某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,对固体产物成分等进行探究.
【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如图1.
【进行实验】该小组按上述实验设计,在一定温度下进行了实验,测得下列数据:
①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g(玻璃管的质量为60.0g)
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g(冷却到室温称量)
【分析与讨论】本实验中,玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色.小明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家提出查阅资料.
【查阅资料】
①CO还原Fe
2O
3的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关;
②CO还原Fe
2O
3的实验过程中固体产物可能有Fe
3O
4、FeO、Fe;
③NaOH溶液与石灰水相似,能吸收CO
2,但不变浑.
④
物质性质 |
四氧化三铁 |
氧化亚铁 |
氧化铁 |
铁粉 |
颜色 |
黑色 |
黑色 |
红色 |
黑色 |
能否被磁铁吸引 |
能 |
不能 |
不能 |
能 |
【实验与猜想】
(1)该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和
.
(2)进行猜想:黑色固体粉末可能 a.全部为铁、b.
、c.
.
【得出结论】
(3)通过实验中获得的数据进行计算,得出黑色固体粉末为(写名称)
.
【反思与评价】
(4)一氧化碳还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度.
(5)实验装置图中采用虚线框内的装置,其作用有
.
A.收集CO B.吸收CO
2 C.检验CO
2【实践应用】
小明和他的同学想测定某赤铁矿石中Fe
2O
3的质量分数.用CO与10g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应),并将生成的气体用足量的NaOH溶液完全吸收,该溶液总质量与反应时间的变化关系如图2.
(6)上述反应产生CO
2的质量为
g;
(7)计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数.
.(需要有计算过程)