Question

17．A～H都是初中化學中常見的物質，已知B為黑色固體，D為紅色固體單質，F(xiàn)為紅色固體，它們的轉化關系如圖所示．請回答：
（1）物質B的化學式為CuO；F的化學式為Fe₂O₃；
（2）寫出下列反應方程式
反應①的化學方程式為C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
反應②的化學方程式為CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（3）反應①屬于置換反應反應（填反應基本類型），反應①、③的反應基本類型是否相同？否．
為了防止食品腐敗，在許多食品包裝盒中都有一包黑色粉末．這種粉末是一種除氧劑．該粉末沒有失效時呈黑色，失效后帶有紅棕色．為了確定該粉末的成分，小明做出了以下的【猜想】
猜想1：該粉末是木炭粉
猜想2：該粉末是鐵粉
猜想3：該粉末是木炭粉和鐵粉的混合物
小明取沒有失效的該粉末，分別用不同的方法進行如下實驗，填寫表中空格．

	試驗操作	試驗現(xiàn)象	猜想是否成立
實驗1	加入足量的硫酸銅溶液	黑色粉末變成紅色	猜想1：不成立
實驗2	加入足量的稀鹽酸	黑色粉末逐漸溶解，有大量的氣泡產生	猜想2：成立
實驗3	用磁鐵吸引	粉末被全部吸引	猜想3：不成立

【交流與反思】
（1）根據失效后的顏色判斷，該粉末失效的原因是鐵與空氣中的氧氣和水反應生成了鐵銹，變質后得到的紅棕色粉末的主要成分是Fe₂O₃（填物質的化學式）．
（2）采用什么實驗方法可以使失效的粉末“再生”？（用化學方程式表示）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．

Answer 1

分析 根據B為黑色固體，D為紅色固體單質，則B可能為氧化銅，D可能為銅，A具有還原性，和氧化銅反應產生的C能夠和A反應產生E，因此A是碳，生成的C為二氧化碳，二氧化碳能與碳反應生成一氧化碳，E為一氧化碳，F(xiàn)為紅色固體，能與一氧化碳反應，則F為氧化鐵，生成的G為鐵，鐵能與銅鹽反應生成銅，H可能硫酸銅，代入框圖，推斷合理．
    根據猜想可知，黑色粉末可能為木炭粉、鐵粉中的一種或兩種的混合物，可利用鐵粉與木炭粉性質的差別，對固體粉末的組成進行檢驗；
（1）由于鐵粉在潮濕的空氣中可與氧氣、水發(fā)生反應而形成紅綜色的鐵銹，因此失效后帶有紅棕色；
（2）氧化鐵在高溫條件下可與CO反應而生成鐵和二氧化碳，因此，可把失效的粉末在高溫下與CO反應而“再生”．

解答 解：根據B為黑色固體，D為紅色固體單質，則B可能為氧化銅，D可能為銅，A具有還原性，和氧化銅反應產生的C能夠和A反應產生E，因此A是碳，生成的C為二氧化碳，二氧化碳能與碳反應生成一氧化碳，E為一氧化碳，F(xiàn)為紅色固體，能與一氧化碳反應，則F為氧化鐵，生成的G為鐵，鐵能與銅鹽反應生成銅，H可能硫酸銅，因此：
（1）根據分析可知：B是氧化銅，F(xiàn)是氧化鐵；故填：CuO；Fe₂O₃；
（2）反應①是碳和氧化銅在高溫的條件下反應生成銅和二氧化碳，其化學方程式為C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；該反應是單質和化合物生成單質和化合物的反應，屬于置換反應；反應②是二氧化碳和碳反應生成一氧化碳的過程，其化學方程式為CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（3）反應①是碳和氧化銅在高溫的條件下反應生成銅和二氧化碳，該反應是單質和化合物生成單質和化合物的反應，屬于置換反應；反應③是一氧化碳與氧化鐵的反應不是置換反應，故反應類型不同；故填：置換反應；不同．
    由于木炭不能與硫酸銅發(fā)生反應而鐵粉可以置換出硫酸銅中的銅，因此，加入足量的硫酸銅溶液出現(xiàn)粉末變成紅色現(xiàn)象時，即可說明猜想1不成立；
由于木炭不能與稀鹽酸反應而鐵粉可與稀鹽酸反應形成硫酸亞鐵溶液，同時放出氫氣，因此，把黑色粉末放入足量稀鹽酸時，出現(xiàn)黑色粉末溶解并放出氣體時，可說明猜想2成立；磁鐵可以吸引鐵粉而不能吸引木炭粉，用磁鐵吸引時出現(xiàn)粉末全部被吸起，可說明猜想3不成立；
故答案為：

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	猜想是否成立
實驗1		黑色粉末變成紅色
實驗2		黑色粉末逐漸溶解，有大量的氣泡產生
實驗3			猜想3：不成立

（1）鐵在潮濕的空氣中生銹可形成紅色的鐵銹而失效；鐵銹的主要成分為氧化鐵，其化學式為Fe₂O₃；
故答案為：鐵與空氣中的氧氣和水反應生成了鐵銹；Fe₂O₃；
（2）使失效的粉末“再生”可在高溫條件下，使用CO還原氧化鐵而等到鐵粉，達到“再生”的目的；故其化學方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
故答案為：
（1）CuO； Fe₂O₃；（2）C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑； CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；（3）置換反應，否．

	試驗操作	試驗現(xiàn)象	猜想是否成立
實驗1		黑色粉末變成紅色
實驗2		黑色粉末逐漸溶解，有大量的氣泡產生
實驗3			不成立

【交流與反思】（1）鐵與空氣中的氧氣和水反應生成了鐵銹，F(xiàn)e₂O₃；（2）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂

點評 本題為框圖式推斷題，在解此類題時，首先將題中有特征的物質推出，然后結合推出的物質和題中的轉化關系推導剩余的物質，最后將推出的各種物質代入轉化關系中進行驗證即可．