Question

某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵化學(xué)原理的實(shí)驗(yàn)，對(duì)固體產(chǎn)物成分等進(jìn)行探究。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】該小組按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在一定溫度下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，測(cè)得下列數(shù)據(jù)：
①反應(yīng)前玻璃管和內(nèi)盛氧化鐵粉末的總質(zhì)量66．0g（玻璃管的質(zhì)量為60．0g）
②反應(yīng)后玻璃管和內(nèi)盛黑色固體的總質(zhì)量65．8g（冷卻到室溫稱量）
【分析與討論】本實(shí)驗(yàn)中，玻璃管內(nèi)固體粉末由紅色全部變?yōu)楹谏�。小明同學(xué)認(rèn)為該黑色固體全部是鐵，但小華同學(xué)提出了質(zhì)疑，于是大家提出查閱資料。
【查閱資料】①CO還原Fe₂O₃的固體產(chǎn)物的成分與反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素有關(guān)；
②CO還原Fe₂O₃的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中固體產(chǎn)物可能有Fe₃O₄、FeO、Fe；
③NaOH溶液與石灰水相似，能吸收CO₂，但不變渾。
④

物質(zhì)性質(zhì)	四氧化三鐵	氧化亞鐵	氧化鐵	鐵粉
顏色	黑色	黑色	紅色	黑色
能否被磁鐵吸引	能	不能	不能	能

 
【實(shí)驗(yàn)與猜想】
（1）該小組同學(xué)將反應(yīng)后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發(fā)現(xiàn)黑色固體粉末全部能被吸引，則該黑色固體粉末中不可能含有氧化鐵和     。
（2）進(jìn)行猜想：黑色固體粉末可能a．全部為鐵、 b．       、c．       。
【得出結(jié)論】
（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出黑色固體粉末為（寫(xiě)名稱）       。
【反思與評(píng)價(jià)】
（4）一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，若要得到鐵可適當(dāng)提高反應(yīng)溫度。
（5）實(shí)驗(yàn)裝置圖中采用虛線框內(nèi)的裝置，其作用有       。

A．收集CO    B．吸收CO₂    C．檢驗(yàn)CO₂
【實(shí)踐應(yīng)用】小明和他的同學(xué)想測(cè)定某赤鐵礦石中Fe₂O₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。用CO與10g赤鐵礦石樣品充分反應(yīng)（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），并將生成的氣體用足量的NaOH溶液完全吸收，該溶液總質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系如右圖。
（6）上述反應(yīng)產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量為     g；
（7）計(jì)算該赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。     。（需要有計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

(1) 氧化亞鐵 ；(2)b. 四氧化三鐵 ；c. 鐵和四氧化三鐵 ；
(3) 四氧化三鐵 ；(5)   AB     ；(6)     6.6    g；（7）80%

試題分析：(1)磁鐵能吸引鐵和四氧化三鐵不能吸引氧化鐵和氧化亞鐵，故該黑色固體粉末中不可能含有氧化鐵和氧化亞鐵，（2）磁鐵能吸引鐵和四氧化三鐵，所以黑色粉末可能是：a．全部為鐵、b. 四氧化三鐵、c. 鐵和四氧化三鐵 ；（3）由實(shí)驗(yàn)①②的數(shù)據(jù)可知黑色固體粉末為四氧化三鐵，（5）一氧化碳還原氧化鐵時(shí)，有多余的一氧化碳排出，一氧化碳是污染空氣的氣體，實(shí)驗(yàn)中藥測(cè)出二氧化碳的質(zhì)量故選AB，（6）由圖可知?dú)溲趸�鈉溶液的質(zhì)量增加6.6g，故二氧化碳的質(zhì)量為6.6g，
（7）解：設(shè)該樣品中氧化鐵的質(zhì)量為x
3CO+ Fe₂O₃  2 Fe +3CO₂?
160                132
X                  6.6g

x=8.0g
樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：x100%=80%