Question

【題目】鐵在自然界中以鐵礦石形式分布很廣。鐵不僅年產量最高，且應用最為廣泛。請回等下列問題：

（1）亮亮化學興趣小組用下圖所示裝置進行一氧化碳還原氧化鐵的模擬煉鐵實驗。

當玻璃管內固體粉來由紅棕色全部變為黑色時停止加熱。亮亮認為該黑色固體全部是鐵：但同學小華提出了質疑，她將該黑色固體研磨后用磁鐵吸引，發現全部被吸引。

（提供費料）a.Fe2O3是在一定溫度下逐步失去其中的氧，依次生成Fe3O4、FeO和Fe

b.如表

鎂及鐵的氧化物	鐵粉	氧化亞鐵	氧化鐵	四氧化三鐵
顏色	黑	黑	紅棕	黑
能否被磁鐵吸引	能	否	否	能

c.酒精燈火焰的溫度一般為400℃-700℃左右

（提出問題）該反應中生成的黑色物質是什么？

（大膽猜想）你認為黑色物質的組成可能是：

①_____；

②_____；

③_____；

（實驗方案）④上圖虛線右側部分裝置的作用是_____。

⑤在一定溫度下，記錄實驗所得數據如下表所示，通過計算確定黑色固體物質的化學式為_____。

玻璃管質量	玻璃管-內盛固體
	反應前質量	反應后質量
50.0g	56.0g	55.8g

（2）洋洋同學也找到一些鐵銹樣品進行實驗視究，他所用的實驗裝置如圖所示

⑥C處的化學反應方程式_____，待反應完成后，將所得黑色固體物質放入足量的稀硫酸中。小明認為該物質中并不含鐵，他的依據是：_____。

⑦為了解釋這一反�，F象，他查到某煉鐵廠對氧化鐵和一氧化碳進行的熱反應分析，根據相關的數據繪制圖像如下。通過分析確定實驗沒有得到鐵的主要原因是_____，你的改進方法是_____。

Answer 1

【答案】Fe Fe3O4 Fe和Fe3O4 吸收二氧化碳，收集一氧化碳防止其污染大氣 Fe3O4 沒有氣泡產生 酒精燈提供溫度低于反應生成Fe的溫度 將酒精燈換成酒精噴燈

【解析】

高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳等物質，二氧化碳能和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，一氧化碳不溶于水；一氧化碳燃燒生成二氧化碳；鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣。

該黑色固體研磨后用磁鐵吸引，發現全部被吸引，說明黑色固體中不含有氧化亞鐵和氧化鐵，因此黑色物質的組成可能是：①鐵，②四氧化三鐵，③鐵和四氧化三鐵。

④如圖虛線右側部分裝置的作用是吸收二氧化碳，收集一氧化碳。

⑤氧化鐵質量是6.0g，如果黑色固體是鐵，則鐵的質量為：，如果黑色固體是四氧化三鐵，則四氧化三鐵質量為：，因為反應后黑色固體質量是5.8g，因此黑色固體是四氧化三鐵（Fe3O4）。

⑥C處一氧化碳燃燒生成二氧化碳，反應的化學反應方程式為：；

待反應完成后，將所得黑色固體物質放入足量的稀硫酸中。小明認為該物質中并不含鐵，他的依據是不產生氣泡。

⑦酒精燈火焰的溫度一般為400℃-700℃左右，而由圖3可知，氧化鐵完全分解的溫度在800℃左右，因此沒有得到鐵的主要原因是使用酒精燈加熱時，酒精燈提供溫度低于反應生成Fe的溫度，改進方法是把酒精燈改為酒精噴燈；