Question

【題目】某化學(xué)興趣小組根據(jù)圖1所示進(jìn)行模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)，并對產(chǎn)物成分及含量進(jìn)行探究．
【提出問題】無色氣體A有哪些成分？黑色固體B可能是什么？
【查閱資料】常溫下，一氧化碳能與氯化鈀（PdCl2）溶液反應(yīng)生成鈀（不溶于水）、二氧化碳和氯化氫．
鐵的氧化物都能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色，并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引．
（1）提出猜想】猜想1：無色氣體A一定是C02 ， 原因是（用化學(xué)方程式表示）． 猜想2：黑色固體B全部是鐵．
【交流與討論】小華認(rèn)為猜想1不一定正確，無色氣體中除了CO2外，可能含有CO．
【探究反思】為驗(yàn)證小華的猜想，大家按圖2所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過程與現(xiàn)象如下：
①當(dāng)X現(xiàn)象為時(shí)，可以確定猜想1是錯(cuò)誤的，寫出產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式： ．
②Ⅱ中無明顯現(xiàn)象，但可以往Ⅱ中滴加足量（填試劑名稱或化學(xué)式）證明氣體在Ⅱ中確實(shí)已發(fā)生了反應(yīng)．
（2）為驗(yàn)證猜想2，大家稱取7g黑色固體B，按圖3所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，過程與現(xiàn)象如下： ①經(jīng)過分析，大家確定猜想2是錯(cuò)誤的，理由是 ．
②為了進(jìn)一步確定黑色固體C的成分，你的方法是（寫出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及結(jié)論）．
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱得紅色固體的質(zhì)量為6.4g，則黑色固體B中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；產(chǎn)生黑色沉淀；PdCl2+CO+H2O═Pd+CO2+2HCl；CaCl2
（2）鐵和足量硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，不能產(chǎn)生黑色固體；實(shí)驗(yàn)操作：把磁鐵靠近黑色固體；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色固體被吸引；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是四氧化三鐵．實(shí)驗(yàn)操作：把適量黑色固體置于試管中，加入適量的稀硫酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成淺綠色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是氧化亞鐵；80%
【解析】解：【提出猜想】 猜想1：無色氣體A一定是C02 ， 原因是：氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ．
故填：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ． 【探究反思】（1）①當(dāng)X現(xiàn)象為產(chǎn)生黑色沉淀時(shí)，可以確定猜想1是錯(cuò)誤的，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式為：PdCl2+CO+H2O═Pd+CO2+2HCl．
故填：產(chǎn)生黑色沉淀；PdCl2+CO+H2O═Pd+CO2+2HCl．②Ⅱ中無明顯現(xiàn)象，但可以往Ⅱ中滴加足量CaCl2證明氣體在Ⅱ中確實(shí)已發(fā)生了反應(yīng)，因?yàn)槁然�鈣能和二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成的碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀﹣﹣碳酸鈣．故填：CaCl2 ． （2）①經(jīng)過分析，大家確定猜想2是錯(cuò)誤的，理由是：鐵和足量硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，不能產(chǎn)生黑色固體．故填：鐵和足量硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，不能產(chǎn)生黑色固體．②為了進(jìn)一步確定黑色固體C的成分，實(shí)驗(yàn)方法是：實(shí)驗(yàn)操作：把磁鐵靠近黑色固體；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色固體被吸引；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是四氧化三鐵．實(shí)驗(yàn)操作：把適量黑色固體置于試管中，加入適量的稀硫酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成淺綠色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是氧化亞鐵．
故填：實(shí)驗(yàn)操作：把磁鐵靠近黑色固體；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色固體被吸引；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是四氧化三鐵．
實(shí)驗(yàn)操作：把適量黑色固體置于試管中，加入適量的稀硫酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變成淺綠色；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：黑色固體是氧化亞鐵．
③設(shè)鐵的質(zhì)量為x，

Fe+CuSO4═FeSO4+	Cu，
56	64
X	6.4g

= ，
x=5.6g，
則黑色固體B中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ×100%=80%．
故填：80%．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了金屬材料的選擇依據(jù)和一氧化碳還原氧化鐵的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金．重金屬：如銅、鋅、鉛等；有色金屬輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬；原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來才能正確解答此題．