钢铁是使用最多的金属材料．在今年的化学活动周中，某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验．实验一：用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁实验装置如下图：其中A...

题文

钢铁是使用最多的金属材料．在今年的化学活动周中，某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验．实验一：用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁实验装置如下图：其中A是实验室用草酸（H2C2O4）和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置，反应的化学方程式是：H2C2O4浓硫酸.△H2O+CO2↑+CO↑．请回答下列问题：（1）B装置中发生反应的化学方程式是______．（2）C装置无明显现象，C装置的作用是______．D装置中浓硫酸的作用是______．（3）E装置中的实验现象是______．（4）F装置的作用是______、______．实验二：铝粉和氧化铁粉末反应（铝热反应）实验装置如下图：图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层，点燃镁条后观察到的现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入细沙中．实验后老师作了如下提示：实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件，铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，该反应常用于焊接钢轨．请写出该反应的化学方程式______．该反应中单质铝与一氧化碳有相似的______（填“氧化”或“还原”）性．实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣，激发了探究热情．提出问题：任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗？同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究．实验方案：实验组别实验操作实验现象结论实验1取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热．向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸．黑色粉末变成______色 固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈无色．Zn和CuO能发生置换反应．实验2取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热．向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸．发生爆炸，黑色粉末变成红色．固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈______色．______实验3取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热．粉末无变化Cu、Fe2O3不能反应．实验总结：金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应，有些不能反应．反思拓展：金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与______的反应相似．

题型：未知 难度：其他题型

答案

实验一（1）根据化学方程式：H2C2O4浓硫酸.△H2O+CO2↑+CO↑可知，有CO2生成，B装置中的氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体，化学反应式是：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O．故答案为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；（2）C装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，而C装置中无明显现象，说明二氧化碳已被氢氧化钠溶液完全吸收；D装置中浓硫酸的作用是吸收制取CO过程中产生的水，得到干燥的CO；故答案为：证明二氧化碳已被完全吸收、干燥一氧化碳气体；（3）E装置中的氧化铁在CO的还原作用下，由红色的氧化铁粉末变成黑色的铁粉．故答案为：红色粉末变成黑色；（4）F装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，可以用来证明二氧化碳的存在；点燃尾气，是因为过量的有毒一氧化碳会污染空气，所以要进行尾气处理．故答案为：证明反应生成了二氧化碳、尾气处理；实验二实验装置如下图：铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，我们可以据此写出化学反应式：2Al+Fe2O3高温.2Fe+Al2O3，一氧化碳具有还原性，是在化学反应中得到氧的物质，在该反应中铝也是得到氧的物质，所以具有还原性．故答案为：2Al+Fe2O3高温.2Fe+Al2O3、还原；实验方案：实验1：根据结论：Zn和CuO能发生置换反应，说明置换出铜单质．故实验现象是：黑色粉末变成红色．故答案为：红；实验2：根据现象：发生爆炸，黑色粉末变成红色，说明氧化铜变成了铜单质，镁与氧化铜发生了置换反应．故答案为：无、镁与氧化铜发生了置换反应；反思拓展：金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律是：活动性较强的金属可以将其后面的金属从它们的氧化物中置换出来，与金属与盐溶液的反应相似．故答案为：盐溶液．

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解析

浓硫酸.△

考点

据考高分专家说，试题“钢铁是使用最多的金属材料．在今年的化学活.....”主要考查你对 [一氧化碳还原氧化铁 ]考点的理解。

一氧化碳还原氧化铁

氧化铁自身具有氧化性，我们可以用一氧化碳还原氧化铁。灼热的氧化铁可以和氢气（H2）、碳（C）、一氧化碳（CO）等具有还原性物质反应，生成铁+X（氧化物）。

实验室一氧化碳还原氧化铁： ①反应原理：3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 ②装置： ③现象：红色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰石变浑浊，尾气燃烧时产生蓝色火焰。 ④实验步骤：a.检验装置的气密性b.装入药品并固定装置c.通入一氧化碳气体并点燃酒精灯d.待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热e.当试管内的红色粉末变为黑色时，停止加热f.待玻璃管内的固体冷却后，停止通一氧化碳，并熄灭酒精灯 ⑤实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁，一氧化碳在高温条件下得到了氧，生成了二氧化碳。 ⑥化学反应方程式:3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2⑦注意事项： a.反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。 b.CO有剧毒，实验应在通风橱中进行，未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO2)以防止污染空气。 c.操作顺序：CO要“早出晚归”，洒精喷灯要“迟到早退”。实验开始先通入CO，排尽装置内的空气，防止CO 与空气混合，加热时发生爆炸；实验完毕后要继续通入 CO气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，被氧化。