20.某化学兴趣小组在实验室中模拟工业炼铁的原理,并探究CO与Fe2O3反应后的产物.所用装置如图所示.
(1)如果实验成功,请回答下列问题:
①实验过程中的现象:红色固体粉末变成黑色、澄清石灰水变浑浊.
②B装置中发生反应的化学方程式Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
③为保证安全和实验成功,该实验的操作步骤:badc.(填序号)
a.点燃A处酒精喷灯 b.通入CO气体
c.停止通入CO气体d.熄灭酒精喷灯.
④该装置设计有一个明显缺陷,你认为是没有尾气处理装置.
(2)兴趣小组用上图装置想计算12克赤铁矿样品中氧化铁的质量分数,他们收集了以下两组数据(假设所有能发生的反应都反应完全,矿石中杂质不参与化学反应):
数据A:玻璃管和固体样品在反应前后质量变化了a g;
数据B:整个实验中,实际通入玻璃管中的一氧化碳质量为b g.
你认为他们应该选用了A(填“A”或“B”)组数据来计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数,不选用另一组数据计算的原因CO要先通后撤,没有全部参加反应.
(3)实验时准确称取一定质量纯净的Fe2O3固体和相关装置的质量按上图进行实验,当固体全部变黑后,继续通入CO直到玻璃管冷却.将得到黑色的固体加入到足量的稀盐酸,发现固体全部溶解,但无气泡产生.实验测得部分数据如下:
玻璃管中固体的质量装置B试管及其中物质的总质量
反应前32g300g
反应后28.8g308g
(4)实验分析
查阅资料:a.铁的氧化物在足量的稀盐酸中均能全部溶解.
b.Fe2O3与CO反应的固体生成物可能情况如下:
Fe2O3$\stackrel{400℃-500℃}{→}$Fe3O4$\stackrel{500℃-600℃}{→}$FeO(黑色)$\stackrel{700℃-800℃}{→}$Fe
分析推断:①装置B试管中增加的质量一定小于理论产生的CO2质量,可能原因是AB(填写字母代号).
A.未参加反应的CO通过B时带走了水蒸气;
B.石灰水浓度小没有将二氧化碳完全吸收;
C.石灰水吸收了空气中的二氧化碳气体.
②根据实验现象可确定反应后的固体中一定不存在Fe(填“一定”或“一定不”或“可能”).
理由:黑色固体中加入盐酸后没有气泡生成.
(5)实验结论:根据可靠实验数据计算出反应后的固体的成分.
过程:m(Fe)=32×$\frac{112}{160}$=22.4g;m(O)=28.8-22.4=6.4g56x:16y=22.4:6.4,解得x:y=1:1
成分:FeO
此时发生反应的化学方程式:Fe2O3+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2FeO+CO2
 0  151348  151356  151362  151366  151372  151374  151378  151384  151386  151392  151398  151402  151404  151408  151414  151416  151422  151426  151428  151432  151434  151438  151440  151442  151443  151444  151446  151447  151448  151450  151452  151456  151458  151462  151464  151468  151474  151476  151482  151486  151488  151492  151498  151504  151506  151512  151516  151518  151524  151528  151534  151542  211419 

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