Question

某化學(xué)興趣小組根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵，并對(duì)產(chǎn)物成分進(jìn)行探究。

（1）煉鐵的原理是      （用化學(xué)方程式表示）。

（2）經(jīng)初步分析得知，無(wú)色氣體A不含有單質(zhì)，黑色粉末B的成分是一種或兩種單質(zhì)。上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中，生成一氧化碳的化學(xué)方程式是      。

（3）甲、乙兩個(gè)興趣小組分別對(duì)無(wú)色氣體A和黑色粉末B的成分進(jìn)行探究。

【猜想與假設(shè)】

甲組在分析了煉鐵的原理后，認(rèn)為無(wú)色氣體A中可能有CO₂，也可能有未反應(yīng)的     。

乙組認(rèn)為黑色粉末的成分中存在以下兩種情況：

假設(shè)一：只含有鐵。假設(shè)二：含有     。

【實(shí)驗(yàn)探究】

為驗(yàn)證甲組的猜想，同學(xué)們按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（箭頭表示氣體流向）。

Ⅰ澄清石灰水 Ⅱ濃硫酸   Ⅲ氧化銅粉末

 

上述實(shí)驗(yàn)裝置Ⅱ中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，裝置Ⅰ的作用是     ，裝置Ⅲ的作用是     。當(dāng)看到Ⅰ中澄清石灰水變渾濁，Ⅲ中黑色固體變成紅色后，可以確定無(wú)色氣體A的成分是      。

為驗(yàn)證乙組中假設(shè)二是否成立，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用物理和化學(xué)兩種方法完成以下探究。

實(shí)驗(yàn)方法	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
物理方法			假設(shè)二成立
化學(xué)方法			假設(shè)二成立

 

【交流反思】針對(duì)甲組實(shí)驗(yàn)存在的缺陷，同學(xué)們一起進(jìn)行了改進(jìn)，解決了污染環(huán)境問(wèn)題。

 

Answer 1

【答案】

（1）3CO + Fe₂O₃ 2Fe + 3CO₂     （2）2C + O₂2CO

（3）【猜想與假設(shè)】CO    假設(shè)二：鐵和碳

【實(shí)驗(yàn)探究】①檢驗(yàn)CO₂       檢驗(yàn)CO    CO₂和CO

②注：以下實(shí)驗(yàn)方法中，每個(gè)操作和現(xiàn)象都正確得1分。

實(shí)驗(yàn)方法	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
物理方法	取少量黑色粉末B，用磁鐵吸引	部分黑色粉末被吸引上來(lái)
化學(xué)方法	取少量黑色粉末B于試管中，加入過(guò)量的稀鹽酸	部分黑色粉末溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣泡

 

【解析】

試題分析：（1）煉鐵是利用一氧化碳還原氧化鐵：3CO + Fe₂O₃ 2Fe + 3CO₂    

（2）無(wú)色氣體A不含有單質(zhì)，即不含氧氣，可能是一氧化碳和二氧化碳的混合氣體，黑色粉末B的成分是一種或兩種單質(zhì)，即可能是鐵或鐵和碳的混合物；實(shí)驗(yàn)室要得到還原性氣體一氧化碳可利用碳和氧氣反應(yīng)得到；

（3）一氧化碳還原氧化鐵會(huì)生成二氧化碳，由于一氧化碳可能沒(méi)有完全反應(yīng)，氣體中也可能含有一氧化碳；由于反應(yīng)物中含有碳，故黑色粉末可能是鐵或鐵和碳的混合物；

①甲組實(shí)驗(yàn)是要證明二氧化碳和一氧化碳的存在，可用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，利用一氧化碳的的還原性檢驗(yàn)二氧化碳。

②假設(shè)二成立說(shuō)明是鐵和碳的混合物，用磁鐵吸引后只有部分黑色物質(zhì)能吸引上來(lái)；若用化學(xué)方法，則可利用鐵能酸反應(yīng)的性質(zhì)，可看見(jiàn)部分粉末溶解。

考點(diǎn)：煉鐵的原理、物質(zhì)的檢驗(yàn)