將Fe
2O
3和純凈的碳粉混合,平鋪在反應(yīng)管a中在瓶盛有足量澄清石灰水按圖連接儀器.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)緩慢通入氮?dú)膺^(guò)一段時(shí)間后,加熱反應(yīng)管觀察到管內(nèi)發(fā)生劇烈反應(yīng)同時(shí),瓶中的溶液出現(xiàn)白色沉淀待反應(yīng)反應(yīng)完成后停止加熱仍繼續(xù)通入氮?dú)庵敝练磻?yīng)管冷卻.此時(shí),管內(nèi)的混合物變成黑色粉末.回答問題:
(1)取少量固體溶于足量的稀硫酸,發(fā)現(xiàn)有大量的氣泡產(chǎn)生,若同時(shí)出現(xiàn)______的現(xiàn)象,則生成的黑色固體全部是鐵.
(2)實(shí)驗(yàn)中通入的氣體是純凈干燥的氮?dú),不用空氣的主要原因是______.
(3)停止加熱前是否需要斷開和b的連接處?為什么?______
(4)本實(shí)驗(yàn)的尾氣是否需要處理?如需處理,請(qǐng)回答如何處理,如不需處理,說(shuō)明理由______.
(5)合成氨工業(yè)中使用的催化劑鐵觸媒的成分可表示為xFeO?yFe
2O
3(其中FeO與Fe
2O
3質(zhì)量比為27:20).若用40gFe
2O
3通過(guò)該實(shí)驗(yàn)制備出37.6g鐵觸媒,反應(yīng)中消耗的純凈碳粉的質(zhì)量范圍是______,x:y=______.