Question

某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe₂O₃的影响(固定装置略)

(1)图中盛无水CaCl₂的仪器名称为______装置B中的化学反应方程式为_______。

(2)装置C中发生反应的离子方程式为_________，处理尾气的方法为________。

(3)将研究小组分为两组，按上图装置进行对比实验，探究不同温度条件下黑色固体的成分，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：

步骤	操作	甲组现象	乙组现象
1	取黑色粉末加入盐酸	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	取步骤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成分是________。

②根据甲组实验现象写出甲组步骤1中反应的离子方式__________。

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________。

Answer

U形干燥管 Zn+CO2=ZnO+CO CO2+2OH-=CO32－+H2O 点燃 或用气球收集 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

【解析】

（1）图中盛无水CaCl2的仪器名称为U形干燥管，进入装置B中的物质是二氧化碳气体，发生的反应是二氧化碳和锌，生成氧化锌和一氧化碳；

（2）CO2与Zn作用生成CO气体，装置C中NaOH是用来吸收CO中混有的CO2气体；尾气中CO，可利用其可燃性采取点燃法来进行尾气处理；

（3）①利用黑色固体可溶于盐酸并产生气体，结合“原子守恒”可知用酒精喷灯的乙组实验得到的固体为Fe；

②Fe2O3被还原得到黑色固体为Fe3O4，由此可写出反应的离子方程式；

③步骤4中溶液变红是溶液中Fe2+被Cl2氧化为Fe3+所致、溶液褪色的原因可能是Cl2将SCN-氧化，若该假设成立，则溶液中还存在Fe3+，再继续加入KSCN溶液则溶液变红；

（1）图中盛无水CaCl2的仪器名称为U形干燥管，进入装置B中的物质是二氧化碳气体，发生的反应是二氧化碳和锌，生成氧化锌和一氧化碳，反应的化学方程式是：Zn+CO2=ZnO+CO，

故答案为：U形干燥管；Zn+CO2=ZnO+CO；

（2）结合实验目的可知在装置B处，CO2与Zn作用生成CO气体，进入后面装置进行实验，故装置C中NaOH是用来吸收CO中混有的CO2气体，离子方程式是：CO2+2OH-=CO32－+H2O；CO气体不一定完全反应，因此尾气中会有CO，可利用其可燃性采取点燃法来进行尾气处理，

故答案为：CO2+2OH-=CO32－+H2O；点燃或用气球收集；

（3）①利用黑色固体可溶于盐酸并产生气体，结合“原子守恒”可知用酒精喷灯的乙组实验得到的固体为Fe，

故答案为：Fe；

②利用甲组现象可知Fe2O3与CO在酒精灯加热的条件下，Fe2O3被还原得到黑色固体为Fe3O4，由此可写出反应的离子方程式，

故答案为：Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O ；

③因Fe3+遇SCN-显红色，所以步骤4中溶液变红是溶液中Fe2+被Cl2氧化为Fe3+所致、溶液褪色的原因可能是Cl2将SCN-氧化，若该假设成立，则溶液中还存在Fe3+，再继续加入KSCN溶液则溶液变红，

故答案为：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。