Question

甲、乙兩位同學根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系在實驗室中模擬煉鐵，并對生成物的成分進行探究．
①模擬煉鐵的原理可能是

 

（用化學方程式表示）．
②初步分析得知，黑色粉末B的成分是一種或兩種單質(zhì)．
【猜想與假設(shè)】
甲同學認為無色氣體A中可能有CO₂，也可能有

 

．
乙同學認為黑色粉末的成分中存在以下兩種情況：
假設(shè)一：只含有鐵；     
假設(shè)二：含有

 

．
【實驗探究】
（1）驗證甲同學猜想的實驗裝置（箭頭表示氣體流向）．

 上述實驗裝置Ⅱ中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，裝置Ⅰ的作用是

 

，當看到Ⅰ中足量的澄清石灰水變渾濁，Ⅲ中黑色固體變成紅色后，可以確定無色氣體A的成分是

 

．
（2）為驗證乙同學的假設(shè)二成立，請你設(shè)計實驗用物理方法（或化學方法）完成以下探究．

實驗方法	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
物理方法			假設(shè)二成立
化學方法			假設(shè)二成立

【交流反思】對甲同學實驗存在的缺陷，甲、乙同學一起進行了改進，解決了污染環(huán)境問題．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,鐵的冶煉,碳的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：①根據(jù)煉鐵原理，用一氧化碳還原鐵礦石進行解答．
【猜想與假設(shè)】
尾氣中可能含有一氧化碳，或二氧化碳，或一氧化碳和二氧化碳；
黑色固體中可能含有鐵，或鐵和碳；
【實驗與探究】
磁鐵能夠吸引鐵，稀鹽酸能和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣；
【交流與反思】
一氧化碳有毒，擴散到空氣中會污染環(huán)境．

解答：解：
①煉鐵是將原料（鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣）通入高爐中，在高爐中發(fā)生復雜反應(yīng)，生成鐵的單質(zhì)，例如以赤鐵礦為例，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學方程式為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．
【猜想與假設(shè)】
無色氣體A中可能有CO₂，也可能有未反應(yīng)的一氧化碳．
假設(shè)一：只含有鐵．  假設(shè)二：鐵和未反應(yīng)的碳．
【實驗與探究】
（1）Ⅰ中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳，所以可以檢驗CO₂，Ⅲ中灼熱的氧化銅變紅，說明有一氧化碳，Ⅱ中濃硫酸的作用是：干燥氣體．
（2）實驗操作及實驗現(xiàn)象如表中所示．

實驗方法	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
物理方法 用磁鐵吸引	取少量黑色粉末B，用磁鐵吸引	部分黑色粉末被吸引上來	假設(shè)二成立
化學方法 加入過量的稀鹽酸	取少量黑色粉末B于試管中，加入過量的稀鹽酸	部分黑色粉末溶解，產(chǎn)生氣泡	假設(shè)二成立

為了防止一氧化碳污染環(huán)境，應(yīng)該對尾氣進行處理．
故答案為：
①3CO+Fe₂O₃

高溫  .

 2Fe+3CO₂
【猜想與假設(shè)】CO；假設(shè)二：鐵和碳
【實驗探究】①檢驗CO₂；CO₂和CO

實驗方法	實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
物理方法 用磁鐵吸引	取少量黑色粉末B，用磁鐵吸引	部分黑色粉末被吸引上來	假設(shè)二成立
化學方法 加入過量的稀鹽酸	取少量黑色粉末B于試管中，加入過量的稀鹽酸	部分黑色粉末溶解，產(chǎn)生氣泡	假設(shè)二成立

點評：化學實驗現(xiàn)象是化學實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應(yīng)關(guān)系，并有助于提高觀察、實驗?zāi)芰Γ�所以，對化學實驗不僅要認真觀察，還應(yīng)掌握觀察實驗現(xiàn)象的方法．