8.铁和四氧化三铁及其他含铁物质的性质、转换、用途是初中化学常见的知识内容.某兴趣小组同学在《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》课题组老师的带领下开展了系列研究.
I:铁和四氧化三铁的转换:
i:铁在氧气里燃烧
【探究一】探究铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】取0.33mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验,实验现象:
O2%90%70%65%60%55%

实验现象
燃烧剧烈,燃烧时间长,效果好燃烧比90%弱,燃烧时间短,实验成功燃烧比70%弱,燃烧时间比70%短,实验成功燃烧比65%弱,燃烧时间更短,实验成功难以燃烧,只是发红
【结论】就0.33mm铁丝而言,依据上表燃烧所需氧气的最低体积分数为60%,且氧气浓度越大,燃烧越剧烈.
【反思】所有铁丝的燃烧所需氧气最低浓度为上述结论不(填“是”或“不”)合理,理由是没有考虑铁丝的粗细.
ii:铁和四氧化三铁在转换时的应用:
在焊接两根铁轨时,为确保施工质量,工程技术人员常用到一种叫做“引火铁”的反应活性材料,“引火铁”(极细的铁粉)是一种准纳米材料,它在空气中可以自燃.某化学兴趣小组根据上述原理设计在实验室制备其过程如下:

(1)在高温条件下用普通铁粉和水蒸气反应,得到粉末状的四氧化三铁和氢气.
(2)将四氧化三铁粉末再在高温条件下经过与上述过程相反的反应生成“引火铁”粉末.请分别用以下两套装置,制取四氧化三铁和“引火铁”.(注:装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图1中均已略去)
填写下列空白:
(1)写出实验过程中第(1)、(2)两个步骤中的任一反应方程式:3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2,Fe3O4+4H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4H2O;
(2)在实验装置中,烧瓶B的作用是产生水蒸气;
(3)实验时试管A中加入的固体是普通铁粉;
(4)在试管H中反应进行H2还原Fe3O4前,在I出口处必须先检验氢气的纯度.
II: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2.

【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66g(玻璃管的质量为60g)
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)
【得出结论】通过实验中获得的数据进行计算,得出黑色固体粉末为Fe3O4
【反思与评价】一氧化碳还原氧化铁的实验中,可能会生成四氧化三铁、氧化亚铁等,那么要提高含铁量可采用的方法是延长通入CO的时间、提高反应温度、延长反应时间(答出一个即可).
 0  164342  164350  164356  164360  164366  164368  164372  164378  164380  164386  164392  164396  164398  164402  164408  164410  164416  164420  164422  164426  164428  164432  164434  164436  164437  164438  164440  164441  164442  164444  164446  164450  164452  164456  164458  164462  164468  164470  164476  164480  164482  164486  164492  164498  164500  164506  164510  164512  164518  164522  164528  164536  211419 

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