca(OH)₂＝ CaCO₃↓ + H₂O（2分）；防止CO污染环境（1分）
（3）①稀硫酸（或稀盐酸）（1分）；有单质铁（1分），无Fe₃O₄（1分）
2如果黑色固体被磁铁全部吸引（1分），说明只有单质铁（1分），如果被部分吸引（1分），说明黑色固体为Fe和Fe₃O₄（1分）。

解析（1）A处发生的化学反应为CO还原Fe₂O₃，其化学方程式为3CO＋Fe₂O₃ 2Fe + 3CO₂；
（2）A处产生的CO₂气体进入装置B中，可以使澄清石灰水变沉淀，其化学方程式为CO₂＋Ca(OH)₂＝ CaCO₃↓ + H₂O，CO₂气体中会混有少量的CO气体，由于CO有毒又可以燃烧，故C处点燃酒精灯的目的是防止CO污染环境；
（3）①金属铁与酸反应会生成氢气产生气泡，故加入的溶液应为酸性溶液——稀硫酸（或稀盐酸）；溶液未变黄色，说明该溶液不含有Fe³⁺，故黑色固体不含有四氧化三铁，只含有铁单质；
2若用磁铁吸引余下黑色固体，如果黑色固体被磁铁全部吸引，说明只有单质铁，如果被部分吸引，说明黑色固体为Fe和Fe₃O₄。