我国是一个钢铁大国,钢铁产量为世界第一.某化学实验小组的同学用下面的装置在实验室中模拟炼铁.请你和他们一起完成相关探究.

(1)操作顺序是实验成败的关键,对于该实验,应
.(填“先通入一氧化碳”或“先点燃酒精灯”)
(2)反应中可观察到粗玻璃管内的固体逐渐由
色变成
色,写出该反应的化学方程式
.
(3)产物的检验:
①初步检验:甲同学想对反应后的产物进行初步检验,请你帮他想出一个物理方法:
.
②进一步验证:乙同学想用化学方法对产物进一步验证,他将反应后的黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液中,发现只有部分变红.请写出生成红色物质的化学方程式:
.
(4)质疑与探究:
①乙同学对产物的成分产生了质疑,查阅相关资料之后得知,一氧化碳还原氧化铁是一个逐渐的过程.
首先是Fe
2O
3被还原为Fe
3O
4:3Fe
2O
3+CO
2Fe
3O
4+CO
2.
然后是Fe
3O
4被还原为FeO:
+
+
.
最后是FeO被还原为Fe:FeO+CO
Fe+CO
2②通过以上分析,甲乙两位同学对反应后黑色固体的成分进行了猜想:
已知:FeO、Fe
3O
4均为黑色,且Fe
3O
4有磁性.FeO、Fe
3O
4都不与硫酸铜溶液反应.
猜想一:Fe与Fe
3O
4;猜想二:Fe与FeO;猜想三:Fe与Fe
3O
4和FeO.
③为了对产物固体成分进行更客观的分析.甲乙同学将所做实验整理如下:
实验内容 |
实验现象 |
实验结论 |
将反应后得到的黑色粉末用磁铁吸引 |
|
猜想一成立 |
将反应后得到的黑色粉末加入足量的硫酸铜溶液中 |
|
猜想一成立 |
④实验反思:为了提高铁的产率,应适当
(填“降低”或“提高”)反应温度.