Question

【題目】某研究小組利用下圖裝置探究CO還原Fe2O3所得到的一種黑色粉末的成分(固定裝置略去）。（已知：Fe2＋遇到K3[Fe(CN)6]溶液生成藍色沉淀)

請回答問題：

(1)按氣流方向，各儀器接口從左到右的連接順序為:

i→____________→____________→g→h→__________→__________→j → k→ ____________→___________。（填字母編號）

(2)證明Fe2O3己被還原的現象是___________________。

(3)研究小組對黑色粉末的成分提出下列猜想：

【猜想一】黑色粉末的成分可能是Fe。

【猜想二】黑色粉末的成分可能是FeO。

【猜想三】黑色粉末的成分可能是__________________。

設計并完成實驗如下:

步驟	操作	現象
1	加入稀鹽酸	溶解，無氣泡
2	取步驟1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液	藍色沉淀
3	__________________	變紅

①根據實驗現象，則猜想_________成立。

②研究小組又向步驟3的溶液中滴加新制氯水，發現溶液紅色褪去。可能的原因及驗證方法為__________________。

(4)上述裝置還有不妥之處，改進措施為____________________。

Answer 1

【答案】 c d a b f e F中的固體由紅棕色變黑色，C中溶液變渾濁。 Fe3O4 取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液 三 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（其他合理答案均可得分） 在整套裝置的尾氣出口處，放置一燃著的酒精燈（或用導管將尾氣引至C處酒精燈點燃）（其他合理答案均可得分）

【解析】 (1) 用CO還原Fe2O3，根據題干裝置，可以由碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳，通過濃硫酸干燥后與碳反應生成CO，再通過堿石灰除去未反應的二氧化碳，最后與樣品反應，生成的二氧化碳用出去的澄清的石灰石檢驗。按氣流方向，各儀器接口從左到右的連接順序為:

i→c→d→g→h→a→b→j → k→f→e，故答案為：c；d ；a；b；f ；e；

(2) 證明Fe2O3已被還原的現象是F中的固體由紅棕色變黑色，C中溶液變渾濁，故答案為：F中的固體由紅棕色變黑色，C中溶液變渾濁；

(3) 根據反應后得到的黑色粉末的顏色，黑色粉末的成分可能是Fe、FeO、Fe3O4，故答案為：Fe3O4；

根據實驗目的，需要檢驗鹽酸溶解后的溶液中是否存在鐵離子和亞鐵離子，因此步驟3為取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液，故答案為：取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液；

①根據實驗現象，步驟1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀，說明含有亞鐵離子，溶液變紅，證明含有鐵離子，說明猜想三成立，故答案為：三；

②研究小組又向步驟3的溶液中滴加新制氯水，發現溶液紅色褪去。可能的原因是SCN－被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現紅色,則假設成立，故答案為：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；

(4)尾氣中含有一定量的CO，會污染空氣，改進措施為在整套裝置的尾氣出口處，放置一燃著的酒精燈，故答案為：在整套裝置的尾氣出口處，放置一燃著的酒精燈。