Question

某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe₂O₃的影响(固定装置略)

（1）MgCO₃的分解产物为                。

（2）装置C的作用是                       ，处理尾气的方法为                     。

（3）将研究小组分为两组，按图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。（Fe²⁺ 遇K₃[Fe(CN)₆]溶液会生成蓝色沉淀）

步骤	操作	甲组现象	乙组现象
1	取黑色粉末加入稀盐酸	溶解，无气泡	溶解，有气泡
2	取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液	蓝色沉淀	蓝色沉淀
3	取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液	变红	无现象
4	向步骤3溶液中滴加新制氯水	红色褪去	先变红，后褪色

①乙组得到的黑色粉末是                。

②甲组步骤1中反应的离子方程式为                          。

③乙组步骤4中，溶液变红的原因为                         ；溶液褪色可能的原因为                      。

④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是                       。

Answer

（1）MgO、CO2（2 分） （2）除CO2（2 分）点燃（1 分） （3）①Fe（2 分）

②Fe3O4＋8H＋＝2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O（2 分） ③Fe2＋被氧化成Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色；（2 分） 假设SCN－被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立(其它合理答案均可给分) （2 分） ④在装置BC之间添加装置E防倒吸(其它合理答案均可给分) （2 分）

【解析】

试题分析：（1）镁元素和钙元素属于同一主族，性质具有相似性，根据反应CaCO3CO2↑＋CaO可知碳酸镁分解的方程式为MgCO3MgO＋CO2↑，产物有MgO、CO2；

（2）实验的目的是研究温度对CO还原Fe2O3的影响，碳酸镁分解产生的CO2对后面实验产生干扰，因此装置C的作用是除去CO2气体。CO可燃有毒，为防止污染和中毒，用点燃的方法除去CO，因此除去尾气的方法是点燃；

（3）①乙组中第一步黑色粉末加入稀盐酸，有气泡产生，说明黑色粉末中含有铁；

②甲组中黑色粉末加入稀盐酸，无气泡产生，推知黑色粉末中无铁，加入K3[Fe(CN)6]溶液，有蓝色沉淀，推知溶液中含有Fe2＋，滴加KSCN溶液，溶液变红，推知溶液中有Fe3＋，因此黑色粉末是Fe3O4，与盐酸反应的离子方程式为Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O；

③开始加入KSCN不变红，说明溶液中无Fe3＋，通入氯气，氯气把Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe3＋遇到KSCN溶液变红，因此变红的原因是：Fe2＋被氧化成Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色，褪色的原因可能是氯气的强氧化性把Fe3＋氧化，溶液中有SCN－的存在，也可能是把SCN－氧化，溶液中有Fe3＋的存在，因此向溶液中滴入氯化铁溶液，如果溶液变红说明褪色的原因是前者，否则是后者，也可以滴加KSCN溶液，如果变红，说明褪色的原因是后者，否则是前者；

④装置E的作用是防倒吸，因此在BC之间添加装置E防倒吸。

【考点定位】本题主要是考查碳酸镁的性质、实验基本操作、尾气处理、铁及其化合物的性质等知识。

【名师点晴】该题的难点是（3），在设计有关铁离子和亚铁离子的检验需要注意：①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液；当溶液的浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。②检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时最好选择K3[Fe(CN)6]溶液，或者选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。