《2025年学霸提优大试卷九年级化学上册沪教版》

20. (10 分)某小组采用图 a 所示实验装置探究 CO 还原${Fe_{2}O_{3}}$时,出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色,推断黑色固体是 Fe;乙同学提出质疑,认为黑色固体可能是${Fe_{3}O_{4}}$,并查阅了资料:${Fe_{3}O_{4}}$几乎不溶于稀的酸溶液。

(1)制备 CO 的原理是${HCOOH\xlongequal[\triangle]{浓硫酸}CO\uparrow + H_{2}O}$(HCOOH 在常温下为液态),图 b 所示三种气体发生装置中,可用于制备 CO 的是C(填装置字母)。
(2)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知,该反应生成${Fe_{3}O_{4}}$是合理的,理由是反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变。
②要证明同时含有${Fe_{3}O_{4}}$和 Fe。检验的操作和现象是:取样于试管中,滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解。
(3)该小组为了探索 CO 还原${Fe_{2}O_{3}}$与温度的关系,走访了某钢铁厂。工程师用 SDTQ 热分析仪对该反应进行研究,根据不同温度下所得固体的质量,推导对应的固体成分,结果如图。

①用 CO 炼铁时,还原${Fe_{2}O_{3}}$的温度应不低于800℃(填“400”“600”或“800”)。
②图中$x = $33.6。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为 600℃左右,他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾,推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应:4FeO${\xlongequal{\;\;}Fe_{3}O_{4} + }$Fe。

答案： （1）C （2）①反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变 ②滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解 （3）①800 ②33.6 ③4FeO$\xlongequal{\;\;}$Fe₃O₄+Fe