Question

已知草酸（H₂C₂O₄）固体与浓硫酸共热发生化学反应：H₂C₂O₄ CO₂↑+CO↑+H₂O。某化学兴趣小组同学设计如下实验装置，用于制取纯净干燥的CO气体来还原氧化铁。请根据题目要求回答问题：

（1）实验开始时，应先点燃_____处的酒精灯（填装置序号）。

（2）装置B中的NaOH溶液的作用是_____，B、C装置的顺序不能颠倒的原因是_____。

（3）从环保角度考虑，上述实验的不足之处是_____。反应后玻璃管内固体粉末由红色全部变成黑色，小马同学认为该黑色固体全部是铁，但小军同学提出了质疑，于是小组内的同学们提出查阅资料，寻求真理。

（查阅资料）

①一氧化碳还原Fe₂O₃的固体产物的成分与反应的温度、时间有关，产物可能是Fe₃O₄、FeO、Fe；

②几种物质的性质，如下表所示：

物质化学式	Fe	Fe2O3	FeO	Fe3O4
物质的颜色	黑色	红色	黑色	黑色
能否被磁铁吸引	能	不能	不能	能

③已知反应 ：Fe₃O₄+8HCl=FeCl₂+2FeCl₃+4H₂O， FeCl₃溶液呈棕黄色。

（实验探究）

（4）该小组同学将反应后的黑色固体研细后，用磁铁吸引，发现黑色粉末全部被吸引，则该黑色粉末中不可能含有_____（填化学式）。

（5）黑色固体的成分是什么？

猜想Ⅰ：全部为Fe；   猜想Ⅱ：全部为Fe₃O₄；   猜想Ⅲ：_____（填化学式）。

实验：将黑色粉末加入到足量的稀硫酸中，固体全部溶解，观察现象：①有无色气泡产生，证明该固体中一定有_____（填化学式）；②溶液呈棕黄色。

（6）由上述实验现象，得出猜想_____正确。

Answer

A 吸收生成的二氧化碳 气体会从氢氧化钠溶液中带出水蒸气 缺少尾气处理装置 FeO Fe、Fe3O4 Fe Ⅲ

【解析】

（1）实验开始时，应先点燃A处的酒精灯，因为一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇明火或加热会发生爆炸，故先点燃A处的酒精灯，反应生成一氧化碳，将装置内的空气排尽，防止发生爆炸；

（2）装置B中的NaOH溶液的作用是：吸收生成的二氧化碳；

B、C装置的顺序不能颠倒的原因是：若B、C顺序颠倒，气体会从氢氧化钠溶液中带出水蒸气；

（3）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，故从环保角度考虑，上述实验的不足之处是：缺少尾气处理装置；

实验探究：

（4）该小组同学将反应后的黑色固体研细后，用磁铁吸引，发现黑色粉末全部被吸引，则该黑色粉末中不可能含有：FeO；

（5）黑色固体可能是铁，也可能是四氧化三铁，还可能是铁和四氧化三铁的混合物，故猜想Ⅲ：Fe、Fe3O4；

实验：将黑色粉末加入到足量的稀硫酸中，固体全部溶解，观察现象：①有无色气泡产生，有气泡产生，说明铁和稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，故该固体中一定有：Fe；

③溶液呈棕黄色，说明溶液中含Fe3+，说明黑色固体中含四氧化三铁；

（6）由上述实验现象，得出猜想Ⅲ正确。