某研究性小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验。

I.定性探究

在一定温度下,该小组同学用一氧化碳还原纯净的氧化铁(实验装置如图),从环保角度看,该小组设计的实验装置有不足之处,你认为该如何改进?_____,观察到玻璃管内固体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,于是大家分头查阅资料。

(查阅资料)

(1)一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。

(2)一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。

(3)

性质

四氧化三铁

氧化亚铁

铁粉

颜色

黑色

黑色

黑色

能否被磁铁吸引

不能

(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,发现黑色固体全部能被吸引,则该黑色固体中不可能含有_____。

(2)进行猜想:黑色固体可能

a.全部为铁 b._____ c._____

Ⅱ.定量探究

取上述研磨后的黑色固体20g,设计如下实验:

(1)小明同学的猜想_____(填“是”或“否”)成立。

(2)通过计算,确定20g黑色固体的成分及质量_____(请写出计算过程)。

(继续实验)

若要从以上探究所得FeSO4、CuSO4的混合溶液中回收铜和硫酸亚铁晶体,可设计如下实验方案:

(1)步骤①中,金属X是_____;

(2)步骤②中,加入过量稀硫酸的目的是_____。发生反应的化学方程式为_____。

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