Question

地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，工業(yè)上主要是從含有金屬元素并有開采價值的礦石中提煉金屬．
（1）赤鐵礦在自然界中儲藏豐富，其主要成分的化學(xué)式是

 

．
（2）磁鐵礦的主要成分是Fe₃O₄．在Fe₃O₄中存在兩種不同價態(tài)的鐵離子，其中

1

3

是Fe²⁺，

2

3

是Fe³⁺．請寫出Fe₃O₄與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（3）工業(yè)上主要采用高爐煉鐵，常用到的原料有鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣．其中，焦碳的作用是

 

．（僅答一點）
（4）由于鐵的氧化物中Fe₃O₄和FeO均為黑色，實驗室用CO還原Fe₃O₄得到的鐵中是否會含有Fe₃O₄和FeO，某同學(xué)設(shè)計了下列探究實驗．
資料：FeCl₃溶液與鐵發(fā)生的反應(yīng)是2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，但FeCl₃溶液不與Fe₃O₄、FeO反應(yīng)：含有Fe³⁺的鹽溶液遇到KSCN溶液時變成紅色，利用該反應(yīng)可檢驗Fe³⁺的存在．
【提出問題】CO還原Fe₃O₄得到黑色產(chǎn)物的成分是什么？
【猜想】
猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe₃O₄；猜想3：Fe和FeO；猜想4：

 

．
【實驗探究】限選試劑：CO、鹽酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl₃溶液．

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
Ⅰ．取少量黑色產(chǎn)物加入到裝有足量FeCl3溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾，對過濾所得固體用蒸餾水洗滌．	黑色固體部分溶解．	猜想2和4都不成立．
Ⅱ．	黑色固體全部溶解，溶液不變紅色．
Ⅲ．另取少量黑色產(chǎn)物裝入玻璃管中，通入CO，一段時間后加熱，并將反應(yīng)后的氣體通入裝有一定量的   的燒杯中．		猜想1不成立， 猜想3成立．

Answer 1

考點：金屬元素的存在及常見的金屬礦物,實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,金屬的化學(xué)性質(zhì),鐵的冶煉,酸的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)赤鐵礦的主要成分進行分析；
（2）根據(jù)四氧化三鐵和鹽酸反應(yīng)會生成氯化鐵、氯化亞鐵和水進行分析；
（3）根據(jù)焦炭具有還原性和可燃性進行分析；
（4）根據(jù)四氧化三鐵的生成物完成猜想，然后依據(jù)各種生成物的性質(zhì)以及題中所給的資料進行分析．

解答：解：（1）赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，所以赤鐵礦在自然界中儲藏豐富，其主要成分的化學(xué)式是：Fe₂O₃；
（2）磁鐵礦的主要成分是Fe₃O₄，在Fe₃O₄中存在兩種不同價態(tài)的鐵離子，其中

1

3

是Fe²⁺，

2

3

是Fe³⁺，四氧化三鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵、氯化亞鐵和水，化學(xué)方程式為：Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O；
（3）焦炭和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，會放出大量的熱，所以焦炭的作用是：燃燒提供熱量；
（4）鐵以及鐵的氧化物中Fe₃O₄和FeO均為黑色，結(jié)合猜想1、2、3，所以猜想4是Fe、FeO、Fe₃O₄；
依據(jù)含有Fe³⁺的鹽溶液遇到KSCN溶液時變成紅色，利用該反應(yīng)可檢驗Fe³⁺的存在，可以將固體轉(zhuǎn)化到溶液中，檢驗鐵離子的存在驗證猜想2、4，將 金屬氧化物溶解可以用酸進行溶解，然后再利用還原劑還原氧化亞鐵，檢驗氧化亞鐵是否存在，驗證猜想3，所以，

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量操作Ⅰ所得的濾渣于試管中，再加入足量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后，再加入適量的KSCN溶液
澄清石灰水	澄清石灰水變渾濁

故答案為：（1）Fe₂O₃；
（2）Fe₃O₄+8HCl=2FeCl₃+FeCl₂+4H₂O；
（3）燃燒提供熱量；
（4）Fe、FeO、Fe₃O₄；

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量操作Ⅰ所得的濾渣于試管中，再加入足量的稀鹽酸，充分反應(yīng)后，再加入適量的KSCN溶液
澄清石灰水	澄清石灰水變渾濁

點評：在解此類題時，首先分析題中的反應(yīng)流程，然后結(jié)合學(xué)過的知識和題中所給的資料進行分析解答．