Question

某化學(xué)小組利用下圖裝置完成Fe₂O₃ 和CO的反應(yīng)．

（1）實(shí)驗(yàn)開始前，首先必須進(jìn)行的操作為______．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，通入CO氣體和加熱的先后順序?yàn)開_____，點(diǎn)燃酒精燈之前，必須檢驗(yàn)從裝置中排出的CO的純度．實(shí)驗(yàn)過程中，判斷反應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象為______．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)可在酒精燈火焰上罩一個(gè)金屬網(wǎng)罩，該金屬網(wǎng)罩的作用是______、______．若要提高反應(yīng)溫度，還可選用的加熱儀器為______．
（3）查閱資料知，F(xiàn)e₂O₃和CO進(jìn)行加熱反應(yīng)，固體質(zhì)量與反應(yīng)溫度的關(guān)系如下圖所示．

現(xiàn)測得酒精燈對Fe₂O₃加熱溫度可達(dá)到500℃～600℃，則該溫度下，F(xiàn)e₂O₃ 的還原產(chǎn)物是______．請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，證明650℃～700℃時(shí)Fe₂O₃的還原產(chǎn)物，簡述實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象______．可供選擇的試劑：稀H₂SO₄、稀鹽酸、KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液．

Answer 1

解：（1）因CO能燃燒，點(diǎn)燃不純的CO能引起爆炸，CO能還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，則實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先檢查裝置的氣密性，實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入CO一段時(shí)間，排出裝置中的空氣，后加熱；當(dāng)觀察到紅棕色粉末逐漸變黑，澄清石灰水變渾濁，說明CO與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，
故答案為：檢查裝置的氣密性；先通入CO一段時(shí)間，后加熱；紅棕色粉末逐漸變黑，澄清石灰水變渾濁；
（2）酒精燈火焰上罩一個(gè)金屬網(wǎng)罩，能集中火焰，提高反應(yīng)溫度，確保受熱均勻，實(shí)驗(yàn)中可利用酒精噴燈代替酒精燈，
故答案為：提高反應(yīng)溫度，確保受熱均勻；酒精噴燈；
（3）CO還原氧化鐵的還原產(chǎn)物為可能Fe₃O₄，F(xiàn)eO和Fe．Fe₂O₃加熱溫度可達(dá)到500℃～600℃，質(zhì)量由46.4g減少為45g，還原產(chǎn)物為Fe₃O₄；650℃～700℃時(shí)，質(zhì)量由43.2g減少較大，還原產(chǎn)物為FeO，為驗(yàn)證還原產(chǎn)物，在適量待檢物中加入稀H₂SO₄至完全溶解，再加入少量高錳酸鉀溶液，溶液紫色褪去，可說明還原產(chǎn)物為FeO，
故答案為：Fe₃O₄；在適量待檢物中加入稀H₂SO₄至完全溶解，再加入少量高錳酸鉀溶液，溶液紫色褪去．
分析：（1）因CO能燃燒，點(diǎn)燃不純的CO能引起爆炸，CO能還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳；
（2）酒精燈火焰上罩一個(gè)金屬網(wǎng)罩，能集中火焰，提高溫度，可利用酒精噴燈代替酒精燈；
（3）CO還原氧化鐵的還原產(chǎn)物為可能Fe₃O₄，F(xiàn)eO和Fe．Fe₂O₃加熱溫度可達(dá)到500℃～600℃，質(zhì)量由46.4g減少為45g，還原產(chǎn)物為Fe₃O₄；650℃～700℃時(shí)，質(zhì)量由43.2g減少較大，還原產(chǎn)物為FeO，利用亞鐵離子的還原性來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
點(diǎn)評：本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，明確CO的可燃性、還原性及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵，注意（3）中圖象的分析及數(shù)據(jù)分析判斷還原產(chǎn)物為解答的難點(diǎn)，題目難度較大．