Question

【題目】某研究小組利用如圖裝置探究溫度對CO還原Fe2O3的影響(固定裝置略)

(1)圖中盛無水CaCl2的儀器名稱為______裝置B中的化學反應方程式為_______。

(2)裝置C中發生反應的離子方程式為_________，處理尾氣的方法為________。

(3)將研究小組分為兩組，按上圖裝置進行對比實驗，探究不同溫度條件下黑色固體的成分，甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對裝置D加熱，反應產物均為黑色粉末(純凈物)。兩組分別用產物進行以下實驗：

步驟	操作	甲組現象	乙組現象
1	取黑色粉末加入鹽酸	溶解，無氣泡	溶解，有氣泡
2	取步驟1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液	藍色沉淀	藍色沉淀
3	取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液	變紅	無現象
4	取步驟3溶液中滴加新制氯水	紅色褪去	先變紅，后褪色

①乙組得到的黑色粉末成分是________。

②根據甲組實驗現象寫出甲組步驟1中反應的離子方式__________。

③乙組步驟4中，溶液變紅的原因為________，溶液褪色可能的原因________及其驗證方法為________。

Answer 1

【答案】U形干燥管 Zn+CO2=ZnO+CO CO2+2OH-=CO32－+H2O 點燃或用氣球收集 Fe Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O Fe2+被氧化為Fe3+，Fe3+遇SCN-顯紅色 假設SCN-被Cl2氧化 向溶液中加入KSCN溶液，若出現紅色，則假設成立

【解析】

（1）圖中盛無水CaCl2的儀器名稱為U形干燥管，進入裝置B中的物質是二氧化碳氣體，發生的反應是二氧化碳和鋅，生成氧化鋅和一氧化碳；

（2）CO2與Zn作用生成CO氣體，裝置C中NaOH是用來吸收CO中混有的CO2氣體；尾氣中CO，可利用其可燃性采取點燃法來進行尾氣處理；

（3）①利用黑色固體可溶于鹽酸并產生氣體，結合“原子守恒”可知用酒精噴燈的乙組實驗得到的固體為Fe；

②Fe2O3被還原得到黑色固體為Fe3O4，由此可寫出反應的離子方程式；

③步驟4中溶液變紅是溶液中Fe2+被Cl2氧化為Fe3+所致、溶液褪色的原因可能是Cl2將SCN-氧化，若該假設成立，則溶液中還存在Fe3+，再繼續加入KSCN溶液則溶液變紅；

（1）圖中盛無水CaCl2的儀器名稱為U形干燥管，進入裝置B中的物質是二氧化碳氣體，發生的反應是二氧化碳和鋅，生成氧化鋅和一氧化碳，反應的化學方程式是：Zn+CO2=ZnO+CO，

故答案為：U形干燥管；Zn+CO2=ZnO+CO；

（2）結合實驗目的可知在裝置B處，CO2與Zn作用生成CO氣體，進入后面裝置進行實驗，故裝置C中NaOH是用來吸收CO中混有的CO2氣體，離子方程式是：CO2+2OH-=CO32－+H2O；CO氣體不一定完全反應，因此尾氣中會有CO，可利用其可燃性采取點燃法來進行尾氣處理，

故答案為：CO2+2OH-=CO32－+H2O；點燃或用氣球收集；

（3）①利用黑色固體可溶于鹽酸并產生氣體，結合“原子守恒”可知用酒精噴燈的乙組實驗得到的固體為Fe，

故答案為：Fe；

②利用甲組現象可知Fe2O3與CO在酒精燈加熱的條件下，Fe2O3被還原得到黑色固體為Fe3O4，由此可寫出反應的離子方程式，

故答案為：Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O ；

③因Fe3+遇SCN-顯紅色，所以步驟4中溶液變紅是溶液中Fe2+被Cl2氧化為Fe3+所致、溶液褪色的原因可能是Cl2將SCN-氧化，若該假設成立，則溶液中還存在Fe3+，再繼續加入KSCN溶液則溶液變紅，

故答案為：Fe2+被氧化為Fe3+，Fe3+遇SCN-顯紅色；假設SCN-被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現紅色，則假設成立。