Question

某研究小组利用如图装置探究温度对一氧化碳还原氧化铁的影响。

(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，按如图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒类喷灯对装置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。已知Fe^2＋与K₃[Fe(CN)₆](铁氰化钾)溶液反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。

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]	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及其验证方法为________________________。

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

Answer

MgO、CO2 除CO2 点燃 Fe Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色 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(其他合理答案均可) 在装置BC之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可)

【解析】

(1)MgCO3受热分解的产物为氧化镁和二氧化碳；

(2)装置C为洗气瓶，需要洗去一氧化碳中的CO2；CO为有毒气体，需要点燃处理；

(3)①铁粉为黑色；

②四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水；

③Fe2＋被氯气氧化为Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色；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；

④由于B装置加热后温度上升，实验装置内压强会有变化，C装置为洗气装置，会产生倒吸。

(1)MgCO3受热分解的产物为氧化镁和二氧化碳，因此加热分解得分解产物为：MgO、CO2；综上所述，本题答案是：MgO、CO2。

(2)装置C为洗气瓶，由于B装置中发生反应Zn+CO2=ZnO+CO，由于有CO2掺杂在CO里，故需要洗气瓶将CO2除去。由于D装置中发生反应Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2，CO2被澄清石灰水吸收，则尾气为CO，气体有毒，点燃后生成无毒的CO2，故需要点燃处理。

综上所述，本题答案是：除CO2 ；点燃 。

(3)①由乙组的现象可知，步骤1中，发生的反应为Fe+2HCl=H2↑+FeCl2，故乙组得到的黑色粉末为Fe；综上所述，本题答案是：Fe。

②由甲组现象可知，甲组得到的产物为四氧化三铁，四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，故步骤1中的离子反应式为：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；综上所述，本题答案是：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。

③乙组步骤3得到的溶液中含有的是Fe2＋，在步骤4中被氯水氧化后生成Fe3＋，Fe3＋在KSCN溶液中会发生显色反应，故溶液显红色；溶液褪色是因为SCN-被Cl2氧化，若向溶液中继续加入过量KSCN溶液，若出现红色，则假设成立；

综上所述，本题答案是：Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色；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(其他合理答案均可)。

④由于B装置加热后温度上升，实验装置内压强会有变化，且C装置为洗气装置，有液体，故在BC之间加入装置E，防止C装置发生倒吸，保护实验安全进行。

综上所述，本题答案是：在装置BC之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可)。