Question

在學(xué)習(xí)“鐵的冶煉”后，興趣小組的同學(xué)按課本裝置圖進(jìn)行改裝實(shí)驗(yàn)（如圖所示），反應(yīng)后玻璃管中紅色粉末變成了黑色粉末A，請(qǐng)你用化學(xué)方程式表示該煉鐵原理：

 

，從環(huán)保的角度考慮，該裝置明顯的不足是

 

，同學(xué)們對(duì)黑色粉末A的成分提出了疑問(wèn)．
【提出問(wèn)題】黑色粉末A是不是全部是鐵？
【查閱資料】鐵的氧化物有Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO（氧化亞鐵，黑色固體），都能與稀鹽酸反應(yīng)，且只有Fe₃O₄能被磁鐵吸引．
【進(jìn)行猜想】
（1）小明認(rèn)為黑色粉末A全部是Fe．
（2）小華提出來(lái)猜想①和猜想②，請(qǐng)你補(bǔ)充猜想③．
猜想①：黑色粉末A由Fe和Fe₃O₄組成；
猜想②：黑色粉末A由Fe和FeO組成；
猜想③：黑色粉末A由Fe和

 

組成．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）小明取適量黑色粉末A加入足量

 

溶液充分反應(yīng)后過(guò)濾，得紅色固體Cu和黑色粉末B，據(jù)此可知小明的猜想是錯(cuò)誤的．
（2）小華按下列方案繼續(xù)探究，請(qǐng)你一同參與．

方案	實(shí)驗(yàn)操作及可能的現(xiàn)象	結(jié)論
①	取適量黑色粉末A用磁鐵吸引，黑色粉末全部被吸引	猜想①正確
②	取適量黑色粉末B加入足量稀鹽酸，黑色粉末全部溶解	猜想②正確
③	取適量	猜想③正確

 【反思評(píng)價(jià)】小娟認(rèn)為方案②中得出的結(jié)論不正確，其理由是：

 

．
【得出結(jié)論】通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)得出黑色粉末A的成分．
【拓展延伸】鐵銹的主要成分是Fe₂O₃?xH₂O，人們常用

 

來(lái)清洗鐵銹．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,金屬的化學(xué)性質(zhì),一氧化碳還原氧化鐵,酸的化學(xué)性質(zhì),書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：根據(jù)煉鐵的原理寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；根據(jù)一氧化碳有毒能污染空氣分析裝置的不足；
【進(jìn)行猜想】根據(jù)鐵的氧化物的顏色和性質(zhì)進(jìn)行猜想；
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）根據(jù)鐵能與硫酸銅反應(yīng)分析判斷；
（2）根據(jù)氧化亞鐵不能被磁鐵吸引，鐵和四氧化三鐵能被磁鐵吸引、鐵能與硫酸銅反應(yīng)、四氧化三鐵不能與硫酸銅分析驗(yàn)證猜想三．
【反思評(píng)價(jià)】根據(jù)四氧化三鐵是黑色的能與鹽酸反應(yīng)分析方案②的結(jié)論；
【拓展延伸】根據(jù)鐵銹能與鹽酸反應(yīng)分析除鐵銹的方法．

解答：解：在高溫條件下，一氧化碳能將氧化鐵還原出來(lái)生成了鐵和二氧化碳，反應(yīng)的方程式是：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；一氧化碳有毒，能污染空氣，應(yīng)將尾氣處理，從環(huán)保的角度考慮，該裝置明顯的不足是：缺少尾氣處理裝置；
【進(jìn)行猜想】由于鐵的氧化物Fe₃O₄、FeO、還原出的鐵都是黑色的，所以猜想三是：黑色粉末A由Fe和氧化亞鐵和四氧化三鐵組成．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）若黑色粉末A若只有鐵粉，加入足量硫酸銅溶液后會(huì)全部發(fā)生反應(yīng)，不會(huì)有黑色固體剩余，而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有黑色固體剩余，據(jù)此可知小明的猜想是錯(cuò)誤的．
（2）由于氧化亞鐵不能被磁鐵吸引，鐵、四氧化三鐵能被磁鐵吸引，鐵能與硫酸銅反應(yīng)、四氧化三鐵不能與硫酸銅反應(yīng)．所以實(shí)驗(yàn)③的設(shè)計(jì)方案及可能的現(xiàn)象是：

方案	實(shí)驗(yàn)操作及可能的現(xiàn)象	結(jié)論
③	取適量黑色粉末用磁鐵吸引，黑色粉末未全部被吸引；取適上述被吸引的黑色粉末于試管中，加入足量硫酸銅溶液，仍有黑色固體剩余	猜想③正確

【反思評(píng)價(jià)】由于四氧化三鐵是黑的，也能與鹽酸反應(yīng)，所以，方案②的結(jié)論不正確；
【拓展延伸】由于鐵銹能與鹽酸反應(yīng)，所以，人們常用稀鹽酸來(lái)清洗鐵銹．
故答為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂，缺少尾氣處理裝置；【進(jìn)行猜想】黑色粉末A由Fe和氧化亞鐵和四氧化三鐵組成．【實(shí)驗(yàn)探究】（1）硫酸銅；（2）見(jiàn)上表；【反思評(píng)價(jià)】四氧化三鐵能與鹽酸反應(yīng)；
【拓展延伸】稀鹽酸．

點(diǎn)評(píng)：化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是化學(xué)實(shí)驗(yàn)最突出、最鮮明的部分，也是進(jìn)行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應(yīng)關(guān)系，有助于提高觀察實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力．所以，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅要認(rèn)真觀察，還應(yīng)掌握設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法．