Question

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某化学兴趣小组有一次活动的内容是：对一包铁矿石粉末的组成进行探究，请你参与并回答有关问题．
[教师提醒]它由菱铁矿（FeCO₃）、赤铁矿（Fe₂O₃）、磁铁矿（Fe₃O₄）三种固体粉末中的一种或两种组成．
[提出猜想]试样粉末主要成分可能有：①只是FeCO₃、②只是Fe₂O₃、③只是Fe₃O₄、④FeCO₃和Fe₂O₃、⑤FeCO₃和Fe₃O₄、⑥Fe₂O₃和Fe₃O₄．
[查阅资料]（1）FeCO₃受热易分解FeCO₃FeO+CO₂↑，常温与可盐酸反应放出CO₂：FeCO₃+2HCl=FeCl₂+CO₂↑+H₂O，
（2）铁矿石粉末中的杂质不参加反应．
[探究思路]先利用物质的性质不同设计实验探究其成分，然后再选择适当的试剂和方法通过实验测定其含量．（装置内空气中的水蒸气、CO₂忽略不计）
[实验探究]
（1）取适量试样粉末装入试管中，加入适量的盐酸，没有气泡产生，从而排除猜想中的______（填猜想中的序号）．
（2）为进一步确定试样粉末的组成，称取该粉末10.0g装入硬质玻璃管中，在通风厨按如图进行实验．

开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应．待反应完全后，停止加热，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却．反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：

	反应前	反应后
a管	玻璃管和试样粉末的总质量为70.0g	玻璃管和固体物质的总质量为67.6g
b瓶	洗气瓶和所盛溶液的总质量为200.0g	洗气瓶和瓶中物质的总质量为206.6g

[交流讨论]
（3）为了防止溶液倒吸，本实验最后停止加热前是否需要先断开装置中a和b的连接处？______（填需要或不需要），理由是______．
（4）b装置中可能会发生多个化学反应，任写出其中1个反应的化学方程式：______．
[反思评价]
（5）本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理，如不需处理，请说明理由：______．
（6）通过计算确定，该铁矿石试样的主要成分，指出哪个猜想是正确的（已知铁矿石的纯度为80.0%）．
【解析】

Answer

（1）根据盐酸会和碳酸亚铁反应放出二氧化碳进行解答；
（3）根据在反应中一直通入CO气体直至冷却，B中溶液不会倒吸到A装置中进行解答；
（4）根据二氧化碳和氢氧化钙溶液或者是氢氧化钠溶液反应进行解答；
（5）根据CO有毒，排放到空气中会污染大气进行解答；
（6）根据a试管中减少的质量为混合物中元素的质量进行解答．
【解析】
（1）盐酸会和碳酸亚铁反应放出二氧化碳，加入适量的盐酸，没有气泡产生，说明一定没有碳酸亚铁，所以①④⑤可以排除；
（3）在反应中一直通入CO气体直至冷却，B中溶液不会倒吸到A装置中，所以不需要先断开装置中a和b的连接；
（4）二氧化碳和氢氧化钙溶液或者是氢氧化钠溶液反应，反应的化学方程式分别为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O或2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
（5）CO有毒，排放到空气中会污染大气，所以需要尾气处理，在b装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉；
（6）a试管中减少的质量为混合物中元素的质量，混合物中氧元素的质量=70.0g-67.6g=2.4g，所以该混合物中氧元素的质量分数为：=24%．
如果是只是Fe2O3混合物中氧元素的质量分数=80%×=24%，所以正好和该混合物中氧元素的质量分数相同，故猜想②正确．
故答案为：（1）①④⑤；
（3）不需要；因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中；
（4）CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
（5）需要；在b装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉；
（6）猜想②正确．