Question

某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
【查閱資料】
一氧化碳還原氧化鐵的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素有關(guān)，該固體產(chǎn)物可能是四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵．反應(yīng)過程中測(cè)得的數(shù)據(jù)如下：
①反應(yīng)前玻璃管和氧化鐵粉末的總質(zhì)量為66.0g（玻璃管的質(zhì)量為60.0克）；
②反應(yīng)后玻璃管和黑色固體的總質(zhì)量為65.8克（冷卻到室溫稱量）

性質(zhì)\物質(zhì)	四氧化三鐵	氧化亞鐵	氧化鐵	鐵粉
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
能否被磁鐵吸引	能	不能	不能	能

（1）實(shí)驗(yàn)中，玻璃管內(nèi)固體粉末由紅色全部變?yōu)楹谏�．該小組將反應(yīng)后黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)全部能被吸引，則該黑色固體粉末中不可能含有氧化鐵和

 

；
（2）通過實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出黑色固體粉末的成分是

 

；
（3）實(shí)驗(yàn)裝置中，虛線框內(nèi)的裝置的作用是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：一氧化碳還原氧化鐵,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）依據(jù)表中信息找到不能被磁鐵吸引的物質(zhì)即可；
（2）依據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)合氧化鐵的化學(xué)式可求出氧化鐵中氧的質(zhì)量，再用反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量差與之比較判斷即可；
（3）依據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)且一氧化碳有毒需要進(jìn)行尾氣處理來判斷．

解答：解：（1）依據(jù)表中信息可知不能被磁鐵吸引的物質(zhì)是氧化鐵和氧化亞鐵，固體全部能被吸引，說明固體中一定不含有這兩者；
（2）依據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)可知氧化鐵的質(zhì)量是：66g-60g=6g，這些氧化鐵中含有的氧元素質(zhì)量是：6g×

3×16

2×56+3×16

×100%=1.8g，由于反應(yīng)前后固體的質(zhì)量差即為氧化鐵失掉的氧的質(zhì)量，所以可知反應(yīng)前后失掉的氧的質(zhì)量是：66g-65.8g=0.2g，所以該固體不可能全是鐵，固體中還有1.6g氧元素沒有失掉，假設(shè)全是四氧化三鐵則其含有的氧元素質(zhì)量是：5.8g×

4×16

3×56+4×16

×100%=1.6g，故全部是四氧化三鐵，所以該固體粉末是四氧化三鐵；
（3）由于一氧化碳不能與氫氧化鈣反應(yīng)，結(jié)合裝置的特點(diǎn)可知該裝置能收集一氧化碳，同時(shí)排出氫氧化鈉溶液；二氧化碳和氫氧化鈉溶液能反應(yīng)，所以可以用來吸收二氧化碳；
故答案為：（1）氧化亞鐵（2）四氧化三鐵；
（3）收集一氧化碳和吸收二氧化碳

點(diǎn)評(píng)：此題是與煉鐵相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究題，綜合性較強(qiáng)，尤其是利用數(shù)據(jù)對(duì)混合物的判斷提高了試題的難度，只要是掌握固體質(zhì)量變化是氧元素失掉的實(shí)質(zhì)便可迎刃而解．