Question

某化学兴趣小组根据图1所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究。

[初步实验结果]无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种。

[猜想与假设]甲组同学认为无色气体A中可能有CO₂和CO.乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况:

假设一:只含有铁。

假设二:只含有碳。

假设三:_________。

[实验与探究]

（1）为验证甲组的猜想，大家按图2进行实验:

当看到实验I中__________，实验Ⅲ中__________等现象时，可以确定甲组同学猜想正确。

（2）为验证乙组中假设三能否成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究。

实验方法	实验操作	实验现象	实验结果
物理方法	用磁铁靠近粉末	___________	假设三成立
化学方法	取少量黑色粉末B于试管中，加入过量的稀盐酸。	___________	假设三成立

写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式__________。

[交流与反思]在做图2所示的实验时发现其存在一个缺陷，请指出来:___________。

Answer

铁和碳 澄清石灰水变浑浊 黑色固体变红 有部分物质被吸引 部分黑色粉末溶解，产生气泡，溶液变为浅绿色，有部分黑色固体剩余 没有进行尾气处理

【解析】

由题意无色气体A中可能有CO2和CO，黑色粉末B含有两种单质铁和碳中的一种或者两种，除去假设一和假设二，假设三为含有铁和碳。

实验与探究：

（1）为验证甲组同学猜想无色气体A中可能有CO2和CO，按图2进行实验，I中澄清石灰水用于检验并吸收二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和二氧化碳，若有二氧化碳，澄清石灰水会变浑浊，II中浓硫酸用于吸收水分，Ⅲ中灼热的氧化铜用于检验一氧化碳，一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成二氧化碳和铜，若有一氧化碳，黑色固体会变成红色，因此当看到实验I中澄清石灰水会变浑浊，实验Ⅲ中黑色固体变成红色等现象时，可以确定甲组同学猜想正确。

（2）根据实验结果假设三成立，可知黑色粉末B含有碳和铁两种单质，根据实验操作的原理可知，物理方法检验二者的原理是磁铁能吸引铁，不能吸引碳；化学方法检验二者的原理是铁与稀盐酸反应，碳与稀盐酸不反应，则有：

物理方法的实验现象为：有部分物质被吸引

化学方法的实验现象为：黑色粉末溶解，产生气泡，溶液变为浅绿色，会有黑色固体剩余

黑色粉末B中加入过量的稀盐酸，碳与稀盐酸不反应，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为。

交流与反思：

在做图2验证猜想无色气体A中可能有CO2和CO的实验时存在一个缺陷，一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，图中没有尾气处理装置，对未反应的一氧化碳进行处理。