Question

某興趣小組對(duì)工業(yè)煉鐵的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了深入研究。

（知識(shí)回顧）工業(yè)煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣，下列相關(guān)知識(shí)的歸納，正確的是_____。

A 工業(yè)煉鐵得到的是純鐵

B CO還原氧化鐵的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)

C 焦炭燃燒放熱，提高爐溫，并轉(zhuǎn)化成CO

D 煉鐵高爐排放的廢氣對(duì)空氣無(wú)污染

（提出問(wèn)題）該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)甲烷的性質(zhì)與氫氣、一氧化碳有很多相似之處。氫氣、一氧化碳具有還原性，那么甲烷有沒(méi)有還原性呢？

（查閱資料）1 無(wú)水硫酸銅是白色固體，吸收水分后變?yōu)樗{(lán)色。

2 鐵的氧化物與稀硫酸反應(yīng)時(shí)無(wú)氣體生成

（實(shí)驗(yàn)探究）為探究上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)如下裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先通一段時(shí)間甲烷的目的是_____________________。

（2）加熱一段時(shí)間后，觀察到A中硬質(zhì)玻璃管中的固體粉末由紅色全部變成黑色，取少量黑色粉末于試管中，加入適量稀鹽酸，觀察到________（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），說(shuō)明有鐵生成；B中白色固體變藍(lán)，說(shuō)明有_____生成；C中澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明有二氧化碳生成。

（結(jié)論）甲烷有還原性。若生成的黑色粉末全部是鐵，甲烷還原氧化鐵的化學(xué)方程式為__________________________。

（反思質(zhì)疑）查閱資料得知：酒精燈加熱時(shí)達(dá)不到高溫，生成物中可能混有鐵的其他氧化物FexOy．為探究甲烷與氧化鐵反應(yīng)后所得黑色粉末的成分，繼續(xù)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）探究黑色粉末中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

①將如圖各裝置按照一定順序連接，接口順序是a→_____→_____→d（填序號(hào)）。

②檢查裝置氣密性，稱取7.2g黑色粉末 放入燒瓶中，向分液漏斗中加入稀硫酸。打開分液漏斗活塞，逐滴加入稀硫酸至無(wú)氣泡產(chǎn)生，通過(guò)測(cè)量量筒內(nèi)水的體積得出氫氣質(zhì)量為0.05g。計(jì)算黑色粉末中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。_______________（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留到0.1%）

（2）確定黑色粉末中FexOy的化學(xué)式：

檢查如圖裝置的氣密性，另稱取上述黑色粉末7.2g放入硬質(zhì)玻璃管中，加熱至完全反應(yīng)，稱得硬質(zhì)玻璃管內(nèi)剩余固體為5.6g，經(jīng)檢驗(yàn)全都是鐵。若原黑色粉末中鐵的氧化物只有一種，則FexOy的化學(xué)式為_____。從環(huán)保角度分析，如圖裝置存在的明顯缺陷是_____________________________。

Answer 1