【题目】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实验现象为__________________,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,发现只有部分变成红色。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Fe2O3被还原为Fe3O4:3Fe2O3 + CO2Fe3O4 + CO2

然后是Fe3O4被还原为FeO:CO + Fe3O4______ + CO2

最后是FeO被还原为Fe:FeO + CO Fe + CO2

②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、Fe3O4均为黑色,且Fe3O4有磁性。FeO、Fe3O4都不与硫酸铜溶液反应。

猜想一:Fe与Fe3O4; 猜想二:Fe与FeO; 猜想三:Fe与Fe3O4和FeO。

③为了对产物固体的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

_____________

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。

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