Question

19．地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，工業(yè)上主要是從含有金屬元素并有開采價(jià)值的礦石中提煉金屬．
（1）磁鐵礦的主要成分是Fe₃O₄．在Fe₃O₄中存在兩種不同價(jià)態(tài)的鐵離子，其中$\frac{1}{3}$是Fe²⁺，$\frac{2}{3}$是Fe³⁺．請寫出Fe₃O₄與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe₃O₄+8HCl═2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O．．
（2）由于鐵的氧化物中Fe₃O₄和FeO均為黑色，實(shí)驗(yàn)室用CO還原Fe₃O₄得到的鐵中是否會(huì)含有Fe₃O₄和FeO，某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)．
資料：FeCl₃溶液與鐵發(fā)生的反應(yīng)是2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，但FeCl₃溶液不與Fe₃O₄、FeO反應(yīng)：含有Fe³⁺的鹽溶液遇到KSCN溶液時(shí)變成紅色，利用該反應(yīng)可檢驗(yàn)Fe³⁺的存在．
【提出問題】CO還原Fe₃O₄得到黑色產(chǎn)物的成分是什么？
【猜想】
猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe₃O₄；猜想3：Fe和FeO；猜想4：Fe、Fe₃O₄、FeO．
【實(shí)驗(yàn)探究】限選試劑：CO、鹽酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl₃溶液．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
Ⅰ．取少量黑色產(chǎn)物加入到裝有足量FeCl3溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾，對過濾所得固體用蒸餾水洗滌．	黑色固體部分溶解	猜想2和4都不成立
Ⅱ．取少量黑色產(chǎn)物加入到裝有足量稀鹽酸的燒杯中，充分反應(yīng)后，向溶液中滴加KSCN溶液	黑色固體全部溶解，溶液不變紅色
Ⅲ．另取少量黑色產(chǎn)物裝入玻璃管中，通入CO，一段時(shí)間后加熱，并將反應(yīng)后的氣體通入裝有一定量的澄清石灰水的燒杯中．	澄清石灰水變渾濁	猜想1不成立 猜想3成立

Answer 1

分析 （1）四氧化三鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水；
（2）猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe₃O₄；猜想3：Fe和FeO；猜想4：Fe、Fe₃O₄、FeO；
鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，氧化亞鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和水；
加熱條件下，鐵和一氧化碳不能反應(yīng)，氧化亞鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁．

解答 解：（1）Fe₃O₄與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₃O₄+8HCl═2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O．
故填：Fe₃O₄+8HCl═2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O．
（2）猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe₃O₄；猜想3：Fe和FeO；猜想4：Fe、Fe₃O₄、FeO；
【實(shí)驗(yàn)探究】如下表所示：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
Ⅰ．取少量黑色產(chǎn)物加入到裝有足量FeCl3溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾，對過濾所得固體用蒸餾水洗滌．	黑色固體部分溶解	猜想2和4都不成立
Ⅱ．取少量黑色產(chǎn)物加入到裝有足量稀鹽酸的燒杯中，充分反應(yīng)后，向溶液中滴加KSCN溶液	黑色固體全部溶解，溶液不變紅色
Ⅲ．另取少量黑色產(chǎn)物裝入玻璃管中，通入CO，一段時(shí)間后加熱，并將反應(yīng)后的氣體通入裝有一定量的澄清石灰水的燒杯中．	澄清石灰水變渾濁	猜想1不成立 猜想3成立

故填：Fe、Fe₃O₄、FeO；取少量黑色產(chǎn)物加入到裝有足量稀鹽酸的燒杯中，充分反應(yīng)后，向溶液中滴加KSCN溶液；澄清石灰水；澄清石灰水變渾濁．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．