Question

某興趣小組在實驗室中模擬煉鐵化學原理的實驗，對固體產物成分等進行探究。

【設計實驗】用一氧化碳還原純凈的氧化鐵粉末，實驗裝置如下圖。
【進行實驗】該小組按上述實驗設計，在一定溫度下進行了實驗，測得下列數據：
①反應前玻璃管和內盛氧化鐵粉末的總質量66．0g（玻璃管的質量為60．0g）
②反應后玻璃管和內盛黑色固體的總質量65．8g（冷卻到室溫稱量）
【分析與討論】本實驗中，玻璃管內固體粉末由紅色全部變為黑色。小明同學認為該黑色固體全部是鐵，但小華同學提出了質疑，于是大家提出查閱資料。
【查閱資料】①CO還原Fe₂O₃的固體產物的成分與反應溫度、反應時間等因素有關；
②CO還原Fe₂O₃的實驗過程中固體產物可能有Fe₃O₄、FeO、Fe；
③NaOH溶液與石灰水相似，能吸收CO₂，但不變渾。
④

物質性質	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

 
【實驗與猜想】
（1）該小組同學將反應后的黑色固體研磨后，再用磁鐵吸引，發現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）進行猜想：黑色固體粉末可能a．全部為鐵、 b．       、c．       。
【得出結論】
（3）通過實驗中獲得的數據進行計算，得出黑色固體粉末為（寫名稱）       。
【反思與評價】
（4）一氧化碳還原氧化鐵的實驗中，若要得到鐵可適當提高反應溫度。
（5）實驗裝置圖中采用虛線框內的裝置，其作用有       。

A．收集CO    B．吸收CO₂    C．檢驗CO₂
【實踐應用】小明和他的同學想測定某赤鐵礦石中Fe₂O₃的質量分數。用CO與10g赤鐵礦石樣品充分反應（雜質不參與反應），并將生成的氣體用足量的NaOH溶液完全吸收，該溶液總質量與反應時間的變化關系如右圖。
（6）上述反應產生CO₂的質量為     g；
（7）計算該赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數。     。（需要有計算過程）

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%

解析試題分析：(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）由實驗①②的數據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，有多余的一氧化碳排出，一氧化碳是污染空氣的氣體，實驗中藥測出二氧化碳的質量故選AB，（6）由圖可知氫氧化鈉溶液的質量增加6.6g，故二氧化碳的質量為6.6g，
（7）解：設該樣品中氧化鐵的質量為x
3CO+ Fe₂O₃  2 Fe +3CO₂?
160                132
X                  6.6g

x=8.0g
樣品中氧化鐵的質量分數為：x100%=80%
考點：化學實驗、利用化學方程式計算。