Question

【題目】實驗探究和證據(jù)推理是提升認知的重要手段．化學興趣小組對“CO還原Fe2O3粉末”的實驗進行探究：
（1）Ⅰ探究CO與Fe2O3的反應產(chǎn)物（夾持儀器已略去）
【實驗過程】步驟1 在通風櫥中，按圖Ⅰ連接裝置并檢驗裝置的氣密性．
步驟2 裝入試劑：玻璃管內(nèi)裝入Fe2O3粉末，試管Ⅰ中裝入澄清石灰水．
步驟3 從a端通入CO一段時間，待 ， 再點燃酒精燈．
（2）【實驗現(xiàn)象】反應一段時間后，玻璃管內(nèi)粉末由色變成黑色，生成的黑色固體均能被玻璃管上方的磁鐵吸引．試管Ⅰ中出現(xiàn)白色沉淀（用化學反應方程式表示： ．
（3）【查閱資料】鐵粉、FeO、Fe3O4均為黑色固體；鐵粉、Fe3O4均能被磁鐵吸引． 【提出猜想】對磁鐵吸引的黑色固體成分有以下三種猜想：
猜測Ⅰ：Fe；猜測Ⅱ：Fe3O4；猜測Ⅲ：Fe和Fe3O4
【實驗驗證】取少量反應后的黑色固體放入試管中，加入足量的硫酸銅溶液，振蕩，充分反應后靜置，觀察到紅色固體中混有黑色顆粒，說明（填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）是正確的．
（4）【拓展研究】進一步查閱資料，發(fā)現(xiàn)CO能溶于銅液[醋酸二氨合銅（Ⅰ）和氨水的混合液]．因此可在裝置Ⅰ后再連接下圖裝置Ⅱ，其目的是 ， 裝置Ⅰ、Ⅱ的連接順序：b連接（填“c”或“d”）．
（5）Ⅱ原料氣CO的制備 方法一：加熱MgCO3、Zn的混合物可快速制備CO，同時還得到兩種金屬氧化物：、（填化學式）．
方法二：加熱草酸晶體（H2C2O42H2O）制備CO：
H2C2O42H2O CO↑+CO2↑+3H2O
已知：常壓下，草酸晶體的熔點為101℃．比較草酸晶體的熔點和分解溫度，
分析若選用裝置Ⅲ制備裝置Ⅰ所需的CO，可能存在的問題是 ．

Answer 1

【答案】
（1）試管Ⅰ中有氣泡產(chǎn)生
（2）紅棕； CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O）
（3）猜想Ⅲ
（4）吸收尾氣中的CO； d
（5）ZnO；MgO；草酸流到試管口,反應不能繼續(xù)進行
【解析】解：Ⅰ、【實驗過程】在用一氧化碳還原氧化鐵時，應先通入一段時間的一氧化碳氣體，除盡空氣，再點燃酒精燈加熱，以免發(fā)生爆炸，所以要從a端通入CO一段時間后，待試管Ⅰ中有氣泡產(chǎn)生時再點燃酒精燈；故填：試管Ⅰ中有氣泡產(chǎn)生；

【實驗現(xiàn)象】氧化鐵是紅棕色固體，加熱一段時間后，被一氧化碳還原為黑色的鐵粉，同時生成二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣白色沉淀和水；故填：紅棕；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；

【實驗驗證】四氧化三鐵與硫酸銅溶液不反應，而鐵能與其反應生成紅色金屬銅，因為取少量反應后的黑色固體放入試管中，加入足量的硫酸銅溶液，振蕩，充分反應后靜置，觀察到紅色固體中混有黑色顆粒，這說明原黑色固體中含有四氧化三鐵與鐵，即猜想Ⅲ成立；故填：猜想Ⅲ；

【拓展研究】尾氣中的一氧化碳有毒，所以需要將尾氣吸收；氣體應從長管進入銅液，這樣可以充分反應；故填：吸收尾氣中的CO；d；

Ⅱ、方法一：加熱MgCO3、Zn的混合物可快速制備CO，同時還得到兩種金屬氧化物，由質(zhì)量守恒定律可知，這兩種氧化物是氧化鎂與氧化鋅；故填：ZnO；MgO；

方法二：因為常壓下，草酸晶體的熔點為101℃，加熱過程中草酸會熔化流到試管口，導致反應不能進行，所以不能用裝置Ⅲ制備裝置Ⅰ所需的CO；故填：草酸流到試管口，反應不能繼續(xù)進行．

【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用金屬材料的選擇依據(jù)和一氧化碳還原氧化鐵的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金．重金屬：如銅、鋅、鉛等；有色金屬輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬；原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來．