题目

杨敏在实验室进行CO还原氧化铁的实验采用酒精灯加热（图A）与书本实验（图B）现象相同，发现在得到的黑色粉末中加稀盐酸，没有气泡产生，杨敏就图A实验中反应后得到的黑色粉末的成分进行了如下探究。 【查阅资料】①铁粉及铁的几种常见氧化物的颜色及部分性质。 物质 铁粉 Fe2O3 Fe3O4 FeO 颜色 黑色 红棕色 黑色 黑色 能否被磁铁吸引 能 不能 能 不能 ②实验室酒精灯的温度为400﹣500℃，酒精喷灯的加热温度在1000℃左右。 ③当温度高于300℃以上，Fe2O3容易被还原成Fe3O4；当温度高于600℃以上，Fe3O4容易被还原FeO；当温度高于700℃以上，FeO容易被还原成Fe； 【提出问题】图A实验得到黑色粉末的成分是什么？ 【提出猜想】黑色粉末的成分是：①FeO、Fe3O4②FeO③Fe3O4；④FeO、Fe3O4、Fe2O3。 【分析与评价】猜想　　错误，理由是　　。 （1）装置A有一处明显错误，该错误是　。 （2）请写出澄清石灰水中发生的反应的化学方程式　　。 （3）由对比实验可知，还原氧化铁的实验产物与　　有关。 【实验设计】将图A实验得到黑色粉末倒在一表面皿中，用磁铁接触黑色粉末，出现　　现象，说明猜想②正确。 （正确回答下列问题你将得到4分奖励，本卷满分不超过60分） （4）实验B最后得到的黑色固体可能是Fe和Fe3O4，中的一种或两种。小海设计如下实验探究其成分，请帮助他完成该探究过程。 【探究过程】①定性研究：取少量的图B实验得到的黑色粉末于一试管中，加入适量的硫酸铜溶液，充分振荡，出现　现象，证明黑色固体中有铁。 ②定量研究：取B实验得到的黑色固体20g，设计如图C实验：试推测黑色固体的成分是　　。 ③有同学试图通过反应前后固体质量的变化来确定黑色固体的成分，你认为可行吗？（假设氧化铁在反应中完全反应）　　（填“行”或“不行”）理由是　。 答案：【分析】一氧化碳有毒，扩散到空气中污染环境； 二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水； 铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。 【解答】解：【分析与评价】 猜想④错误，理由是Fe2O3是红棕色。 故填：④；Fe2O3是红棕色。 （1）装置A有一处明显错误，该错误是没有处理尾气，一氧化碳扩散到空气中污染环境。 故填：没有处理尾气。 （2）澄清石灰水中，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，发生的反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。 故填：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。 （3）由对比实验可知，还原氧化铁的实验产物与温度有关，即温度不同时生成物不同。 故填：温度。 【实验设计】 将图A实验得到黑色粉末倒在一表面皿中，用磁铁接触黑色粉末，黑色固体不能被吸引，说明黑色粉末中不含有铁和四氧化三铁，说明猜想②正确。 故填：黑色固体不能被吸引。 【探究过程】 ①加入适量的硫酸铜溶液，充分振荡，析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色，是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，证明黑色固体中有铁。 故填：析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色。 ②设铁质量为x， Fe+CuSO4═FeSO4+Cu        固体质量增大 56                          64         64﹣56＝8 x                                       20.8g﹣20g＝0.8g ＝， x＝5.6g， 黑色固体是铁和四氧化三铁的混合物。 故填：铁、四氧化三铁。 ③可行，理由是：根据氧化铁质量可以计算铁元素质量，如果剩余固体质量和铁元素质量相等，则黑色固体是铁，如果剩余固体质量大于铁元素质量，则黑色固体是铁和四氧化三铁。 故填：可行；根据氧化铁质量可以计算铁元素质量，如果剩余固体质量和铁元素质量相等，则黑色固体是铁，如果剩余固体质量大于铁元素质量，则黑色固体是铁和四氧化三铁。 【点评】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。

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