Question

5．資料顯示：碳還原四氧化三鐵制得鐵的溫度在700℃～800℃．某校化學興趣小組在探究用碳冶煉鐵的原理的實驗時，取一定質量的碳粉和四氧化三鐵粉的混合物，在700℃--800℃的高溫條件下使其充分
反應，設計的實驗裝置如圖：
（1）寫出碳還原四氧化三鐵的化學方程式：2C+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+2CO₂↑，該實驗中觀察到的實驗現(xiàn)象是：澄清的石灰水變渾濁對反應后試管中剩余的固體是什么，興趣小組的同學做出了如下猜想：甲同學認為是鐵粉，乙同學認為是碳粉和鐵粉的混合物，丙同學的猜想是四氧化三鐵粉和鐵粉．
（2）乙同學設計一個用化學方法證明自己的猜想是否正確，他的方法是取試管里的固體剩余物加入足量的稀鹽酸充分反應，看是否有固體剩余，
理由是：鐵跟稀鹽酸反應，碳跟稀鹽酸不反應；
（3）丙同學認為要驗證自己的猜想是否正確可用磁鐵去吸引，你認為丙同學的實驗方案是否可行：不可行，理由是四氧化三鐵也能被磁鐵吸引．
請你設計一個實驗證明丙同學的猜想：取試管里剩余固體少許，加入足量碳粉，放入如圖所示裝置加熱至700℃～800℃，若澄清石灰水變渾濁，證明丙同學的猜想正確．．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳與四氧化三鐵的反應分析回答有關問題；
（2）根據(jù)鐵能與鹽酸反應，碳不能與鹽酸反應分析回答；
（3）根據(jù)鐵、四氧化三鐵都能被磁鐵吸引，四氧化三鐵能與碳反應分析回答．

解答 解：（1）在高溫條件下，碳還原四氧化三鐵生成了鐵和二氧化碳，反應的化學方程式：2C+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+2CO₂↑，該實驗中觀察到的實驗現(xiàn)象是：澄清的石灰水變渾濁，對反應后試管中剩余的固體是什么，興趣小組的同學做出了如下猜想：甲同學認為是鐵粉，乙同學認為是碳粉和鐵粉的混合物，丙同學的猜想是四氧化三鐵粉和鐵粉．
（2）乙同學設計一個用化學方法證明自己的猜想是否正確，他的方法是取試管里的固體剩余物加入足量的稀鹽酸充分反應，看是否有固體剩余，理由是：鐵跟稀鹽酸反應，碳跟稀鹽酸不反應；
（3）丙同學認為要驗證自己的猜想是否正確可用磁鐵去吸引，丙同學的實驗方案不可行，理由是：四氧化三鐵也能被磁鐵吸引．由于在高溫條件下，碳還原四氧化三鐵生成了鐵和二氧化碳，所以丙同學的猜想驗證的方法是：取試管里剩余固體少許，加入足量碳粉，放入如圖所示裝置加熱至700℃～800℃，若澄清石灰水變渾濁，證明丙同學的猜想正確．
故答為：（1）2C+Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+2CO₂↑； 澄清的石灰水變渾濁； 四氧化三鐵粉和鐵粉．（2）取試管里的固體剩余物加入足量的稀鹽酸充分反應，看是否有固體剩余；鐵跟稀鹽酸反應，碳跟稀鹽酸不反應．
（3）不可行，四氧化三鐵也能被磁鐵吸引；取試管里剩余固體少許，加入足量碳粉，放入如圖所示裝置加熱至700℃～800℃，若澄清石灰水變渾濁，證明丙同學的猜想正確．

點評 本題考查了物質的性質、用途以及化學方程式書寫方面的知識，做題時一定要注意書寫化學式應該注意化學式、配平、條件、箭頭等．