Question

【題目】某興趣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）F裝置內溶液變渾濁的化學反應方程式為_____；A裝置內發生的反應屬于_____反應（選填放熱或吸熱）．

（2）裝置B的作用是_____．處理尾氣的方法為_____．

（3）將該小組分為兩組，各取48g氧化鐵粉末按如圖裝置進行對比實驗．甲組用酒精燈（火焰溫度5000C～7000C）、乙組用酒精噴燈（火焰溫度8000C～10000C）分別對裝置D充分加熱，紅色粉末均變為黑色粉末．兩組分別用固體產物進行實驗，記錄如下．

操作步驟	甲組現象	乙組現象
1．稱量反應后粉末質量（g）	44.2	33.6
2．取黑色粉末用磁鐵吸引	部分能被磁鐵吸引	全部能被磁鐵吸引
3．取黑色粉末加入足量稀鹽酸，震蕩	部分溶解，無氣泡	全部溶解，有氣泡

為解釋這個現象，小組成員查閱到下列資料：

Ⅰ．已知鐵的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3，在一定條件下，均能失去或逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵．

Ⅱ．Fe3O4是一種鐵氧體磁性物質，不溶于水和酸．

Ⅲ．氧化鐵和一氧化碳進行熱反應分析的相關數據圖．

（分析與結論）

①乙組的固體產物是_____，產生氣泡的化學方程式為_____．

②小軍根據實驗現象推測甲組的固體產物可能是_____．小華通過計算也證明了小軍的觀點．試通過計算說明他的推測依據．_____

（反思與交流）

考慮到一氧化碳氣體通入的不持續性，裝置E的作用是_____．從實驗安全的角度考慮，上圖裝置還要采取的改進措施是_____．

Answer 1

【答案】Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 吸熱 除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口處放置燃著的酒精燈 Fe Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ FeO 和Fe3O4 假設48g Fe2O3全部還原成Fe3O4得到的質量為 48g×=46.4g，假設全部還原為FeO的得到質量為48g×=43.2g，因為46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推測出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物 防止F中的液體倒吸入D裝置 在裝置AB間再增加一個E裝置

【解析】

（1）由裝置可知，在F裝置內，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水，所以溶液變渾濁的化學反應方程式為：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；在A裝置內，在高溫條件下碳與二氧化碳的反應生成了一氧化碳，此反應屬于吸熱反應．

（2）由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應，所以，裝置B的作用是：除去一氧化碳中的二氧化碳；由于一氧化碳具有可燃性，處理尾氣的方法為：在尖嘴口處放置燃著的酒精燈．

（3）[分析與結論]

①在乙中，黑色粉末全部能被磁鐵吸引，能全部與鹽酸反應有氣泡可知，乙組的固體產物是Fe，產生氣泡的化學方程式為：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑．

②在甲組中，生成物部分能被磁鐵吸引，與酸反應部分溶解，無氣泡，說明了沒有鐵，成分為：氧化亞鐵和四氧化三鐵．由化學式的意義可知：假設48g Fe2O3全部還原成Fe3O4得到的質量為：48g×=46.4g，假設全部還原為FeO的得到質量為：48g×=43.2g．因為46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推測出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物．

[反思與交流]由于E中的液體會倒吸進入D裝置，所以，E裝置的作用是：防止F中的液體倒吸入D裝置；由于B裝置中的液體會倒吸進入A裝置，所以，從實驗安全的角度考慮，上圖裝置還要采取的改進措施是：在裝置AB間再增加一個E裝置．

故答為：（1）Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，吸熱；（2）除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口處放置燃著的酒精燈；（3）[分析與結論]①Fe，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；②FeO 和Fe3O4；假設48g Fe2O3全部還原成Fe3O4得到的質量為 48g×=46.4g，假設全部還原為FeO的得到質量為48g×=43.2g，因為46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推測出，最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物．

[反思與交流]防止F中的液體倒吸入D裝置；在裝置AB間再增加一個E裝置．