Question

小岳同學(xué)在學(xué)習(xí)煉鐵原理知識時，在老師的指導(dǎo)下做了如下圖所示實驗并進(jìn)行了深入的探究：
Ⅰ．探究實驗中儀器玻璃管中物質(zhì)的顏色的變化：實驗過程中，小葉發(fā)現(xiàn)儀器玻璃管中紅棕色物質(zhì)先全部變成黑色，最終又有部分變成紅棕色．你認(rèn)為最可能的原因是：

 

．
為探究此反應(yīng)后玻璃管中的成分，小葉做了如下實驗：

	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
第一步	用磁鐵吸引 玻璃管中的 固體物質(zhì)	黑色物質(zhì)（粉末狀） 附著在磁鐵上全部 被吸出
第二步	取第一步剩 余紅棕色物 質(zhì)小許，加入 稀鹽酸中		該紅棕色 物質(zhì)是 Fe2O3

Ⅱ．通過Ⅰ中第一步實驗現(xiàn)象，大家一致認(rèn)為黑色物質(zhì)是Fe粉，并設(shè)計了如下實驗進(jìn)行驗證：

	實驗方案	實驗現(xiàn)象
甲	取少量黑色粉末加入30%熱的鹽酸中	無氣泡、溶液顏色變成黃綠色
乙	取少量黑色粉末加入硫酸銅溶液中	無任何現(xiàn)象，但黑色粉末可被磁鐵感應(yīng)
丙	取黑色粉末均勻鋪在紙槽中，在一端點燃	黑色粉末連續(xù)燃燒，生成紅棕粉末

通過上述3個實驗，大家覺得非常困惑，小岳查閱資料如下：
資料一：Fe₂O₃和CO反應(yīng)是逐步進(jìn)行的，鐵的氧化物的熱穩(wěn)定性順序是：FeO（黑色）＞Fe₃O₄＞Fe₂O₃；
資料二：在用酒精燈加熱（400--500℃）條件下，CO很難和Fe₂O₃反應(yīng)生成Fe；
資料三：FeO不能被磁鐵吸引，納米鐵粉和Fe₃O₄粉末在空氣中都能燃燒．
結(jié)合資料綜合分析，回答下列問題：
（1）生成的黑色物質(zhì)為：

 

，寫出儀器玻璃管中反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

（2）寫出黑色粉末和熱的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

該反應(yīng)可以看作

 

反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）；
Ⅲ．反思評價：本實驗給你哪些啟示？（說出一點即可）

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見金屬的特性及其應(yīng)用,酸的化學(xué)性質(zhì),反應(yīng)類型的判定,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：Ⅰ．考慮空氣中有氧氣，會發(fā)生氧化反應(yīng)；
考慮紅棕色固體氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)；
Ⅱ．（1）因為“黑色粉末可被磁鐵感應(yīng)”、“FeO不能被磁鐵吸引”，推測生成的黑色物質(zhì)為只能為Fe₃O₄，考慮一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）黑色粉末Fe₃O₄和熱的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式；根據(jù)反應(yīng)物、生成物，判定反應(yīng)類型；
Ⅲ．反思評價：根據(jù)表格中的描述，進(jìn)行分析．

解答：解：
Ⅰ．發(fā)現(xiàn)儀器玻璃管中紅棕色物質(zhì)先全部變成黑色，最終又有部分變成紅棕色．因為空氣中有氧氣，剛還原出的熱金屬會發(fā)生氧化反應(yīng)，故最可能的原因是：實驗結(jié)束時，先停止通CO，后停止加熱．
根據(jù)實驗步驟“取第一步剩余紅棕色物質(zhì)小許，加入稀鹽酸中”和實驗結(jié)論“該紅棕色物質(zhì)是Fe₂O₃”，推測實驗現(xiàn)象為紅棕色固體逐漸消失，溶液變成黃色；
Ⅱ．（1）因為“黑色粉末可被磁鐵感應(yīng)”、“FeO不能被磁鐵吸引”，推測生成的黑色物質(zhì)為只能為Fe₃O₄，儀器玻璃管中反應(yīng)的化學(xué)方程式：CO+3Fe₂O₃

高溫  .

2Fe₃O₄+CO₂；
（2）寫出黑色粉末和熱的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe₃O₄+8HCl═FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O；該反應(yīng)符合復(fù)分解反應(yīng)的特點，故可以看作復(fù)分解反應(yīng)；
Ⅲ．反思評價：本實驗得到的啟示：反應(yīng)溫度影響生成物．
故答案為：
Ⅰ實驗結(jié)束時，先停止通CO，后停止加熱； 紅棕色固體逐漸消失，溶液變成黃色；Ⅱ1．Fe₃O₄；CO+3Fe₂O₃

高溫  .

2Fe₃O₄+CO₂； Fe₃O₄+8HCl═FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O；復(fù)分解；Ⅲ反應(yīng)溫度影響生成物（答案合理即可）

點評：解答本題要掌握煉鐵方面的知識，只有掌握了煉鐵的原理和性質(zhì)才能對問題做出正確的判斷．