Question

【題目】某興趣小組利用如圖裝置研究一氧化碳和氧化鐵的反應。

已知：①碳和氧化鐵反應時，也會生成少量四氧化三鐵、氧化亞鐵等固體物質。

②鐵、四氧化三鐵都具有磁性；氧化亞鐵不具有磁性。

③四氧化三鐵、氧化亞鐵均能和稀鹽酸反應化學方程式分別為：Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O；

FeO+2HCl＝FeCl2+H2O。

回答下列問題：

（1）硬質玻璃管中發生的主要反應的化學方程式為_____。

（2）停止加熱前_____（填“需要”或“不需要”）先斷開A和B的連接來防止石灰水倒吸，理由是_____。

（3）如何處理尾氣：_____，處理的原因：_____。

（4）反應后硬質玻璃管及剩余固體總質量會_____（選填“增加”或“減少”）。

（5）兩同學分別設計了甲、乙兩個方案驗證生成的黑色固體是否都是鐵：

甲方案：用磁鐵實驗觀察固體是否全部被吸引。

乙方案：取一定量固體加入足量稀鹽酸，有氣泡產生，觀察固體是否全部消失。

丙同學認為以上實驗方案均不正確，甲方案不正確的原因是_____；乙方案不正確的原因是_____。

為進一步完善乙方案以達到實驗目的需要對乙方案進行改進，請設計實驗方案。_____。

Answer 1

【答案】3CO+Fe2O32Fe+3CO2 不需要 反應結束后還需要繼續通入一氧化碳直到裝置冷卻，所以不會發生倒吸 在B導管口處加一個燃著的酒精燈 一氧化碳有毒，污染環境 減少 四氧化三鐵也能被磁鐵吸引 四氧化三鐵和氧化亞鐵也能溶解于稀鹽酸 測定產生氫氣的體積或質量，根據測得的數據計算出鐵的質量是否等于固體質量

【解析】

（1）硬質玻璃管中發生的主要反應是在高溫的條件下，一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳；故填：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；

（2）停止加熱前 不需要先斷開A和B的連接來防止石灰水倒吸，原因是反應結束后還需要繼續通入一氧化碳直到裝置冷卻，所以不會發生倒吸；故填：不需要；反應結束后還需要繼續通入一氧化碳直到裝置冷卻，所以不會發生倒吸；

（3）一氧化碳有毒，屬于空氣污染物，所以要進行尾氣處理，由于一氧化碳具有可燃性，所以可以在B導管口處加一個燃著的酒精燈，故填：在B導管口處加一個燃著的酒精燈；一氧化碳有毒，污染環境；

（4）硬質玻璃管內發生的主要反應是3CO+Fe2O32Fe+3CO2，反應前的固體是氧化鐵，反應后的固體是鐵，所以反應后硬質玻璃管及剩余固體總質量會減少；故填：減少；

（5）因為四氧化三鐵也能被磁鐵吸引，所以甲方案不正確；因為四氧化三鐵和氧化亞鐵也能溶解于稀鹽酸，所以乙方案也不正確；鐵與鹽酸反應生成氫氣，而四氧化三鐵和氧化亞鐵與鹽酸反應不會生成氫氣，所以可對實驗方案作如下改進：測定產生氫氣的體積或質量，根據測得的數據計算出鐵的質量是否等于固體質量；故填：四氧化三鐵也能被磁鐵吸引；四氧化三鐵和氧化亞鐵也能溶解于稀鹽酸；測定產生氫氣的體積或質量，根據測得的數據計算出鐵的質量是否等于固體質量。