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某兴趣小组对工业炼铁的相关知识进行了深入研究。

(知识回顾)工业炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气,下列相关知识的归纳,正确的是_____。

A 工业炼铁得到的是纯铁

B CO还原氧化铁的反应属于置换反应

C 焦炭燃烧放热,提高炉温,并转化成CO

D 炼铁高炉排放的废气对空气无污染

(提出问题)该小组同学发现甲烷的性质与氢气、一氧化碳有很多相似之处。氢气、一氧化碳具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?

(查阅资料)1 无水硫酸铜是白色固体,吸收水分后变为蓝色。

2 铁的氧化物与稀硫酸反应时无气体生成

(实验探究)为探究上述问题,设计如下装置并进行实验。

(1)实验开始时先通一段时间甲烷的目的是_____________________。

(2)加热一段时间后,观察到A中硬质玻璃管中的固体粉末由红色全部变成黑色,取少量黑色粉末于试管中,加入适量稀盐酸,观察到________(填实验现象),说明有铁生成;B中白色固体变蓝,说明有_____生成;C中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成。

(结论)甲烷有还原性。若生成的黑色粉末全部是铁,甲烷还原氧化铁的化学方程式为__________________________。

(反思质疑)查阅资料得知:酒精灯加热时达不到高温,生成物中可能混有铁的其他氧化物FexOy.为探究甲烷与氧化铁反应后所得黑色粉末的成分,继续进行如下实验:

(1)探究黑色粉末中单质铁的质量分数:

①将如图各装置按照一定顺序连接,接口顺序是a→_____→_____→d(填序号)。

②检查装置气密性,称取7.2g黑色粉末 放入烧瓶中,向分液漏斗中加入稀硫酸。打开分液漏斗活塞,逐滴加入稀硫酸至无气泡产生,通过测量量筒内水的体积得出氢气质量为0.05g。计算黑色粉末中单质铁的质量分数。_______________(写出计算过程,结果保留到0.1%)

(2)确定黑色粉末中FexOy的化学式:

检查如图装置的气密性,另称取上述黑色粉末7.2g放入硬质玻璃管中,加热至完全反应,称得硬质玻璃管内剩余固体为5.6g,经检验全都是铁。若原黑色粉末中铁的氧化物只有一种,则FexOy的化学式为_____。从环保角度分析,如图装置存在的明显缺陷是_____________________________。

九年级化学科学探究题困难题

少年,再来一题如何?
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