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16.地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属.
(1)赤铁矿在自然界中储藏丰富,其主要成分的化学式是Fe2O3.
(2)工业上主要采用高炉炼铁,常用到的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气.其中,焦炭的作用是燃烧提供热量(产生一氧化碳).(仅答一点)
(3)由于铁的氧化物中Fe3O4和FeO均为黑色,实验室用CO还原Fe2O3得到的铁中是否会含有Fe3O4和FeO,某同学设计了下列探究实验.
资料:FeCl3溶液与铁发生的反应是2FeCl3+Fe═3FeCl2,但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应;含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用该反应可检验Fe3+的存在.
【提出问题】CO还原Fe2O3得到黑色产物的成分是什么?
【猜想】
猜想l:Fe           猜想2:Fe和Fe3O4;
猜想3:Fe和FeO;   猜想4:Fe、FeO、Fe3O4
【实验探究】限选试剂:C0、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液.
实验操作实验现象实验结论
Ⅰ取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后过滤,对过滤所得固体用蒸馏水洗涤.黑色固体部分溶解.猜想2和4都
不成立.
Ⅱ取少量操作Ⅰ所得的滤渣于试管中,再加入足量的稀盐酸,充分反应后,再加入适量的KSCN溶液.黑色固体全部溶解,溶液
不变红色.
Ⅲ另取少量黑色产物装入玻璃管中,通入C0,一段时间后加热,并将反应后的气体通入装有一定量的澄清石灰水 的烧杯中.澄清石灰水变浑浊.猜想l不成立,
猜想3成立.

分析 (1)根据赤铁矿的主要成分进行分析;
(2)根据四氧化三铁和盐酸反应会生成氯化铁、氯化亚铁和水进行分析;
(3)根据焦炭具有还原性和可燃性进行分析;
(4)根据四氧化三铁的生成物完成猜想,然后依据各种生成物的性质以及题中所给的资料进行分析.

解答 解:(1)赤铁矿的主要成分是氧化铁,所以赤铁矿在自然界中储藏丰富,其主要成分的化学式是:Fe2O3;
(2)焦炭和氧气反应生成二氧化碳,会放出大量的热,所以焦炭的作用是:燃烧提供热量;
(3)磁铁矿的主要成分是Fe3O4,在Fe3O4中存在两种不同价态的铁离子,其中$\frac{1}{3}$是Fe2+,$\frac{2}{3}$是Fe3+,四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水,化学方程式为:Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O;
(4)铁以及铁的氧化物中Fe3O4和FeO均为黑色,结合猜想1、2、3,所以猜想4是Fe、FeO、Fe3O4;
依据含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,利用该反应可检验Fe3+的存在,可以将固体转化到溶液中,检验铁离子的存在验证猜想2、4,将 金属氧化物溶解可以用酸进行溶解,然后再利用还原剂还原氧化亚铁,检验氧化亚铁是否存在,验证猜想3,所以,

实验操作实验现象实验结论
取少量操作Ⅰ所得的滤渣于试管中,再加入足量的稀盐酸,充分反应后,再加入适量的KSCN溶液
澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊
故答案为:(1)Fe2O3;
(2)燃烧提供热量;
(3)Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O;
(4)Fe、FeO、Fe3O4;
实验操作实验现象实验结论
取少量操作Ⅰ所得的滤渣于试管中,再加入足量的稀盐酸,充分反应后,再加入适量的KSCN溶液
澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊

点评 在解此类题时,首先分析题中的反应流程,然后结合学过的知识和题中所给的资料进行分析解答.

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