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)裝置如圖1.
【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∶魍瑢W(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Fe
2O
3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Fe
2O
3的實(shí)驗(yàn)過程中固體產(chǎn)物可能有Fe
3O
4、FeO、Fe;
③NaOH溶液與石灰水相似,能吸收CO
2,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(寫名稱)
.
【反思與評價(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CO
2 C.檢驗(yàn)CO
2【實(shí)踐應(yīng)用】
小明和他的同學(xué)想測定某赤鐵礦石中Fe
2O
3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)系如圖2.
(6)上述反應(yīng)產(chǎn)生CO
2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)算過程)