Question

4．我國是一個鋼鐵大國，鋼鐵產量為世界第一．某化學實驗小組的同學用下面的裝置在實驗室中模擬煉鐵．請你和他們一起完成相關探究．

（1）操作順序是實驗成敗的關鍵，對于該實驗，應先通入一氧化碳（填“先通入一氧化碳”或“先點燃酒精燈”）．
（2）反應中可觀察到粗玻璃管內的固體逐漸由紅棕色變成黑色，寫出該反應的化學方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）產物的檢驗：
①初步檢驗：甲同學想對反應后的產物進行初步檢驗，請你幫他想出一個物理方法：用磁鐵吸引．
②進一步驗證：乙同學想用化學方法對產物進一步驗證，他將反應后的黑色粉末加入足量的硫酸銅溶液中，發現只有部分變紅．請寫出生成紅色物質的化學方程式：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．

Answer 1

分析 （1）根據一氧化碳還原氧化鐵的實驗注意事項分析；
（2）根據一氧化碳可以把氧化鐵還原為鐵，以及氧化鐵和鐵粉的顏色分析，并寫出化學反應式；
（3）物理方法可以利用鐵能被磁鐵吸引的特點驗證；鐵可以與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵．

解答 解：（1）一氧化碳具有可燃性，加熱前一定要先通入一氧化碳氣體，然后給玻璃管加熱，完全反應后停止加熱，為防止生成的鐵又被氧化，要再通一會一氧化碳．
（2）一氧化碳能把紅棕色的氧化鐵粉末還原成黑色的鐵粉，化學反應式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；如果試管中的石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成．
（3）由于鐵可以被磁鐵吸引，所以可以用磁鐵吸引觀察是否能被吸引．鐵可以與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵，反應的化學方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
故答案是：（1）先通入一氧化碳；
（2）紅棕；黑；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）①用磁鐵吸引； ②Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．

點評 此題是與煉鐵相關的實驗探究題，綜合性較強，注意根據實驗原理設計實驗方案是解答的關鍵，平時注意培養應用知識、解決問題的能力．