Question

某活動(dòng)小組根據(jù)煉鐵的反應(yīng)原理進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，在高溫下用一氧化碳還原氧化鐵，待紅色氧化鐵完全變成黑色粉末是停止加熱，繼續(xù)通入一氧化碳冷卻至室溫．為檢驗(yàn)生成物，取適量黑色粉末加入足量的硫酸銅溶液，充分反應(yīng)后，黑色粉末中只有少量的紅色固體產(chǎn)生．
為探究一氧化碳還原氧化鐵后黑色粉末的組成，查閱到相關(guān)資料：鐵的氧化物都能與鹽酸、硫酸反應(yīng)，且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引．
（1）他們提出了猜想①請(qǐng)你結(jié)合所學(xué)知識(shí)補(bǔ)充余下的兩個(gè)猜想．
猜想①：該黑色粉末由鐵粉和氧化亞鐵組成；
猜想②：______．
猜想③：______．
（2）為了驗(yàn)證猜想①，他們?nèi)ミm量黑色粉末加入足量鹽酸，看到黑色粉末完全消失并有氣泡產(chǎn)生．該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耱?yàn)證猜想①？并說(shuō)明理由．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你補(bǔ)充的猜想

猜想序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	可能的現(xiàn)象和結(jié)論
②	______	______
③	______	______

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)鐵的化學(xué)性質(zhì)可知，如果黑色粉末是鐵粉那么加入足量的硫酸銅溶液，充分反應(yīng)，黑色粉末應(yīng)完全反應(yīng)產(chǎn)生少量的紅色固體，所以該黑色粉末中含有鐵粉；鐵的氧化物中除氧化鐵為紅棕色外，其余都為黑色可知，其余兩種猜想為：組成由鐵粉和四氧化三鐵或由四氧化三鐵與氧化亞鐵和鐵粉組成；猜想②中為鐵粉和四氧化三鐵，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圍繞這兩種物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)；因?yàn)殍F的氧化物都能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，所以不能確定為那種氧化物，故方案①中得出的結(jié)論不正確；
解答：解：由于取適量黑色粉末加入足量的硫酸銅溶液，充分反應(yīng)后，黑色粉末中只有少量的紅色固體產(chǎn)生，說(shuō)明鐵置換出了硫酸銅中的銅，故該粉末中一定含有鐵粉．
（1）根據(jù)鐵的黑氧化物有氧化亞鐵、四氧化三鐵以及黑色粉末中一定含有鐵，所以可補(bǔ)充以下猜想②該黑色粉末由鐵粉和四氧化三鐵組成；③該黑色粉末由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成；
（2）由題干中的信息可知鐵的氧化物都能與酸反應(yīng)，所以無(wú)法排除四氧化三鐵存在的可能，因此無(wú)法證明猜想①是否正確；
（3）②根據(jù)鐵和四氧化三鐵均能被磁鐵吸引，所以可以用磁鐵對(duì)黑色粉末進(jìn)行吸引，如果如果黑色粉末全部被磁鐵吸引，證明該猜想正確．
③根據(jù)鐵和四氧化三鐵均能被磁鐵吸引，而氧化亞鐵不能被吸引，所以先取少量黑色粉末，永磁鐵反復(fù)吸引；如果黑色粉末只有部分被吸引，證明含有氧化亞鐵；最后對(duì)被吸引的黑色粉末利用硫酸銅的溶液進(jìn)行處理，去除掉鐵粉后仍有剩余，則可以證明固體中還含有四氧化三鐵；
故答案為：（1）②該黑色粉末由鐵粉和四氧化三鐵組成；③該黑色粉末由鐵粉、氧化亞鐵和四氧化三鐵組成；
（2）不能；因?yàn)殍F的氧化物都能與酸反應(yīng)，無(wú)法排除四氧化三鐵存在的可能．
（3）

②	取少量黑色粉末，用磁鐵反復(fù)吸引	如果黑色粉末全部被磁鐵吸引，證明該猜想正確．
③	先取少量黑色粉末，永磁鐵反復(fù)吸引； 再向被吸引變的黑色粉末中加入足量的硫酸銅溶液．	如果黑色粉末只有部分被吸引，證明含有氧化亞鐵； 如果黑色粉末仍有部分剩余，則證明含有四氧化三鐵．

點(diǎn)評(píng)：此題是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)步驟反推實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法的考查，知道常見(jiàn)的黑色固體，并熟記它們的性質(zhì)，以及學(xué)會(huì)根據(jù)查閱資料的信息做題的方法，是解題的關(guān)鍵所在．