Question

三位同學用圖所示裝置做一氧化碳還原氧化鐵的實驗．請幫他們寫出一氧化碳還原氧化鐵的化學方程式    ．當觀察到玻璃管A中的粉末由紅色逐漸變為黑色時，停止加熱，繼續通一氧化碳，冷卻到室溫，停止通氣，同時觀察到澄清的石灰水變渾濁．
小明認為：依據上述實驗現象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵．
小紅認為：僅從上述實驗現象，不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵，她增加了一個實驗：用磁鐵靠近生成的黑色固體，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論．
小光通過查詢有關資料得知：
（1）一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下可能會生成四氧化三鐵這種物質．
（2）四氧化三鐵為黑色固體，有強磁性，也能夠被磁鐵吸引．
因此，小光認為小明和小紅的結論都不能成立，你是否同意他的說法？    ，請具體說明你的理由    ．
小光想通過實驗檢驗生成的黑色固體是否含有金屬鐵．請你幫他完成實驗并填寫下表．

實 驗 步 驟	實 驗 現 象	實 驗 結 論
取少量黑色固體于試管中，向其中滴加適量稀鹽酸	①    ②若沒有氣泡產生	①則黑色固體中含金屬鐵 ②

（3）除上述方案，小光還想出了另外一種方案，他把少量黑色固體放入盛有硫酸銅溶液的試管中，通過觀察    ，來判斷黑色固體中是否含有金屬鐵；請幫小光寫出鐵與硫酸銅溶液反應的化學方程式    ．

Answer 1

【答案】分析：根據一氧化碳還原氧化鐵的反應原理書寫方程式；
（2）由題意可知：“四氧化三鐵為黑色固體，有強磁性，能夠被磁鐵吸引”，所以只根據此現象，不能確定生成物；并根據鐵能與稀硫酸反應產生氣泡進一步實驗驗證；
（3）根據鐵與硫酸銅溶液反應的現象和原理分析解答．
解答：解：一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，方程式是：Fe₂O₃+3CO  2 Fe+3CO₂；
（2）由題意“生成黑色固體”，而資料中的：一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下可能會生成四氧化三鐵，且四氧化三鐵也是黑色的固體，有強磁性，能夠被磁鐵吸引；所以只根據此現象：有黑色固體被磁鐵吸引，不能確定生成物；故小光認為小明和小紅的結論都不能成立，具體理由為：根據資料可知：一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下可能會生成四氧化三鐵，Fe₃O₄也是黑色固體且能被磁鐵吸引；
鐵與稀硫酸反應可產生氣體---氫氣，所以，可取少量黑色固體于試管中，向其中滴加稀硫酸，觀察是否有氣泡產生；如果有氣泡產生，則黑色固體為鐵；若沒有氣泡產生，則黑色固體中不含金屬鐵；
（3）除上述方案，還可以采取另一種實驗方案，所用的試劑是硫酸銅溶液，鐵與硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵；所以，可通過觀察是否有紅色固體生成，判斷黑色固體中是否含金屬鐵；
故答案為：
Fe₂O₃+3CO  2 Fe+3CO₂；
（2）同意；  Fe₃O₄也是黑色固體且能被磁鐵吸引；

實 驗 步 驟	實 驗 現 象	實 驗 結 論
取少量黑色固體于試管中，向其中滴加適量稀鹽酸	①若產生氣泡 ②若沒有氣泡產生	①則黑色固體中含金屬鐵 ②則黑色固體中不含金屬鐵

（3）是否有紅色固體生成；  CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu．
點評：掌握一氧化碳與氧化鐵反應的化學方程式；鐵的化學性質：與酸反應生成氣體，與硫酸銅反應生成紅色的銅；結合現象推測結論（反應本質），即可順利解答．