Question

某課外活動(dòng)小組對(duì)一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中最后的產(chǎn)物產(chǎn)生濃厚興趣．試通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究其成分
Ⅰ、實(shí)驗(yàn)裝置：

該裝置B中發(fā)生的離子方程式是

 

．
裝置B的作用是

 

．
Ⅱ、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：玻璃管A中的粉末有紅色逐漸變?yōu)楹谏珪r(shí)，停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳，冷卻到室溫，停止通氣，同時(shí)觀(guān)察到澄清的石灰水變渾濁．
Ⅲ、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
甲認(rèn)為：依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵
乙認(rèn)為：僅從上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵，他增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用磁鐵靠近黑色固體，看到有黑色固體被磁鐵吸引．于是得出生成的黑色固體為金屬鐵的結(jié)論．
請(qǐng)你通過(guò)該反應(yīng)的相關(guān)資料對(duì)他們的結(jié)論作出判斷，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其合理性：
（1）在一定條件下，一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下，可發(fā)生如下反應(yīng)：
3Fe₂O₃+CO═2Fe₃O₄+CO₂     3Fe₃O₄+4CO═2Fe+4CO
（2）四氧化三鐵（Fe₃O₄）為黑色固體，有強(qiáng)磁性，能夠被磁鐵吸引．
甲、乙同學(xué)的結(jié)論

 

．
你對(duì)此評(píng)價(jià)的理由是

 

．
Ⅳ、實(shí)驗(yàn)探究
對(duì)反應(yīng)后固體成分提出假設(shè)：
假設(shè)1：反應(yīng)后固體中只有Fe；
假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有Fe₃O₄；
假設(shè)3：反應(yīng)后固體中

 

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為確定實(shí)驗(yàn)中最后產(chǎn)物中的成分，丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你利用限選試劑和儀器幫助他完成該探究過(guò)程，并將答案寫(xiě)在答題卡相應(yīng)位置．
限選試劑和儀器：1mol/L CuSO₄、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L 鹽酸、0.01mol/L 氨水、試管、玻璃棒、膠頭滴管．

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟一；取硬質(zhì)玻璃管中固體產(chǎn)物少量分別與A、B試管中，加入足量1mol/L CuSO4溶液，攪拌溶解．	（1）若A試管中黑色固體不溶解，并且沒(méi)有觀(guān)察到其它現(xiàn)象，則黑色固體為   ， （2）若B試管中有紅色固體析出，則說(shuō)明黑色固體中含有
步驟二：對(duì)試管B中溶液過(guò)濾，將所的固體洗滌干凈后加足量1mol/L鹽酸后再依次分別加入適量0.01mol/L氨水、少量0.01mol/L KSCN溶液．	①若溶液不變紅色，則   ②若溶液變紅色，則

Ⅴ、延伸探究：丁同學(xué)試圖通過(guò)反應(yīng)前后固體質(zhì)量的變化來(lái)確定黑色固體的成分，你認(rèn)為可行嗎？（假設(shè)氧化鐵在反應(yīng)中完全反應(yīng)）

 

（填“行”或“不行”）
理由是：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：Ⅰ、一氧化碳還原氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，裝置B中發(fā)生的反應(yīng)是二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，吸收生成的二氧化碳，便于一氧化碳燃燒；
Ⅲ、依據(jù)鐵和四氧化三鐵都是黑色固體，都可以被磁鐵吸引分析判斷；
Ⅳ、分析假設(shè)可知假設(shè)3固體物質(zhì)為Fe和Fe₃O₄，依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和試劑加入沸石的反應(yīng)分析判斷反應(yīng)現(xiàn)象和得到結(jié)論；
Ⅴ、生成鐵或四氧化三鐵反應(yīng)前后固體質(zhì)量變化不同，可以利用固體質(zhì)量變化不同進(jìn)行分析計(jì)算判斷．

解答： 解：Ⅰ、一氧化碳還原氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，裝置B中發(fā)生的反應(yīng)是二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的離子方程式為：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；吸收生成的二氧化碳，便于一氧化碳燃燒，
故答案為：Ca²⁺+2OH^-+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；吸收一氧化碳?xì)怏w中的二氧化碳，便于一氧化碳燃燒；
Ⅲ、甲認(rèn)為：依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵，四氧化三鐵也是黑色固體，故甲不合理；
乙認(rèn)為：僅從上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵，他增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)：用磁鐵靠近黑色固體，看到有黑色固體被磁鐵吸引．于是得出生成的黑色固體為金屬鐵的結(jié)論，四氧化三鐵（Fe₃O₄）為黑色固體，有強(qiáng)磁性，能夠被磁鐵吸引，反應(yīng)乙同學(xué)結(jié)論不合理；
故答案為：甲乙同學(xué)的結(jié)論不合理，鐵和四氧化三鐵都是黑色固體，都可以被磁鐵吸引；
Ⅳ、對(duì)反應(yīng)后固體成分提出假設(shè)：
假設(shè)1：反應(yīng)后固體中只有Fe；
假設(shè)2：反應(yīng)后固體中只有Fe₃O₄；
假設(shè)3：反應(yīng)后固體中有Fe和Fe₃O₄；
步驟一；取硬質(zhì)玻璃管中固體產(chǎn)物少量分別與A、B試管中，加入足量1mol/LCuSO₄溶液，攪拌溶解，若A試管中黑色固體不溶解，并且沒(méi)有觀(guān)察到其它現(xiàn)象，則黑色固體為Fe₃O₄，若B試管中有紅色固體析出，則說(shuō)明黑色固體中含有Fe；步驟二：對(duì)試管B中溶液過(guò)濾，將所的固體洗滌干凈后加足量1mol/L鹽酸后再依次分別加入適量0.01mol/L氨水、少量0.01mol/L KSCN溶液，①若溶液不變紅色，則假設(shè)1正確；②若溶液變紅色，則假設(shè)3正確，
故答案為：Fe和Fe₃O₄；Fe₃O₄；Fe；假設(shè)1正確；假設(shè)3正確；
Ⅴ、依據(jù)反應(yīng)前后固體質(zhì)量的變化來(lái)確定黑色固體的成分，等質(zhì)量氧化鐵完全反應(yīng)生成鐵或四氧化三鐵，鐵和四氧化三鐵，固體質(zhì)量變化不同，利用反應(yīng)前后固體質(zhì)量變化極值分析計(jì)算做出判斷，所以可以分析判斷固體物質(zhì)組成，
故答案為：行；等質(zhì)量氧化鐵完全反應(yīng)生成鐵或四氧化三鐵，鐵和四氧化三鐵，固體質(zhì)量變化不同．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和步驟分析判斷，掌握方法和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．